Valutazione della contaminazione virale pre-post digestione anaerobica durante il trattamento delle acque reflue e del rifiuto organico attraverso metodiche biomolecolari

Sludges deriving from wastewater (WWTP) and organic fraction of municipal solid waste (OFMSW) treatments are potential sources of pathogens, nevertheless the hygienic risk associated with presence and persistence of viruses in such biosolids is still weakly understood. This work provides a biological characterization of the sludge focusing on viral contaminants and their reduction due to anaerobic digestion (AD). We analysed 72 samples from four plants located in Northern Italy and the following targets were detected through molecular biology methods: pathogens (Adenovirus, Aichi virus, Enterovirus, Norovirus - GI, GII - and SARS-CoV-2) and indicators (Coliphages - GI, GII, GIII, GIV - PMMoV, ToMV). The most frequent viral targets showed a variable concentration in the sludges: Adenovirus and PMMoV (5 Log gene copies per kg of sludge) > Norovirus GII and Coliphages GII/GIII (2-3 Log). 84% of samples from WWTPs and 36% of samples from OFMSW were positive for SARS-CoV-2. The reduction in viral targets concentration due to AD appeared limited (1 Log). Furthermore, we evaluated the possible role of ToMV as a new viral contamination indicator to monitor the entire analytical process, including sampling and extraction as critical phases for such an environmental matrix. Results showed presence of ToMV in all sample types (6 Log) in higher concentrations than other viral indicators.

I fanghi derivanti dal trattamento delle acque reflue (WWTP) e dei rifiuti organici (OFMSW) sono una potenziale fonte di patogeni, tuttavia il rischio igienico-sanitario associato alla presenza e alla persistenza di virus in questi biosolidi è ancora scarsamente conosciuto. In questo lavoro è stata effettuata una caratterizzazione dei contaminanti virali nei fanghi, valutando la loro riduzione attribuibile alla fase di digestione anaerobica. Abbiamo analizzato 72 campioni provenienti da quattro impianti situati nel Nord Italia e abbiamo ricercato i seguenti target con tecniche di biologia molecolare: patogeni (Adenovirus, Aichi virus, Enterovirus, Norovirus - GI, GII - e SARS-CoV-2) ed indicatori (Colifagi - GI, GII, GIII, GIV - PMMoV, ToMV). I target virali più frequenti hanno mostrato una concentrazione variabile nei fanghi: Adenovirus e PMMoV (5 Log copie gene per kg di fango) > Norovirus GII e Coliphages GII/GIII (2-3 Log). L’84% dei campioni provenienti da WWTP e il 36% di quelli provenienti da OFMSW sono risultati positivi a SARS-CoV-2. La riduzione della concentrazione dei target virali in seguito alla digestione anaerobica risulta limitata (1 Log). Inoltre abbiamo valutato il possibile ruolo di ToMV come nuovo indicatore di contaminazione virale per monitorare l’intero processo analitico incluse le fasi di campionamento ed estrazione, critiche per questa tipologia di matrice ambientale. I risultati hanno mostrato la presenza di ToMV in tutti i tipi di campione (6 Log) in concentrazione maggiore rispetto agli altri indicatori.