I sistemi hanno operato per 90 giorni, testando quattro diverse condizioni di funzionamento, aumentando sia il carico in ingresso in modo graduale ma anche la velocità di rinnovo di MSM.      Le concentrazioni in ingresso e in uscita di toluene, CO2, N2 e O2 nella fase gas, pH e ossigeno disciolto (DO) nel brodo di coltivazione sono stati analizzati ogni giorno; i campioni liquidi utilizzati per determinare la concentrazione di carbonio organico totale (TOC) e azoto totale (TN), nitriti e nitrati sono stati presi tre volte a settimana.                                                                                                               Al termine di ogni fase operativa sono state caratterizzate le popolazioni di microalghe e/o batteri, analizzando campioni di inoculo e brodo per il TPBR e dell'inoculo e del biofilm nel BTF; sempre al termine di ogni fase con un test di trasferimento di massa si è andati a chiarire se le prestazioni dei bioreattori fossero limitate dal trasferimento di toluene dal gas alla fase liquida, o per via di attività microbica. Alla fine dell'esperimento è stato eseguito un test di robustezza per i reattori.
All'avviamento di entrambi i bioreattori c'è stata un'efficienza di rimozione iniziale del 30% nel caso del TPBR per via della maggiore capacità di assorbimento del brodo di coltivazione; durante la prima fase i due sistemi hanno avuto prestazioni comparabili ma la presenza di alghe e batteri nel TPBR ha provocato un aumento di DO e il reattore ha mostrato concentrazioni di CO2 in uscita inferiori rispetto al BTF; quest'ultimo è stato più sensibile alla presenza di metaboliti secondari, indotti dall'aumento di concentrazione di toluene o ad una presenza limitata di O2, in fase acquosa. L'accumulo di questi metaboliti può portare instabilità ed infatti il TPBR si è dimostrato più stabile e più adattabile alle fluttuazioni del carico in ingresso, sia per una quantità maggiore di liquido coinvolto, sia per la presenza maggiore di DO nel brodo, oltre che per il consumo di CO2 da parte delle microalghe; i test di trasferimento di massa hanno sottolineato che entrambi i processi erano limitati dal trasferimento della massa di toluene dalla fase gassosa al biofilm o alla fase liquida \cite{Oliva_2019}.

Conclusioni

Il nostro studio ci ha permesso di confrontare due tecnologie per l'abbattimento del toluene e abbiamo notato che le efficienze di rimozione sono simili tra loro e rispettivamente 88 ± 4% per il TPBR e 86 ± 9% per il BTF.                                                                                                                                                    Le prestazioni del TPBR sono leggermente migliori ma sono soprattutto più stabili per via delle alte concentrazioni di DO e valori più elevati di pH; altro vantaggio è stata la riduzione di emissioni di CO2. Il BTF  ha sofferto di prestazioni più instabili per via dell'accumulo di metaboliti secondari e di acidificazione del mezzo di ricircolo che va ad inibire l'attività microbica.                                                  Possiamo in conclusione affermare che la cooperazione tra microalghe e batteri è una soluzione efficace per la rimozione del toluene e può rappresentare una sfida per il futuro.