a cura della Dottoressa Francesca D’Arcangelo

Laureata con lode presso l’università degli studi ‘G. d’Annunzio’ di Chieti – Pescara

 

L’acqua occupa i 3/4 della superficie terrestre; una grande quantita’ si trova inoltre nell’atmosfera allo stato di vapore che, sotto l’azione del calore solare, si forma e si alza dal mare, dai fiumi, dalla terra su cui ritorna sotto forma di ACQUA METEORICA: rugiada, pioggia, grandine, neve.
L’acqua meteorica nasce pura ma presto, avvicinandosi alla terra, subisce modificazioni raccogliendo attraverso l’atmosfera pulviscolo, sali minerali, materie organiche, microorganismi…diventando impura.
L’acqua che si trova sulla terra sotto forma di fiumi, laghi, sorgenti, mare si chiama ACQUA TELLURICA; di questa molta non sarebbe potabile se non fossero eseguite operazioni di depurazione molto complesse che la rendono adatta al consumo.

L’acqua microbiologicamente pura (=potabile) non contiene alcun microrganismo patogeno, o almeno non in concentrazioni  nocive, anche agli individui più suscettibili (bambini).

Le proprietà di un indicatore sono:

  • RAPPRESENTATIVITA’: correlabile ad un certo fenomeno. Non mascherato da altri fattori. Applicabile a diverse situazioni.
  • ACCESSIBILITA’: facilmente valutabile e comparabile.
  • AFFIDABILITA’: soggetto al minor numero possibile di errori.
  • OPERATIVITA’: facilmente applicabile.
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L’acqua puo’  favorire la trasmissione di patogeni per via ORO-FECALE. Le feci costituiscono il veicolo. L’acqua microbiologicamente pura non contiene tali veicoli.

Indicatori della presenza di feci:

E. Coli -> abbonda nelle feci. Non necessariamente patogeno. Se è presente, l’acqua risulta contaminata. Limite proposto: assenza in 100 ml.

In linea generale i coliformi ( E. Coli, Proteus, Shigella e Salmonella) sono considerati dei buoni indicatori. Il coli è il più specifico perché si trova solo nel lume intestinale.

Le sostanze organiche rappresentano un altro importante indicatore. Si valuta il consumo di O2 da parte di queste sostanze (presenza di feci e microrganismi delle feci).

Requisiti di potabilita’

  1. ORGANOLETTICI E FISICI

DESCRIZIONE

TORBIDITA’ Indica la presenza di sostanze disciolte in sospensione (*)
COLORE Caratteristica indipendente dalla sicurezza. Possono presentare Mn e Fe.
SAPORE In relazione al contenuto salino, particolari sostanze o contaminazioni microbiologiche
ODORE Legato alla presenza di sostanze organiche. SEMPRE SOSPETTO!
TEMPERATURA La falda di provenienza deve essere isolata dai cambiamenti climatici
CONDUCIBILITA Costante per le acque telluriche(**)
PH 6,8-7,4
PORTATA Costante per le acque telluriche, altrimenti suscettibile alle piogge.

 

(*) non è discriminante! Esistono acque torbide potabili ed acque limpide nocive

(**) esclude contaminazioni esterne

  1. CARATTERI CHIMICI

 

  • Fattori di mineralizzazione
  • Fattori di carico organico
  • Fattori di tossicità
  • Fattori di rischio ad alte concentrazioni

FATTORI DI MINERALIZZAZIONE

RESIDUO FISSO Contenuto salino che non evapora (ideale: 0,5 g/l. l’acqua non è potabile se >1,5g/l)
DUREZZA Presenza di Sali metallici alcalino terrosi (Mg, Ca) durezza “temporanea” data da bicarbonati di Mg e di Ca: se l’acqua si riscalda, evaporanoècalcare. E’ indice di variazioni di pH. Il bicarbonato impedisce all’acqua di trasportare sostanze  tossiche. Si esprime in gradi francesi (ideale: 30°F, limite: 50°F)
SOLFATI Proprietà lassative se superano i 600 mg/l
CLORURI Indice di contaminazione con urine
SODIO Rischio di patologie ipertensive
POTASSIO

 

FATTORI DI CARICO ORGANICO

OSSIDABILITA’ Consumo di O2 da parte delle sostanze organiche
AMMONIACA E NITRITI Catabolismo proteico da parte delle sostanze organiche
NITRATI Indicano pregressa contaminazione
FOSFATI Presenti nelle feci è acqua contaminata (MA possono derivare anche dalle caratteristiche geologiche della sorgente)

 

FATTORI DI TOSSICITA’

ARSENICO Pesticidi agricoli e industriali
CROMO Origine industriale
CADMIO Additivi di metalli industriali (*)
MERCURIO Additivi di metalli industriali (*)
PIOMBO Antidetonatore dei carburanti
SELENIO
CIANURI
IDROCARBURI POLICICLICI AROMATICI
POLICLORO/ BIFENILI/ TERPENILI
ANTIPARASSITARI

 

Fattori di rischio ad alte concentrazioni (indesiderabili):
FERRO
MANGANESE
RAME
ZINCO
FENOLI
TENSIOATTIVI
NITRATI tossico per i lattanti -> metaHb
ARGENTO
BARIO
BORO
FLUORO 0,7-1,7 mg/ litro è profilassi per la carie. La sua concentrazione deve variare in base al consumo di acqua è dove fa più caldo, si beve di più è la sua concentrazione è inferiore rispetto alle aree fredde

 

  1. CARATTERI MICROBIOLOGICI DI POTABILITA’
  • Contenuto batterico totale
  • Indici di contaminazione fecale
  • Microrganismi patigeni

QUANTITATIVAMENTE, la carica batterica totale sarà:

  • Agar a 36°/48h -> 10 col/ml -> habitat uomo/animali
  • Agar a 22°/72h -> 100 col/ml -> habitat ambiente

QUALITATIVAMENTE, i caratteri batteriologici saranno:

  • Coliformi totali
  • Coliformi fecali
  • Streptococchi fecali (GRUPPO D: vivono nell’intestino, hanno bassa resistenza. Indicano inquinamento in atto)
  • Clostridi solfito-riduttori (SPORE): sottoforma di spore, possono resistere settimane.

Per effettuare queste ricerche, si seminano i tubi e successivamente si osserva un eventuale intorbidimento.

LIMITI:

  • < 5 enterobatteri/100ml  -> 95% campioni annui
  • 5/100 ml -> mai superato
  • 1/100 ml -> mai superato in due esami consecutivi

NB: i coliformi fecali devono essere sempre assenti. Prima del trattamento, il limite dei  coliformi totali dev’essere 20/100 ml.

Trattamenti

  1. MEZZI MECCANICI
  • Filtro inglese:  vasche in muratura con 70-80 cm di sabbia filtrante e fondo di raccolta. Scarsissima resa: 1m²di filtro in 24h filtra 2m³ di H₂O è sufficiente per 5-6 abitanti! [↓torbidità del 97-98%]
  • Filtri americani: in 24 h filtrano 200m³ di H₂O, con lo stesso meccanismo dei filtri inglesi. La sabbia però è più grossa è ↑velocità, ma ↓efficacia! Si scioglie nel fondo l’idrossido di alluminio. [↓torbidità del 93-94%]

 

  1. MEZZI FISICI
  • Calore: costoso! Rende l’acqua disgustosa.
  • Raggi UV: lampade bilanciate per onde di emissione  -> agiscono sugli acidi nucleici dei microrganismi. Non comportano l’aggiunta di disinfettanti tossici. Gli strati di H₂O devono essere sottilissimi e scorrere molto lentamente. Costi elevati, necessitano di grandi superfici.  E’ però una procedura inutile perché sebbene l’acqua sia sterilizzata, non tossica, si contamina con i mezzi di conduzione.
  • Filtri a carbone attivo: sistemi di trattamento dell’acqua domestica. Vengono bruciati noci di cocco o nocci di  ciliegia a 800-1200°C, in anaerobiosi. Per ogni cm³ di prodotto, si ottengono sistemi di circa 150 km di canalicoli filtranti. Il problema è che, una volta saturi, i carboni attivi non trattengono più le sostanze, le rilasciano e non è possibile sapere quando i filtri sono saturi!

 

  1. MEZZI CHIMICI
  • Cloro: La clorazione è il metodo più usato in Italia per la disinfezione delle acque potabili. La norma UNI EN 805 “Requisiti per sistemi di approvigionamento acque”, prevede l’ipoclorito di sodio tra i prodotti chimici per la disinfezione dei sistemi di distribuzione dell’acqua, con una concentrazione massima di  50 mg/l (50 ppm). L’ipoclorito di sodio è un composto antimicrobico liquido e limpido. Il prodotto presente in commercio che viene normalmente utilizzato per la clorazione delle acque è una soluzione di ipoclorito di sodio al 12-13%.(La candeggina domestica contiene circa il 5 per cento di ipoclorito di sodio).L’aggiunta di cloro nell’acqua produce acido cloridrico e ipocloroso: questi composti sono noti come cloro libero.

Come si stabilisce la giusta quantità di Cloro da aggiungere? In base alla necessità dell’acqua di essere disinfettata. Se ne prende un campione, si suddivide in qtà da 100 ml e si aggiunge a ciascuna una qtà crescente di cloro. Si osserva poi quale qtà è in grado di distruggere i microrganismi, lasciando una quota residua di cloro [ Il D.P.R. 24 Maggio 1988 n. 236, allegato 1, Tabella C (parametri concernenti sostanze indesiderabili), punto 41 (Cloruro residuo libero) indica: “qualora sia necessario un trattamento di clorazione dell’acqua è consigliabile che, al punto di messa a disposizione dell’utente, nell’acqua si abbia un valore di 0,2 mg/l di cloro.” ]. Si aggiunge inoltre l’ORTOTOLIDINA; se l’acqua diventa gialla, è sicura: c’è una quantità residua di cloro necessaria per intervenire in situazioni critiche come i sistemi di conduzione contaminati -> CLORAZIONE MARGINALE.

Cl¯ + H₂O -> HOCl + HCl (*nota)Cessazione di Ossigeno attivo a pH molto basso. Si aggiunge sempre un acidificante per potenziare l’azione del cloro.

“La pratica tradizionale prevede diversi metodi di trattamento:

➡ Preclorazione: aggiunta di cloro all’inizio del processo di trattamento per ossidare i composti inorganici, eliminare sapori ed odori, migliorare il processo di coagulazione del materiale sospeso e ridurre la proliferazione delle alghe nell’impianto.

➡ Disinfezione primaria: aggiunta di cloro allo scopo di distruggere i microrganismi patogeni.

➡ Clorazione residua: si effettua per mantenere un residuo di cloro libero nell’acqua; in questo modo, se dovessero esserci delle ricrescite biologiche o delle contaminazioni accidentali, l’acqua resterebbe protetta.

➡ Superclorazione: impiego di elevate dosi di cloro per brevi tempi di contatto, seguito spesso da declorazione. E’ una pratica che si usa in caso di trattamenti d’emergenza, per eliminare parassiti particolari e per consentire una dose di cloro sufficente in tutta la rete distributiva (metodo molto pericoloso, specialmente per coloro in prossimità del punto di immissione del cloro in acqua).” (Cit.http://www.waterprogress.it/docs/metodi_trattamento_acqua.pdf  e appunti)

 Con la presenza di cloro in acqua si formano anche le cloramine e i clorofenoli, che ne alterano il sapore e sono sostanze cancerogene. Inizialmente il cloro non si lega all’ortotolidina ma con  amine e fenoli, che rilasciano prodotti intermedi fino ad un PUNTO DI ROTTURA (BREAK POINT). Dopo qt pto, il cloro inizia ad ossidare le amine ed i fenoli (NEUTRALIZZAZIONE), eliminando le sostanze sgradevoli. L’acqua è come distillata!

  • Ozono: stato allotropico di ossigeno. Esalta l’efficacia ossidante ed elimina i problemi organolettici. -> è il disinfettante più potente! Molto costoso ed instabile (20’-30’). Allo scadere del tempo l’acqua è completamente indifesa.

L’ozono e i Raggi UV potrebbero cmq essere utilizzati perché renderebbero la cloro-richiesta pari a zero, il cloro aggiunto sarebbe libero! (azione combinata: sterilizzazione+ aggiunta di cloro libero) Per ridurre i costi, si filtra l’acqua con i carboni attivi in modo da eliminare amine e fenoli, poi si aggiunge cloro che resta libero.

 

(*nota: HOCl -> acido ipocloroso)