LABORATORIO DIDATTICO BEVI CON STILE

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1 Città di Venezia Assessorato Ambiente LABORATORIO DIDATTICO BEVI CON STILE scuola secondaria di I grado Comune di Venezia-Direzione Ambiente e Sicurezza del Territorio Ufficio Educazione Ambientale ufficio.educazione@comune.venezia.it Centro Informativo Ambientario - Sportello Stilinfo stilinfo.ambientario@comune.venezia.it Istituto Vendramin Corner corner@cosafe.it Progetto Acqua: usi, costumi e consumi 1

2 IL COMPOSTO CHIMICO ACQUA: H 2 O Non c è vita senza acqua. L acqua è un bene prezioso. L acqua è la sostanza più diffusa sul mantello del nostro pianeta ed è il costituente principale di tutta la materia vivente. L'acqua, in condizioni di temperatura e pressione standard, è un liquido incolore e insapore; passa allo stato solido 0 C (punto di fusione) e allo stato gassoso a 100 C (punto di evaporazione). La sua molecola è composta da un atomo di ossigeno (O) cui sono legati due atomi di idrogeno (H); la sua formula chimica è pertanto H2O. Questa particolare struttura a questa sostanza proprietà uniche. Si combina chimicamente con un numero elevatissimo di elementi e molecole, dando luogo a composti dalle proprietà fisiche estremamente diverse. Nessun altro pianeta nell universo conosciuto ha un mare. L acqua è una caratteristica unica della Terra. Il sistema naturale è interamente governato dall immensa quantità di acqua che ricopre circa i 2/3 della superficie terrestre. Il corpo umano, proprio come la terra, è costituito di acqua per l 80%; alcune varietà molto semplici di piante ed animali sono composte quasi completamente di acqua (99%). La maggior parte dell acqua presente sulla Terra è salata o salmastra (circa il 97%); l acqua dolce rappresenta, quindi, solo una piccola parte dell acqua totale. L acqua dolce si trova soprattutto intrappolata nelle calotte glaciali e nei ghiacciai (circa il 2%); il rimanente si trova nei laghi, fiumi, nelle acque sotterranee ed nell atmosfera. Tratto da Progetto Acqua: usi, costumi e consumi 2

3 IL CICLO DELL ACQUA L acqua non ha frontiere Il ciclo dell acqua o ciclo idrologico consiste nella circolazione dell'acqua tra atmosfera, suolo, acque superficiali, acque sotterranee ed organismi. Il motore del ciclo è l energia fornita dal sole; i processi fisici che compongono il ciclo sono, oltre all'accumulo in varie zone (es. gli oceani): evaporazione, condensazione, precipitazione, infiltrazione, scorrimento e flusso sotterraneo. A seconda della provenienza, le acque naturali si classificano quindi in: acque meteoriche (pioggia, neve, grandine); acque sotterranee (falde profonde o freatiche); acque superficiali (mari, fiumi, laghi, sorgenti). Il ciclo idrologico è un ciclo continuo che non ha un inizio o una fine: le molecole d'acqua si muovono in continuazione tra differenti compartimenti o riserve dell'idrosfera terrestre mediante processi fisici. Per azione dei raggi solari e della traspirazione delle piante, l'acqua evapora dalle acque superificiali, formando le nuvole negli strati più freddi dell atmosfera. Queste vengono trasportate dai venti ed al variare di temperatura e/o pressione, l acqua ritorna al suolo sotto forma di pioggia, neve grandine, arricchendo di nuovo le acque superficiali ed in parte (filtrando nel terreno) quelle sotterranee. Progetto Acqua: usi, costumi e consumi 3

4 Non necessariamente l'acqua segue il ciclo nell'ordine appena descritto: prima di raggiungere gli oceani può evaporare, condensare, precipitare e scorrere molte volte. Quando una molecola d'acqua che ha iniziato il suo ciclo ritorna in mare, in media impiega 2000 anni ad evaporare e quindi rientrare nel ciclo dell'acqua. Durante questo viaggio l acqua incontra quindi rocce, piante, animali, attività dell uomo... che lasciano al suo interno dei segni: moltissime sostanze si sciolgono in acqua. Le acque meteoriche contengono gas normalmente presenti nell'atmosfera (N2, O2, CO2, ecc.), quelli localmente presenti per via di attività industriali o di centri abitati (SO2, SO3, ossidi di azoto, CO) e quelli che provengono dalla decomposizione di sostanze organiche naturali (H2S, NH3). L'acqua meteorica può reagire con tali sostanze: un esempio è la pioggia acida. Le acque meteoriche nel loro cammino raccolgono pulviscolo, fuligine, batteri e quanto altro incontrano nel loro cammino. In assenza di inquinamento restano comunque le più pure delle acque naturali. Le acque sotterranee, filtrando nel terreno, portano in soluzione numerose sostanze, soprattutto sali minerali (tutte le acque di tale tipo sono minerali), mentre il terreno le filtra dalle sostanze in sospensione. Le acque sotterranee, ossidando le sostanze organiche nel suolo, si arricchiscono di anidride carbonica che facilita la dissoluzione di rocce calcaree. Le acque superficiali hanno invece composizione estremamente variabile a seconda delle condizioni climatiche ed ambientali. MODIFICAZIONI DEL CICLO NATURALE DELL ACQUA Durante il secolo scorso il ciclo dell'acqua è diventato più veloce a causa dell incremento dell evaporazione e precipitazione, probabilmente legato ai cambiamenti climatici in atto. Testimone di questo fenomeno è lo scioglimento dei ghiacciai, che sta avvendo anche sulle nostre montagne. Il ciclo dell acqua risulta modificato anche a causa delle seguenti attività umane: - agricoltura: consuma un elevatissima quantità d acqua; - urbanizzazione: la costruzione di edifici, strade e in generale la cementificazione del suolo non permette all acqua di penetrare nel terreno; - costruzione di dighe: rallenta o blocca il flusso di acqua verso i mari e gli oceani, - deforestazione e forestazione; - inquinamento atmosferico. Progetto Acqua: usi, costumi e consumi 4

5 LO ZAINO ECOLOGICO DEL VIAGGIO DELL ACQUA DALLA SORGENTE AL BICCHIERE Quando compriamo una bottiglietta d acqua o una lattina di aranciata pensiamo di prendere solo qualcosa da bere, ma, come ogni cosa che usiamo, anche la nostra bevanda ed il suo contenitore devono essere prodotti, trasportati fino a noi... e poi buttati da qualche parte. Per fare tutto questo sono necessarie diverse materie prime prelevate dalla terra e molta energia prodotta bruciando risorse naturali. Ogni cosa ha quindi un peso per l ambiente, a seconda: - del materiale con cui è fatta; - di quanta energia serve per costruirla; - del tempo impiegato dai rifiuti per essere assorbiti dalla terra. Tanto più una cosa produce rifiuti, consuma energia e crea inquinamento tanto più pesa sull ambiente. Possiamo immaginare che sulle spalle di tutto quello che usiamo vi sia uno zaino ecologico, che ha il peso di quell oggetto sull ambiente durante tutto il ciclo della sua vita, cioè da quando è stato costruito a quando verrà distrutto. Ogni cosa porta con sé questo zaino, invisibile per noi, ma molto ingombrante per l ambiente. Cosa c è dentro allo zaino ecologico? Il materiale utilizzato per produrre l oggetto, ma anche l energia impiegata per la lavorazione, quella necessaria per il trasporto etc... e, se pensiamo di dover accompagnare il nostro oggetto fino alla sua distruzione nello zaino, troveremo anche i rifiuti che si sono prodotti durante la sua fabbricazione ed i rifiuti che l oggetto stesso produce. Pensiamo per esempio a due borsette: una di tela e una di plastica. Prendendole in mano ci sembrano entrambe molto leggere, ma che peso hanno per l ambiente? Progetto Acqua: usi, costumi e consumi 5

6 Dipende da quante risorse (= materiale) sono state utilizzate per produrle, ma anche da quanto tempo impiegheranno per essere assorbite dalla terra una volta buttate via. Se mettessimo le due borsette fuori in giardino cosa succederebbe? Dopo qualche mese la borsetta di tela sarà consumata e avrà iniziato a sparire nella terra. La borsa di plastica invece resterà per anni e anni e anni... A volte lo zaino ecologico è molto pesante, anche se il prodotto è piccolo piccolo! COSA C È DENTRO LO ZAINO ECOLOGICO DELL ACQUA? QUANTO PESA? Ovviamente dipende dal viaggio che l acqua fa per arrivare al nostro bicchiere. Proviamo a fare tutto il percorso dell acqua da bere fino alle nostre case o attraverso il rubinetto con l acquedotto o comprata al supermercato nella bottiglia. Acqua acquedotto Alla sorgente Energia per estrarla e convogliarla nell impianto Contenitore Acqua imbottigliata Energia per estrarla e convogliarla nell impianto - Materiale per produrre bottiglia in plastica (2Kg di petrolio per un Kg di plastica) - L acqua utilizzata ed inquinata per produrre la plastica; Non c è - I gas inquinanti emessi per produrre la plastica; Trasporto Viaggio fino a casa Viaggia nei tubi dell acquedotto Arriva direttamente dal rubinetto - Trasporto del contenitore da dove è fatto allo stabilimento di imbottigliamento; - L energia consumata per imbottigliare l acqua e prepararla per essere trasportata. Camion dallo stabilimento al supermercato: la benzina o il gasolio consumati e i gas emessi dai TIR che portano le bottiglie fino al supermercato (25 l di gasolio ogni 100 Km per un camion che trasporta bottiglie da 1,5 l d acqua). Ogni giorno in Italia viaggiano circa 800 camion pieni d acqua. La benzina o il gasolio consumato e i gas emessi per andare al supermercato a fare la spesa. Come vedete nello zainetto ci sono un bel po di cose... Progetto Acqua: usi, costumi e consumi 6

7 Se ognuno di noi bevesse ogni giorno 1l di acqua in bottiglia si porterebbe a casa uno zaino ecologico con almeno 8 l di gasolio/benzina e 8 Kg di petrolio, in tutto almeno 20Kg. La plastica usata per fare le bottiglie si chiama PET ed è riciclabile, ma in Italia gli imballaggi plastici sono riciclati solo per il 16%. Tutte gli altri (comprese le bottiglie) vengono inceneriti (circa 12%) o finiscono in discarica (circa 72%). In un anno finiscono in discarica quindi circa 3,66 MILIARDI di bottiglie. Singolarmente in media in Italia consumiamo 172 litri di acqua minerale all anno a testa, di cui il 77% imbottigliato in plastica cioè - in tutto - 5,09 MILIARDI di bottiglie. Sono circa 88 le bottiglie di plastica da 1,5 litri a testa che in una famiglia di quattro persone diventano 352 all anno. Le nostre 352 bottiglie, messe una sopra l altra farebbero una torre alta come Torre di Pisa Campanile duomo - Firenze Campanile di San Marco - Venezia Bottiglie di plastica consumate in un anno da una famiglia Italiana 55 m 84,7 m 98,6 m 116 m Progetto Acqua: usi, costumi e consumi 7

8 In questa tabella puoi vedere quanto distano da Venezia le sorgenti delle principali acque minerali. Marca di acqua minerale Luogo di imbottigliamento Distanza da Venezia San Benedetto Scorzè (Ve) 30 Km Vera (Nestlè) San Giorgio in Bosco (Pd) 60 Km Levissima Cepina Valdisotto (So) 280 Km San Pellegrino San Pellegrino Terme (Bg) 220 Km Rocchetta Gualdo Tadino (Pg) 375 Km Lete Pratella (Ce) 695 Km Ferrarelle Riardo (Ce) 680 Km Lilia Rionero in Vulture (Pz) 715 Km Progetto Acqua: usi, costumi e consumi 8

9 L ACQUA IN BOTTIGLIA: L ETICHETTA Non esiste una sola acqua. Le etichette ci fanno conoscere molte informazioni sui prodotti che compriamo, ci indicano da dove arrivano, chi li ha confezionati, con che ingredienti insomma ce lo fanno conoscere bene. Per questo le informazioni minime necessarie sono stabilite per legge: è un aiuto alle persone per capire cosa stanno comprando. Per ogni prodotto ci sono delle regole diverse; vediamo cosa deve essere scritto sulle etichette dell acqua in bottiglia. Le indicazioni segnate dal numero 1 al numero 10 sono OBBLIGATORIE, le altre sono FACOLTATIVE. Sono molte quelle che ci interessano; le più importanti sono quelle scritte in grassetto. 1. La denominazione legale acqua minerale naturale con altre informazioni, ad esempio: aggiunta di anidride carbonica, effervescente naturale e così via. 2. Il nome commerciale dell acqua minerale naturale, il nome della sorgente ed il luogo di utilizzazione della stessa. 3. L indicazione della composizione chimica, risultante dalle analisi effettuate, con i componenti caratteristici. Ci dice cosa troviamo nell acqua. Una delle informazioni più Progetto Acqua: usi, costumi e consumi 9

10 importanti è il residuo fisso, che esprime la quantità di sali disciolti in un litro d acqua. Il suo valore viene riportato generalmente in milligrammi per litro (mg/l). In base al residuo fisso l acqua minerale naturale si distingue in: - minimamente mineralizzata (residuo fisso, non superiore a 50 mg/l); - oligominerale o leggermente mineralizzata (residuo fisso non superiore a 500 mg/l); - mediominerale : (residuo fisso compreso tra 500 e mg/l): è utile in estate o durante la pratica di attività sportive, perché consente di reintegrare i liquidi ed i minerali persi con la sudorazione; - ricca di sali minerali : (residuo fisso superiore a mg/l): è un acqua terapeutica, ricca di sali, da bere sotto controllo medico. A seconda del tipo e della quantità di sali minerali le acque sono indicate per problemi particolari. Non in tutte le etichette riportano le concentrazioni di alcuni elementi che sarebbero previsti dalle norme europee. 4. La data in cui sono state eseguite le analisi e il laboratorio che le ha effettuate. I risultati delle analisi fisico-chimiche devono essere aggiornati almeno ogni cinque anni, indicando la data e il laboratorio che le ha effettuate. 5. Il contenuto della bottiglia (ad esempio: 1 litro, 50 cl.). 6. La ditta che può utilizzare quella sorgente. 7. La data di scadenza: cioè la data fino a quando possiamo bere l acqua e trovarla buona, se è ben conservata. 8. L identificazione del lotto; non c è se nella data di scadenza è indicato il giorno e il mese. 9. Informazioni circa gli eventuali trattamenti consentiti, per esempio per togliere dei metalli che non ci farebbero bene. 10. La dicitura e che sta ad indicare che la quantità è stata controllata come previsto dalle leggi europee. 11. Codice a barre: è una dicitura che serve a semplificare la compra vendita (ad esempio la lettura ottica dei prodotti alla cassa); permette di capire esattamente che prodotto è. 12. PET: è il simbolo del materiale di cui sono fatte le bottiglie. 13. Dicitura ambientale: frase o disegno che invita a non disperdere il contenitore nell ambiente dopo l uso (esempio: omino con cestino). 14. Indicazioni per la corretta conservazione del prodotto: consentono all acqua minerale naturale di mantenere le sue caratteristiche originarie. Vi ricordate etichette di altri prodotti? Cosa manca qui? Progetto Acqua: usi, costumi e consumi 10

11 L ACQUA POTABILE La disponibilità di acqua potabile non è inesauribile Osservando una goccia al microscopio è possibile scorgere alcune forme di vita semplici. L acqua dei nostri rubinetti come quella microbiologicamente pura delle bottiglie, non dovrebbe ospitare nessuna forma vivente, ma diversi composti chimici. L acqua, quando arriva nelle nostre case o viene imbottigliata per essere venduta come acqua minerale, deve essere pulita, senza sapore e senza batteri. L acqua è potabile quando: - non ha colore, odore, sapore; - non contiene microrganismi patogeni; - non contiene sostanze chimiche in concentrazioni tali da risultare nocive; - è limpida, areata e fresca. Per essere sicura di ciò le aziende che gestiscono l acquedotto o che producono acqua minerale la controllano in laboratorio. Un semplice modo per rilevare la presenza di componenti diverse nell acqua è un analisi chimica di base, che può essere effettuata con apposite cartine, come la carta tornasole, per la misura di acidità, durezza, azoto, fosforo nelle diverse forme. Tali cartine sono già pronte all uso e comunemente vendute nei negozi per acquari o possono essere richieste in farmacia. Anche noi in laboratorio faremo i controlli. Progetto Acqua: usi, costumi e consumi 11

12 CLORURI Perchè A causa dei cambiamenti del clima o del fatto che la nostra acqua è stata prelevata vicino alle coste, ci può essere una grande presenza di Sali, che vengono individuati con la seguente metodica. Cosa occorre Un campione d acqua, argento da laboratorio, potassiobicromato (K2 Cr2 O7 ), un bicchierino. Cosa si fa Si mette il campione nel bicchierino e vi si aggiunge l argento; questa sostanza reagisce con i Sali eventualmente presenti nel campione che formandosi precipitano sul fondo del bicchierino. Aggiungiamo il potassiobicromato che indica quando tutto il sale presente nel campione si è combinato con l argento. Progetto Acqua: usi, costumi e consumi 12

13 INDICE DI KUBEL Perchè Indica se nell acqua che beviamo sono presenti tracce di resti di origine animale o vegetale. Si fa questa analisi perché la presenza anche invisibile, cioè non apprezzabile al microscopio, di resti animali o vegetali si accompagna a batteri che sono pericolosi per la nostra salute. Cosa occorre Un campione d acqua, permanganato di potassio, ossalato di sodio permanganato, un bicchierino da laboratorio, una piastra per scaldare. Cosa si fa Al nostro campione contenuto nel bicchierino si aggiunge il permanganato di potassio e l ossalato di sodio permanganato. Si mette il bicchierino sulla piastra e si fa bollire: il calore aiuta le reazioni che devono mettere in evidenza la presenza dei resti animali e vegetali. Progetto Acqua: usi, costumi e consumi 13

14 NITRITI Perchè La presenza di nitriti nell acqua segnala un inquinamento chimico-biologico dell acqua. Cosa occorre Un campione d acqua, un Kit costituito da un reagente, una scala colorimetrica di riferimento, con la quale confrontare il nostro campione a reazione avvenuta, un bicchierino. Il Kit, che rappresenta un mini-laboratorio portatile, può essere anche quello messo in vendita nei negozi di acquari per i pesci. Cosa si fa Il campione da analizzare viene versato in un bicchierino al quale si aggiunge il reagente del nostro Kit. Questo reagente è un acido che reagisce con i nitriti eventualmente presenti dando un colore caratteristico a reazione avvenuta. Confrontando il colore del campione con la scala del Kit risaliamo alla quantità di nitriti presenti. Progetto Acqua: usi, costumi e consumi 14

15 ALCALINITA Perché La misura di questo valore indica la presenza di acido carbonico che da origine a carbonati e bicarbonati. Questi ultimi sono molto importanti per le alghe e per tutti gli esseri viventi che compiono la fotosintesi clorofilliana all interno dell acqua. La valutazione dell alcalinità indica uno stato di buona salute dell acqua che beviamo proveniente dall acquedotto. Cosa occorre Un campione d acqua, un bicchierino, un kit dotato di una scala colorimetrica Cosa si fa Il campione da analizzare viene versato in un bicchierino al quale si aggiunge il reagente del nostro Kit. Questa sostanza reagisce con il campione dando un colore caratteristico a reazione avvenuta. Confrontando il colore del campione con la scala del Kit risaliamo alla quantità di carbonati e bicarbonati presenti. In natura, in primavera e in estate, quando l attività di fotosintesi è particolarmente vivace, si ha un grande consumo di CO2 con un conseguente calo della concentrazione degli acidi ed aumento dell alcalinità, secondo la reazione di equilibrio: CO 2 + H 2O H 2CO 3 H + + HCO 3 - H + + CO 3 Progetto Acqua: usi, costumi e consumi 15

16 DUREZZA Perché La durezza dell acqua è dovuta alla quantità di calcio e magnesio che contiene. La presenza di questi sali è legata allo scioglimento di minerali dal terreno e dalle rocce, quando l acqua viene in contatto con essi. Cosa occorre Un campione d acqua, acqua distillata, un contagocce, sapone liquido, due vasetti con tappo a vite, un vasetto piccolo. Come procedere 1 Per prima cosa miscelate, nel vaso più piccolo, sapone liquido e acqua distillata in eguali quantità. Poi versate dell acqua distillata in un barattolo e una quantità eguale di acqua del campione nell altro. Con il contagocce mettete una goccia di soluzione nell acqua distillata, chiudete il barattolo e agitate. Aggiungete una goccia alla volta fino a quando non ottenete la schiuma. Attenzione a non perdere il conto delle gocce utilizzate, l acqua distillata vi serve infatti come termine di confronto per stabilire la durezza dell acqua in esame. Prendete ora il barattolo con l acqua e iniziate ad aggiungere gocce di soluzione. Contate quindi quante ne servono per ottenere la schiuma. Più ne servono più l acqua è dura. Confrontate il vostro risultato con quello ottenuto con acqua distillata e magari con acque di provenienze diverse (acqua minerale, acqua piovana ecc..). Come procedere 2 Si aggiunge una sostanza chiamata EDTA al campione, finchè un indicatore, che è stato versato all interno del campione, da viola diviene di colore azzurro. In base alla quantità di EDTA aggiunta nel campione conosciamo la sua durezza Progetto Acqua: usi, costumi e consumi 16

17 ANALISI DELL ACQUA: I NOSTRI RISULTATI Data... Scuola... Classe... Analizzatori... Acqua acquedotto Acqua minerale 1 Acqua minerale 2 Cloruri Kubel Nitriti Ossigeno disciolto Alcalinità Durezza Progetto Acqua: usi, costumi e consumi 17

18 PER SAPERNE DI PIÙ SU QUESTI ARGOMENTI PUOI LEGGERE... Piccola guida al consumo critico dell'acqua, Luca Martinelli, edizione Altra Economia, Milano 2007, Ai figli del pianeta Scelte per un futuro vivibile, Centro Nuovo Modello di Sviluppo, EMI Guida al consumo critico, Centro Nuovo Modello di Sviluppo (4 edizione), EMI 2003 Sito del Centro Nuovo Modello di sviluppo: Care, losche e tristi acque in bottiglie di plastica tratto da Maurizio Pallante, La decrescita felice, Editori Riuniti, Roma L Etichetta dell Acqua Minerale Naturale, Ministero delle Attività Produttive - Direzione generale per l armonizzazione del Mercato e la Tutela dei Consumatori: wai.minindustria.it/pdf_upload/documenti/phpvac3wk.pdf Manuale Pratico di Ecologia Quotidiana, Marinella Correggia, Mondadori A come ACQUA, Cd con la sintesi dell obiettivo 2001 della Campagna Bilanci di Giustizia, Progetto Acqua: usi, costumi e consumi 18