Analisi di residui 1. CAMPIONAMENTO 2. PREPARAZIONE DEL CAMPIONE 3. ANALISI FINALE LA PRECISIONE DI UN ANALISI E DATA DALLA PROCEDURA MENO PRECISA

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1 Analisi di residui 1. CAMPIONAMENTO 2. PREPARAZIONE DEL CAMPIONE 3. ANALISI FINALE LA PRECISIONE DI UN ANALISI E DATA DALLA PROCEDURA MENO PRECISA CAMPIONAMENTO E TRATTAMENTO 1

2 Campionamento CAMPIONAMENTO PRIMARIO: Prelievo direttamente dall ambiente di un aliquota del materiale da analizzare TRASPORTO E IMMAGAZZINAMENTO CAMPIONAMENTO SECONDARIO: Prelievo di un aliquota del campione iniziale in scala ridotta (campione finale) PREPARAZIONE DEL CAMPIONE SECONDARIO 2

3 Campionamento e contaminazione artificiale Rappresentativita del campione Conservazione Equilibrio matrice-analita Possibili fenomeni di degradazione Compatibilita matrice-solvente 3

4 Cosa fare del campione? Conservazione breve Contenitore inerte La superficie del contenitore e importante per liquidi e gas Le concentrazioni basse sono le piu critiche Meglio campionare in situ E on-line 4

5 Modalita di campionamento MATERIALE DINAMICO (corso d acqua) CAMPIONAMENTO AD INTERVALLI REGOLARI MATERIALE STATICO (terreno, specchio d acqua ) CAMPIONI REGOLARMENTE SPAZIATI Random Sistematico Stratificato 5

6 Campioni in rete di distribuzione Essenziali per fini legali I siti possono essere scelti: Fissi, in accordo con la società di distribuzione Fissi, non in accordo Random o variabili Utilizzati per sorveglianza (p.es. ASL) necessari per comparare dati nel tempo Utili per individuare problemi puntuali di contaminazione 6

7 Campionamento_criteri di selezione Campioni rappresentativi delle diverse sorgenti di uso (tenendo conto del numero di abitanti serviti) Punti rappresentativi delle situazioni più critiche (possibili contaminazione su risorse non protette, ricircoli di acqua, serbatoi, zone di bassa pressione, punti di fine sistema) Campioni distribuiti lungo rete di distribuzione tenendo conto del numero di abitanti e deviazioni della linea Campioni rappresentativi sia dell intera filiera, sia dei principali componenti Possibilità di campionare da serbatoi di riserva Almeno un campione dopo l uscita dai trattamenti 7

8 Conservazione di campioni Analisi microbiologiche In genere tra campionamento ed analisi 6h (max 24h) Contenitori sterili, scuri e refrigerati (non refrigerati entro 2 h) L attività del cloro residuo deve essere neutralizzata Contenitori puliti e disinfettati dopo ogni uso Analisi chimico-fisiche Analisi più rapide possibili Contenitori in vetro o polietilene (PE), ma anche policarbonato scuri e refrigerati Contenitori pulito, ma non sterili Possono essere aggiunti conservanti ph, torbidità e cloro residuo cambiano velocemnete nel tempo 8

9 Modalità di campionamento batteriologico Le analisi sono condotte per valutare l acqua tal quale al consumo Le analisi sono condotte per valutare l acqua esclusa la contaminazione da rubinetto 9

10 Il campionamento_potabili Necessità di organizzare il campionamento e la conservazione in base all urgenza dei test Possibilità di variazione repentina Effetto acuto Contaminanti chimici sono percepiti come rischio maggiore, tuttavia i parametri più critici sono le contaminazioni biologica (contaminazione fecale). È improbabile che i parametri chimici debbano essere gestiti ex-novo in analisi di controllo di corpi idrici caratterizzati 10

11 WHO_ drinking water Guidelines for drinking-water quality World Health Organization 2011 Disponibile online: 11 elines/en/index.html

12 Analisi minime da progettare La priorità deve considerare I seguenti parametri: 1. Contaminazione da fecali 2. ph 3. Torbidità 4. Cloro residuo E i seguenti punti di campionamento: 1. Risorsa di approvvigionamento idrico 2. Impianto di trattamento 3. Impianti di conservazione 4. Rete di distribuzione 5. Punti di uso ( punto di conformità, DL 31/2001) 12

13 Batteri possibili patogeni Batteri fecali Escherichia coli presente in acque naturali, reflue e trattate suoli soggetti a contaminazioni fecali (acque tropicali non soggette) Coliformi termoresistenti (Escherichia,Klebsiella, Enterobacter, Citrobacter) presenti in acque ricche in organici, effluenti industriali (non propriamente fecali ) In acque trattate è poco plausibile trovarli (T ca 13 C, cloro libero assente) Spesso correlato a Escherichia coli, test più veloce, si usa per valutare trattamenti Coliformi totali (Escherichia, Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella) Enterobacter cloacae e Citrobacter freundii si trovano in feci e ambiente Non dovrebbero essere presenti in acque trattate perchè indici di processi inadeguati, contaminazione successiva o nutrienti eccessivi. Test valutativi della qualità dell acqua distribuita Streptococchi fecali (Enterococcus e Streptococcus) resistenti all aria, test si usa dopo riparazioni di tubature o per evidenziare contaminazione di acque di falda 13

14 Patogeni in acque potabili 14

15 Filtrazione a membrana (MF) Veloce (18 h) Test microbiologici Non adatto ad acque con torbidità elevata Diverse diluizioni per essere nel range giusto (20-80 colonie) Tubi multipli (MT) o MPN (most probable number) Campioni molto torbidi, più sensibile ma più lunga con più reattivi Test di presenza/assenza Per acque di buona qualità, indica grado di contaminazione Volume filtrato (sterile 0,2-0,45 µm) e filtro trasferito su mezzo di coltura per ottenere numero di colonie (CFU colony-forming unit) /100 ml Stima indiretta della densità microbiologica con riferimenti statistici. Diversi volumi aggiunti a mezzi di coltura diversi. Sviluppo d igas può indicare positività. Cambio di colore o torbidità dopo 24/48h 15

16 Livelli di presenza di patogeni in acque 16

17 Indicazione WHO per batteri 17

18 Frequenza minima di Acqua non corrente campionamento 18

19 Acqua corrente Frequenza minima di campionamento 19

20 Minimizzare il costo delle analisi Ci sono circostanze in cui è evidente che esista contaminazione microbiologica (es. Uscita di acque reflue) oppure è presumibile che non ci sia (p.es. Cloro residuo > 0.5 mg/l, ph<8, torbitidà <1 NTU) L ottimizzazione dei costi di esercizio dipende dall analisi di fattori critici, ma è sottoposto alla legislazione o a requisiti legali 20

21 Decision making 21

22 Test chimico fisici_cloro residuo Cloro residuo Cloro è efficace, poco costoso e facile da misurare (anche su campo) Dà luogo ad una concentrazione residua di disinfettante utile per controllare contaminazioni anche post trattamento Cloro libero (specie più reattive, HClO+ClO - ) Instabile alla luce e agitazione (da analizzare in situ) N,N-diethyl-p-phenylenediamine (DPD) Cloro combinato (meno reattivo cloro organico, cloroammine) Cloro totale (somma di cloro libero + combinato) Ioduro di potassio-amido 22

23 Test chimico fisici_ph ph La clorazione è efficace a ph< 8 La misura del ph deve essere contestuale Uso di elettrodi e sonde multiparametriche Necessità di calibrazione I risultati possono essere inaccurati 23

24 Test chimico fisici_torbidità Torbidità Unità di torbidità Parametro di accettabilità dell acqua nefelometrica NTU Misura dell efficienza dei trattamenti per abbattere batteri Valori consentiti <1 NTU in EU (Dir. 98/83/EU) <5 NTU WHO Può essere alterata da trasporto e conservazione, misurata sul campo Torbidità > 4NTU a occhio nudo, per misure di torbidità <5 NTU occorrono strumenti elettronici 24

25 Misura del TOC Total organic carbon (TOC) Si ossida il materiale organico a CO 2 Prima si valuta su aliquota carbonio inorganico con ossidazione con acido fosforico, si forma CO 2 e si misura spettrofotometricamente IR In seguito altra aliquota si ossida il campione termicamente a C Alternativa acido fosforico per inorganico e camera di reazione con ossidante Potassium peroxydisulfate, K2S2O8 Si utilizza lampada UV (184,8 nm) per promuovere ossidazione 25

26 Parametri estetici/organolettici Torbidità, colore, sapore, odore Alcune sostanze rilevanti dl punto di vista sanitario hanno effetto sui parametri organolettici Non sono stati normati parametri sulla qualità dell acqua che non abbiano rilevanza sanitaria Campione può essere non conforme per presenza di queste sostanze a concentrazioni «sanitarie Alterazioni possono essere dovute ad attività microbiologica, corrosione, processi di trattamento e contaminanti organici 26

27 Parametri organolettici Colore Può essere dato da sostanza organica, sostanze umiche, ferro, manganese, scarichi industriali, presenza di detergenti Cianobatteri possono impedire coagulazione e filtrazione con presenza di colorazioni In acque di falda Fe(II) non Alluminio a conc > mg/l depositi di alluminio dà colorazione, in fiocchi all aria Fe(III) rosso bruno (<0.3 Sapore ed odore mg/l accettabile Prova degustativa in grado di rilevare ferro, calcio, sodio, magnesio, rame (accettabile 2 mg/l), ammoniaca (soglia olfatto 1.5 mg/l e di gusto 35 mg/l), tricloroammina (0.02 mg/l, geranio ), cloruro (sapore salato con ioni mg/l), cloro (soglia < 5 mg/l), monoclorobenzene, clorofenoli (soglia gusto µg/l), H 2 S ( mg/l), toluene (soglia < quella sanitaria) Actinomycetes and fungi possono produrre geosmin, 2-methyl isoborneol concentrazioni soglia per gusto di pochi ng/l 27

28 esclusioni nei valori guida WHO 28

29 esclusioni nei valori guida WHO Il valore tossicologico supera quello di esercizio La presenza è a conc. < interesse sanitario Il prodotto di degradazione è compreso nella valutazione del rischio Dossier insufficiente 29

30 Parametri rilevanti per la salute Oltre la contaminazione fecale, un certo numero di parametri chimici: Fluoruri (di origine naturale) Nitrati (agricolo o zootecnico per acque di falda) Piombo (se presente in tubazioni) Cromo (in aree minerarie o industriali) Arsenico (di origine naturale) pesticidi 30

31 Parametri chimici normati dal WHO 31

32 Parametri chimici normati dal WHO 32

33 Parametri chimici normati dal WHO_2 C, concentrations of the substance at or below the health-based guideline value may affect the appearance, taste or odour of the water, leading to consumer complaints; 33

34 Parametri chimici normati dal WHO_3 34

35 Parametri chimici normati dal WHO_4 35