Le matrici ambientali Acqua: approvvigionamento, inquinamento, potabilizzazione

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Romolo Franceschi
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1 Corso Laurea in Facoltà Insegnamento GENERALE Le matrici ambientali Acqua: approvvigionamento, inquinamento, potabilizzazione Prof. Giovanni Capelli Cattedra Igiene 1 Anno Accademico 2010/2011 Corso Laurea in Facoltà Ciclo dell acqua Sul nostro pianeta, l acqua è in un equilibrio namico ð Evaporazione -> aria umida sale -> incontra zone fredde -> condensa -> precipitazione 2 1

2 Corso Laurea in Facoltà Approvvigionamento idrico Risorse idriche della Terra ð 97% acqua salata oceani e mari ð 2% ghiaccio ð 1% acque dolci laghi, fiumi, riserve sotterranee, atmosfera Fonti approvvigionamento ð Acque meteoriche ð Acque telluriche ð Acque superficiali 3 Corso Laurea in Facoltà Acque meteoriche Acqua piovana ð Raccolta, nelle zone rurali, in appositi serbatoi Vantaggi Economicità, semplicità Svantaggi Irregolarità Scarsi sali e gas (cattivo sapore) Inquinamento» Da strati bassi dell atmosfera» Da contatto con tessi e platee raccolta 4 2

3 Corso Laurea in Facoltà 5 Acque telluriche Acque infiltrate nel terreno ð Il passaggio attraverso gli strati le depura in modo più o meno efficace Fino ad incontrare uno strato impermeabile Raccolte sotterranee (Falde acquifere)» Emersione in superficie -> sorgenti» Captazione -> pozzi Falde superficiali (freatiche)» Al sopra del primo strato impermeabile» Facilmente vulnerabili dagli inquinanti pesenti in superficie Falde profonde» Due strati impermeabili, uno sopra e uno sottostante» Più protette, per la presenza dello strato impermeabile superiore che blocca gli inquinanti» Acque più pure, preferibili per scopi potabili Corso Laurea in Facoltà Acque superficiali Salate: Mari e oceani Dolci: Torrenti, fiumi, laghi e bacini artificiali da ga ð Vantaggi Immeata sponibilità Relativa economicità ð Svantaggi Variabilità stagionale per portata, temperatura e torbità Vulnerabilità a qualsiasi forma inquinamento 6 3

4 Corso Laurea in Facoltà Approvvigionamento in Italia 66% da corsi d acqua 28% da falde 6% da invasi artificiali (ghe) e laghi Ma nell Italia del Nord ð 85% acqua stribuita proviene dal falde 7 Corso Laurea in Facoltà Inquinamento delle acque Tutti i corpi idrici ricevono una grande quantità inquinanti provenienti dalle attività umane ð Ma le acque naturali possiedono un potere autodepurazione Capacità biodegradare la sostanza organica e alcune molecole sintesi Attraverso l azione microorganismi acquicoli con consumo dell ossigeno sciolto nell acqua Se il livello inquinamento è eccessivo La richiesta ossigeno supera la naturale capacità riossigenazione dell acqua» Muoiono i microorganismi aerobi -> proliferano gli anaerobi, che liberano sostanze maleodoranti 8 4

5 Corso Laurea in Facoltà Natura dell inquinamento dell acqua Inquinamento fisico ð Origine prevalentemente industriale Impiego acqua per il raffreddamento (centrali termoelettriche e nucleari) Aumento temperatura acqua» Minore capacità ossigenazione del corpo idrico» Adattamento ecosistema alle temperature più alte -> rischio effetti alla interruzione dell attività industriale Sostanze raoattive da lavorazioni industriali 9 Corso Laurea in Facoltà Natura dell inquinamento dell acqua Inquinamento chimico ð Da tutte le attività umane Scarichi civili Detergenti, sinfettanti ed altre sostanze uso domestico Scarichi industriali (anche se depurati) Metalli (Mercurio, Cromo, Cadmio, Arsenico, Nichel, Piombo, ecc.), Cianuri, Policlorobifenili (PCB), Idrocarburi policiclici aromatici, Composti organo-alogenati Ambiente rurale Pestici» Percolazione e lavamento -> possibile contaminazione falde acquifere anche molto profonde 10 5

6 Corso Laurea in Facoltà Natura dell inquinamento dell acqua Inquinamento biologico ð Fonte scarichi civili Allevamenti ð Tipologia Virus Batteri Protozoi 11 Corso Laurea in Epidemie da acqua potabile negli USA ( ) Facoltà 12 6

7 Corso Laurea in Epidemie da acqua potabile negli USA ( ) Facoltà 13 Corso Laurea in Epidemie da acqua potabile negli USA Facoltà 14 7

8 Corso Laurea in Epidemie da acqua potabile negli USA ( ) Facoltà 15 Corso Laurea in Facoltà 16 Acque potabili Acque che l uomo può bere con sicurezza ð Requisiti Organolettici Incolore, inodore, sapore gradevole Fisici Temperatura (10-15 C Torbità» apparente» transitoria -> sementazione» permanente -> non consumo Conducibilità elettrica» stabile (particelle cariche elettricamente costanti) ph ( ) Chimici Sostanze tossiche -> assenti o presenti solo in tracce Sostanze indesiderabili -> assenti o presenti solo in tracce Sostanze che definiscono le caratteristiche dell acqua Microbiologici Assenza patogeni Assenza incatori contaminazione fecale 8

9 Corso Laurea in Acque potabili: sostanze tossiche Facoltà 17 Corso Laurea in Acque potabili: sostanze indesiderabili Facoltà 18 9

10 Corso Laurea in Acque potabili: sostanze che caratterizzano un acqua potabile Facoltà 19 Corso Laurea in Acque potabili: parametri microbiologici Facoltà 20 10

11 Corso Laurea in Facoltà Potabilità: analisi nelle stagioni Le analisi vengono effettuate nei vari perio dell anno ð Le caratteristiche chimiche, fisiche e microbiologiche devono essere stabili Segno che la falda è sufficientemente protetta Instabilità composizione, carica batterica, temperatura e portata In relazione alle conzioni meteo (piogge, siccità) O ad attività umane (sbancamenti, greggi o mandrie)» Inca vulnerabilità -> rischi per la salute 21 Corso Laurea in Facoltà 22 Potabilizzazione Interventi volti a correggere alcune caratteristiche indesiderabili dell acqua sponibile ð Torbità sementazione ð Colore filtrazione ð Eccesso Ca, Mg, Fe precipitazione in presenza reazioni chimiche ð Contaminazione microbiologica Meto fisici Filtri lenti e rapi, UV (strati acqua sottili) Meto chimici Clorazione, Ozonizzazione 11

12 Corso Laurea in Facoltà 23 Correzione fisica caratteri microbiologici Filtri lenti (o inglesi) ð Strati sovrapposti ciottoli, ghiaia e sabbia Filtro attivato dalla presenza membrana biologica microorganismi che contribuiscono alla depurazione Renmento 2.4 mc/mq superficie nelle 24h Efficacia abbattimento: 99% della carica microbica partenza Filtri rapi ð Flocculazione (solfato alluminio) e sementazione Elimina frazione rilevante della sostanza organica presente trascinando al fondo i soli sospesi con i fiocchi idrossido alluminio ð + Filtri a sabbia I fiocchi sostanza organica sfuggiti alla sementazione si depositano sulla superficie del filtro e svolgono l azione della membrana biologica Renmento 100/150 mc/mq superficie nelle 24h Efficacia abbattimento: 95% della carica microbica partenza» Necessaria anche clorazione Filtri lenti e veloci Corso Laurea in Facoltà 24 12

13 Corso Laurea in Facoltà 25 Correzione chimica caratteri microbiologici Clorazione ð Cloro gassoso, Ipoclorito soo o calcio, Cloruro calcio, Biossido cloro La presenza queste sostanze libera in acqua ossigeno che strugge i microorganismi Le concentrazioni da utilizzare pendono dalla quantità sostanza organica presente» Che bloccherà l azione microbicida del Cloro Attivo Libero trasformandolo in Cloro Attivo Combinato» Si tende a sovradosare leggermente il Cloro, in modo da lasciare un Cloro Residuo Libero che può proteggere l acqua da eventuali contaminazioni a valle dell impianto, fino al punto erogazione per il consumo Ozonizzazione ð Liberazione molecole ossigeno che hanno azione microbicida Metodo più costoso e meno efficiente, perché l Ozono (O3) non persiste a lungo nell acqua 13

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