L acqua è l unica sostanza che è presente in natura contemporaneamente nei tre stati della materia: solido, liquido, gassoso.

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1 Osservando la Terra dallo spazio la vediamo come una grande sfera azzurra, perché la maggior parte della sua superficie è ricoperta dall acqua degli oceani. Infatti il 71% della superficie terrestre è coperto dai mari mentre solo il 29% rappresenta le terre emerse. L insieme di tutte le acque rappresenta l IDROSFERA formata quindi da: Oceani Mari Ghiacciai Laghi Fiumi Nuvole L acqua è l unica sostanza che è presente in natura contemporaneamente nei tre stati della materia: solido, liquido, gassoso. L acqua presente in natura non è pura, ma ha diverse sostanze disciolte. Tenendo conto della salinità, cioè sulla concentrazione di sali disciolti in acqua, possiamo avere: Acqua salata: mari e oceani Acqua dolce: calotte polari e ghiacciai, acque superficiali, sotterranee, atmosferica, degli esseri viventi L acqua è dentro di noi e intorno a noi, è alla base della vita sulla Terra, infatti tutti gli esseri viventi hanno bisogno di acqua per vivere. Basta pensare che le prime forme di vita sulla Terra sono nate proprio nell acqua. L acqua ha una funzione termoregolatrice: raffreddandosi e riscaldandosi più lentamente del suolo, regola la temperatura della Terra.

2 LE PROPRIETA DELL ACQUA L acqua ha una natura chimica e caratteristiche fisiche particolari e uniche. L acqua è un composto chimico perché la sua molecola è composta da un atomo di ossigeno (O) e due di idrogeno (H 2 ) e si scrive H 2 O e si chiama monossido di idrogeno. I legami che tengono uniti gli atomi nelle molecole di acqua sono molto forti rendendo la molecola molto stabile e difficile da rompere. Le molecole presenti in una goccia d acqua sono legati tra loro da forze di attrazione di tipo elettrico. Anche se queste forze sono piuttosto deboli, impediscono l evaporazione dell acqua a temperatura ambiente e questo permette l esistenza dell acqua allo stato liquido. La molecola dell acqua ha una struttura asimmetrica perché ha una distribuzione diversa delle cariche elettriche. L esistenza del legame idrogeno permette di spiegare le proprietà dell acqua. E' una sostanza davvero strana, perché l'idrogeno è molto infiammabile e l'ossigeno alimenta e moltiplica la fiamma, ma noi sappiamo che l acqua spegne il fuoco. Senza acqua non vi sarebbe la vita, neanche per i microbi, tanto è vero che, quando si cercano indizi di vita sugli altri pianeti, si cerca per prima cosa l acqua. Una foglia di insalata sembra un alimento solido, ma può contenere fino al 98% di acqua. Anche il corpo umano e quello degli animali è formato per la maggior parte di acqua, che, in questo caso, si chiama acqua "organica". PROPRIETA FISICHE forma e volume superficie comprimibilità penetrabilità pressione idrostatica e principio di Archimede vasi comunicanti e capillarità tensione superficiale capacità termica L acqua ha un volume proprio ma prende la forma del recipiente che lo contiene. Mantiene la superficie piana e orizzontale. Non è comprimibile e penetrabile. L acqua quando solidifica aumenta di volume perché cambia la sua densità (rapporto tra la massa di un corpo e il suo volume) in rapporto alla temperatura. Alla temperatura di 4 C la

3 densità dell acqua raggiunge il valore massimo, mentre sotto questa temperatura il suo volume aumenta e questo spiega perché il ghiaccio galleggia sull acqua. Ciò è determinante per la sopravvivenza di tutti gli esseri viventi acquatici in inverno. Quando la temperatura scende sotto i 0 C l acqua dei fiumi, laghi e stagni inizia a gelare; a -3/-4 C anche l acqua del mare gela ma il ghiaccio galleggia e forma così uno strato superficiale isolante che permette all acqua che sta sotto il ghiaccio di mantenere una temperatura intorno ai 4 C e quindi permettere la vita. L acqua ha un suo peso ed esercita quindi una pressione sul fondo e sulle pareti del recipiente che la contiene. Questa pressione è detta pressione idrostatica e dipende dal livello dell acqua, maggiore è la profondità, maggiore è il peso dell acqua e quindi la pressione che essa esercita. Il principio di Archimede afferma che un corpo immerso in acqua riceve una spinta dal basso verso l alto uguale al peso dell acqua spostata. Nei vasi comunicanti (particolare strumento formato da vari recipienti di forma e dimensioni diverse e tutti comunicanti tra loro) l acqua raggiunge lo stesso livello in tutti i recipienti. Questo principio sfruttato per travasare i liquidi con i sifoni (particolari tubi ricurvi). Quando versiamo l acqua in una vaschetta contenente tubi di diverse dimensioni e sempre più stretti, vediamo che l acqua non raggiunge lo stesso livello nei tubi ma raggiunge livelli più alti man mano che i tubi diventano più stretti e nel capillare il livello è il più alto. Questo avviene perché l acqua ha una particolare forza, chiamata forza di adesione, che la fa aderire alle pareti del recipiente e nei capillari la superficie di contatto è più grande rispetto alla quantità di acqua. Questo fenomeno è detto capillarità. Oltre alla forza di adesione, l acqua possiede anche una forza di coesione che spingono le molecole di acqua a unirsi tra loro e grazie a questa forza sulla superficie dell acqua si forma una specie di pellicola elastica tesa. Questo fenomeno si chiama tensione superficiale ed è responsabile della forma sferica delle gocce di acqua. Solubilità PROPRIETA CHIMICHE L acqua è un ottimo solvente per molte sostanze solide, liquide e gassose con le quali forma soluzioni. La causa che unisce idrogeno e ossigeno è la stessa che li spinge a cercare altri legami fuori dalle proprie molecole. Ad esempio scioglie il sale perché diminuisce la forza di coesione isolandoli. Questa proprietà è essenziale per la vita perché permette e facilita gli scambi nutritivi nei esseri viventi.

4 CICLO DELL ACQUA Che sia liquida, ghiacciata o allo stato gassoso, l'acqua che evapora non va mai persa e, attraverso un ciclo, ritorna sempre alla terra e questo spiega perché esiste da miliardi di anni. Il ciclo dell acqua è l insieme dei passaggi dell'acqua dagli oceani, all'atmosfera, alle terre emerse, e ancora agli oceani e provoca variazioni dello stato fisico dell'acqua ed è costantemente alimentato dall'energia solare ed è fondamentale per l equilibrio della vita sulla terra: le acque che evaporano da mari, laghi e fiumi formano le nuvole e precipitano sulla terra rientrando nella circolazione di superficie e in quella sotterranea. Una parte dell'acqua presente nel suolo può tornare all'atmosfera per evaporazione, un'altra può essere assorbita dalle piante e ritornare poi all'atmosfera tramite la traspirazione; una piccola parte viene utilizzata per la fotosintesi. L'acqua che si infiltra nel sottosuolo costituisce riserve sotterranee, le falde acquifere. L'acqua sotterranea si muove come le acque di superficie, ma molto più lentamente. Ciclo dell acqua

5 LE ACQUE SOTTERRANEE Se il terreno è permeabile permette all acqua che cade di penetrare nel suolo. La permeabilità dipende dagli spazi presenti fra gli elementi che formano il terreno: l acqua scende fino a riempire tutti gli spazi. Nel terreno è usata dalle piante per assorbire i sali minerali o evapora quando il calore del sole riscalda la terra. L acqua nel sottosuolo è regolata dall azione della forza di gravità che tende a spingere l acqua verso il basso e quella legata alla capillarità che la fa salire verso l alto. da A come Ambiente, TOURING CLUB ITALIANO, 1991 La composizione del suolo è diversa (ghiaia, terriccio, sabbie, frammenti di rocce ); alcuni di questi materiali permettono all acqua di scendere in profondità fino ad incontrare uno strato impermeabile. Si formano così le falde acquifere che possono dare origine ad un percorso sotterraneo scavando grotte. Ritornano poi in superficie sgorgando all esterno come geyser o formando zone paludose. Le acque possono anche rimanere intrappolate nel sottosuolo formando le riserve d acqua che l uomo sfrutta tramite i pozzi. Se le rocce dove si infiltra l acqua delle precipitazioni sono di tipo calcareo, il carbonato di calcio si scioglie e si formano fenomeni di carsismo come le stalattiti e stalagmiti. L acqua passando attraverso le rocce è filtrata e purificata dai minerali che incontra. Si formano così le acque minerali a seconda dei minerali che hanno,hanno proprietà curative. L'acqua minerale è resa pura dal naturale processo di filtrazione attraverso le falde sotterranee e questo processo la rende batteriologicamente pura all origine, cioè priva di qualsiasi contaminazione esterna. L'acqua minerale è quindi imbottigliata in contenitori sicuri così come sgorga dalla sorgente e non può subire trattamenti di potabilizzazione, ad eccezione dell aggiunta di anidride carbonica per renderla frizzante. Ogni acqua minerale ha una specifica composizione, costante nel tempo, che deriva dalla risultante delle condizioni tipiche delle zone dalle quali viene estratta.

6 In base al residuo fisso cioè alla quantità totale di minerali per litro, si hanno quattro categorie di acque minerali: minimamente mineralizzate (residuo fisso non superiore a 50 mg/l); oligominerali (residuo fisso non superiore a 500 mg/l); mediominerali (residuo fisso compreso tra 500 e mg/l); ricche di sali minerali (residuo fisso superiore a mg/l). A seconda dei minerali contenuti si chiamano: carboniche, alcaline-terrose, solfato-calciche, saliche, arsenico-ferruginose, sulfuree, clorurate, radioattive. ACQUA POTABILE L acqua dolce può diventare potabile e si può bere. La legge, a questo proposito, è severissima. L'acqua potabile è disciplinata dal DPR n. 236/1988 e dai decreti legislativi n. 31/2001 e n. 27/2002, che derivano da Direttive europee che hanno imposto dei requisiti molto rigorosi. L'acqua, per essere potabile, non solo non deve "contenere microrganismi e parassiti, né altre sostanze, in quantità o concentrazioni tali da rappresentare un potenziale pericolo per la salute umana", ma non deve superare neanche determinati valori massimi di sostanze non propriamente nocive per la salute. Per altre sostanze e caratteristiche, inoltre, la legge prevede dei "parametri indicatori" il cui superamento pur non determinando necessariamente la non potabilità dell acqua, impone una valutazione rimessa alle autorità sanitarie, le quali potranno disporre "provvedimenti intesi a ripristinare la qualità dell acqua". Così, se il ferro supera il valore di 200 microgrammi per litro (un microgrammo è un milionesimo di grammo) o il manganese 50 microgrammi, le autorità sanitarie potranno ordinare all azienda che gestisce l acquedotto di predisporre trattamenti per abbassare tali valori. Ferro e manganese non sono nocivi alla salute anche se superano un po i valori

7 prescritti, anzi possono essere utili all organismo, ma siccome l acqua potabile viene utilizzata da tutti i consumatori senza che essi abbiano la possibilità di scegliere l acqua che esce dal rubinetto, la legge ha previsto dei limiti di intervento per cercare di accontentare ogni gusto ed esigenza. Ci sono invece sostanze per le quali i valori massimi prescritti non possono essere assolutamente superati, altrimenti l acqua è dichiarata non potabile. Sono sostanze nocive o indesiderabili e i valori massimi consentiti sono bassissimi come si può vedere nella tabella. I parametri analitici di legge italiani definiscono i valori massimi e gli intervalli in cui devono rientrare le misurazioni chimico-fisiche e batteriologiche per poter definire un'acqua "potabile". Escherichia coli, enterococchi e Clostridium perfringens devono essere assenti. La presenza di ammoniaca, nitriti e nitrati (possono essere sia di origine minerale, sia provenire da concimi sintetici) è indice di inquinamento batterico ed è comunque necessario effettuare l'analisi batteriologica per accertare l'assenza di microrganismi patogeni, determinando la quantità di microrganismi presenti e l'indice di inquinamento fecale dovuto al numero di batteri coliformi. La radioattività legata al trizio non deve essere superiore a 100 Becquerel/L, mentre la dose totale indicativa è di 0,2 msv/anno. Parametri chimici Parametro Valore Unità di misura Acrilammide 0,10 μg/l Antimonio 5 μg/l Arsenico 10 μg/l Benzene 1 μg/l Benzo(a)pirene 0,01 μg/l Boro 1 mg/l Bromato 10 μg/l Cadmio 5 μg/l Cromo 50 μg/l Rame 1 mg/l Cianuro 50 μg/l

8 1,2-dicloroetano 3 μg/l Epicloridrina 0,1 μg/l Fluoruro 1,5 mg/l Piombo 10 μg/l Mercurio 1 μg/l Nichel 20 μg/l Nitrato (NO - 3 ) 50 mg/l Nitrito (NO - 2 ) 0,5 mg/l Antiparassitari 0,1 μg/l Antiparassitari totali 0,5 μg/l Idrocarburi policiclici aromatici 0,1 μg/l Selenio 10 μg/l Tetracloroetilene + Tricloroetilene 10 μg/l Trialometani totali 30 μg/l Cloruro di vinile 0,5 μg/l Clorito 200 μg/l Vanadio 50 μg/l

9 Parametri indicatori Parametro Valore Unità di misura Alluminio 200 μg/l Ammonio 0,50 mg/l Cloruro 250 mg/l Clostridium perfringens (spore comprese) 0 unità/100 ml Colore Accettabile per i consumatori e senza variazioni anomale - Conduttività μs/cm (20 C) Concentrazione ioni idrogeno 6,5 ph 9,5 unità di ph Ferro 200 μg/l Manganese 50 μg/l Odore Accettabile per i consumatori e senza variazioni anomale - Ossidabilità secondo Kubel 5 mg/l di O 2 consumato Solfato 250 mg/l Sodio 200 mg/l Sapore Accettabile per i consumatori e senza variazioni anomale -

10 Conteggio delle colonie a 22 C Senza variazioni anomale - Batteri coliformi a 37 C 0 unità/100 ml Carbonio organico totale (TOC) Senza variazioni anomale - Torbidità Accettabile per i consumatori e senza variazioni anomale - Durezza Residuo fisso a 180 C (valori consigliati) (limite massimo consigliato) f mg/l Disinfettante residuo (se impiegato) 0,2 mg/l Per eliminare i microbi nocivi, che devono essere completamente assenti, viene usato in genere cloro. La legge prevede un valore "consigliato" di 200 microgrammi per litro, che può essere aumentato secondo le circostanze. Sciogliendosi nell acqua, il cloro rilascia talvolta un cattivo sapore e molti consumatori, per eliminare cattivi sapori ed eventuali sostanze indesiderate, usano i cosiddetti depuratori. I "depuratori" dell'acqua potabile Ci sono apparecchi per trattare l acqua di rubinetto e migliorarla eliminando eventuali sapori o sostanze indesiderabili. Ci sono quattro tipi di apparecchi. Addolcitore. Serve per ridurre il calcare quando l'acqua è "dura", cioè ha un alto contenuto di calcio e magnesio che provoca incrostazioni nelle tubazioni. A membrana osmotica. Serve per bonificare acque salmastre o per eliminare microinquinanti organici, nitrati, cloruri, solfati e altri sali, compresi quelli di calcio e piombo, rendendo anche l acqua più leggera. A filtro composito. Adatto per togliere microinquinanti organici e a eliminare il sapore di cloro. Essendo un tipo di filtro speciale con vari componenti, deve avere però un'autorizzazione del Ministero della Salute. Meccanici. Sono gli apparecchi più semplici e servono a rimuovere sabbiolina e ferro.

11 L'ACQUA IMBOTTIGLIATA Oggi sia l acqua minerale naturale che l acqua potabile possono essere imbottigliate e vendute dopo un trattamento chimico-fisico per esempio rendendola frizzante, oppure togliendo alcuni minerali per renderla più leggera o anche arricchendola di calcio. Quest acqua può essere chiamata acqua, acqua da bere o con qualunque altra denominazione anche di fantasia. E' vietato però chiamarla "minerale" o "mineralizzata" o "naturale", perché queste denominazioni sono riservate soltanto all acqua minerale. L'ACQUA DI SORGENTE Un'altra Direttiva CE (n. 70/1996), recepita in Italia con il decreto legislativo n. 339/1999, ha permesso l imbottigliamento e la vendita di un ulteriore tipo di acqua, denominata "acqua di sorgente". Questa non può essere disinfettata, perché deve essere già pura e buona da bere come esce dalla sorgente. L'acqua di sorgente deve avere una "autorizzazione" alla commercializzazione da parte del Ministero della Salute, che ne valuta le caratteristiche, ma non può riportare in etichetta indicazioni su possibili effetti benefici per la salute. Ciò è permesso soltanto all'acqua minerale. L acqua minerale naturale deve arrivare solo da sorgenti protette di acqua già all origine buona da bere, non può essere venduta sfusa, ma solo in bottiglie sigillate di capacità non superiore a due litri. L acqua potabile che esce dai rubinetti domestici, invece, non deve essere ottenuta necessariamente da una sorgente di acqua già all'origine buona da bere, ma può essere prelevata anche da un lago, da un fiume o da un altro bacino contenenti acqua non adatta al consumo umano che viene "potabilizzata", cioè resa bevibile attraverso un trattamento di depurazione e correzione. Questo trattamento consiste nell aggiunta di composti di cloro che impediscono la proliferazione dei microbi. L acqua potabile, a differenza di quella minerale che deve essere sempre imbottigliata alla sorgente, compie un lungo viaggio attraverso la rete idrica ed è più soggetta a una contaminazione microbica.

12 I trattamenti a cui viene sottoposta servono a eliminare i rischi di contaminazione ma servono anche a togliere sostanze indesiderate presenti dove l acqua viene prelevata. USI E ABUSI L acqua sfruttata in modo eccessivo, rischia di esaurirsi. Infatti: Nel mondo l acqua è utilizzata prevalentemente in agricoltura, industria e per usi domestici. Non è distribuita uniformemente. Dove è abbondante è sprecata e inquinata. Dove è scarsa molto spesso non è potabile. Sta diminuendo in tutto il mondo. Sarà sempre più difficile irrigare i campi. Non bisogna sporcarla e inquinarla. Secondo le previsioni degli scienziati, si pensa che entro il 2025, se la popolazione mondiale continuerà a crescere con il ritmo attuale,circa 1 miliardo di persone avrà carenza d acqua. L acqua, quindi deve essere protetta e bisogna riutilizzare e recuperare l acqua usata. L acqua delle fogne e industrie non deve arrivare ai mari subito ma deve essere prima depurata.

13 Ecco cosa fare per non sprecarla RISPARMIARE ACQUA si può 1. Fare la doccia invece del bagno: si può risparmiare fino a 80 litri d acqua. 2. Installare areatori rompigetto sui rubinetti che immettono aria nel getto diminuendo la quantità d acqua erogata 3. In casa, accertarsi di non avere perdite dalle tubature; dopo aver chiuso tutti i rubinetti, controlla che il contatore non giri. Un rubinetto che sgocciola perde quantità notevoli di acqua. 4. Per lo scarico del water, sarebbe bene istallare cassette con due pulsanti per scegliere fra due diverse quantità di acqua. 5. Per bere acqua fresca, metterne una bottiglia in frigorifero piuttosto che far scorrere acqua dal rubinetto per tanto tempo. 6. Nella lavatrice e nella lavastoviglie usare, quando è possibile, i programmi di risparmio dell acqua. 7. Per l igiene dentale e la rimozione del dentifricio, basta un bicchiere d acqua Andrea, Bea, Matteo, Costanza, Maria, Danilo, Carola, Francesco, Fuad OIRM Torino