Le acque potabili di acquedotto Dipartimento ARPAT di Firenze Edificio C -1 Piano Via Ponte alle Mosse novembre

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1 Francesco Mantelli - Dipartimento ARPAT di Firenze Acque potabili: normativa di riferimento, requisiti di qualità e impiego dei sistemi di trattamento Giornata informativa Le acque potabili di acquedotto Dipartimento ARPAT di Firenze Edificio C -1 Piano Via Ponte alle Mosse novembre

2 - Acque destinate al consumo umano - Con la definizione Acque destinate al consumo umano, si intendono principalmente le acque distribuite tramite pubblici acquedotti, ma anche in cisterne, in bottiglie e altri contenitori. Sono le acque comunemente definite potabili. Esse rispondono ai requisiti indicati dal Decreto legislativo 2 febbraio 2001 n. 31, entrato in vigore il 25 dicembre Impianto di potabilizzazione del Bisagno - Genova 2

3 D. lgs. 31/01 parametri di controllo Allegato I Parametri obbligatori Parte A (Parametri batteriologici) Parte B (Parametri chimici) Parte C (Parametri indicatori) e radioattività

4 Per la qualità delle acque potabili, si fa riferimento alle parti A e B dell allegato I del D. lgs. 31/01. Non si usa più il termine concentrazione massima ammissibile, ma valore parametrico, una dizione che avrebbe potuto essere anche più esplicita, che comunque sembra indicare un valore limite, superato il quale occorre provvedere con degli interventi. Il D. lgs. n. 31/01 consente che alcuni degli obiettivi di qualità possano essere raggiunti in tempi successivi alla sua entrata in vigore, data la complessità delle attuali tecniche di potabilizzazione, la necessità, in alcuni casi, di reperire adeguate fonti di approvvigionamento e i forti investimenti per la sostituzione di vecchie reti di distribuzione

5 Microbiologia Nei paesi dove l acqua potabile è disponibile per tutti gli abitanti, la qualità delle acque sotto l aspetto microbiologico può erroneamente apparire secondaria rispetto agli aspetti chimici, in quanto la disinfezione sembra garantire da tutti i rischi. Si ricorda che la maggior parte dei decessi nei paesi in via di sviluppo è dovuta all impiego di acqua con contaminazione microbiologica.

6 Microbiologia.. E bene tenere presente che problemi di tipo microbiologico possono derivare dall utilizzo di acque superficiali, talvolta con elevata contaminazione, dalle reti di acquedotto vecchie e con grande sviluppo (quanto cloro libero rimane dopo 50 km di percorso?) e da altre vie di contaminazione microbiologica Destano, infatti, sempre maggiore attenzione le ricrescite batteriche, la formazione di biofilm e altri fenomeni che vanno dalla contaminazione microbica cronica, alla formazione di sostanze maleodoranti e acque colorate per la corrosione delle tubazioni mediata dai batteri

7 Microbiologia Il D. lgs. 31/01, nell allegato 1, parte A, riporta i parametri e valori di parametro microbiologici che costituiscono i requisiti minimi di qualità delle acque destinate al consumo umano secondo quanto indicato nell articolo 4 del decreto sopra citato. Escherichia coli Enterococchi Valori parametrici 0/100 ml 0/100 ml Per le acque messe in vendita in contenitori Escherichia coli Enterococchi Pseudomonas aeruginosa Conteggio colonie a 22 C Conteggio colonie a 37 C 0/250 ml 0/250 ml 0/250 ml 100/mL 20/mL

8 Microbiologia Parametri microbiologici accessori e relativi volumi di riferimento per il controllo delle acque destinate al consumo umano, a giudizio dell autorità sanitaria competente, secondo quanto previsto dal D. lgs. 31/01 Alghe 1 L Batteriofagi anti E. coli 100 L Nematodi a vita libera 1 L Enterobatteri patogeni 1 L Enterovirus 100 L Funghi 100 ml Protozoi 100 L Pseudomonas aeruginosa 250 ml Stafilococchi patogeni 250 ml

9 Microbiologia Fra i parametri microbiologici accessori, le alghe, gli elminti, i funghi, i protozoi e la Pseudomonas aeruginosa sono considerati indicatori di qualità, infatti se ne auspica la loro assenza perché solo in particolari circostanze possono rendere pericolosa l'assunzione dell'acqua, mentre per gli altri parametri, batteriofagi anti E. coli, enterobatteri patogeni, enterovirus e stafilococchi patogeni è prescritta l'obbligatoria assenza perché di sicura origine umana o animale Coltura batterica di Coliformi fecali

10 Microbiologia Inoltre nella parte C, fra i parametri indicatori, vengono riportati: Clostridium perfringens Conteggio colonie a 22 C Batteri coliformi a 37 C 0/100 ml (spore comprese) senza variazioni anomale 0/100/ml

11 Parametri chimici di controllo Alcuni parametri chimici e relativi valori parametrici riportati nel D. lgs 31/01 (Parte B, allegato I) Parametri Unità di misura Valore limite Acque potabili D. Lgs. 31/01 Acrilammide µg/l 0,1 Antimonio µg/l 5 Arsenico µg/l 10 Benzene µg/l 1 Benzo (a) pirene µg/l 0,01 Boro (come B) mg/l 1 Bromato µg/l 10 Cadmio µg/l 5 Cromo µg/l 50 Rame µg/l

12 Alcuni parametri chimici e relativi valori parametrici riportati nel D. lgs 31/01 (Parte B, allegato I) Parametri Unità di misura Valore limite Acque potabili D. Lgs. 31/01 Antiparassitari - Totale µg/l 0,50 in totale - 0,10 comp. separato Idrocarburi policiclici µg/l 0,1 aromatici Selenio µg/l 10 Tetracloroetilene e µg/l 10 tricloroetilene (somma) Trialometani (totale) µg/l 30 Cloruro di vinile µg/l 0,5 Clorito µg/l Vanadio µg/l 50 12

13 Alcuni parametri indicatori e relativi valori parametrici riportati nel D. lgs 31/01 (Parte C, allegato I) Parametri Unità di misura Valore limite D. Lgs. 31/01 Alluminio µg/l Al 200 Ammonio (come NH4) mg/l NH4 0,5 Cloruro mg/l Cl 250 Clostridium perfringens UFC/100 ml 0 Colore mg/l scala Pt-Co Accettabile per i consumatori e senza variazioni anomale Conduttività µs/cm a 20 C 2500 Concentrazione ioni idrogeno Unità ph 6,5 9,5 Ferro µg/l Fe 200 Manganese µg/l Mn 50 Odore Tasso di diluizione Accettabile per i consumatori e senza variazioni anomale 13

14 Per i parametri indicatori (parte C dell allegato 1; ad esempio: alluminio, ammonio, cloruro, colore, ferro, manganese, sodio, solfati, ecc) è prevista la conformità rispetto ai relativi valori di parametro. Quando si verificano dei superamenti, l articolo 14, punto 1, del D. lgs. 31/01 impone che vengano presi provvedimenti intesi a ripristinare la qualità delle acque ove ciò sia necessario per tutelare la salute umana. Questa affermazione ove ciò sia necessario per tutelare la salute umana sembra implicitamente permettere che, quando un parametro supera il relativo valore indicato nella parte C dell allegato 1, può non essere necessario soddisfare tale valore, se quel superamento non determina rischi per la salute umana.

15 Parametri indicatori: ad esempio per il solfato, che presenta un valore di parametro di 250 mg/l, esiste in alcuni comuni della provincia di Firenze una deroga all impiego di acque di acquedotto con valori fino a 400 mg/l. Il solfato è in concentrazione elevata in acque sotterranee, utilizzate da alcuni acquedotti, che sono in contatto con formazioni gessose, causa del naturale arricchimento in solfati. 15

16 Acque potabili Acque minerali. due parole Meglio evitare confronti con le acque minerali, dato che, ad eccezione di alcuni parametri, la relativa legislazione impone valori di parametro più restrittivi; Soprattutto la principale differenza con le acque potabili è l assenza di disinfettante residuo e l assenza dei prodotti secondari della disinfezione. anche se il punto debole delle acque minerali resta il loro costo, la possibile cessione dai contenitori, gli impatti dello smaltimento della plastica 16

17 Confronto fra i parametri di controllo delle acque destinate al consumo umano e le acque minerali naturali ACQUE DESTINATE AL CONSUMO UMANO ACQUE MINERALI NATURALI Nitrati 50 mg/l 45 mg/l 10 mg/l (acque destinate all infanzia) Nitriti (III) 0,1-0,5 mg/l 0,02 mg/l Ammonio 0,50 mg/l Parametro previsto ma senza limite Ossidabilità (O 2 ) 5,0 mg/l Parametro previsto ma senza limite Carbonio organico Senza variazioni anomale Parametro non previsto totale Idrogeno solforato Parametro non previsto Parametro previsto ma senza limite Oli minerali - Parametro non previsto 10 µg/l Idrocarburi disciolti o emulsionabili Boro 1,0 mg/l 5,0 mg/l Agenti tensioattivi Parametro non previsto 50 µg/l come LAS Ferro 200 µg/l Parametro previsto ma senza limite Manganese 50 µg/l 500 µg/l Rame 1,0 mg/l 1,0 mg/l Fosforo Parametro non previsto Parametro previsto ma senza limite Fluoro 1,50 mg/l 5,0 mg/l Segnalazione in etichetta oltre 1,5 mg/l (acque destinate all infanzia) Bario Parametro non previsto 1,0 mg/l 17

18 Confronto fra i parametri di controllo delle acque destinate al consumo umano e le acque minerali naturali ACQUE DESTINATE AL CONSUMO ACQUE MINERALI UMANO NATURALI Arsenico 10 µg/l 10 µg/l (As totale) Cadmio 5,0 µg/l 3 µg/l Cianuri 50 µg/l 10 µg/l Cromo 50 µg/l 50 µg/l Mercurio 1,0 µg/l 1,0 µg/l Nichel 20 µg/l 20 µg/l Piombo 10 µg/l 10 µg/l Deroga sino al 31/12/2013 (25 µg/l) Antimonio 5,0 µg/l 5,0 µg/l Selenio 10 µg/l 10 µg/l Vanadio 50 µg/l Parametro non previsto Antiparassitari e prodotti assimilabili (*) Tra le classi di composti elencate si devono ricercare quegli antiparassitari che hanno maggiore probabilità di trovarsi nel territorio influente sulla risorsa interessata In totale: 0,50 µg/l; per parametro: 0,10 µg/l Per antiparassitari si intende: insetticidi, erbicidi, fungicidi, nematociti, acaricidi, rodenticidi (tutti organici), sostanze antimuffa organiche, prodotti connessi e i pertinenti metaboliti, prodotti di degradazione e reazione. Nel caso di aldrin, dieldrin, eptacloro ed eptacloro epossido, il valore parametrico è di 0,030 µg/l In totale: 0,05 µg/l Antiparassitari (**) (singolo composto) (insetticidi, erbicidi, fungicidi, nematocidi, acaricidi, alghicidi, rodenticidi, prodotti connessi e i pertinenti metaboliti, prodotti di degradazione e di reazione). Aldrin, dieldrin, eptacloro, eptacloro epossido (singoli composti): 0,01 µg/l 18

19 Confronto fra i parametri di controllo delle acque destinate al consumo umano e le acque minerali naturali ACQUE DESTINATE AL CONSUMO UMANO ACQUE MINERALI NATURALI Epicloridina 0,10 µg/l Parametro non previsto Policlorobifenili Parametro non previsto 0,05 µg/l per singolo congenere Composti organoalogenati Trialometani totali cloroformio bromoformio dibromoclorometano bromodiclorometano Somma delle concentrazioni dei parametri specifici: 30 µg/l Composti organoalogenati che non rientrano nelle voci 5 e 6 (V) cloroformio, clorodibromometano, diclorobromometano, bromoformio 0,5 µg/l singolo componente Tetracloroetilene e Somma delle concentrazioni dei parametri 0,1 µg/l singolo componente tricloroetilene specifici: 10 µg/l 1,2 - dicloroetano 3,0 µg/l 0,1 µg/l Cloruro di vinile 0,5 µg/l Parametro non previsto Clorito 200 µg/l Parametro non previsto Deroga sino al 31/12/2006 (800 µg/l) Disinfettante residuo 0,2 mg/l (valore consigliato) Parametro non previsto 19

20 . Oltre a situazioni di captazioni di acque potabili in aree con evidenti rischi di contaminazione Nell immagine: un pozzo in un area agricola, da cui è captata acqua ad uso potabile..per non parlare di migliaia di pozzi acquedottistici che captano acque nel nostro paese in aree abitate

21 . mentre, nella maggior parte dei casi (anche se non sempre), le aree di captazione di Acque minerali naturali sono in zone a basso impatto antropico

22 IL TRATTAMENTO DELLE ACQUE POTABILI Le acque potabili che potrebbero richiedere trattamenti ai fini di migliorare alcune caratteristiche sono generalmente di 3 tipi: 1. Acque di acquedotto che possono richiedere interventi per migliorare alcune caratteristiche organolettiche come sapore ed odore Si ricorda che le alterazioni organolettiche anche lievi dell acqua potabile vengono percepite e associate a rischi per la salute 22

23 2. Acque di acquedotto che possono richiedere interventi per diminuire le concentrazioni di alcuni parametri per i quali è prevista la deroga. Acque dell area amiatina (Toscana): deroga fino 50 µg/l per l arsenico... non più rinnovabile 23

24 3. Acque provenienti da approvvigionamenti privati che richiedono interventi su differenti parametri per raggiungere i requisiti di potabilità Ad esempio presenza di ferro e manganese, aspetti microbiologici critici 24

25 Il basso consumo dell acqua di acquedotto è spesso imputabile a sapore ed odore non soddisfacenti. Sugli scarsi consumi delle acque di acquedotto ai fini potabili può pesare anche la campagna pubblicitaria delle acque minerali che certamente spinge a consumi anche in quegli ambiti dove l acqua di rubinetto presenta buone caratteristiche organolettiche. Odore e sapore delle acque sono imputabili principalmente a tre cause: 1) presenza di residui della disinfezione (cloro libero e eventuali derivati) 2) il contenuto di sali disciolti 3) cessioni da tubazioni 25

26 Nella Valdelsa (Toscana), ad esempio, alcune acque sotterranee (o di tipo misto) utilizzate dai pubblici acquedotti, hanno un sapore poco gradito per il contenuto mediamente elevato di sali disciolti e fra questi il solfato, che unito al magnesio, determina caratteristiche di sapore amaro. Il fiume Elsa talvolta impiegato a scopo potabile contiene circa 700 mg/l di solfati e circa 85 mg/l di magnesio 26

27 La qualità di un acqua distribuita tramite rete acquedottistica può peggiorare durante il percorso (tubazioni vecchie, fenomeni di corrosione, infiltrazioni, ecc.): è indispensabile che vi sia sempre un azione disinfettante residua. 27

28 Per alcune sostanze sono in vigore deroghe (che comunque sono autorizzate per un periodo di tempo limitato), per cui può essere ragionevole intervenire su queste sostanze con sistemi di trattamento cercando di diminuire la loro concentrazione Valore parametrico Valore massimo ammissibile concesso per deroga - Anno 2010 Toscana Unità di misura Clorito 0,7 1,0-1,3 mg/l THM ug/l Arsenico ug/l Boro 1 2,0-3,5 mg/l 28

29 Il problema delle deroghe: L attuale tecnologia di potabilizzazione, lo stato delle reti acquedottistiche, le caratteristiche particolari di alcune risorse idriche (acque naturalmente ricche in elementi tossici), determinano deroghe ai valori parametrici di alcuni elementi indesiderabili e tossici. Sono concesse deroghe purché nessuna deroga presenti potenziale pericolo per la salute umana e sempreché l'approvvigionamento di acque destinate al consumo umano conformi ai valori di parametro non possa essere assicurato con nessun altro mezzo congruo (Art. 13, D. lgs. 31/01). A tal scopo sono stati fissati dei periodi transitori durante i quali, in attesa di raggiungere i limiti definiti, viene comunqueconsentita l erogazione dell acqua. Non sono previste deroghe per le acque minerali naturali Non sono previste deroghe per i parametri microbiologici 29

30 Tutto ciò non giustifica la diffusione di troppi articoli che dipingono negativamente in modo eccessivo la qualità delle acque potabili distribuite dagli acquedotti 30

31 Apparecchi di trattamento domestico: cosa accadeva qualche tempo fa Calà P. G. e F. Mantelli - Evoluzione della normativa tecnica per il trattamento delle acque potabili - Ecomondo 2006 Atti dei Seminari, volume 2, pp , novembre 2006 Maggioli Editore S.p.A, Santarcangelo di Romagna (RN) In questo lavoro sono riportate le criticità di alcuni sistemi di trattamento e il processo in corso di modifica della normativa allora (e purtroppo ancora oggi) vigente ( cioè il D.M n. 443 tuttavia sembra che nel prossimo anno sarà sostituito da un nuovo, sofferto, articolato normativo) 31

32 Apparecchi di trattamento domestico: cosa accadeva qualche tempo fa Dati di analisi su campioni di acqua consegnati da privati ai laboratori del dipartimento ARPAT di Firenze alcuni anni fa (circa 120 campioni, anni ) evidenziavano che l 80 % di questi presentava una conducibilità < 50 µs/cm.. cioè un contento di sali disciolti inferiore a mg/l 32

33 Istogramma di composizione di una comune acqua di acquedotto ridotta ad un acqua quasi distillata dopo un trattamento non adeguato Idrogenocarbonato Solfato Nitrato Cloruro Potassio Sodio Magnesio Calcio Prima del trattamento Dopo il trattamento 33

34 La riduzione elevata del contenuto di sali disciolti di un acqua può trasformarla in acqua aggressiva. Captazione di un acqua aggressiva destinata ad uso acquedottistico Un acqua aggressiva può determinare fenomeni di corrosione delle tubazioni: oltre al danno alla rete idrica si aggiunge il passaggio in circolo di metalli pesanti. Pb Fe Mn Cr Ni 34

35 Cosa accade oggi: Recenti dati analitici di acque sottoposte a trattamento domestico: le acque, originariamente di tipologia bicarbonato-calcica, sono state trasformate in acque cloruro-sodiche Parametri di analisi Unità di misura Acqua X Acqua X trattata Valori parametrici D.lgs. 31/01 Residuo fisso a 180 C mg/l Valore massimo consigliato: 1500 mg/l ph Unità ph 7,9 7,6 6,5 e 9,5 Ammonio mg/l NH 4 <0,05 <0,05 0,5 Cloruro mg/l Cl Nitrato mg/l NO 3 3,5 3,4 50 Solfato mg/l SO Bicarbonato mg/l HCO Sodio mg/l Na Potassio mg/l K 2,5 10,6 - Calcio mg/l Ca ,8 - Magnesio mg/l Mg 32 10,1 - Durezza totale F 50,4 7,4 Valori consigliati: F

36 La rappresentazione con un istogramma di composizione evidenzia i dati di critici Residuo fisso a 180 C mg/l 1000 Cloruro mg/l Cl Sodio mg/l Na Calcio mg/l Ca Magnesio mg/l Mg Durezza totale F Acqua X 32 50,4 12,8 10,1 7,4 Acqua X trattata 36

37 Il DECRETO LEGISLATIVO 2 febbraio 2001, n. 31 Attuazione della direttiva 98/83/CE relativa alla qualità delle acque destinate al consumo umano riporta in relazione alla durezza nella tabella C, parametri indicatori: Durezza Valori consigliati: F Il limite inferiore vale per le acque sottoposte a trattamento di addolcimento o di dissalazione 37

38 Breve intermezzo sull importanza del calcio nelle acque potabili: Dal Notiziario ISS, Volume 20 - Numero 3 Marzo 2007: LA DUREZZA DELL'ACQUA DESTINATA AL CONSUMO UMANO: RIFLESSI SULLA SALUTE UMANA Massimo Ottaviani, Laura Achene, Emanuele Ferretti e Luca Lucentini Dipartimento di Ambiente e Connessa Prevenzione Primaria, Istituto Superiore di Sanità, Roma 38

39 Il significato sanitario della durezza delle acque è stato messo in evidenza per la prima volta alla fine degli anni 50 da studi epidemiologici che riscontravano una correlazione inversa tra CVDs (malattie cardiovascolari) e durezza delle acque potabili. Più di un centinaio di studi condotti a livello mondiale nel ventennio successivo hanno riscontrato una significativa incidenza di CVDs in popolazioni servite da acque con ridotti contenuti di calcio e magnesio. Numerose ricerche condotte in seguito, sulla base delle più recenti metodologie epidemiologiche, in differenti periodi, aree geografiche e popolazioni hanno ribadito l esistenza di un effetto protettivo dei contenuti di calcio e magnesio disciolti nei confronti dell insorgenza di CVDs. 39

40 In considerazione dell importanza della tematica e dei molteplici contributi scientifici elaborati nel corso degli ultimi anni, l Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha di recente pubblicato la monografia Nutrients in Drinking Water con lo scopo di accertare in via definitiva la relazione esistente tra calcio, magnesio e altri elementi in traccia sulle CVDs, e di indagare sul contributo dell acqua potabile all apporto di elementi utili alla salute umana. In tale contesto, particolare interesse riveste uno studio che, sulla base di un esame approfondito degli studi epidemiologici riportati nel periodo , attribuisce un importante ruolo sanitario alla presenza del magnesio nell acqua. Risultanze di studi in vitro su animali e uomo sono anche riportate a conferma di tale ipotesi. 40

41 . viene evidenziato il ruolo essenziale dell acqua potabile nell apporto di nutrienti minerali e, in linea generale, viene rimarcato il beneficio del consumo di acque dure sulla riduzione dell incidenza di CVDs, ascrivibile principalmente alla presenza di magnesio. Su tali basi, la stessa OMS raccomanda l emissione di linee guida per la regolamentazione dei trattamenti di desalinizzazione delle acque destinate al consumo umano, ed evidenzia la necessità di procedere ad arricchimento o ricostituzione dei contenuti originali di calcio e magnesio di acque demineralizzate e di provvedere a una corretta informazione dei consumatori... 41

42 Sul piano normativo, a livello europeo, la direttiva 80/778/CE fissava un livello guida per calcio e magnesio e per la durezza totale (60 mg/l Ca), riferita alla concentrazione minima in acque addolcite o desalinizzate. La direttiva 98/83/CE sulla qualità delle acque destinate al consumo umano, ha sostituito la precedente norma del 1980 e, acquisendo le indicazioni delle linee guida 1993 dell OMS, non ha riportato i valori limite per i suddetti parametri, sebbene un requisito indiretto potrebbe essere rappresentato dal ph minimo di 6,5 in quanto acque molto dolci e poco mineralizzate presentano generalmente un ph < 6,5. Nei lavori di revisione della direttiva 98/83/ CE, è largamente condivisa dagli esperti di molti Stati Membri l importanza di reintrodurre il parametro durezza sulla base di considerazioni sanitarie legate ai numerosi studi epidemiologici che associano il consumo di acque a ridotto tenore di calcio e, soprattutto, di magnesio all incremento di CVDs. 42

43 Oggi, con l evoluzione delle conoscenze scientifiche e per la presenza sul mercato di produttori di sistemi di trattamento domestico più onesti, le cose stanno progressivamente migliorando Ad esempio, si è capito che aumentare molto il valore del sodio non è una buona cosa. Tuttavia l idea di considerare la durezza un elemento negativo della qualità dell acqua ad uso potabile, nonostante l immensa mole di lavori che dimostrano il contrario, non si riesce ad abbandonare. E così che nell esperienze di seguito riportate si osserva un eccessiva riduzione della durezza delle acque potabili 43

44 Recenti dati analitici di acque sottoposte a trattamento domestico: niente sembra cambiato rispetto al passato: peggioramento delle caratteristiche di qualità per aumento di sodio e riduzione di calcio comunque vedremo di seguito che qualcosa sta cambiando in meglio Acqua trattata con sistemi di depurazione domestica Unità di misura Acquedotto di Pian di Scò (Figline) Acqua non trattata Acquedotto di Pian di Scò (Figline) Acqua trattata Conducibilità elettrica specifica µs/cm 20 C Residuo fisso calcolato mg/l ph 7,2 7,8 Fluoruro mg/l F 0,2 0,4 Cloruro mg/l Cl 34,2 36,7 Nitrato mg/l NO 3 1,5 1,4 Solfato mg/l SO 4 50,5 48,9 Idrogenocarbonato mg/l HCO Sodio mg/l Na 37,7 145 Potassio mg/l K 1,3 5,6 Calcio mg/l Ca 89,2 25,8 Magnesio mg/l Mg 24,5 8,1 Durezza totale F 32,4 9,8 44

45 Intanto in commercio si trovano sempre più sistemi domestici di trattamento che almeno hanno il pregio di costare poco e forse di fare pochi danni Esperienze di trattamento con caraffa filtrante 45

46 Esperienze di laboratorio su una caraffa filtrante molto diffusa in commercio dotata di filtro a carbone e filtro a resine: confronto con i valori parametrici di normativa Parametri di analisi Unità di misura Acquedotto di S. Miniato (Loc San Quintino) Acqua NON trattata Acquedotto di S. Miniato (Loc San Quintino) Acqua trattata Residuo fisso a 180 C mg/l Valori parametrici D.lgs. 31/01 Valore massimo consigliato: 1500 mg/l ph unità ph 7,7 7,8 6,5 e 9,5 Ammonio mg/l NH 4 <0,005 0,33 0,5 Cloruro mg/l Cl 55 55,0 250 Nitrato mg/l NO 3 10,0 10,0 50 Solfato mg/l SO 4 22,0 22,0 250 Idrogenocarbonato mg/l HCO Sodio mg/l Na 58,0 59,0 200 Potassio mg/l K 1,0 48,0 - Calcio mg/l Ca 77,0 11,0 - Magnesio mg/l Mg 15,0 4,0 - Durezza totale F 25,4 4,4 Valori consigliati: F

47 Esperienze di laboratorio su una caraffa filtrante molto diffusa in commercio dotata di filtro a carbone e filtro a resine: rappresentazione mediante istogramma di composizione 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 77,0 15,0 25,4 48,0 Potassio mg/l K Calcio mg/l Ca Magnesio mg/l Mg Durezza totale F 11,0 10,0 0,0 1,0 Acquedotto di S. Miniato - Acqua NON trattata 4,0 4,4 Acquedotto di S. Miniato - Acqua 47 trattata

48 Quando un trattamento può essere utile 9 Esperienze di laboratorio su una caraffa filtrante molto diffusa in commercio dotata di filtro a carbone e filtro a resine: la rimozione dei trialometani ug/l Bromodiclorometano Dibromoclorometano Bromoformio 0 Prima del trattamento Acquedotto di Collesalvetti Dopo il trattamento Acquedotto di Collesalvetti 48

49 Esperienze di laboratorio su una caraffa filtrante molto diffusa in commercio dotata di filtro a carbone e filtro a resine: la rimozione dei trialometani Prodotti conseguenti alla clorazione - Trialometani Unità di misura Acquedotto di Collesalvetti Acquedotto di Collesalvetti Prima del trattamento Dopo il trattamento Bromodiclorometano µg/l 0,6 0,1 Dibromoclorometano µg/l 3,0 0,7 Bromoformio µg/l 8,4 1,6 49

50 Riduzione della concentrazione di metalli ed elementi di natura non metallica in acqua di acquedotto trattata con sistema di filtrazione in caraffa Metalli e elementi di natura non metallica Concentrazione nell'acqua PRIMA del trattamento (ug/l) Concentrazione nell'acqua DOPO il trattamento (ug/l) % di rimozione Arsenico 18,6 13,5 38 Ferro 80,0 4,0 95 Manganese 67,0 3,7 94 Cromo 17,6 0,9 94 Nichel 22,0 <

51 Riduzione della concentrazione del BORO in acqua di acquedotto trattata con sistema di filtrazione in caraffa Valore limite D.lgs.31/01 Massimo Ammissibile per deroga in Toscana Concentrazione nell'acqua PRIMA del trattamento Concentrazion e nell'acqua DOPO il trattamento % di rimozione 1,0 mg/l 3,5 mg/l 2,9 mg/l 2,1 mg/l 27,6 51

52 Non una rassegna sui sistemi di trattamento acque ma qualcosa sull osmosi inversa L'osmosi inversa è un processo attraverso cui si forza il passaggio delle molecole da una soluzione più concentrata alla soluzione meno concentrata ottenuto applicando alla soluzione più concentrata una pressione. In pratica, l'osmosi inversa viene realizzata con membrane semipermeabili che trattengono il soluto da una parte e che permettono di ricavare il solvente puro dall'altra. Questo fenomeno richiede il compimento di un meccanico pari a quello necessario per annullare l'effetto della pressione osmotica. La pressione osmotica è correlata alle soluzioni: le particelle di un soluto tendono a disperdersi uniformemente nella soluzione, come quelle di un gas tendono a occupare tutto lo spazio a loro disposizione: le particelle di soluto esercitano perciò una pressione analoga alla gassosa

53 L'impiego dei sistemi a osmosi inversa: quasi sempre inutili e dannosi per gran parte delle acque di acquedotto La maggior parte delle acque di acquedotto in Toscana si colloca con un contenuto di solidi disciolti fra 50 e 900 mg/l, con un valore medio intorno 400 mg/l. Il valore parametrico indicato dal D. lgs. 31/2001 è 1500 mg/l Nella quasi totalità di queste acque è inopportuno qualsiasi trattamento volto a ridurre il contenuto dei solidi disciolti 53

54 Il trattamento con osmosi inversa Può essere utile in casi particolari, ad esempio per rimuovere contenuti elevati di sostanze come fluoruro e nitrato e ovviamente per acque con salinità elevata (maggiore di 1500 mg/l). Solo in approvvigionamenti privati, con acque che presentano particolari criticità può essere una tecnica utile. Pertanto è una tecnica che raramente dovrebbe essere applicata nei trattamenti di acque provenienti da pubblici acquedotti 54

55 Riduzione della concentrazione dello ione clorito in acqua di acquedotto sottoposta a trattamento con caraffa filtrante e con osmosi inversa Parametri di analisi Trattamento in caraffa Unità di misura Acquedotto di Firenze Acqua NON trattata Acquedotto di Firenze Acqua trattata Valore parametrico D. lgs. 31/01 Clorito µ g/l Parametri di analisi Trattamento mediante osmosi inversa Unità di misura Acquedotto di Firenzee Acqua NON trattata Acquedotto di Firenzee Acqua trattata Valore parametrico D. lgs. 31/01 Clorito µ g/l

56 Il trattamento con osmosi inversa: analisi chimica di un acqua sottoposta a trattamento di osmosi inversa Eccessiva riduzione del contenuto dei solidi disciolti Acqua trattata con osmosi inversa Unità di misura Acquedotto di Firenze Acqua non trattata Acquedotto di Firenze Acqua trattata Conducibilità elettrica specifica µs/cm 20 C Residuo fisso a 180 C mg/l Valori parametrici D.lgs. 31/01 Valore massimo consigliato: 1500 ph 7,7 7,7 6,5 e 9,5 Ammonio mg/l NH 4 <0,05 <0,05 0,5 Fluoruro mg/l F 0,13 <0,10 1,5 Cloruro mg/l Cl 48,2 17,4 250 Nitrato mg/l NO 3 7,3 4,2 50 Solfato mg/l SO 4 42,1 10,5 250 Idrogenocarbonato mg/l HCO Sodio mg/l Na 33,7 13,1 200 Potassio mg/l K 3,6 1,5 - Calcio mg/l Ca 69,0 19,2 - Magnesio mg/l Mg 12,4 3,4 - Durezza totale F 22,4 6,2 Valori consigliati: F 56

57 I trattamenti che possono migliorare alcune caratteristiche delle acque potabili I trattamenti sulle acque di acquedotto, quindi acque con i requisiti di potabilità secondo quanto stabilito dal D.lgs. 31/2001, possono essere in alcuni casi necessari. In altri casi non lo sono.. Quando vengono utilizzate acque distribuite dai pubblici acquedotti questi interventi, effettuati in ambito domestico, dovrebbero essere QUASI SEMPRE di tipo semplice..solo in casi particolari può essere necessario l impiego dell osmosi inversa per diminuire il contenuto dei solidi disciolti..mai usare addolcitori nei trattamenti di acqua utilizzata a scopo potabile 57

58 I trattamenti che possono migliorare alcune caratteristiche delle acque potabili I trattamenti di tipo semplice sono sistemi (quasi sempre basti sull impiego del carbone attivo) che principalmente devono agire per la rimozione di odori e migliorare il sapore. Talvolta per migliorare il sapore è necessario agire sul contenuto dei solidi disciolti: è uno dei rari casi in cui si abbassa la durezza in conseguenza della riduzione della concentrazione di alcuni componenti principali delle acque: ad esempio, sull acqua dell acquedotto di Certaldo (durezza elevata di circa 80 F) dove alcuni componenti in concentrazioni elevate (solfati e magnesio) hanno ricadute sul sapore dell acqua. 58

59 Apparecchio che consente il miglioramento di acqua di acquedotto basato su filtrazione su carbone attivo e microfiltrazione; questo sistema di trattamento consente di fornire acqua con caratteristiche organolettiche migliori senza modifiche del contenuto salino.

60 I trattamenti effettuati dagli enti gestori L allestimento di fontanelli per la produzione di acqua con migliori caratteristiche organolettiche 60

61 I trattamenti effettuati dagli enti gestori: è ormai noto che in alcune circostanze l acqua distribuita dai pubblici acquedotti, nonostante la conformità ai valori di legge, può non risultare gradevole e pertanto si va verso il consumo di acque imbottigliate I miglioramenti prodotti da ulteriori trattamenti possono costituire una valida alternativa al consumo di acqua imbottigliata 61

62 Linee generali dei trattamenti operati da enti gestori di acqua di acquedotto. Esempio: sistema di trattamento gestito da Acque spa per la produzione di Acqua Alta Qualità Filtrazione su carbone attivo granulare (GAC) finalizzata all eliminazione del cloro Trattamento di ultrafiltrazione (UF) per inibire possibili fenomeni di proliferazione batterica Trattamento con raggi ultravioletti Osmosi inversa (quando necessaria per riduzione di un contenuto salino elevato) Riciclo e refrigerazione dell acqua prodotta all interno dell impianto Dosaggio di CO 2 Filtrazione finale su filtro assoluto immediatamente a monte del prelievo

63 E molto interessante l esperienza effettuata presso il presidio ospedaliero empolese: al 31/12/2009 tutte le strutture di degenza e residenza dell ASL 11 utilizzano acqua del rubinetto microfiltrta (con l apparecchio precedentemente visto) per soddisfare le necessità dell utenza DATI ECONOMICI Dal punto di vista economico, il progetto di distribuzione di acqua microfiltrata presso i presidi ospedalieri, comporta i seguenti costi unitari (IVA compresa): - Purificatore per acqua 1.135,20 - Filtri e manutenzione 264,00 - Caraffe in vetro 1,96 - Acqua /litro 0,00136

64 RISPARMIO IN TERMINI ECONOMICI con l applicazione di sistemi di trattamento a circa 25 presidi ospedalieri si è avuto.. Costo annuale acqua trattata da rubinetto Costo acqua minerale (0,166 per litro) Risparmio Nell ottica della riduzione dei rifiuti, si ha un risparmio di bottiglie di acqua minerale da 1 litro /anno

65 Le acque potabili entro grandi strutture (scuole, comunità, industrie.) D.lgs. 31 Art. 5 (Punti di rispetto della conformità),punto 2.. Per gli edifici e le strutture in cui l'acqua è fornita al pubblico, il titolare ed il responsabile della gestione dell'edificio o della struttura devono assicurare che i valori di parametro fissati nell'allegato I, rispettati nel punto di consegna, siano mantenuti nel punto in cui l'acqua fuoriesce dal rubinetto. 65

66 Le acque potabili entro grandi strutture (scuole, comunità, industrie.) Elementi di criticità entro queste strutture: 1) cessioni da vecchie tubazioni 2) fenomeni di corrosione 3) zone di ristagno (depositi) 4) ristagno notturno 66

67 Le acque potabili entro grandi strutture (scuole, comunità, industrie.) Possibilità di intervento: verifica dello stato di qualità: parametri indicatori delle reti interne (parametri microbiologici, ferro, piombo, manganese, nichel altro) 67

68 Conclusioni 1) Il trattamento delle acque distribuite dagli acquedotti può essere necessario in alcuni casi. Quando questo è effettuato dagli stessi enti gestori si ha la produzione di acque con le migliori caratteristiche di qualità e soprattutto i sistemi di trattamento sotto controllo. 2) Per quanto riguarda il trattamento in ambito domestico, si osserva la diffusa commercializzazione di molti apparecchi (tra l altro molti di questi di tipo costoso) che forniscono acque con parametri fuori dai limiti di quanto previsto dal D. lgs. 31/01. E quasi sempre la durezza il parametro bersaglio di questi apparecchi che operano una riduzione con un operazione quasi sempre inutile e che peggiora la qualità delle acque 3) L utilizzo di apparecchi di trattamento che si basano sull osmosi inversa deve essere effettuato con molta cautela ed è controindicato per la maggior parte delle acque di acquedotto 68

69 Conclusioni 5) per le comuni acque di acquedotto il trattamento domestico, se necessario, dovrebbe essere quasi sempre di tipo semplice: rimozione di odori e sapori. Nel caso in cui si ritenga di intervenire su parametri in deroga (THM, clorito, arsenico e boro) va studiato caso per caso il sistema di trattamento da impiegare. 6) Nel caso di approvvigionamenti privati, il trattamento dell acqua da utilizzare a scopo potabile può essere indispensabile (rimozione ferro e manganese, microbiologia alterata, altro) ma questo costituisce un capitolo diverso. 69

70 Conclusioni 7) nel caso di ARPAT, nell ambito del progetto Ridurre e gestire meglio i rifiuti l idea portante è quella di ridurre i rifiuti di materiale plastico derivanti dal consumo di uso di acque imbottigliate. Si sta pertanto lavorando per potere disporre in ogni sede di acqua di acquedotto che abbia caratteristiche di qualità accettabile da parte degli utilizzatori. Può essere necessario in alcuni casi il collegamento diretto con il punto di distribuzione dell ente gestore o, in altri casi, il possibile impiego di sistemi di microfiltrazione 70

71 Grazie dell attenzione.. abbiamo terminato 71

72 Alla realizzazione di questa presentazione hanno collaborato: TPA Gabriele Bertini TPA Paolo Bucci Dott. Andrea D Elia Dott. Fabrizio Lo Galbo Dott.ssa Anna Maria Marsico TPA Marzia Masini TPA Luigina Romualdi Dott. Roberto Signorini Dott. Paolo Spiniello 72

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