Misure in situ. L uso di strumentazione portatile per la determinazione su campo dei contaminanti chimici e biologici nell ambiente natatorio

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1 Misure in situ. L uso di strumentazione portatile per la determinazione su campo dei contaminanti chimici e biologici nell ambiente natatorio 9-10 Ottobre Mattea Chirico mattea.chirico@iss.it Ilaria Di Giacomo Ilaria.digiacomo@libero.it

2 Requisiti Chimico - fisici dell acqua di immissione e contenuta in vasca (Tabella A Accordo Stato Regioni del 16/1/2003) Parametro Temperatura Vasche coperte in genere Vasche coperte bambini Vasche scoperte Acqua di immissione 24 C - 32 C 26 C - 35 C 18 C - 30 C Acqua in vasca 24 C - 30 C 26 C - 32 C 18 C - 30 C ph per disinfezione a base di cloro (ove si utilizzino disinfettanti diversi il ph dovrà essere opportunamente fissato al valore ottimale per l'azione disinfettante) Torbidità in SiO 2 2 mg/l SiO 2 o unità equivalenti di formazina 4 mg/l SiO 2 o unità equivalenti di formazina Solidi grossolani assenti assenti Solidi sospesi 2 mg/l filtrazione su membrana da 0,45 2 mg/l filtrazione su membrana da 0,45 Colore Valore dell'acqua potabile 5 mg/l Pt/Co oltre quello dell'acqua di approvvigionam.

3 Requisiti Chimici dell acqua di immissione e contenuta in vasca (Tabella A Accordo Stato Regioni del 16/1/2003) Parametro Cloro attivo libero Acqua di immissione 0,6 1,8 mg/l Cl 2 Acqua in vasca 0,7 1,5 mg/l Cl 2 Cloro attivo combinato 0,2 mg/l Cl 2 0,4 mg/l Cl 2 Impiego combinato Ozono Cloro: Cloro attivo libero Cloro attivo combinato Ozono 0,4 1,6 mg/l Cl 2 0,05 mg/l Cl 2 0,01 mg/l O 3 0,4 1,0 mg/l Cl 2 0,2 mg/l Cl 2 0,01 mg/l O 3 Acido isocianurico 75 mg/l 75 mg/l Sostanze organiche (analisi al permanganato) 2 mg/l O 2 oltre l'acqua di approvvigionamento 2 mg/l O 2 oltre l'acqua di immiss. Nitrati Valore dell'acqua potabile 20 mg/l NO 3 oltre l'acqua di aprovvigg. Flocculanti 0,2 mg/l Al o Fe (rispetto al flocculante impiegato) 0,2 mg/l Al o Fe rispetto al flocculante utilizzato

4 Parametri chimici da determinare in situ Temperatura ph: la misura è variabile: e correlato alla temperatura e all equilibrio delle specie ioniche presenti Cloro attivo libero e cloro combinato: variazioni imputabili alla reattività del cloro e alla sua volatilità

5 Perché le analisi in situ? Rapide ed immediate Evitare possibili variazioni delle caratteristiche chimiche e chimico-fisiche del campione Riduzione degli errori analitici Riduzione dei costi

6 Temperatura dell acqua Influisce sull efficienza della clorazione: alte temperature diminuiscono l efficacia del cloro; idonee temperature contribuiscono a mantenere un adeguato livello di cloro in acqua; alte temperature incrementano la velocità della crescita batterica. Alte temperature possono rendere l acqua torbida Influisce sul confort del nuotatore. Una temperatura dell acqua troppo alta può causare ipertermia.

7 Determinazione della temperatura Strumento di misura Termometro a termistore Requisiti Sensibilità: 0,1 C Minima capacità termica Controllo periodico delle taratura (mediante termometro certificato dal NIST National Institute of Standards and Technology)

8 Termometro tascabile

9 ph Problemi con valori di ph inferiori a 6,5: corrosione dei metalli nel corso del riciclo; bruciore mucose, irritazione degli occhi; macchie ed incisioni sugli intonaci; riduzione dell alcalinità. Problemi con valori di ph maggiori di 7,5: acqua torbida; formazione di incrostazioni; costante cloro richiesta; irritazione degli occhi; sviluppo flora batterica, crescita algale.

10 ph Range di ph previsto in allegato I: 6,5-7,5 Il valore di ph in piscina influisce su: confort del nuotatore (irritazione dell occhio che ha un ph fisiologico di 7.6); impiego/ formazione di flocculanti; efficacia della clorazione/disinfezione ; varie reazioni chimiche; manutenzione dell attrezzatura; favorisce la crescita algale.

11 phmetro portatile

12 Determinazione del ph in situ Per la corretta determinazione del ph: Sensibilità dello strumento 0,1 unità Manutenzione dell elettrodo Tarare frequentemente l elettrodo di misura Verificare che la temperatura dei campioni non si discosti sensibilmente da quella dei tamponi (max 2 5 C)

13 Determinazione del Cloro attivo libero (Cloro residuo libero) Cloro attivo libero ioni ipoclorito (ClO-), acido ipocloroso (HClO) Cloro libero (Cl2) Cloro libero DPD (N,N-dietil-p-fenilendiammina) in tampone fosfato complesso colorato in rosso (determinabile spettrofotometricamente) cloro attivo = Cloro disponibile libero + Cloro combinato disponibile il cloro presente nelle acque in forma disponibile, in grado di agire come ossidante, noto anche con i termini di cloro libero, disponibile, attivo e residuo

14 Determinazione del Cloro attivo combinato (Cloro residuo combinato) monocloroammina NH 2 Cl Cloro attivo combinato dicloro ammina NHCl 2 tricloroammina NCl 3 La reazione con DPD viene protratta per aggiunta di ioduro di potassio Cloro totale : alla soluzione impiegata per la determinazione del Cloro attivo libero si addiziona 1 g di KI, si agita e si misura l assorbanza. Cloro attivo combinato = Cloro totale - Cloro attivo libero

15 Fotometro ph, Cl2, O3

16 Fotometro multiparametrico

17 Determinazione del cloro attivo Sensibilità necessaria: 0,1 mg/l Reagente DPD (parafenilendiammina), colore rosso, differenzia cloro attivo libero e le clorammine. Fotometro elettronico.

18 Interferenze e cause di errore nella determinazione del cloro La reazione colorimetrica deve essere condotta a temperatura ambiente. Temperature elevate facilitano la reazione di idrolisi delle cloroammine determinando un aumento apparente del cloro libero. ph bassi impediscono la differenziazione tra cloro libero e combinato. ph elevati favoriscono reazioni con l ossigeno.

19 Torbidità E costituita da una componente: - inorganica (polvere, granuli cementizi) - organica (sostanze cedute dai bagnanti) E rimossa dai filtri Incrementa il consumo di cloro Offre supporto, nutrimento e protezione per le forme biotiche

20 Determinazione torbidità (mg/l in SiO 2 ) E definita come la diminuzione di trasparenza di un campione dovuta alla presenza di sostanze in sospensione. Un fascio di luce attraversa una soluzione incolore che presenta in sospensione una fase finemente dispersa Misura spettrofotometrica La luce viene assorbita, per cui l intensità del raggio trasmesso risulta inferiore a quello incidente La luce, per fenomeni di riflessione e rifrazione, viene diffusa dalle particelle in sospensione Il valore si esprime in mg/l di SiO 2

21 ACIDO ISOCIANURICO Ha funzione stabilizzante nei confronti dell HClO (acido ipocloroso), proteggendolo dall azione distruttiva della luce solare (raggi UV). Livelli ottimali di acido cianurico in acqua di piscina dovrebbero essere compresi tra 30 e 50 mg/l anche se generalmente possono arrivare a 100 ppm. Concentrazioni inferiori a 30 mg/l di acido cianurico permettono la degradazione del Cloro da parte della luce solare. Livelli superiori a 50 mg/l fanno diminuire in modo evidente il potere disinfettante del Cloro.

22 Acido isocianurico: determinazione in situ L acido isocianurico viene determinato mediante analisi turbidimetrica con kit. Pastiglia da aggiungere al campione A 5 ml di campione d acqua di piscina aggiungere acqua deionizzata fino ad un volume finale di 10 ml

23 Requisiti minimi per la qualità della misura sul campo Verificare il buon funzionamento dell apparecchiatura Eseguire una taratura con materiali di riferimento o per confronto con il laboratorio

24 Taratura dello strumento phmetro (a) taratura: verificare i valori di ph dei tamponi 4.00, 8.00, Nel caso in cui il valore risulti > ± 0.10 unità di ph si procede alla ricalibrazione. accuratezza: verificare i valori di ph dei tamponi certificati (b) Il valore registrato deve rientrare nell intervallo di incertezza ± 0.10 ± 0.10 unità di ph rispetto al valore indicato nel certificato alla temperatura di lettura.

25 elettrodo (a) Verificare il livello di riempimento della soluzione, circa 0,5 cm eventualmente rabboccare con soluzione KCl saturo (b) Verificare lo strato di cristalli di KCl pari a circa 0,5 cm (c) Presenza di bolle d aria: far ruotare l elettrodo o immergerlo in acqua riscaldata a 60 C (d) Contaminazione dell elettrodo da partedi sostanze oleose o proteiche consultare il manuale dell elettrodo

26 Sonda temperatura Verificare con termometro appartenente alla catena termometrica certificata costituita da: sonda di riferimento ad immersione stagna termometro differenziale

27 DETERMINAZIONE DI BATTERI, FUNGHI E DERMATOFITI SULLE SUPERFICI Le piscine, quali ambienti circoscritti, possono favorire l instaurarsi di condizioni di rischio per la salute dei bagnanti e di chi vi opera. La condizione di rischio maggiore e più frequente è rappresentata dalla presenza di microrganismi che possono essere veicolati attraverso l acqua, superfici infette o per contatto diretto con soggetti infetti.

28 Esistono pochi dati epidemiologici relativi alle malattie contratte in piscina. A fronte di una maggiore attenzione nei confronti delle patologie acquisibili attraverso l acqua, si registrano pochi controlli verso le infezioni trasmissibili per contatto diretto o attraverso le superfici. I punti critici in un impianto natatorio sono rappresentati da: tutte le superfici degli spazi perimetrali intorno alle vasche spogliatoi servizi e percorsi a piedi nudi luoghi dove condizioni di umidità relativa temperature idonee e scarse condizioni di igiene e pulizia possono favorire la diffusione di microrganismi

29 Per approfondimenti sull argomento si rimanda ai volumi : Rapporti ISTISAN 07/11 Rapporti ISTISAN 13/46 Sebbene la disciplina sulle piscine non lo preveda, di seguito vengono descritte le procedure per la determinazione di batteri e funghi eventualmente presenti su superfici di impianti acquatici ad uso natatorio e ricreativo. Per una prima valutazione dello stato igienico di una superficie si possono utilizzare i diversi sistemi rapidi, biochimici o chimici, che permettono di rilevare la concentrazione dell adenosintri-fosfato (ATP), molecola ubiquitaria nei microrganismi e nelle cellule animali e vegetali. L ATP, che interviene come molecola di scambio e di accumulo energetico nelle reazioni enzimatiche, fornisce quindi un indice direttamente proporzionale alla presenza di biomassa microbica. La metodica biochimica consente una veloce analisi attraverso la lettura del valore della bioluminescenza, rilevata impiegando la reazione luciferina-luciferasi.

30 La biochimica di questa reazione avviene grazie alla reazione tra l enzima luciferasi e il suo substrato luciferina e l ATP Considerando che una cellula danneggiata o morta non è più in grado di produrre questa molecola e che la quantità residua ancora presente subisce un processo di degradazione, la quantificazione dell ATP organico può dunque essere un ottimo indice della presenza di cellule viventi. La reazione di bioluminescenza si attiva con livelli di ATP estremamente bassi. Ciò ha permesso di applicare tale reazione, con opportuni protocolli di preparazione, alla valutazione della presenza microbica in campioni di varia natura e con gradi di contaminazione molto bassa o nulla. L analisi di bioluminescenza non permette dunque di discriminare né il tipo né la specie di contaminante, ma di fatto può rapidamente dare una valutazione estremamente precisa paragonabile a un test di conta totale. In commercio esistono diversi sistemi rapidi, anche portatili, che permettono di effettuare questa misura.

31 Per una stima quantitativa e qualitativa dei microrganismi presenti sulle superfici vengono utilizzate specifiche tecniche: tamponi, piastre a contatto e spugne, queste tecniche permettono di effettuare le determinazioni attraverso l utilizzo di terreni selettivi agarizzati. Nel volume Rapporti ISTISAN 13/46 in precedenza citato vengono descritte la procedure per l accertamento delle caratteristiche di qualità delle superfici. Sebbene non esistono linee guida, né tantomeno riferimenti normativi che stabiliscano intervalli di valori che permettano di esprimere un giudizio di qualità igienica. Tuttavia, condizioni di buona qualità igienica dovrebbero essere mantenute e controllate nell ambito delle procedure di autocontrollo (rif. capitolo Sistema di autocontrollo nelle piscine e intervento della Dott.ssa Dalla Riva).

32 Determinazione di contaminanti biologici nell ambiente natatorio. All interno delle piscine la salubrità dell ambiente (di vita e lavoro) è influenzata non solo dalla caratteristiche di qualità delle acque e superfici ma anche dalla presenza di un elevato numero di impianti tecnologici tra cui l IMPIANTO DI AEREAZIONE Studi sull argomento sono in corso da parte nostra

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