Acqua potabile: ce le beviamo tutte?

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1 Acqua potabile: ce le beviamo tutte? L acqua che beviamo: tra sicurezze e paure sulla sua qualità. I controlli e la filiera dell acqua destinata al consumo umano, vista con gli occhi del chimico. Sara Bogialli Dipartimento di Scienze Chimiche, Università di Padova [email protected] Padova 7 aprile

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3 Rischi sanitari nel ciclo dell acqua Oceani ed aree costiere carichi inquinanti da acque superficiali contaminazione prodotti Agricultura della pesca POPs incremento del rischio da vettori di malattie parassitarie mediante irrigazione irrigazione con acque di qualità non idonea inquinamento da prodotti fitosanitari Qualità dell acqua incremento di carichi inquinanti nutrienti, eutrofizzazione, tossine da cianobatteri Cambiamen ti climatici sensibili incrementi di fenomeni di siccità ed inondazione riscaldament o globale Scarsità di acque dolci acqua insufficiente per bisogni essenziali degradazione ecosistemi acquatici perdita di biodiversità irrigazione, produzione alimentare

4 Environment Known substances Hazardous substances Sostanze tossiche per le quali l acqua potabile può essere fonte di esposizione Toxic substances Toxic substances monitored in drinking water Living organisms

5 Quante acque potabili conosciamo? 1. Acquedotto 6. Industria alimentare 2. Minerali Acqua potabile 3. Pozzo 4. Acque confezionate 5. Caraffe filtranti 5

6 Dove prendiamo l acqua? 1. acque sotterranee

7 Acque minerali di origine sotterranea e protetta batteriologicamente pura all origine composizione e caratteristiche costanti imbottigliata all origine Si presume sia di migliore qualità: È importante salvaguardarla Ha una legislazione specifica dedicata Si fanno inizialmente 4 analisi di controllo all anno, poi 1

8 Dove prendiamo l acqua? 2. acque superficiali Ma non tutte sono di buona qualità! Bisogna renderle potabili

9 Fare clic per modificare lo stile del titolo potabilizzazione Acqua torbida Acqua torbida con sedimento Acqua torbida senza sedimento Acqua limpida e potabile

10 Gli impianti sono complessi! 10

11 I trattamenti per la potabilizzazione Devono rendere l acqua idonea per caratteristiche: Organolettiche Fisiche (T, conducibilità, ph) Chimico-biologiche (durezza, organici, batteri, microinquinanti) 11

12 Qualità dell acqua: di cosa preoccuparsi? Di cosa vi preoccupate di più? La contaminazione microbiologica è la più pericolosa 12

13 Analisi minime da progettare adeguate per tutto Il mondo L organizzazione mondiale della Sanità (OMS) richiede che al minimo ci siano alcune analisi da effettuare che garantiscano una adeguata protezione 0. Contaminazione da batteri fecali 1. Torbidità 2. Cloro residuo 3. ph 1. Torbidità < 5 NTU 2. Cloro residuo > 0,5 mg/l 3. ph <8 13

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

15 Processi di disinfezione Sono sempre necessari per il trattamento di acque superficiali Utilizzati per acque profonde solo se da fornire a terzi Sono trattamenti finali della potabilizzazione, ma possono essere seguiti da ulteriori processi (p.es. filtri a carboni attivi) Per limitare la formazione di sottoprodotti 1. Clorazione 2. Ozonizzazione Caratteristiche organolettiche migliori, ma disinfezione meno persistente 3. UV 15

16 Clorazione Il meccanismo disinfettante è duplice: 1. Azione ossidante sulla cellula (virus) 2. Inibizione dei processi enzimatici (batteri) La torbidità influisce sull efficienza 1. clorazione Idrolisi del Cl 2 HClO Acido debole Ka=2.7 X 10-8 L azione disinfettante è espletata dalla forma indissociata. L efficienza dipende dunque dal ph (ph basso più efficace) Si usa direttamente ClO - perchè più sicuro Il cloro libero disponibile è costituito da HClO + ClO - 16

17 cloroamminazione Prodotto di clorazione con materiale organico azotato La reazione è controllata per ottenere prevalentemente monoclorammina, unico dei tre con potere disinfettante Efficacia minore di clorazione classica, ma più persistente problemi di odori Il rapporto Cl/N determina il breakpoint, oltre il quale la clorazione è efficace (reazioni parassite marginali) la domanda di cloro (clororichiesta) è dipendente dal materiale organico (TOC) 17

18 2. Cloro residuo Per disinfettare l acqua si usa il? Test del cloro residuo Non il cloro (Cl 2 ), ma ipoclorito (ClO - ) e acido ipocloroso (HClO) Dà luogo ad una concentrazione residua di disinfettante utile per controllare le contaminazioni anche nella rete idrica 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 18

19 3) Misuriamo il ph ph è importante per la disinfezione dell acqua La disinfezione con ipoclorito di sodio è efficace a ph< 8 Il ph cambia nel tempo Uso di elettrodi e sonde multiparametriche 1. Torbidità < 5 NTU 2. Cloro residuo > 0,5 mg/l 3. ph <8 La contaminazione microbiologica è la più pericolosa

20 D.lgs. 31/2001_la sintesi Acqua ad uso potabile ha una legislazione specifica dedicata È molto controllata Almeno 2 analisi di verifica al mese, ma molte di più in verità La qualità delle acque destinate al consumo umano deve essere conforme ai valori di parametro (analiti) dell All. I del D.Lgs 31/2001. A) parametri microbiologici; B) parametri chimici; C) parametri indicatori (colore, odore, torbidità, cloruro, ferro, etc); D) radioattività (trizio); E) parametri accessori (enterovirus, funghi, protozoi, ) Rispetto del valore di parametro al rubinetto dell utenza Definisce le caratteristiche di prestazione di un metodo 20 analitico per il controllo delle acque

21 Ma quante sono le analisi da fare? 21

22 Punti di conformità Industria alimentare Trattamenti domestici Chioschi dell acqua Caraffe filtranti

23 Fare clic per modificare lo stile del titolo Alcune tipologie di apparecchiature ad uso domestico per il trattamento delle acque potabili Addolcitori a scambio ionico Dosatori di reagenti chimici Apparecchi ad osmosi inversa Filtri meccanici Sistemi fisici Filtri a carbone attivo Filtri a struttura composita Chi fa la manutenzione?

24 Parametri dell acqua dopo osmosi inversa Parametro U.M. Valore Valore medio acquedotto ph Unità ph 6,5 7,35 Conducibilità a 20 C µs/cm Cloruri mg/l ,3 Nitrati mg/l 4 7,6 Solfati mg/l 9 180,5 Ferro totale µg/l <10 59 Colonie su agar 36 C UFC/100ml >300 7 Magnesio mg/l 1 23,2 Calcio mg/l ,6 Durezza f 3 43,1 Colonie su agar 22 C UFC/100ml >300 4

25 Campione di acqua Tampone da aggiungere all acqua Titolazione per calcio e magnesio: durezza acqua Aggiunta di indicatore (nero eriocromo T) Titolazione con EDTA Punto di fine =arresto della titolazione