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L ACQUA

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ACQUA

Anche il pi semplice

organismo, come un

organismo unicellulare

risulta essere costituito

da :

Perch lacqua riveste un ruolo fondamentale nella

vita di ogni essere vivente ?

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LACQUA e lUOMO

Se per un organismo semplice lacquaassolve a tutte le funzioni viste prima, neconsegue la sua fondamentale importanzanegli organismi costituiti da pi cellule

(pluricellulari).Negli organismi superiori (uomo), ove laspecializzazione cellulare massima nellacostituzione dei tessuti e quindi degli organi,La funzione vitale dellacqua risulta pimarcatamente evidente.

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Di quanta acqua ha bisogno un uomo?

Fabbisogno minimo individuale

Fabbisogno individuale nelle citt

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Di quanta acqua ha bisogno luomo?Fabbisogno collettivo

Fabbisogno in ambiente ruraleEsempi di Fabbisogno

Industriale

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DISPONIBILITA DELL ACQUA

SULLA TERRA

Lacqua sulla superficie terrestre presente in parte preponderante,difatti essa occupa oltre il 71% di essa. A questa massa viene dato ilnome di Idrosfera, ammontante a 1,5 miliardi di Km3 , cos costituita :

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Il CICLO DELLACQUALa pure minima percentuale di

vapore acqueo gioca un ruolopredominante, su tutto lequilibrioesistente nella idrosfera, da cuidipende lesistenza delluomo.Difatti da esso sono condizionati

il clima, che nella sua costanzapermette il mantenimento deighiacciai conservando lequilibriofra le terre emerse e lesommerse, le piogge checondizionano la fertilit dei suoli.

Considerando lidrosfera nel suoinsieme, risulta subito evidenteche la quantit di acqua in essorimane sempre costante, inquanto il volume di acqua in

continuo riciclo.

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Fonti di Approvvigionamento Idrico

Acque Meteoriche

Acque SuperficialiAcque Telluriche

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REQUISITI DI POTABILITA DI UNA

ACQUA

Organolettici

Fisici

Chimici Quantitativi

Qualitativi

Microbiologici Quantitativi

Qualitativi

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Organolettici

Limpidezza : un carattere organoletticoindispensabile affinch possa essere gradita. Unatorbidit permanente dovuta a sospensioni dicolloidi ed argilla o a precipitazioni di sali di ferro,

manganese o calcio , conseguenti a perdite di acidocarbonico, non pericolosa.

Unatorbidit transitoria, pu rappresentare il segnodi pericolo dinquinamento.

falsa torbida , dovuta a molti gas disciolti, ma cheben presto diventano limpide. Colore :le acquepotabili devono essere incolori.

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Organolettici Sapore :nellacqua potabile non dovrebbe

essere riscontrabile per cui si suole dire diessa insapore, ma essa in realt si presentadi sapore gradevole in virt dei sali ed i gas

disciolti in essa. Odore :nellacqua potabile potrebbe esserecausato da attivit vulcaniche ( idrogenosolforato ) la qual cosa non pericolosa,

odori erbacei, putridi, terrosi possono esseresegno di pericolose infiltrazioni superficiali.Generalmente lacqua potabile definitainodore.

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FISICI

Temperatura Tra i 9 - 12C alla sorgente Ph Vicino al neutro

Conducibilit Buona

Essa evidenzia il contenuto salino.Ogni tipo di acqua ha una conducibilit

elettrica costante, variazioni indicano

probabili inquinamenti. Le sue misurazionidevono essere istantanee senza rischio di

contaminazioni della fonte.

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CHIMICI

Gli esami chimici a cui viene sottopostaunacqua destinata ad uso potabileperseguono due scopi :

stabilire se il suo contenuto in mineralitale da corrispondere ai requisiti dipotabilit ;

ricercare sostanze aventi il significato diindici chimici dinquinamento e di indici

chimici inquinamento organico.

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Indici Chimici : I Minerali

Il contenuto in mineraliper le acque destinate ad uso potabileviene stabilito con le seguenti determinazioni chimiche :

Residuo fisso esprime il totale dei sali in soluzione e insospensione nelle acque. I suoi limiti variano dai 100 mg ai500 mg per litro.

Acque che ne contengono di pi risultano pesanti alladigestione, quelle a contenuto minore vengono classificatecome oligomineralie sono indicate per quei soggetti chepresentano determinate patologie quali le calcolosi renali.

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Indici Chimici : I Minerali

.

Durezza la propriet conferita allacqua daisali alcalino terrosi, soprattutto di calcio emagnesio. Si dicono acque dure quelle che

ne contengono in eccesso, invece molliquelleche ne contengono pochi.

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Gli indici chimici dinquinamentoSi ricercano nelle acque la presenza tutte quelle

sostanze che derivanti da attivit qualiAgricoltura o Industria, rappresentano anche sein tracce una minaccia alla salute come :

Diserbantibasta ricordare gli inquinamenti daAtrazina.

Fertilizzantiusati in eccesso sono responsabiliper troppo apporto nutritivo alleutrofizzazione

dei fiumi ( Po, ecc.) e i fenomeni delle mucillaginidellAdriatico.

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Gli indici chimici dinquinamento Pesticidi

Metalli quali :

Piombo che pu dar luogo a veri avvelenamenti,di esso non devono essere presenti nemmeno

tracce. Ferro Si tollerano tracce minime (0,3 - 0,5mg/litro).

Metalli pesanti :

Cromo, Cadmio, Bromo ecc. indici diinquinamenti industriali ( lavorazione pelli ecc.) nondevono essere presenti neanche in tracce.

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indici chimici dinquinamento

organicotendono a svelare la presenza di sostanze non tossiche di perse stesse, ma che stanno ad indicare una contaminazioneda sostanza organica (feci, urine, organismi animali inputrefazione, ecc.).

La loro presenza , e la presenza di prodotti da esse derivati, siaccompagna con microbi patogeniE noto che la materiaorganica presente sul terreno va incontro a fenomeniputrefattivi di origine microbica, per cui le proteine vengono

scisse in ammoniaca, nitriti, nitratie lasciano residui dicloro, zolfo, fosforo, ecc..

Tali sostanze vengono ricercate e la loro

presenza rappresenta indice di inquinamento e

di non potabilit

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Microbiologici

Escherichia coli (0/100ml)

Enterococchi (0/100ml)

Coliformi totali (0/100ml)

Carica batterica a 22C

(senza variazioni anomale)

Carica batterica a 37C

(senza variazioni anomale) Clostridiunm perfringens

(0/100ml)

Possono essere considerate acque potabili le acque con i seguenti

requisiti :D.L.vo 31/2001 (Dir. 98/83/CEE)

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Significato igienico-sanitario degli

enterococchi Indicatori di contaminazione fecale

di prevalente origine animale

Indicatori dellefficacia degli

interventi di potabilizzazione

Contaminazione in atto

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Significato igienico-sanitario di

Escherichia Coli Presente in elevate quantit nelle feci

umane ed animali

Scarsa resistenza in ambiente esterno

QUINDI

Indicatore di contaminazione fecale di

elezione (inquinamento vicino nel tempo)

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Significato igienico-sanitario di

Clostridi Indicatori di contaminazione fecale di

origine umana e animale (pregressa in

assenza di coliformi ed enterococchi) Indicatori secondari dellefficacia dei

trattamenti di disinfezione delle acque

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Significato igienico-sanitario della

carica batterica totale a 22 C = esprime il numero di batteri di

derivazione ambientale (microflora

autoctona) a 37 C = esprime il numero di batteri

presumibilmente derivati da animali a

sangue caldo (microflora alloctona)

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Potabilizzazione delle acque

Destinate al consumo umanoApprovvigionamento idrico

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Trattamenti di potabilizzazione

Parametri da correggere Sistemi di trattamento

FISICI (Torbidit)Filtrazione rapida

Membrane filtranti

CHIMICI

1.Salinit, durezza

2. Microinquinanti

Organici

Inorganici

Deionizzazione

Osmosi inversa

Carboni attivi

Resine a scambio ionico

Membrane filtranti ed

Osmosi inversa

MICROBIOLOGICI Disinfezione

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Impianti di potabilizzazione

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Batteri

Virus Parassiti (protozoi, nematodi)

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Clorazione al breakpoint

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Clorazione al breakpoint

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Clorammine

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Cloro richiesta

Per cloro richiesta si intende la quantit di disinfettante daaggiungere allacqua necessaria per lossidazione dispecie riducenti quali ioni metallici, solfuri e bromuri,per la formazione di composti cloroorganici e dicloroammine (mono-, di- e tricloroammine) denominaticloro attivo combinato e infine per la parzialedistruzione delle cloroammine formate; solo dopoquesta fase (break point) ha inizio labbattimento dei

microrganismi patogeni ad opera del cloro liberodisponibile.

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Sottoprodotti disinfezione

con cloro/ipoclorito

Trialometani (THM) sono un gruppo di quattrocomposti chimici che sono formati, assieme ad altrisottoprodotti di disinfezione, quando il cloro (ipoclorito)

usati nel trattamento reagiscono con la materiaorganica e inorganica naturalmente presente nellacquadestinata al consumo umano.I trialometani principalmente presenti nellacqua

potabile sono: cloroformio, bromodiclorometano,dibromoclorometano, e bromoformio.Per la somma dei 4 composti il D.Lgs 31/01 prevede unlimite massimo di 30 g/l.

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Sottoprodotti disinfezione

con cloro/ipocloritoAcidi aloacetici (HAA5) sono un gruppo di sostanzechimiche formate, con altri sottoprodotti delladisinfezione,quando il cloro (o ipoclorito) reagiscono con il materiale

organico e inorganico presente nellacqua potabiledurante il trattamento di disinfezione.I principali acidi aloacetici prodotti sono: acidomonocloroacetico, acido dicloroacetico, acido

tricloroacetico, acido monobromoacetico, e acidodibromoacetico.Non sono regolamentati dal D.Lgs. 31/01.

S tt d tti

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Sottoprodotti e

classificazione IARCInternational Agency for Research on Cancer

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Classificazione IARC

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Biossido di cloro (ClO2)

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Biossido di cloro (ClO2)

Introdotto in Belgio nel 1950 per la disinfezione dellacquadestinata al consumo umano per risolvere il problema deicaratteri organolettici alterati dalla clorazione.

Il biossido di cloro un composto neutro che presenta unostato di ossidazione +4.

Possiede un radicale libero che agisce nella disinfezione perossidazione.

stabile in soluzioni diluite in acqua al riparo della luce (esplosivo in concentrazioni elevate ed in presenza diagenti riducenti)

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OZONO

Lozono un potente disinfettante che assicura lasanificazione con meno tempo di contatto e minorconcentrazione degli altri disinfettanti utilizzati perlacqua potabileLozono pu essere utilizzato solamente comedisinfettante primario in quanto non mantiene unaconcentrazione residua lungo il sistema di

distribuzione.Va quindi utilizzato in coppia con altri disinfettantisecondari (ipoclorito, cloro, biossido di cloro) chepossano mantenere il sistema di distribuzione

efficacemente protetto.

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OZONO

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OZONO

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Radiazioni UV

Le radiazioni ultraviolette sono caratterizzateda una lunghezza donda compresa tra 100e 400 nm dello spettro elettromagnetico.Le radiazioni ad azione maggiormentegermicida sono comprese tra 240 e 280 nm(UV-C).

I sistemi di disinfezione ultravioletta usano

lampade al mercurio in tubi di quarzo. I tubisono immersi nel flusso dacqua o nelserbatoio.

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Spettro radiazioni UV

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Azione germicida

radiazioni UVIl meccanismo di disinfezione delle radiazioniUV differisce considerevolmente daimeccanismi dei disinfettanti chimici (come

cloro e ozono) che inattivano i microrganismidistruggendo o alterando le strutture cellulari,interferendo con il metabolismo e impedendola biosintesi e la crescita.La luce ultravioletta agisce alterando gli acidinucleici (DNA e RNA) degli organismi equindi prevenendo la replicazione.

A i i id

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Azione germicida

radiazioni UV

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Azione germicida

radiazioni UVIl grado di inattivazione dei microrganismi, e quindilefficacia del trattamento delle radiazioni, correlatodirettamente alla dose UV.La dose UV calcolata nel modo seguente:

D = I tDove:D =

dose UV (mWs/cm2

)I = Intensit della radiazione (mW/cm2)t = tempo di esposizione alla radiazione,

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Relazione dose risposta

Il significato pratico della relazione precedente daricercare nella relazione dose-risposta.In altre parole: quando i microrganismi sono espostialla radiazione UV, una frazione costante dellapopolazione microbica inattivata ad ogniincremento di tempo.Questa relazione dose-risposta

per leffetto germicida indica che elevate intensit diradiazioni UV su un periodo di tempo breve potrannoavere la stessa efficacia di una bassa radiazione UVdi un proporzionalmente pi lungo periodo di tempo.

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Emissione radiazioni UV

Le lampade UV operanosostanzialmente nellostesso modo dellelampade fluorescenti ad

eccezione del fatto chenon contengono materialifluorescenti.

La radiazione UV emessadal flusso elettronico che

passa attraverso vapori dimercurio eccitandone gli

atomi che emettono luceultravioletta.

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Vantaggi disinfezione UV

Efficiente inattivazione dei batteri e virusnelle acque potabili. Alte dosi sono richieste

per le cisti dei protozoi.Non sono noti sottoprodotti della disinfezionead effetto tossico o cronico(mutageno/cancerogeno).

Evita il formarsi di odori e sapori sgradevoli.Non si usano prodotti chimici tossici. richiesto un piccolo spazio per le unit UV.

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Svantaggi disinfezione UV

Non possiede azione disinfettante residuaper cui necessario aggiungere undisinfettante secondario. piuttosto difficoltoso determinare la doseottimale.Bassa disinfezione in ambienti con elevata

torbidit. richiesta la manutenzione e pulizia dellelampade UV.

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Tempi di contatto

L'inattivazione dei microrganismi patogeni

con agenti disinfettanti aumenta

proporzionalmente al tempo di contatto e,idealmente, potr seguire una cinetica del

primo ordine:

Nt/N0 = e-kt

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Tempi di contatto

L'efficacia dei disinfettanti pu quindi essereespressa come Ct:

Cnt= Kdove:C = concentrazione del disinfettantet = tempo di contatto per inattivare una

percentuale data di microrganismi in condizionispecificate di temperatura e pH.n = costante chiamata coefficiente di diluizione