“L'acqua e l'ambiente: una sostanza per la terra, una ... · avanzata desertificazione, dovuti in...

Appuntamenti con la CHIMICA

2009-2010, Milano 24 novembre 2009

Paola Fermo

Dipartimento di Chimica Inorganica, Metallorganica e Analitica, via Venezian 21, 20133, Milano, [email protected]

“L'acqua e l'ambiente: una sostanza per la terra, una sostanza

per la vita”

Fermo Paola, Dip. Chimica Inorganica, Metallorganica e Analitica

Principali argomenti trattatiPrincipali argomenti trattati

• Le risorse idriche: disponibilità, impiego, effetti dell’intervento antropico

• I principali costituenti chimici presenti nell’acqua

• Inquinamento delle acque

• Esempi di inquinamento: da fosfati e da metalli pesanti

• I parametri chimico-fisici che caratterizzano un’acqua: quali sono e come vengono determinati

• I metodi di depurazione delle acque

• Le acque di falda: contaminazione chimica e risanamento

• L’acqua che beviamo


““““““““LaudatoLaudatoLaudatoLaudatoLaudatoLaudatoLaudatoLaudato sii sii sii sii sii sii sii sii miimiimiimiimiimiimiimii Signore per sorella acqua, laSignore per sorella acqua, laSignore per sorella acqua, laSignore per sorella acqua, laSignore per sorella acqua, laSignore per sorella acqua, laSignore per sorella acqua, laSignore per sorella acqua, la

quale quale quale quale quale quale quale quale èèèèèèèè molto utile, umile, molto utile, umile, molto utile, umile, molto utile, umile, molto utile, umile, molto utile, umile, molto utile, umile, molto utile, umile, pretiosapretiosapretiosapretiosapretiosapretiosapretiosapretiosa etetetetetetetet castacastacastacastacastacastacastacasta……”……”……”……”……”……”……”……”

Il corpo degli organismi viventi Il corpo degli organismi viventi èè composto in gran parte da acqua, con composto in gran parte da acqua, con percentuale variabile dal 70% a oltre il 90%percentuale variabile dal 70% a oltre il 90%

Ma di tutta lMa di tutta l ’’acqua presente sulla terra solo una piccola parte p uò essere acqua presente sulla terra solo una piccola parte p uò essere direttamente utilizzata per bere, per coltivare la terra e per pdirettamente utilizzata per bere, per coltivare la terra e per p rodurre i rodurre i beni di cui abbiamo bisogno: beni di cui abbiamo bisogno: ll ’’acqua dolce, cioacqua dolce, cio èè meno del 3% del totalemeno del 3% del totale . .

Le risorse idriche di molti territori si stanno rap idamente esauLe risorse idriche di molti territori si stanno rap idamente esau rendo, rendo, minate, da una parte, dallo sfruttamento sconsidera to delle faldminate, da una parte, dallo sfruttamento sconsidera to delle fald e e dei e e dei corsi dcorsi d ’’acqua superficiali e, dallacqua superficiali e, dall ’’altro, dai cambiamenti climatici in atto.altro, dai cambiamenti climatici in atto.


Cos’è

Il suo ciclo

Acque dolci Acque salate

Inquinamento

MARI e OCEANI LAGHI E FIUMI

PALUDIGHIACCIAI

FALDE


LL’’idrosfera idrosfera èè ll’’insieme di tutte le insieme di tutte le acque superficiali, sotterranee e acque superficiali, sotterranee e atmosferiche presenti sulla terraatmosferiche presenti sulla terra

Totale: 1.5 miliardi di km3


CICLO IDROLOGICODistribuzione e Circolazione delle ACQUE

nell’Idrosfera

CICLO IDROLOGICOCICLO IDROLOGICODistribuzione e Circolazione delle ACQUE Distribuzione e Circolazione delle ACQUE

nellnell’’IdrosferaIdrosfera• L’acqua si muove incessantemente dall’oceano all’atmosfera ai fiumi, ai laghi, ai

ghiacciai e da questi ancora ai fiumi, all’atmosfera, al mare, liquida, gassosa, solida…

• E poi penetra nel suolo, entra nei viventi e torna ai fiumi, al suolo, al mare, all’atmosfera da cui torna al mare, al suolo…


Riserve d’acqua

T ip o V o lu m e in m ilio n i d i m 3 in % M ari de l g lobo 1 '338 '000 96.5 A c qua s a la ta s otterranea 12 '870 0 .94 A c qua do lc e s otterranea 10 '530 0 .76 U m id ità de l terreno 16.5 0 .001 G hiac c io e neve 24 '364.1 1 .766 Laghi s a la t i 85.4 0 .006 Laghi do lc i 91 0 .007 P a lud i 11.5 0 .0008 F ium i 2 .1 0 .0002 E s s eri vivent i 1 .1 0 .0001 A tm os fera 12.9 0 .001

T o ta le 1 '3 85 '98 4 .6 1 0 0


L’aumento della temperatura media del pianeta, la deforestazione e il riscaldamento globale stanno determinando disordini nel ciclo dell’acquacon variazioni nella distribuzione e frequenza degli eventi piovosi, accentuando fenomeni meteorologici estremi:

siccità prolungate, piogge catastrofiche, numero e intensità degli uragani.

Effetti dell’intervento antropico sul ciclo dell’acqua


Un altro fenomeno legato al sovrasfruttamentodelle risorse idriche è l’accumulazione di sali nel terreno.

La salinizzazione in realtà può essere dovuta alla co-azione di fattori naturali, ed in tal caso èconsiderata salinizzazione primaria , mentre se prevalgono fattori antropici la salinizzazioneviene considerata secondaria.

E’ un fenomeno noto fin dall’antichità e fu la ragione per la quale, dopo un millennio di coltivazione, venne abbandonata la “Mezzaluna Fertile” tra il Tigri e l’Eufrate.

E’ dovuto all’accumulo nel terreno di sali depositati dalle acque dei fiumi deviate per irrigare i campi. Se queste sono molto ricche di sali, la loro evaporazione fa sì che questi si depositino sul terreno rendendolo sterile dopo qualche tempo.

Salinizzazione


Attualmente il fenomeno della salinizzazioneriguarda vaste aree, quali in delta del Nilo , dove a causa delle numerose dighe a monte , la portata del fiume si è ridotta e sono venute a mancare le benefiche inondazioni periodiche, che “lavavano” il suolo dai sali.

Anche il delta del Po è attualmente minacciato dall’avanzamento di un cono salino determinato da due fattori concomitanti: la riduzione della portata di acqua dolce del fiume e l’innalzamento del livello del mare

I cambiamenti climatici in atto, determineranno in futuro lo scioglimento di gran parte dei ghiacciai terrestri.

L’innalzamento del livello del mare che ne seguirà, non solo sommergerà gran parte delle coste attualmente abitate, ma ridurràulteriormente le riserve d’acqua dolce freatica.


E’ una delle emergenze ambientali più gravi degli ultimi anni e riguarda principalmente le zone climatiche aride, semiaride e sub-umide secche.

In Italia, Puglia, Calabria, Basilicata, Sicilia e Sardegna presentano già fenomeni di avanzata desertificazione, dovuti in parte alle variazioni climaticheintervenute negli ultimi anni, ma anche e soprattutto ad una cattiva gestione dei terreni agricoli ed all’eccessivo

sfruttamento delle riserve idriche .

Variazioni climatiche e Variazioni climatiche e desertificazionedesertificazione


Il lago di Aral costituisce uno dei maggiori disastri ambientali del pianeta. Prima del 1960 una media di 55 miliardi di m 3 di acqua confluivano nel lago di Aral. I prelievi per l'irrigazione del cotone e la costruzione di invasi per immagazzinare le piene, hanno avuto il risultato di far diminuire il flusso medio annuo in entrata.

Come risultato il livello del lago è sceso di 16 met ri tra il 1962 ed il 1994 ed il volume del lago si è ri dotto di tre quarti. Venti delle 24 specie di pesci che e rano presenti nel lago sono scomparse, e la pesca che ammontava a 44 mila tonnellate annue negli anni '50 , e sosteneva 60000 posti di lavoro è crollata a zero.

Una mistura tossica di sale e polvere, sollevatasi dal fondo asciutto del lago e depositatasi sui terreni coltivabili circostanti, sta danneggiando e facendo morire i raccolti. La ridotta portata del fiume ha concentrato sale e prodotti chimici tossici, renden do le risorse idriche inadatte per l'uso potabile e contribuendo all'alto tasso di malattie nell'area. Coloro che continuano a vivere nella zona hanno perduto il loro principale mezzo di sostentamento

L’acqua che scompare


Anche molti grandi fiumi soffrono ormai da decenni di siccità, dovuta in gran parte all’eccessivo sfruttamento delle loro risorse.

Negli Stati Uniti il Colorado ed il Rio Grande , non giungono più al mare, letteralmente prosciugati dai prelievi idrici per l’agricoltura e per l’assorbime nto delle grandi città che si snodano lungo il loro cors o.

Una sorte simile sta toccando allo Yangtze (Fiume Giallo) in Cina, bloccato a monte da numerose dighe la più grande delle quali, ed in assoluto la più grande al mondo, è oramai in via di completamento.

Attualmente 45.000 dighe bloccano i fiumi del mondo, costruite per produrre energia idroelettrica e come invasi per le esigenze dell’agricoltura e dell e città. Il risultato è spesso disastroso per l’ambien te e comporta enormi perdite di acqua per evaporazione.


Quando uno stesso fiume attraversa più paesi spesso sorgono conflitti per lo sfruttamento delle sue risorse. Tali conflitti in alcuni casi sfociano in vere e proprie guerre.

In Medio Oriente, c’è un contenzioso aperto da decenni tra Israele da un lato e la Giordania e la Siria dall’altro per lo sfruttamento delle acque del fiume Giordano , quasi integralmente sfruttato da Israele che si trova nella zona più a monte del suo percorso.

Altri conflitti ci sono tra Turchia, Iraq e Siria per lo sfruttamento delle acque del Tigri e dell’Eufrate.

In Africa altri conflitti sono sorti tra Sudan ed Egitto per lo sfruttamento delle acque del Nilo .

Per risolvere questi casi sono stati stipulati innumerevoli trattati internazionali , che spesso non sono riusciti a impedire la trasformazione delle controversie in conflitti veri e propri.

A proposito di dighe


Nel mondo, in media:Nel mondo, in media:

1.1. il 70% dellil 70% dell ’’acqua complessivamente di fiumiacqua complessivamente di fiumilaghi e falde laghi e falde èè assorbita dallassorbita dall ’’agricolturaagricoltura

1.1. il 22% il 22% èè utilizzato dallutilizzato dall ’’ industriaindustria2.2. ll ’’ 8% dagli 8% dagli usi domesticiusi domestici

C’è tuttavia grande variabilità tra queste percentual i, in relazione al livello di sviluppo dei paesi, in quanto:a) in quelli ad economia più arretrata, l’agricoltura assorbe lamaggior parte dei consumi (ad es. in Africa l’88% d ella risorsa idrica),b) in quelli più sviluppati è l’industria a consumare di più (ad es. il 65% della risorsa negli Stati Uniti).

In Italia, secondo dati del CNR, l’agricoltura asso rbe il 49% dei prelievi di acqua dolce, il 21% è utilizzato dall’industria, ed il 19% ha destinazione idropotabile e l’11% è assorbito dal settore energeti co.

Usi e consumi


L’oro blu del 2000Il consumo di acqua nei paesi industrializzati


Per produrre 1 Kg di cotone,ovvero più o meno un paio dijeans e una T-shirt da donna,occorrono mediamente 20700 litridi acqua cioè 20,7 m3 , ovvero ilconsumo medio di una famigliaitaliana di 3 persone per 1 mese

Per produrre una bistecca“fiorentina” da 1 kg occorrono15.500 litri (15,5 m3 ) di acqua. Serinunciassimo (del tutto) a fare ladoccia per un annorisparmieremmo meno acqua cherinunciando alla bistecca

Quanta acqua richiedono i prodotti checonsumiamo?


1 Kg di riso può richiedere, aseconda della zona climatica edella tecnica di irrigazione,1800- 4500 litri di acqua;

1 Kg di carta da cellulosavergine richiede 250 litri diacqua;

per produrre 1 Kg di caffétostato occorrono 17400 litri diacqua;

1 Kg di plastica 2000 litri.

E ancora…


In paesi poverissimi, come l’Etiopia, le giàscarse risorse idriche vengono impiegate per produrre alimenti di nessuna utilità per le popolazioni locali, ma pregiate per i paesi ricchi, quali il caffè.

La tecnica di produzione adottata, comporta grande spreco di acqua, in parte per i metodi di irrigazione non adatti a quei climi torridi, in parte per la grande evaporazione diurna dell’acqua distribuita.

Il risultato finale è che per produrre una tazzina di caffé occorrono mediamente 80 litri di acqua, mentre alle popolazioni locali manca la produzione agricola necessaria per sfamarsi e si muore per mancanza d’acqua o per l’utilizzo di acqua contaminata.

ParadossiParadossi

Questo tipo di produzione, pagata in valuta pregiata, porta nelle casse dei paesi poveri il denaro occorrente per l’acquisto di beni non prodotti in tali zone, ed inoltre consente di pagare almeno in parte gli interessi sull’immane debito estero contratto con paesi ricchi.


Fiumi

Laghi

L’acqua percola nel terreno finchénon incontra lo strato di rocce

impermeabili

In questo punto forma la falda acquifera dove si

raccoglie per poi uscire in superficie attraverso le

sorgenti

La salinitLa salinitàà di un oceano di un oceano èè la quantitla quantitàà

di sale contenuta per di sale contenuta per metri cubo metri cubo dd’’acqua.acqua.


il mare

• Componenti• tutti gli elementi naturali (in percentuali molto diverse

rispetto rocce): • sali inorganici in forma ionica: Na+, Cl- Mg++, Ca++ K+,Br-

SO4- -, BO3

- - , HCO3-

• gas (O2: 7/8 cm3/1 nei mari freddi e di ca. 4 cm3/1 in quelli caldi , CO2)

• sostanze organiche• catione più abbondante sodio Na+, anione cloro Cl-


Il carbonio inorganico


Le sostanze umiche


Come varia la

composizione dell’acquaepilimnio

Stratificazione di un lago in estate ipolimnio


I nutrienti


L’agricoltura, così come l’industria, èresponsabile di gran parte della contaminazione dell’acqua causata dall’immissione di sostanze quali prodotti chimici e scarichi di materiali organici che ne alterano la qualitàcompromettendone gli abituali usi.

Il danno recato dalle attività agricole è particolarmente grave perchécolpisce le falde freatiche. Il tempo di ricambio medio dell’acqua nelle falde è di 1400 anni, pertanto la loro contaminazione diventa pressoché irreversibile.


Principali inquinanti dell’acqua

pentaclorofenolo

Percoloroetilene

Tetracloruro di carbonio

Cloroformio

Triclorobenzene

Tricloroetilene

1,2 dicloroetano

Esaclorobutadiene fosfati

EsaclorocicloesanoSostanze azotate

Esaclorobenzene Zinco

DDTRame

isodrinPiombo

EndrinMercurio

DieldrinCromo totale

Aldrin Cadmio

ORGANICI

(sul tal quale )

INORGANICI

(disciolti)


tensioattivi


Il termine "eutrofizzazione", dal greco eutrophia (eu = buona, trophòs = nutrimento), in origine indicava, in accordo con la sua etimologia, una condizione di ricchezza in sostanze nutritive (nitrati e fosfati) in ambiente acquatico; oggi viene correntemente usato per indicare l’abnorme sviluppo di alghe con conseguenze spesso deleterie per l’ambiente.

Il termine "eutrofizzazione", dal greco eutrophia (eu = buona, trophòs = nutrimento), in origine indicava, in accordo con la sua etimologia, una condizione di ricchezza in sostanze nutritive (nitrati e fosfati) in ambiente acquatico; oggi viene correntemente usato per indicare l’abnorme sviluppo di alghe con conseguenze spesso deleterie per l’ambiente.

I polifosfati: eutrofizzazione

L’eutrofizzazione è la crescita abnorme della flora acquatica, come conseguenza del massiccio inquinamento da fosfati; la decomposizione della flora necessita di un’enorme quantità di ossigeno che viene quindi sottratto agli organismi animali presenti, provocandone l’asfissia.

Fenomeno riscontrato per la prima volta nei Grandi Laghi americani negli anni ’60.


I polifosfatifunzionano da emulsionanti e si legano agli ioni Ca++ e Mg++, responsabili della durezza dell’acqua, formando molecole complesse: in tal modo viene evitata laformazione di incrostazioni e soprattutto si evita che tali cationi si leghino ai tensioattivi anionici e ne diminuiscano così la concentrazione;

Controindicazione all’uso dei polifosfati è l’aumento di concentrazione di queste sostanze nelle acque: essi infatti agiscono come fertilizzanti delle piante acquatiche e delle alghe che, sviluppandosi, impoveriscono l’acqua di ossigeno, danneggiando così l’equilibrio biologico della vita acquatica.

Attualmente sono ammessi detersivi avente un contenuto di fosfati non superiore al 2%

STP = tripolifosfato


Durante il processo di decomposizione vengono liberate grandi quantità di ammoniaca, metano e acido solfidrico, rendendo l'ambiente inospitale anche per altre forme di vita.


Metalli pesanti tossici


Per la salvaguardia della salute umana le concentrazio ne massime ammesse per i metalli nelle acque naturali raccomandat a dall'EPA(agenzia per la protezione ambientale) sono elencate nella tabella

1000BaBario

300Fe Ferro

50Cr Cromo

50MnManganese

50Ag Argento

13.04Ni Nickel

13TlTallio

10Se Selenio

10CdCadmio

5PbPiombo

0,1Hg Mercurio

mg m-3Chemical

Symbol Metal


MERCURY IY IN SEA FOOD

0.1 - 0.2 mg/kg0.2 - 0.8 mg/kg

0.2 - 0.6 mg/kg 0.3 - 1.0 mg/kg

0.3 - 1.4 mg/kg

Hg

I metalli pesanti sono pericolosi perché tendono a bioaccumularsi(aumento della concentrazione di un prodotto chimico in un organismo biologico; i residui si accumulano ogni vol ta che sonoimmagazzinati più velocemente di quanto sono scompos ti (metabolizzati o espulsi)

Il problema del mercurio nel pesce


Il problema dell’arsenico

Negli anni ’70 l’avvelenamento da arsenico ha riguardato 30 milioni di persone nel mondo (India e Bangladesh);

costruendo pozzi più profondi ora l’80% della popolazione ha accesso ad acqua potabile


Nel caso di avvelenamento acuto da metalli pesanti si può pensare di somministrare un composto che lega il metallo in modo più forte di quanto non faccia l’enzima

I metalli pesanti si legano alle unità solfidriche presenti negli enzimi

R-S-H + M2+ + H-S-R

R-S-M-S-R + 2H+


DUREZZA DELL’ACQUA

L’insieme dei sali naturalmente disciolti nell’acqu a costituiscono la cosiddetta durezza di un’nacqua.

La durezza dovuta ai bicarbonati di calcio e di magn esio è detta durezzatemporanea , in quanto questi sali, per il riscaldamento dell’ acqua, possono essere eliminati: i bicarbonati di Ca e di Mg, infatt i, per azione del calore si decompongono originando i rispettivi carbonati inso lubili.

Gli altri sali, prevalentemente solfati e cloruri d i calcio e magnesio, invece, rimangono disciolti nell’acqua anche dopo prolungat a ebollizione e perciò costituiscono la durezza permanente .

La durezza totale è data da tutti i sali disciolti nell’acqua, cioè dal la somma della durezza temporanea e di quella permanente .

La durezza viene espressa convenzionalmente in gradi: il complesso dei sali presenti è calcolato come carbonato di calcio o come ossido di calcio. In particolare:un grado francese corrisponde a 1 g di carbonato di calcio contenuto in 100 l d’acqua , ossia 0,01 g/l diCaCO3 (ovvero mg in 100 g di acqua).


LA METODICA ANALITICA

Per la determinazione della durezza si utilizza il metodo complessometrico .Il metodo impiega una soluzione di EDTA che si agg iunge a una determinata qualità di acque in esame finché tutti gli ioni Ca2+ e Mg2+ presenti, non siano stati fissati dal sale; un indicatore, previamente aggiunto, evidenzia il momento in cui tutti gli ioni sono stati catturati dall’EDTA, con una variazione di colore.

Dalla quantità di soluzione EDTA consumata si risale ai gradi di durezza.

durezza ( °F) minore di 7 da 7 a 14 da 15 a 22 da 23 a 32 da 33 a 54 maggiore di 54

acquemoltodolci dolci

pocodure

mediamente dure dure

moltodure


ELIMINAZIONE DELLA DUREZZA: ADDOLCIMENTO DELLE ACQUE


ALCALINITA’


I SOLIDI PRESENTI IN UN’ACQUA


Misura della torbidità: Disco Secchi

Prende nome dall’inventore Angelo Secchi che per primo ne propose l’uso; si tratta di un disco bianco di metall o del diametro di 20 cm che viene calato orizzontalmente in mare co n una cima. Nel momento in cui il disco non è più visibile si mis ura la lunghezza della cima calata e si vede a quale profon dità èavvenuta la scomparsa del disco.


LA TEMPERATURA


pH


pH del mare

• tra 7,95 e 8,13 (Mediterraneo, acque

superficiali) per la presenza di carbonati


�La solubilità dell'ossigeno è fortemente dipendente dalla temperatura e diminuisce ad elevate temperature.

LA SOLUBILITA’ DELL’OSSIGENO IN ACQUA

La concentrazione di ossigeno critica per i pesci è p ari a 4 mg O 2 / L

La solubilità di O 2 (massima quantità che è possibile sciogliere) a 20 0C ed una atmosfera (1 bar) in acqua distillata è 9,17 mg/L

�Fondamentale per la vita in acqua


Analizzando la distribuzione dell’ossigeno disciolto in superficie in febbraio si evince che le concentrazioni sono molto elevate arrivando a valori che si approssimano a due volte la saturazione.Nel periodo, infatti, si riscontrano in superficie bassi valori di salinità, basse temperature e soprattutto elevata biomassa che attraverso i processi fotosintetici produce ossigeno.

Nel periodo estivo, invece, aumenta la salinità, si riduce la biomassa microalgale e di conseguenza anche la produzione e la solubilità dell’ossigeno disciolto in superficie diminuisce.


ANALISI DELLE ACQUE: OSSIGENO DISCIOLTO

La concentrazione dell'ossigeno disciolto in un'acqua è determinato mediante il metodo cosiddetto di Winkler : titolazione, mediante soluzione di ioni tiosolfato (S2O3

2-), dello iodio che si forma in seguito ad una serie di reazioni di ossidoriduzione.

Reagenti:

Reattivo A: cloruro o solfato manganoso in soluzione acquosa. Reattivo B: soluzione acquosa di ioduro di potassio (KI), idrossido di sodio (NaOH) e sodio azide (NaN3).Reattivo C: soluzione di acido fosforico o solforico concentrato Titolante: soluzione di tiosolfato di sodio (Na2S2O3).Indicatore: salda d'amido.


Il flacone in vetro con tappo conico è stato riempito fino all'orlo con l'acqua da analizzare.

Nel flacone vengono aggiunte 5 gocce di reattivo A e 5 gocce di reattivo B.

si osserva la formazione di una sospensione.In ambiente basico (il reattivo B contiene idrossido di sodio) lo ione manganoso, presente nel reattivo A, pre-cipita come idrossido manganoso Mn(OH)2; tale idrossido viene rapidamente ossidato dall'ossigeno disciolto con formazione dell'ossido idrato MnOOH (il n� di ossidazione del manganese passa da + 2 a +3):

Mn(OH)2 + O2 -> MnOOH + H2O

(secondo alcuni autori il prodotto dell'ossidazione sarebbe MnO(OH)2, composto in cui il manganese presenta stato

di ossidazione +4).

Metodo di Winkler


nel flacone vengono aggiunte 10 gocce di reattivo C e, dopo averlo richiuso, si èprovveduto nuovamente ad agitare.L'ossido idrato reagisce con gli ioni idrogeno liberando ioni manganici:

MnOOH + 3H+ -> Mn3+ + 2H2O(reazione acido-base)

Il solido si scioglie completamente e gli ioni manganici ossidano gli ioni ioduro (presenti nel reattivo B) a iodio elementare; complessivamente:

Mn(OH)2 + O2 + H+ �� Mn3+ + 4H2O

2Mn3+ + 2I- -> 2Mn2+ + I2

Gli ioni tiosolfato riducono gli lo iodio elementare a ioni ioduro ossidandosi a ioni tetrationato secondo la reazione:

I2 + 2S2O32- -> 2I- + S4O6

2-

La salda d'amido è una soluzione acquosa di amido; questo forma con lo iodio elementare un complesso di colore blu-violetto mentre gli ioni tiosolfato, ioduro e tetrationato sono incolori: la titolazione termina quando la soluzione diventa incolore


mol O2 = ¼(mol Mn3+) = ¼(2 mol I2) = ¼(2 (½ mol S2O3=)

mol O2 = ¼mol S2O3=

a salda d'amido forma con lo iodio un complesso di colore blu-violetto. L’intenso colore blu che si sviluppa in presenza di iodio si pensa che derivi dall’assorbimento dello iodio nella catena elicoidale del β-amilosio, un componente dell’amido.

Le sospensioni acquose di amido si decompongono in pochi giorni soprattutto a causa dell’azione batterica (spesso si aggiunge infatti del cloroformio come batteriostatico). L’amido si decompone in presenza di elevate concentrazioni di iodio. Pertanto nelle titolazioni dello iodio con tiosolfato, l’aggiunta dell’indicatore viene ritardata fino a quando la soluzione non vira da rosso-bruno a giallo pallido.


Parte delle sostanze organiche presenti nell’acqua so no attaccate dai batteri che le degradano utilizzando l’ossigeno d isciolto nelle acque (sostanze biodegradabili).

L’ossigeno è consumato anche da prodotti chimici riduc enti come solfiti o sali ferrosi.

domanda di ossigeno biochimico

BOD


La perdita di ossigeno viene gradatamente compensata mediante assorbimento di ossigeno atmosferico. Se questa domanda di ossigeno biochimico, è eccessiva, ossia se essa supera le capacità di rigenerazione , le condizioni del corpo d’acqua si fanno asfittiche, il suo naturale potere autodepurante diventa insufficiente ed al posto dei microrganismi aerobi compaiono quelli anaerobi, che prosperano a in assenza di ossigeno demolendo a loro volta le sostanze biodegradabili.

La differenza principale tra la demolizione aerobica e quella anaerobica sta nei prodotti finali dei due processi: re lativamente innocui nel caso del primo, fortemente nocivi nel se condo. Se l’ossigeno diventa insufficiente flora e fauna tend ono a scomparire.

La quantità minima di ossigeno richiesta affinché nell’acqua ci sia vita èpari a 4 mg/L. La concentrazione all’equilibrio di ossigeno disciolto in acqua è normalmente superiore a 9 ppm. Nell’acqua potabile il valore ènormalmente pari a 8-10 ppm.


BOD: determinazione analitica

Questa analisi consiste nella determinazione della quantità di ossigeno disciolto in un campione di acqua in esame che si lascia incubare per 5 giorni a 20 0C, a confronto con la misurazione effettuata all’atto del prelievo del campione

Le classi di sostanze che andrebbero incluse nella richiesta di BOD:- CLASSE A:composti organici in cui atomi di carbonio vengono utilizzati dai microrganismi come alimento per varie attività vitali (accrescimento, respirazione, riproduzione)- CLASSE B:composti ossidabili dell’azoto derivanti da nitriti, ammoniaca e sostanze organiche azotate utilizzate come fonte energetica da batteri specifici (es. Nitrobacter).


La richiesta di ossigeno è dovuta anche a:

-CLASSE C: sostanze chimicamente ossidabili che possono reagire direttamente con l’ossigeno disciolto.

Le sostanze appartenenti alla classe C vengono valutate attraverso la valutazione della domanda chimica di ossigeno COD (Chemical OxygenDemand)


fornisce la misura esatta di ossigeno necessario ad ossidare tutta la sostanza organica ed inorganica presente in un’acqua.

La determinazione del COD consente il dosaggio delle sostanze ossidabili chimicamente da parte di un energico ossidante quale il bicromato di potassio in soluzione fortemente acida per acido solforico.

il metodo consiste nella misurazione riferita alla quantità di O2 di tutte le specie, organiche e inorganiche, in grado di subire una ossidazione in condizioni particolarmente drastiche , ad opera di un ossidante energico quale è il bicromato di potassio in ambiente acido, alla temperatura di circa 145�C. Fanno eccezione i composti azotati ammoniacali e proteici.

La domanda chimica di ossigeno si definisce quindi come la quantitàdi O 2 chimicamente equivalente al bicromato consumato in ta le processo.

domanda chimica di ossigenoCOD


I Cloruri, contenuti nel campione di acqua possono interferire nella determinazione se il loro contenuto supera indicativamente 500 ppm. Se il contenuto supera tale aliquota, occorre, nel calcolo finale, togliere il valore della concentrazione dei cloruri, dal computo del COD.

Per quanto riguarda il campione di acqua sottoposto a d analisi, esso deve essere prelevato e conservato in bottiglia di vetro e l’analisi va effettuata entro le 24 ore dal prelievo. Se ciò non èpossibile, si deve acidificare il campione con ac. so lforico e conservarlo in frigo a 4 ��C.

La legge Merli e successive integrazioni, indica in Tab. A il valore di COD limite in 160 ppm.

E’ importante sottolineare che con questo metodo possono venire dosate anche sostanze organiche che non danno una richiesta biochimica di ossigeno, quali la cellulosa.


PRINCIPIO

Le sostanze organiche vengono ossidate a caldo con K2Cr2O7 (utilizzato in eccesso misurato) in ambiente acido contenente Ag2SO4 che ha la duplice funzione di catalizzare la reazione e fare precipitare lo ione Cl- come AgCl.

A questa soluzione viene aggiunto l’ HgSO4 che ha la funzione di formare, in presenza di ioni Cl- le specie HgCl2 o HgCl4=. La reazione di ossidazione èprotratta per due ore con refrigerante a ricadere.

Dopo la digestione a caldo, si raffreddano i palloni e , dopo aver aggiunto l’indicatore ferroina, si titola con la soluzione di sale ferroso . La soluzione iniziale da una colorazione iniziale blu- verde , vira ad un colore rossastro .


Le reazioni che si verificano in soluzione, durante la digestione a caldo per 2 ore sono genericamente delle ossidazioni da parte dello ione bicromato in eccesso, che si trasforma in ione cromo trivalente.

Al termine delle due ore, l’eccesso di ione bicromato è titolato con una soluzione contenente lo ione ferroso con indicat ore ferroina.

Cr2O7= +6 Fe+2 + 14H+ -> 2Cr+3 + 6 Fe+3 + 7 H2O

La probabile reazione da parte dei cloruri è la seguente:

Cr2O7= + 6Cl- + 14H+ -> 2Cr+3 + 3Cl2 + 7H2O

Come si può notare lo ione Cl- consuma pare del reattivo ossidante

Fe(NH4)2(SO4)2. 6H2O

Sale di MohrLe soluzioni di dicromato sono indefinitamente stabili, possono essere bollite senza decomporsi e non reagiscono con HCl. Il dicromato è inoltre uno standard primario.


(Vo-Vx)*N*8*1000 -------------- = mg/l COD ( O2 )

AIl dato lo si esprime in mg/l di O2:

Vo = ml di solfato ferro ammonico consumati nella prova in bianco Vx = ml di solfato ferro ammonico consumati per l'acqua in esame A = ml di campione in esame N = normalità del solfato ferro ammonico

Cr2O7= -> 2Cr+3 + 6 e-

O2 + 4 e--> H2O

mol O2 = 6/4 mol Cr2O7= = 6/4 mol (1/6 mol Fe2+)

Ciascuna mole di bicromato richiede 6 elettroni mentre una mole di ossigeno ne richiede 4; bilanciando le due semi-reazioni si ottiene quindi:


Apparecchio per la determinazione del COD che consente il recupero del cloro gassoso in presenza di cloruri


VALORI LIMITE PER SCARICHI URBANI

VALORI LIMITE PER SCARICHI URBANI


La purificazione dellLa purificazione dellLa purificazione dellLa purificazione dell’’’’acqua: acqua: acqua: acqua:

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Si iniziò a purificare l’acqua sin dai tempi dell’antico Egitto 3500 anni fa Gli egizi scoprirono che quando si scioglie in acqua l’allume KAl(SO4)2 le impurità visibili vengono rimosse in seguito al rigonfiamento del precipitato che si forma

Questo sistema è ancora usato per produrre acqua trasparente e cristallina!


I metodi di depurazione delle acqueLa potabilizzazione dell'acqua consiste nella rimozione delle sostanze contaminanti dall'acqua grezza, proveniente da invasi artificiali, per ottenere acqua potabile che sia pura abbastanza per il normale consumo domestico o per usi industriali

viene applicata a monte delle reti di adduzione idrica facendo passare tali acque attraverso svariate tipologie impiantistiche di rimozione del materiale organico ed inorganico:

attraverso metodi fisici, chimico-fisici e biologici in base al tipo di sostanza da eliminare dal liquame in ingresso impiant o.


TRATTAMENTO DELLE ACQUETRATTAMENTO DELLE ACQUE


L'aerazione consiste nell'insufflare aria nell'acqua allontanando in questo modo le sostanze gassose indesiderate. L'ossigeno inoltre ossida ioni quali quelli ferrosi e manganosi, che flocculano, oltre alle eventuali sostanze organiche.

Per ossidare preventivamente queste ultime si può usare per esempio l'ozono o il cloro.

L'aerazione viene utilizzata allo scopo di eliminare odori e sapori sgradevoli.

AERAZIONE


La sedimentazione consiste nel condurre l'acqua in apposite vasche ne lle quali le particelle di dimensione superiore ai 10 m icron, grazie alla forza di gravità, si depositano sul fondo formando i cosidd etti fanghi di fanghi di sedimentazione. sedimentazione.

L'acqua decantata tracima in una conduttura mentre un sistema di palette favorisce l'accumulo dei fanghi sul fondo delle vas che. Lo scopo del trattamento è quello di eliminare la torbidità e la c olorazione che è causata dalle particelle in sospensione.

SEDIMENTAZIONE - precipitazione


SEDIMENTAZIONE – aggiunta di coagulanti


La coagulazione (o flocculazione) consiste nel trattare l'acqua con elettrolitiopportuni (solfato di alluminio, solfato ferrico, cloruro ferrico, ecc.) che dissociandosi liberano ioni Al3+ o Fe3+. Questi, combinandosi con le particelle colloidali, formano sostanze più voluminose che precipitano come rispettivi idrossidi (anch'essi molto voluminosi) che assorbono anche altre impurezze. Le reazioni sono del tipo:

Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 � 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2

Il coagulante sopra citato viene in pratica mescola to in proporzione di 1-2 mg/m3 e si agita per 20-30 minuti alla velocità nece ssaria perché avvenga la flocculazione (con formazione di particelle sempre p iù grosse).

L'acqua trattata viene ributtata dentro a vasche simili a quelle per la sedimentazione, alle quali però viene diminuita la velocità di immissione di acqua per favorire il processo. Con questo procedimento si eliminano le particelle di dimensione inferiore ai 10 micron ancora in sospensione.

La sedimentazione per coagulazione nel dettaglioLa sedimentazione per coagulazione nel dettaglio


La filtrazione può essere lenta o rapida e serve a eliminare le particelle ancora presenti dopo procedimenti precedenti.

Nei filtri lenti le vasche sono di cemento con strati di ghiaia, pietrisco e sabbia nelle quali viene versata l'acqua dall'alto. È il metodo piùefficace ma richiede più tempo e una maggiore manutenzione (gli strati dopo qualche mese devono essere puliti o sostituiti).

Nei filtri rapidi le vasche sono in acciaio con uno strato di ghiaia ed uno di sabbia nelle quali viene versata l'acqua dall'alto in un sistema chiuso e sotto pressione. L'acqua trattata è maggiore in questo caso ma dopo 20 ore i filtri vanno puliti inviando acqua pulita nel senso contrario (dal basso verso l'alto) oppure insufflando aria. I filtri rapidi si utilizzano solamente su acque che hanno subito il trattamento di coagulazione.

FILTRAZIONE


ALTRI SISTEMI DI FILTRAZIONE

Microfiltrazione e ultrafiltrazione: acqua pompata sotto pressione attraverso una membrana (per eliminare alcuni virus che hanno dimensioni del centesimo di micron è necessaria l’ultrafiltrazione)

Nanofiltrazione: talvolta usata per addolcire l’acqua (gli ioni calcio e magnesio sono più grandi dei pori e quindi non passano la barriera)

Osmosi inversa: processo utilizzato per dissalare l’acqua di mare ; l’acqua viene forzata sotto una pressione elevata attraverso una membrana semipermeabile (l’acqua attraversa i pori mentre le impurezze rimangono sul lato opposto)


ELIMINAZIONE DELLA DUREZZAELIMINAZIONE DELLA DUREZZA

Allontanamento di calcio e magnesio come sali insolubili


Gli addolcitori riescono efficacemente a rimuovere il calcare dall'acqua, sostituendo i cationi calcio e magnesio con cationi so dio . Per ottenere questo, l'acqua viene fatta passare attraverso minuscole sferette di resinescambiatrici preventivamente caricate con cloruro di sodio (sale); durante il passaggio le sferette rilasciano il sodio, adsorbendo il calcio e il magnesio.

I vantaggi di questa operazione sono grandi, in quanto il sodio non tende a precipitare sulle tubazioni; in questo modo si riesce ad ottenere un funzionamento più efficiente e privo di guasti alle condutture idriche e agli elettrodomestici, con notevoli risparmi di energia elettrica, di sapone e di detersivi.

Tuttavia gli addolcitori non depurano l'acqua, e la forte quantità di sodio dell'acqua addolcita ne sconsiglia fortemente l'uso alimentare.Oggi si tende a realizzare impianti domestici o industriali nei quali l'acqua in arrivo viene inviata ad un addolcitore, per tutti gli usi tecnologici e igienici, mentre per uso alimentare l'acqua addolcita viene ulteriormente trattata da un apparecchio ad osmosi inversa.

Gli addolcitori riescono efficacemente a rimuovere il calcare dall'acqua, sostituendo i cationi calcio e magnesio con cationi so dio . Per ottenere questo, l'acqua viene fatta passare attraverso minuscole sferette di resinescambiatrici preventivamente caricate con cloruro di sodio (sale); durante il passaggio le sferette rilasciano il sodio, adsorbendo il calcio e il magnesio.

I vantaggi di questa operazione sono grandi, in quanto il sodio non tende a precipitare sulle tubazioni; in questo modo si riesce ad ottenere un funzionamento più efficiente e privo di guasti alle condutture idriche e agli elettrodomestici, con notevoli risparmi di energia elettrica, di sapone e di detersivi.

Tuttavia gli addolcitori non depurano l'acqua, e la forte quantità di sodio dell'acqua addolcita ne sconsiglia fortemente l'uso alimentare.Oggi si tende a realizzare impianti domestici o industriali nei quali l'acqua in arrivo viene inviata ad un addolcitore, per tutti gli usi tecnologici e igienici, mentre per uso alimentare l'acqua addolcita viene ulteriormente trattata da un apparecchio ad osmosi inversa.

ADDOLCIMENTOADDOLCIMENTO


Resine scambiatrici


Cloratori:sono pompe dosatrici di cloro solitamente sotto forma di ipoclorito di sodio. Hanno l'importantissima funzione di rendere igienicamente sicura l'acqua immessa in distribuzione. Infatti, nelle zone dove l'acqua non viene clorata, attraverso di essa si trasmettono pericolose infezioni batteriche, che causano frequentemente la dissenteria.

Il cloro (in quantità troppo elevate) dà però all'acqua sapore e odore sgradevoli e può danneggiare l'apparato digerente. Va perciò eliminato dopo che ha svolto la sua azione.

Il procedimento per il suo allontanamento consiste nel far passare l'acqua dal basso verso l'alto attraverso un filtro di sabbia per farla cadere su delle lastre per dividerla in gocce sempre più piccole. Contemporaneamente si insuffla aria purificata per sostituire il cloro con i gas dell'aria che non danno inconvenienti.

Oppure si aggiunge dell'ammoniaca per ottenere clorammine (NH2Cl, NHCl2, NCl3) che sono sostanze insapori ed innocue e svolgono un'azione batteriologica senza alterare troppo le caratteristiche organolettiche dell'acqua.

Cloratori:sono pompe dosatrici di cloro solitamente sotto forma di ipoclorito di sodio. Hanno l'importantissima funzione di rendere igienicamente sicura l'acqua immessa in distribuzione. Infatti, nelle zone dove l'acqua non viene clorata, attraverso di essa si trasmettono pericolose infezioni batteriche, che causano frequentemente la dissenteria.

Il cloro (in quantità troppo elevate) dà però all'acqua sapore e odore sgradevoli e può danneggiare l'apparato digerente. Va perciò eliminato dopo che ha svolto la sua azione.

Il procedimento per il suo allontanamento consiste nel far passare l'acqua dal basso verso l'alto attraverso un filtro di sabbia per farla cadere su delle lastre per dividerla in gocce sempre più piccole. Contemporaneamente si insuffla aria purificata per sostituire il cloro con i gas dell'aria che non danno inconvenienti.

Oppure si aggiunge dell'ammoniaca per ottenere clorammine (NH2Cl, NHCl2, NCl3) che sono sostanze insapori ed innocue e svolgono un'azione batteriologica senza alterare troppo le caratteristiche organolettiche dell'acqua.

DISINFEZIONEDISINFEZIONE


DISINFEZIONE con ipoclorito

Se il pH è troppo alto:

Se il pH è troppo basso:

Minor potere penetrante nei batteri

(nelle piscine)


DISINFEZIONE con biossido di cloro

ClO2

ClO2

Si formano sottoprodotti organici tossici in quantità inferiore rispetto a quella che si formerebbe usando cloro molecolare


DISINFEZIONE mediante clorazione: sottoprodotti e effetti sulla salute

Un problema generale legato alla clorazione delle acqu e èrappresentato dalla produzione di TRIALOMETANO (THM) av ente formula generale CHX 3 ;

la sostanza che desta maggiore preoccupazione è il cl oroformio CHCl3 (sospetto cancerogeno; si forma dalla reazione tra gl i acidi umici e HClO

In alternativa Disinfezione con ozono

Disinfezione con raggi UV


DISINFEZIONE con ozono

Formaldeide: tossica


irraggiamento con lampade UV (200-295 nm); metodo costoso

questo trattamento è efficace nel rimuovere germi patogeni a condizione che l'acqua sia sufficientemente limpida, e perciò i raggi luminosi possano permearla completamente.

Il trattamento con raggi UV quindi viene utilizzato soventemente o come post-trattamento a liquami pre-trattati con processi biologici subito prima di essere immessi in distribuzione, oppure al punto di consumo, altrimenti non impedisce che successivamente l'acqua venga nuovamente contaminata.

Ferro disciolto e sostanze umiche sono in grado di inibire l’azione dei raggi UV

irraggiamento con lampade UV (200-295 nm); metodo costoso

questo trattamento è efficace nel rimuovere germi patogeni a condizione che l'acqua sia sufficientemente limpida, e perciò i raggi luminosi possano permearla completamente.

Il trattamento con raggi UV quindi viene utilizzato soventemente o come post-trattamento a liquami pre-trattati con processi biologici subito prima di essere immessi in distribuzione, oppure al punto di consumo, altrimenti non impedisce che successivamente l'acqua venga nuovamente contaminata.

Ferro disciolto e sostanze umiche sono in grado di inibire l’azione dei raggi UV

DISINFEZIONE - trattamento con raggi UV


DEPURAZIONE DI ACQUE REFLUE URBANE


In Europa la quasi totalitàdell’acqua

potabile per uso pubblico èestratta dalla

falda


La purezza dell’acqua varia relativamente alla profondità della falda. Infatti sia la struttura del terreno (rocce, sabbia etc.) che la sua granulometria (dimensioni delle particelle) agiscono con una funzione filtrante sui microrganismi presenti nelle acque meteoriche.

Le più vicine alla superficie contengono protozoi, alghe , muffe oltre che batteri e virus; più in profondità sopravvivono solo i microrganismi di dimensioni minori (batteri e virus).

Nelle falde profonde sussistono sempre meno le condizioni di sopravvivenza per quei microrganismi che abbiano superato la filtrazione.

L’acqua di falda e di sorgente durante il contatto con le rocce del sottosuolo si arricchisce di sali grazie al suo potere solvente. Le acque provenienti da grande profondità sono chimicamente e biologicamente pure; spesso sono dotate di proprietà terapeutiche e vengono indicate come acque minerali.

Contaminazione


ContaminazioneIl disinquinamento delle acque di falda è più complesso rispetto a quello delle acque superficiali.

Principali fonti di contaminazione:- Fertilizzanti azotati- Deposizione atmosferica- Liquami da fosse settiche- Coltivazione del terreno

Principale inquinante in acquiferi sia rurali che urban i:

- ione nitrato da acqua di dilavamento dei terreni agricoli

origine: nitrato di ammonio da liquami animali e fertilizzanti azotati con trasformazione da parte delle piante dell’azoto in eccesso in nitrato – processo di denitrificazione in condizioni anaerobie; la coltivazione intensiva del terreno facilita l’ossidazione dell’azoto ridotto a nitrato


Contaminazione da nitrati: rischi per la salute umana

Lo ione nitrato presente nelle acque rappresenta una potenziale fonte di rischio per la salute (cancro allo stomaco)

Nel corpo umano: riduzione di nitrati a nitriti ad opera di enzimi nello stomaco o già a livello delle ghiandole salivari

I nitriti (ad esempio NaNO2) in presenza di un acido tipo HCl attaccano l'idrogeno delle ammine e formano la nitrosammina: R-N-H + NaNO2 + HCl => R-N-N=O + NaCl + H2O

dove R è un gruppo alchilico o aromatico

R R


Il problema delle nitrosammine è legato alla presenza di nitrato nell’acqua e all'uso di nitrato utilizzato quale conservante ali mentare :

risulta convertibile in nitrito e tali nitriti trovano le condizioni ottimali per produrre N-nitrosammine all'interno dello stomaco o tramite trattamenti di cottura quali la frittura o l'arrostitura.

NITROSAMMINE NEGLI ALIMENTI E NELL’ACQUA

NDMA: nitroso dimetil ammina


Il possibile introito alimentare di nitrosammine può derivare da diverse fonti, quali ad esempio la birra, i vegetali, il pesce, la carne, i salumi e i formaggi. Le disposizioni legislative italiane fissano i limiti massimi di nitrito ammissibile in 150 mg per Kg di prodotto, onde prevenire il raggiungimento di concentrazioni potenzialmente nocive.

D'altra parte, ad esempio, l'uso di nitrito è fondame ntale per impedire il moltiplicarsi di microrganismi potenzialmente letali quali il Clostridiumbotulinum. Le vitamine C ed E, oltre agli amminoacidi, sono utili inibitori della formazione di nitrosammine e vengono comunemente sfruttati nell'industria alimentare.

Le nitrosammine sono presenti anche in fonti non alime ntari, quali il fumo di sigaretta e i materiali plastici.

Questi composti sono cancerogeni, provocano mutazione genetica tramite alchilazione del DNA, e la loro assunzione alimentare è associata col cancro dello stomaco.


Contaminazione da sostanze organiche

Contaminazione da parte di percolati (discariche)

Tre tipologie di contaminanti:

-Tricloroetene (solvente industriale)

-BTX (componenti della benzina; degradati da batteri aerobi)

-MTBE (sostituto del piombo tetra etile nelle benzin e; non è biodegradabile)

Decontaminazione delle acque

Eliminazione di liquidi oleosi mediante pompaggio e trattamento (nebulizzazione di acqua di falda in modo da volatilizzare i COV)

Fermo Paola, Dip. Chimica Inorganica, Metallorganica e AnaliticaAcqua estratta dagli acquiferi come fonte di approvvigionamento in molti paesi

CONTAMINAZIONE DELLE ACQUE DI FALDA DA SOSTANZE ORGANICHE


Decontaminazione delle acque in situCostruzione di una parete permeabile sotterranea costitu ita da sabbia grossolana; il letto di sabbia contiene ferro metallic o che si ossida a Fe 2+ riducendo i composti organici clorurati

Il ferro presente nella barriera è anche in grado di ridurr e Cr 6+ a Cr 3+

(insolubile)


La tecnica è anche detta "bioremediation", elimina l'inquinamento in modo naturale con un basso impatto ambientale.

Il residuo del biorisanamento è infatti composto da anidride carbonica, acqua e biomasse facilmente riassorbibili dall'ambiente.

Processo di attenuazione naturale: poco costoso

Efficace per l’eliminazione dei BTX + etilbenzene

Il biorisanamento

Il biorisanamento è una tecnica per operare la decontaminazione di acque o terreni contaminati da sostanze tossiche mediante l'utilizzo di microrganismi, funghi e batteri.

Alcuni batteri si nutrono di sostanze inquinanti bonificando indirettamente l'ambiente.


Decontaminazione mediante ariaRimozione di COV mediante air stripping: riscaldamento dell’aria a 300-500 ��C su supporto di platino; procedimento analogo a qu ello usato per eliminare i COV delle emissioni industriali

Decontaminazione mediante radicale OH .

H2O2�� 2OH (radiazione UV)

Oppure produzione di O3:O3 ��O2 +O (radiazione UV)O + H2O ��H2O2 ��OH (radiazione UV)


Decontaminazione con processi fotocatalitici

TiO2 ossida le sostanze organiche con cui viene in contatto :

Irraggiamento con radiazione UV di una sospensione di particelle di ossido

Impiego del biossido di titanio per l realizzazione di piastrelle o come detergente da spruzzare in film sottile


Acqua potabile significa in senso letterale ”che può esserebevuta”senza danno per la salute , in quanto presenta tutti i requisitidi legge per servire all’alimentazione:

deve essere limpida, inodore,incolore e di sapore gradevole e non deve contenere germi patogenio sostanze chimiche che possono danneggiare l’organismo.

Cos’è l’acqua potabile?


La principale normativa italiana relativa alle acque potabili èrappresentata dal DPR 515/1982 e dal DPR 236/1988. Quest’ultimoin particolare indica quali sono le concentrazioni massime ammissibili (CMA) e i valori guida (VG) per i vari parametri fisici, chimici,organolettici, microbiologici e riguardanti le sostanze tossicheindesiderabili.

L’acqua per usi civili può provenire da raccolta di acque meteoriche(raramente), da acque dolci superficiali , cioè provenienti da corsid’acqua superficiali, laghi e invasi naturali e artificiali, da acquetelluriche, cioè da falde sotterranee. Tutte le acque devono esseretrattate prima di essere distribuite per l’uso, ma generalmente quelledi falda richiedono trattamenti meno intensi perché più pure

La normativa italiana

Da dove viene?


GasGas: Ossigeno, azoto, anidride carbonicaIoniIoni : litio, sodio, potassio, calcio, magnesio, ferro, alluminioAnioniAnioni : solfato, bicarbonato, cloruro

Criteri di potabilitCriteri di potabilit àà:- incolore, inodore- batteriologicamente pura- contenuto in sali (residuo fisso): 0.5-1.5 grammi- priva di inquinanti: nitriti, mercurio, piombo, cromo

Cosa contiene?


Parametri normalmente analizzati

Parametri normalmente analizzati


LEVISSIMALEVISSIMA ULIVETOULIVETO

pHpH 7.87.8 6.26.2

ConducibilitConducibilitàà

elettricaelettrica

119 119 µµSS/cm/cm 1175 1175 µµSS/cm/cm

Residuo fissoResiduo fisso 78.2 mg/L78.2 mg/L 860 mg/L860 mg/L

BicarbonatiBicarbonati 56.5 mg/L56.5 mg/L 650 mg/L650 mg/L

CalcioCalcio 20.8 mg/L20.8 mg/L 169 mg/L169 mg/L

SodioSodio 1.8 mg/L1.8 mg/L 87 mg/L87 mg/L

MagnesioMagnesio 1.7 mg/L1.7 mg/L 32.8 mg/L32.8 mg/L

PotassioPotassio 1.7 mg/L1.7 mg/L 8.1 mg/L8.1 mg/L

COCO22 2.1 mg/L2.1 mg/L 1265 mg/L1265 mg/L

Etichette a confronto


In Italia il consumo medio pro-capite diacqua minerale è il più alto del mondo, paria 185 litri all’anno , grazie anche al fatto che ilprezzo dell’acqua imbottigliata è tra i più bassi deipaesi ricchi.La ragione di tali consumi sta nellapresunta scarsa qualità dell’acqua di rubinetto.

Tuttavia, indagini condotte non molto tempo fahanno dimostrato che la qualità dell’acquaproveniente dagli acquedotti è spesso superiore aquella dell’acqua in bottiglia.

Acqua in bottiglia


1000 litri di acqua costano, tasse escluse, circa 52centesimi, ovvero la cifra necessaria peracquistare al supermercato una bottiglia da 2 litri.

Inoltre, chi acquista regolarmente acquaimbottigliata, consuma mediamente in un anno,anche 11 kg di PET (il materiale plastico dellebottiglie) la cui produzione richiede circa 192,5 kgdi acqua, ovvero più di un terzo di quellacontenuta nelle bottiglie.

Senza contare i consumi energetici per la produzione dellebottiglie, la confezione , il trasporto e losmaltimento finale!!!

Acqua in bottiglia


Trattare l'acqua per renderla adatta ad essere bevuta è simile a trattare l'acqua reflua. Nelle zoneche dipendono dall’acqua di superficie èdi solito immagazzinata in un serbatoio per parecchi giorni, per migliorarne la chiarezza ed il gusto permettendo una maggiore ossigenazione elasciando che la materia sospesa sedimenti. Successivamente subisce una serie di trattamentifisici e chimici fin quando non soddisfa standard di qualità prescritti. Solitamente passa per primacosa attraverso filtri a sabbia e qualche volta attraverso filtri a carbone attivo.

Come viene depurata?


In seguito, per eliminare le eventualiparticelle che restano ancora insospensione, vengono aggiunti additiviche provocano la flocculazione deimateriali. Infine si procede alladisinfezione vera e propria ottenutaattraverso l’addizione di cloro e/oozono.

Il numero di misure di depurazione chesi prendono dipende dalla qualità diacqua che entra nell'impianto didepurazione. Nelle aree con fonti diacqua freatica molto pura è necessariopoco trattamento .


Qualcheconsiglio utileper unconsumoresponsabiledellarisorsa idricanelle nostrecase


� Chiudere i rubinetti mentre ci si lava

� Verificare che il valore registrato dal contatore sia il medesimo la sera e la mattina seguente (tendo chiusi i rubinetti in questo intervallo di tempo). Una piccola differenza vuol dire che ci sono perdite

� Montare un frangigetto permette un risparmio del 50%

� Usare la lavatrice e la lavastoviglie a pieno carico fa consumare meno acqua e meno energia


Cosa possiamo fare a scala globale?

Ovviamente risparmiare acqua non basta!!Ovviamente risparmiare acqua non basta!!Ovviamente risparmiare acqua non basta!!Ovviamente risparmiare acqua non basta!!

� i consumi energetici personali devono essere ridotti per diminuire le emissioni di CO2 e contribuire a rallentare il processo di riscaldamento globale

� utilizzare le tecnologie pulite per inquinare di meno, fare un uso più sostenibile delle risorse per riciclare i rifiuti

� usare con cautela i prodotti chimici in agricoltura

� riduzione dei gas inquinanti che provocano l'effetto serra


� Chiudere i rubinetti mentre ci si lava

� Verificare che il valore registrato dal contatore sia il medesimo la sera e la mattina seguente (tendo chiusi i rubinetti in questo intervallo di tempo). Una piccola differenza vuol dire che ci sono perdite

� Montare un frangigetto permette un risparmio del 50%

� Usare la lavatrice e la lavastoviglie a pieno carico fa consumare meno acqua e meno energia


BIBLIOGRAFIA BIBLIOGRAFIA BIBLIOGRAFIA BIBLIOGRAFIA

Metodi analitici ufficiali per le acque destinate al consumo umano ai sensi del D.Lgs. 31/2001 - Versione on-line su sito www.iss.it

C. Baird “Chimica Ambientale” Zanichelli

S. E.Manahan “Chimica dell’Ambiente” Ed. It. Piccin

http://www.acqua-depurazione.it/

http://www.epa.gov/ow/

http://www.ambientediritto.it/Legislazione/ACQUA/ACQUA.htm

http://witcombe.sbc.edu/water/

http://www1.lsbu.ac.uk/water/


vi ringrazio per l’attenzione !

Se avete domande potete contattarmi all’indirizzo:

[email protected]

“L'acqua e l'ambiente: una sostanza per la terra, una ... · avanzata desertificazione, dovuti in...

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