Appunti sulla disinfezione dell'acqua potabile

  18 Mar 2019 13:30
È noto che l'insorgenza delle malattie e a maggior ragione delle epidemie, dipende dalla diffusione degli agenti infettanti e dalla loro trasmissione diretta o indiretta da un individuo all'altro e l’acqua costituisce una forma di trasmissione preferenziale per le patologie infettive e per questo motivo il controllo della sua qualità è stato ed è uno dei principali obiettivi del trattamento delle acque potabili.
 
La clorazione è il metodo più usato in Italia per la disinfezione delle acque.

Può essere realizzata in vari modi: nella clorazione comunemente intesa (quella dei piccoli/medi impianti) viene semplicemente addizionata una soluzione di ipoclorito di sodio all'acqua, con un dosaggio proporzionale, al fine di eliminare totalmente la carica batterica quasi sempre presente nelle acque di pozzo.
La clorazione dell’acqua avviene mediante pompe dosatrici di cloro, collegate ad un contatore lancia-impulsi. Quando avviene il passaggio dell’acqua, il contatore invia il segnale alla pompa che dosa il cloro e lo immette nella tubatura.

L'ipoclorito di sodio è un composto antimicrobico liquido, limpido, di colore paglierino, con un peso specifico di 1,2 kg/l.
Il prodotto presente in commercio che viene normalmente utilizzato per la clorazione delle acque è una soluzione di ipoclorito di sodio al 12-14% in volume pari a circa il 10% in peso di cloro attivo (la candeggina domestica contiene circa il 5 per cento di ipoclorito di sodio).
 
Sia che il cloro venga immesso direttamente nella rete idrica, sia in un serbatoio, dovrebbe essere assicurato prima dell'utilizzo un "tempo di contatto" fra acqua e cloro di almeno 30 minuti, affinché il cloro possa svolgere la sua azione battericida, ossidando qualsiasi forma vivente esistente nell'acqua.
Il cloro che si usa come agente per la potabilizzazione conferisce un sapore particolare all'acqua. 

La concentrazione tollerata di cloro residuo dipende dai paesi e dalle abitudini dei consumatori e può essere molto diversa da paese a paese.
In Europa, il livello di cloro residuo tollerato è molto basso; nell'ordine di 0.1 mg/litro.
Negli Stati Uniti e in America in generale, dove il sapore di cloro è sinonimo di garanzia di qualità dell'acqua consumata, il valore che può essere tollerato è 10 volte superiore (1 mg/litro).
Per l'Organizzazione Mondiale della Sanità, una concentrazione di 0.5 mg/litro di cloro residuo nell'acqua, dopo un tempo di contatto di 30 minuti, garantisce una disinfezione soddisfacente. D'altra parte, sempre l'O.M.S., precisa che non si è osservato nessun effetto negativo per la salute nei casi in cui la concentrazione di cloro residuo sia stato di 5 mg/litro. Questa concentrazione deve essere considerata come valore massimo che non deve essere raggiunta in nessun caso.

In realtà poiché le soluzioni di ipoclorito di sodio perdono spontaneamente (con il tempo, la luce, la temperatura, l'azione di altre sostanze presenti nell'acqua) il titolo in cloro attivo, per assicurare "al rubinetto" la misura richiesta (es. 0,2 mg/l), si applicano dosaggi progressivamente superiori (es. 0,4 mg/l).
Infatti, dopo l'aggiunta di ipoclorito all'acqua si ha un suo immediato decadimento dovuto a sostanze che reagiscono con l'ossigeno attivo quali i sali di ferro, manganese, il gruppo ammonio. Queste sostanze sono naturalmente presenti nell'acqua in quantità variabili. Dopo questo primo collasso, l'ipoclorito inizia a reagire con le sostanze organiche presenti e, tra queste, i batteri. Per questa operazione è previsto un ulteriore decadimento che avviene in circa 30 minuti. 
Osservando il grafico in calce, se dopo questo tempo il livello di cloro attivo si stabilizza ad un livello uguale o superiore a quello stabilito (linea verde) l'obiettivo di potabilizzazione dell'acqua è stato raggiunto. Se il decadimento è molto alto e scende sotto la linea verde, bisogna fare un'ulteriore aggiunta di ipoclorito.
Il pH e la temperatura incidono in modo rilevante sulla efficacia della disinfezione.
Se il decadimento continua nel tempo, l'acqua scelta per la potabilizzazione non è di qualità adeguata. In questo caso, è preferibile cambiare la fonte di approvvigionamento o eseguire alcuni processi di trattamento preventivi quali la filtrazione o la flocculazione.

I valori di cloro sia libero che totale vengono evidenziati con appositi reagenti, e prevalentemente misurati con il colorimetro portatile.
Il Colorimetro Digitale (detto anche fotometro) permette di determinare la concentrazione di cloro libero o totale con un metodo colorimetrico: la reazione tra cloro e reagente conferisce una particolare colorazione all'acqua che opportunamente elaborata dalla fotocellula interna allo strumento permette all'operatore, anche non specializzato, di leggere direttamente nel display il valore in mg/l, con una precisione da laboratorio.
 
Un’efficace alternativa alla disinfezione chimica è l’installazione di un impianto di debatterizzazione a raggi UV, un metodo sicuro ed affidabile.
L’impianto è costituito da un contenitore in acciaio inossidabile AISI 304 all'interno del quale è alloggiato uno o più tubi in quarzo (a seconda del modello). All'interno del tubo in quarzo è installata la lampada UVC.
La radiazione UV-C, con una lunghezza d’onda da 240 a 280 nm, colpisce direttamente il DNA dei germi che perdono la capacità di proliferazione e vengono uccisi. Vengono efficacemente ridotti persino i parassiti come Cryptosporidium o Giardia, estremamente resistenti ai disinfettanti chimici.
 
Per risultare efficace ai fini della sterilizzazione un’onda elettromagnetica, oltre che essere di un certo tipo (l= 254nm), deve possedere anche un valore minimo d’intensità per potere assicurare un dosaggio minimo all’acqua. Questo dosaggio dipende molto dal tipo di contaminazione presente nell’acqua ma in generale un impianto deve avere sempre un dosaggio superiore a 300 J/m2.
Un impianto di disinfezione UV correttamente dimensionato è in grado di impartire all’acqua un dosaggio sufficiente ad abbattere la quasi totalità dei più comuni microrganismi presenti nell’acqua.
 
Tra i numerosi vantaggi offerti da questo tipo di tecnologia ricordiamo:
  • trattamento ecologico (senza aggiunta di prodotti chimici)
  • nessuna alterazioni del gusto
  • nessun pericolo di sovradosaggio
  • nessuna alterazione delle caratteristiche dell’acqua
  • azione veloce (senza nessuna vasca di stoccaggio): il tempo è quello di passaggio nello sterilizzatore
  • compatibilità con le altre tecnologie (filtrazione, addolcimento, etc) per un trattamento completo dell’acqua
  • economicità e praticità grazie al basso consumo di energia elettrica ed alla poca manutenzione richiesta.


DEFINIZIONI:

Il cloro presente nell'acqua in forma disponibile, in grado di agire come ossidante (disinfettante), viene indifferentemente definito: libero, disponibile, attivo, residuo.
Cloro libero (disponibile, attivo, residuo)
Prodotto chimico attivo per la disinfezione. Quello che ha capacità igienizzante e che negli acquedotti non deve superare determinati valori all'utenza. È il parametro cui fanno riferimento le normative del settore acquedottistico.
 
Cloro totale
L'insieme di sostanze a base di cloro presenti nell'acqua. È la somma di cloro libero (totalmente disponibile per la disinfezione) + cloro combinato (composto di cloro con altre sostanze organiche prodotte dalla disinfezione).
Non corrisponde al cloro originariamente versato, ma a quello ridotto da evaporazione e consumo per disinfezione.
È un parametro molto utilizzato nel settore piscine.
 
Raggi UV-C
 
La piccola porzione di spettro elettromagnetico avente lunghezze d’onda comprese tra i 100 e i 400 nm (millesimi di micron) viene definita come intervallo della radiazione ultravioletta; gli UV-C fanno parte del sottointervallo caratterizzato dalle lunghezze d’onda comprese tra i 100 e i 280 nm. Onde elettromagnetiche di diversa lunghezza d’onda ed ampiezza inducono interazioni con la materia di varia natura, particolarmente interessante, grazie al suo spiccato potere germicida, è la radiazione UV-C con l= 254nm.
In natura i raggi UV-C fanno parte della radiazione cosmica secondaria la quale, interagendo con gli strati alti dell’atmosfera terrestre, genera ozono e con energia minore arriva al suolo sotto forma di radiazione UV (A+B) abbronzante. Artificialmente i raggi UV-C si producono con l’ausilio di speciali lampade a fluorescenza contenenti vapori di mercurio, tali lampade sono costruite con quarzo purissimo (>99.99% SiO2) trasparente alla luce UV-C che emettono in forma quasi monocromatica (>95% di l =254nm).

RIFERIMENTI NORMATIVI:

Il Decreto Legislativo 2 febbraio 2001 n. 31, allegato 1, parte c (parametri indicatori), indica un valore minimo consigliato 0,2 mg/l di disinfettante residuo, se impiegato.
Detto valore dovrebbe essere inteso al punto di messa a disposizione dell'acqua all'utente.

L'ipoclorito di sodio impiegato per il "trattamento di acque destinate al consumo umano" deve essere conforme alla norma UNI EN 901:2002.

Linee guida WHO (Organizzazione Mondiale per la sanità)
La sicurezza dell'acqua potabile è protetta e determinata dalle guida di riferimento che costituisce un indirizzamento per qualità dell'acqua da erogare definendo gli standard per l'analisi del rischio, la progettazione del sistema di disinfezione, la prevenzione ed il controllo dell'inquinamento ed il trattamento delle acque. Inoltre contiene gli standard per le concentrazioni massime delle sostanze inquinanti e dei disinfettanti che possono essere presenti nell'acqua. (WHO Guidelines for Frinking Water Quality, Derde Editie, 2003).

Riassumendo negli standard europei per l’acqua potabile, si indica che 2-3 mg/l di cloro dovrebbero essere aggiunti all'acqua per avere una buona disinfezione e concentrazione residua e la quantità massima di cloro utilizzabile è 5 mg/l. Per una disinfezione più efficace le quantità residue di cloro libero dovrebbero superare i 0.5 mg/l dopo almeno 30 minuti di contatto ad un pH di 8 o inferiore. (WHO, linee guida per la qualità dell'acqua potabile. terza edizione).
Ad esempio negli USA gli standard nazionali per l'acqua potabile stabiliscono una concentrazione residuale massima di cloro di 4 mg/l.
 

Se sei interessato ad approfondire questa tematica, non esitare a contattarci. Gli esperti Technoacque saranno lieti di fornirti qualunque tipo di informazione sulle soluzioni di trattamento dell'acqua.
 
9001 14001 18001
AZIENDA CERTIFICATA ISO 9001:2015 – ISO 14001:2015 – OHSAS 18001:2007