La situazione biologica di un' acqua di superficie /corso d'acqua, lago, bacino artificiale, mare od estuario) è dovuta alla presenza di diversi tipi di organismi e comunità che si sogliono denominare come segue:
1)PLACTON: Comunità di organismi vegetali e animali che galleggiano o rimangono in sospensione nell'acqua.
2)PERFITON: Comunità di protozoi che si attaccano alle superfici solide presenti.
3)MACROFITI: Vegetali macroscopici di ogni tipo che possono attaccarsi ai fondali o galleggiare (alghe,ecc.)
4) PESCI.
Tra tutte queste forme di vita esiste un delicato equilibrio in quanto gli organismi morti forniscono alimento per i Batteri, e questi per i Protozoi e tutti insieme agli organismi più elevati, i quali generano, col loro metabolismo, anidride carbonica, che permette alle alghe di svilupparsi e produrre nuova sostanza organica per permettere la ripetizione del ciclo.
Se un'acqua viene inquinata, ad esempio con liquame di fogna, l'equilibrio si ropme con conseguenti alterazioni biologiche e chimiche spesso gravi.
La conoscenza di diverse comunità e tipi di organismi acquatici può spiegare alcune delle cause che determinano la presenza di colore e torbidità e di odori e sapori particolari,può servire alla interpretazione dei risultati di alcune analisi chimiche come nel caso di condizioni di carenza, o di supersaturazione, di ossigeno legate alla presenza di particolari forme biologiche;può fornire l'identificazione dell'origine di diversi tipi di acque che si miscelano tra loro: può essere utile per giustificare l'intasamento di condotte e di filtri di vario tipo e tenerne quindi conto nella progettazione e nell'esercizio di impianti edi trattamento e di distribuzione delle acque.
Nel campo dei trattamenti la conoscenza delle forme di vita presenti nelle acque rappresenta inoltre un utile mezzo per dosare i tempi di contatto necessari all'uso di alghicidi, per dosare i processi di disinfezione con cloro ( sia in tempo di contatto che in concentrazione) e per controllare l'efficacia nei diversi stadi di applicazione.
Tra gli organismi viventi che caratterizzano le condizioni biologiche di un'acqua, i più interessanti, dal punto di vista igienico, sono quelli del placton ed in particolare i microrganismi.
I MICRORGANISMI si classificano in:
1) AUTOTROFI, che vivono solo in presenza di ossigeno e vengono perciò definiti AEROBI.
2) ETEROTROFI, che vivono in assenza di ossigeno e vengono anche detti ANAEROBI.
3) FACOLTATIVI,che si adattano a vivere sia in ambiante aerobico che anaerobico.
Poichè i batteri patogeni ed i virus, responsabili spesso di gravi malattie, rientrano nella categoria dei microrganismi,se un'acqua destinata ad approvvigionamento idrico viene inquinata ad approvvigionamento idrico viene inquinata da liquami domestici, le conseguenze igieniche che ne derivano possono essere assai gravi, in quanto i liquami sono i naturali veicoli, per il loro contenuto in sostanze fecali, dei microrganismi patogeni.
A questi particolari microrganismi va perciò riservata la massima attenzione in quanto un'acqua di superficie così inquinata richiede processi di disinfezione particolari.
Tuttavia oltre ai Patogeni e ai Virus, bisogna tenere in considerazione tutti quei batteri che possono produrre particolari alterazioni chimiche e che possono determinare alterazioni delle caratteristiche organolettiche (odori,sapori,torbidità) e chimico-fisiche delle acque stesse.
1) I DESOLFOBATTERI che in assenza di ossigeno attaccano i solfati e li riducono a solfuri.
2)I NITROBATTERI che si sviluppano in acque contenenti ammoniaca
3) I DENITROBATTERI che producono amminiaca riducendoi nitrati
4) I FERROBATTERI che si sviluppano in colonie, vivono al buio e possono sopravvivere anche in assenza di ossigeno, in ambienti ricchi di anidride carbonica e ferro.
La ricerca e la identificazione dei microrganismi eventualmente presenti nell'acqua è realizzata mediante ricerche microscopiche, culturali e biologiche.
Per le ricerche microscopiche viene utilizzato il microscopio composto, per mezzo del quale si possono osservare oggetti di dimensione di qualche decimo di micron, oppure l'ultramicrosopio, col quale si possono vedere gli ultravirus (un millesimo di kicron).
Attraverso l'esame microscopico si determinano le caratteristiche morfologiche dei microrganismi ovvero la loro forma, le loro dimensioni, la presenza di ciglia, spore, il loro modo di raggrupparsi ecc. ma non si determina ad esempio se certe cellule sono vive o morte.
Questa distinzione è possibile con la prova culturale.
Le PROVE CULTURALI vengono effettuate, come vedremo, ponendo l'acqua da esaminare in particolari terreni nutritivi, i quali, in opportune condizioni di temperatura, favoriscono la moltiplicazione dei microrganismi viventi.
Si formano così, in breve tempo degli agglomerati costituiti da miliardi di unità microbiche, che sono visibili anche ad occhio nudo.Questi agglomerati vengono chiamate colonie.
L'esame biologico è quello che permette di saggiare il potere patogeno delle colture di microrganismi.Ciò viene realizzato mediante inoculazione negli animali da esperimento.
ANALISI BATTERIOLOGICA.
Le analisi batteriologiche che, nella prassi, vengono rilasciate nei laboratori d'igiene e profilassi Provinciali per la normale vigilanza igienico sanitaria sugli acquedotti, riportano, come stabiliscono i vari Decreti ministeriali, i seguenti valori:
-COLIFORMI TOTALI,
-COLIFORMI FECALI,
-NUMERO TOTALE DELLE COLONIE IN AGAR A 37°C.
NUMERO TOTALE DEI GERMI
Il numero totale dei germi o contenuto batterico o carica totale o numero totale delle colonie è un esame di tipo quantitativo molto importante soprattutto per le acque profonde le quali, per definizione, dovrebbero essere povere in germi, ed anche per le acque suprficiali da adibire, previo trattamento, a scopo potabile.
CAUSE:
La presenza di un numero totale di germi più o meno elevato è causata, nelle acque profonde ,da una insufficiente filtrazione del terreno attraversato dall'acqua o, più pericolosamente, da una infiltrazione occasionale di acqua di fogna che può verificarsi a seguito di assestamenti del terreno o spandimenti accidentali di deiezioni animali, in prossimità dei pozzi.
Nelle acque superficiali che possiedono sempre un alto contenuto batterico, dovranno soprattutto insospettire le brusche variazioni di questo valore.
Nelle acque distribuite a scopo potabile un aumento della carica batterica totale può significare un'insufficiente clorazione dell'acqua oppure un sifonamento dal terreno alle tubazioni a causa di fori creatisi ad opera di corrosioni, radici di piante, ecc.
Un aumento del contenuto batterico dell'acqua non è di per sè causa di pericolo igienico se nell'acqua non sono presenti microrganismi patogeni o eventualmente parassiti.
Tuttavia rilevando una tale situazione si procederà immediatamente ad allargare le analisi.
SIGNIFICATO
Le acque superficiali da destinare a scopo potabile, quelle cioè di torrenti, laghi naturali ed artificiali e fiumi che sono sottoposte ad inquinamento da parte di scarichi industriali, domestici e animali, contengono, particolarmente nelle zone densamente popolate, cariche microbiche elevatissime, che hanno indubbiamente un sicuro significato di inquinamento.
Per questa ragione le norme fissate autorizzano l'impiego di acque superficiali, ad usopotabile, soloprevio trattamento di aereazione, flocculazione,sedimentazione,filtrazione e disinfezione, trattamento che in alcuni casi è richiesto preveda altre fasi come preclorazione, ozonizzazione e filtrazione su carbone attivo.
ELIMINAZIONE
L'eliminazione di una elevata carica microbiotica deve essere effettuata con metodi fisici e chimici. Attraverso la flocculazione e la filtrazione si ottiene già un notevole abbattimento.
I microrganismi vengono inglobati dalle sostanze colloidali a loro volta inglobate dai fiocchi formatisi dalla sostanza coagulante.
La parte dei fiocchi che sfuggono alla sedimentazione , viene poi trattata da filtri lenti.A valle della filtrazione si prevede una clorazione tale da assicurare, fino alle utenze, una quantità di cloro efficace libero di 0,1/0,2 mg/litro.
PRELIEVO CAMPIONE
Il prelievo campione per l'esame batteriologico deve essere effettuato da personale appositamente preparato.
COLIFORMI
I coliformi sono presenti in tutte le deiezioni animali in numero elevatissimo e per di più il BACTERIUMCOLI, ospite abituale ed innocuo del nostro intestino, possiede delle caratteristiche morfologiche e biologiche molto simili a quelle dei bacilli del tifo, paratifo e dissenteria, ai microrganismi cioè che sono la causa delle malattie, di origine idrica, più comuni.
Il BACTERIUM COLI o Escherichia coli o colibacillo, è stato pertanto scelto come indice dell'inquinamento fecale.La sua forma è quella di un bastoncello di lunghezza 2 micron e diametro 1 micron.
Un'acqua che non contiene coliformi in 100 cc, non contiene enerobatteri e, secondo i batteriologi nemmeno enterovirus (ciò non vale , come vedremo più avanti, per le acque sottoposte a trattamento disinfettante).
CAUSE
La presenza di coliformi ed in particolare di Escherichiacoli nell'acqua è causata , nel caso di acque sotterranee , da infiltrazioni nel terreno di acque luride provenienti da pozzi perdenti, letamai ecc. e, nel caso di acque superficiali, dallo scarico diretto di acque fognarie.
La presenza del bacteriumcoli nell'acqua causa la immediata inservibilità della stessa a scopo potabile per l'uomo ed anche per gli animali, specie quando trattasi di allevamenti.
SIGNIFICATO
La presenza di coloiformi ed in particolare del bacterium coli ha il significato di inquinamento recentissimo o addirittura in atto dell'acqua da parte di liquami.
Pertanto una volta accertata la loro presenza nell'acqua potabile si dovrà sospendere immediatamente l'erogazione ed accertare e rimuovere le cause di inquinamento.
I coliformi e l'Escherichiacoli non son di per sè pericolosi per l'uomo non essendo microrganismi patogeni, la loro presenza, come già detto, è però sinonimo di inquinamento da parte di deiezioni animali nelle quali i coliformi sono contenuti in grande quantità e nelle quali possono essere contenuti anche i microrganismi patogeni causa di gravi malattie.
ELIMINAZIONE
Per l'eliminazione dei coliformi, vale quanto già detto a proposito della carica batterica, comunque, se trattasi d'acqua superficiale da potabilizzare, l'orientamento al presente è quello di utilizzare sistemi di disinfezione quali l'ozono per assicurare anche l'eliminazione dei virus altrimenti difficilmente eliminabili.
PRELIEVO CAMPIONE
Stesse modalità viste a proposito del numero totale di germi.
STREPTOCOCCHI FECALI
Gli streptococchi fecali,ed in particolare lo streptococcus faecalis, sono sempre presenti nelle feci; pertanto se nell'acqua in esame sono stati trovati dei coliformi, ma non il bacterium coli, per avere conferma della natura fecale dell'inquinamento, la ricerca dello streptococcus faecalis diventa indispensabile per fornire un giudizio igienico definitivo.
CAUSE
La presenza di streptococchi in acqua sotterranea o superficiale è senz' altro causata da un riversamento incontrollato di acque di fogna.
SIGNIFICATO
Quando nell'acqua in esame viene svelata la presenza di streptococchi fecali, si ha la conferma inequivocabile che l'acqua è inquinata da sostanze fecali ed inoltre, essendo lo strptococcus faecalis molto poco resistente nell'ambiente idrico, la sua presenza assume il significato di contaminazione fecale in atto.
ELIMINAZIONE
Vale quanto già detto a proposito dei coliformi.
PRELIEVO CAMPIONE
Vale quanto già detto a proposito del prelievo campione alla voce numero totale delle colonie.
MICRORGANISMI ANAEROBI SPORIGENI
Tra i microrganismi anaerobi sporigeni il più rappresentativo è il CLOSTRIDIUM PERFRIGENS o Clostridium Welchii che è uno schizomiceto in grado di sporificare.
Le forme di resistenza di questa specie di bacillo, o spore, sono particolarmente resistenti agli agenti esterni e pertanto possonosopravvivere nell'acqua molto più a lungo dei coliformi.
Il limite massimo consentito èdi 1/100 ml.
CAUSE
Il Clostridium Perfrigens è microrganismo di per sè non patogeno, tuttavia la sua eliminazione da un'acqua che lo contiene fornisce una garanzia più ampia della igienicità della stessa di quanto non ci fornisca ad esempio la eliminazione dell'escherichiacoli e ciò perchèil Welchii può essere presente nell'acqua sotto forma di spore.
Tutti i microrganismi, e quindi anche il Cl. Perfrigens, vengono ridotti considerevolmente negli stadi di flocculazione e filtrazione, ma l'eliminazione vera e propria si realizza con l'aggiunta di cloroderivati oppure ozono. Le spore del Cl Welchii sono molto più resistenti agli agenti ossidanti, che non i coliformi, sono quindi necessari tempi di contatto più lunghi e dosi maggiori e pertanto, una volta accertata la sua assenza, si può ritenere che anche i microrganismi patogeni siano assenti.
PRELIEVO CAMPIONE
Vale quanto riportato alla voce "numero totale dei germi"
MICRORGANISMI PATOGENI
La ricerca di Microrganismi patogeni non rientra abitualmente nella prassi dell'analisi batteriologica sull'acqua potabile per le difficoltà tecniche di analisi, incertezza dei risultati ottenuti e impossibilità di ricercare contemporaneamente tutti i patogeni che potenzialmente posso essere presenti nell'acqua.
Pertanto, essendo, anche quando non presenti, i microrganismi patogeni in numero di gran lunga inferiore, negli escrementi, a quello dei coliformi, si deduce, ogni qualvolta questi ultimi sono assenti dall'acqua che anche i patogeni siano di conseguenza assenti.
Nei casi in cui la ricerca di germi patogeni sia indispensabile, come nel caso di fenomeni epidemici, o in tutti i casi in cui l'autorità Sanitaria lo ritenga opportuno, l'analisi viene effettuata su quantitativi di acqua molto grandi, a causa della grande diluizione a cui ci si trova di fronte, e con adatti terreni di cultura.
VIRUS
La presenza di virus è stata accertata nelle acque di fogna, negli affluenti degli impianti di acque di scarico e quindi nelle acque superficiali ed in alcune sorgenti non protette.
La loro provenienza è dalle deiezioni, nelle quali si trovano gli enterovirus ( VIRUS COXSALIE A e B, ECHOVIRUS e POLIVIRUS oltre agli ADENOVIRUS, REOVIRUS e il virus dell'epatite infettiva).
Fortunatamente i virus non possono aumentare di numero nell'acqua in quanto essi si moltiplicano solo nelle cellule viventi.
Purtroppo però, secondo gli esperti dell' OMS, è possibile che in un'acqua siano presenti dei virus anche quando nella stessa non sono più presenti indicatori di contaminazione fecale, come ad esempio a seguito di una clorazione dell'acqua, e ciò in considerazione della maggiore resistenza dei virus rispetto ai batteri.I virus infatti, a differenza ad esempio degli schizomiceti, non possiedono sistemi enzimatici e quindi sono molto più resistenti di questi ultimi ai cloroderivati.
Da ciò discende che un acquedotto che utilizza acqua superficiale è consigliabile, che, oltre all'analisi batteriologica, faccia seguito, da un laboratorio specializzato, anche analisi virologiche con una periodicità tale da assicurare le massime garanzie igieniche.
Qualora le analisi virologiche rilevassero la presenza di enterovirus che tra i virus che possono essere presenti nell'acqua, sono i più resistenti ai cloroderivati, si dovrà analizzare il sistema di disinfezione in atto apportando poi quelle modifiche all'impianto che permettano un'azione virulicida completa.
L'inattivazione del virus secondo l'OMS può essere ottenuta con 0,5 mg/litro di cloro efficace libero e con un tempo di contatto di un'ora, oppure 0,4 mg/litro di ozono libero e con un tempo di contatto quattro minuti.
Come i microrganismi patogeni anche i virus, qualora siano presenti nell'acqua, lo sono in numero molto limitato, ossia molto diluiti nell'acqua,Il campione prelevato per l'analisi dovrà pertanto essere ingente da un minimo di 25 ad un massimo di 2500 litri e l'analisi affidata ad un laboratorio specializzato.La tecnica usata è quella della concentrazione, usando un processo di filtrazione su speciali membrane.
ANALISI MICROSCOPICHE
Le uova di elminti o vermi, i protozoi, le alghe ecc. debbono essere assenti dalle acque potabili.L'eventuale loro presenza in un acqua sotterrranea indica un inquinamento diretto dalla superficie, in quanto queste forme di vita organizzata possono svilupparsi e vivere solo a contatto con la luce e l'ossigeno.
Nelle acque superficiali sono sempre presenti, ma anche con i tradizionali sistemi di depurazione: flocculazione, sedimentazione, filtrazione e disinfezione finale si riesce ad ekliminarli.
A volte si può riscontrare la loro presenza nelle acque di acquedotto a seguito di lavori idraulici sulla rete idrica che apportano terriccio all'interno delle tubazioni.Pertanto, dopo avere effettuato questi lavori, si rende sempre necessaria una pulizia della rete idrica interessata ed una forte clorazione.
L'analisi viene effettuata al microscopio e le specie rilevate classificate.
FREQUENZA DELLE ANALISI
La frequenza delle analisi è ovviamente determinata da molti fattori, pertanto resta sempre a discrezione dell'Autorità Sanitaria competente fare eseguire le analisi batteriologiche a scadenze più o meno brevi,ciò in particolare a seconda del tipo di acqua da analizzare ) potabile,di processo, minerale, per la stabulazione, di piscina, di scarico, ad uso terapeutico, ecc.) ed a seconda delle condizioni igieniche generali e particolari ( acque prelevate da zone sospette, situazioni apidemiche ecc.).
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