Le 66 proprietà “anomale” della molecola d’acqua
Benché sia la molecola più comune e a noi più familiare, l'acqua è un elemento che non manca mai di stupire. Presenta una struttura molecolare semplicissima: due atomi d'idrogeno legati a uno di ossigeno, eppure è ancora un rompicapo. Secondo una ricerca coordinata dagli Stati Uniti (con l'acceleratore Slac, gestito per il dipartimento dell'Energia dall'università di Stanford) e condotta in collaborazione con università Svedesi e Giappone, l'acqua avrebbe 66 proprietà "anomale".
Diversamente da tutti gli altri liquidi, l'acqua raggiunge la sua massima densità a 4°C, ed essa diminuisce sia che si vada sopra o sotto la soglia dei 4°C, differentemente a molti altri materiali per i quali temperature rigide portano ad un aumento di densità, mentre il calore la diminuisce;
L'acqua è in grado di immagazzinare una grande quantità di calore, cosa che rende stabili le temperature degli oceani, o che ad esempio consente ai radiatori di scambiare efficacemente il calore accumulato da un motore;
La tensione superficiale dell'acqua è molto alta, rendendo più facile il trasporto dell'acqua negli alberi anche a grandi altezze;
Allo stato solido, può assumere diverse forme, come il ghiaccio vetroso o del ghiaccio amorfo. Allo stato liquido il discorso non cambia, potendo trovare acqua "standard", pesante, superpesante, superfredda, leggera.
"Capire queste anomalie è molto importante perchè l'acqua è la base fondamentale della nostra esistenza: niente acqua, niente vita" afferma Anders Nilsson, uno dei partecipanti alla sperimentazione sull'acqua condotta dal Dipartimento dell'Energia americano in collaborazione con diverse università svedesi e giapponesi. "Il nostro lavoro aiuta a spiegare queste anomalie a livello molecolare a temperature che sono rilevanti per la vita".
Sottoponendo un campione di acqua liquida ai raggi-X è stato scoperto che, a temperatura ambiente, le molecole assumono due strutture: una molto disordinata, e un'altra molto ordinata, tetraedrica. In particolare, la struttura ordinata esiste in gruppi di circa 100 molecole, attorno ai quali sono presenti molecole disposte in maniera disordinata. Il liquido è quindi una formazione mista, composta da entrambe le strutture.
Aumentando la temperatura, i gruppi ordinati diventano sempre più rari, ed aumenta il disordine nelle regioni popolate da molecole che non appartengono a nessuna struttura.
Questa scoperta, per quanto possa sembrare priva di molta importanza se non accademica, consente di spiegare stati dell'acqua molto raffinati, come l'acqua "superfredda", una condizione in cui l'acqua, nonostante sia sottoposta a temperatura inferiore agli 0°C, non congela ma rimane liquida Questi stati fuori dall'ordinario sono il futuro della tecnologia ambientale, spaziale, ospedaliera, farmacologica, e via dicendo, perchè aprono panorami finora nemmeno immaginati in diversi campi di ricerca. E spiega anche alcune proprietà misteriose dell'acqua.
La densità dell'acqua a 4°C può essere spiegata con una presenza maggiore di strutture disordinate, che hanno una densità maggiore rispetto a quelle ordinate (che sono meno dense perchè sono disposte secondo una struttura che lascia molti "spazi vuoti" tra le molecole). Aumentando la temperatura, il disordine cresce, diminuendo la densità dell' acqua; se la temperatura diminuisce oltre i 4°C, le strutture ordinate, meno dense delle aree disordinate, aumentano di numero, diminuendo ugualmente la densità.
Per quanto riguarda la capacità di immagazzinare calore, dipende anch'essa dal disordine delle molecole: più aumenta la temperatura, più cresce la percentuale di molecole nelle regioni disordinate, aumentando anche la capacità di assorbire il calore. Infine, la tensione superficiale viene spiegata grazie ai forti legami che l'acqua è in grado di sviluppare con l'idrogeno.
"Se non comprendiamo la materia primaria della vita, come possiamo studiare altre sostanze complesse - come le proteine - che sono immerse nell'acqua?" dice Congcong Huang, ricercatore che ha condotto l'esperimento ai raggi-X "Dobbiamo capire la parte semplice prima di passare a quella complessa".
lunedì 31 agosto 2009
mercoledì 26 agosto 2009
OSSIDO DI ALLUMINIO MODIFICATO PER PURIFICARE L'ACQUA
Purificare le acque sostituendo un atomo
Sostituendo un unico atomo nel composto comunemente utilizzato per purificare l’acqua, l’ossido di alluminio, i ricercatori Sandia National Laboratories hanno creato un decontaminante più efficace e con una durata superiore ai prodotti in uso, attualmente sul mercato.
Il nuovo materiale, che è appena stato brevettato, rimuove la carica batterica, virale e altri contaminanti organici e inorganici dall’acqua di fiume destinata al consumo umano e dagli impianti di trattamento delle acque reflue, prima che siano reimmesse nell'ambiente.
“Il consumo umano di acqua potabile sta aumentando in tutto il mondo e le forniture diventano più scarse, ” ha detto May Nyman ricercatrice dei laboratori Sandia ” I progressi tecnologici come questo possono aiutare a risolvere i problemi di trattamento delle acque sia nei paesi sviluppati che nei paesi in via di sviluppo. ”
Lo studio è stato pubblicato sull’Environmental Science & Technology (una pubblicazione di American Chemical Society) e riportato su Chemical & Engineering News.
“Il nuovo reattivo per il trattamento delle acque, noto come coagulante, presenta la sostituzione di un atomo di gallio al centro di un cluster di ossido di alluminio, il coagulante più comunemente utilizzato nella depurazione delle acque” dice Nyman.
La sostituzione non verrà eseguita atomo per atomo ma piuttosto si utilizza un semplice processo chimico: si sciolgono i sali di alluminio nell'acqua, e il sali di gallio in una soluzione di idrossido di sodio e quindi, lentamente, si aggiunge la soluzione di idrossido di sodio alla soluzione di alluminio durante il riscaldamento. “La sostituzione chimica di un atomo di gallio per un atomo di alluminio è stata studiata dai collaboratori del Sandia all'Università della California a Davis.
“ La sostituzione di un solo atomo con uno di gallio in tali composti fa una grande differenza, ” dice Nyman. “Si migliora la stabilità e l'efficacia del reattivo. Noi abbiamo fatto numerosi test confrontandolo con una varietà di prodotti commercialmente disponibili. Il nostro prodotto è il migliore in un’ampia gamma di condizioni. ”
“Gli effetti sono di grande portata”, lei ha detto, “quando si tratta di una fonte di acqua naturale come un fiume.”
Sostituendo un unico atomo nel composto comunemente utilizzato per purificare l’acqua, l’ossido di alluminio, i ricercatori Sandia National Laboratories hanno creato un decontaminante più efficace e con una durata superiore ai prodotti in uso, attualmente sul mercato.
Il nuovo materiale, che è appena stato brevettato, rimuove la carica batterica, virale e altri contaminanti organici e inorganici dall’acqua di fiume destinata al consumo umano e dagli impianti di trattamento delle acque reflue, prima che siano reimmesse nell'ambiente.
“Il consumo umano di acqua potabile sta aumentando in tutto il mondo e le forniture diventano più scarse, ” ha detto May Nyman ricercatrice dei laboratori Sandia ” I progressi tecnologici come questo possono aiutare a risolvere i problemi di trattamento delle acque sia nei paesi sviluppati che nei paesi in via di sviluppo. ”
Lo studio è stato pubblicato sull’Environmental Science & Technology (una pubblicazione di American Chemical Society) e riportato su Chemical & Engineering News.
“Il nuovo reattivo per il trattamento delle acque, noto come coagulante, presenta la sostituzione di un atomo di gallio al centro di un cluster di ossido di alluminio, il coagulante più comunemente utilizzato nella depurazione delle acque” dice Nyman.
La sostituzione non verrà eseguita atomo per atomo ma piuttosto si utilizza un semplice processo chimico: si sciolgono i sali di alluminio nell'acqua, e il sali di gallio in una soluzione di idrossido di sodio e quindi, lentamente, si aggiunge la soluzione di idrossido di sodio alla soluzione di alluminio durante il riscaldamento. “La sostituzione chimica di un atomo di gallio per un atomo di alluminio è stata studiata dai collaboratori del Sandia all'Università della California a Davis.
“ La sostituzione di un solo atomo con uno di gallio in tali composti fa una grande differenza, ” dice Nyman. “Si migliora la stabilità e l'efficacia del reattivo. Noi abbiamo fatto numerosi test confrontandolo con una varietà di prodotti commercialmente disponibili. Il nostro prodotto è il migliore in un’ampia gamma di condizioni. ”
“Gli effetti sono di grande portata”, lei ha detto, “quando si tratta di una fonte di acqua naturale come un fiume.”
martedì 25 agosto 2009
MENBRANE SEPARATRICI DA ZEOLITI SINTERIZZATE
Purificare con la zeolite
La capacità di separare e purificare specifiche molecole in una miscela è un requisito essenziale per la produzione chimica. Molte separazioni industriali si basano sulla distillazione, un processo che è facile da progettare e attuare, ma che consuma molta energia. Un altro metodo, più economico, utilizza i cristalli di zeolite.
Le zeoliti sono alluminosilicati con varie strutture cristalline, con unità base di natura tetraedrica (AlO4 e SiO4 sono le molecole base), che contengono cavità occupate da ioni e/o molecole di acqua, che permettono lo scambio ionico e molecolare (le cavità sono comprese tra i 3 ed i 10 Angstrom). La loro elevata superficie interna permette una grande capacità di scambio (meccanismo di adsorbimento e deadsorbimento a riproducibilità elevata).
Le caratteristiche chimiche e chimico-fisiche che garantiscono la specificità verso alcune molecole, la resistenza al calore, tra le altre cose le rendono materiali molto usati in industria (agenti essiccanti, agenti depuranti, ecc.).
Però, fino ad oggi, la zeolite è poco utilizzata per produrre membrane da utilizzare per le separazioni, in quanto durante il processo di produzione inevitabilmente si creano delle fessure nel cristallo. Questi difetti hanno impedito alla zeolite di essere utilizzata efficacemente come membrana, perché le molecole indesiderate rifiutate dai pori della zeolite possono ancora penetrare attraverso le imperfezioni.
Anche se è possibile correggere alcuni di questi difetti, il processo di riparazione è difficile e costoso. Attualmente tali membrane hanno trovato impiego solo in applicazioni specializzate, su scala ridotta, come ad esempio nell'eliminazione di acqua da alcoli o altri solventi.
I ricercatori dell'University of Minnesota, guidati dall'ingegnere chimico Michael Tsapatsis, hanno sviluppato un trattamento di riscaldamento rapido per rimuovere i difetti strutturali nella sintesi di membrane di zeolite.
Il team di Tsapatsis ha pubblicato questa scoperta sul numero del 31 luglio di Science.
Questa scoperta potrebbe consentire la produzione economica di solventi chimici come xilene e biocarburanti rinnovabili come etanolo e butanolo.
Il team di Tsapatsis ha sviluppato un trattamento chiamato Rapid Thermal Processing (RTP), un trattamento in cui la zeolite è riscaldata a 700 gradi Celsius entro un minuto e conservata a tale temperatura per non più di due minuti. Questo metodo innovativo perfeziona la struttura granulare del cristallo.
Quando i ricercatori hanno esaminato la membrana trattata RTP, non hanno trovato alcuna traccia di fessurazioni. Anche se hanno trovato altri tipi di difetti, questi non sembrano influire sulla proprietà o prestazioni della membrana.
"Abbiamo osservato un forte miglioramento nella capacità di separazione delle membrane trattate con RTP" commenta Tsapatsis, "le prestazioni sono ad un livello paragonabile ai metodi di separazione attuali dell'industria".
I ricercatori hanno dimostrato la validità del processo RTP su membrane relativamente spesse (diversi micrometri). Tsapatsis e collaboratori stanno adesso lavorando per produrre membrane da 10 a 100 volte più sottili in modo da consentire un flusso più rapido.
La capacità di separare e purificare specifiche molecole in una miscela è un requisito essenziale per la produzione chimica. Molte separazioni industriali si basano sulla distillazione, un processo che è facile da progettare e attuare, ma che consuma molta energia. Un altro metodo, più economico, utilizza i cristalli di zeolite.
Le zeoliti sono alluminosilicati con varie strutture cristalline, con unità base di natura tetraedrica (AlO4 e SiO4 sono le molecole base), che contengono cavità occupate da ioni e/o molecole di acqua, che permettono lo scambio ionico e molecolare (le cavità sono comprese tra i 3 ed i 10 Angstrom). La loro elevata superficie interna permette una grande capacità di scambio (meccanismo di adsorbimento e deadsorbimento a riproducibilità elevata).
Le caratteristiche chimiche e chimico-fisiche che garantiscono la specificità verso alcune molecole, la resistenza al calore, tra le altre cose le rendono materiali molto usati in industria (agenti essiccanti, agenti depuranti, ecc.).
Però, fino ad oggi, la zeolite è poco utilizzata per produrre membrane da utilizzare per le separazioni, in quanto durante il processo di produzione inevitabilmente si creano delle fessure nel cristallo. Questi difetti hanno impedito alla zeolite di essere utilizzata efficacemente come membrana, perché le molecole indesiderate rifiutate dai pori della zeolite possono ancora penetrare attraverso le imperfezioni.
Anche se è possibile correggere alcuni di questi difetti, il processo di riparazione è difficile e costoso. Attualmente tali membrane hanno trovato impiego solo in applicazioni specializzate, su scala ridotta, come ad esempio nell'eliminazione di acqua da alcoli o altri solventi.
I ricercatori dell'University of Minnesota, guidati dall'ingegnere chimico Michael Tsapatsis, hanno sviluppato un trattamento di riscaldamento rapido per rimuovere i difetti strutturali nella sintesi di membrane di zeolite.
Il team di Tsapatsis ha pubblicato questa scoperta sul numero del 31 luglio di Science.
Questa scoperta potrebbe consentire la produzione economica di solventi chimici come xilene e biocarburanti rinnovabili come etanolo e butanolo.
Il team di Tsapatsis ha sviluppato un trattamento chiamato Rapid Thermal Processing (RTP), un trattamento in cui la zeolite è riscaldata a 700 gradi Celsius entro un minuto e conservata a tale temperatura per non più di due minuti. Questo metodo innovativo perfeziona la struttura granulare del cristallo.
Quando i ricercatori hanno esaminato la membrana trattata RTP, non hanno trovato alcuna traccia di fessurazioni. Anche se hanno trovato altri tipi di difetti, questi non sembrano influire sulla proprietà o prestazioni della membrana.
"Abbiamo osservato un forte miglioramento nella capacità di separazione delle membrane trattate con RTP" commenta Tsapatsis, "le prestazioni sono ad un livello paragonabile ai metodi di separazione attuali dell'industria".
I ricercatori hanno dimostrato la validità del processo RTP su membrane relativamente spesse (diversi micrometri). Tsapatsis e collaboratori stanno adesso lavorando per produrre membrane da 10 a 100 volte più sottili in modo da consentire un flusso più rapido.
domenica 23 agosto 2009
NUOVA VALUTAZIONE DI RISCHIO NELL'USO DEI PESTICIDI
Sicurezza: dall'EFSA una nuova valutazione del rischio per i pesticidi
L'EFSA ha avviato una consultazione pubblica per la valutazione dei rischi derivanti dall'uso di pesticidi per lavoratori, operatori, astanti e, per la prima volta, residenti. Da questa consultazione si potrà offrirà ai gestori del rischio uno strumento che consentirà loro di effettuare una valutazione armonizzata e stime più precise del rischio di esposizione ai pesticidi.
Il gruppo di esperti scientifici sui prodotti fitosanitari e i loro residui (PPR) dell'EFSA ha proposto di apportare una serie di modifiche alle prassi correnti nell'ambito della valutazione dell'esposizione ai pesticidi attraverso il contatto con la pelle e l'inalazione. In particolare, il gruppo ha introdotto una valutazione supplementare del rischio. Il gruppo ha dichiarato che per questo tipo di valutazione sarà necessario specificare un nuovo valore tossicologico di riferimento: un livello acuto accettabile di esposizione degli operatori (AAOEL).
Tale valore può essere utilizzato come riferimento per stime realistiche dell'esposizione nella stessa giornata per operatori, lavoratori e astanti. Non vi è necessità di una valutazione separata del rischio acuto per i residenti, in quanto verrà presa in esame nell'ambito della valutazione del rischio acuto per gli astanti. Il gruppo di esperti scientifici PPR dell'EFSA ha precisato che tali modifiche consentiranno una migliore tutela di questi gruppi tramite il miglioramento dell'attuale metodo di valutazione del rischio e delle stime statistiche degli scenari di esposizione. La disponibilità di un metodo armonizzato garantirà omogeneità tra gli approcci adottati dalle autorità di regolamentazione a livello di UE.
Inoltre, il gruppo ha elencato una serie di opzioni corrispondenti ai diversi livelli di tutela di cui i gestori del rischio possono tenere conto al momento della regolamentazione dell'impiego sicuro dei PPP. Nella bozza del documento si raccomanda di svolgere ulteriori studi per ridurre le attuali incertezze per gli scenari in cui le stime dell'esposizione sono meno attendibili. Per alcuni scenari, i dati disponibili relativi all'esposizione sono particolarmente limitati, pertanto ulteriori studi risulterebbero utili per migliorare le attuali conoscenze (ad esempio studi sull'esposizione dei lavoratori per scenari di ispezione delle colture, specialmente per i cereali, e per attività post-raccolto come il confezionamento di ortaggi).
Questo parere del gruppo di esperti scientifici PPR concernente la "Preparazione di un documento orientativo per la valutazione dell'esposizione ai pesticidi per lavoratori, operatori, astanti e residenti" è ora disponibile sul sito internet dell'EFSA per la consultazione pubblica e i commenti fino al 15 settembre 2009. Tutte le parti interessate sono invitate a presentare i propri commenti di cui verrà tenuto conto per l'ultimazione del parere entro la primavera del 2010. Il parere farà parte del primo documento orientativo di questo tipo destinato a essere utilizzato nell'ambito della valutazione del rischio a scopo di regolamentazione dei prodotti fitosanitari nell'Unione europea (UE), che sarà ultimato dalla Commissione europea e dagli Stati membri.
Fonte: EFSA
L'EFSA ha avviato una consultazione pubblica per la valutazione dei rischi derivanti dall'uso di pesticidi per lavoratori, operatori, astanti e, per la prima volta, residenti. Da questa consultazione si potrà offrirà ai gestori del rischio uno strumento che consentirà loro di effettuare una valutazione armonizzata e stime più precise del rischio di esposizione ai pesticidi.
Il gruppo di esperti scientifici sui prodotti fitosanitari e i loro residui (PPR) dell'EFSA ha proposto di apportare una serie di modifiche alle prassi correnti nell'ambito della valutazione dell'esposizione ai pesticidi attraverso il contatto con la pelle e l'inalazione. In particolare, il gruppo ha introdotto una valutazione supplementare del rischio. Il gruppo ha dichiarato che per questo tipo di valutazione sarà necessario specificare un nuovo valore tossicologico di riferimento: un livello acuto accettabile di esposizione degli operatori (AAOEL).
Tale valore può essere utilizzato come riferimento per stime realistiche dell'esposizione nella stessa giornata per operatori, lavoratori e astanti. Non vi è necessità di una valutazione separata del rischio acuto per i residenti, in quanto verrà presa in esame nell'ambito della valutazione del rischio acuto per gli astanti. Il gruppo di esperti scientifici PPR dell'EFSA ha precisato che tali modifiche consentiranno una migliore tutela di questi gruppi tramite il miglioramento dell'attuale metodo di valutazione del rischio e delle stime statistiche degli scenari di esposizione. La disponibilità di un metodo armonizzato garantirà omogeneità tra gli approcci adottati dalle autorità di regolamentazione a livello di UE.
Inoltre, il gruppo ha elencato una serie di opzioni corrispondenti ai diversi livelli di tutela di cui i gestori del rischio possono tenere conto al momento della regolamentazione dell'impiego sicuro dei PPP. Nella bozza del documento si raccomanda di svolgere ulteriori studi per ridurre le attuali incertezze per gli scenari in cui le stime dell'esposizione sono meno attendibili. Per alcuni scenari, i dati disponibili relativi all'esposizione sono particolarmente limitati, pertanto ulteriori studi risulterebbero utili per migliorare le attuali conoscenze (ad esempio studi sull'esposizione dei lavoratori per scenari di ispezione delle colture, specialmente per i cereali, e per attività post-raccolto come il confezionamento di ortaggi).
Questo parere del gruppo di esperti scientifici PPR concernente la "Preparazione di un documento orientativo per la valutazione dell'esposizione ai pesticidi per lavoratori, operatori, astanti e residenti" è ora disponibile sul sito internet dell'EFSA per la consultazione pubblica e i commenti fino al 15 settembre 2009. Tutte le parti interessate sono invitate a presentare i propri commenti di cui verrà tenuto conto per l'ultimazione del parere entro la primavera del 2010. Il parere farà parte del primo documento orientativo di questo tipo destinato a essere utilizzato nell'ambito della valutazione del rischio a scopo di regolamentazione dei prodotti fitosanitari nell'Unione europea (UE), che sarà ultimato dalla Commissione europea e dagli Stati membri.
Fonte: EFSA
ISOPRENE NELL'ARIA,AEROSOL INQUINANTI DALLE PIANTE
Una nuova ricerca mostra che i composti organici del carbonio rilasciati dagli alberi influiscono sulla qualità dell'aria. Alcuni scienziati provenienti da Danimarca, Nuova Zelanda e Stati Uniti hanno scoperto che l'ossidazione dell'isoprene, un idrocarburo, genera prodotti allo stadio gassoso e aerosol che hanno un impatto sul riscaldamento globale. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science.
L'isoprene (che si forma naturalmente e che è un precursore dell'ozono) viene emesso da molti alberi a foglie decidue, tra i quali le querce danno il contributo maggiore. Le emissioni globali di isoprene dalle piante sono stimate in oltre 500 teragrammi ogni anno.
In un articolo correlato, il dott. Tadeusz Kleindienst, un chimico dell'atmosfera dell'Environmental Protection Agency (EPA), ha spiegato che l'isoprene "è l'idrocarburo più importante dopo il metano". Il tempo di reazione dell'isoprene con i radicali ossidrile (OH), che sono considerati dai ricercatori i "detergenti dell'atmosfera", è molto breve.
"Se si mescolano emissioni provenienti dalla città con emissioni provenienti dalle piante, esse interagiscono fino ad alterare la composizione chimica dell'atmosfera" ha spiegato il leader del progetto Paul Wennberg, docente di Chimica atmosferica e scienze ambientali presso il California Institute of Technology (Caltech) negli Stati Uniti. "C'è molto più isoprene tra le emissioni nell'atmosfera rispetto a tutti gli altri gas (benzina, prodotti chimici industriali) rilasciati da attività umane, con l'importante eccezione del metano e del biossido di carbonio."
Gli scienziati hanno condotto una serie di test di laboratorio che mostrano che, quando le concentrazioni di monossido di azoto (NO) sono basse (simili ai livelli trovati in aree prevalentemente disabitate), l'ossidazione dell'isoprene da parte degli OH produce sostanziali quantità di idroperossido ossidrilico. L'OH ossida ulteriormente l'isoprene e genera sostanze chimiche chiamate diidroperossidi (conosciute anche come epossidi), che si convertono in aerosol.
L'autore principale, Fabien Paulot, uno studente specializzando del Caltech e i suoi colleghi hanno prodotto epossidi ponendo isoprene e perossido di idrogeno in un sacco di Teflon contenente 800 litri di aria non inquinata. Dopo aver introdotto isoprene e perossido di idrogeno (come fonte di OH) hanno illuminato la miscela con luce ultravioletta (UV) la quale ha innescato le reazioni chimiche.
Secondo i ricercatori, gli epossidi così ottenuti sono molto solubili e si dissolvono facilmente in gocce di umidità nell'aria, formando effettivamente aerosol ricchi di materiale organico.
"Questi epossidi sono una colla naturale" ha commentato il professor Wennberg. "Quando questi epossidi si scontrano con particelle acide, formano la colla. Gli epossidi precipitano fuori dall'atmosfera e si attaccano alle particelle, facendole crescere e causando una minore visibilità nell'atmosfera."
Gli scienziati hanno ribadito che la trasformazione degli epossidi in aerosol è di solito maggiore in ambienti inquinati, perché l'acidità degli aerosol è generalmente maggiore in presenza di attività umane.
Che impatto hanno queste particelle? Secondo il professor John Seinfeld del Caltech, "È stato dimostrato che esse hanno conseguenze per la salute umana perché sono abbastanza piccole da penetrare in profondità nei polmoni.
"Inoltre gli aerosol condizionano il clima della Terra attraverso la dispersione e l'assorbimento delle radiazioni solari e perché costituiscono i nuclei attorno ai quali si formano le nuvole. È quindi importante sapere da dove vengono queste particelle".
Questa scoperta può aiutare gli scienziati a sviluppare modelli di chimica globale di gas-arosol e i ricercatori a capire meglio come funziona la chimica dell'isoprene nelle zone più remote del mondo.
"L'aspetto più importante del lavoro di Paulot et al. è forse il suo valore pratico" ha detto il dott. Kleindienst. "I modelli di qualità dell'aria per la formazione secondaria di aerosol organico usati dagli enti di controllo, come l'EPA negli Stati Uniti, sono generalmente limitati nel loro potere di fare previsioni perché si basano su esperimenti che danno una produzione di aerosol parametrizzata a partire da composti reagenti precursori".
"Mettere insieme i meccanismi chimici derivati dagli studi sperimentali del dott. Paulot et al. e i modelli deterministici di chimica dei gas-aerosol dovrebbe contribuire a migliorarne le capacità di fare previsioni."
Tra gli altri partecipanti allo studio ricordiamo l'Università di Copenhagen in Danimarca e l'Università di Otago in Nuova Zelanda.
Fonte: Cordis
L'isoprene (che si forma naturalmente e che è un precursore dell'ozono) viene emesso da molti alberi a foglie decidue, tra i quali le querce danno il contributo maggiore. Le emissioni globali di isoprene dalle piante sono stimate in oltre 500 teragrammi ogni anno.
In un articolo correlato, il dott. Tadeusz Kleindienst, un chimico dell'atmosfera dell'Environmental Protection Agency (EPA), ha spiegato che l'isoprene "è l'idrocarburo più importante dopo il metano". Il tempo di reazione dell'isoprene con i radicali ossidrile (OH), che sono considerati dai ricercatori i "detergenti dell'atmosfera", è molto breve.
"Se si mescolano emissioni provenienti dalla città con emissioni provenienti dalle piante, esse interagiscono fino ad alterare la composizione chimica dell'atmosfera" ha spiegato il leader del progetto Paul Wennberg, docente di Chimica atmosferica e scienze ambientali presso il California Institute of Technology (Caltech) negli Stati Uniti. "C'è molto più isoprene tra le emissioni nell'atmosfera rispetto a tutti gli altri gas (benzina, prodotti chimici industriali) rilasciati da attività umane, con l'importante eccezione del metano e del biossido di carbonio."
Gli scienziati hanno condotto una serie di test di laboratorio che mostrano che, quando le concentrazioni di monossido di azoto (NO) sono basse (simili ai livelli trovati in aree prevalentemente disabitate), l'ossidazione dell'isoprene da parte degli OH produce sostanziali quantità di idroperossido ossidrilico. L'OH ossida ulteriormente l'isoprene e genera sostanze chimiche chiamate diidroperossidi (conosciute anche come epossidi), che si convertono in aerosol.
L'autore principale, Fabien Paulot, uno studente specializzando del Caltech e i suoi colleghi hanno prodotto epossidi ponendo isoprene e perossido di idrogeno in un sacco di Teflon contenente 800 litri di aria non inquinata. Dopo aver introdotto isoprene e perossido di idrogeno (come fonte di OH) hanno illuminato la miscela con luce ultravioletta (UV) la quale ha innescato le reazioni chimiche.
Secondo i ricercatori, gli epossidi così ottenuti sono molto solubili e si dissolvono facilmente in gocce di umidità nell'aria, formando effettivamente aerosol ricchi di materiale organico.
"Questi epossidi sono una colla naturale" ha commentato il professor Wennberg. "Quando questi epossidi si scontrano con particelle acide, formano la colla. Gli epossidi precipitano fuori dall'atmosfera e si attaccano alle particelle, facendole crescere e causando una minore visibilità nell'atmosfera."
Gli scienziati hanno ribadito che la trasformazione degli epossidi in aerosol è di solito maggiore in ambienti inquinati, perché l'acidità degli aerosol è generalmente maggiore in presenza di attività umane.
Che impatto hanno queste particelle? Secondo il professor John Seinfeld del Caltech, "È stato dimostrato che esse hanno conseguenze per la salute umana perché sono abbastanza piccole da penetrare in profondità nei polmoni.
"Inoltre gli aerosol condizionano il clima della Terra attraverso la dispersione e l'assorbimento delle radiazioni solari e perché costituiscono i nuclei attorno ai quali si formano le nuvole. È quindi importante sapere da dove vengono queste particelle".
Questa scoperta può aiutare gli scienziati a sviluppare modelli di chimica globale di gas-arosol e i ricercatori a capire meglio come funziona la chimica dell'isoprene nelle zone più remote del mondo.
"L'aspetto più importante del lavoro di Paulot et al. è forse il suo valore pratico" ha detto il dott. Kleindienst. "I modelli di qualità dell'aria per la formazione secondaria di aerosol organico usati dagli enti di controllo, come l'EPA negli Stati Uniti, sono generalmente limitati nel loro potere di fare previsioni perché si basano su esperimenti che danno una produzione di aerosol parametrizzata a partire da composti reagenti precursori".
"Mettere insieme i meccanismi chimici derivati dagli studi sperimentali del dott. Paulot et al. e i modelli deterministici di chimica dei gas-aerosol dovrebbe contribuire a migliorarne le capacità di fare previsioni."
Tra gli altri partecipanti allo studio ricordiamo l'Università di Copenhagen in Danimarca e l'Università di Otago in Nuova Zelanda.
Fonte: Cordis
lunedì 17 agosto 2009
LE SOSTANZE TOSSICHE E CANCEROGENE NELLE ACQUE, QUESTE SCONOSCIUTE
MICROCONTAMINANTI
Per sostanze tossiche o veleni si intendono quelle sostanze che, una volta entrate nell'organismo, provocano immediatamente oppure a medio o lungo termine, disturbi ad una o più parti e funzioni dell'organismo, fino a provocare, a volte, la morte.
Non è possibile, per tutte le sostanze, porre un limite ad esempio tra tossico e alimento o addirittura medicamento.
Infatti certe sostanze che sono indispensabili all'organismo, in determinate quantità, come zinco, fluoro,ecc., sono contemporaneamente tossiche se somministrate in concentrazioni elevate . Lo stesso dicasi per certi alimenti come ad esempio gli alcoolici, la caffeina ecc.Quindi il giudizio analitico su questo gruppo di sostanze richiede molta competenza.
L'acqua potabile, a causa del massiccio inquinamento delle acque superficiali, può divenire una via di penetrazione delle sostanze tossiche e pertanto dovrà essere posta grande attenzione al riguardo in sede analitica.
Nelle acque superficiali da destinare ad uso potabile, le quantità di sostanze tossiche presenti non sono mai eccessive,a meno di scarichi industriali accidentali, ma in piccole quantità ed è per questa ragione che vengono indicate col nome di microcontaminanti.
In sintesi la microcontaminazione dell'acqua è provocata da: composti organici, quali arsenico, bario, cadmio,cromo, piombo, selenio,mercurio,zinco,idrocarburi aromatici policiclici, pesticidi e composti organoclorurati..
Caratteristiche fisiche: la radioattività.
ARSENICO
L'arsenico, se presente nelle acque da adibire ad uso potabile a causa della presenza di insetticidi o da scarichi industriali, non può superare la concentrazione di 0,05 mg/litro.
A dosi crescenti provoca diaree, è veleno del cuoree dei vasi, ed è cancerogeno.
Gli impianti tradizionali di trattamento non lo eliminano, per questa ragione il limite nelle acque da adibire ad uso potabile è lo stesso di quello stabilito per l'acqua potabile; 0,05 mg/litro.
Gli impianti di trattamento che prevedono come fase finale la filtrazione su carbone attivo fanno registrare notevoli diminuzioni nel contenuto di microinquinanti nell'acqua e quindi anche di arsenico.
BARIO
Il bario non è ammesso sia presente nelle acque potabili in concentrazioni superiori a 0,1 mg/litro.
Proviene da scarichi industriali e, nonstante sia, in piccole quantità, stimolante del muscolo cardiaco, classificato tra i veleni del sistema nervoso centrale.Anche gli impianti di trattamento che prevedono, dopo la coagulazione sedimentazione e la filtrazione lenta su quarzite, la filtrazione su carbone attivo, fanno registrare delle modeste riduzioni del contenuto di bario.
Per sostanze tossiche o veleni si intendono quelle sostanze che, una volta entrate nell'organismo, provocano immediatamente oppure a medio o lungo termine, disturbi ad una o più parti e funzioni dell'organismo, fino a provocare, a volte, la morte.
Non è possibile, per tutte le sostanze, porre un limite ad esempio tra tossico e alimento o addirittura medicamento.
Infatti certe sostanze che sono indispensabili all'organismo, in determinate quantità, come zinco, fluoro,ecc., sono contemporaneamente tossiche se somministrate in concentrazioni elevate . Lo stesso dicasi per certi alimenti come ad esempio gli alcoolici, la caffeina ecc.Quindi il giudizio analitico su questo gruppo di sostanze richiede molta competenza.
L'acqua potabile, a causa del massiccio inquinamento delle acque superficiali, può divenire una via di penetrazione delle sostanze tossiche e pertanto dovrà essere posta grande attenzione al riguardo in sede analitica.
Nelle acque superficiali da destinare ad uso potabile, le quantità di sostanze tossiche presenti non sono mai eccessive,a meno di scarichi industriali accidentali, ma in piccole quantità ed è per questa ragione che vengono indicate col nome di microcontaminanti.
In sintesi la microcontaminazione dell'acqua è provocata da: composti organici, quali arsenico, bario, cadmio,cromo, piombo, selenio,mercurio,zinco,idrocarburi aromatici policiclici, pesticidi e composti organoclorurati..
Caratteristiche fisiche: la radioattività.
ARSENICO
L'arsenico, se presente nelle acque da adibire ad uso potabile a causa della presenza di insetticidi o da scarichi industriali, non può superare la concentrazione di 0,05 mg/litro.
A dosi crescenti provoca diaree, è veleno del cuoree dei vasi, ed è cancerogeno.
Gli impianti tradizionali di trattamento non lo eliminano, per questa ragione il limite nelle acque da adibire ad uso potabile è lo stesso di quello stabilito per l'acqua potabile; 0,05 mg/litro.
Gli impianti di trattamento che prevedono come fase finale la filtrazione su carbone attivo fanno registrare notevoli diminuzioni nel contenuto di microinquinanti nell'acqua e quindi anche di arsenico.
BARIO
Il bario non è ammesso sia presente nelle acque potabili in concentrazioni superiori a 0,1 mg/litro.
Proviene da scarichi industriali e, nonstante sia, in piccole quantità, stimolante del muscolo cardiaco, classificato tra i veleni del sistema nervoso centrale.Anche gli impianti di trattamento che prevedono, dopo la coagulazione sedimentazione e la filtrazione lenta su quarzite, la filtrazione su carbone attivo, fanno registrare delle modeste riduzioni del contenuto di bario.
domenica 16 agosto 2009
BIOCONCENTRAZIONE E BIOACCUMULO DEI METALLI PESANTI NEGLI ORGANISMI ACQUATICI
L'accumulo dei metalli da parte degli organismi acquatici, costituisce una componente fondamentale di molte valutazioni condotte dalle agenzie ambientali governative(ANPA 2000); in tali indagini , i valori dei fattori che esprimono quantitativamente tale accumulo sono considerati come un'espressione della potenzialità dei metalli di determinare un effetto avverso, cioè una alterazione delle caratteristiche strutturali/funzionali degli organismi.
In particolare, tali valori sono utilizzati come predittori della tossicita' cronica e come indicatori dell'intossicazione secondaria, cioè del danno che il metallo potrebbe detrminare in un organismo di elevato livello trofico per effetto della loro biomagnificazione.
I valori dei fattori che esprimono l'accumulo sono utilizzati anche per stabilire la priorità degli inquinanti da considerare nelle normative ambietali (UE 2000) e per analisi a livello di screening nella procedura di valutazione del rischio ecologico..Infine,congiuntamente alla persistenza nell'ambiente acquatico e alla tossicità acuta, l'accumulo viene utilizzato per identificare il pericolo di una sostanza, cioè per definire una proprieta' o una situazione che ha la potenzialità di causare, a medio-lungo termine, un effetto per gli organismi(approccio PBT= Persistence,Bioaccumulation,Toxicity).
L'accumulo può essere spresso da vari indicatori.La bioconcentrazione rappresenta l'accumulo netto nell'organismo di un elemento/sostanza, come risultato dell'esposizione all'elemento/sostanza presente nell'acqua; il bioaccumulo è invece l'accumulo netto di un elemento/sostanza nell'organismo come risultato dell'esposizione a tutte le possibili sorgenti (acqua, cibo) in cui si trova l'elemento/sostanza.
a biomagnificazione infine rappresenta l'incremento della concentrazione di un elemento/sostanza negli organismi dei livelli trofici più elevati come conseguenza dell'ingestione di organismi di livelli trofici inferiori (US EPA 2004).
FATTORI DI CONCENTRAZIONE
Per esprimere quantitativamente l'entità del bioaccumulo, della bioconcentrazione e della biomagnificazione si utilizzano dei fattori di concentrazione: il fattore di bioaccumulo(BAF) è il valore del rapporto tra la concentrazione dell'elemento nell'organismo e quella nell'acqua e nel cibo; il fattore di bioconcentrazione (BCF) è il valore di del rapporto tra la concentrazione dell'elemento nell'organismo e quello nell'acqua; il fattore di biomagnificazione (BMF) è il valore che esprime quanto la concentrazione dell'elemento in un organismo di un dato livello trofico superiore in concentrazione nel livello trofico inferiore.
I fattori di concentrazione rappresentano il più semplice modello per valutare l'accumulo : si tratta infatti di un modello a un solo compartimento che prevede la ripartizione dell'elemento/sostanza tra un mezzo di esposizione e un organismo e che ipotizza che l'accumulo/eliminazione possono essere descritti da ratei costanti mediante semplici equazioni.
In particolare, tali valori sono utilizzati come predittori della tossicita' cronica e come indicatori dell'intossicazione secondaria, cioè del danno che il metallo potrebbe detrminare in un organismo di elevato livello trofico per effetto della loro biomagnificazione.
I valori dei fattori che esprimono l'accumulo sono utilizzati anche per stabilire la priorità degli inquinanti da considerare nelle normative ambietali (UE 2000) e per analisi a livello di screening nella procedura di valutazione del rischio ecologico..Infine,congiuntamente alla persistenza nell'ambiente acquatico e alla tossicità acuta, l'accumulo viene utilizzato per identificare il pericolo di una sostanza, cioè per definire una proprieta' o una situazione che ha la potenzialità di causare, a medio-lungo termine, un effetto per gli organismi(approccio PBT= Persistence,Bioaccumulation,Toxicity).
L'accumulo può essere spresso da vari indicatori.La bioconcentrazione rappresenta l'accumulo netto nell'organismo di un elemento/sostanza, come risultato dell'esposizione all'elemento/sostanza presente nell'acqua; il bioaccumulo è invece l'accumulo netto di un elemento/sostanza nell'organismo come risultato dell'esposizione a tutte le possibili sorgenti (acqua, cibo) in cui si trova l'elemento/sostanza.
a biomagnificazione infine rappresenta l'incremento della concentrazione di un elemento/sostanza negli organismi dei livelli trofici più elevati come conseguenza dell'ingestione di organismi di livelli trofici inferiori (US EPA 2004).
FATTORI DI CONCENTRAZIONE
Per esprimere quantitativamente l'entità del bioaccumulo, della bioconcentrazione e della biomagnificazione si utilizzano dei fattori di concentrazione: il fattore di bioaccumulo(BAF) è il valore del rapporto tra la concentrazione dell'elemento nell'organismo e quella nell'acqua e nel cibo; il fattore di bioconcentrazione (BCF) è il valore di del rapporto tra la concentrazione dell'elemento nell'organismo e quello nell'acqua; il fattore di biomagnificazione (BMF) è il valore che esprime quanto la concentrazione dell'elemento in un organismo di un dato livello trofico superiore in concentrazione nel livello trofico inferiore.
I fattori di concentrazione rappresentano il più semplice modello per valutare l'accumulo : si tratta infatti di un modello a un solo compartimento che prevede la ripartizione dell'elemento/sostanza tra un mezzo di esposizione e un organismo e che ipotizza che l'accumulo/eliminazione possono essere descritti da ratei costanti mediante semplici equazioni.
sabato 4 luglio 2009
LA RADIOATTIVITA' NELLE ACQUE POTABILI.IMPOSTAZIONE DEI CONTROLLI
Il D.Lvo"Attuazione della direttiva 98/83 relativa alle acque destinate al consumo umano"
prevede esplicitamente e per la prima volta l'obbligo di verificare nelle acque ad uso potabile iol valore di due parametri relativi alla radioattività:
la concentrazione di TRIZIO e LA DOSE TOTALE INDICATIVA, che non dovrebbe superare i valori riportati dalla seguente tabella.
VALORI DI PARAMETRO STABILITI DAL D.L.vo31/01 PER LA RADIOATTIVITA'
categoria di radionuclidi-----------Valore di parametro da rispettare
---------------H-3-------------------------------100 Bq/L
---------dose indicativa*---------------------------0,10 mSv/anno
*ad eccezione del TRIZIO, RADON e prodotti di decadimento del RADON.
I controlli dovrebbero essere effettuati sia dal soggetto che fornisce acqua a terzi(controlli interni), sia dall'azienda sanitaria locale territorialmente competente (controlli esterni), che si avvale a tale scopo dell'agenzia regionale per la protezione ambientale (ARPA), secondo programmi dettati dalle regioni nel rispetto di quanto stabilito dall'allegato II al decreto stesso.
Per quanto riguarda i parametri radimetrici, tuttavia, la frequenza, i metodi e i criteri per la scelta dei punti di controllo NON SONO ANCORA STATI DEFINITI, anche se emerge da più parti, con sempre maggiore insistenza l'esigenza di avviare nell'immediato tali verifiche.
I PARAMETRI OGGETTO DI INDAGINE
Entrambi i parametri previsti dal D.L.vo31/01 sono correlabili alla presenza nelle acque di radioattività di origine sia naturale che artificiale.
Il TRIZIO d origine naturale è cosmogenico e le sue concentrazioni nelle acque ad uso potabile sono generalmente trascurabili.
Una fonte artificiale(e potenzialmente importante), di TRIZIO, è invece legata agli scarichi di alcuni tipi di impianti nucleari e strutture di ricerca , anche se l'assenza in Italia di importanti fonti antropiche di questo tipo limita fortemente l'interesse nella verifica di tale parametro.
Di maggiore rilevanza è, invece, la verifica del VALORE DELLA DOSE TOTALE IDICATIVA (DTI)che rappresenta una misura nella quantità di radiazione assorbita dal corpo umano a causa dell'ingestione delle sostanze radiattive artificiali e naturali contenute nell'acqua.
La dose non può essere misurata direttamente ma viene stimata moltiplicando i valori di concentrazione di radioattività presenti nell'acqua per opportuni coefficienti di conversione che dipendono tra l'altro daql tipo di sostanza radioattiva presente.
In Italia, la presenza di radionuclidi artificiali nerlle acque si può ritenere per lo più irrilevante o comunque legata aol verificarsi di eventi accidentali recenti o significativi e che potrebbero interessare, per lo più,le fonti di approvvigionamento di acque suerficiali.
Di maggiore importanza è invece il contributo di radionuclidi di origine naturale, principalmente il 40K e alcuni degli isotopi appartenente alle serie radioattive di uranio e torio, che sono presenti nell'ambiente in modo ubiquitario, si trasferiscono nelle acque a seguito di fenomeni chimico-fisici(erosione,solubilizzazione,, diffusione, ecc)e partecipano al chimismo delle acque(soprattutto di quelle sotterranee) secondo meccanismi propri delle caratteristiche dell'acquifero e della specie chimica.
La valutazione del DTI richiederebbe, quindi la misura diretta almeno dei principali isotopi dell'URANIO( 238U,234U), e del RADIO(226Ra,238Ra, attraverso l'applicazione di metodi radiochimici specifici.
Tali metodi sono tuttavia onerosi in termini sia di tempo che di impegno di risorse strumentali e il numero di campioni analizzabili è di conseguenza limitato.
Anche per questo motivo i criteri di pianificazione delle indagini non possono generalmente ricalcare quelli già in atto per la verifica dei parametri chimici e/o biologici e richiedono una riflessione ad oc.
Un approccio indiretto nella verifica del valore DTI, adottato dalla Organizzazione Mondiale della Sanità, si basa sulla misura di due parametri indicatori del contenuto totale di radioattività, la concentrazione di attività alfa totale e beta totale, che richiedono l'utilizzo di metodi analitici meno complessi ed onerosi rispetto alla misura dei singoli radionuclidi e sono quindi applicabili ad un numero piu elevato di campioni.
In questo caso si suppone che il rispetto del valore do 0,1 mSv/anno per la DTI sia garantito dal rispetto dei valori di riferimento stabiliti per l'attività alfa e beta totale.Tuttavia la validità di questo approccio dipende dal contributo relativo di uranio e radio alla radioattività totale, che dovrebbe quindi essere confermato da qualche evidenza sperimentale.
E' probabile che questo approccio indiretto saqrà adottato anche nel previsto allegato alla direttiva 98/83/CE che non è stato ancora emanato, e che dovrebbe individuare i valori di riferimento con cui confrontare i risultati delle misure alfa e beta totale.
ALCUNI CRITERI PER L'IMPOSTAZIONE DEL CONTROLLO
La misura del contenuto di radiattività delle acque erogate dalle reti di distribuzione che servono i centri più densamente abitati consente di stimare la dose a una frazione significativa di popolazione.Un punto di prelievo rappresentativo della qualità dell'acqua distribuita potrebbe essere individuato in un punto di erogazione a valle di tutti i possibili processi di trattamento e miscelazione.
Se la radioattività riscontrata nellec acque è di origine esclusivamente naturale, o comunque non vi è motivo di supporre l'esistenza di situazioni di inquinamento antropico, si può ritenere,in prima istanza,che il contenuto di radioattività sia pressochè costante nel tempo.. In questi casi il campionamento potrebbe essere effettuato una sola volta per campagna.
Tuttavia variazioni del contenuto di radioattività naturale si osservano a volte in presenza acquedotti alimentati da più punti di approvvigionamento, nei quali siano modificate le quote di miscelazione di diversi pozzi.In questo casi, potrebbe essere opportuno ripetere i campionamenti con frequenza stabilita nell'arco di un anno allo scopo di stabilire gli intervalli di massima fluttuazione delle concentrazioni misurate.
In presenza di contaminazioni della falda d origine antropica, sia da radionuclidi artificiali (incidenti nucleari con conseguente fallout radioattivo, scarichi in ambiente legati all'esercizio di pratiche, ecc,), che naturali (presenza di attività industriali che utilizzano materiali ad alto contenuto di NORM, ecc), le frequenze di campionamento dovrebbero consentire di seguire l'evoluzione temporale del fenomeno in corso; la frequenza di campionamento dovrebbe essere quindi definita considerando fattori quali i tempi di residenza delle acque e i tempi di ricarica degli acquiferi.
prevede esplicitamente e per la prima volta l'obbligo di verificare nelle acque ad uso potabile iol valore di due parametri relativi alla radioattività:
la concentrazione di TRIZIO e LA DOSE TOTALE INDICATIVA, che non dovrebbe superare i valori riportati dalla seguente tabella.
VALORI DI PARAMETRO STABILITI DAL D.L.vo31/01 PER LA RADIOATTIVITA'
categoria di radionuclidi-----------Valore di parametro da rispettare
---------------H-3-------------------------------100 Bq/L
---------dose indicativa*---------------------------0,10 mSv/anno
*ad eccezione del TRIZIO, RADON e prodotti di decadimento del RADON.
I controlli dovrebbero essere effettuati sia dal soggetto che fornisce acqua a terzi(controlli interni), sia dall'azienda sanitaria locale territorialmente competente (controlli esterni), che si avvale a tale scopo dell'agenzia regionale per la protezione ambientale (ARPA), secondo programmi dettati dalle regioni nel rispetto di quanto stabilito dall'allegato II al decreto stesso.
Per quanto riguarda i parametri radimetrici, tuttavia, la frequenza, i metodi e i criteri per la scelta dei punti di controllo NON SONO ANCORA STATI DEFINITI, anche se emerge da più parti, con sempre maggiore insistenza l'esigenza di avviare nell'immediato tali verifiche.
I PARAMETRI OGGETTO DI INDAGINE
Entrambi i parametri previsti dal D.L.vo31/01 sono correlabili alla presenza nelle acque di radioattività di origine sia naturale che artificiale.
Il TRIZIO d origine naturale è cosmogenico e le sue concentrazioni nelle acque ad uso potabile sono generalmente trascurabili.
Una fonte artificiale(e potenzialmente importante), di TRIZIO, è invece legata agli scarichi di alcuni tipi di impianti nucleari e strutture di ricerca , anche se l'assenza in Italia di importanti fonti antropiche di questo tipo limita fortemente l'interesse nella verifica di tale parametro.
Di maggiore rilevanza è, invece, la verifica del VALORE DELLA DOSE TOTALE IDICATIVA (DTI)che rappresenta una misura nella quantità di radiazione assorbita dal corpo umano a causa dell'ingestione delle sostanze radiattive artificiali e naturali contenute nell'acqua.
La dose non può essere misurata direttamente ma viene stimata moltiplicando i valori di concentrazione di radioattività presenti nell'acqua per opportuni coefficienti di conversione che dipendono tra l'altro daql tipo di sostanza radioattiva presente.
In Italia, la presenza di radionuclidi artificiali nerlle acque si può ritenere per lo più irrilevante o comunque legata aol verificarsi di eventi accidentali recenti o significativi e che potrebbero interessare, per lo più,le fonti di approvvigionamento di acque suerficiali.
Di maggiore importanza è invece il contributo di radionuclidi di origine naturale, principalmente il 40K e alcuni degli isotopi appartenente alle serie radioattive di uranio e torio, che sono presenti nell'ambiente in modo ubiquitario, si trasferiscono nelle acque a seguito di fenomeni chimico-fisici(erosione,solubilizzazione,, diffusione, ecc)e partecipano al chimismo delle acque(soprattutto di quelle sotterranee) secondo meccanismi propri delle caratteristiche dell'acquifero e della specie chimica.
La valutazione del DTI richiederebbe, quindi la misura diretta almeno dei principali isotopi dell'URANIO( 238U,234U), e del RADIO(226Ra,238Ra, attraverso l'applicazione di metodi radiochimici specifici.
Tali metodi sono tuttavia onerosi in termini sia di tempo che di impegno di risorse strumentali e il numero di campioni analizzabili è di conseguenza limitato.
Anche per questo motivo i criteri di pianificazione delle indagini non possono generalmente ricalcare quelli già in atto per la verifica dei parametri chimici e/o biologici e richiedono una riflessione ad oc.
Un approccio indiretto nella verifica del valore DTI, adottato dalla Organizzazione Mondiale della Sanità, si basa sulla misura di due parametri indicatori del contenuto totale di radioattività, la concentrazione di attività alfa totale e beta totale, che richiedono l'utilizzo di metodi analitici meno complessi ed onerosi rispetto alla misura dei singoli radionuclidi e sono quindi applicabili ad un numero piu elevato di campioni.
In questo caso si suppone che il rispetto del valore do 0,1 mSv/anno per la DTI sia garantito dal rispetto dei valori di riferimento stabiliti per l'attività alfa e beta totale.Tuttavia la validità di questo approccio dipende dal contributo relativo di uranio e radio alla radioattività totale, che dovrebbe quindi essere confermato da qualche evidenza sperimentale.
E' probabile che questo approccio indiretto saqrà adottato anche nel previsto allegato alla direttiva 98/83/CE che non è stato ancora emanato, e che dovrebbe individuare i valori di riferimento con cui confrontare i risultati delle misure alfa e beta totale.
ALCUNI CRITERI PER L'IMPOSTAZIONE DEL CONTROLLO
La misura del contenuto di radiattività delle acque erogate dalle reti di distribuzione che servono i centri più densamente abitati consente di stimare la dose a una frazione significativa di popolazione.Un punto di prelievo rappresentativo della qualità dell'acqua distribuita potrebbe essere individuato in un punto di erogazione a valle di tutti i possibili processi di trattamento e miscelazione.
Se la radioattività riscontrata nellec acque è di origine esclusivamente naturale, o comunque non vi è motivo di supporre l'esistenza di situazioni di inquinamento antropico, si può ritenere,in prima istanza,che il contenuto di radioattività sia pressochè costante nel tempo.. In questi casi il campionamento potrebbe essere effettuato una sola volta per campagna.
Tuttavia variazioni del contenuto di radioattività naturale si osservano a volte in presenza acquedotti alimentati da più punti di approvvigionamento, nei quali siano modificate le quote di miscelazione di diversi pozzi.In questo casi, potrebbe essere opportuno ripetere i campionamenti con frequenza stabilita nell'arco di un anno allo scopo di stabilire gli intervalli di massima fluttuazione delle concentrazioni misurate.
In presenza di contaminazioni della falda d origine antropica, sia da radionuclidi artificiali (incidenti nucleari con conseguente fallout radioattivo, scarichi in ambiente legati all'esercizio di pratiche, ecc,), che naturali (presenza di attività industriali che utilizzano materiali ad alto contenuto di NORM, ecc), le frequenze di campionamento dovrebbero consentire di seguire l'evoluzione temporale del fenomeno in corso; la frequenza di campionamento dovrebbe essere quindi definita considerando fattori quali i tempi di residenza delle acque e i tempi di ricarica degli acquiferi.
LE SOSTANZE DISCIOLTE
Sono quelle presenti in forma molecolare o ionica (dimensione delle particelle minore di 10 A argmstrom. Queste si suddividono in sostanze gassose, sostanze organiche, silice e sali minerali.
I gas che si ritrovano più frequentemente sciolti nell'acqua sono: CO2,ANIDRIDE CARBONICA, O2 OSSIGENO, N2 AZOTO, OSSIDI DI AZOTO; un po più di rado si trovano pure ANIDRIDE SOLFOROSA, IDROGENO SOLFORATO e AMMONIACA.
La solubilità di questi gas è inversamente proporzionale alla temperatura e per quanto riguarda la pressione, è regolata dalla legge di HENRY.
LE SOSTANZE ORGANICHE derivano dai composti organici di vario genere presenti nel terreno (ACIDI UMICI), sia da derivati di origine naturale che artificiale.
Poichè l'eliminazione di queste sostanze, generamente indesiderate, avviene attraverso la loro ossidazione con specifiche sostanze chimiche,il valore complessivo di queste viene di solito indicato in PPM di permanganato di potassio KMnO4 o di ossigeno O2 che si dovrebbe consumare nel processo di ossidazione.
LA SILICE generalmente si trova in soluzione sotto forma di silicati solubili, ma in determinate condizioni può passare allo stato di gel di silice, restando in sospensione sotto forma colloidale.
I SALI presenti nelle acque si suddividono in SALI ALCALINI e SALI NEUTRI, a seconda che la loro presenza in solzione provochi o meno un abbassamento della acidita'e quindi un innalzamento del PH.
SALI ALCALINI: sono quei sali i cui anioni derivano da acidi deboli e che in soluzione danno luogo al fenomeno dell'idrolisi con formazione di alcali liberi.
Nel caso delle acque naturali, i sali alcalini sono soprattutto i bicarbonati alcalini ed alcalino terrosi; questi reagendo con l'acqua danno luogo alla formazione di H2CO3 ACIDO CARBONICO ( e quindi CO2 ANIDRIDE CARBONICA LIBERA) e dell'idrato corrispondente:
HCO3- + H20 --------------- H2CO3 + OH-
SALI NEUTRI: sono quei sali composti da cationi corrispondenti a basi forti e da anioni corrisponenti ad acidi forti e che quindi in acqua non si idrolizzano e non influiscono sul PH.
Fra questi il CaSO4 SOLFATO DI CALCIO, MgSO4 SOLFATO DI MAGNESIO,CaCl2 CLORURO DI CALCIO, KCl CLORURO DI POTASSIO.
Vi è da notare che esistono pure dei sali acidi, che sono quei sali i cui cationi derivano da basi deboli, e che quindi in acqua si idrolizzano liberando l'acido corrispondente all'anione; i più importanti sono i sali fi Fe FERRO ed Al ALLUMINIO,
ma essendo presenti in piccola percentuale nelle acque naturali, l'effetto dei sali basici sovrasta di gran lunga il loro.
TUTTI QUESTI SALI SONO DISCIOLTI IN ACQUA IN FORMA DI IONI CHE A LORO VOLTA POSSONO ESSERE SUDDIVISI IN:
CATIONI: di cui i più comuni nelle acque naturali sono:
Ca2+, Mg2+,Na+,K+,Fe2+,Al2+ e tracce di altri come Mn2+,Zn2+,Cu2+
ANIONI: di cui i più comuni nelle acque naturali sono: HCO3-,Cl-,SO4--,SiO3--,NO3- e talvolta F-.
Lo ione NO2- nitrito, può essere presente in piccole quantità derivanti dalla prziae ossidazione di sostanze albuminoidi, e ciò allora indica inquinamento da acque nere.
I gas che si ritrovano più frequentemente sciolti nell'acqua sono: CO2,ANIDRIDE CARBONICA, O2 OSSIGENO, N2 AZOTO, OSSIDI DI AZOTO; un po più di rado si trovano pure ANIDRIDE SOLFOROSA, IDROGENO SOLFORATO e AMMONIACA.
La solubilità di questi gas è inversamente proporzionale alla temperatura e per quanto riguarda la pressione, è regolata dalla legge di HENRY.
LE SOSTANZE ORGANICHE derivano dai composti organici di vario genere presenti nel terreno (ACIDI UMICI), sia da derivati di origine naturale che artificiale.
Poichè l'eliminazione di queste sostanze, generamente indesiderate, avviene attraverso la loro ossidazione con specifiche sostanze chimiche,il valore complessivo di queste viene di solito indicato in PPM di permanganato di potassio KMnO4 o di ossigeno O2 che si dovrebbe consumare nel processo di ossidazione.
LA SILICE generalmente si trova in soluzione sotto forma di silicati solubili, ma in determinate condizioni può passare allo stato di gel di silice, restando in sospensione sotto forma colloidale.
I SALI presenti nelle acque si suddividono in SALI ALCALINI e SALI NEUTRI, a seconda che la loro presenza in solzione provochi o meno un abbassamento della acidita'e quindi un innalzamento del PH.
SALI ALCALINI: sono quei sali i cui anioni derivano da acidi deboli e che in soluzione danno luogo al fenomeno dell'idrolisi con formazione di alcali liberi.
Nel caso delle acque naturali, i sali alcalini sono soprattutto i bicarbonati alcalini ed alcalino terrosi; questi reagendo con l'acqua danno luogo alla formazione di H2CO3 ACIDO CARBONICO ( e quindi CO2 ANIDRIDE CARBONICA LIBERA) e dell'idrato corrispondente:
HCO3- + H20 --------------- H2CO3 + OH-
SALI NEUTRI: sono quei sali composti da cationi corrispondenti a basi forti e da anioni corrisponenti ad acidi forti e che quindi in acqua non si idrolizzano e non influiscono sul PH.
Fra questi il CaSO4 SOLFATO DI CALCIO, MgSO4 SOLFATO DI MAGNESIO,CaCl2 CLORURO DI CALCIO, KCl CLORURO DI POTASSIO.
Vi è da notare che esistono pure dei sali acidi, che sono quei sali i cui cationi derivano da basi deboli, e che quindi in acqua si idrolizzano liberando l'acido corrispondente all'anione; i più importanti sono i sali fi Fe FERRO ed Al ALLUMINIO,
ma essendo presenti in piccola percentuale nelle acque naturali, l'effetto dei sali basici sovrasta di gran lunga il loro.
TUTTI QUESTI SALI SONO DISCIOLTI IN ACQUA IN FORMA DI IONI CHE A LORO VOLTA POSSONO ESSERE SUDDIVISI IN:
CATIONI: di cui i più comuni nelle acque naturali sono:
Ca2+, Mg2+,Na+,K+,Fe2+,Al2+ e tracce di altri come Mn2+,Zn2+,Cu2+
ANIONI: di cui i più comuni nelle acque naturali sono: HCO3-,Cl-,SO4--,SiO3--,NO3- e talvolta F-.
Lo ione NO2- nitrito, può essere presente in piccole quantità derivanti dalla prziae ossidazione di sostanze albuminoidi, e ciò allora indica inquinamento da acque nere.
domenica 8 marzo 2009
TOSSICITA' DEI COMPOSTI ORGANOCLORURATI E CRITERI DI QUALITA'
TRSFERITO SU
http://accaeelleesse.blogspot.com/2013/02/tossicita-dei-composti-organoclorurati.html
IL 23/O3/2013 DA ROBERTO BENASSAI
http://accaeelleesse.blogspot.com/2013/02/tossicita-dei-composti-organoclorurati.html
IL 23/O3/2013 DA ROBERTO BENASSAI
PESTICIDI, PROPAGAZIONE NELL'ATMOSFERA E LORO RILEVAZIONE NELLE ACQUE POTABILI
I composti organoclorurati (OCs) rappresentano una classe di composti di grande interesse ambientale, dovuto alla loro persistenza e al loro utilizzo nei paesi in via i sviluppo.Le immissioni di tali composti organici in atmosfera dipendono da diverse tipologie di sogenti:impianti di incenerimento rifiuti solidi urbani, trasformatori e condensatori contenenti PCB, applicazioni di pesticidi su culture e sementi nel caso dei fitofarmaci, trattamenti igienico sanitari di luoghi pubblici.
Una volta raggiunti gli alti strati dell'atmosfera, si assiste ad un processo di ridistribuzione attraverso una successione d cicli di volatilizzazione-deposizione tra suolo,acqua e aria, il cosiddetto EFFETTO CAVALLETTA .
Questi cicli si susseguono in funzione delle proprietà partitive delle sostanze e delle condizioni climatico ambientali.Le aree a clima caldo e temperato sono quelle dove i fenomeni d'evaporazione sono favoriti, e quindi. possono essere considerate fonti potenziali di contaminazione; nelle regioni a clima freddo( zone remote fredde),si ha una prevalenza di fenomeni di condensazione, rendendole luoghi ideali di accumulo.
Queste condizioni provocano un movimento netto di inquinanti dalle aree calde alle aree fredde
del pianeta e spiega l'entità della contaminazione rilevata nelle aree polari.
Riguardo al ruolo della temperatura nella distribuzione ambientale di queste sostanze su scala globale, WANIA e MACHAY (1933) hanno ipotizzato l'esistenza di un processo di distillazione globale in cui i composti organici vengono frazionati in funzione della latitudine.I composti troppo volatili sono poco soggetti a fenomeni di deposizione, mentre quelli poco volatili tendono a depositarsi in prossimità delle zone di utilizzo.Essi quindi condensano a differenti temperature a seconda della loro volatilità; questo susseguirsi di fenomeni di distillazione e condensazione sembrerebbe particolarmente efficace per il trasporto a lunga distanza dei composti a volatilità intermedia, in quanto hanno una volatilità sufficientemente alta per evaporare dalle zone di utilizzo alle medie latitudini, ma abbastanza bassa da determinare un aumento apprezzabile della loro deposizione e ripartizione nei comparti ambientali nelle zone fredde.
L'INQUINAMENTO DI ORIGINE ATMOSFERICA E' QUINDI LA SORGENTE PRIMARIA DI CONTAMINAZIONE DELLE AREE REMOTE, definite come luoghi non soggetti a sorgenti proprie di inquinamento.
Le regioni che solitamente vengono considerate come REMOTE FREDDE sono i Poli, cioè l'Artide e l'Antartide,.La catena Himalayana, per ciò che concerne le condizioni ambientali e climatiche, assomiglia molto ai Poli: infatti è una zona sempre fredda e ricoperta da nevi perenni e ghiaccio al disopra dei 5000 metri di altitudine.
In base alla latitudine, invece, l'Himalaya risulta molto più simile alle aree più abitate.
martedì 24 febbraio 2009
LE SOSTANZE IN DISPERSIONE COLLOIDALE
Sono quelle formate da particelle aveni dimensioni comprese tra quele delle molecole e ioni delle comuni soluzioni e quelle delle particele dei materiali in sospensione; all'incirca tra 0,1 micron e 0,001 micron.
La loro natura può essere organica ( es. acidi umici) o inorganica (es.silice colloidale).
La loro natura può essere organica ( es. acidi umici) o inorganica (es.silice colloidale).
MATERIALI SOSPESI
Sono quelli che non si disciolgono in acqua e che possono essere allontanati o separati per filtrazione.
Essi possono essere solidi,per esempio detriti minerali e vegetali, o liquidi, per esempio globuli oleosi.In entrambi i casi la grandezza delle loro particelle è maggiore do 0,1 micron.
Il contenuto di sostanze solide sospese, che danno all'acqua ua torbidità più o meno elevata, è maggiore nelle acque superficiali che non in quelle sotterranee, di sorgente o di pozzo, per via dell'azione filtrante svolta dal terreno;e fra queste più abbondante nelle acque correnti a corso rapido (torrenti, corsi d'acqua in periodi di piena) rispetto a quelle stagnanti o a corso lento, in quanto in quest'ultime la maggior parte dei corpuscoli sospesi hanno tempo di sedimentare.
Essi possono essere solidi,per esempio detriti minerali e vegetali, o liquidi, per esempio globuli oleosi.In entrambi i casi la grandezza delle loro particelle è maggiore do 0,1 micron.
Il contenuto di sostanze solide sospese, che danno all'acqua ua torbidità più o meno elevata, è maggiore nelle acque superficiali che non in quelle sotterranee, di sorgente o di pozzo, per via dell'azione filtrante svolta dal terreno;e fra queste più abbondante nelle acque correnti a corso rapido (torrenti, corsi d'acqua in periodi di piena) rispetto a quelle stagnanti o a corso lento, in quanto in quest'ultime la maggior parte dei corpuscoli sospesi hanno tempo di sedimentare.
mercoledì 18 febbraio 2009
SOSTANZE CONTENUTE NELLE ACQUE NATURALI
Ogni acqua naturale contiene diverse sostanze in quantità e qualità variabili, in relazione aco "la storia" dell'acqua stessa, cioè il ciclo idrologico.
Evaporando dalla superficie terrestre sotto l'azione del calore fornito dal , le acque dei mar, dei fiumi, dei laghi ecc. si liberano dai sali e dagli altri minerali in esse contentuti.
Quando l'umidità atmosferica condensa e cade come pioggia, vengono disciolti i gas dell'atmosfera, cioè essenzialmente ossigeno ed anidride carbonica.
Negli strati bassi dell'atmosfera la pioggia incontra poui pulviscolo, fuliggine, batteri e spore di organismio microscopici, n modo che l'acqua piovana, al momento in cui raggiunge la superficie terrestre, contiene già un discreto numero di sostanze disciolte o sospese.
Infiltrandosi nel terreno, l'acqua meteorica dissolve diverse sostanze e a sua volta si spoglia dei materiali in sospensione per l'azione filtrante del terreno stesso.
Ecco che ritornando nuovamente al suolo, sotto forma di pioggia o di neve, l'acqua forma i torrenti ed i fiumi in superficie, oppure penetra nel terreno per riemergere in punti diversi sotto forma di torrenti.
La presenza di gas disciolti nelle acque piovane aumenta notevolmente il potere solvente delle acque.In effetti la prresenza di ossigeno ari a circa 10 ppm A 10-20°C e anidride carbonica libera le conferiscono una cvapacità aggressiva tale da poter disciogliere le sostanze minerali sulla superficie terrestre su cui scorrono.
In particolare l'anidride carbonica provoca la solubilizzazione dal CaCO3 dellle rocce calcaree ed agisce in modo analogo sulle rocce a base di magnesite MgC03, dolomite MgCO3.CaCO3, ed altri carbonati.
Questi carbonati poco solubili, che vengono aggrediti dall'acido carbonico contenuto ell'acqua, vengono trasformati nei corrispondenti bicarbonati, più solubili.
Talvolta l'azione delle acque acide per acido carbonico è così energica da alterare la natura del terreno.
Esempio tipico è la decalcificazione pressochè totale dei terreni calcarei, a seguito della quale non imangono in superficie che ossidi di ferro indisciolti(fertilizzazione).
Otre a ciò, lìaione abrasiva dell'acqua porta al distaccodei minerali insolubili di minute paricelle che rimangono per un tempo più o meno lungo in sospensione nel liquido.
La presenza di ossigeno disciolto è causa di reazioni di ossidoriduzione aventi grande influenza sul PH.
Le sostanze cotenute nelle acque naturali, presenti in quantità più o meno elevate, non tutte nocive ma alcune indispensabili alla vita vegetale ed animale, si possono dividere in tre categorie:
-SOSTANZE DISCIOLTE
-SOSTANZE IN SOSPENSIONE COLLOIDALE
-MATERIALI SOSPESI
Evaporando dalla superficie terrestre sotto l'azione del calore fornito dal , le acque dei mar, dei fiumi, dei laghi ecc. si liberano dai sali e dagli altri minerali in esse contentuti.
Quando l'umidità atmosferica condensa e cade come pioggia, vengono disciolti i gas dell'atmosfera, cioè essenzialmente ossigeno ed anidride carbonica.
Negli strati bassi dell'atmosfera la pioggia incontra poui pulviscolo, fuliggine, batteri e spore di organismio microscopici, n modo che l'acqua piovana, al momento in cui raggiunge la superficie terrestre, contiene già un discreto numero di sostanze disciolte o sospese.
Infiltrandosi nel terreno, l'acqua meteorica dissolve diverse sostanze e a sua volta si spoglia dei materiali in sospensione per l'azione filtrante del terreno stesso.
Ecco che ritornando nuovamente al suolo, sotto forma di pioggia o di neve, l'acqua forma i torrenti ed i fiumi in superficie, oppure penetra nel terreno per riemergere in punti diversi sotto forma di torrenti.
La presenza di gas disciolti nelle acque piovane aumenta notevolmente il potere solvente delle acque.In effetti la prresenza di ossigeno ari a circa 10 ppm A 10-20°C e anidride carbonica libera le conferiscono una cvapacità aggressiva tale da poter disciogliere le sostanze minerali sulla superficie terrestre su cui scorrono.
In particolare l'anidride carbonica provoca la solubilizzazione dal CaCO3 dellle rocce calcaree ed agisce in modo analogo sulle rocce a base di magnesite MgC03, dolomite MgCO3.CaCO3, ed altri carbonati.
Questi carbonati poco solubili, che vengono aggrediti dall'acido carbonico contenuto ell'acqua, vengono trasformati nei corrispondenti bicarbonati, più solubili.
Talvolta l'azione delle acque acide per acido carbonico è così energica da alterare la natura del terreno.
Esempio tipico è la decalcificazione pressochè totale dei terreni calcarei, a seguito della quale non imangono in superficie che ossidi di ferro indisciolti(fertilizzazione).
Otre a ciò, lìaione abrasiva dell'acqua porta al distaccodei minerali insolubili di minute paricelle che rimangono per un tempo più o meno lungo in sospensione nel liquido.
La presenza di ossigeno disciolto è causa di reazioni di ossidoriduzione aventi grande influenza sul PH.
Le sostanze cotenute nelle acque naturali, presenti in quantità più o meno elevate, non tutte nocive ma alcune indispensabili alla vita vegetale ed animale, si possono dividere in tre categorie:
-SOSTANZE DISCIOLTE
-SOSTANZE IN SOSPENSIONE COLLOIDALE
-MATERIALI SOSPESI
sabato 15 novembre 2008
L'ADDOLCIMENTO DELL'ACQUA QUESTO SCONOSCIUTO
L'addolcimento dell'acqua o decalcificazione consiste nella trasformazione di tutti i sali di calcio e di magnesio contenuti nell'acqua in sali di sodio, mediante un passaggio su di una resina cationica forte in forma sodica.
Questa fissa il calcio ed il magnesio liberando in cambio sodio.
L'acqua si considera addolcita quando in uscita dalle resine mantiene una durezza residua di 0,1 gradi francesi (1 ppm di Ca Co3).
L'alcalinità dell'acqua rimane invariata in quanto i bicarbonati di calcio e di magnesio vengonotrasformati in bicarbonato di sodio.
Quando la resina è esaurita, cioè quando non può più scambiare sodio (Na+) con calcio (Ca++) in maniera soddisfacente, si procederà alla rigenerazione tramite un passaggio sulle resine di una soluzione concentrata di sale (cloruro di sodio NaCl).
La rigenerazione èpossibile grazie alla concentrazione della salamoia che, avendo un'alta concentrazione di Na+, riesce a spostare Ca++ e Mg++ che andranno allo scarico sotto forma di CaCl2 e MgCl2, cloruro di calcio e di magnesio.
La capacità di scambio di una resina cationica forte in ciclo sodico è in relazione al livello rigenerativo del cloruro di sodio (al 100%) per litro di resina.
Il rapporto dei solidi disciolti e il livello rigenerativo influenza la fuga di durezza.
Quindi nel determinare il dimensionamento di un impianto, occorre tener presente i suddetti rapporti , onde ridurre al minimo la fuga di durezza, se necessario.
Questa fissa il calcio ed il magnesio liberando in cambio sodio.
L'acqua si considera addolcita quando in uscita dalle resine mantiene una durezza residua di 0,1 gradi francesi (1 ppm di Ca Co3).
L'alcalinità dell'acqua rimane invariata in quanto i bicarbonati di calcio e di magnesio vengonotrasformati in bicarbonato di sodio.
Quando la resina è esaurita, cioè quando non può più scambiare sodio (Na+) con calcio (Ca++) in maniera soddisfacente, si procederà alla rigenerazione tramite un passaggio sulle resine di una soluzione concentrata di sale (cloruro di sodio NaCl).
La rigenerazione èpossibile grazie alla concentrazione della salamoia che, avendo un'alta concentrazione di Na+, riesce a spostare Ca++ e Mg++ che andranno allo scarico sotto forma di CaCl2 e MgCl2, cloruro di calcio e di magnesio.
La capacità di scambio di una resina cationica forte in ciclo sodico è in relazione al livello rigenerativo del cloruro di sodio (al 100%) per litro di resina.
Il rapporto dei solidi disciolti e il livello rigenerativo influenza la fuga di durezza.
Quindi nel determinare il dimensionamento di un impianto, occorre tener presente i suddetti rapporti , onde ridurre al minimo la fuga di durezza, se necessario.
venerdì 31 ottobre 2008
LA CHIMICA DELLE RESINE SCAMBIATRICI DI IONI QUESTA SCONOSCIUTA
TRASFERITO SU:http://accaeelleesse.blogspot.com/2013/05/la-chimica-delle-resine-scambiatrici-di.html
DA ROBERTO BENASSAI IL 31/05/2013
DA ROBERTO BENASSAI IL 31/05/2013
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martedì 28 ottobre 2008
LE RESINE A SCAMBIO IONICO QUESTE SCONOSCIUTE
TRASFERITO IN :
http://accaeelleesse.blogspot.com/2013/02/le-resine-scambio-ionico-queste.html
DA BENASSAI ROBERTO IL 23/02/2023
http://accaeelleesse.blogspot.com/2013/02/le-resine-scambio-ionico-queste.html
DA BENASSAI ROBERTO IL 23/02/2023
domenica 19 ottobre 2008
ANALISI MICROBIOLOGICA QUESTA SCONOSCIUTA
Tutte le acque di superficie sono complesse comunità di organismi viventi capaci di produrre operazioni di sintesi,modificare il PH e l'aspetto dell'acqua, tanto che è spesso possibile valutare le forme biologiche dalle variazioni chimiche ambientali e,viceversa, le condizioni chimiche delle forme biologiche.
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.).
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.).
venerdì 10 ottobre 2008
LA CONTAMINAZIONE DA PESTICIDI NELLE ACQUE SUPERFICIALI:L'APPROCCIO EUROPEO
ESTRATTO DA RICERCA DELL'ISTITUTO DI CHIMICA AGRARIA ED AMBIENTALE, UNIVERSITA' CATTOLICA DEL SACRO CUORE DI PIACENZA. ANNO 2005
PROF: ETTORE CAPRI.
TITOLO:
In europa è stato sviluppato di recente un nuovo approccio per la valutazione delle contaminazioni delle acque superficiali da pesticidi basato sul calcolo della deriva, del drenaggio e dello scorrimento superficiale.Questo nuovopacchetto di strumenti di calcolo potrà rivoluzionare le attuali conoscenze e i metodi per la gestione, la prevenzione e il controllo delle potenziali contaminazioni dei corpi idrici da pesticidi.
PROF: ETTORE CAPRI.
TITOLO:
In europa è stato sviluppato di recente un nuovo approccio per la valutazione delle contaminazioni delle acque superficiali da pesticidi basato sul calcolo della deriva, del drenaggio e dello scorrimento superficiale.Questo nuovopacchetto di strumenti di calcolo potrà rivoluzionare le attuali conoscenze e i metodi per la gestione, la prevenzione e il controllo delle potenziali contaminazioni dei corpi idrici da pesticidi.
domenica 5 ottobre 2008
MEMBRANE OSMOTICHE QUESTE SCONOSCIUTE
Accanto ai suoi notevoli pregi, l'osmosi inversa presenta anche una serie di problemi,legati soprattutto al cosiddetto FOULING, nonchè alla durata delle membrane. Per FOULING si intende lo sporcamento delle membrane, dovuto alle sostanze in sospensione presenti nell'acqua da depurare anche solo in tracce, a microorganismi, a sostanze oleose o grasse, nonchè alla precipitazione dei sali contenuti nell'acqua(in primo luogo solfato di calcio e carbonato di calcio.
Inoltre le membrane sono soggette ad un deterioramento accelerato in presenza di sostanze ossidanti, come il cloro.
Per questa ragione l'acqua da depurare deve essere perfettamente limpida e priva di sostanze che possono sporcare o danneggiare le membrane.Se necessario l'acqua deve subire un pretrattamento tale da permettere di alimentare le membrane con acqua molto pulita.
In tutti i casi in cui è necessaria una clorazione, o in cui l'acqua di cui si dispone è clorata. è indispensabile ricorrere ad una declorazione, ad esempio su carbone attivo.
Anche se si dispone di acqua perfettamente pulita, o ritenuta tale, è sempre meglio proteggere le membrane inserendo un filtro a cartuccia a monte dell'impianto di osmosi:se l'acqua è veramente pulita il filtro a cartuccia non si sporca, se invece l'acqua contiene sostanze in sospensione,anche solo in determinati momenti, queste vengono rimosse dal filtro a cartuccia.Quandole perdite di carico del filtro a caruccia superano il valore indicato dal costruttore, le cartucce risultano sporche, e quindi da lavare o da sostituire.
Durante il processo di depurazione,l'acqua depurata esce da una parte (PERMEATO), mentre l'acqua che rimane dall'altra parte della membrana si concentra (REIETTO).
Se tale concentrazione viene spinta oltre il limite di solubilità di una delle sostanze che essa contiene, questa precipita sulla membrana bloccandone i pori.
Ciò avviene soprattutto con il carbonato di calcio e il solfato di calcio.Per combattere questo fenomeno in acque ad elevata salinità si ricorre normalmente ad un condizionamento dell'acqua da trattare, mediante appositi prodotti sequestranti del calcio e del magnesio,che tendono a mantenere in soluzioni questi sali, analogamente di quanto si fa nei circuiti di raffreddamento.
La prima generazione di membrane utilizzabile per grandi impianti era a base di acetato di cellulosa.Tali membrane erano caratterizzate da una bassa resistenza al cloro, una resistenza alla temperatura limitata al massimo a 35° C, un basso coefficiente di reiezione, una resa in permeato limitata, un campo di PH piuttosto ristretto.
Negli anni settanta vennero introdotte la seconda generazione di membrane, in poliammide aromatica, ed i permeatori costruiti con una miriade di fibre cave,agenti da membrana.
Tali membrane erano molto vulnerabili al cloro, avevano una limitata resistenza alla temperatura e una bassa resa di permeato,ma erano caratterizzate da elevati coefficienti di reiezione e da una buona stabilità in un vasto campo di PH.Per quanto riguarda i permeatori a fibre cave, il cui rendimento era in un certo semso soddisfacente,essi si rivelarono particolarmente vulnerabili nei confronti delle precipitazioni e del fouling, difficiliu da rimuovere.
Gli anni ottanta videro infine l'affermazione di una terza generazione di membrane, costituite da un robusto supporto di tessuto non tessuto di poliestere, ricoperto da uno strato intermedio di polisulfone microporoso e da una membrana sottilissima e molto resistente.
Queste ultime membrane composite sono molto resistenti al fouling, sono stabili in un campo di PH da 2 a 11, resistono a pressioni elevate, a temperature fino a 45°C ed hanno un rendimento
eccellente sia come reiezione dei sali sia come recupero di permeato.
Quando le membrane diventano inservibili, è possibile sostituire, le sole membrane, recuperando il contenitore(mentre le membrane a fibra cava rendevano necessaria lasostituzione del modulo completo.)
Inoltre le membrane sono soggette ad un deterioramento accelerato in presenza di sostanze ossidanti, come il cloro.
Per questa ragione l'acqua da depurare deve essere perfettamente limpida e priva di sostanze che possono sporcare o danneggiare le membrane.Se necessario l'acqua deve subire un pretrattamento tale da permettere di alimentare le membrane con acqua molto pulita.
In tutti i casi in cui è necessaria una clorazione, o in cui l'acqua di cui si dispone è clorata. è indispensabile ricorrere ad una declorazione, ad esempio su carbone attivo.
Anche se si dispone di acqua perfettamente pulita, o ritenuta tale, è sempre meglio proteggere le membrane inserendo un filtro a cartuccia a monte dell'impianto di osmosi:se l'acqua è veramente pulita il filtro a cartuccia non si sporca, se invece l'acqua contiene sostanze in sospensione,anche solo in determinati momenti, queste vengono rimosse dal filtro a cartuccia.Quandole perdite di carico del filtro a caruccia superano il valore indicato dal costruttore, le cartucce risultano sporche, e quindi da lavare o da sostituire.
Durante il processo di depurazione,l'acqua depurata esce da una parte (PERMEATO), mentre l'acqua che rimane dall'altra parte della membrana si concentra (REIETTO).
Se tale concentrazione viene spinta oltre il limite di solubilità di una delle sostanze che essa contiene, questa precipita sulla membrana bloccandone i pori.
Ciò avviene soprattutto con il carbonato di calcio e il solfato di calcio.Per combattere questo fenomeno in acque ad elevata salinità si ricorre normalmente ad un condizionamento dell'acqua da trattare, mediante appositi prodotti sequestranti del calcio e del magnesio,che tendono a mantenere in soluzioni questi sali, analogamente di quanto si fa nei circuiti di raffreddamento.
La prima generazione di membrane utilizzabile per grandi impianti era a base di acetato di cellulosa.Tali membrane erano caratterizzate da una bassa resistenza al cloro, una resistenza alla temperatura limitata al massimo a 35° C, un basso coefficiente di reiezione, una resa in permeato limitata, un campo di PH piuttosto ristretto.
Negli anni settanta vennero introdotte la seconda generazione di membrane, in poliammide aromatica, ed i permeatori costruiti con una miriade di fibre cave,agenti da membrana.
Tali membrane erano molto vulnerabili al cloro, avevano una limitata resistenza alla temperatura e una bassa resa di permeato,ma erano caratterizzate da elevati coefficienti di reiezione e da una buona stabilità in un vasto campo di PH.Per quanto riguarda i permeatori a fibre cave, il cui rendimento era in un certo semso soddisfacente,essi si rivelarono particolarmente vulnerabili nei confronti delle precipitazioni e del fouling, difficiliu da rimuovere.
Gli anni ottanta videro infine l'affermazione di una terza generazione di membrane, costituite da un robusto supporto di tessuto non tessuto di poliestere, ricoperto da uno strato intermedio di polisulfone microporoso e da una membrana sottilissima e molto resistente.
Queste ultime membrane composite sono molto resistenti al fouling, sono stabili in un campo di PH da 2 a 11, resistono a pressioni elevate, a temperature fino a 45°C ed hanno un rendimento
eccellente sia come reiezione dei sali sia come recupero di permeato.
Quando le membrane diventano inservibili, è possibile sostituire, le sole membrane, recuperando il contenitore(mentre le membrane a fibra cava rendevano necessaria lasostituzione del modulo completo.)
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