Lacqua un alimento importantissimo della dieta di ogni

L’acqua è un alimento importantissimo della dieta di ogni genere vivente. Nessun organismo potrebbe sopravvivere senza assunzione continuativa di acqua Le funzioni dell’acqua nell’attività fisiologica dell’uomo sono principalmente due: l’assunzione di sostanze minerali e l’espulsione di sostanze indesiderate Gli ioni disciolti nell'acqua sono importanti per le cellule che svolgono funzioni varie perché sono immerse in soluzioni saline a concentrazione costante; i sali assunti con l'acqua contribuiscono a mantenerle nel giusto equilibrio Università del Piemonte Orientale – Facoltà di Scienze – anno accademico 2006 -2007

L’acqua come alimento L'acqua potabile è una soluzione di ioni (ione calcio, ione sodio, ione bicarbonato ecc. . ) in concentrazione ottimale. Per questo motivo, essa è una componente essenziale della nostra dieta Acqua distillata, acqua piovana, acqua di fusione delle nevi sono da considerare non potabili perché prive di sali disciolti: non danno nutrimento Per questo motivo il bere acqua potabile con caratteristiche sanitarie controllate è particolarmente importante, anche in considerazione del volume assunto giornalmente

Categorie di acqua ad uso umano Sotto la dizione "acque ad uso umano" vengono raggruppate tutte le tipologie di acque che, secondo l'attuale normativa, sono distinte in: • acque potabili di sorgente minerali-naturali termali Questa distinzione ha una fortissima connotazione economica, in quanto il costo delle acque, per motivi vari, è molto diverso. L'acqua erogata dalla rete pubblica costa mediamente 1, 5 lire al litro, contro le 500 lire al litro – in media - dell'acqua in bottiglia: circa 300 volte di più!

Acque potabili Per acque potabili si intendono principalmente le acque distribuite tramite pubblici acquedotti, ma anche in cisterne, in bottiglie e altri contenitori, impiegate per usi domestici, nelle industrie alimentari e nella preparazione dei cibi e bevande Le fonti di approvvigionamento possono essere diverse: si possono usare sia acque sotterranee che superficiali anche salmastre, se opportunamente trattate Con l’introduzione del D. L. n. 31/2001, integrato dal D. L. n. 27/2002 (in attuazione della direttiva CE n. 83/1998) è consentita la commercializzazione anche per l'acqua destinata al consumo umano, ovvero quella potabile o di rubinetto, ovviamente in osservanza alle norme stabilite per l’imbottigliamento, i trattamenti chimico-fisici autorizzati e i parametri analitici del prodotto

Potabilità delle acque potabili Le acque potabili in natura sono piuttosto rare, soprattutto per la contaminazione microbiologica. Solo le sorgenti di montagna, localizzate in aree dove siano assenti insediamenti umani, possono offrire buone garanzie di sicurezza; tuttavia già la presenza di animali selvatici può indurre fenomeni di contaminazione delle acque, sia microbiologica (coliformi fecali), sia chimica (sali di ammonio) È quindi sconsigliabile bere acqua non controllata perché requisiti come la limpidezza, la freschezza e l'isolamento della zona non valgono per garantire l'assenza di rischio. Anche l'acqua di pozzi profondi, che dovrebbe essere meglio protetta dall'inquinamento, non offre sempre garanzia di purezza perchè sono possibili fenomeni di inquinamento delle falde, perciò è opportuno controllarla periodicamente e all'occorrenza ricorrere a trattamenti di potabilizzazione

Disinfezione delle acque potabili Nella maggior parte degli acquedotti le acque sono sottoposte a disinfezione. Ad eccezione del trattamento con raggi ultravioletti, la disinfezione comporta sempre il contatto con sostanze chimiche lasciano tracce e alterazioni dell'acqua; i composti del cloro, comunemente impiegati per tale scopo, possono determinare la formazione di derivati organoalogenati, sostanze dotate di una tossicità più o meno elevata in funzione della loro natura e quantità. Minori problemi si hanno nell’applicazione di ozono (O 3) che però ha un’azione limitata nell’ambito della linea di erogazione, e nell’utilizzo di radiazioni UV

Conseguenze della disinfezione Dai trattamenti di disinfezione si hanno due conseguenze: Le acque possono contenere sostanze indesiderate per la salute dei consumatori l Non tutte le acque di acquedotto manifestano quella gradevolezza che sarebbe necessaria per un loro impiego potabile: spesso il trattamento di disinfezione prima dell’immissione in rete modifica i caratteri organolettici (odore e sapore) l Per questi motivi le acque di acquedotto vengono talvolta sottoposte a trattamenti definiti genericamente di depurazione

Acque di sorgente Per acque di sorgente si intendono quelle disciplinate dal D. L. 4 -8 -99 n. 339. Le principali caratteristiche di queste acque sono: l l l • • non possono essere trasportate se non attraverso le tubature di adduzione allo stabilimento, e quindi sono confezionate all'origine rigorosamente sotterranea nessuna disinfezione la composizione chimica e la temperatura non devono subire variazioni significative nel tempo; i valori dei parametri organolettici (odore, sapore, ecc), di composizione e le sostanze contaminanti devono rispettare i valori limite indicati per le acque destinate al consumo umano (DPR 236/88); il contenuto di sali disciolti non può superare 1500 mg/litro; non si possono attribuire a queste acque proprietà favorevoli alla salute; nelle etichette sui contenitori, a differenza di quanto avviene per le acque minerali naturali, non è obbligatorio riportare la composizione chimica; sono acque per le quali è previsto il riconoscimento del Ministero della Salute L'attuale produzione di queste acque si aggira intorno a 50 milioni di litri/anno: rispetto a quelle minerali naturali è una produzione molto bassa

Acque minerali Per acqua minerale naturale si intende un’acqua ". . . con caratteristiche igieniche particolari e, eventualmente, proprietà favorevoli alla salute“. Ovvero può avere proprietà favorevoli alla salute ma questa non è una caratteristica fondamentale L'acqua minerale si differenzia dall‘acqua potabile soprattutto per l'assenza di qualsiasi trattamento di disinfezione. Spesso, quindi (ma non sempre) è di qualità superiore ad un'acqua potabile soprattutto nelle caratteristiche più evidenti come sapore e odore e pertanto è generalmente più gradevole L'assenza di trattamenti di disinfezione richiede una serie di precauzioni e l'uso di impianti avanzati per l'estrazione e l'imbottigliamento. Gli investimenti conseguenti sono spesso elevati: per questo un'acqua minerale ha costi tanto differenti rispetto ad altre tipologie di acque. Il surplus di investimento richiesto è però facilmente recuperato mediante un impatto pubblicitario molto convincente

Il mercato dell’acqua minerale Attualmente, il mercato delle acque minerali ha un volume di affari che si aggira sui 2500 milioni di € all’anno, grazie ad un consumo stimato in 10 -11 milioni di litri/anno. Gli Italiani ne consumano in media 172 litri procapite, l’equivalente di 70 -125 euro l'anno. Si può affermare che si tratta di un business di grande importanza, come è testimoniato dai seguenti indicatori: l molte etichette in mano alle multinazionali l grande battage pubblicitario, in particolare per le acque destinate al consumo dei neonati l creazione di un sistema che certifichi la qualità di un’acqua minerale (ADAM, corsi per degustatori nel 2002) La vastità del mercato ha implicazioni anche ambientali, visto che quasi l’ 80% delle bottiglie commercializzate sono in plastica PET e solo il 20% in vetro, scoria decisamente più nobile

Virtù delle acque minerali Indubbiamente, l’ampia scelta offerta dalle acque minerali è accattivante. Solo in Italia sono commercializzate quasi 300 marche diverse. Ognuno può trovarci quella che fa al caso proprio: • un'acqua minerale ricca di calcio è idonea per le gestanti e contro l'osteoporosi • le acque solfato-magnesiache contrastano la stipsi • le acque fluorate limitano la carie nei bambini • sono ancora da verificare le proprietà disintossicanti delle acque energizzate che, grazie al passaggio attraverso magneti, diventerebbero più vitali di quando sgorgano

Classificazione delle acque minerali L’offerta sterminata del mercato dell’acqua minerale impone un minimo di razionalizzazione. Le marche possono essere classificate in base ad alcuni parametri, secondo la legislazione vigente (D. L. n. 105 del 25 -01 -92): • • • Residuo fisso Acque minimamente mineralizzate RF < 50 mg/l Effervescenza Sono dette acque naturalmente gassate Acque oligominerali 51 mg/l < RF < 500 mg/l o effervescenti se il tenore di Contenuto di ione sodio Acque naturali, iposodiche Na 2+ >< 250 20 mg/l CO libera superiore a 250 mg/l è 2+ 2 Contenuto di ione calcio Acque calciche Ca <> RF 150< 1500 mg/l Acque minerali 501 mg/l uguale a quello sorgente Acquedella sodiche Na+2+> 200 mg/l Contenuto di ione magnesio Acque magnesiache Mg dell'eccitabilità > 50 mg/l PRO: di èsali fondamentale nel determinismo Acque ricche minerali RF > 1500 mg/l PRO: riduce la carica batterica - < 45 mg/l Contenuto di ione nitrato Nitrati NO neuro-muscolare e nella crescita delle ossa PRO: è fondamentale nel biochimismo generale PRO: è fondamentale nel determinismo 3 dell'eccitabilità PRO: un basso residuo fisso favorisce l'idratazione il funzione ricambio - e la CONTRO: sfavorevole in pediatria, facilita la HCO fermentazione e il Contenuto di ione idrogenocarbonato un valore elevato può deprimere neuro-muscolare Acque bicarbonate mg/l 3 > 600 CONTRO: un valore elevato crea ritenzione idrica PRO: nessuno liquido per il Controindicate metabolismo per coloro che sono sofferenti di neuro-muscolare e psichica. dosi elevate 2 - > 200 Contenuto di ione solfato meteorismo. CONTRO: un valore elevato può alterare la mg/l motricità Acque solfate SO 4 In generalizzata inducendo scompensi cardiocircolatori PRO: per problemi di cattiva digestione e CONTRO: ungastrica valore eccessivo èuncontroindicato nei incasi di acidità conferisce all'acqua sapore strano CONTRO: i nitrati nello stomaco si trasformano nitriti intestinale e interferire con la funzione neuro. F > 1 mg/l Contenuto di ione fluoruro Acque fluoratemalfunzionamento del fegato, genera un PRO: e per chi ha problemi di fegato o alle vie biliari, insufficienza cardiaca, cirrosi epatica, insufficienza renale poi in nitrosammine , composti che favoriscono il muscolare Acqueeffetto clorurate Cl > 200 mg/l effetto tampone. Diuretica Contenuto di ione cloruro colagogo, rilassa la muscolatura liscia la più PRO: combatte la loro carieconcentrazione dentale e l'osteoporosi cancro. La deve essere 2+ CONTRO: il gas delle acque può se problemi Contenuto di ione ferro(II) Acque ferruginose Fe >dare 1 associato mg/l CONTRO: effetto purgante, specialmente al PRO: azione equilibratrice delle attività dell'intestino, bassa possibile alte vie digestive. L' alcalizzazione può CONTRO: se eccesso provoca intossicazione magnesio. Contrasta l'assorbimento di (fluorosi calcio. )I delle vieinbiliari e del fegato PRO: indicate nelle anemie da carenza di ferro essere dannosa inelevata certe situazioni renali solfati presenti CONTRO: sconsigliate nelleinvarie forme diconcentrazione disturbi renali conferiscono un sapore sgradevoleaffetti da CONTRO: sconsigliate neiassaisoggetti e nei soggetti ipertesi gastroduodeniti

Come si legge l’etichetta 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) Nome dell'acqua minerale naturale Luogo di origine: località dove è imbottigliata Termine minimo di conservazione: è la data fino alla quale il prodotto mantiene le sue proprietà specifiche in adeguate condizioni di conservazione Lotto: indicazione ai fini della rintracciabilità Analisi chimica: riporta gli elementi caratteristici di ciascuna acqua minerale naturale, espressi in mg/litro Classificazione: è in ragione del residuo fisso Microbiologicamente pura: attesta l'assenza di germi pericolosi per la salute e indicatori di inquinamento ma non esclude la presenza di una certa flora microbica naturale e tipica a dimostrazione che l'acqua minerale naturale non è stata trattata Qualità salienti: sono riportate le proprietà favorevoli approvate dal Ministero della Salute Contenuto: indica il contenuto netto di acqua minerale naturale nel contenitore. La "e" sta ad indicare che si tratta di un volume a norma europea Codice a barre: Fornisce indicazioni leggibili per rilevatori elettronici riferibili al produttore e all'articolo venduto presso la distribuzione Dicitura ambientale: frase o disegno che invita a non disperdere il contenitore nell'ambiente dopo l'uso Indicazioni per la corretta conservazione del prodotto: consentono all'acqua minerale naturale di mantenere le sue caratteristiche originarie

Altre diciture in etichetta Le diciture possibili in etichetta, oltre a quelle relative al residuo fisso, sono le seguenti: l Indicata per la preparazione degli alimenti per neonati: acque con sali minerali e nitrati molto bassi per non interferire sulla composizione del latte in polvere. Si trovano quasi tutte nel gruppo delle acque minimamente mineralizzate l Può avere effetti lassativi: la dicitura si trova sulle acque ricchissime di sali minerali l Può avere effetti diuretici: è la scritta più frequente, ma anche quella più abusata, perchè quasi tutte le acque, comprese quelle di rubinetto, sono in qualche modo diuretiche. Alcune, le più leggere, possono essere efficaci riducendo le calcolosi renali l Microbiologicamente pura: si dice di un'acqua che contiene un numero ridotto di microrganismi, nessuno dei quali pericoloso per la salute

Acque purissime? Se dal punto di vista organolettico l'assenza di prodotti secondari della disinfezione garantisce una maggiore purezza delle acque minerali rispetto a quelle di acquedotto, dal punto di vista sanitario, paradossalmente, le acque minerali possono risultare fuori controllo. Ad esempio, per esse non è previsto un limite per il contenuto dei sali disciolti, al contrario di quanto avviene per le acque potabili e di sorgente (1500 mg/L). Esistono acque minerali che non sarebbero da considerare potabili per il loro contenuto salino, pur essendo considerate più pregiate. Acque con residuo fisso molto elevato o molto basso non dovrebbero essere impiegate in alternativa alle acque potabili se non dietro prescrizione medica, in quanto potrebbero determinare degli squilibri L’introduzione del D. M. 29 -12 -03 ha parzialmente sanato una situazione ai limiti della truffa, in cui le normative erano particolarmente severe per le acque potabili e a maglia più larga per quelle minerali, per le quali non erano previsti limiti per sostanze tossiche come l’arsenico, il cadmio, il mercurio o il piombo, il cui contenuto poteva non essere dichiarato in etichetta se non superava determinate concentrazioni

Acque buone e acque cattive In seguito ad un inquinamento da Mn nell’acqua di rubinetto di Vercelli (0. 12 mg/l) furono presi provvedimenti per abbattere il contenuto di questo metallo, in quanto il DPR n. 236/1988 prevedeva nell’acqua potabile un limite massimo di 0. 05 mg/l. Per abbattere Mn facendolo precipitare, fu necessario pompare ossigeno nell’acqua, il quale però favorisce la crescita batterica e richiede l’addizione di varechina. Così l’acqua che usciva dai rubinetti aveva un sapore cattivo e l’operazione poteva sembrare assurda, anche perchè nel frattempo i vercellesi non bevevano più l’acqua di rubinetto ma compravano acque minerali con tenore di Mn da 5 a 20 volte più alto di quello che stava nella loro acqua potabile Infatti, per l’acqua minerale il limite per Mn era 2. 0 mg/l fino al 2003; paradossalmente, se qualcuno avesse decido di imbottigliare l’acqua del Vercellese così come esce dalla falda e senza trattamenti, vendendola poi come acqua minerale, la stessa acqua sarebbe stata perfettamente regolare, anzi avrebbe magari potuto vantare in etichetta un contenuto di Mn indispensabile ai processi enzimatici… ecc.

Acque termali La legge n. 323 del 24 ottobre 2000 definisce “. . . le acque termali come le acque minerali naturali, di cui al regio decreto 28 settembre 1919 n. 1924, e successive modificazioni, utilizzate a fini terapeutici. . . ”. L'impiego delle acque termali in Italia ha una tradizione che risale a tempi antichissimi: molte acque sono conosciute a fondo nelle loro proprietà chimiche, chimico -fisiche e terapeutiche. Più complessa è invece l'identificazione dal punto di vista legislativo: molti sono gli elementi in comune con le acque minerali, di cui possono essere considerate una categoria. Entrambe le tipologie per essere riconosciute tali necessitano di: l 4 analisi microbiologiche e 4 analisi chimiche e chimico-fisiche nel corso di un anno l le medesime indagini cliniche e farmacologiche

Legislazione delle acque termali Ma non sempre la distinzione è nitida: in alcuni casi, ad esempio, quando le acque termali hanno caratteristiche di composizione tali da potere essere impiegate anche comuni acque minerali (principalmente salinità non elevata e parametri nei limiti previsti dalla normativa), possono venire regolarmente messe in commercio per tale utilizzo. Non è raro infatti osservare sulle etichette di alcune note acque minerali la dicitura Terme di. . Al fine di stabilire il regime giuridico applicabile, più che alla origine occorre far riferimento alla utilizzazione delle acque Per quanto riguarda gli aspetti microbiologici, le acque termali seguono quanto è previsto dalla normativa per le acque minerali mentre per gli aspetti chimici non si applica l'articolo 6 del Decreto 542/92 relativo alle sostanze contaminanti o indesiderabili. Questo articolo è da riferirsi, secondo il contenuto della nota del Ministero della sanità del 19. 10. 1993, esclusivamente alle acque destinate all'imbottigliamento. Il tenore di certi elementi (boro, arsenico, bario e altri) è ammesso nelle acque termali in misura superiore a quanto previsto per le acque minerali imbottigliate: il loro uso infatti, oltre ad essere molto limitato nel tempo, avviene sotto controllo medico. Occorre inoltre ricordare che talvolta è proprio la concentrazione di alcuni elementi a determinare l'attività farmacologica delle acque termali. In Toscana ad esempio sono diffuse acque termali con boro in concentrazione superiore al valore limite previsto per le acque minerali, così come è noto l'impiego delle acque termali arsenicaliferrugginose in alcuni impianti termali italiani

Composizione delle acque Le sostanze che si trovano naturalmente disciolte nell'acqua sono sali che provengono dal processo di dissoluzione dei minerali che costituiscono le rocce ed i suoli attraversati dall'acqua di origine piovana, la quale ha effetto dilavante. Il tipo di sali presenti dipende dalle rocce attraversate e dal tempo di contatto. Le rocce calcaree (cioè contenenti Ca. CO 3, come marmo, dolomite ecc. ) cedono ioni bicarbonato, calcio, magnesio; le rocce contenenti gesso (solfato di calcio biidrato, Ca. SO 4· 2 H 2 O) cedono ioni calcio e solfato; gli ioni sodio e cloruro possono invece provenire da rocce contenenti salgemma (Na. Cl) In linea di massima, quindi, la composizione delle acque alla fonte riflette quella delle rocce nelle cui vicinanze si formano i bacini

Anioni e cationi I sali sono presenti come ioni, cioè specie aventi cariche positive o negative: ione sodio Na+ ione cloruro Cl. In generale, gli ioni più comuni nelle acque sono: + + 2+ 2+ tra gli ioni positivi l Na , K , Ca , Mg 2 l Cl , SO 4 , HCO 3 tra gli ioni negativi Altri elementi presenti nelle rocce e rilasciati in acqua, tendono a formare sostanze insolubili che precipitano, es. il ferro forma Fe(OH) 3 N. B. la quantità di ioni positivi e ioni negativi in un’acqua è uguale in termini di equivalenti e quindi di cariche!

Contaminazione dell’acqua Oltre alle sostanze presenti naturalmente, è possibile che le acque contengano sostanze indesiderate derivanti da contaminazioni La contaminazione di un'acqua può avere cause naturali o, assai più spesso, derivare dall'attività umana collegata ad insediamenti urbani, industriali o agricoli-zootecnici Si possono distinguere i contaminanti in inorganici, organici e biologici

Contaminanti inorganici Possiamo distinguerli in: l metalli come cadmio, piombo, mercurio l anioni (cioè ioni negativi) quali nitrato, nitrito, fosfato l altre specie (semimetalli, sali)

Metalli Tra i metalli che possono essere presenti nelle acque sono di rilevanza tossicologica quelli comunemente noti come metalli pesanti (cadmio, cromo, piombo, mercurio, nichel, ecc. ) per i quali la contaminazione naturale è piuttosto rara. La loro origine è infatti quasi sempre antropica: scarichi industriali, attività agricole, ecc. I metalli pesanti, data la loro tossicità, hanno una soglia di concentrazione ammessa molto bassa, dell'ordine dei µgrammi per litro Sono sufficienti quantità piccolissime di metalli pesanti per rendere un'acqua non idonea all'uso potabile: es. 5 milligrammi di cadmio bastano per contaminare 1 metro cubo di acqua

Assunzione di metalli I metalli, dal punto di vista fisiologico, hanno un comportamento che si può rappresentare con una curva gaussiana: difetto ottimale eccesso

Effetti tossici dei metalli Gli effetti tossici dei metalli pesanti sono molteplici e notevoli, a causa della loro persistenza nell’ambiente: gli ioni positivi Cd 2+, Hg 2+ e Pb 2+, ad esempio, riescono a sostituire ioni essenziali in reazioni fisiologicamente importanti come il trasporto dell’ossigeno o reazioni enzimatiche I casi di contaminazione da metalli in acque sono purtroppo ampiamente noti. Solo recentemente si può citare il caso del mercurio nelle acque del porto di Priolo, nelle quali, a causa degli scarichi dagli impianti Enichem è stata riscontrata una percentuale di mercurio 20. 000 volte superiore ai limiti di legge Nel passato, il caso di Minamata è ampiamente (e tristemente) noto

Contaminazione naturale I contaminanti inorganici sono in grado di alterare le caratteristiche organolettiche (colore, odore, sapore e torbidità) dell'acqua potabile in maniera naturale. Le acque sotterranee sono per lo più povere d'ossigeno e si mantengono limpide riuscendo a tenere disciolte il ferro e il manganese nella forma ridotta (ione ferroso, Fe 2+ e manganoso, Mn 2+) anche a concentrazioni superiori ai valori limite. Un'acqua sotterranea che contiene ferro e manganese in quantità elevate quando viene portata in superficie si trasforma in breve tempo in una soluzione torbida e giallastra a causa dell’azione del’ossigeno atmosferico: Fe 2+ + O 2 Fe 3+ Mn 2+ + O 2 Mn 4+ Questi ioni formano prodotti poco solubili e provocano la precipitazione di fanghiglie colorate dal giallo-ruggine al nero. Un'acqua con queste caratteristiche è indesiderabile (sapore metallico, fenomeni di corrosione delle tubature, macchie sulla biancheria durante il lavaggio)

Materiale sospeso La presenza di materiale argilloso o di idrossidi di ferro e alluminio può provocare l’aumento della torbidità dell’acqua, un fattore che influenza frequentemente la qualità dell'acqua potabile. Queste sostanze sono usate nel processo di potabilizzazione delle acque superficiali e possono erroneamente finire nella rete acquedottistica. Talvolta fenomeni di corrosione delle tubature danno luogo ad acque rosse per presenza di idrossido di ferro

Sali • Lo ione ammonio (NH 4+) deriva principalmente delle deiezioni umane o animali; la sua presenza nelle acque, specialmente in quelle sotterranee, è dovuta in alcuni casi a cause geologiche quali ad esempio la degradazione di materiale in via di fossilizzazione (resti di piante, giacimenti di torba, ecc. ). Al contrario la sua presenza associata ad analisi microbiologiche sfavorevoli costituisce un sicuro indice di inquinamento da scarichi fognari o zootecnici • Gli ioni sodio, potassio, calcio e magnesio non sono da considerarsi contaminanti, ma possono diventarlo se presenti in quantità eccessive (es. acqua di mare!)

Anioni inorganici • Nitriti (NO 2 -) e nitrati (NO 3 -) possono essere prodotti in natura dallo ione ammonio oppure da fenomeni conseguenti all'impiego dei fertilizzanti azotati in agricoltura. Lo ione nitrato è infatti presente componente di sali molto solubili impiegati come fertilizzanti e può passare velocemente nelle acque sotterranee per dilavamento del suolo agricolo. Questi anioni sono precursori di sostanze cancerogene • Altri anioni comunemente presenti in acque contaminate sono i fosfati (PO 43 -) che hanno un’origine quasi sempre antropica, essendo contenuti nei detersivi o nei fertilizzanti PO 43 - eutrofizzazione • Cloruri (Cl-) , solfati (SO 42 -) e fluoruri (F-) sono anioni comunemente presenti nelle acque potabili in quanto derivano dal dilavamento delle rocce; la loro presenza diventa inopportuna solo a concentrazioni molto elevate

Altri contaminanti inorganici Un'altra sostanza d'origine naturale che frequentemente altera la qualità dell'acqua di possibile uso potabile è l'acido solfidrico (H 2 S), un gas facilmente riconoscibile per il caratteristico odore di uova marce Questa sostanza è ritenuta a torto un indice di scarsa qualità dell'acqua potabile: è noto da molti secoli l'impiego terapeutico delle acque sulfuree anche come bevande Tuttavia, la normativa delle acque potabili prevede che questa sostanza non sia presente nelle comuni acque potabili perchè l'odore dell'acqua è sgradevole e perchè è comunque sconsigliabile l'assunzione per lunghi periodi. L'acido solfidrico è facilmente eliminabile per ossigenazione: H 2 S + O 2 SO 42 -

Contaminanti organici Fra le sostanze che possono contaminare le acque si trovano numerosi composti organici. Si tratta di sostanze che contengono carbonio e che sono presenti in natura ma che sono anche prodotte dall'attività umana (chimica della plastica, del legno, della carta, del petrolio e derivati, dei solventi e delle vernici). Spesso si tratta di sostanze non degradabili o che impiegano tempi lunghissimi per decomporsi Si ritiene che attualmente siano alcuni milioni le sostanze organiche conosciute. Quelle effettivamente disponibili sul mercato sono circa 100. 000 di cui circa 8000 tossiche e 200 ritenute cancerogene e sospette cancerogene; solo per 2100 prodotti sono stati individuati i rispettivi valori limite di tossicità Ovviamente questi prodotti organici non sono tutti presenti contemporaneamente nell'ambiente: l'eventuale presenza in una zona è legato all'esistenza di industrie di produzione o all'utilizzo locale di singoli prodotti o classi di prodotti

Esempi di contaminanti organici Tra i contaminanti organici nelle acque ad uso umano si riscontrano più frequentemente: • Trielina, tetracloroetilene e composti organoalogenati in genere; sono prodotti in uso nelle lavanderie e in industrie metalmeccaniche, comunemente usati per lo sgrassaggio dei pezzi meccanici • Idrocarburi; sono componenti delle benzine e degli oli lubrificanti; lo sversamento di queste sostanze nel suolo può determinare gravi inquinamenti delle acque • Pesticidi, fungicidi, ecc. , prodotti utilizzati in agricoltura che possono penetrare le falde acquifere

Contaminanti dal trattamento con cloro Contaminanti organici di recente interesse sono quelli che si formano come sottoprodotti del trattamento di potabilizzazione con cloro: i cosiddetti Disinfection By-Products (DBP). Queste sostanze si generano per reazione chimica dei prodotti contenenti cloro, impiegati come disinfettanti, con sostanze organiche naturali di origine vegetale sempre presenti nelle acque a livelli bassi: • Aloformi (derivati alogenati del metano) come il cloroformio • Clorofenoli • Alogenoderivati dei nitrili • Acidi carbossilici alogenati • eccetera, eccetera

Alternative per eliminare il problema dei DBP Dal punto di vista dell’abbattimento di microorganismi (e da quello economico) il trattamento con clorazione è vantaggioso. Non è pensabile di avere acqua potabile senza un trattamento igienizzante di questa potenza Tuttavia, da un punto di vista sanitario esso può risultare inadatto, come abbiamo visto Sono perciò state proposte alternative più pulite, consistenti nell’uso combinato di luce UV (che distrugge i microorganismi) e acqua ossigenata (che distrugge i prodotti di degradazione biologica e gli agenti patogeni fino all’utente finale)

Contaminanti biologici Sono microrganismi (invisibili ad occhio nudo) che, se ingeriti, possono provocare un danno alla salute del consumatore Le malattie che possono essere trasmesse dall'acqua sono alquanto numerose e sono causate da varie specie di microrganismi (dai più grandi ai più piccoli): elminti, protozoi, miceti (funghi), batteri e virus A causa della contaminazione microbiologica, le acque potabili in natura sono sempre più rare. Solo le sorgenti di montagna, localizzate in aree dove sono assenti insediamenti umani, possono offrire buone garanzie di sicurezza; tuttavia già la presenza di animali selvatici può indurre fenomeni di contaminazione delle acque

Normative sulle acque L’acqua che beviamo ha una funzione estremamente importante. Ma quale è il quantitativo ideale degli ioni nell'acqua? Dal punto di vista legislativo esistono valori limite per molte delle sostanze che possono essere presenti nell'acqua; se uno o più composti sono rilevati in quantità superiore al valore limite, l’acqua non presenta più i requisiti di potabilità I limiti sono stabiliti tenendo conto dell'assunzione massima giornaliera su lunghi periodi, della natura del contaminante e della sua eventuale tossicità La normativa più recente sulle acque potabili è il D. L. 2 -2 -01 n. 31 che recepisce la direttiva CE 1998/83 Per le acque minerali naturali, in attuazione della direttiva CE 2003/40 è stata recentemente emanato il già citato D. M. 29 -12 -03 che aggiorna la normativa vigente e rende più severi i limiti di legge, soprattutto per quanto riguarda il contenuto di metalli

Normativa sulle acque potabili Il D. L. 31/2001 introduce nuovi parametri da misurare nell’acqua potabile, allo scopo di ricercare sostanze di provenienza industriale a rischio tossicologico quali cloruro di vinile, benzene, benzopirene, trieline o dicloroetano. Inoltre sono valutati due parametri collegati ai sistemi di potabilizzazione: epicloridina e bromati, composti che possono provenire dagli impianti di trattamento, il primo come risultato dell’utilizzo dell’ozono per la disinfezione delle acque, i secondi come residuo del trattamento in sostituzione al cloro I parametri da determinare sono circa 60, divisi in microbiologici, chimici, indicatori, di radioattività e accessori. Da notare che, con la nuova normativa, se si superano i parametri batteriologici e chimici ci sono solo sanzioni amministrative (da 10. 329 € a 61974 €), mentre per il superamento dei parametri indicatori di radioattività e accessori non è prevista alcuna sanzione

Valori limite per le acque potabili

Normativa sulle acque minerali Il D. M. 29 -12 -03 introduce limiti per alcuni parametri, in particolare per quanto riguarda i metalli, e rende più restrittivi i parametri vigenti finora. Inoltre prevede la possibilità di trattare le acque minerali naturali con aria arricchita di ozono per separare i composti di ferro, manganese, zolfo e arsenico attraverso l’ossidazione degli ioni e formazione di precipitati Dalle analisi chimiche e fisico-chimiche deve risultare la determinazione dei seguenti parametri relativi all'acqua minerale, oltre alla temperatura dell'aria al momento del prelievo: 1. temperatura alla sorgente 2. p. H dell'acqua alla sorgente 3. conducibilita' elettrica specifica a 20°C 4. residuo fisso a 180°C 5. ossidabilita' 6. anidride carbonica libera alla sorgente 7. silice 8. bicarbonati 9. cloruri 10. solfati 11. sodio 12. potassio 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. calcio magnesio ferro disciolto ione ammonio fosforo totale grado solfidrimetrico stronzio litio alluminio bromo iodio

Sostanze inorganiche indesiderate Il D. M. 29 -12 -03 stabilisce poi una serie di parametri relativi di origine naturale che non devono derivare da una contaminazione della fonte; il superamento di questi rappresentare un rischio per la salute pubblica 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Antimonio Arsenico Bario Boro Cadmio Cromo Rame Cianuro 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. Fluoruri Piombo Manganese Mercurio Nichel Nitrati Nitriti Selenio a sostanze eventuale limiti può

Sostanze organiche indesiderate Nelle acque minerali naturali non devono essere presenti le seguenti sostanze o composti derivanti dall'attivita' antropica: 1) agenti tensioattivi 2) oli minerali o idrocarburi disciolti o emulsionati 3) benzene 4) idrocarburi policiclici aromatici 5) antiparassitari 6) policlorobifenili 7) composti organoalogenati La garanzia di qualità per l'acqua minerale è data dal mancato riscontro di queste sostanze utilizzando metodi analitici che consentano livelli minimi di rendimento

Valori limite per le acque minerali

Tecniche analitiche stabilite per legge I metodi da utilizzare per la determinazione delle specie citate non sono espressamente indicati nel D. M. ; ciò significa che può essere utilizzato qualunque tecnica, purchè garantisca prestazioni analitiche sufficienti e conformi a quanto riportato negli allegati del D. M. Il testo specifica semplicemente che i metodi “…devono essere quelli che si avvalgono delle piu' moderne tecniche analitiche e che sono indicati da organismi internazionali o comunitari o nazionali…”. Inoltre si aggiunge che “…i livelli minimi di rendimento riportati saranno riesaminati alla luce di nuove metodologie analitiche e di regola ogni tre anni…” Sostanzialmente ogni laboratorio cui sia demandato il controllo sanitario delle acque minerali può scegliere il metodo analitico più idoneo, fatto salvo che abbia i requisiti minimi in termini di sensibilità, accuratezza e precisione

Confronto tra acqua potabile e acque minerali Con l’introduzione del D. M. 29 -12 -03 si sono attenuate alcune delle molte, clamorose discrepanze tra la qualità chimica richiesta per l’acqua potabile e quella richiesta per le acque minerali. I limiti per la maggior parte dei parametri sono ugualmente restrittivi per le due tipologie Restano ancora alcuni punti apparentemente inspiegabili, come per esempio il fatto che il residuo salino sia limitato nelle acque potabili e di sorgente (1500 mg/l) ma non nelle minerali

Confronto tra i limiti di legge Se consideriamo i parametri chimici (il cui superamento è sanzionato), non ci sono grosse differenze tra i limiti per le due tipologie. Il discorso cambia notevolmente se invece consideriamo i parametri indicatori, cioè quelli per il cui superamento non è previsto il sanzionamento

La qualità dell’acqua potabile Normalmente la quantità delle sostanze contaminanti nell’acqua potabile che beviamo tutti i giorni è limitata, sia perchè intervengono filtri di depurazione a carbone attivo sia perchè le sostanze che possono generarle sono a concentrazioni basse Alcune ricerche sulla purezza delle acque potabili italiane hanno dato risultati incoraggianti ma non del tutto tranquillizzanti. Greenpeace in un’indagine recente portata avanti su tutto il territorio nazionale, ha segnalato la presenza di sostanze organiche negli acquedotti. Le concentrazioni rilevate erano quasi sempre al di sotto dei limiti previsti per legge, ma è sintomatico il fatto che le sostanze siano state identificate quasi dappertutto L’indagine di Altroconsumo (maggio 2003) ha rilevato che “. . . nel complesso lo stato di salute dell’acqua degli acquedotti è accettabile (. . . ) l’acqua negli acquedotti delle città italiane è mediamente buona, potabile, ma va difesa e migliorata” In definitiva, una maggiore qualità è possibile ed è raggiungibile con trattamenti opportuni

Ricerche comparate Oltre che sull’acqua potabile, sono state fatte numerose indagini anche sulle acque minerali per valutare se il loro costo (pari a 300 -500 volte quello dell’acqua potabile) sia giustificato L’inchiesta di Altroconsumo (maggio 2003) ha portato a queste conclusioni: l l’acqua di rete è più controllata: in caso di superamento dei valori limite si interviene con dispositivi di filtrazione l le sostanze contaminanti sono quasi sempre a livelli inferiori o uguali a quelle contenute nelle acque minerali l il contenuto salino delle acque potabili è comparabile a quello delle acque minerali In definitiva, dal punto di vista sanitario la differenza di prezzo è ingiustificata! La differenza principale tra l’acqua potabile e quella minerale sembra avere a che fare con le caratteristiche organolettiche: l’acqua potabile sa di cloro, è insipida; l’acqua minerale è più pura, più buona o almeno sembra tale

Per migliorare il gusto dell’acqua potabile Ci sono alcuni utili accorgimenti che si possono utilizzare per avere un’acqua di rete gustosa come quella minerale. Ad esempio, lasciarla decantare dopo averla spillata, per eliminare i residui di cloro In alternativa, si possono applicare al rubinetto dei filtri di uso domestico, che hanno la proprietà di trattenere molte sostanze tra cui quelle responsabili del gusto di cloro (oltre che quelle potenzialmente tossiche) Questi filtri sono costituiti da una base a carbone attivo, che ha proprietà sorbenti nei confronti delle sostanze organiche. È però necessario verificare, sul lungo termine, la possibilità di formazione di sottoprodotti del cloro (cloralio, epicloridrina, ecc. ), la cui determinazione non è fattibile in maniera casalinga

Analisi delle acque ad uso umano Un'acqua può essere dichiarata idonea all'uso potabile solo quando è stata analizzata sia sotto il profilo chimico che microbiologico: nessuna altra indicazione (l'assenza di torbidità, il senso di gradevolezza, l'isolamento ambientale del corso idrico o della sorgente) costituisce un elemento sufficiente per dichiarare un'acqua buona o esente da rischi Per le acque distribuite da reti acquedottistiche, il tipo di controllo analitico e la frequenza sono dettati dalla legge. Per gli approvvigionamenti privati, stabilito che le opere di captazione siano state fatte a regola d'arte, è consigliabile eseguire un'analisi di tipo batteriologico. Se questa ha esito favorevole si può procedere ad un'analisi chimica di base per caratterizzare il tipo d'acqua che si va ad impiegare. All'occorrenza vanno ricercati specifici contaminanti in relazione alle condizioni ambientali: presenza di industrie, agricoltura ecc. Se l'esame batteriologico ha avuto esito sfavorevole o si abbandona la risorsa oppure si procede ugualmente agli esami chimici per meglio decidere sui trattamenti di potabilizzazione da eseguire

Residuo fisso I componenti principali delle acque minerali sono gli ioni Na+, K+, Ca 2+, Mg 2+, Cl-, SO 42 - e HCO -. Le acque minerali si differenziano fra loro per il diverso contenuto di 3 queste sostanze: avremo acque contenuto di sali elevato, medio e basso. Il parametro che esprime il quantitativo dei sali disciolti in un'acqua è il residuo fisso. Sulle etichette si riporta sempre il residuo fisso a 180 °C: questo valore corrisponde al solido che rimane dopo aver evaporato un litro di acqua a 180 °C Nelle acque minerali il residuo fisso costituisce un parametro importante perché permette di classificare le acque minerali e di scegliere le acque in base alle varie esigenze. La classificazione prevista dal D. L. 105/92 è la seguente: l minimamente mineralizzata: fino a 50 mg/L l oligominerale o leggermente mineralizzata: da 500 mg/L l minerale: da 500 mg/l a 1500 mg/l (denominazione non ufficiale) l ricca di sali minerali: oltre 1500 mg/L La determinazione del residuo fisso a 180 °C si effettua in modo semplice, pesando una quantità opportuna di acqua e ponendola in un contenitore tarato; la differenza di peso dopo evaporazione ed essiccamento del campione, divisa per il volume di acqua impiegato, darà il residuo fisso: RF = (pi-pevap)/Vcampione

Conducibilità elettrica I sali disciolti nell'acqua consentono il passaggio della corrente elettrica perché sono in forma ionica, cioè dotati di una o più cariche elettriche: nell'acqua sono presenti soprattutto ioni Na+, K+, Cl-, SO 42 -, ecc. Poiché si riscontra un aumento della conducibilità elettrica in modo proporzionale alla quantità delle sostanze disciolte, questo è un parametro utile per valutare, seppur in modo approssimativo, il contenuto di sali disciolti e il residuo fisso di un'acqua. L'acqua molto pura (distillata, deionizzata, ecc. ) presenta una conducibilità elettrica molto bassa (~ 1 µS/cm) La maggior parte delle acque minerali commercializzate presenta conducibilità elettrica compresa fra 100 e 700 µS/cm La misura della conducibilità si effettua con un conducimetro, uno strumento composto da due elettrodi. Siccome la conducibilità dipende dalla temperatura, la misura effettuata va corretta in modo da riferirla a 25 °C

p. H Il p. H è un modo per misurare quanto un'acqua è acida (caratteristiche dell'aceto e del limone) o basica (caratteristiche della soda); ad esempio l'aceto ha p. H ~ 4, il limone 3, mentre una soluzione di bicarbonato di sodio ~ 9. Il p. H dell'acqua distillata e priva di anidride carbonica disciolta è teoricamente 7. 00 a 25 °C. Questo valore di p. H definisce la condizione di neutralità; p. H inferiori a 7 indicano condizione di acidità, p. H superiori indicano basicità Il p. H delle acque minerali naturali è generalmente compreso tra 6. 5 e 8. 0 ma in certe acque termali si registrano anche valori inferiori a 5 per caratteristiche legate alla geologia del territorio; queste acque sono usate a scopo curativo e non sono di interesse per un comune impiego come acque da tavola. Valori fuori dall’intervallo citato sono da considerarsi nocivi Il p. H si misura in maniera semplice con uno strumento noto come p. Hmetro, costituito da un elettrodo che va immerso nel campione. Un altro modo di misura consiste nell’impiego di cartine di tornasole, il cui colore varia in funzione del p. H del campione con cui le cartine sono bagnate

Durezza La durezza è un parametro legato al contenuto di ioni bivalenti e trivalenti nell’acqua e in particolare a Ca 2+ e Mg 2+ che costituiscono la gran parte dei cationi a carica multipla. Si esprime in gradi francesi: 1 grado francese equivale per convenzione a 10 mg/L di carbonato di calcio Il termine durezza è usato per quantificare la capacità di un'acqua a causare la precipitazione di composti insolubili di calcio e magnesio dai corrispondenti saponi alcalini usati come detergenti. Il concetto di durezza esprime quindi la maggiore o minore capacità di un'acqua nel produrre schiuma quando viene addizionata di una certa quantità di sapone: la presenza di calcio e magnesio ne riduce infatti la formazione e quindi limita il potere lavante dell'acqua. Per questa ragione nelle macchine per lavaggio vengono impiegati sistemi di addolcimento per portare l'acqua a valori di durezza non superiori a 5 -10 °F, al sopra dei quali potrebbero avere problemi dovuti alla formazione di calcare (Ca. CO 3) che genera incrostazioni e patine piuttosto resistenti

Scala di durezza Vi sono diverse scale di classificazione della durezza delle acque; fra queste si può riportare la seguente: l leggere o dolci: durezza inferiore a 15 °F l mediamente dure: durezza compresa tra 15 e 30 °F l dure: durezza superiore a 30 °F Si tenga presente che non esiste un valore limite per la durezza né per le acque minerali, né per le acque potabili, ma un intervallo consigliato per queste ultime è compreso fra 15 e 50 °F, a dimostrazione che tutte le persone sane e di qualunque età possono bere acque con tali valori di durezza. Una durezza media o elevata potrà determinare variazione nel gusto dell'acqua, ma non problemi sanitari

Determinazione della durezza La determinazione della durezza in un’acqua può essere effettuata mediante titolazione complessometrica, utilizzando un chelante come l’acido etilendiaminotetraacetico (EDTA) che ha elevata affinità per ioni metallici come Ca 2+ e Mg 2+ (EDTAH 2)2 - + Ca 2+ (EDTA-Ca) + 2 H+ (EDTAH 2)2 - + Mg 2+ (EDTA-Mg) + 2 H+ La titolazione si effettua in presenza dell’indicatore Nero Eriocromo T (dx), un chelante meno forte dell’EDTA che in soluzione ha colore blu se in forma di acido indissociato, rosso se in forma di complesso: (Nero Erio T-H)2 - + Mg 2+ (Nero Erio T-Mg)- + H+ All’inizio si addiziona un eccesso di indicatore, in modo che tutti i cationi siano complessati: la soluzione del campione diventa rossa. Man mano che si aggiunge EDTA, questo rimpiazza il Nero Erio T fino a che tutti i cationi disponibili sono complessati dall’EDTA. A quel punto la soluzione vira al blu perchè il Nero Erio T è presente soltanto in forma di acido (l’equilibrio sopra citato si sposta a sx)

Espressione dei risultati La durezza è determinabile anche mediante tecniche strumentali di analisi elementare, come la spettrofotometria di assorbimento atomico o di emissione atomica. Determinando singolarmente la concentrazione di Ca 2+ e Mg 2+ nell’acqua, è possibile risalire al valore di durezza con la formula: Durezza (°F) = ([Ca 2+] x 2. 5 + [Mg 2+] x 4. 0)/10 Le concentrazioni di Ca 2+ e Mg 2+ sono espresse in mg/l. Il fattore analitico 2. 5 rappresenta la conversione in massa da Ca 2+ a Ca. CO 3 mentre il fattore 4. 0 tiene conto anche della conversione da Mg 2+ a Ca 2+

Determinazione elementare La determinazione dei parametri elementari può essere effettuata con diverse tecniche. Essendo numerosi i parametri da determinare, sono ovviamente preferibili le tecniche multielementari. Tra quelle che soddisfano i già citati requisiti analitici ci sono sicuramente: tecniche di spettroscopia atomica (assorbimento atomico, emissione atomica con plasma, spettrometria di massa con plasma) l voltammetria di stripping anodico l cromatografia ionica l

Determinazione di metalli con ICP-MS Tra le tecniche spettroscopiche per la determinazione degli elementi in tracce, particolarmente utile è la spettrometria di massa con plasma induttivamente accoppiato (ICP-MS), una tecnica che presenta limiti di rivelabilità dell’ordine di ng/l e quindi è idonea per l’analisi delle acque in cui molti elementi sono presenti in tracce o ultratracce. Gli elementi determinabili con ICP-MS sono praticamente tutti quelli citati nelle tabelle di legge

Determinazione di metalli con IC La cromatografia ionica permette di separare e quantificare ioni in soluzione. Nell’analisi dell’acqua potabile è impiegata per determinare cationi alcalini (Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+), alcalino-terrosi (Mg 2+, Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+) e ione ammonio (NH 4+). La determinazione si effettua con rivelazione conducimetrica

Per la determinazione di metalli di transizione (Fe 2+, Co 2+, Ni 2+, Cu 2+, Zn 2+) e metalli pesanti (Pb 2+, Cd 2+) è necessario un altro tipo di rivelatore; normalmente si utilizza una reazione di derivatizzazione post-colonna con un legante e rivelazione spettrofotometrica a 530 nm

Determinazione di anioni inorganici La determinazione degli anioni inorganici nell’acqua si effettua esclusivamente con la cromatografia a scambio anionico. La rivelazione è conducimetrica

Determinazione di bromato Tra le specie tenute sotto controllo nell’acqua, c’è lo ione bromato (Br. O 3 -) che può originarsi nei trattamenti di potabilizzazione. La determinazione è effettuata con la cromatografia ionica; un recente sviluppo prevede l’interfacciamento della cromatografia con la spettrometria di massa

La

Determinazione di specie organiche Le specie organiche eventualmente presenti nell’acquq sono determinate con tecniche separative come la gascromatografia-gas massa, tecnica che ha la sensibilità sufficiente e capacità ricognitiva eccellente