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Acqua sicura

L'acqua microbiologicamente pura è una delle necessità assolute di ogni essere vivente. L'acqua presa e bevuta direttamente dalla sorgente infatti può contenere virus, batteri, muffe e protozoi che possono scatenare vere e proprie epidemie di tifo, colera, dissenteria e gastroenterite come la storia ci ha insegnato. Tra i vari agenti chimici impiegati per la disinfezione delle acque il cloro molecolare (Cl2) e i prodotti da esso derivati (biossido di cloro (ClO2), ipoclorito di sodio (NaClO) e clorammine) contribuiscono notevolmente a dare la certezza della sterilizzazione delle acque. Storicamente uno dei primi impieghi del cloro per la disinfezione delle acque ad uso potabile e non, è quello compiuto da John Snow nel 1850, quando tentò di bonificare l'acquedotto di Londra durante un'epidemia di colera. Nel 1897 Sims Woodhead usò per gli stessi scopi l'ipoclorito di sodio per limitare la diffusione dell'epidemia di febbre tifoide dilagante a Maidston, nel Kent. Dal Regno Unito il processo di clorazione delle acque ad uso potabile si diffuse rapidamente nel resto d'Europa e negli Stati Uniti dove ben presto contribuì praticamente a fermare la diffusione di malattie come tifo, colera, dissenterie, gastroenteriti, shigellosi, salmonellosi, epatiti e molte altre. Ciò nonostante si stima che a tutt'oggi l'80% delle malattie che affliggono i Paesi in via di sviluppo siano causate dall'utilizzo di acqua non potabile. Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) per questo motivo muoiono nel mondo ogni giorno migliaia di persone. Il cloro e i suoi derivati svolgono la loro azione disinfettante in due modi, ovvero come ossidanti energici degradano tutti i residui di molecole organiche eventualmente presenti e non solo, anche sostanze inorganiche che conferiscono proprietà organolettiche negative all'acqua, come l'idrogeno solforato (H2S) e i composti azotati tra cui l'ammoniaca (NH3). In particolare, il cloro e l'ipoclorito di sodio poi agiscono in secondo luogo mediante rilascio di acido ipocloroso (HClO) che si forma secondo la reazione:

Cl2 + H2O >> HClO + HCl

L'acido ipocloroso, essendo simile per dimensione molecolare e struttura all'acqua, può facilmente attraversare la membrana cellulare microbica; una volta all'interno della cellula i suoi bersagli sono alcuni enzimi del metabolismo energetico microbico. Il risultato è che l'azione del cloro sui batteri è potente, letale, rapida senza che vi sia la possibilità di alcuna resistenza microbica.

I vantaggi associati all'uso del cloro e dei suoi derivati nella disinfezione delle acque sta nel fatto che l'applicazione è relativamente semplice, si tratta di agenti chimici relativamente poco costosi ed efficaci a basse concentrazioni con un elevatissimo potere biocida (con questo termine si intende la capacità di uccidere i microrganismi). Sono note altre tecniche che possono essere impiegate per la disinfezione delle acque, ovvero ozono, radiazioni ultraviolette, ultrafiltrazione e altri; rispetto a quelli appena elencati però la clorazione fa sì che si conservi nell'acqua trattata un potere antisettico residuo tanto da assicurarne la sterilità durante la permanenza nella rete di distribuzione sino al momento della sua erogazione quando si apre il rubinetto; la persistenza dell'azione biocida è una caratteristica peculiare del cloro e dei suoi derivati; l'azione di altri disinfettanti invece è solo temporanea e non garantisce la qualità dell'acqua trattata che circola nella rete di distribuzione. Per questo motivo il sistema di potabilizzazione delle acque mediante clorazione si è affermato in buona parte del mondo in quanto è l'unico che assicura che l'acqua trattata rimanga sterile anche durante il periodo che intercorre tra il momento della disinfezione e quello dell'erogazione. Questa prerogativa è particolarmente importante in molti sistemi distributivi, specialmente nelle grandi città e in quelle in cui la rete idrica veicola l'acqua da sorgenti poste a notevole distanza.

Oltre che per le proprietà disinfettanti utilizzate per la potabilizzazione dell'acqua, il cloro è prezioso anche per il trattamento delle acque reflue industriali, prevenendovi la crescita di alghe e microrganismi nei tubi e nei serbatoi di stoccaggio.

Potenziali svantaggi nell'impiego del cloro molecolare stanno nel fatto che può reagire con molecole organiche per generare prodotti clorurati tossici e che non è molto efficace contro alcuni microrganismi come Cryptosporidium e Giardia, due protozoi agenti rispettivamente della criptosporidiosi e della giardiasi, due gravi malattie che colpiscono l'apparato gastrointestinale, per evitare la diffusione delle quali si richiedono trattamenti addizionali delle acque oltre alla clorazione. Per questo al cloro molecolare si preferisce usare il biossido di cloro (ClO2), un composto liberamente solubile in acqua, dove fornisce soluzioni stabili nel tempo, sicure e facili da manipolare, un disinfettante ad ampio spettro d'azione in grado di svolgere la propria azione biocida senza dare reazioni di clorurazione diretta con le molecole organiche, evitando così la formazione di composti clorurati tossici, né reagire con composti azotati, non reagendo in particolare con l'ammoniaca a formare clorammine tossiche per pesci e altri organismi acquatici; infine il biossido di cloro in presenza di fenoli non produce clorofenoli ma semplici prodotti di ossidazione degli stessi, di bassa o nessuna tossicità. Quanto detto vale anche per il trattamento di acque destinate ad usi diversi da quello potabile come l'acqua delle piscine dove, per il particolare ambiente che si ha, l'acqua stessa diviene un veicolo potenziale di molte infezioni.