La potabilizzazione

2 ALIMENTAZIONE E CORPO UMANO >> 6. L'acqua e le bevande analcoliche

▶ La potabilizzazione

Nella nostra società il consumo pro capite di acqua potabile è molto elevato (in media 175 litri al giorno) e il rifornimento da pozzi e sorgenti di acque naturalmente potabili risulta spesso insufficiente a coprire i fabbisogni, soprattutto nelle grandi città. Sempre più frequentemente è necessario ricorrere ad acque provenienti da altre fonti, in particolare a quelle superficiali dei fiumi e dei laghi, purché esse rispondano ai requisiti essenziali previsti dalle normative europee e nazionali.

Queste acque sono spesso inquinate e prima di essere destinate al consumo umano devono essere necessariamente sottoposte a trattamenti che le potabilizzino. Tipologia e intensità dei trattamenti dipendono dal livello di inquinamento di partenza. Da questo punto di vista, le acque da potabilizzare vengono classificate in tre categorie:

A1, per le quali sono previsti un semplice trattamento fisico e la disinfezione;
A2, necessitano di un trattamento fisico, di un trattamento chimico e della disinfezione;
A3, sono le più inquinate, per esse sono necessari trattamenti fisici e chimici molto intensi, affinazione e disinfezione.

I trattamenti attuati al fine di rendere potabili le acque avvengono secondo una sequenza ben precisa, stabilita sulla base delle analisi iniziali dell’acqua da trattare. Una prima serie di trattamenti, detti di correzione, ripuliscono l’acqua dagli agenti fisici e chimici. A questi seguono i trattamenti di disinfezione che eliminano i microrganismi contaminanti.

TRATTAMENTI DI CORREZIONE

Il primo trattamento delle acque da potabilizzare prevede di lasciarle a riposo in grandi vasche affinché le particelle più solide e pesanti, da asportare, sedimentino sul fondo e quelle più leggere galleggino. Tale processo di decantazione spontanea di tipo fisico può essere facilitato mediante l’aggiunta di agenti flocculanti o coagulanti, che provocano l’aggregazione delle particelle favorendone la separazione dall’acqua attraverso il filtraggio.

Dopo questa sgrossatura iniziale, si può intervenire sulla composizione chimica dell’acqua. Per esempio, per ridurre la durezza si sfrutta il processo di addolcimento: questo avviene aggiungendo calce e soda, che rimuovono l’eccesso di calcio e magnesio, oppure attraverso delle resine particolari (usate per eliminare anche il ferro), che scambiano i propri ioni con quelli che si desidera attenuare nell’acqua, o ancora ricorrendo a demineralizzatori.

Un ulteriore trattamento di correzione consiste nella filtrazione. Essa avviene pressando l’acqua attraverso speciali filtri di sabbia disposta in strati con granelli a dimensioni decrescenti. Un’ulteriore filtrazione più profonda, che rientra nei trattamenti di affinazione, e in grado di rimuovere anche le molecole responsabili di odori e colori anomali, è quella che sfrutta la naturale elevata porosità del carbone attivo.

Carbone attivo

Activated carbon (or activated charcoal)

Sono definiti carboni attivi alcuni materiali ad alto contenuto di carbonio e con elevata porosità. Grazie a queste caratteristiche, i carboni attivi presentano un elevatissimo potere di assorbimento, che li rende eccellenti per l’eliminazione di molecole inquinanti presenti nell’aria o nell’acqua, ma anche per la deodorazione o per la depurazione di oli e succhi zuccherini. In genere i carboni attivi sono ricavati da legno e segatura o da carboni (di legno, torba o lignite), ma anche da scarti della lavorazione della carta, da gusci di frutta secca o residui animali opportunamente sgrassati.

L’addolcimento dell’acqua può essere praticato non solo su acque da potabilizzare ma anche su acque già potabili, tanto a livello domestico quanto soprattutto in ambito industriale. L’uso di addolcitori aiuta infatti a prevenire la formazione di accumuli di calcare evitando, per esempio, il danneggiamento di alcuni elettrodomestici.

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Acqua... salata!

L’acqua dolce è oggi un bene più che mai prezioso. In un pianeta che ha raggiunto i 7 miliardi e mezzo di abitanti, i consumi di acqua non fanno che crescere, così come aumenta la portata e la velocità dell’inquinamento idrico riconducibile alle attività umane. A rendere l’acqua dolce una risorsa ancora più esauribile si aggiungono gli effetti del riscaldamento globale, da cui dipendono lo scioglimento dei ghiacciai e l’inaridimento dei terreni.

Per sopperire a questa carenza, ormai da decenni, sono state messe a punto tecnologie atte alla dissalazione delle acque marine: si definisce in questo modo la rimozione del sale contenuto nell’acqua di mare, così da ricavarne acqua dolce. I dissalatori più efficienti sono però impianti costosi e il loro funzionamento assorbe molta energia. La ricerca è al lavoro per renderli più accessibili e sostenibili, alimentandoli per esempio con energia prodotta da pale eoliche. La maggior parte dei dissalatori esistenti al mondo è situata su isole o lungo le coste dei Paesi del Medio Oriente.

TRATTAMENTI DI DISINFEZIONE

I trattamenti di disinfezione hanno lo scopo di depurare le acque dai microrganismi in esse presenti. L’ozonizzazione è il principale trattamento in grado di uccidere microrganismi, quali virus, batteri e protozoi, ma ha anche il pregio di eliminare i cattivi odori. Gorgogliando nelle acque da disinfettare, l’ozono libera infatti singoli atomi di ossigeno radicale (indicato con O∙) che danneggiano le membrane dei microrganismi e modificano le molecole volatili, secondo la seguente reazione:

O₃ = O₂ + O·

Prima di immettere l’acqua potabilizzata nella rete idrica, un’ulteriore disinfezione viene eseguita tramite clorazione. Aggiungendo del cloro nell’acqua distribuita si assicura che essa si mantenga sicura fino ai rubinetti di erogazione, anche in caso di tubature soggette a contaminazione. Il trattamento può prevedere l’impiego di cloro gassoso:

Cl₂ (gas) + H₂O = HOCl + HCl

Ricorrendo invece all’ipoclorito di sodio (principio attivo della candeggina), si verifica la seguente reazione:

NaClO + H₂O = HOCl + NaOH

In entrambi i casi, le reazioni portano alla produzione di ossigeno radicale, come descritto dalla reazione:

HOCl = HCl + O·

La clorazione può conferire all’acqua dei rubinetti odore e sapore caratteristici che si eliminano facilmente lasciandola decantare in una caraffa posta in frigorifero.

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