Conoscere l’acqua

L’Acqua

Sotto la dizione “acque destinate al consumo umano”, vengono raggruppate tutte le tipologie di acque che, trattate o non trattate sono destinate all’uso potabile, per la preparazione di cibi e bevande o per altri usi domestici, le acque utilizzate in un’impresa alimentare per la fabbricazione, il trattamento, la conservazione o l’immissione sul mercato di prodotti o sostanze destinate la consumo umano.

L’acqua viene definita potabile quando le sue caratteristiche sono tali da permetterne l’uso nell’alimentazione umana senza provocare danni fisiologici. L’acqua non deve quindi contenere elementi tossici (generalmente da metalli pesanti: nichel, cromo, cobalto, mercurio, ecc.), sostanze organiche riconosciute tossiche (prodotti della decomposizione organica o inquinanti quali insetticidi, pesticidi, diserbanti, ecc.), ne batteri che potrebbero dare luogo a vere e proprie manifestazioni patologiche.

Dal punto di vista giuridico-sanitario, ai fini della potabilità dell’acqua, la legislazione vigente stabilisce che sono ammessi dei valori guida e dei valori limite circa le concentrazioni delle varie sostanze.

Qualsiasi tipo di acqua può, più o meno facilmente, essere “trattata”, ovvero modificata nelle sue caratteristiche in modo che le stesse rientrino nei parametri di potabilità.

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 di cibi e bevande.

Le fonti di approvvigionamento possono essere diverse utilizzando sia acque sotterranee che superficiali, anche salmastre (se opportunamente trattate).

Per essere considerata potabile un’acqua deve presentare alcuni requisiti, in particolare quelli stabiliti da apposite norme che riportano le concentrazioni massime ammissibili delle sostanze che possono essere presenti nell’acqua destinata al consumo umano (Decreto legislativo 2 febbraio 2001 n° 31 e sue successive modifiche): il superamento di uno solo dei parametri previsti determina la non potabilità di un’acqua. I limiti sono stabiliti tenendo conto, della natura del contaminante, della sua eventuale tossicità e della tollerabilità umana in rapporto in rapporto alla sua assunzione massima giornaliera su lunghi periodi.

La composizione

Principali costituenti dell’acqua

Le sostanze che si trovano disciolte nell’acqua sono sali che provengono dal naturale processo di dissoluzione dei minerali costituenti le rocce ed i suoli attraversati dall’acqua di origine piovana. Quest’acqua è povera di sostanze disciolte ma possiede un’azione “aggressiva” a causa dell’anidride carbonica raccolta dall’aria.

I sali sono presenti come particelle cariche sia positive che negative (ioni). La tipologia di sali presenti dipende dal tipo di roccia attraversata e dal tempo di contatto. Le rocce calcaree (marmo, dolomite ecc.) cedono ioni bicarbonato, calcio, magnesio; le rocce contenenti gesso (solfato di calcio) cedono oltre al calcio anche lo ione solfato; gli ioni sodio e cloruro possono invece provenire da rocce contenenti cloruro di sodio. In certi casi il contenuto salino rimane pressoché costante nel tempo per qualità e quantità ed è tipico di quell’acqua.

Gli ioni presenti nell’acqua sono importanti per gli organismi viventi le cui cellule svolgono le varie funzioni perché necessitano di in soluzioni saline a concentrazione costante; i Sali assunti con l’acqua contribuiscono a mantenerle nel giusto equilibrio.

Quindi l’acqua potabile deve anche caratterizzarsi per una soluzione di ioni (ione calcio, ione sodio, ione bicarbonato ecc…) in concentrazione ottimale.

Ma quale è il quantitativo ideale degli ioni nell’acqua potabile? Già da molti anni ci sono studi in proposito che hanno stabilito queste quantità. Dal punto di vista legislativo è stato definito, per molte delle sostanze che possono essere presenti nell’acqua, un valore limite o una “soglia di concentrazione” che non deve essere superata; se in un’acqua sono presenti uno o più composti in quantità superiore al valore limite, essa non presenta più i requisiti di potabilità. La contaminazione di un’acqua può avere cause naturali o derivare dall’attività dell’uomo collegata ad insediamenti urbani, industriali o agricoli-zootecnici.

Principali contaminanti chimici inorganici

• Lo ione Ammonio e lo ione Nitrito

Quando questi sono presenti, possono essere considerati sintomo di inquinamento recente a carico dell’acqua, essendo sostanze chimiche che si generano dalla decomposizione del materiale proteico che deriva dagli organismi viventi. Tuttavia l’ammoniaca può anche essere naturalmente presente in acque venute a contatto con residui di depositi marini profondi.

Limiti di legge previsti dal D.Lgs. 31/2001 con i parametri indicatori: Ammonio fino ad un valore massimo di 0,50 mg/l (milligrammi/litro); Nitrito fino a 0,50 mg/l (milligrammi/litro).

• Le caratteristiche organolettiche dell’acqua potabile possono essere alterate da sostanze di origine naturale. Le acque sotterranee sono generalmente povere d’ossigeno e riescono a tenere disciolte, mostrandosi limpide, il ferro e il manganese nella forma “ridotta” (ione “ferroso” e “manganoso”) 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 (da pochi minuti a qualche ora) in una soluzione torbida e giallastra dall’aspetto poco invitante. In pratica il contatto con l’ossigeno atmosferico trasforma la forma ionica di questi materiali da “ridotta” a “ossidata” (ione “ferrico” e “manganico”) e dà luogo a prodotti poco solubili. Si ha così la separazione per precipitazione di fanghiglie colorate dal giallo-ruggine al nero. Un’acqua con queste caratteristiche non presenta grossi rischi sanitari se utilizzata nel breve periodo, ma ha caratteristiche indesiderabili: uno sgradevole sapore metallico, possibilità di dar luogo a fenomeni di corrosione delle tubature e di macchiare la biancheria durante il lavaggio. Gli acquedotti che attingono acque ricche di ferro e/o manganese dispongono di adeguati impianti per la rimozione di questi metalli.

Un’altra sostanza d’origine naturale che frequentemente altera la qualità dell’acqua potabile è l’acido solfidrico (o idrogeno solforato), 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: ci sono acque sotterranee contenenti acido solfidrico assolutamente pure da un punto di vista microbiologico, ed è noto da molti secoli l’impiego terapeutico delle acque sulfuree anche come bevande. La normativa delle acque potabili prevede che questa sostanza non sia presente nelle comuni acque potabili perché l’odore dell’acqua è sgradevole e perché è comunque sconsigliabile l’assunzione per lunghi periodi. L’acido solfidrico è facilmente eliminabile per ossigenazione.

La torbidità è un fattore che influenza frequentemente la qualità dell’acqua potabile. L’elevata torbidità può essere dovuta a presenza di materiale argilloso oppure a idrossidi di ferro o alluminio, sostanze, queste ultime, usate nel processo di potabilizzazione delle acque superficiali e che possono erroneamente finire nella rete acquedottistica, senza che rappresentino comunque un grosso rischio sanitario se assunte per brevi periodi. Talvolta fenomeni di corrosione delle tubature danno luogo ad acque “rosse” per presenza di idrossido di ferro.

Limiti di legge previsti dal D.Lgs. 31/2001, con i parametri indicatori: Ferro: fino ad un valore massimo di 200 μg/l (microgrammi/litro).

• I metalli pesanti: tra i componenti inorganici che possono essere presenti nelle acque vi sono i “metalli pesanti”, alcuni dei quali sono tossici. Questi sono: cadmio, cromo, piombo, arsenico, mercurio, nichel, ecc., ed altri, ad essi assimilabili come arsenico e selenio, elementi a basso peso atomico che comunque non hanno caratteristiche tipicamente metalliche.

I metalli pesanti possono essere presenti in natura o derivare da attività umane. Nel primo caso si trovano nelle rocce quasi sempre sotto forma di composti poco solubili (ossidi, solfuri, ecc.) e le acque che ne vengono a contatto solo raramente risultano contaminate da questi metalli; nel secondo, i metalli pesanti rilasciati nell’ambiente dalle attività umane non sono sempre in forma innocua. Pertanto, data la tossicità dei metalli pesanti, per essi viene ammessa una soglia di concentrazione molto bassa, generalmente dell’ordine dei microgrammi (milionesimi di grammo) per litro. Un metallo è tanto più tossico quanto più basso è il suo valore limite: talvolta è sufficiente una quantità piccolissima di un qualsiasi metallo pesante per rendere un’acqua non idonea all’uso potabile; ad esempio sono sufficienti 5 milligrammi di cadmio per contaminare 1 metro cubo di acqua; mentre fanno eccezione il rame e lo zinco che, per la loro minore tossicità, hanno valori limite più alti.

Limiti di legge previsti dal D.Lgs. 31/2001 con i parametri indicatori: Cadmio: fino a un valore massimo di 5 μg/l (microgrammi/litro), Cromo: 50 μg/l, Piombo 25 μg/l, Arsenico 10 μg/l, Mercurio 1 μg/l, Nichel 20 μg/l, Arsenico 10 μg/l e Selenio 10 μg/l.

Principali contaminanti chimici 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 (sono alla base della chimica della plastica, del legno, della carta, del petrolio e derivati, dei solventi delle vernici). La ricerca scientifica ne inventa continuamente di “nuovi” dalle proprietà tossicologiche sconosciute ed il cui destino, una volta immessi nell’ambiente, è incerto. Spesso si tratta di sostanze non degradabili o che impiegano tempi lunghissimi per decomporsi attraverso la naturale biodegradazione. Si ritiene che attualmente siano alcuni milioni le sostanze chimiche conosciute. Quelle effettivamente riscontrabili sul mercato sono circa 100.000 di cui circa 8000 tossiche e 200 ritenute cancerogene e/o 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.

Tra i contaminanti organici si riscontrano più frequentemente:

• Trielina, tetracloroetilene e composti organoalogenati in genere; i primi due sono prodotti in uso nelle lavanderie e in industrie metalmeccaniche; nelle acque si possono incontrare anche altri solventi 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.
• Aloformi (derivati alogenati del metano); fra questi si trova il cloroformio ed altri composti simili. La presenza di aloformi nelle acque potabili (di acquedotto) non è da collegarsi con i fenomeni di inquinamento del territorio: nella maggior parte dei casi queste sostanze si formano durante alcuni processi di potabilizzazione per reazione chimica del cloro, impiegato come disinfettante, con sostanze organiche naturali di origine vegetale sempre presenti nelle acque di approvvigionamento a livello di pochi mg/l.

Comunque, per la presenza di sostanze organiche in acque potabili, esiste una soglia massima di rigida tolleranza da rispettare, normalmente osservata dagli acquedotti.

Principali contaminanti microbiologici

Vi sono microrganismi (invisibili ad occhio nudo) che, se ingeriti, possono provocare un danno alla salute del consumatore.

Le malattie che possono essere trasmesse attraverso l’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.

Le acque potabili in natura sono sempre più rare, soprattutto per la contaminazione microbiologica. 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 dal luogo a fenomeni di contaminazione delle acque.

E’ quindi sconsigliabile bere acqua non controllata, giacché non valgono requisiti come la limpidezza, la freschezza e l’isolamento della zona 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. Perciò è opportuno controllarla periodicamente e all’occorrenza ricorrere a trattamenti di potabilizzazione.

Tra queste sostanze rientrano i Batteri Coliformi, l’Escherichia Coli e gli Enterococchi i cui limiti di legge previsti dal D.Lgs. 31/2001 sono fissati in n° 0/100 ml (numero 0/100 millilitri).

Tipologia delle analisi consigliabili

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.

Valori limite per le acque ad uso umano

L’attuale normativa di riferimento è il Decreto Legislativo 2 febbraio 2001 n.31 “Attuazione della direttiva 98/83CE relativa alla quantità delle acque destinate al consumo umano” dove sono contenute le tabelle che riportano presenza di sostanze e loro limiti previsti per le acque potabili.

Glossario

pH (Concentrazione di ioni idrogeno)

E’ la misura della quantità di ioni idrogeno presenti nell’acqua, che ne determina di conseguenza l’indicazione sulla sua acidità o basicità. Poiché i processi naturali in soluzione si svolgono generalmente a valori di pH compresi tra 6 e 9, il parametro evidenzia un eventuale stato di alterazione o meno dell’acqua esaminata.

Limiti di legge previsti dal D.Lgs. 31/2001 con i parametri indicatori: pH compreso tra 6,5 e 9,5.

Conduttività

I sali disciolti nell’acqua consentono il passaggio della corrente elettrica: più alto è il valore di conducibilità, più consistente sarà la quantità dei sali minerali disciolti nell’acqua.

La conducibilità dipende dalla temperatura, perciò occorre rapportare i valori della “salinità” alla temperatura di riferimento che sono di 20°C.

Limiti di legge previsti dal D.Lgs. 31/2001: 2500 µS/cm (microSimens/cm)

Residuo secco (fisso)

Il residuo secco o fisso è una misura dei sali disciolti nelle acque e deriva principalmente dalla presenza degli ioni sodio, potassio, calcio, magnesio, cloruro, solfato e bicarbonato. Le specie che contribuiscono al residuo fisso sono prevalentemente di origine naturale, ma possono derivare anche da attività umane presenti sul territorio. Studi eseguiti con gruppi di assaggiatori hanno evidenziato che valori elevati di residuo fisso, maggiori di 1000 milligrammi/litro (mg/l), possono rendere l’acqua sgradevole o addirittura inaccettabile al gusto, così come valori estremamente bassi danno la sensazione di un’acqua piatta, insipida.

Le acque possono essere classificate in base al residuo fisso come segue:

• Minimamente mineralizzate: fino a 50 mg/l
• Oligominerali o leggermente mineralizzate: fino a 500 mg/l
• Mediamente mineralizzate: fra 500 e 1500 mg/l
• Ricche di sali: oltre 1500 mg/l

Limiti di legge previsti dal D.Lgs. 31/2001 con i parametri indicatori: residuo secco dal valore massimo consigliato di 1500 mg/l (milligrammi/litro).

Durezza

La durezza è connessa al contenuto di calcio e magnesio ed è espressa in gradi francesi: 1 grado francese corrisponde a 10 mg/l di carbonato di calcio (CaCO3). Il termine “durezza” è stato usato in passato 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. In origine il concetto di durezza esprimeva quindi la maggiore o minore capacità di un’acqua nel produrre schiuma quando veniva 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.

Vi sono diverse scale di classificazione della durezza delle acque che quasi mai sono in accordo; fra queste si può riportare la seguente:

• Leggere o dolci: durezza inferiore a 15 °F;
• Mediamente dure: durezza compresa tra 15 e 30 °F;
• Dure: durezza superiore a 30 °F.

Limiti di legge previsti dal D.Lgs. 31/2001 con i parametri indicatori: durezza con un valore consigliato da 15 a 50°F

Componenti principali delle acque

Cationi:

• Sodio

E’ un elemento molto diffuso sulla crosta terrestre ed è uno dei costituenti base di molti tipi di rocce. E’ sempre presente nelle acque minerali principalmente a causa dell’elevata solubilità. Nelle acque il sodio deriva dalla lisciviazione dei depositi superficiali e sotterranei di sali, dalla alterazione dei minerali silicei, dalle intrusioni di acqua marina negli acquiferi di acqua dolce; apporti, infine, molto contenuti, ma comunque evidenti in alcune acque, sono dovuti alla pioggia che contiene, in certe aree, aerosol marino.

Il sodio è un elemento molto importante nel metabolismo umano (il fabbisogno giornaliero è circa 4 grammi).

Limiti di legge previsti dal D.Lgs. 31/2001 con i parametri indicatori: sodio fino a un valore massimo di 200 mg/l (milligrammi/litro).

• Potassio

Il potassio proviene per lo più dai principali silicati costituenti le rocce magmatiche argillose. Le quantità che normalmente si riscontrano nelle acque sono basse, spesso intorno a 1 mg/L.

Limiti di legge previsti dal D.Lgs. 31/2001 con i parametri indicatori: potassio fino a un valore massimo di 10 mg/l (milligrammi/litro).

• Calcio

Il calcio è un elemento molto abbondante ed è presente in molti minerali costituenti la crosta terrestre. Quantità elevate di calcio nelle acque indicano generalmente la provenienza da rocce come calcari (carbonato di calcio) e dolomie (carbonato doppio di calcio-magnesio). Quando il tenore di calcio è superiore a 150 mg/l l’acqua può essere definita “calcica”. Il calcio è un elemento necessario per la formazione dei denti e del tessuto osseo; le acque calciche sono consigliate sia durante la gravidanza, sia in età avanzata per combattere l’osteoporosi. Anche nel caso di malattie cardiovascolari non ci sono controindicazioni all’impiego di acque contenenti calcio. Ve ne sono invece in caso di disfunzioni renali caratterizzate da eccesso di calcio.

• Magnesio

Anche il magnesio è un elemento diffuso in molti minerali della crosta terrestre. Concentrazioni elevate si riscontrano nelle acque che hanno un lungo tempo di residenza in acquiferi costituiti da sabbie e ghiaie contenenti dolomie (carbonato doppio di calcio–magnesio) o in altri acquiferi costituiti da ofioliti (rocce vulcaniche formatesi in ambiente marino). In questi casi si raggiungono valori fino a 100 mg/l. Quando il tenore di magnesio supera il valore di 50 mg/l l’acqua si definisce “magnesiaca”. Non vi sono controindicazioni all’impiego di acqua con magnesio in quantità ragionevolmente più elevata, anche se quantità molto alte possono determinare proprietà purgative. L’organismo umano necessita di almeno 500 mg di magnesio al giorno. Acque magnesiache trovano impiego nella prevenzione dell’arteriosclerosi perché determinano una sensibile dilatazione delle arterie.

Anioni:

• Cloruri

I cloruri sono presenti in tutte le acque fluviali, lacustri e sotterranee grazie alla mobilità e solubilità di questo ione. In acque sotterranee, generalmente, si possono riscontrare concentrazioni da pochi mg/l fino a 1000 mg/l; quantità più elevate sono presenti nelle acque che vengono in contatto con rocce evaporitiche (salgemma). La soglia di percezione gustativa (sapore salato) dei cloruri di sodio e di calcio nelle acque potabili è intorno a 200 – 300 milligrammi/litro.

Limiti di legge previsti dal D.Lgs. 31/2001 con i parametri indicatori: cloruri: fino a un valore massimo di 250 mg/l (milligrammi/litro).

• Solfati

I solfati sono presenti in tutte le acque fluviali, lacustri e sotterranee; in certe acque sotterranee si possono riscontrare concentrazioni che vanno da pochi mg/l fino 1500 mg/l e oltre; quantità più elevate si osservano nelle acque che vengono a contatto con sedimenti evaporitici a gesso. In Toscana, dove è presente una notevole variabilità geologica, si verificano frequenti situazioni che determinano la caratteristica di acque con solfati, spesso in concentrazione elevata e superiore a quel valore di 200 mg/l che definisce queste acque “solfate”. Quando i solfati sono associati al magnesio e sono in quantità piuttosto elevate, le acque possono manifestare proprietà purgative. Recenti studi negli USA indicano che queste caratteristiche si hanno con concentrazioni di solfati maggiori di 1000 mg/l.

Limiti di legge previsti dal D.Lgs. 31/2001: 250 mg/l (milligrammi/litro).

• Fluoruri

Il fluoro è un elemento indispensabile per l’organismo umano in quanto è un costituente dei denti e delle ossa; tuttavia quantità elevate di fluoruri introdotte con le acque e gli alimenti possono indurre formazione di chiazze scure nella dentatura e alterazione del processo di calcificazione delle ossa (fluorosi).

Limiti di legge previsti dal D.Lgs. 31/2001: 1,50 mg/l (milligrammi/litro).

• Nitrati

I nitrati sono presenti in tutte le acque per fenomeni naturali (in questo caso gli apporti sono sempre molto modesti), ma soprattutto per conseguenza di attività umane. Composti azotati, successivamente trasformati in nitrati, si formano nell’atmosfera per azione delle scariche elettriche. Con la pioggia penetrano nel suolo e raggiungono le acque sotterranee. Altri fenomeni naturali (nitrificazione delle sostanze vegetali) concorrono alla produzione di nitrati. Quantità elevate di nitrati nelle acque sono imputabili all’azione dei fertilizzanti azotati: dopo lo spargimento sul terreno essi vengono dilavati dalle piogge e trasferiti nelle acque superficiali o infiltrati in quelle sotterranee.

Limiti di legge previsti dal D.Lgs. 31/2001: 50 mg/l (milligrammi/litro).