Trattamenti antibatterici e di disinfezione

Tra i trattamenti previsti per la potabilizzazione dell’acqua di rete vi è l’utilizzo di prodotti chimici la cui azione può essere quella di disinfettare, deossigenare, proteggere le reti di distribuzione come antincrostanti o anticorrosivi. Ad esempio, una classe di prodotti chimici utilizzati per ridurre le incrostazioni dovute alla presenza di calcio e magnesio, o di ferro e manganese, sono i polifosfati che operano azione complessante. Per quanto riguarda i trattamenti antibatterici e di disinfezione, i prodotti chimici più utilizzati sono: cloro gassoso, diossido di cloro, ipoclorito e/o ozono, o agenti fisici, quali calore e/o radiazione elettromagnetica UV. Tra questi il diossido di cloro non trova largo impiego rispetto al più economico ipoclorito, sebbene presenti una buona azione disinfettante. L’ozono è un metodo efficace ma molto costoso, quindi si utilizza quando sono necessari piccoli quantitativi, spesso producibili a partire da lampade UV a 185 nm. Il cloro invece può essere prodotto in situ mediante metodi elettrolitici a partire dalla salamoia utilizzata per la rigenerazione degli addolcitori. L’ipoclorito in soluzione commerciale diluita, invece, è

La qualità dell’acqua e il servizio idrico integrato Capitolo 1 frequentemente usato nelle disinfezioni periodiche fuori servizio, ad esempio aggiunto alla salamoia di rigenerazione. È da sottolineare che l’impiego di agenti disinfettanti senza un adeguato controllo dei reattivi e delle condizioni di reazione potrebbe comportare la formazione di sottoprodotti di disinfezione e di conseguenza compromettere la qualità dell’acqua trattata; più specificamente trialometani, cloriti o bromati potrebbero essere prodotti in seguito ad utilizzo, rispettivamente, di ipoclorito, diossido di cloro e ozono. Fondamentale è, in tale contesto, l’utilizzo di reagenti con adeguate caratteristiche di purezza ed il mantenimento delle condizioni ottimali di utilizzo dell’apparecchiatura affinché, pur assicurando l’effetto di disinfezione, le concentrazioni di disinfettante residuo e sottoprodotti di disinfezione nell’acqua trattata non eccedano le concentrazioni consentite e non rappresentino rischi per la salute del consumatore.

1.4.4.1 Disinfettanti chimici

La disinfezione chimica è un processo largamente utilizzato nell’ambito della potabilizzazione e si basa sull’utilizzo di composti a base di cloro e di ozono che, posti in contatto con le acque, in adeguate concentrazioni e per tempi appropriati, hanno l’effetto di inattivare, eliminare, o esercitare altri effetti di controllo su microrganismi nocivi. I disinfettanti chimici agiscono principalmente come ossidanti. In molti casi, in particolare per le tecnologie di clorazione utilizzate nella filiera di potabilizzazione, il trattamento di disinfezione è finalizzato anche ad ottenere un effetto residuo (cloro- copertura) per prevenire fenomeni di nuova contaminazione o proliferazione di microorganismi nel corso della distribuzione delle acque fino all’utenza. L’utilizzo di cloro gassoso o di ipoclorito di sodio porta alla formazione di acido ipocloroso (HClO), principio attivo della disinfezione, energico ossidante nei confronti dei batteri e delle sostanze organiche e inorganiche presenti nell’acqua. A presiedere l’azione battericida è la diffusione del cloro attraverso la parete cellulare che induce danni

La qualità dell’acqua e il servizio idrico integrato Capitolo 1 essenziali al metabolismo cellulare. Alle concentrazioni di normale utilizzo, la disinfezione con cloro richiede dei tempi di contatto di almeno 30 minuti ed è condizionata dalla torbidità dell’acqua. Il quantitativo di reagente da utilizzare è funzione della concentrazione in acqua delle specie da ossidare, in particolare ammoniaca, sostanze organiche, microrganismi, ioni ferrosi e manganosi, nitriti e idrogeno solforato. L’ozono è un gas reattivo con elevato potere ossidante nei confronti di molti composti organici e inorganici potenzialmente presenti in acqua. Rispetto ad altri disinfettanti utilizzati in processi di potabilizzazione necessita di minor tempo di contatto e concentrazione, a parità di effetti. L’azione antibatterica è dovuta a reazioni di ossidazione ad opera di radicali liberi, a carico della membrana cellulare, associate all’inattivazione dell’attività enzimatica dei microrganismi. L’azione disinfettante dell’ozono risulta efficace anche nei confronti dei virus, per effetto di interazioni del disinfettante con gli acidi nucleici, e contro le cisti di protozoi. L’uso di ozono non genera una concentrazione residua di disinfettante e per questo motivo il trattamento, in potabilizzazione, è generalmente associato all’impiego di altri disinfettanti quali ipoclorito, cloro, diossido di cloro per garantire la cloro-copertura.

1.4.4.2 Impianti UV

La radiazione ultravioletta germicida è un conclamato metodo di sterilizzazione che consente un’azione mutagenica sulle cellule dei microrganismi che popolano le acque da potabilizzare. La luce ultravioletta è una radiazione elettromagnetica che presenta lunghezze d’onda inferiori rispetto a quelle della luce visibile. A seconda della lunghezza d’onda a cui si espone la sostanza da sterilizzare, si avrà un effetto differente: a 254 nm l’UV distrugge i legami molecolari del DNA dei microrganismi e per tale ragione le apparecchiature di disinfezione mediante UV utilizzano sorgenti in grado di emettere radiazioni comprese in genere tra 240 e 280 nm. Naturalmente l’efficacia di questo metodo di sterilizzazione dipende da fattori quali il tempo di esposizione, la persistenza dei microrganismi, la presenza di agenti riducenti della

La qualità dell’acqua e il servizio idrico integrato Capitolo 1 radiazione (polvere, materiale della lampada, temperatura, eccetera). Questa tipologia di trattamento presenta il vantaggio di mantenere inalterate le caratteristiche organolettiche dell’acqua trattata. D’altra parte l’azione di disinfezione è localizzata nell’area dell’irraggiamento UV e non fornisce proprietà disinfettanti residue. Inoltre per garantire l’efficacia del trattamento di disinfezione è necessario un adeguato controllo delle variabili fondamentali del processo, quali l’energia della lampada e la trasmittanza dell’acqua, ma anche la presenza di eventuali solidi sospesi o la quantità della carica microbica in ingresso.