Acque potabili e minerali
Prof. Gian Carlo Tenore
Corso di:
Chimica idrologica
Università degli studi “Federico II” Napoli
Facoltà di Farmacia
IDROGEOLOGIA
Una volta giunta al suolo l’acqua inizia il ciclo idrologico
1-scorrimento sulla superficie terrestre 2-penetrazione nel suolo, assorbimento
3-evaporazione, per effetto fisico o per
meccanismi biologici (fitotraspirazione)
NOMENCLATURA ED ORIGINE DELL’ACQUA
Acqua cosmiche (ottenute per reazione diretta tra idrogeno ed ossigeno)
Acque fossili (acque rimaste imprigionate negli interstizi delle rocce sedimentarie che possono affiorare alla superficie spontaneamente o artificialmente)
Acque juvenili o magmatiche (acque che non sono
mai entrate nel ciclo idrologico, non hanno mai
raggiunto la zona superficiale)
LE ROCCE
Rocce permeabili sono le rocce clastiche (ghiaie, sabbie, rocce vulcaniche) che hanno la capacità di trattenere l’acqua e costituiscono le cosiddette rocce serbatoio
Rocce semipermeabili sono formazioni che
possono racchiudere l’acqua, ma non sono capaci
di cederne in quantità significativa (argilla,
marne, scisti)
Acque potabili
Acque minerali
Acque potabili
Per acqua potabile si intende un’acqua che presenti le caratteristiche previste dalla legge
“per il consumo umano”.
Le acque potabili sono distribuite da
acquedotti pubblici, consortili o privati
Acque potabili
Le acque potabili sono
distribuite da acquedotti
pubblici, consortili o privati
5,0 – 1,5
0,50
1,0
Direttiva 98/83/CE
1,5
20 10
5 10
Direttiva 98/83/CE
10
EFSA
(European Food Safety Authority) parere adottato il 22.06.2005
• Boro: max 1,5 mg/l 1-14 anni
• Fluoro: max 1,5
Acque minerali
ACQUE MINERALI
Statistiche 2009-2010
• Nel mondo, 200 miliardi di litri
• Consumo italiano: ~ 110 L/abitante
Utilizzazione
da bere
alimentazione per particolari categorie di persone
terapeutica
ACQUE MINERALI
Secondo la legge italiana D.M. 1.2.1983 (G.U. CEE L 229) sono considerate acque minerali:
-Acque batteriologicamente pure, che abbiano per origine una falda (o un giacimento sotterraneo) e provengano da una sorgente con una o più emergenze naturali o perforate.
-Acque che vengano adoperate sia per bere che
per le loro eventuali proprietà terapeutiche
Si distinguono dall’acqua “potabile“ per:
-la loro natura (tenore in minerali,
oligoelementi od altri costituenti) -la loro purezza originaria
Le caratteristiche devono essere valutate sui piani: geologico ed idrogeologico,
fisico, chimico, chimico-fisico e microbiologico, se necessario
farmacologico e fisiologico
ANALISI CHIMICA, CHIMICO- FISICA E MICROBIOLOGICA
DELLE ACQUE MINERALI
In Italia le analisi delle acque minerali
vengono eseguite secondo lo schema
approvato dal Ministero della Sanità
Parametri generali
Colore
Limpidezza Odore
Sapore
Determinazioni chimico-fisiche
Temperatura dell’acqua
Temperatura dell’aria esterna Abbassamento crioscopico
Pressione osmotica
Conducibilità elettrica specifica
Concentrazione ioni idrogeno (pH)
Gas disciolti
Gas totali disciolti in 1 litro di acqua alla temperatura della sorgente e ridotti a 0°C e 760 mm Hg:
ANIDRIDE CARBONICA OSSIGENO
AZOTO GAS RARI
ALTRI GAS (IDROGENO SOLFORATO, ECC.)
Parametri indesiderabili e non ammessi
Metalli pesanti Anioni azotati
Agenti tensioattivi IPA
PCB
Antiparassitari
Analisi microbiologica
• Coliformi a 37°C per 24 h prima semina
• Coliformi a 37°C per 24 h seconda semina
• Coliformi a 44°C per 24 h prima semina
• Coliformi a 44°C per 24 h seconda semina
• Streptococchi fecali a 37°C per 48 h prima semina
• Streptococchi fecali a 37°C per 48 h seconda semina
• Spore di clostridi solfito riduttore
• Staphylococcus aureus
• Pseudomonas aeuruginosa
• Carica microbica a 37°C per 24 h prima semina (< 5 UFC/mL)
• Carica microbica a 37°C per 24 h seconda semina (< 5 UFC/mL)
• Carica microbica a 20°C per 72 h prima semina (< 20 UFC/mL)
Direttiva 2003/40/CE
Autorizzazione al ricorso a trattamenti a base
di aria arricchita di ozono per eliminare i
residui di alcuni metalli pesanti (ferro,
manganese, zolfo) e dell’arsenico
Classificazione in base al residuo fisso
Minimamente mineralizzata < 50 mg/L
Oligominerale < 500 mg/L
Minerale 500<r< 1500 mg/L
Ricca in sali minerali > 1500 mg/L
TEMPERATURA
La temperatura dell’acqua viene influenzata:
• Dall’origine
• Dalla profondità (grado geotermico)
• Da variazioni termiche giornaliere e stagionali
Acque fredde con temperatura alla sorgente inferiore a 20°C
Acque calde con temperatura alla sorgente superiore a 20°C
a) Ipotermali con temperatura tra 20°-30°C b) Isotermali con temperatura tra 30°-40°C
c) Ipertermali con temperatura superiore a 40°C
Classificazione in base alla
temperatura
CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA PRESSIONE OSMOTICA
•Acque minerali ipotoniche (p<-0,55)
•Acque minerali isotoniche (-0,55<p<-0,58)
•Acque minerali ipertoniche (p>-0,58)
CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA RADIOATTIVITÀ ALLA SORGENTE
DEBOLMENTE RADIOATTIVE = DA 1 A 30 MmC/L RADIOATTIVE = DA 30 A 150 MmC/L
FORTEMENTE RADIOATTIVE > 150 MmC/L
C=Curie (quantità di emanazione in equilibrio radioattivo con 1g di radio) MmC=Millimicrocurie (miliardesima parte di curie)
Emanazione disciolte
Radio 1622 anni………raro
Radon (emanazione Radio) 3,825 giorni……frequente
Torio 3,64 giorni……..molto raro
Toron (emanazione Torio) 52 secondi………raro
Attinio 11,68 giorni…….molto raro
Actinon (emanazione Attinio) 92 secondi…...molto raro
Studi clinici e farmacologici
CLASSIFICAZIONE TERAPEUTICA
Classificazione GUIDI (1938) Classificazione PISANI (1956)
Acque diuretiche Acque stimolanti
Acque purgative Acque sedative
Acque antiflogistiche Acque risolventi Acque ricostituenti Acque ricostituenti
Classificazione FEDERICI (1979)
Acque diuretiche
Acque stimolanti e/o equilibranti Acque purgative
Acque antiflogistiche e risolventi
Etichetta
Rappresentazione dei dati analitici
1° colonna: nome dello ione
2° colonna: simbolo o formula
3° colonna: unità di misura (mg/L) 4° colonna: valore
ETICHETTA
Etichetta: indicazioni obbligatorie
• Risultati delle analisi chimiche, fisiche e batteriologiche
• Data delle analisi (da aggiornarsi ogni 5 anni)
• Data e numero DM di autorizzazione
• Titolare dell’autorizzazione
• Data di imbottigliamento
• Contenuto in volume
• Qualità salienti per uso curativo e igienico
• Eventuale addizione di CO
2Etichetta: indicazioni obbligatorie
In caso di trattamento con ozono:
“Acqua sottoposta a una tecnica (autorizzata) di ossidazione
all’aria arricchita di ozono”
ETICHETTA
In caso di fluoro > 1,5 mg/L:
“Contiene più di 1,5 mg/L di fluoro: non è opportuno il consumo regolare da
parte dei lattanti e dei bambini di età
inferiore a 7 anni”
ETICHETTA
Possono essere riportate le seguenti menzioni:
“minimamente mineralizzata”
“oligominerale” o “leggermente
mineralizzata”
ETICHETTA
-“ricca in sali minerali”
-“contenente bicarbonato” se il tenore in bicarbonato è superiore a 600 mg/L
-“solfata” se il tenore dei solfati è
superiore a 200 mg/L
ETICHETTA
-“clorurata” se il tenore di cloruro è superiore a 200 mg/L
-“calcica” se il tenore in calcio è superiore a 150 mg/L
-“magnesiaca” se il tenore in magnesio è
superiore a 50 mg/L
ETICHETTA
-“ferruginosa” o “contenente ferro”, se il tenore di ferro bivalente è superiore a 1 mg/L
-“acidula”, se il tenore di anidride
carbonica libera è superiore a 250 mg/L
-“sodica”, se il tenore di sodio è superiore
a 200 mg/L
ETICHETTA
-“indicata nelle diete povere di sodio”, se il tenore di sodio è inferiore a 20 mg/L
-microbiologicamente pura
Acqua S. Bernardo (Sorgente Rocciaviva): 0.6 mg/litro Acqua S. Bernardo (Sorgente Della Rocca): 0.7 mg/litro Acqua Flavia (Sorgente Flavia): 0.7 mg/litro
Acqua Sant’Anna (Sorgente di Vinadio): 0.9 mg/litro Acqua Recoaro (Sorgente Lora): 0.9 mg/litro
Acqua Bernina (Sorgente Bernina): 0.9 mg/litro
Acqua Lauretana (Sorgente Lauretana): 1.1 mg/litro Acqua Monterosa (Sorgente Graglia): 1.2 mg/litro Acqua CRAI (Sorgente Seccarezze): 1.3 mg/litro Acqua Norda (Sorgente AcquaChiara): 1.4 mg/litro Acqua Sant’Anna (Sorgente Rebruant): 1.8 mg/litro Acqua Levissima: 1.8 mg/litro
Acqua Vera (Sorgente Fonte in Bosco): 2 mg/litro Acqua Pejo (Sorgente Fonte Alpina): 2 mg/litro Acqua Norda (Sorgente Daggio): 2.3 mg/litro Acqua Frisia (Sorgente Frisia): 2.57 mg/litro Acqua Norda (Sorgente ducale): 3.2 mg/litro Acqua Luna (Sorgente Luna): 3.5 mg/litro
Acque minerali italiane “povere di sodio”
ETICHETTA
- altre menzioni concernenti le proprietà favorevoli alla salute, sempre che dette menzioni non attribuiscano all’acqua minerale naturale proprietà per la
prevenzione e cura di patologie
Azioni terapeutiche
Acque purgative (ricche in sali minerali)
Acque diuretiche (minimamente
mineralizzate ed oligominerali
Azioni fisiologiche
CO
2stimolazione secrezione gastrica HCO
3-fortifica quantità secreta dal pancreas SO
42-influenza la secrezione biliare Ca
2+migliora digestione lipidica (lipidi latte)
ETICHETTA
Possono essere riportate una o più delle seguenti indicazioni:
-“può avere effetti lassativi”
-“può avere effetti diuretici”
-“indicata per l’alimentazione dei neonati”
-“indicata per la preparazione degli alimenti dei neonati”
ETICHETTA
-“ stimola la digestione” o menzioni analoghe
-“può favorire le funzioni
epatobiliari” o menzioni analoghe -le eventuali indicazioni d’uso
-le eventuali controindicazioni
Utilizzazione
Da bere
Sostitute dell’acqua potabile
Carte delle acque
Idrosommelier
PORTATE ACQUE
Piatti delicati Piatte o legg. effervescenti Brasato spezzatino Residuo alto effervescente Piatti piccanti Media legg effervescente
Dolce Oligominerali medio basse
Cibi e vini leggeri Piatte
Utilizzazione
Alimentazione infantile Per apporto idrico
Per diluizione formule lattee
Cure idropiniche
Alla fonte
A domicilio
“Depuratori”
• Denominazione non permessa dalle norme vigenti
• Apparecchi per trattare l’acqua di
rubinetto e migliorarla eliminando
eventuali sapori o sostanze
indesiderabili
Tipi di apparecchi
Addolcitore
• Per ridurre il calcare quando è presente un alto contenuto in calcio e magnesio (acqua dura)
A membrana osmotica
• Ampio spettro di protezione. Bonifica acque salmastre.
Eliminazione microinquinanti organici, nitrati, cloruri, solfati ed altri sali come calcio e piombo.
A filtro composito
• Elimina microinquinanti organici, atrazina e altri residui di antiparassitari. Filtro speciale a vari componenti che richiede autorizzazione Ministero della Salute
Meccanici
Acqua imbottigliata
• Direttiva CE 70/1996 – DL 339/1999
• Autorizzazione alla vendita in “bottiglie e contenitori” di qualsiasi capacità, con o senza trattamento di acqua destinata al consumo umano (potabile)
• Divieto di indicazione “minerale” o
“mineralizzata” o “naturale”
Acqua imbottigliata
Trattamenti:
CO2, arricchimento calcio,
riduzione minerali, disinfezione
Acqua di sorgente
Direttiva CE 70/1996, DL 339/1999
• Imbottigliamento e vendita di “acqua di sorgente”
• Disciplina caratteristiche e parametri uguale all’acqua potabile
• Requisiti di purezza e divieto di disinfezione come le acque minerali
• Divieto indicazioni su possibili effetti benefici
• Obbligo autorizzazione
DUREZZA TOTALE
(Metodo complessometrico)
- Soluzione 0.01 N EDTA
- Indicatore nero eriocromo T
Questa determinazione della durezza è basata sulla reazione:
EH2 = EDTA
EH2-2 + Ca2+ (Mg2+) → ECa-2 (EMg-2) + 2H+
- Campione: 100 mL acqua
- NaOH 4 N
Ca
2++ Mg
2++ HIn
2-→ Ca
2++ MgHIn
Ca
2++ Mg
2++ MgHIn + EDTA
2-→ Ca-EDTA + Mg
2++ MgHIn
Mg
2++ MgHIn + EDTA
2-→ Mg-EDTA + MgHIn
MgHIn + EDTA
2-→ MgEDTA + HIn
2-DUREZZA TOTALE
(Metodo complessometrico)
Ammoniaca
(Metodo spettrofotometrico)
Reattivo di Nessler
soluzione alcalina di tetraiodomercurato di potassio
2 K2[HgI4] + NH3 + 3 KOH --> [OHg2NH2]I + 7 KI + 2 H2O
ioduro di ossoamidodimercurio (giallo-arancio)
λ = 420 nm LOQ: 0,1 mg/L
Reattivo di Griess:
soluzioni di acido solfanilico ed α-naftilammina
Nitriti
(Metodo spettrofotometrico)
λ = 520 nm LOQ: 0,002 mg/L
prodotto rosa sale di diazonio
Si acidifica il campione con HCl 1M 1) Abs a λ 220 nm
2) Abs a λ 275 nm
A = A(220) – 2 x A(275)
(Abs sostanze organiche a 200 nm = 2 x Abs 275 nm)
Nitrati
(Metodo spettrofotometrico)
LOQ: 1.0 mg/L