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Introduzione all'acqua

• L'acqua è il composto più abbondante negli organismi viventi, rappresentando il 40-99% della loro composizione.
• Nell'uomo adulto, l'acqua costituisce circa il 60% del peso corporeo, con un fabbisogno giornaliero di circa 2,0-2,5 litri.
• L'acqua è una risorsa fondamentale non solo per l'alimentazione e l'igiene, ma anche per attività economiche come agricoltura, allevamento, commercio e industria.
• L'acqua dona un colorito salutare, diminuisce il rischio di attacchi di cuore, lubrifica le articolazioni e aiuta a dimagrire.
• L'acqua regola la temperatura corporea, trasporta l'ossigeno e i nutrienti alle cellule, agevola la respirazione e trasforma il cibo in energia.
• L'acqua protegge gli organi.
• I consumi idrici da parte dell'uomo sono aumentati progressivamente.
• La quantità d'acqua utilizzata a livello globale è distribuita in questo modo: 70% per l'agricoltura (irrigazione), 25% per l'industria e 5% per uso domestico.
• La gestione delle risorse idriche riguarda sia la quantità che la qualità dell'acqua destinata alle attività umane.
• Le problematiche legate alle risorse d'acqua, soprattutto quella destinata alla nutrizione umana, sono numerose.
• La qualità dell'acqua destinata al consumo umano è disciplinata dal Decreto Legislativo n. 31 del 2001, che recepisce la Direttiva 98/83/CE.
• Il decreto si applica a tutte le acque potabili usate per la preparazione di cibi e bevande, sia in ambito domestico che industriale.
• L'acqua destinata all'alimentazione umana richiede elevati standard di qualità e controlli analitici sistematici.

Requisiti dell'acqua destinata all'alimentazione umana

• Provenienza e utilizzo.
• Caratteristiche fisiche, chimiche e microbiologiche per l'idoneità al consumo umano.
• Trattamenti che l'acqua potrebbe dover subire.
• Indicatori di qualità.
• Differenze tra l'acqua di rubinetto e quella di fonti famose.
• Analisi necessarie per il controllo e la verifica dei parametri di legge per la potabilità.

Provenienza e Utilizzo delle acque

• L'uomo può utilizzare acque potabili o da potabilizzare.
• Acque meteoriche o piovane: utilizzabili immediatamente, ma sconsigliate in aree industrializzate per l'inquinamento atmosferico.
• Acque dolci superficiali: provenienti da corsi d'acqua, laghi, invasi naturali e artificiali; il loro utilizzo dipende da fattori ecologici, antropici ed economici e richiedono un trattamento fisico, chimico e batteriologico più o meno spinto.
• Acque sotterranee: rappresentano la scelta principale per l'approvvigionamento idrico grazie alla naturale filtrazione del suolo, anche se attualmente, l'ottima qualità è riservata solo alle falde più profonde.

Caratteristiche Fisiche, Chimiche e Microbiologiche

• L'acqua deve avere caratteristiche specifiche per essere adatta al consumo umano.

Caratteri organolettici

• Sono le proprietà percepibili con i sensi: odore, colore, sapore.
• L'acqua pura è inodore, incolore e insapore; variazioni di questi parametri indicano la presenza di sostanze inorganiche o organiche.
• Odori particolari nelle acque superficiali possono derivare da microrganismi o composti fenolici, che si accentuano con la clorazione.
• I sapori sono spesso legati agli odori, ma possono derivare da sostanze minerali: un eccesso di sali di calcio conferisce un gusto molle, il cloruro di sodio un sapore salato, i sali di magnesio un sapore amaro e i composti di ferro, manganese, rame e zinco un sapore metallico.

Caratteri fisici

• La temperatura dipende dalla tipologia delle acque (costante per le acque di falda, minore con l'aumentare della profondità).
• La temperatura influisce sulla solubilità dell'ossigeno, che diminuisce all'aumentare della temperatura; le acque fredde e correnti sono più ricche di ossigeno.
• La torbidità dipende dalla presenza di particelle solide in sospensione o sostanze colloidali.
• Le acque superficiali possono essere naturalmente torbide a causa di fanghi, argille o sostanze organiche.
• Un'acqua potabile non deve superare le 5 unità di torbidità (1 unità di torbidità = 1 mg/L di SiO2-silice).

Caratteri chimici

• Conducibilità elettrica (20°C): i sali disciolti nell'acqua permettono il passaggio della corrente elettrica; maggiore è la conducibilità, maggiore è la quantità di sali minerali disciolti.
• La conducibilità dipende dalla temperatura; i valori devono essere riportati alla temperatura di riferimento (20°C).
• I limiti di legge previsti dal D.Lgs 31/2001 sono di 2500 μS/cm.
• pH: parametro che indica l'acidità dell'acqua; il valore 7 è neutro, valori inferiori indicano acque acide, superiori acque basiche.
• Le acque naturali hanno valori compresi tra 6 e 8.5, valori minimi inferiori a quattro e superiori a 9 impediscono la vita degli organismi viventi.
• Il pH è un parametro indicatore di legge previsto dal D.Lgs 31/2001, con un valore compreso tra 6.5 e 9.5.

Residuo fisso

• Indica la quantità di sostanze disciolte per unità di volume (litro).
• Per il consumo quotidiano, è preferibile un'acqua con residuo fisso basso, cioè minimamente mineralizzata (inferiore a 50 mg/L) o oligominerale (inferiore a 500 mg/L).
• Il residuo fisso è usato per confrontare le acque di rubinetto con quelle imbottigliate.
• Classificazione delle acque in base al residuo fisso: minimamente mineralizzate (fino a 50 mg/L), oligominerali (fino a 500 mg/L), mediamente mineralizzate (tra 500 e 1500 mg/L), ricche di sali (oltre 1500 mg/L).
• Il residuo fisso è un parametro indicatore di legge previsto dal D.Lgs 31/2001, con un valore massimo consigliato di 1500 mg/L.

Sali

• Sodio, potassio, calcio e magnesio sono cationi presenti nelle acque naturali, derivanti dalla degradazione delle rocce.
• I cloruri sono tra gli anioni normalmente presenti.
• Sodio: il valore consigliabile è di 20 mg/litro; è un parametro indicatore di legge previsto dal D.Lgs 31/2001, con un valore massimo di 250 mg/L.
• Calcio: l'apporto di calcio dall'acqua è limitato; il consumo di acque povere di calcio (sotto i 60 mg/L) è stato legato a disturbi coronarici.
• Cloruri: non sono dannosi, ma sopra i 200 mg/L possono indicare inquinamento; il valore di riferimento è 25 mg/L.
• Solfati: presenti naturalmente, ma un livello elevato può indicare contaminazione; il consumo ottimale è inferiore a 50 mg/L, soprattutto per bambini, anche se la legge fissa il limite a 250 mg/L.

Durezza

• Rappresenta il contenuto di calcare (sali di calcio e magnesio disciolti).
• La durezza può rendere sgradevole il sapore dei cibi e influire sulla cottura.
• Per uso domestico, è preferibile un'acqua con durezza inferiore a 15 °F (gradi francesi).
• Acque leggere o dolci: durezza inferiore a 15 °F.
• Acque mediamente dure: durezza tra 15 e 30 °F.
• Acque dure: durezza superiore a 30 °F.
• La durezza è un parametro indicatore di legge previsto dal D.Lgs 31/2001, con un valore consigliato da 15 a 50 °F.
• Anidride carbonica: disciolta come CO2 o H₂CO₃ (acido carbonico).
• Valori di 2,5 ppm di CO₂ nelle acque superficiali non sono dannosi.
• Concentrazioni più alte rendono l'acqua gradevole (acqua minerale), ma possono renderla corrosiva per le tubature.

Azoto

• Presente in varie forme: azoto organico, ammoniacale, nitriti e nitrati.
• L'acqua naturale contiene una certa quantità di sostanze organiche, ma devono essere presenti solo in tracce; un aumento indica inquinamento.
• Ammoniaca: indica inquinamento recente; la sua assenza è segno di buona qualità.
• Lo ione ammonio è un parametro indicatore, con un valore massimo di 0,50 mg/L.
• Nitrati: derivano dalla sostanza organica; il limite di legge è 50 mg/L, ma è preferibile restare sotto i 25 mg/L.
• Nitriti: più tossici dei nitrati, devono essere assenti.

Metalli

• Ferro, manganese, rame, zinco e alluminio sono presenti in piccole quantità (non nocivi).
• Piombo, mercurio, cromo e nichel sono presenti per contaminazione e devono essere assenti o al di sotto dei limiti di legge (es. Nichel: limite di 20 μg/L secondo D.Lgs 31/2001).
• Ione fluoruro: importante per l'organismo, ma un eccesso può causare fluorosi.
• Il limite di legge è 1,50 mg/L secondo il D.Lgs 31/2001.

Caratteri microbiologici

• Si valuta il numero e il tipo di microrganismi presenti, per verificare che l'acqua non sia un veicolo di trasmissione di patogeni.
• La carica batterica totale fornisce un'idea della qualità complessiva.
• Un indice specifico è la presenza di microrganismi indicatori di inquinamento fecale (coliformi fecali e totali).

Trattamenti delle acque

• Qualunque sia il tipo di acqua, raramente può essere utilizzata direttamente; deve essere sottoposta a trattamenti di potabilizzazione.
• I trattamenti fisici, chimici e biologici rimuovono i costituenti indesiderabili: sostanze che alterano aspetto, odore o sapore, sostanze dannose o interferenti e microrganismi patogeni.

Campionamento

• Il campione deve essere prelevato con contenitori specifici e privi di inquinanti, per evitare risultati non conformi.
• Esistono numerosi metodi analitici per le acque, tra cui i Metodi analitici ISTISAN (Istituto Superiore di Sanità).
• Determinazione della durezza totale: Metodo titriometrico all'EDTA (ISTASAN ISS.BEC.031 rev00).
• La durezza di un'acqua è una caratteristica legata alla sua capacità di sciogliere saponi, influenzata dalla presenza di ioni bivalenti alcalino-terrosi (calcio e magnesio).
• Durezza temporanea è attribuibile ai sali di calcio e magnesio sotto forma di bicarbonati.
• Durezza permanente presenza di ioni calcio e magnesio che non hanno subito trasformazioni a seguito dell’ebollizione.
• La durezza totale è il livello di ioni calcio e magnesio espressa tramite cabonato di calcio (CaCO3).

Metodi analitici ISTISAN

• Fanno riferimento al Rapporto ISTISAN 07/31 del 2007, che raccoglie i metodi analitici idonei alla determinazione dei parametri chimici nelle acque destinate al consumo umano (ai sensi del DL.vo 31/2001).
• I metodi sono stati elaborati dal Comitato permanente di Studio sulle Acque del Ministero della Salute (ex art. 9 DM 26 marzo 1991) e sono considerati idonei per i controlli sulla qualità delle acque destinate al consumo umano (art. 11, comma 1, lettera d) del DL.vo 31/2001).
• Il campo di applicazione dei metodi riguarda acque destinate al consumo umano, acque minerali naturali, termali e di sorgente, acque sotterranee e superficiali interne, acque per la produzione primaria e alimentare, acque per dialisi e acque per fini ricreazionali, previa dimostrazione di prestazioni accettabili per gli analiti alle concentrazioni di interesse.
• Determinazione dei cloruri: Titolazione argentometrica con indicatore colorimetrico (ISTASAN ISS.BEA.020.rev00).
• La determinazione dello ione cloruro nelle acque destinate al consumo umano assume importanza fondamentale, poichè i cloruri sono normalmente presenti in tutti i tipi di acqua.
• La presenza può impartire caratteristiche organolettiche negative all' acqua.
• La procedura analitica viene utilizzata per la determinazione diretta degli ioni cloruro nelle acque destinate al consumo umano.