La clorazione delle acque serve a eliminare dei microrganismi patogeni quali batteri, virus, funghi, protozoi e spore al fine di impedire la trasmissione di malattie infettive.
Batteri
I batteri più frequenti che possono essere presenti nelle acque sono:
1) Antrace che provoca una malattia infettiva acuta causata dal batterio Bacillus anthracis le cui spore possono sopravvivere a lungo nell'ambiente. Nell'acqua le spore galleggiano e rimangono sulla superficie del suolo quando l'acqua evapora. Di solito gli animali erbivori sono soggetti a tale malattia. Gli uomini acquisiscono la malattia se entrano a contatto con gli animali infetti anche durante la lavorazione di derivati animali quali pelo, pelle, lana e ossa.
2) Escherichia coli che provoca malattie intestinali ed extra-intestinali come infezioni del tratto urinario, meningite, peritonite, setticemia e polmonite.
Nelle acque:
- destinate al consumo umano
- di piscina
- adibite alla balneazione
- in altri tipi di matrici (per es. alimenti, cosmetici)
è prescritta l'assenza di Escherichia coli in quanto indicatore primario di contaminazione fecale
3) Myobacterium tuberculosis o bacillo di Koch responsabile eziologico della tubercolosi
4) Salmonella che causa nell'uomo la febbre tifoide e la salmonellosi. Le principali cause di epidemie di salmonella sono legate alla contaminazione fecale di acque sotterranee o di superficie oppure all'inadeguato trattamento e disinfezione dell'acqua destinata al consumo umano
5) Vibrio cholerae responsabile delle forme più gravi di colera malattia caratterizzata nell'uomo da una gastroenterite acuta. Il vibrione, inclusi i ceppi virulenti, vive normalmente nell'ambiente acquatico, in particolare nelle acque salmastre dove sopravvive e si moltiplica. nell'ambiente acquatico lo si può trovare adeso sulla superficie delle piante, delle alghe verdi filamentose e
sulle pareti chitinose di crostacei planctonici.
Virus
I virus più frequenti che possono essere presenti nelle acque sono:
1) Hepatitis Virus che provoca l'epatite A che si trasmette generalmente mediante l'ingestione di acqua o cibo contaminato, spesso molluschi bivalvi come ostriche, vongole o cozze che filtrano acqua con residui fecali contenenti il virus
2) Poliovirus che causa la poliomielite, malattia altamente contagiosa che può causare paralisi e morte endemica in Afghanistan, Nigeria e Pakistan. La contaminazione del suolo con poliovirus si verifica attraverso la fecalizzazione degli ambienti vicino alle abitazioni, la fertilizzazione delle messi con contenuti fognari o con acque reflue non adeguatamente trattate, e con le acque di scarico riciclate per l'irrigazione. I poliovirus nelle acque reflue riflettono la prevalenza dell'infezione nella comunità. La contaminazione delle acque superficiali può avvenire attraverso la discarica di acque reflue non trattate o inadeguatamente trattate o percolate attraverso suolo contaminato.
I parassiti più frequenti che possono essere presenti nelle acque sono:
1) Cryptosporidium provocando un'enterite acuta che si manifesta con diarrea simile a quella colerica e dolori addominali. L'uomo contrae la cryptosporidiosi ingerendo oocisti i vitali di provenienza animale e/o umana, emesse con le feci e veicolate dall'acqua o dal cibo.
2) Giardia lamblia che provoca la giardiasi che si manifesta con sintomi di tipo gastrointestinale: nausea, vomito, diarrea acuta, sindrome da malassorbimento e perdita di peso. Il ciclo vitale di Giardia lamblia prevede l'alternanza di due forme, una quiescente e una vegetativa durante la quale, attraverso un paio di ventose si ancora all'organismo ospite. In particolare la forma quiescente è presente in cibo e acqua contaminati da materia fecale ma anche in torrenti e specchi d'acqua montani, da dove può essere assorbita per ingestione nell'organismo ospite.
Trattamenti
L'obiettivo primario del trattamento delle acque è quello di garantire che l'acqua sia potabile e non contenga microrganismi patogeni. Il modo migliore per garantire che un'acqua sia potabile sarebbe quello che gli agenti patogeni non entrassero mai a contatto l'acqua.
Gli agenti patogeni possono essere rimossi dall'acqua mediante processi fisici o chimici. La sedimentazione e la filtrazione sono in grado di rimuovere una grande percentuale di batteri e altri microrganismi dall'acqua. Tuttavia affinché l'acqua sia potabile bisogna procedere alla disinfezione, processo in cui sono distrutti o resi inattivi gli organismi patogeni in genere con mezzi chimici.
La clorazione delle acque è attualmente la forma più frequentemente utilizzata ma sono stati sviluppati altri processi di disinfezione.
Tecniche per la disinfezione delle acque
La clorazione delle acque è effettuata attraverso diverse tecniche:
- la preclorazione in cui si aggiunge cloro a monte della filtrazione in quantità tale che non si abbia cloro residuo a valle del filtro. Il cloro, essendo aggiunto all'inizio del processo di trattamento si trova così a contatto molto lungo quando aggiunto all'inizio del processo di trattamento con conseguente aumento della sicurezza nella disinfezione dell'acqua pesantemente contaminata. Tuttavia, il tempo di contatto più lungo previsto permette al cloro di reagire con le sostanze organiche in acqua si possono formare sostanze cancerogene note come trialometani.
- l'iperclorazione che può essere “continua” o “shock”. L'iperclorazione “shock” viene eseguita drenando l'acqua dall'impianto sotto trattamento ed immettendo una soluzione clorata 50 ppm per 1 ora. Successivamente viene drenata la soluzione clorata ed eseguito il risciacquo con acqua di condotta sino al raggiungimento di 0,3 – 0,5 ppm di cloro residuo.
- la clorazione delle acque frazionata che prevede l'aggiunta di cloro ad alte concentrazioni in due punti distinti dell'impianto
- la postclorazione o clorazione standard in cui l'aggiunta di cloro avviene a valle della filtrazione . In questo caso la quantità di cloro è minima essendo stato già abbattuto la quasi totalità delle sostanze organiche presenti nell'acqua grezza e pertanto l'azione del cloro si concentra solo sulla flora batterica presente.
