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(CARLO
COLLIVIGNARELLI)
L’anno
2003 è stato proclamato Anno
Internazionale dell’Acqua, richiamando così tutti i paesi del
mondo a prendere atto del costante aggravarsi del rapporto tra la
risorsa acqua e l’aumento vertiginoso della sua domanda, dovuto
all’incremento della popolazione, all’aumento dei consumi ed
al dovere di assicurare a tutti gli individui il quantitativo
minimo d’acqua necessario alla vita.
In
realtà, la quantità d’acqua esistente sulla Terra è enorme,
essendo stimata in ben 1,5 miliardi di Km3; il 93%, però,
è acqua salata oceanica ed il restante 7% è dolce; i tre quarti
di quest’ultima si trovano allo stato solido (ghiacci) mentre la
rimanente è sostanzialmente costituita da acque sotterranee
profonde.
In
definitiva solo lo 0,01% è facilmente utilizzabile e questo
quando l’acqua defluisce nei fiumi o è accumulata nei laghi.
Tra le cause della crisi idrica ci sono la crescita demografica e
i mutamenti climatici.
L’acqua,
oltre ad essere un fondamentale elemento per la vita delle specie
animali e vegetali, costituisce una risorsa indispensabile per lo
sviluppo. Un uso sostenibile della risorsa comporta la sua
restituzione agli ecosistemi ad un livello di qualità tale da
consentire il mantenimento delle loro specifiche funzionalità.
Nel
ciclo delle acque la risorsa idrica subisce modificazioni di
composizione per cause naturali e per effetto delle attività
antropiche, che spesso determinano fenomeni di inquinamento
talvolta rilevanti ed irreversibili.
L’acqua
è destinata a diventare una risorsa scarsa. L’antropizzazione
del territorio, infatti, comporta ingenti prelievi di acqua per i usi
civili, industriali, energetici
e, in particolare, per scopi potabili ed irrigui.
I
consumi idrici per usi civili variano in relazione alle dimensioni
degli agglomerati urbani, al livello di benessere economico e alle
abitudini di vita della popolazione.
La
richiesta idrica industriale varia in relazione al settore
considerato: quelli che richiedono un fabbisogno maggiore di acqua
sono il petrolchimico, il metallurgico, il tessile e l'alimentare.
I
prelievi per uso potabile incidono particolarmente sulle acque
sotterranee (84%).
Il
fabbisogno idrico in agricoltura dipende dall'estensione delle
superfici irrigabili, dalle caratteristiche climatiche e
ambientali, dalla tipologia colturale, dalle tecnologie di
distribuzione utilizzate. Il settore agricolo è il più
idroesigente: tra le colture a più elevato consumo d'acqua si
annoverano il granoturco, le foraggere e le ortive.
La
conseguenza diretta dell'utilizzo dell'acqua nelle varie attività
sopra riportate è la produzione di scarichi che presentano
caratteristiche qualitative diverse a seconda del tipo di utilizzo
e che, quindi, necessitano, per poter essere restituiti
all'ambiente, di un trattamento depurativo.
Gli
scarichi degli insediamenti urbani e produttivi sono facilmente
controllabili e come tali possono essere classificati come sorgenti
di inquinamento puntiformi, mentre le superfici di
produzione agricole possono essere classificate come sorgenti di
inquinamento diffuse che, rispetto alla prime, sono di più
difficile quantizzazione.
Le
sorgenti diffuse sono le più temibili perché quelle meno
controllabili; non provocano effetti a breve termine, ma
dilazionati nel tempo.
I
principali inquinanti derivati da insediamenti civili sono le
sostanze organiche biodegradabili, il settore agro-zootecnico
produce inquinamento da nutrienti,fertilizzanti e fitosanitari,
mentre l’industria genera quello da sostanze organiche alogenate
e da metalli pesanti.
Un’altra
fonte di inquinamento da non trascurare è rappresentata dalle acque
meteoriche. Infatti,
durante
il fenomeno della precipitazione, si ha la cattura e
l’incorporazione, da parte delle gocce
di
pioggia, delle sostanze e dei materiali presenti in atmosfera
comprese le sostanze di origine
antropica
eventualmente presenti. L’acqua meteorica trasferisce le
sostanze presenti in atmosfera alla superficie terrestre, dove
entra in contatto con l’inquinamento generato e accumulato sul
territorio (dilavamento delle superfici); infine, giungendo nella
rete fognaria, si arricchisce ulteriormente di inquinanti.
Le
acque meteoriche di dilavamento possono essere caratterizzata
quindi da elevati contenuti di sostanze inquinanti; per questo,
esse devono essere intercettate ed inviate ad un trattamento di
depurazione.
L’inquinamento,
che è diretta conseguenza dell’utilizzo dell’acqua, può
essere controllato attraverso due “filosofie” di intervento:
la prima di carattere preventivo (risparmio idrico, tecnologie
pulite, tecnologie a secco, riutilizzo acque di scarico), la
seconda che prevede la depurazione degli scarichi prima della loro
restituzione all’ambiente.
Entrambi
gli interventi hanno lo scopo di preservare e migliorare la qualità
dei corpi idrici ai fini dei diversi utilizzi dell’acqua a
partire da quelli più “pregiati”.
Le
sostanze inquinanti possono essere classificate a seconda della
loro natura o degli effetti che producono; in particolare, si
possono individuare quattro categorie: materiali galleggianti
(oli, grassi, schiume e sostanze insolubili più leggere
dell’acqua), materiali in sospensione (sostanze insolubili, di
densità uguale o superiore a quella dell’acqua, mantenuti in
sospensione dalla turbolenza), sostanze disciolte (ad esempio
acidi o alcali, metalli pesanti, insetticidi, cianuri e sostanze
organiche) e microrganismi (batteri) o organismi superiori
(funghi, alghe, ecc.).
Per
l’eliminazione o la riduzione delle sostanze inquinanti si
ricorre ai processi di depurazione, che consentono la separazione
dei materiali galleggianti e di materiali in sospensione, l’insolubilizzazione
e la separazione di sostanze disciolte, la rimozione di queste
ultime, la trasformazione di sostanze biodegradabili e la
disinfezione da microrganismi. Esiste un gran numero di processi
di depurazione, la cui applicabilità è correlata alle
caratteristiche dell’acqua da trattare e al grado di depurazione
richiesto: di conseguenza, gli impianti di depurazione sono
caratterizzati da linee di trattamento diversificate.
I
diversi trattamenti si distinguono, in funzione della natura dei
processi impiegati, in: trattamenti meccanici,
trattamenti chimico-fisici e trattamenti biologici (Tabella
1).
Sono
trattamenti meccanici la grigliatura che rimuove i
materiali più grossolani, la dissabbiatura/disoleatura che
rimuove le sabbie nonché gli oli e i grassi, e la sedimentazione
che separa per gravità le particelle sospese più pesanti
dell’acqua.
I
trattamenti chimico-fisici rimuovono le sostanze inquinanti
(metalli, materiale in sospensione non sedimentabile…) mediante
modificazione del loro stato fisico o chimico, che ne facilita la
rimozione.
Infine,
i trattamenti biologici si basano sull’azione di
microrganismi di vario tipo che, attraverso la loro attività
metabolica, “distruggono” i composti organici presenti nel
liquame da depurare.
| Tipologia
di trattamento |
Processo |
Inquinante
rimosso |
| MECCANICI |
Grigliatura |
Solidi grossolani |
| Dissabbiatura |
Sabbie |
| Disoleatura |
Oli e grassi |
| Sedimentazione |
Solidi sospesi |
| CHIMICO-FISICI |
Coagulazione-flocculazione |
Solidi non sedimentabili
(colloidi) |
| Flottazione |
Solidi sospesi |
| Neutralizzazione |
Alcalinità, acidità |
|
Precipitazione
|
Metalli pesanti |
| Scambio ionico |
Metalli pesanti |
| Strippaggio |
Solfuri |
| Adsorbimento su carbone attivo |
Sostanze organiche persistenti |
| Disinfezione |
Microrganismi |
| BIOLOGICI |
Ossidazione a fanghi attivi |
Sostanze organiche
biodegrabili |
| Digestione anaerobica |
| Nitrificazione-Denitrificazione |
Azoto |
Tabella 1.
Classificazione dei trattamenti di depurazione con i rispettivi
campi di applicazione
I
processi biologici sono tra i più diffusamente applicati per il
trattamento di liquami organici biodegradabili. Sono assimilabili
ai processi di autodepurazione biologica dei corpi idrici, ma, a
differenza di questi, sono concepiti in modo da poter controllare
in modo ottimale i parametri di processo. Tra i trattamenti
biologici il più diffuso è il processo a “fanghi attivi” in
cui l’unità principale è costituita dal reattore a fanghi
attivi dove il liquame subisce la depurazione ad opera di batteri
che assumono la consistenza di un fango fioccoso (dalla capacità
del fango di rimuovere composti inquinanti deriva la denominazione
di fango attivo). La miscela di liquame depurato e fango viene
successivamente inviata in un sedimentatore per la separazione
della massa fangosa (biomassa), che si deposita sul fondo, dal
surnatante depurato (Figura 1).
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Figura 1. Schema
di un processo a fanghi attivi
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L’effluente
di un impianto di depurazione nella maggior parte dei casi viene
scaricato in corpo idrico superficiale (fiumi, laghi e mari). In
alternativa, può essere riutilizzato in agricoltura; in questo
caso deve essere sottoposto a specifici trattamenti che ne
riducono ulteriormente il contenuto di inquinanti.
Il
riutilizzo delle acque reflue depurate consente
senz’altro un uso più razionale della risorsa idrica; esso deve
però avvenire in condizioni di sicurezza per l’ambiente e per
la salute della popolazione esposta ed ha come obiettivi:
- la limitazione del prelievo
delle acque superficiali e sotterranee;
- la riduzione dell’impatto
degli scarichi sui corpi idrici recettori;
- il risparmio idrico.
In Figura 2 è riportato un impianto di
affinamento di acque reflue depurate che consente il loro
riutilizzo.
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