Nuove prospettive per il ciclo idrico integrato.

Mauro Icardi

Sull’inserto del quotidiano “Repubblica” dedicato alla salute è uscito martedì scorso,11 Aprile ,un articolo intitolato significativamente “Com’è buona l’acqua del rubinetto” a firma di Elvira Naselli. Articolo abbastanza esaustivo e soprattutto articolo che prova per l’ennesima volta a demolire miti e paure radicate nella pubblica opinione. Miti e paure che spesso verifico anche personalmente, soprattutto quando seguo le discussioni sul tema acqua sui social network. Che spesso sono (purtroppo) la cassa di risonanza di invenzioni pure, baggianate colossali e che soprattutto non permettono quasi mai la possibilità di sviluppare una discussione propositiva. Anche questo è un problema emergente che è campo di studio soprattutto dei sociologi. Auguro loro buon lavoro.

Tornando in tema l’articolo di Repubblica oltre a spiegare che l’acqua del rubinetto non è responsabile della calcolosi renale, ci permette di capire anche che non esiste un’acqua “colesterol free”.

Ma è probabile che l’assuefazione all’essere bombardati da messaggi pubblicitari abbia avuto certamente effetti deleteri. Di solito chi non si fida a priori dell’acqua potabile adduce di solito l’obiezione che l’acqua sia troppo dura, o che sappia di cloro (situazioni che per altro si risolvono eventualmente con impianti appositi, ma solo se effettivamente necessario, e nel secondo caso semplicemente lasciando evaporare l’acqua spillata da rubinetto in una brocca per far evaporare l’eventuale cloro residuo).

E non manco mai di far notare che generalmente una bottiglia di un’acqua minerale di marca da un litro e mezzo che si paga indicativamente 50 centesimi corrisponde alla fornitura di circa 300 litri di acqua dell’acquedotto. Ovviamente poi ognuno può fare le proprie scelte.

Ci sono in Italia situazioni contrastanti. Il 44% degli Italiani ha optato per il consumo di acqua di rubinetto, i restanti consumano 208 litri all’anno di acqua in bottiglia rendendo l’Italia il terzo paese per consumo mondiale di acqua imbottigliata dietro a Messico e Thailandia.

Per quelli che hanno optato per l’acqua del rubinetto la buona notizia è che nel futuro, prima come adesione volontaria, e successivamente come obbligo normativo, le aziende che distribuiscono acqua potabile si doteranno di un Water Safety Plan. Questa decisione deriva dalla revisione della direttiva 98/83/CE sulla qualità delle acque destinate al consumo umano (recepite dal Dlgs 31 del 2001 in Italia).

La fornitura di acqua qualitativamente idonea all’uso umano è attualmente garantita in Italia da una serie di misure normative particolarmente rigorose, da prassi consolidate nei sistemi di gestione idrica in grado di assicurare la produzione di acque sicure, e da un livello di sorveglianza particolarmente esteso e capillare.

Questo impegno viene svolto da laboratori attrezzati e che tra le altra cose impegnano il personale impiegato nella verifica delle metodiche utilizzate e nel controllo delle prestazioni fornite dal laboratorio in termini di precisione e accuratezza dei risultati analitici, sia per i parametri chimici che per quelli microbiologici.

Nel futuro l’adozione di un piano di sicurezza impegnerà i gestori in un lavoro di carattere multidisciplinare. Si tratterà di predisporre un piano dettagliato di analisi dei rischi e delle possibili contaminazioni sull’intera rete idrica, e nei vari punti di diramazione e di snodo.

Questo approccio avrà due effetti da punto di vista del lavoro degli addetti ai laboratori. Maggiore impegno nella rilevazione di patogeni e sostanze di sintesi emergenti (per esempio interferenti endocrini).

Dovranno essere rivisti e migliorati i criteri di campionamento ed il livello di prestazione dei metodi analitici. Dovrà essere valutato l’impatto dei cambiamenti climatici sulle acque destinate al consumo umano, ma in generale sull’intero ciclo idrico, dalla captazione alla depurazione.

Questo per la ragione che l’impoverimento di molte aree di approvvigionamento idrico ha un impatto sempre più rilevante sulla quantità e sulla qualità delle acque.

Si dovranno sviluppare altresì sistemi di monitoraggio in continuo della rete acquedottistica per verifiche non solo della situazione idraulica e distributiva, ma anche per la determinazione di parametri chimici in continuo.

In Italia circa l’85% delle acque destinate al consumo umano viene prelevata dalle falde. Questo garantisce una miglior qualità ed una maggiore gradevolezza (particolare non indifferente quando poi si tratta di ottenere il gradimento dell’utenza). Ma le falde sono più vulnerabili a situazioni di eventuali contaminazioni o inquinamenti. E quindi necessitano di attenti interventi di protezione e monitoraggio.

Nel futuro l’impegno sarà quello di garantire la salvaguardia della salute pubblica, e nello stesso tempo di fornire un’acqua gradevole per chi la consumerà.

E tutto questo si dovrà interfacciare con uso oculato e sostenibile della risorsa acqua, ma delle risorse in generale.

Riferimenti utili.

  1. World Health Organization. Guidelines for drinking-water quality incorporating first addendum. Geneva: WHO Ed. 2006; Vol. 1, 3rd ed. 2
  2. UNI EN ISO 22000. Sistemi di gestione per la sicurezza alimentare. Requisiti per qualsiasi organizzazione nella filiera alimentare. Milano: Ente Nazionale Italiano di Unificazione; 2005.
  3. World Health Organization. Water safety plan manual: Step-by-step risk management for drinking-water suppliers. Geneva: WHO Ed.; 2008 Vol. 1, 3rd ed.

 

Quaestio de aqua. Riflessioni sulla giornata mondiale dell’acqua.

Mauro Icardi.

Mercoledì 22 Marzo 2017 è la giornata mondiale dell’acqua. E di acqua è molto difficile non parlare, per motivi davvero molto evidenti. Lo abbiamo sentito ripetere da almeno due decenni. L’acqua è una risorsa che non è inesauribile come inconsciamente abbiamo sempre pensato. Il tema della corretta gestione e protezione di una risorsa vitale indispensabile, si lega a filo doppio anche ad altri problemi ambientali che ci troviamo a dover affrontare. Uno su tutti quello del riscaldamento globale che impatta notevolmente sul ciclo idrogeologico dell’acqua.
Le risorse disponibili di acqua dolce sono sottoposte a una pressione crescente, ulteriormente aggravata dagli effetti dei cambiamenti climatici. Dagli anni ’80 il tasso dei prelievi di acqua dolce è cresciuto ogni anno dell’1%. Tra il 2011 e il 2050 si prevede che la popolazione mondiale crescerà del 33%, passando da 7 a 9 miliardi di persone, mentre la domanda di beni alimentari crescerà nello stesso periodo del 70%.
Ma contestualmente secondo quanto riportato dal quinto rapporto dell’IPCC (Gruppo intergovernativo sul cambiamento climatico) circa il 7% della popolazione mondiale vedrà ridursi la disponibilità di risorsa idrica del 20% per ogni grado di innalzamento della temperatura globale.
Altri numeri sono indicativi: 750 milioni di persone nel mondo secondo l’Unicef non hanno accesso all’acqua potabile. Noi ci permettiamo di usarla anche per i servizi igienici.

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E a proposito di servizi igienici un terzo della popolazione mondiale non vi ha accesso.
Mentre lo scorso anno il tema centrale della giornata era dedicato al legame possibile tra acqua e lavoro, la giornata del 2017 pone l’attenzione ai reflui, alle acque rilasciate dagli impianti di depurazione civili e industriali, che raggiungono i corpi idrici superficiali; gli impianti non sempre sono presenti e talvolta non funzionano efficacemente o sono insufficienti.
Per il futuro ci si propone di raggiungere “l’Obiettivo di Sviluppo Sostenibile n°6” – acqua potabile e servizi igienico-sanitari per tutti entro il 2030 – dimezzando la percentuale di acque reflue non trattate e aumentando il riciclo dell’acqua con un riuso sicuro.
In futuro, la possibile carenza d’acqua richiederà l’impiego di risorse idriche non convenzionali, come ad esempio la raccolta di acqua piovana e il riciclaggio di acque reflue e di deflusso urbano.
Tutto questo richiede ovviamente un grande sforzo. E questo deve avvenire non solo nei paesi meno sviluppati, ma anche in Italia.

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Per le inadempienze nell’attuazione della Direttiva l’Italia ha già subito due condanne da parte della Corte di Giustizia Europea, e l’avvio di una nuova procedura di infrazione.
E a questo proposito devo purtroppo constatare che quando si parla di acqua appunto, sembra che tutto si limiti al parlare e basta. E che a parlare siano i soggetti più disparati, ma che troppo spesso i tecnici e gli operatori del servizio siano i meno ascoltati.
Dopo il referendum del 2011 che ha sancito la volontà degli Italiani che l’acqua sia gestita da aziende pubbliche, tutto sembra essersi rallentato. Premesso che ho votato a favore della gestione pubblica dell’acqua, devo però constatare che spesso si sono fatte molte discussioni stancanti ed inutili, di pura lana caprina. Uno dei tabù è quello legato alla tariffa del servizio idrico. Occorre ricordare che le aziende del ciclo idrico non ricevono finanziamenti dalla fiscalità generale, ma solo dalle bollette dell’acqua e dalla tariffazione degli scarichi industriali. Altro tasto dolente è la resistenza che c’è sia da parte della politica locale, che della pubblica opinione che spesso sono contrarie a priori all’aggregazione (prevista per legge) del ciclo idrico a livello di gestione unica provinciale. Per motivi diversi (campanilismo, lotte politiche) ma che di fatto impediscono la creazione di strutture più grandi che possano essere meglio organizzate a livello tecnico ed operativo.

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Sono situazioni che vivo e seguo da ormai dieci anni. E’ infatti dal 2007 che in provincia di Varese si è iniziato il processo di aggregazione. Ancora non è terminato, si attende una decisione del Consiglio di Stato a seguito di un ricorso presentato da una delle aziende del territorio.
Nel frattempo gli investimenti ormai non più differibili sono ancora fermi.
Sarebbe il caso di fare una riflessione anche su queste tematiche. L’acqua non arriva nelle case se le strutture non sono efficienti, e questo vale per acquedotti e conseguentemente si riflette sui depuratori. Quindi fermo restando che debba essere un bene pubblico e universale non è con atteggiamenti di rigidità, e qualche volta di demagogia che si migliora la situazione. Le multe europee potrebbero costarci 482 milioni di euro l’anno.
Allo stesso tempo però non è accettabile che, come dichiarato dall’allora amministratore delegato di Nestlè Peter Brabeck nel 2005 l’acqua sia “la più importante delle materie prime che abbiamo oggi nel mondo“,
ma anche che “La questione è se dovremmo privatizzare la fornitura dell’acqua comune per la popolazione. E ci sono due opinioni diverse in merito. Un’opinione, che ritengo sia estremistica, è rappresentata dalle ONG, che fanno rumore allo scopo di dichiarare l’acqua un diritto pubblico.

L’acqua deve essere e restare un diritto pubblico universale.

Per farlo nel migliore dei modi dobbiamo tutti imparare a conoscerla, a rispettarla e a non sprecarla inutilmente. Visto che il tema riguarda quest’anno la depurazione voglio citare un piccolo esempio.
Ultimamente a pochi giorni di distanza uno dall’altro, nel territorio della provincia di Varese due sfioratori di piena sono entrati in funzione, sversando liquami nei fiumi Olona e Ticino in periodo di tempo secco. Questo si è verificato a causa del fatto che le pompe di sollevamento dei liquami agli impianti di depurazione sono risultate ostruite da stracci.

sfioratore

Sarebbe bastato buttare quegli stracci nel bidone apposito, e non nel wc per evitare l’inquinamento dei due corsi d’acqua.

Io credo che, almeno nei paesi sviluppati, molte persone considerino l’acqua disponibile in maniera praticamente inesauribile, ritengano che quella potabile debba costare poco se non essere gratuita, e non si preoccupino affatto di quello che è il processo laborioso di depurazione, ogni volta che premono il pulsante di uno sciacquone. E magari sono accaniti consumatori di acqua in bottiglia, ed in questo caso non si preoccupano del fatto che un bene demaniale, un bene universale sia gestito da multinazionali private che, per sfruttare i diritti di captazione delle fonti pagano canoni di fatto irrisori e fanno su questo bene di diritto universale profitti enormi.
Non sono questi gli atteggiamenti che dobbiamo adottare. Dobbiamo pensare che l’acqua è vita. Frase che può sembrare banale, ma che invece non lo è affatto.
Un impegno di tutti a preservarla, un impegno soprattutto di chi come me nell’acqua e nel suo trattamento e gestione ha trovato il suo lavoro quello di fare informazione e di impegnare le proprie risorse e le proprie conoscenze.
Per augurare a tutti buona giornata dell’acqua credo che questo brano de “ Il Piccolo Principe” sia davvero indicato.

pozzo principe

“Buongiorno”, disse il Piccolo Principe.
“Buongiorno”, disse il mercante.
Era un mercante di pillole perfezionate che calmavano la sete. Se ne inghiottiva una alla settimana e non si sentiva più il bisogno di bere.
“Perché vendi questa roba?” disse il Piccolo Principe.
“È una grossa economia di tempo” disse il mercante. “Gli esperti hanno fatto i calcoli. Si risparmiano cinquantatré minuti alla settimana.”
“E cosa se ne fa di questi cinquantatré minuti?”
“Se ne fa ciò che si vuole…”
“Io”, disse il Piccolo Principe, “se avessi cinquantatré minuti da spendere, camminerei adagio adagio verso una fontana…”

Riciclo integrale dell’acqua di fognatura e desalinizzazione.

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Mauro Icardi

Per parlare di riciclo integrale dell’acqua occorre partire dalla situazione ormai critica in diverse zone del pianeta per quanto riguarda l’approvvigionamento e la tutela delle risorse idriche. La siccità e il caldo record sono fenomeni ormai diventati usuali per esempio in Australia, dove a siccità ed i fenomeni estremi si stanno prolungando ormai dal 1995. Nel 2013 il primo ministro Julia Gilard ha riconosciuto il legame tra questi fenomeni ed il cambiamento climatico. Lo stato di Victoria nel sud dell’Australia ha deciso di affidarsi al consorzio Aquasure (che comprende la compagnia francese Suez e le australiane Thiess e Macquarie Capital) e far costruire un enorme impianto di desalinizzazione dell’acqua del mare in cui verranno investiti più di tre miliardi di dollari e in grado di fornire a tutto il paese almeno 150 miliardi di litri di acqua potabile all’anno. Il progetto è stato finanziato anche da un gruppo bancario italiano, Intesa San Paolo.

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Il progetto è stato avversato per qualche tempo da un gruppo che si fece chiamare spartiacque, e che contrastava il progetto temendo che lo sfruttamento dell’acqua dell’oceano avrebbe finito per compromettere in maniera irreversibile gli equilibri dell’ecosistema marino della zona.

Lo stesso dilemma e probabilmente la stessa soluzione si sta riproponendo in California, stato americano che è alle prese con una grave crisi idrica che dura ormai da quattro anni. Le ridotte precipitazioni, il ridotto innevamento non riescono più ad alimentare il bacino del fiume Colorado. Il governatore della California Jerry Brown è stato costretto ad emanare un’ordinanza per il razionamento dell’uso dell’acqua il cui consumo dovrà essere ridotto del 25%. Sono previste multe salate e controlli capillari per far si che l’ordinanza venga rispettata. Si sono registrati episodi che sembrano appartenere al copione di un film di fantascienza post apocalittica. Furti d’acqua da cisterne dei vigili del fuoco, deviazioni non autorizzate di cascate, furti di acqua dagli idranti. Tutto questo deve far certamente riflettere. Sono i primi pesanti e dolorosi effetti del riscaldamento globale.

Per ovviare a queste situazioni di solito le scelte si orientano su due soluzioni tecnologiche: riciclo integrale dell’acqua reflua, e impianti di desalinizzazione di acqua di mare.

La sempre crescente richiesta di acqua sta portando a considerare l’utilizzo di molte fonti che solo pochi anni or sono sarebbero state ritenute assolutamente inutilizzabili.

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Gli Stati Uniti non sono nuovi all’adozione di tecnologie di questo tipo. Negli anni tra il 1952 ed il 1957 la cittadina texana di Chanute soffrì di una grave siccità. Il fiume Neosho dalla quale veniva prelevata l’acqua per le necessità della popolazione civile si essiccò completamente nell’estate del 1956. Non essendovi possibilità di collegarsi ad altri acquedotti, non essendovi pozzi di acqua da scavare, ed essendo più complicato di oggi risolvere il problema con l’ausilio di autobotti, non restò ai cittadini e alla municipalità per risolvere il problema che depurare e rimettere in circolazione l’acqua di fogna, o in alternativa andarsene . L’idea che la popolazione civile debba bere i propri rifiuti ovviamente sconta una fortissima repulsione psicologica. Ma possiamo pensare che nel bicchiere di acqua che beviamo alla mattina qualche molecola fosse presente ai tempi del diluvio universale, qualche altra abbia visto passare pescatori sul lago di Tiberiade, e qualche altra si sia arrossata di sangue sulle spiagge della Sicilia al tempo del secondo conflitto mondiale.

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A Chanute esisteva un impianto di depurazione biologica a filtri percolatori. L’effluente venne caricato nel serbatoio normalmente destinato alle acque prelevate dal fiume. Il serbatoio aveva un tempo di ritenzione piuttosto elevato, pari a 17 giorni e questo permetteva l’instaurarsi di un limitato processo autodepurativo. L’impianto di potabilizzazione delle acque del fiume Neosho comprendeva una fase presedimentazione di 26 ore, un trattamento a calce e soda, una filtrazione rapida, ed infine un trattamento di clorazione. Venne alimentato con i reflui di depurazione per cinque mesi e riciclò per tutto quel tempo le acque. Vista la situazione di emergenza venne effettuata una superclorazione, con dosaggio di cloro che arrivò fino al valore di 25 mg/lt. Dopo cinque mesi tornò la pioggia, risolvendo così una situazione che a detta degli stessi tecnici stava diventando ormai insostenibile. Questo episodio racconta di una situazione di assoluta emergenza. Ma la California ha poi costruito impianti di riciclo integrale di effluenti secondari. In pratica all’uscita di un impianto di depurazione convenzionale si realizza una fase di affinamento e di trattamento terziario. L’impianto di South Tahoe sulle rive del lago Tahoe in California per esempio, dove l’effluente di un impianto di depurazione a fanghi attivi veniva sottoposto ad ulteriori trattamenti. Trattato con calce fino a pH 11,5 –12 subiva poi uno strippaggio dell’ammoniaca in torre d’areazione. Nel basamento della torre si eseguiva una prima neutralizzazione dell’acqua con aggiunta di anidride carbonica fino a pH 9,3 e si raccoglievano i fanghi di carbonato di calcio. Seguiva una seconda fase di neutralizzazione sempre con anidride carbonica fino a pH 8,3 – 8,5. L’acqua veniva poi trattata con una soluzione di solfato d’alluminio e polielettrolita, filtrata su filtri di separazione contenenti diversi mezzi filtranti a granulometria decrescente nel senso del flusso. Infine l’acqua veniva pompata in otto colonne disposte in parallelo contenenti carbone attivo minerale granulare. Il carbonato di calcio proveniente come fango dalle operazioni di neutralizzazione veniva essiccato per centrifugazione e calcinato in forno. In questo modo veniva ricavato circa il 70% della calce occorrente per le operazioni di precipitazione e parte dell’anidride carbonica occorrente per le operazioni di neutralizzazione. L’effluente scaricava le acque tramite una condotta di 43 chilometri di lunghezza fino alla Contea di Alpine nella zona della Diamond Valley dove forma un lago artificiale destinato a scopi ricreativi ed irrigui. La qualità dell’acqua di questo impianto però e del tutto simile a quella di un’acqua potabile ricavata dal trattamento di acqua di fiume (come avviene a Firenze e a Torino, o nel caso di un lago a Como).

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La tecnologia oggi per ricavare acqua potabile da acqua di fogna a schemi di questo tipo può aggiungere anche trattamenti di microfiltrazione ed osmosi inversa, e tra le ultime tecnologie l’utilizzo di filtri a membrana. Per la sterilizzazione dell’acqua si utilizzano i raggi uv. E con quest’acqua si alimentano le falde freatiche. La California come l’Australia però sta guardando anche al mare. Nella contea di San Diego nel prossimo novembre verrà inaugurato un impianto di desalinizzazione del valore di un miliardo di dollari con una capacità di produzione di circa 200.000 metri cubi al giorno di acqua potabile.

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Gli impianti di dissalazione che possono essere di tipo evaporativo, oppure utilizzare lo scambio ionico o la permeazione hanno come fattore limitante il costo energetico, in particolare quello dell’energia elettrica.

 Infatti, l’energia richiesta nella desalinizzazione dell’acqua marina può spaziare da circa tre a sei kilowatt ora (kWh) per produrre un metro cubo di acqua potabile, rendendola uno dei processi di trattamento idrico a più alto consumo e, pertanto, uno dei più costosi.

Un promettente sviluppo potrebbe avere il  il progetto del Massachusetts Institute of Technology (Mit), vincitore del premio “Desal 2015” dedicato a nuove idee “verdi” promosso dall’Agenzia per lo Sviluppo Internazionale degli Stati Uniti (USAID). I pannelli solari alimentano un impianto di elettrodialisi.

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L’impianto standard di questo tipo potrebbe sopperire alle esigenze di una comunità di circa 2000- 5000 persone. Questo metodo tecnologico ha vinto, infatti, perché è riuscito ad abbattere molto i costi di dissalazione. Agli scienziati del MIT e della Jain sono andati 140.000 dollari, finanziati dallaSecuring Water for Food initiative della US Agency for International Development. Il denaro permetterà loro di realizzare concretamente il sistema.

Come si vede esistono le tecniche per sopperire alla ormai sempre più problematica scarsità di acqua dolce. Ma non credo che si possa essere troppo soddisfatti. Il problema idrico è legato direttamente al problema del riscaldamento globale, e più in generale all’uso dissennato e irrazionale delle risorse.

Dobbiamo fare qualche riflessione profonda. E riandare con il pensiero a ad un altro studio sempre proveniente dal MIT che ci aveva avvertito della possibilità del verificarsi di queste situazioni di scarsità e di crisi di risorse fondamentali come l’acqua. E riconoscere a distanza di più quarant’anni la validità predittiva e scientifica di quello studio. Quello che in Italia abbiamo conosciuto con il titolo “I limiti dello sviluppo”*

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Nota

* il titolo originale del saggio MIT era “Limits to Growth” ossia i Limiti della Crescita; lo sviluppo che in inglese si dice Developement è una cosa diversa dalla crescita,(growth) ma viene spesso confuso con essa; lo sviluppo umano non coincide con la crescita economica del PIL. In tutti i paesi d’Europa ci sono due termini per esprimere crescita e sviluppo, e in tutti i paesi il titolo del saggio fu tradotto correttamente ECCETTO che in Italia dove si confuse crescita e sviluppo; rifletteteci.