9
Introduzione
L’acqua è una risorsa indispensabile, che ha permesso la nascita della vita sul nostro
pianeta. Nel corso del tempo l’uomo ha costruito recipienti per contenerla, tecnologie e
strumenti per purificarla e macchine per gassarla.
L’obiettivo di questa tesi è di classificare e valutare alcune delle modalità di consumo
dell’acqua: sono esaminati oggetti appartenenti a due categorie, prodotti per acqua
confezionata e prodotti per il consumo di acqua di rubinetto. Scopo delle analisi e degli
studi che sono stati sviluppati, è di mostrare vantaggi e svantaggi delle due categorie di
oggetti, per arrivare ad indicare delle linee guida per un miglior prodotto adatto al con-
sumo dell’acqua.
I tre capitoli iniziali, che compongono la parte prima, sono lo scenario che sta alla base
dello sviluppo successivo della tesi: qui è spiegato cos’è l’acqua dal punto di vista chi-
mico e biologico, il suo inquinamento, il rapporto dell’uomo con la risorsa idrica e come
l’acqua viene potabilizzata.
Nella parte seconda è invece affrontato il discorso dell’acqua da bere. I capitoli quattro
e cinque descrivono il tema dell’acqua potabile: è indicata la composizione chimica
dell’acqua potabile, la classificazione delle acque, l’etichettatura delle bottiglie, quali
sono i benefici per la salute e le leggi e normative che regolano la distribuzione e la
vendita dell’acqua.
Il capitolo sei affronta invece il discorso sul servizio idrico: qui è delineato il panorama
europeo, italiano e provinciale su come è gestito il servizio idrico, cercando di spiegare
la differenza tra la amministrazione pubblica e privata del servizio.
La parte terza mostra invece quali siano le iniziative volte al risparmio dell’acqua.
In particolare sono descritte le campagne di sensibilizzazione e gli strumenti on-line
dedicati ai consumatori, per renderli consapevoli riguardo ai propri consumi di acqua.
Il capitolo otto, è dedicato alla sola impronta idrica, indicatore nato nel 2002 utile alla
determinazione di quanta acqua dolce viene utilizzata per la produzione dei prodotti.
Infine la quarta parte riguarda lo studio e le analisi delle modalità di consumo
dell’acqua distinte nelle due categorie.
È riportata l’analisi LCA semplificata di sei oggetti appartenenti alle due categorie: bot-
tiglia PET, PLA e vetro e borraccia in alluminio, caraffa filtrante e gasatore.
Attraverso l’analisi dello studio LCA e altre valutazioni oggettive, come aspetti econo-
mici e pratici, è stato possibile porre a confronto gli oggetti e sviluppare delle linee gui-
da sulla base degli studi LCA e dello scenario che è stato esaminato in precedenza.
Le linee guida sono sviluppate per il prodotto, affinché i produttori possano adottarle
per migliorare gli oggetti per il consumo dell’acqua, e per il consumatore, per rendere
più sostenibile il proprio comportamento.
11
Parte I
SCENARIO
SULL’ACQUA
13
1. Acqua
14
Composizione chimica dell’acqua
O
H H
L’acqua è un composto chimico a struttura dipolare di formula molecolare H
2
O.
Questo significa, più semplicemente, che la molecola è composta da tre atomi, due di
idrogeno e uno di ossigeno. In condizioni di temperatura superiori agli 0°C e pressione
superiore ad 1atm, l’acqua si presenta allo stato liquido, incolore ed insapore.
La formula molecolare H
2
O indica l’acqua pura, ed è un composto puramente teorico:
infatti, in natura, l’acqua entra in contatto con sali minerali e sostanze varie più o meno
inquinanti che si sciolgono in essa molto facilmente, essendo un ottimo solvente.
La sostanza che più si avvicina all’H
2
O è l’acqua distillata, che presenta pochissimi sali
minerali, e per restare tale deve essere conservata in ambiente sterile e non essere
esposta all’aria.
Il 97% dell’acqua presente sul nostro pianeta è salata che si trova negli oceani e quindi
non è idonea come acqua da bere.
I ghiacciai e gli iceberg rappresentano circa il 2% del totale, mentre solo il restante 1%
è costituito dall’acqua dolce presente sottoforma di vapore acqueo nell’atmosfera, ac-
que superficiali e, in parte maggiore falde acquifere, difficilmente utilizzabili specie nei
paesi poco sviluppati.
Perciò è fondamentale che le risorse idriche d’acqua dolce siano preservate
dall’inquinamento e dalla contaminazione.
Infatti, oltre alle sostanze minerali l’acqua contiene batteri, minerali inorganici, metalli
pesanti, idrocarburi e altri elementi inquinanti.
Questo perché l’acqua durante il suo ciclo naturale entra in contatto con aria, rocce,
piante, animali, terreni inquinati, onde elettromagnetiche, sostanze radioattive, e molto
altro.
Meno elementi indesiderati si trovano in essa, migliore è la sua qualità.
15
Gli elementi chimici che ritroviamo maggiormente disciolti nell’acqua sono:
Tabella 1. Sostanze significative disciolte nell’acqua (fonte: Calza 2008)
Anomalie dell’acqua
È la struttura dipolare della molecola a rendere atipico il comportamento dell’acqua ri-
spetto alle altre sostanze presenti sulla Terra.
Allo stesso modo sono queste sue anomalie a permettere la vita sul pianeta.
Le principali eccezioni nel comportamento dell’acqua sono:
Punto di ebollizione punto di fusione
L’acqua ha un alto punto di ebollizione (100°C) e un alto punto di fusione (0°C).
Tutti i composti formati dall’idrogeno (H) con gli elementi che nella tavola periodica
precedono e seguono l’ossigeno hanno un punto di fusione e un punto di ebollizione
molto bassi e sono tutti gassosi a temperatura ambiente (per esempio il metano CH
4
fonde a -183° e bolle a -172°).
Se rispettasse la “norma”, l’acqua dovrebbe fondere intorno ai -70°C e bollire intorno a
0°C.
In questo modo l’acqua sul pianeta sarebbe tutta allo stato di vapore, tranne qualche
pozza di acqua liquida ai poli. Invece grazie a quest’anomalia, la temperatura media
sulla superficie della Terra – che è circa di 15°C – cade tra il punto di fusione e il punto
di ebollizione dell’acqua.
Cosicché sul pianeta abbiamo acqua ghiacciata ai poli e in montagna, acqua liquida
nelle zone temperate e una certa presenza di vapore d’acqua in atmosfera.
Sostanza o ione Formula Sostanza o ione Formula
Alluminio Al
+++
Carbonato di sodio Na
2
CO
3
Cloruro di alluminio AlCl
3
Solfato di sodio NaSO
4
Idrato di alluminio Al(OH)
3
Bicarbonati HCO
3
Ammoniaca NH
3
Bisolfati HSO
4
Ammonio NH
4
Carbonati CO
3
Cloruro di ammonio NH
4
Cl Cloruri Cl
Calcio Ca
++
Fosfati PO
4
Bicarbonato di calcio Ca(HCO
3
)
2
Idrati OH
Carbonato di calcio CaCO
3
Nitrati NO
3
Solfato di calcio CaSO
4
Nitriti NO
2
Ossido di calcio CaO Solfato di ferro FeSO
4
Ferro (ferroso) Fe
++
Magnesio Mg
Ferro (ferrico) Fe
+++
Magnesio cloruro MgCl
2
6H
2
O
Carbonato di ferro FeCO
3
Idrato di magnesio Mg(OH)
2
Cloruro ferrico FeCl
3
Nitrato di magnesio Mg(NO
3
)
2
Solfato di rame CuSO
4
Solfato di magnesio MgSO
4
Silice SiO
2
Potassio K
+
Idrato di sodio NaOH Idrato di potassio KOH
Sodio Na
+
Cloruro di potassio KCl
Cloruro di sodio NaCl Carbonato di potassio K
2
CO
3
16
Una presenza, tra l’altro, decisiva, perché il vapore d’acqua è il composto che contri-
buisce più di ogni altro all’effetto serra naturale che fa si che la temperatura media del-
la Terra sia abbastanza stabile, intorno ai 15°C, invece che intorno ai -18°C, facendo in
modo così che il pianeta non diventi un’enorme palla di neve.
Densità del ghiaccio
La circolazione oceanica
Una seconda anomalia riguarda il comportamento dell’acqua quando viene raffreddata.
Nel passare dallo stato liquido a quello solido, la sua densità diminuisce invece di au-
mentare, e il suo volume aumenta invece di contrarsi, come invece succede per tutte le
altre sostanze. Quest’anomalia fa sì che il ghiaccio sia più leggero dell’acqua liquida,
rendendo possibile la vita sotto i ghiacci, ma determina anche la circolazione oceanica
delle acque e la termoregolazione dell’intera biosfera.
Densità dell’acqua liquida
L’acqua ha il suo massimo di densità a 4°C.
In pratica, riscaldandola da 0° a 4°C, il suo
volume non aumenta, bensì diminuisce.
Solo dopo i 4°C l’acqua si comporta come
un liquido normale, e aumenta il suo volu-
me all’aumentare della temperatura. Anche
quest’anomalia ha conseguenze importanti
per la vita sulla Terra. Infatti, quando viene
raffreddata da 4° a 0°C, l’acqua più fredda
si stratifica su quella più calda.
Quest’anomala stratificazione rallenta il
processo di raffreddamento, cosicché
ghiacciare il mare o un lago risulta molto
più difficile.
Comportamento dell’acqua al variare
della temperatura (fonte Calza 2008)
17
Fusione e pressione
Altra anomalia rilevante, è che il
punto di fusione dell’acqua diminui-
sce all’aumentare della pressione,
invece di aumentare come succede
per tutte le altre sostanze.
Tra le conseguenze verificabili a
occhio, c’è il fatto che in alta mon-
tagna, dove la pressione è minore,
l’acqua fonde meno facilmente: re-
sta ghiaccio anche a temperature
superiori allo zero.
Calore specifico.
L’acqua ha un calore specifico
1
molto più alto di quanto ci si aspetterebbe. Infatti, esso
è eccezionalmente elevato per una molecola così piccola, come è quella dell’acqua.
Il calore specifico alto fa si che l’acqua liquida ceda molto difficilmente energia una vol-
ta che l’ha assorbita. In sostanza, gli oceani assorbono enormi quantità di energia pro-
veniente dal sole.
Dato poi che gli oceani, sono attraversati da colossali correnti che trasportano enormi
quantità di acqua – le correnti oceaniche – succede che il liquido riscaldato ai Tropici
può cedere l’energia acquisita a migliaia di chilometri di distanza, come succede nel
caso della Corrente del Golfo. Più in generale possiamo dire che è l’anomalo calore
specifico dell’acqua a controllare e stabilizzare il clima globale della Terra, assicurando
al nostro pianeta un
clima temperato e
privo di violente flut-
tuazioni.
Il calore specifico
dell’acqua torna uti-
le anche nella no-
stra dieta. Infatti,
l’acqua è in grado di
assorbire l’energia
prodotta dal meta-
bolismo e diffonder-
la nel nostro organi-
smo. In questo mo-
do la nostra tempe-
ratura interna non
subisce grandi flut-
tuazioni intorno al
valore medio di
36°C.
1
Calore specifico: energia necessaria ad elevare di un grado di temperatura un grammo di so-
stanza.
Ghiacciaio perenne
Corrente del Golfo
18
Analisi dell’acqua
Per giudicare la qualità dell’acqua e classificarne l’impiego, bisogna analizzarne il con-
tenuto.
In questo modo si stabilisce se è idonea al consumo umano.
L’acqua è la sostanza di cui il nostro corpo ha più bisogno e di conseguenza ha un ruo-
lo essenziale per la salute. Durante l’intera vita l’uomo beve una quantità d’acqua circa
600 volte superiore il suo peso corporeo, ed è perciò facile comprendere come
l’assunzione di acqua inquinata comporti disturbi alla salute.
Per un controllo completo dell’acqua bisognerebbe eseguire le analisi:
biologica, per valutare la presenza di batteri, virus e funghi;
organica, per determinare gli erbicidi, i pesticidi, ecc. (in sintesi tutte le sostanze che
derivano principalmente dall’agricoltura);
chimico – fisica, per calcolare i quantitativi di minerali inorganici e i metalli pesanti;
radioattiva;
energetico – bioelettronica, per determinare la quantificazione energetica.
L’analisi biologica, organica e chimico – fisica sono da eseguire obbligatoriamente
all’interno dei paesi dell’unione europea, per la valutazione delle acque adatte al con-
sumo umano.
Analisi biologica
Con l’analisi biologica si cercano i micror-
ganismi presenti nell’acqua. È importante
la loro individuazione perché essi possono
essere pericolosi per la salute dell’uomo.
In particolare si ricercano batteri, virus e
funghi. I microrganismi indesiderati più
frequenti nell’acqua sono i batteri colifor-
mi, gli streptococchi e i pseudomonas.
Generalmente, l’inquinamento biologico
dell’acqua è di origine animale o vegetale.
Analisi organica
Con l’analisi organica si ricercano i veleni con i quali l’acqua può essere entrata in con-
tatto durante il suo percorso sotterraneo o di superficie, e che di solito provengono
dall’agricoltura. I veleni più diffusi sono gli alcalicidi, i fungicidi, gli erbicidi, gli insetticidi
e i molluschicidi. È evidente che l’acqua che contiene uno di questi veleni può portare
gravi danni alla salute.
Analisi chimico – fisica
L’analisi chimico – fisica è quella che viene riportata sulle etichette delle acque minera-
li.
Con l’analisi chimica si definiscono le quantità di minerali inorganici che si trovano
nell’acqua. Essi sono frammenti di roccia che l’acqua ha assorbito durante il percorso
sotterraneo prima di sgorgare in superficie. In particolare vengono determinate le quan-
tità di idrogeno, anidride carbonica, silice, cloruri, solfati, sodio, potassio, calcio, ma-
Coliformi (E. Coli)
19
gnesio, ferro, azoto, fosforo, stronzio, alluminio, bromo, iodio e altri. La somma dei mi-
nerali inorganici dà il residuo fisso, che si ottiene facendo evaporare un litro d’acqua a
180°C.
L’analisi fisica consiste invece nella misurazione della torbidità, del colore, del sapore,
della conducibilità elettrica e del pH dell’acqua. In particolare la conducibilità elettrica,
espressa in microsiemens (µS/cm) è direttamente proporzionale al residuo fisso.
Determinazione del residuo fisso di diverse acque (fonte Fellin 2001)
Analisi radioattiva
Con l’analisi radioattiva si determinano i gas radon presenti nell’acqua in termini di
Becquerel al litro (Bq/l). Essa nel suo circolo sotterraneo si arricchisce di questi gas
tramite il contatto con il terreno, che contiene radioattività naturale; non appena l’acqua
viene in superficie i gas radon si disperdono nell’aria. Ovviamente la radioattività natu-
rale non ha niente a che fare con la radioattività che si libera a seguito ad incidenti nel-
le centrali nucleari, e l’acqua delle sorgenti profonde non viene influenzata da tale ra-
dioattività (che penetra nel terreno fino a profondità massime di 20 cm).
Le acque minerali in bottiglia non contengono radioattività naturale, se non in tracce,
perché i gas si disperdono non appena l’acqua viene a contatto con l’aria, cioè nel
momento in cui sgorga dal terreno.
L’analisi radioattiva viene eseguita per legge negli acquedotti italiani.
Analisi energetica – bioelettronica
L’analisi energetica – bioelettronica è un controllo dell’acqua che secondo alcuni stu-
diosi andrebbe eseguito sempre per verificare la qualità dell’acqua. In realtà invece
quest’analisi non viene mai eseguita nei normali test di conformità stabiliti per legge.
Con l’analisi bioelettronica si quantifica l’energia globale dell’acqua, che viene espres-
sa in microwatt.
Questa misura dipende da tre parametri:
a) il pH che determina l’acidità o l’alcalinità;
b) l’ rh
2
che determina l’ossidoriduzione;
c) la resistività ro.
Il pH fornisce un valore magnetico che sta ad indicare la concentrazione di ioni idroge-
no e la quantità di protoni. Serve per determinare l’acidità o l’alcalinità dell’acqua.
20
Il valore rh
2
indica la quantità di elettroni in una sostanza. Con la perdita di elettroni si
ha, infatti, l’ossidazione, con l’aumento la riduzione. In pratica, con la determinazione di
questo valore si può controllare ottimamente l’inquinamento chimico e i sistemi di steri-
lizzazione.
Il valore ro della resistività rappresenta invece la quantità dell’elettrolita. Se la quantità
è alta, il valore ro risulta basso e viceversa; con questa misura elettrica si può quindi
stabilire la mineralizzazione di un liquido. Infatti, i minerali nell’acqua vengono in parte
dissociati nei loro ioni, cioè nella forma elettronicamente carica di elettroliti.
Quanti più minerali sono contenuti nell’acqua sottoforma ionizzata, tanto maggiore è la
conducibilità elettrica, e minore invece il valore di resistività (espresso in Ohm).
La formula che determina la quantificazione energetica è:
Con questa formula si può stabilire il terreno biologico di tutti i liquidi, gli alimenti e an-
che del corpo umano.
Il terreno biologico è l’ambiente caratteristico in cui un organismo vivente è in grado di
svilupparsi; per esempio il terreno biologico per un fungo è diverso da quello di una ro-
sa.
Allo stesso modo virus e batteri hanno un loro terreno biologico specifico in cui ripro-
dursi. Perciò anche l’organismo umano ha un terreno biologico che può favorire o me-
no una malattia, che si può sviluppare solo nelle condizioni che le sono favorevoli.
Compito e obiettivo della bioelettronica secondo alcuni, è la determinazione del terreno
biologico da eliminare per la salvaguardia della salute umana.
Figura 1. Bioelettrogramma dei terreni biologici secondo Vincent
2
Secondo Louis Claude Vincent – idrologo francese esponente della bioelettronica –
poiché certe malattie possono nascere o persistere solo se esiste un determinato ter-
reno biologico, si può tracciare il bioelettrogramma. Questo diagramma è diviso in
quattro quadranti. Nel mezzo, segnato dal rettangolo, è collocata la condizione di “salu-
2
Fonte: Fellin 2001
21
te perfetta” corrispondente a valori di pH compresi tra 7.1 e 7.3 e rh
2
da 22 a 23 (Figura
1).
Come si può vedere il quadrante peggiore per la salute è il terzo.
Su tale bioelettrogramma si può costruire poi il diagramma della qualità dell’acqua (Fi-
gura 2). Sempre secondo Vincent e la Società Internazionale di Bioelettronica (BEV), le
acque considerate accettabili si trovano a cavallo fra il terreno acido - ridotto e acido -
ossidato, con rh
2
fra 25 e 28, pH compreso tra 6.0 e 6.8 e ro sempre maggiore di 6000
Ohm.
L’acqua buona ha valori che si trovano perciò, sempre ed esclusivamente nella zona 2
del diagramma.
Figura 2. Diagramma della qualità dell’acqua
3
3
Fonte: Fellin 2001
22
Inquinamento dell’acqua
L’acqua per essere usata deve avere determinate caratteristiche; per esempio non de-
ve contenere sostanze inquinanti che ne possano compromettere l’uso.
In genere gli agenti inquinanti si possono suddividere in tre categorie:
Inquinanti solidi in sospensione: sono le sabbie e i limi, e più in generale qualsiasi
tipo di particella solida di natura sia organica sia inorganica. È sempre necessario che
le acque siano liberate da queste particelle perché esse acquistino limpidità e soprat-
tutto per evitare che venga danneggiata la vita acquatica, dato che i solidi in sospen-
sione impediscono l’ingresso della luce nell’acqua e si depositano sulle piante acquati-
che.
Particelle galleggianti: a questa categoria appartengono gli oli e i grassi, la cui pre-
senza nei fiumi è particolarmente dannosa perché tali elementi impediscono il contatto
dell’acqua con l’aria, e quindi la sua ossigenazione.
Inquinanti disciolti: sono gli agenti contaminanti più difficili da eliminare e i più dan-
nosi. Si tratta di ioni di metalli pesanti, insetticidi, detersivi, in sostanza tutti i prodotti
chimici che entrano in contatto con l’acqua. Causano danni sia alla vita acquatica, sia
all’uomo se utilizza acqua contaminata con inquinanti disciolti. L’unico modo per elimi-
nare tale genere di inquinamento è quello di trattare le acque mediante processi chimi-
co – fisici che possano depurarle.
Queste categorie di agenti contaminanti causano diversi tipi di inquinamento:
Inquinamento naturale: è dovuto agli elementi naturali come sabbie e detriti ed ele-
menti organici come residui vegetali, carcasse di animali o letame che vengono tra-
sportati dai corsi d’acqua. In particolare si tratta di inquinanti solidi in sospensione. So-
stanzialmente causano la presenza di batteri, virus e funghi che possono essere dan-
nosi per l’uomo.
Inquinamento agricolo: è prodotto principalmente dalle sostanze chimiche usate in
agricoltura, quindi diserbanti, pesticidi e concimi, ma anche dall’allevamento animale
troppo intensivo. Può causare la presenza di solidi in sospensione, particelle galleg-
gianti e soprattutto di inquinanti disciolti nel caso di coltivazioni intensive.
Inquinamento domestico: è quello causato dall’attività dell’uomo in ambito casalingo,
quindi qualsiasi scarico in fogna, nonché detergenti, grassi, rimanenze di cibo e residui
vari. In particolare si deve l’inquinamento da parte di particelle galleggianti che impedi-
scono l’autodepurazione delle acque, perché tendono a formare schiume che ne osta-
colano l’ossigenazione.
Inquinamento industriale: riguarda invece tutte le sostanze chimiche e scarti di lavo-
razione in genere delle fabbriche. Le lavorazioni industriali possono determinare la
formazione di tutti gli agenti inquinanti descritti in precedenza. In particolare causano
l’origine di molti inquinanti disciolti.
L’acqua proveniente dalle case e dalle industrie – da queste ultime a patto che non
siano entrate in contatto con sostanze altamente tossiche – viene raccolta nelle fogne.
In particolare queste vengono dette acque nere a loro volta suddivise in:
Acque fecali: provenienti da wc.
23
Acque grigie: a loro volta suddivise in acque bionde, provenienti dal bagno e conte-
nenti detergenti e saponi, e acque saponate grasse, provenienti dalla cucina e quindi
contenenti grassi di cibo e saponi. È possibile riutilizzare le acque grigie, dopo oppor-
tuni trattamenti, per usi non alimentari (ad esempio per lo sciacquone del wc o per l'irri-
gazione agricola) contribuendo quindi alla riduzione dei consumi di acqua potabile.
Acque industriali: che provengono dalle fabbriche e che non siano particolarmente
inquinate.
Vi sono poi le acque bianche che comprendono le precipitazioni meteoriche, le acque
che vengono utilizzate per lavare le strade, e quelle che vengono usate per
l’innaffiatura di parchi e giardini.
Anche queste acque, se pur non inquinate da scarichi civili, se non vengono assorbite
dal terreno giungono insieme a quelle nere nelle fogne e inviate anch’esse alla depura-
zione.
Ultimamente si parla anche di inquinamento termico, legato all’utilizzo dell’acqua per
raffreddare macchinari industriali o nelle centrali nucleari o per la produzione di energia
elettrica. In particolare l’alta temperatura delle acque, oltre a danneggiare l’habitat ac-
quatico di per sé, favorisce la velocità di crescita dei batteri, con il conseguente aumen-
to del consumo di ossigeno. Tali fenomeni fanno si che nell’acqua, rimasta priva
d’ossigeno, si inneschino stati di putrefazione che portano alla morte della fauna ittica.
Infatti, i tre fattori principali che determinano l’inquinamento idrico sono:
- assenza di ossigeno
- presenza di sostanze chimiche
- temperatura troppo elevata.
Nell’acqua sono normalmente presenti forme di vita, prevalentemente microbica e bat-
terica. Questi microrganismi fanno parte di un sistema ecologico fondamentale, in
quanto assimilano le sostanze organiche disciolte nell’acqua e le trasformano in mole-
cole semplici come anidride carbonica, acqua, nitrati, solfati e fosfati. Lo stesso fanno
con azoto, fosforo, zolfo e i metalli.
Se il sistema ecologico viene in qualche modo compromesso, alterando la concentra-
zione di questi microrganismi, la salute dell’acqua viene meno, e gli elementi chimici si
accumulano inquinandola.
L’inquinamento da metalli pesanti, in particolare del cromo esavalente, è una delle
cause principali di alterazione del habitat acquatico.
Anche le alterazioni del pH possono determinare l’inquinamento dell’acqua.
Infatti, valori che si discostano troppo dalla neutralità (pH=7) impediscono la normale
vita microbica, pregiudicando il fenomeno di depurazione biologica citato precedente-
mente.
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