Campione n° Località
prelievo
Fibre L > 10 µ m Fibre totali
1
2
3
4
5
6
grezza Adige
Pernumia
Stanghella
Pozzonovo
Monselice
Barbona
1.5
1.3
0.9
0.7
1.4
1.6
3.6
3.4
2.6
3.6
2.1
2.1
Tab. 2.5: Valori medi del contenuto di fibre di amianto, espressi in MFL, determinati con
SEM su campioni di acque prelevate dalla rete di distribuzione del Consorzio Acquedotto
ADIGE.
La durata delle prove è stata sempre superiore alle 24 ore (tempo medio di
permanenza dell’acqua nella rete di distribuzione di un acquedotto di medie
dimensioni). Le prove sono state eseguite su campioni prelevati dalla rete
dell’AMAG di Padova e dalla rete del Consorzio “ADIGE” di Monselice (PD) [2].
Nell’eseguire dette prove, sono state sempre usate le stesse tubazioni (dello stesso
tipo e produzione), tenendo però distinti i risultati ottenuti con tubi nuovi e con
tubi già da tempo in esercizio.
2.2.3 Studio della Regione Toscana.
Il primo passo fatto in questo studio [5] fu quello di confrontare le informazioni
avute sulla rete degli acquedotti toscani in modo da scegliere i punti più adatti
dove effettuare i campionamenti, la scelta fu presa in accordo a una o più delle
seguenti caratteristiche:
1. presenza di tubazioni in cemento-amianto nel sistema di distribuzione,
2. stimata aggressività delle acque veicolate,
3. bacini con minerali serpentini,
4. aree densamente abitate servite da acquedotto.
La procedura utilizzata per la determinazione delle fibre di amianto è quella
dell’EPA (Environmental Protection Agency degli USA) [7], vedi cap. 4.2, con la
sola modifica dell’uso del microscopio a scansione elettronica (SEM).
I risultati di queste analisi sono riassunti nella tab. 2.8. Per ogni campione sono
riportati il punto del prelievo, l’indice di aggressività, la concentrazione di fibre di
amianto e il tipo di fibre trovate.
Le sole caratteristiche di aggressività dell’acqua costituiscono pertanto una
condizione ma in alcuni casi non sufficiente a prevedere il deterioramento della
parete interna della condotta con il conseguente rilascio delle fibre di amianto.
La presenza di ferro, zinco e manganese in opportune condizioni di pH, di
alcalinità e di temperatura è in grado di dar luogo ad un rivestimento protettivo
che può impedire il rilascio di fibre di amianto.
A seguito di questi studi vennero intrapresi degli esperimenti che cercavano di
riprodurre le situazioni più particolari che si erano riscontrate nella realtà, per
capire quali parametri provocavano la corrosione delle tubazioni e quali la
rallentavano.
Fu preparato un impianto a scala ridotta con tubi in cemento-amianto di tipo
autoclavato, nel quale 380 litri di acqua erano continuamente ricircolati con una
velocità di flusso di circa 0.35 m/s. A causa del ciclo chiuso i problemi derivanti
dall’esposizione dell’acqua alla CO
2
atmosferica non furono considerati. La durata
di ogni esperimento fu stabilita in sei mesi.
Esp.
n.
pH Calcio
(mg/l
CaCO
3
)
Alcalinità
(mg/l
CaCO
3
)
Indice
di
aggr.
Additivo Usura
della
parete
interna
Caso delle acque potabili della California.
Questo studio sulla contaminazione da fibre d’amianto nelle fonti d’acqua
potabile dello stato della California è durato due anni (dal 1981 al 1983), ed è
stato eseguito da “Air and Industrial Hygiene Laboratory (AIHL)” del “Department
of Health Services (DHS)” della California [13].
I campioni sono stati prelevati da una delle seguenti fonti:
1. acque naturali superficiali.
2. acque all’ingresso degli impianti di potabilizzazione.
3. acque sotterranee da pozzi.
4. campioni forniti da locali servizi pubblici che stavano cercando informazioni
sulla presenza di fibre d’amianto nelle loro acque.
La tabella 2.14 riassume il range di concentrazione di fibre d’amianto riscontrate
per questi campioni.
3.1 Le tubazioni in cemento-amianto in ambiente aggressivo.
Si è spesso ritenuto che se l’acqua veicolata dalle tubazioni fosse aggressiva,
faciliti il rilascio da parte della struttura in cemento-amianto di fibre di asbesto;
questo non sempre è quello che si è verificato nella realtà. Analizziamo quindi le
proprietà dei tubi che ostacolano questo rilascio di fibre dalla matrice cementizia
e le caratteristiche dell’acqua che invece lo facilitano.
3.1.1 Resistenza chimica intrinseca delle tubazioni in cemento-amianto.
Il cemento-amianto è un materiale composito relativamente semplice, poichè può
essere ottenuto a partire da solo due materie minerali [14]:
3.1.2 Il processo di interazione acqua-cemento.
Come tutti i materiali a base di leganti idraulici, il cemento-amianto si
caratterizza per la sua microporosità. I costituenti del cemento sviluppano in
effetti, al momento dell’indurimento, delle strutture dentritiche e infeltrite che si
densificano progressivamente nel corso del tempo ma che presentano ancora
degli interstizi dove si accumulano i gas e l’acqua del gel che non è chimicamente
legata agli idrati.
Quando si mette, per la prima volta, questo materiale a contatto di un ambiente
acquoso, c’è assorbimento d’acqua. Tale acqua confinata all’interno del materiale
va a mettersi rapidamente in equilibrio con gli idrati che la circondano: l’acqua
sarà ricca in calce.
Se l’acqua usata contiene all’inizio della CO
2
, ci sarà in genere formazione di
precipitati di CaCO
3
dentro i pori, a spese della calce disciolta e ostruzione
parziale o totale di questi pori.
Questo scambio è retto dalla legge della diffusione: esso a luogo nei due sensi, a
seconda degli ioni considerati [15]:
Come è ben noto le acque si classificano come incrostanti ed aggressive a seconda
che esse lascino un deposito all’interno della condotta oppure che attacchino il
materiale stesso. Le acque possono essere aggressive sia per le condotte costituite
da materiali metallici che per quelle costituite da materiali cementizi.
Il sistema CaCO
3
- CO
2
- H
2
O è il più importante presente nell’acqua e svolge un
ruolo dominante nel controllo della corrosione e dell’aggressività, nonchè nei
processi di trattamento e di distribuzione delle acque.
Questo sistema è costituito dalle seguenti fasi:
1. fase gassosa, in cui la CO
2
è determinante;
2. fase liquida, in cui avvengono le reazioni chimiche tra gli ioni fondamentali;
3. fase solida, costituita dai depositi esistenti o in corso di formazione.
La (5) si riscrive come
Kr =
()
()
HHCO
HCO
+
−
∗
⋅
3
23
dove H
2
CO
3
*
= ( H
2
CO
3
) + ( CO
2
).
Attività ionica.
Le costanti termodinamiche delle relazioni (5, 6, 7) sono espresse in funzione
delle concentrazioni molari delle specie ioniche presenti in soluzione. Ciò vale
quando si considerano le soluzioni a diluizione infinita, per le quali sono nulle le
interazioni di natura elettrostatica tra gli ioni. Nel caso di soluzioni reali, non
diluitissime, queste interazioni non possono essere trascurate, quindi si usano le
attività al posto delle concentrazioni molari.
Calcolata la forza ionica, in funzione di questa, si possono determinare i
coefficienti di attività f
i
con una delle seguenti formule:
Formula di Davies : µ < 0.5 log f
i
= - A Z
i
2
(
µ
µ1 +
- 0.2µ )
Formula di Debye-Huckel: µ < 0.1 log f
i
= - A Z
i
2
µ
µ1 +
Formula di Guntelberg: µ < 0.05 log f
i
= - A Z
i
2
µ
µ1 + Ba
dove: - f
i
= coefficienti di attività delle speci i-esime;
- µ = forza ionica, moli/l;
- Z
i
= numero d’ossidazione della specie i-esima;
- A, B = costanti che dipendono dalla temperatura e dalla costante
dielettrica dell’acqua ε .
A = 1.82*10
6
(ε T)
-3/2
B = 50.3 (ε T)
-1/2
- a = parametro che tiene conto del raggio ionico della specie chimica,
espresso in Angstrom [ 10
-10
m. ].
K
s
’
=
K
f
s
b
2
=
[]
[]
Ca CO
2
3
2
+
−
⋅ (9)
La (9) viene usata per stabilire se un’acqua è sottosatura o sovrasatura di
carbonato di calcio, infatti se
[ Ca
++
] * [ CO
3
2-
] < K
s
l’acqua è sottosatura di carbonato di calcio,
[ Ca
++
] * [ CO
3
2-
] = K
s
l’acqua è in equilibrio con il carbonato,
[ Ca
++
] * [ CO
3
2-
] > K
s
l’acqua è sovrasatura di carbonato.
Nella ipotesi semplificativa fatta si può osservare che l’anidride carbonica
presente nell’acqua può essere di quattro differenti specie:
1. quella corrispondente ai carbonati: è pochissima poichè si tratta praticamente
di un sale insolubile;
2. quella corrispondente ai bicarbonati;
3. quella necessaria all’equilibrio;
4. altra anidride carbonica in eccesso.
Di tutte e quattro le specie, la CO
2
che ci preoccupa è solamente l’ultima che può
essere aggressiva.
3.2.2.2 Metodi di calcolo dell’aggressività di un’acqua potabile.
Per sapere se un’acqua ha tendenza a dissolvere o a depositare carbonato di
calcio, numerosi Autori, partendo dallo studio del sistema CaCO
3
-CO
2
-H
2
O,
hanno sviluppato metodi grafici ed indici per valutare lo stato di saturazione del
carbonato di calcio e quindi l’aggressività o il potere incrostante dell’acqua.
Il fatto che esistano vari metodi mostra che nessuno si è rilevato totalmente
soddisfacente ad ogni situazione reale, infatti questi presentano alcuni ipotesi
semplificative, altri approssimazioni di calcolo.
Tra i metodi più usati ricordiamo ad esempio quello di Tillmans, di Legrand, di
Ryznar, di Langelier, di Heyer, etc;
Data quindi un’acqua di cui si siano misurati il pH, la temperatura, la
concentrazione di calcio e l’alcalinità, si possono verificare tre casi:
- I
L
> 0, acqua sovrasatura di carbonato di calcio (cioè è incrostante);
- I
L
= 0, acqua satura di carbonato di calcio (in equilibrio);
- I
L
< 0, acqua sottosatura di carbonato di calcio (cioè è corrosiva).
5 2 Le patologie legate all’amianto.
La respirazione di fibre di asbesto (e forse anche l’ingestione, anche se la
questione è ancora controversa), può determinare malattie diverse, tutte
comunque caratterizzate da un lungo intervallo di tempo fra l’inizio
dell’esposizione e la comparsa della malattia.
Questo intervallo, chiamato “tempo di latenza”, è in genere di decenni, da 10 a 15
anni per l’asbestosi ed anche da 20 a 40 anni per il carcinoma polmonare ed il
mesotelioma.
Regioni Casi (m) Tassi (m) Casi (f) Tassi (f)
Tenendo presente quindi,
1. il risultato negativo degli studi sull’ingestione da parte degli animali,
2. l’evento evidentemente raro che una fibra penetri nella mucosa del tratto
gastro-intestinale,
3. la mancanza di una certezza assoluta sugli effetti negativi sulla salute
dimostrata dagli studi epidemiologici,
si può dedurre che il livello di pericolo di malattie cancerogene per una
popolazione che usi acqua potabile contenente centinaia di MFL
Teniamo presente che le fibre di amianto possono essere ingerite anche attraverso
alcuni cibi e bevande che le contengono (tabella 6.1).
Campione Fonte MFL
Le concentrazioni indicate in tabella 6.1 sono comunque da considerarsi
ponderalmente molto modeste. E’ doveroso ricordare infatti che malgrado l’unità
di misura correntemente impiegata sia il milione di fibre per litro, 1 MFL
corrisponde a meno di 0.2 µ g in peso per litro. Una concentrazione cioè inferiore o
uguale ai valori limite fissati per quei micro-inquinanti (antiparassitari,
idrocarburi policiclici aromatici, mercurio, ecc.) caratterizzati da elevatissima e
comprovata tossicità.
L’analisi dei numerosi studi riportati e degli esperimenti intrapresi per sviluppare
nuove metodologie per il trattamento delle tubazioni in cemento-amianto hanno
portato alle seguenti conclusioni:
L’indice di aggressività come tradizionalmente concepito (IA = pH - log(A*H)) non è
teoricamente efficace dal punto di vista chimico per predirre il rilascio di fibre e la
degradazione della superficie interna dei tubi nei sistemi che sono...........
I sali dello zinco formati con il cloruro (ZnCl
2
) , il solfato (ZnSO
4
) e l’ortofosfato
(Zn
3
((PO
4
)
2
*H
2
O)
2
) sono stati testati e verificati a ..............
Malgrado un corretto uso delle tubazioni in cemento-amianto si è dimostrato non
provocare gravi problemi, in Italia si sono vietate nel 1992, poichè rientravano
come prodotto contenente amianto della nota legge n°257/92.
Sebbene non si fosse arrivati a correlare un aumento dei casi di tumori
strettamente legato all’assunzione tramite acqua di fibre di amianto, non si può
nemmeno negare che l’amianto assunto per inalazione sia sicuramente
cancerogeno.
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