Acqua: risorsa sostenibile - TESSI – Teaching Sustainability across

TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
TESSI - Teaching Sustainability across Slovenia and Italy
Partner del progetto:
Consorzio per l’AREA di ricerca scientifica
e tecnologica di Trieste – AREA Science Park
Università degli Studi di Ferrara
Laboratorio dell’Immaginario Scientifico
Università di Nova Gorica
Slovenski E-forum
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TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Indice
Capitolo 1: L’acqua in un mondo sostenibile ································ pag. 5
Capitolo 2: La riduzione della disponibilità d’acqua dolce nel mondo · pag. 10
Capitolo 3: Chimica e Fisica dell’acqua ······································· pag. 15
Capitolo 4: La vita nell’acqua ·················································· pag. 29
Capitolo 5: Qualità dell’acqua ··················································· pag. 40
Capitolo 6: Il ciclo urbano dell’acqua ········································· pag. 48
Capitolo 7: Potabilizzazione e acquedotti ··································· pag. 59
Capitolo 8: Fognature e trattamento dei reflui ····························· pag. 71
Capitolo 9: L’acqua virtuale e le impronte ·································· pag. 83
Capitolo 10: Azioni per un buon uso dell’acqua ···························· pag. 92
Lista figure ·········································································· pag. 98
Legenda
Punti chiave
Definizione
Caso studio
Esercizio
Nota
Riferimenti
Web links
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TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Colophon
EDITORE: Consorzio per l’AREA di ricerca scientifica e tecnologica di Trieste
AUTORE: Università degli Studi di Ferrara
CURATORE EDITORIALE: Francesco Dondi
COMITATO EDITORIALE: Stefano Alvisi, Francesco Dondi, Marco Franchini, Michele Mistri,
Luisa Pasti, Silvia Riberti, Carmela Vaccaro, Paola Verlicchi
AUTORI:
Capitolo 1: Francesco Dondi, Silvia Riberti
Capitolo 2: Francesco Dondi, Luisa Pasti, Carmela Vaccaro
Capitolo 3: Francesco Dondi, Luisa Pasti
Capitolo 4: Michele Mistri
Capitolo 5: Michele Mistri
Capitolo 6: Stefano Alvisi, Marco Franchini, Paola Verlicchi
Capitolo 7: Stefano Alvisi, Marco Franchini, Paola Verlicchi
Capitolo 8: Stefano Alvisi, Marco Franchini, Paola Verlicchi
Capitolo 9: Francesco Dondi, Silvia Riberti
Capitolo 10: Stefano Alvisi, Marco Franchini, Paola Verlicchi
EDITING: Bordercross, Consorzio per l’AREA di ricerca scientifica e tecnologica di Trieste
ATTRIBUZIONE DELLE FOTO: la lista completa si trova a pagina 98.
GRAFICA E ANTEPRIMA DI STAMPA: Bordercross
EDIZIONE: 2.0
LUOGO E DATA: Trieste, aprile 2015
Ringraziamenti: Si ringrazia il Prof.dr.ir. Arjen Y. Hoekstra per il permesso all’uso del materiale fotografico reperibile al sito www.waterfootprint.org/?page=files/home
La presente pubblicazione è reperibile
www.tessischool.eu/materiali-didattici;
in
formato
elettronico
all’indirizzo
Pubblicazione finanziata nell'ambito del Programma per la Cooperazione Transfrontaliera Italia-Slovenia 2007-2013, dal Fondo europeo di sviluppo regionale e dai fondi nazionali.
Projekt sofinanciran v okviru Programa čezmejnega sodelovanja Slovenija-Italija 2007-2013 iz
sredstev Evropskega sklada za regionalni razvoj in nacionalnih sredstev.
Il contenuto della presente pubblicazione non rispecchia necessariamente le posizioni ufficiali
dell’Unione europea. La responsabilità del contenuto della presente pubblicazione appartiene
all'autore Francesco Dondi e, per i capitoli specifici, agli autori sopra riportati.
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TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
CAPITOLO 1 – L’acqua in un mondo sostenibile
Punti chiave:
 Cosa si intende per Sostenibilità, Mondo Sostenibile e i principi che lo
reggono;
 L’acqua, bene limitato, ed il suo uso sostenibile.
Apriamo il rubinetto e l’acqua scorre, un bene
così normale che ci sembra non debba mancare
mai, come la terra su cui poggiamo i piedi o
l’aria che respiriamo. I giornali, i mezzi di
comunicazione ci dicono però che dobbiamo
preoccuparci: d’estate i fiumi vanno in secca,
vediamo immagini terrificanti da regioni lontane
aride e senz’acqua, sappiamo che molti uomini
nel mondo soffrono la sete...L’acqua di cui
dovremmo godere molto spesso è terribilmente
inquinata. Si dice che questa situazione non è
“sostenibile”. Entro il 2015 i governi membri
dell’ONU si sono impegnati per raggiungere gli 8
“Obiettivi di Sviluppo del Millennio”; questo
programma prevede, tra i punti salienti, che
venga dimezzata la percentuale di popolazione
mondiale che non ha accesso all’acqua potabile.
Figura 1 – Tratto da TUNZA 6.3 ISSN 1727-8902
Figura 2 – Tratto da TUNZA 6.3 ISSN 1727-8902
La Sostenibilità
Ma che cosa vuol dire? E’ un concetto antico
come l’uomo, che deve essere applicato e
sempre riadattato. Leggete questo dialogo di
Platone (La Repubblica II, 369c-373d) tra
Socrate e i suoi allievi, tra cui un certo
Glaucone. Ne presentiamo un estratto: i due
discutono su come si costruisce una città
partendo da zero: hanno così scoperto il
concetto di Città Sostenibile!
Socrate: Allora, costruiamo teoricamente
una città, sin dalle fondamenta. La creerà, a
quanto pare il nostro bisogno. (…)
Glaucone: Socrate, se fondassi una città di
porci, li pasceremo con un cibo diverso da
questo?
Figura 3 - http://it.wikipedia.org/wiki/File:Platon-2.jpg
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TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Socrate: A quanto pare non stiamo cercando l’origine di una semplice città, bensì di
una città che vive nel lusso. E forse non è un male, poiché esaminandone anche una
di questo genere, potremo vedere come negli stati nascono la giustizia e l’ingiustizia.
Glaucone: A quanto pare non si accontenteranno (…) di questo tenore di vita... ma
aggiungeranno altre suppellettili (…) profumi, etere, (…) bisogna possedere oro,
avorio… Perciò si deve nuovamente ingrandire la città (…). E il territorio che bastava
prima diventerà piccolo. Dobbiamo pertanto ritagliarci una fetta del paese
confinante, se vogliamo avere terra sufficiente.
Socrate: E poi, faremo la guerra, Glaucone? O come andrà a finire?
Le cose necessarie al vivere civile sono molte: sia quelle necessarie che quelle
superflue, hanno bisogno di molta acqua. Ma l’acqua, come lo spazio, è una risorsa
limitata: se si esagera troppo con le pretese, l’acqua (e lo spazio) diventa
insufficiente e si entra in conflitto con i vicini. E’ appunto il caso della Città dei Porci,
che con tutte le sue innumerevoli, talvolta superflue, esigenze deve ricorrere alle
risorse altrui. In poche parole lo stile di vita non è più “sostenibile”.
Mentre gli antichi pensavano solo alla loro città,
per noi non è più così. La conquista spaziale ci fa
vedere ogni giorno la Terra come una favolosa
palla blu e questa è, quindi, la “nostra città”.
La nostra vita materiale dipende da attività
stanziate in tutto il mondo (vedi Cap. 9) e quindi
dobbiamo pensare alla Terra come a una TerraPatria. Come gli antichi e i nostri antenati
avevano il sentimento della cittadinanza, anche
noi dobbiamo sentirci cittadini del “mondo” ed
avere il senso di “cittadinanza” che, come dice
E. Morin, si traduce in questi sentimenti:
orgoglio, senso di appartenenza, difesa della
patria, solidarietà e fratellanza. (E. Morin, I sette
saperi necessari all’educazione del futuro,
Figura 4 - http://it.wikipedia.org/wiki/
cap.4).
File:The_Earth_seen_from_Apollo_17.jpg
L’Acqua: Siamo a secco?
L’acqua disponibile per gli usi effettivi –
quella che si rinnova ogni anno nei cicli
naturali - è solo una parte limitatissima di
tutta l’acqua esistente sulla terra (vedi
cap.2).
Dobbiamo pensare che l’acqua disponibile
sulla Terra è come “Scorta di Bordo”, un
po’ come l’acqua nelle astronavi, che deve
essere usata con oculatezza e sempre
dovrebbe
essere
restituita
intatta
all’ambiente: altrimenti le generazioni
future erediteranno un ambiente sempre
più compromesso.
Figura 5 La “Sostenibilità” è un concetto che http://gmfrank88.altervista.org/tos.html
6 - Capitolo 1
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
riguarda molti aspetti della vita: oltre
agli aspetti ambientali ed economici,
occorre considerare anche quello sociale.
Per spiegare questa complessità la
“Sostenibilità” viene rappresentata con
diagrammi come quello qui a fianco. Vedi
anche “sviluppo sostenibile”, Wiki.
I
principi
di
Responsabilità,
Sostenibilità e Precauzione
I vari organismi internazionali (p.es. ONU Figura 6 e UNESCO) ed i pensatori (p.es. Hans http://gmfrank88.altervista.org/tos.html
Jonas, Edgar Morin, Lester Pearson) per
far fronte alle sfide poste dall’aumento
della popolazione, dall’inquinamento, dal cattivo uso delle risorse hanno formulato i
tre principi fondamentali della Responsabilità, dello Sviluppo Sostenibile e della
Precauzione, che dovrebbero essere la guida dei nostri comportamenti individuali e
collettivi, del rapporto tra i popoli e tra la presente e le future generazioni.
Definizione: Principio di Responsabilità: “Agisci in modo che
le
conseguenze della tua azione siano compatibili con la permanenza
di
un’autentica vita umana sulla terra”. (Hans Jonas, Principio Responsabilità,
vedi bibliografia in “Riferimenti”)
Definizione: “lo Sviluppo sostenibile è uno sviluppo che soddisfa i bisogni
del presente senza compromettere la possibilità delle generazioni future di
soddisfare i propri bisogni”. (Rapporto Brundtland, vedi “Web links”)
Definizione: Principio di precauzione: “Al fine di proteggere l'ambiente, un
approccio cautelativo dovrebbe essere ampiamente utilizzato dagli Stati in
funzione delle proprie capacità. In caso di rischio di danno grave o
irreversibile, l'assenza di una piena certezza scientifica non deve costituire
un motivo per differire l'adozione di misure adeguate ed effettive, anche in
rapporto ai costi, dirette a prevenire il degrado ambientale”. (Dichiarazione
di Rio, Principio 15, vedi “Web links”)
L’Acqua: una risorsa in pericolo
Sono oramai molti i casi di disastri
ambientali che hanno comportato la
perdita di interi ecosistemi o la
contaminazione di interi corsi
di fiumi:
Il lago d’Aral si è trasformato
in pozze d’acqua ipersalata, a
causa di una cattiva programmazione Figura 7 - http://www.waterfootprint.org/downloads/
delle colture di cotone nella zona, WaterFootprint-Presentation-General.ppt
7 - Capitolo 1
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
all’epoca dell’Unione Sovietica.
Vedi lago d’Aral, Wiki.
Un
secondo
esempio
è
l’incidente dello sversamento di
fanghi rossi: la diga di un
serbatoio contenente fango
rosso di una fabbrica di allumina
nei pressi di Ajka, in Ungheria,
si è spezzata il 5 ottobre 2010.
Per approfondire: incidente
fabbrica alluminio Ajka, Wiki.
Figura 8 - http://it.wikipedia.org/wiki/File:%C3%89p%C3%BCl_az_%
C3%BAj_g%C3%A1t_a_v%C3%B6r%C3%B6siszap_ellen.jpg
Esercizio: esamina i casi dell’incidente dei fanghi rossi e la desertificazione
del lago d’Aral e identifica quali principi dei tre principi sopra esposti non
sono stati rispettati.
L’acqua: una risorsa non equamente distribuita
Le nostre regioni (Emilia Romagna, Nord-Est Italia, Slovenia) sono fortunate perché
dispongono di acqua abbondante, con tutti i confort possibili (docce, acqua per uso
domestico quali le lavatrici o la preparazione del cibo, irrigazione agricola, scarichi
fognari, panorami splendidi...) anche se talvolta – basta un’estate secca – veniamo a
trovarci in condizioni critiche. Molti nel mondo non hanno tutto ciò di cui noi
usufruiamo: circa 1,2 miliardi di persone non hanno accesso all’acqua sicura (vedi
capp. 5, 7) e quelli che non dispongono di acqua per i servizi idrici di base (acqua per
gli scarichi fognari) sono ben 2,4 miliardi, su una popolazione totale che sta
superando i 7 miliardi. 450 milioni di persone si trovano in una situazione di difficile
“approvvigionamento idrico”, definito dall’OMS come “l’accesso a meno di 15 minuti
di cammino per avere almeno venti litri di acqua senza agenti patogeni e chimici che
possano danneggiare la salute” (Pozzati, Palmeri, p. 150).
Nota: Un pianeta, come del resto un paese, non può sopravvivere per metà schiavo e per metà libero, per metà oppresso dalla miseria e per metà
godendo di consumi pressoché illimitati. Né la nostra ecologia né la nostra moralità Possono sopportare un tale contrasto. (Lester Pearson,
1969) (Vedi cap.2)
http://www.educazionesostenibile.it/portale/images/stories/eco/
eco_dic_2011.pdf
Web Links
http://upload.wikimedia.org/wikisource/en/d/d7/Our-common-future.pdf
http://ebookbrowse.com/dichiarazione-di-rio-pdf-d43505218
8 - Capitolo 1
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Riferimenti
Bologna G., Manuale della Sostenibilità, Edizioni Ambiente, 2008.
Jonas H., Il principio responsabilità, Einaudi, 1990.
Laureano P., Atlante d’acqua, Bollati Boringhieri, 2001.
Morin E., I sette saperi necessari all’educazione del futuro, Raffaello
Cortina, 2001.
Pozzati P., Palmeri F., Verso la cultura della Responsabilità, Edizioni
Ambiente, 2007.
9 - Capitolo 1
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
CAPITOLO 2 - La riduzione della disponibilità di acqua dolce
nel mondo
Punti chiave
 Il patrimonio idrico della Terra e il consumo d’acqua dolce globale;
 Il diritto all’acqua, bene comune e mondiale.
La crescita demografica, i bisogni differenziati ma crescenti dei paesi in via di
sviluppo e dei paesi industrializzati, i fattori climatici di rischio (…) accentuano
ancor più il carattere vitale dell’acqua che è divenuta un obiettivo economico e
dunque un obiettivo politico nazionale e internazionale (Jacques Sironneau, 1995)
(P.Pozzati e F.Palmeri, pag. Rif. Cap. 1)
Il patrimonio idrico della Terra
Il nostro pianeta è coperto d’acqua per il 71%, questo significa che il patrimonio idrico
terrestre è enorme.
Definizione: Idrosfera indica il complesso delle acque nei suoi stati (solido,
liquido e gassoso) che si trovano sulla Terra (mari ed oceani, laghi, fiumi,
acque sotterranee, ghiacciai nonché l’acqua che si trova in atmosfera). E’
stimata in 1,4 miliardi di km3.
In realtà solo una minima parte di questa immensa quantità d’acqua è “idonea” agli
usi antropici: si tratta dell’acqua dolce, che rappresenta solo il 2,5% del totale (circa
35 milioni di km3); il restante 97,5% è costituito da acque salate (circa 1,35 miliardi di
km3), che allo stato naturale non possono essere impiegate né per uso potabile o
domestico, né per uso agricolo o industriale.
Figura 1 – http://www.unep.org/dewa/vitalwater/article5.html
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TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Inoltre, non tutta l’acqua dolce disponibile sul pianeta è accessibile all’uomo: la
maggior parte (circa 24 milioni di km3) è in forma solida nei ghiacciai permanenti
dell’Antartide e della Groenlandia; un’altra quota non indifferente (circa 10 milioni di
km3) è racchiusa nel sottosuolo a profondità non sempre raggiungibili, mentre la
quota di acque dolci superficiali (laghi, fiumi e zone umide) utili all’uso antropico, è
di appena 100mila km3, distribuita in modo diseguale sul pianeta: per questo esistono
zone aride e desertiche. La quota facilmente accessibile e anche annualmente
rinnovabile è stimata in soli 12500 km3.
“In proporzione, se mettessimo in un contenitore da cinque litri l’intera acqua del
globo, quella bevibile, non salata sarebbe soltanto un cucchiaio. Se togliessimo quella
contenuta nei ghiacciai, la proporzione di acqua dolce si ridurrebbe a una sola
goccia” (Laureano, p.17, rif. cap. 1).
Dov’è l’acqua e come funziona
L’acqua presente sulla Terra si può trovare nei tre suoi stati:
 solido, nei ghiacciai e nelle calotte polari, oppure neve o grandine;
 liquido, nei mari, laghi, fiumi e nelle precipitazioni piovose;
 gassoso, come nelle nuvole, nell’umidità dell’aria, nelle emissioni di vulcani.
Figura 2 - Il ciclo idrogeologico dell’acqua – Tratto da TUNZA 6.3 ISSN 1727-8902
Evaporazione: processo che trasforma l’acqua da liquida a gassosa, grazie all’energia
solare. L’acqua, sotto forma di vapore, entra nell’atmosfera evaporando non solo da
oceani, laghi e fiumi ma anche tramite l’evapotraspirazione dalle piante e dal terreno.
Condensazione: l’aria carica di vapore acqueo, salendo di altitudine, raffredda. Dal
momento che l’aria fredda può contenere meno vapore acqueo di quella calda, allora
l’umidità condensa, dando forma alle nuvole, costituite da minutissime particelle
d’acqua e ghiaccio sospese nell’atmosfera.
Precipitazione: le precipitazioni (ad es. pioggia, grandine, neve) si formano quando
l’aria è satura di umidità e la temperatura è sufficientemente bassa perché il vapore
acqueo condensi. A partire dalle nuvole, quindi, si formano le varie precipitazioni,
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TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
che riportano l’acqua sulla Terra, negli oceani e a imbibire i terreni.
Infiltrazione: grazie alla forza di gravità e alla capillarità, l’acqua presente sulla
superficie del suolo penetra al suo interno, andando ad alimentare le falde acquifere.
Deflusso: quando il suolo non è più in grado di assorbire acqua (perché già saturo,
oppure ghiacciato, o deteriorato dalla deforestazione), questa scorre sulla superficie
terrestre, formando flussi che alimentano fiumi ed oceani. Tutti questi processi sono
il risultato delle proprietà chimiche e fisiche assolutamente uniche possedute
dall’acqua (vedi cap 3).
Falde acquifere: l’acqua infiltratasi nel terreno si accumula quando giunge ad uno
strato argilloso impermeabile. Si distinguono diversi tipi di falda, come quella freatica
(la più accessibile, dalla quale l’uomo può trarre acqua per impieghi vari) oppure
quella di natura fossile, costituita da acqua accumulata in milioni di anni e che ha un
ciclo di rinnovamento di migliaia di anni. Proprio in considerazione di questi tempi
lunghissimi, le falde fossili sono da considerarsi riserve idriche solo parzialmente
rinnovabili: per questo l’uomo non può permettersi di sfruttarle in modo
indiscriminato. Alla luce di quanto appena detto, è utile considerare i diversi tempi di
rinnovamento dei vari depositi idrici dai quali attinge l’uomo:
Figura 3 – http://www.unep.org/dewa/vitalwater/article26.html
Consumi d’acqua: situazione diseguale
(P.Pozzati e F. Palmeri, cap. 5, rif. cap. 1).
Circa cento litri al giorno: questa è la quantità d’acqua utile per soddisfare non solo i
bisogni alimentari (che sono solo 4 litri, per bere e preparare i cibi) ma anche quelli
igienici e domestici di una persona. Tuttavia questo dato può cambiare notevolmente
da paese a paese. Ad esempio, in una nazione mediamente sviluppata il fabbisogno
idrico pro capite giornaliero si aggira sui 4000/5000 litri, cifra enorme che
comprende, oltre all’acqua consumata per la stretta sopravvivenza, anche l’acqua
necessaria per produrre i beni di consumo (abbigliamento, alimenti, oggetti di vario
tipo) e nei servizi (vedi Cap. 9). Il consumo di acqua dolce dipende quindi in massima
parte dal tipo di stile di vita e dal sistema economico e produttivo (agricoltura e
industria) di una nazione.
12 - Capitolo 2
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Figura 4 – Tratto da Pozzati, Palmeri,
“Verso la cultura della responsabilità”
Tra il 1700 e il 2000, a fronte di una
popolazione mondiale incrementata di 9
volte, si calcola che il prelievo globale
d’acqua dolce sia aumentato invece di
35 volte, evidenziando come, sullo
sfruttamento delle risorse idriche, incida
non solo l’aumento della popolazione ma
anche lo sviluppo industriale. Si prevede
che il prelievo mondiale d’acqua dolce
possa incrementare ulteriormente nei
prossimi anni, vedi il grafico di fig. 4,
dove per “prelievi” si intende la
quantità di acqua prelevata e restituita
subito al ciclo idrologico e quindi ancora
(in parte) localmente disponibile,
USA 4531 L al
mentre per “uso” si intende
giorno procapite
l’acqua prelevata che, in seguito al
Uso domestico:
suo utilizzo, non è più disponibile
575L
al ciclo idrologico (es.
Agricoltura:1868 L
Industria:2084 L
evaporazione, assorbimento da
parte delle culture agricole, vedi
Cap. 9). Dal grafico si comprende
che la situazione mondiale è
ITALIA 2101 L al
a sso lu ta me nte pre occ up an te
giorno procapite
Uso domestipoiché prelievi ed usi si avvicinano
co:380L
ad una soglia critica (percentuale
Agricoltura:947 L
elevata di volume accessibile).
Industria:769 L
Questo andrà ad aggravare le
disuguaglianze già esistenti tra paese
CONGO 35 L al
e paese (vedi fig.5), in termini di
giorno procapite
consumi e di disponibilità idrica, con
Uso domestico:24
L
un incremento del numero di nazioni
Agricoltura: 2,7 L
soggette a crisi idrica (sotto i 2700 L/
Industria: 8,2 L
per persona/giorno) e penuria idrica
Figura 5 – Diversi consumi d’acqua procapite (per persona) al
(sotto i 1350 L/ per persona/giorno).
giorno. Dati tratti da: Black M., King J., The Atlas of Water
(USA, ITALIA) e Slovenian Environment Agency, Water reimbursements for year 2004, Ljubljana 2005 (SLOVENIA)
Diritto all’acqua
Il Manifesto mondiale dell'acqua è stato redatto nel 1998 a Lisbona, dal Comitato
internazionale per il contratto mondiale sull'acqua, creato da Riccardo Petrella e
presieduto da Mario Soares. Questo manifesto si basa su un principio fondatore
estremamente semplice: l’acqua è un bene vitale patrimoniale comune mondiale.
Utili conversioni
1 metro cubo = 1000 litri
1 chilometro cubo = 1 miliardo di metri cubi = 1.000.000.000.000 litri
13 - Capitolo 2
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Esercizi:
 Quanti litri ci stanno nella tua vasca da bagno e quante persone
potrebbero dissetarsi ogni giorno?
 Quanta acqua dolce è disponibile per uso umano, rispetto al
patrimonio idrico mondiale? 1) 0.035% - 2) 2.5% - 3) 25%
 Documentati sulle principali finalità del “Manifesto dell’acqua”:
http://www.amicidelmondo.it/?page=2002_manifesto_acqua
Riferimenti
Black M., King J., The Atlas of Water, Earthscan, 2009.
Laureano, P., Atlante d’acqua, Bollati Boringhieri, 2001.
Riccardo Petrella, Il manifesto dell’acqua, Edizioni Gruppo Abele, 2001.
Pozzati, P., Palmeri, F., Verso la cultura della Responsabilità, Edizioni
Ambiente, 2007.
Gleick Peter H., Water in crisis. A guide to the World’s fresh water
resources, Oxford University Press, 1993.
14
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
CAPITOLO 3 - Chimica e Fisica dell’acqua
Punti chiave:
 Le proprietà chimiche e fisiche dell’acqua;
 L’importanza dell’acqua per l’ambiente e per l’umanità, per diventare
“passeggeri” saggi e sapienti su questo nostro pianeta.
L’acqua è ‘l vetturale della natura: questa trasmuta il
terreno…
(Leonardo, Codice Trivulziano, K1, f, 2r).
L’acqua è l’elemento più diffuso del pianeta e certamente
il più inconsueto. Ha un aspetto multiforme: liquido, solido
e gassoso. Come abbiamo visto nei capitoli precedenti, essa
alimenta i fiumi, permea l’atmosfera, ricade sulla terra
sotto forma di pioggia, condensa in brina e rugiada,
precipita in duri grani di grandine, assume l’aspetto
impalpabile e cristallino della neve, modella le rocce.
Essa determina il tempo atmosferico così come lo
percepiamo ed agisce da termoregolatore generale. Di
acqua hanno bisogno tutti gli esseri viventi: il corpo umano Figura 1- Leonardo http://it.wikipedia.org/
è per il 65% wiki/File:Leonardo_self.jpg
composto
di
acqua (Laureano, pag. 15, rif. Cap. 1).
“Ma non siamo dei guidatori su questo
pianeta. Siamo passeggeri”. (Allan,
2011, pag. 12).
E’ quindi una buona idea quella di non
pretendere di dare insegnamenti al
guidatore
o
peggio
ancora,
di
strattonarlo di qua e di là. Occorre
capire
come
funziona
questa
meravigliosa macchina che è la Terra per
adeguare,
sulla
base
di
queste
conoscenze, i nostri comportamenti. Per
essere buoni “passeggeri” dobbiamo
scegliere comportamenti virtuosi, evitare
quelli negativi o, più semplicemente,
Figura 2 - Nuvola http://it.wikipedia.org/wiki/
File:Nuvola503.jpg
Figura 3 – Pioggia http://it.wikipedia.org/wiki/
File:22_Regen_ubt.jpeg
15
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
adattare i nostri comportamenti a situazioni ambientali sfavorevoli.
Abbiamo presentato nel primo capitolo l’immagine dell’astronave Terra. Sulla
raccolta, la conservazione e la distribuzione dell’acqua si sono basate nella storia sia
la riuscita che la caduta di possenti “civiltà idrauliche”, come quelle antiche dell’
Egitto, della Mesopotamia o Maya, dove il controllo delle acque avveniva su vasta
scala (Laureano, p. 228) ma anche la creazione o la distruzione di più piccole
comunità locali come le oasi o gli insediamenti rurali ed urbani nell’area
mediterranea.
Tutte le soluzioni tecniche volte alla conservazione di questa preziosa risorsa si
basano sulle sue stesse proprietà. Anche le scelte sbagliate dipendono da un cattivo
utilizzo delle proprietà dell’acqua, determinando conseguenze catastrofiche come
l’inquinamento o la desertificazione.
L’acqua, una molecola inconsueta
La molecola dell’acqua ha una configurazione
geometrica triangolare: l'atomo di ossigeno è al
vertice e i due atomi di idrogeno si trovano alle
due estremità; l’angolo formato è di 104,5º.
Grazie a questa geometria, ossigeno e idrogeno
possiedono cariche separate e la diversa
elettronegatività crea un momento di dipolo: la
molecola dell’acqua è quindi polare. Proprio
questa caratteristica fa sì che più molecole
d’acqua si leghino tra di loro attraverso legami ad
idrogeno, che spiegano molte delle peculiari
proprietà chimico-fisiche dell’acqua.
Figura 4- Molecola dell'acqua http://
Nonostante sia una molecola abbastanza piccola,
www.whatischemistry.unina.it/it/
se paragonata
hphil.html
ad esempio a
una molecola simile quale l’acido solfidrico, H2S,
oppure alle molecole di ossigeno, di azoto o di
Metano, essa si trova, nelle nostre condizioni di
temperatura e pressione, allo stato liquido.
Tuttavia essa è anche dotata di una sufficiente
volatilità potendo quindi evaporare, ma anche
condensarsi pura allo stato liquido.
L’acqua ha una massa molecolare (u) di 18,0153
g/mol, una temperatura di ebollizione di
100,00 °C (373,15 K) e un calore di evaporazione
di 40,7 kJ/mol. L’ossigeno invece ha una massa
molecolare più grande (u = 32 g/mol), ma ha una Figura 5 - Legami ad idrogeno http://
temperatura di ebollizione di -182, 97°C (90,18 it.wikipedia.org/wiki/
File:Legami_a_idrogeno_3D.png
16 - Capitolo 3
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
K) e un calore di evaporazione di 3,4099 kJ/mol, assai più piccolo.
Esercizio: ricerca massa molecolare, punto di ebollizione e calore di
evaporazione del metano, dell’ammoniaca e della molecola azoto,
confrontandoli con quelli dell’acqua, per stimare quanto sia importante il
legame ad idrogeno e la presenza dei dipoli, al fine di mantenere l’acqua liquida
a temperature normali ed anche per la termoregolazione del nostro clima.
Ad ogni valore di temperatura l’acqua è in equilibrio col suo vapore (espresso sia
come pressione parziale dell’acqua allo stato di vapore, p H2O rispetto a quella totale
dell’ambiente, ptot, oppure come percentuale di peso di acqua (w) per volume
d’aria,w/v% =w/v(ml)x100)).
Definizione: L'umidità relativa (o UR) è un indice della quantità di vapore
contenuto in una miscela gas-vapore. È definita come il rapporto della
pressione parziale del vapore contenuta nel miscuglio (per esempio quello
di vapore acqueo nell'aria umida) rispetto alla pressione di saturazione del
vapore alla temperatura della miscela. (fonte Wikipedia)
La formula dell’umidità relativa percentuale è la seguente:
UR% 
pH 2O
p H 2 O , saturo
 100
Supponendo un’umidità relativa al 50%, è possibile ricavare la pressione parziale
dell’acqua, a condizione di sapere la temperatura. A 25°C, ad esempio, consultando
la tabella dei valori della tensione di vapore dell’acqua alle varie temperature
(Vapour_pressure_of_water, Wiki), abbiamo una pressione di vapor saturo di 24
pH O
mmHg, da cui si può ricavare la pressione effettiva dell’acqua nell’ambiente ( 2 =
12 mmHg). Da questo valore si può anche ricavare la quantità di acqua in grammi o
litri contenuti in un volume V, applicando la legge generale dei gas (che va bene per
questi conti un po’ approssimati):
pV  nRT
, in cui:
 p è il valore della pressione del gas in atmosfere (= atm= pressione in mmHg/760);
 V è il volume occupato dal vapore in litri;
 n sono le moli (mol) del gas considerato (acqua, in questo caso);
 R è la costante universale dei gas, il cui valore varia in funzione delle unità di
misura adottate per esprimere le altre grandezze nell'equazione;
 T è la temperatura assoluta del gas, espressa in Kelvin (273 +t°C).
Il valore di R nel Sistema internazionale è:
R  0,0821 L  atm/(mol  K)
Ad esempio, per calcolare quant’acqua è contenuta in una stanza di 4x4x2 m 3 =32000
litri, sempre al 50% di UR (tasso di umidità ottimale) e 25°C, abbiamo i seguenti
calcoli:
17 - Capitolo 3
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
n
pV
(12 / 760)  32000

 20.7 moli di acqua
RT 0.0821  (273  25)
Peso di acqua nella stanza =
20.7 moli 18 g/moli  372 grammi
Esercizio: se riuscissimo a captare tutta l’umidità contenuta nel volume
d’aria della stanza, di quante stanze di “aria umida” (UR 50%) avremmo
bisogno per i bisogni alimentari di una persona? (vedi cap 2)
Non solo la tensione di vapore
dell’acqua
dipende
dalla
temperatura, ma per passare
dallo stato liquido a quello
gassoso richiede calore: ne
abbiamo esperienza scaldando
una pentola d’acqua.
Il processo inverso libera calore
che deve essere smaltito: ne Figura 6 - condizionatore http://it.wikipedia.org/wiki/
abbiamo esperienza osservando il File:Klimatyzator_jedn_wewn_beax.jpg
funzionamento
di
un
condizionatore
d’aria
che
raffredda l’aria e condensa nello
stesso tempo l’acqua che viene
espulsa
in
grande
quantità
all’esterno.
Rugiada ed Oasi
Una manifestazione del ciclo di
condensazione-evaporazione
dell’acqua è il fenomeno della
formazione della rugiada (o della
brina) che appare al mattino dopo
una notte con uno scarto di Figura 7- Rugiada su fiore di ibisco http://
it.wikipedia.org/wiki/File:Hibiscus_petal.jpg
temperatura
significativo
tra
giorno e notte.
Questo fenomeno, bello da vedersi ma tutto sommato per noi insignificante, è
invece alla base di sistemi antichissimi di captazione dell’umidità nei deserti come le
“foggare” (o qanat) di superficie (Laureano, 2001, p.137, rif. Cap. 1) importanti per
la formazione ed il mantenimento delle oasi. Su altri tipi di qanat vedi al cap. 6 o
documentati alla voce “qanat”, su Wikipedia.
18 - Capitolo 3
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Esercizio
Osserva al mattino la formazione della rugiada e, con un termometro di
massima e di minima, verifica le temperature della sera e della notte.
Figura 8 - Un'oasi in Libia http://it.wikipedia.org/
wiki/File:Alfejej_-_Oase_Gabrun,_See,_von_ Palmen_ums%C3%A4umt.jpg
Partendo proprio da questa prima acqua
accumulata, le palme nel deserto
possono crescere e svilupparsi, ed a loro
volta conservano sotto di esse un
microclima utile per la crescita delle
piante da frutto più piccole, le quali a
loro volta consentono la coltura degli
ortaggi e cereali.
In determinate condizioni, durante la
notte nel deserto si possono ottenere da
un metro quadrato ben quattro litri
d’acqua:
la
quantità
necessaria
giornaliera per dissetare una persona.
Il Deserto é diventato così Oasi per l’uomo,
luogo di delizie e tanto desiderato.
Definizione: In geografia, un'oasi è un'area di vegetazione isolata in un
deserto, che di solito circonda una sorgente o una simile fonte d'acqua
naturale. (“Oasi”, da Wikipedia)
L’oasi può essere non solo un’entità complessa specifica, ma può diventare un
concetto teorico e un modello: da una sola proprietà dell’acqua – evaporazione e
condensazione - unendo saperi complessi appartenenti a diverse aree quali la
silvicoltura e l’organizzazione urbana, si costruisce un habitat in condizioni
sfavorevoli (Laureano, 2001, rif. Cap. 1).
Questo dell’oasi” forse sarebbe un esempio delle buone idee necessarie per
combattere la desertificazione che comincia ad affliggere anche le nostre zone (vedi
capp. 8, 10).
Abbiamo in fondo preso in considerazione solo una delle proprietà dell’acqua. Chissà
quali altre possibilità ci potrà dare l’acqua!
LE STRAORDINARIE CAPACITÀ SOLVENTI DELL’ACQUA
Dipolo e Legame Idrogeno
Grazie alle sue proprietà di possedere un momento di dipolo, l’acqua può sciogliere
sali, come il cloruro di sodio. Grazie alla sua capacità di formare legami idrogeno può
sciogliere molecole neutre, come lo zucchero o le proteine.
19 - Capitolo 3
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Figura 9 - Na+H20 http://
it.wikipedia.org/wiki/File:Na%2BH2O.svg
Figura 10 - La figura a tratto continuo è una molecola di zuccherohttp://www.scuolamediacoletti.org/les/molecole.htm
L’acqua ha quindi straordinarie proprietà solventi
contenendo sempre, mescolate ad essa, altre
sostanze. Eppure l’acqua è simbolo della purezza:
appunto per le sue proprietà di evaporare e di
condensare incessantemente si rinnova e si
ritrova pura.
La possibilità di formare un legame idrogeno
conferisce all’acqua la così detta proprietà
anfiprotica, potendo dissociarsi in una particella
OH ― e formare una particella H 3 O + .
2H2O → H3O+ + OH―
Le caratteristiche acido/base dell’acqua sono
espresse dal suo pH, che è uguale a ―log10 della
concentrazione di H3O+. Se il pH è neutro il suo
valore è 7 e quindi H3O+ = 10―7.
Se nell’acqua (ad esempio piovana, in talune Figura 11- Effetti delle piogge acide
condizioni) prevalgono gli ioni H3O+ si hanno le http://it.wikipedia.org/wiki/
piogge acide: questo fenomeno, molto grave nel File:Waldschaeden_Erzgebirge_3.jpg
passato, era
dovuto
all’inquinamento
determinato dall’uso di combustibili contenente zolfo.
Definizione: La pioggia con un pH inferiore a 5,6 è considerata pioggia acida
(da “Pioggia”, Wikipedia). Interagendo con la microflora vegetale
e batterica si arricchisce in CO2, diviene aggressiva nei confronti del
substrato calcareo e va ad incrementare il fenomeno carsico. (http://
it.goldenmap.com/Precipitazione_(meteorologia) )
L’acqua quindi è un solvente pressoché universale, potendo sciogliere o far
20 - Capitolo 3
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
precipitare solidi come nel caso dei fenomeni carsici o ospitare un gran numero di
reazioni necessarie allo sviluppo della vita.
L’acqua di rubinetto e di bottiglia
Acqua di rubinetto:
l’acqua che esce dai
nostri rubinetti è detta
“potabile” (vedi cap. 7),
ovvero resa sicura per la
nostra salute grazie a
tecniche che assicurano
una bassa concentrazione
di microorganismi in essa
(vedi capp. 4-5); tale
acqua
viene
inoltre
sottoposta a controlli
sistematici dalle autorità
sanitarie. Nell’acqua di Figura 12- Etichetta acqua di rubinetto. http://www.comune.nova
rubinetto
t r o v i a m o milanese.mb.it/Comunicazioni/L-etichetta-dell-acqua-del-rubinetto
disciolte
diverse
sostanze, il cui livello di concentrazione è regolamentato dalla legge.
Acqua minerale naturale: con questa dicitura si indica l'acqua che risponde ai criteri
di legge stabiliti dal D.L. 25/1/1992 n.105 (modificato dal D.Lgs 339/99 in attuazione
della Direttiva 96/70/CE): "Sono considerate acque minerali naturali le acque che,
avendo origine da una falda o giacimento sotterraneo, provengono da una o più
sorgenti naturali o perforate e che hanno caratteristiche igieniche particolari e
proprietà favorevoli alla salute".
Definizione: Il residuo fisso è un parametro utilizzato per classificare le
acque minerali e le acque potabili in generale. Solitamente espresso in mg/L,
indica la quantità di sostanza solida perfettamente secca che rimane dopo
aver fatto evaporare in una capsula di platino, previamente tarata, una
quantità nota di acqua precedentemente filtrata e successivamente portata
alla temperatura di 180°C. (da “Residuo fisso”, Wikipedia).
Le acque minerali devono avere un’etichetta che indichi un certo numero di
parametri chimici e fisici. In base al loro residuo fisso, tra le acque minerali in
commercio possiamo distinguere tra:
 acque minimamente mineralizzate: il residuo fisso è inferiore a 50 mg/L.
 acque oligominerali (o leggermente mineralizzate): il residuo fisso è compreso
21 - Capitolo 3
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
tra 50 e 500 mg/L.
 acque ricche
di
sali
minerali: il residuo fisso è
superiore a 1500 mg/L
(vedi “Acqua minerale”,
Wiki).
Figura 13 - Etichetta di un’acqua oligominerale (fonte:
Università degli Studi di Ferrara)
Definizione: Per durezza dell'acqua si intende un valore che esprime il
contenuto di ioni di calcio e magnesio (provenienti dalla presenza di sali
solubili nell'acqua) oltre che di eventuali metalli pesanti presenti
nell'acqua. Un’acqua dura influisce negativamente sui processi di lavaggio:
infatti le molecole che costituiscono il detergente si combinano con gli ioni
calcio, formando composti insolubili che, oltre a far aumentare il
quantitativo di detergente necessario, si depositano nelle fibre dei tessuti
facendole infeltrire. (“Durezza dell’acqua”, da Wikipedia).
L’ACQUA ALLE INTERFASI
Una proprietà fisica importante: la tensione superficiale
L’esistenza del legame idrogeno sopra
descritto è all’origine di una rilevante
proprietà dell’acqua: quella di possedere
una forte tensione superficiale. Si tratta,
in buona sostanza, di una forza di
coesione; grazie a questa si formano le
gocce della pioggia, oppure alcuni tipi di
insetti riescono a camminare sull’acqua.
Per poter formare bolle occorre diminuire
la tensione superficiale dell’acqua pura,
aggiungendovi il sapone, che ha la
proprietà di abbassare la tensione
superficiale: diversamente, le bolle
scoppierebbero immediatamente.
Figura 14- Insetto sull'acqua http://it.wikipedia.org/
wiki/File:Wasserl%C3%A4ufer_bei_der_Paarung_crop.jpg
22 - Capitolo 3
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Adesione e coesione: il fenomeno della capillarità
L’acqua può aderire a
superfici se può esercitare
forze di attrazione ad
esempio basate sul dipolo,
oppure
sul
legame
idrogeno. Si può osservare
questo
fenomeno
guardando con una lente di
ingrandimento i bordi di
una superficie d’acqua in
Figura 16 - Capillari di un bicchiere: si osserverà
Figura 15 - Goccia di rugiada http://it.
che l’acqua quasi si
vetro http://en. wiki
wikipedia.org/ wiki/File:Dew_2.jpg
pedia.org/wiki/File:
arrampica sulla parete del
CapillaryAction.svg
vetro. In capillari di vetro
di diverso diametro, l’acqua si innalza formando un menisco concavo. Su superfici
diverse, ad esempio le foglie, l’adesione è più piccola della coesione e l’acqua non
bagna ma scorre su di esse come gocce, come nell’esempio della figura 15.
La Pressione Osmotica: Il turgore delle piante e l’osmosi inversa
Possiamo capire la pressione osmotica semplicemente immergendo due foglie di
insalata un po’ appassite in due bicchieri, uno con acqua pura (basta quella di
rubinetto) e l’altro con acqua e sale. Nel primo bicchiere la foglia si inturgidisce. Nel
secondo appassisce ulteriormente. La ragione sta nel fatto che le cellule all’interno
della foglia contengono acqua con sali e la loro parete è semipermeabile: lascia
passare da una parte all’altra solo l’acqua. In particolare il movimento dell’acqua va
nel comparto dove la concentrazione dei sali è maggiore, diluendoli. Questo flusso
spiega l’esistenza di una pressione osmotica esercitata dalla soluzione interna alle
cellule. Succede quindi che l’acqua è attirata all’interno delle cellule della foglia solo
nel caso del bicchiere con acqua pura. La cellula si “gonfia”, un po’ come un pallone:
il flusso d’acqua che va a diluire il contenuto salino si interrompe fino a bilanciare
appunto la pressione osmotica.
Figura 17 – La pressione osmotica (fonte: Università degli Studi di Ferrara)
23 - Capitolo 3
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
L’osmosi inversa si ottiene come nel terzo passaggio dell’esempio sovrastante,
applicando una forza sulle superfici (pressione). Tale importante processo è alla base
degli impianti di desalinizzazione di acqua di mare, per ottenere acqua potabile.
L’acqua nel suolo
Abbiamo tutti l’esperienza della terra umida al tatto: il suolo è infatti composto da
materiali di vario tipo e dimensione, in grado di assorbire l’acqua.
Un suolo può essere visto schematicamente come quello rappresentato nella figura 18.
S: particella non colloidale
A: colloide minerale
H: colloide organico
l:acqua assorbita
C: acqua capillare
m: macroporo
Colloide: particella di dimensione compresa tra un
millesimo ed un milionesimo di millimetro.
Figura 18 – Rappresentazione del suolo,
Università degli Studi di Ferrara
Lo
scambio
tra
fasi:
adsorbimento su solidi
Le
specie
chimiche
sciolte
nell’acqua
possono
essere
scambiate con altre fasi insolubili
quali i gas (l’aria) i liquidi
immiscibili ed i solidi. Grazie a
questo ultimo processo chimicofisico è possibile depurare l’acqua
(vedi cap. 5-8). Lo scambio di
specie tra acqua e solidi avviene
attraverso un numero elevato di
meccanismi (detti modi) in
dipendenza della natura dei solidi Figura 19 - Carboni attivi http://it.wikipedia.org/
wiki/File:Activated_Carbon.jpg
(natura chimica e fisica della
superficie) e delle specie scambiate (vedi wiki: scambio ionico, adsorbimento,
assorbimento, esclusione sterica). Particolarmente importanti sono i carboni attivi (si
ottengono scaldando in opportune condizioni di temperatura e di atmosfera
controllata una grande varietà di materiali legnosi, compresi i gusci delle noci). Essi
sono materiali di tipo carbonioso altamente porosi (pori dell’ordine dei nanometri, 10 9
m) con anche tracce di specie chimiche presenti nel materiale originale. Hanno
24 - Capitolo 3
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
un’area superficiale altissima (fino a c.a. 2000 metri quadrati per grammo!): per
saperne di più, vedi “Carbone attivo”, Wiki. Sentirai parlare ancora nel proseguo di
questi materiali e del loro impiego (cap. 5, 7, 8).
Colloidi in sospensione: la flocculazione
L’acqua può inoltre tenere in sospensione materiale
colloidale disperso. Si tratta in questo caso di svariati
tipi di sostanze, delle dimensioni inferiori al millesimo
di millimetro. In questo caso la proprietà di rimanere
in soluzione è determinata dal fatto che la naturale
energia dovuta all’agitazione termica (posseduta in
modo eguale da tutte le sostanze, molecole,
frammenti di solido, macrostrutture molecolari più o
meno ramificate, dalle goccioline di grassi contenuti,
ad esempio nel latte) prevale sulla forza
gravitazionale della particella dispersa, che è invece
proporzionale alla massa e quindi alle dimensioni. Per
tenere le particelle colloidali in soluzione gioca un
ruolo assai importante il fatto che non ci siano troppi Figura 20 - Carboni attivi, http://
sali in soluzione. Molti sali, o sali con ioni di carica it.wikipedia.org/wiki/
elevata (es. alluminio trivalente) neutralizzano da File:Milk_glass.jpg
vicino le cariche presenti sulla superficie del colloide, permettendo alle particelle di
colloide di avvicinarsi l’un l’altra e di legarsi l’un l’altra: le particelle in questo modo
si ingrossano. Si dice che “flocculano” (formano dei fiocchi): la forza di gravità ha
prevalso sull’agitazione termica, i colloidi precipitano o galleggiano a seconda che la
loro densità sia maggiore o minore di quella del liquido. Questo processo è assai
importante nella potabilizzazione dell’acqua (vedi cap.6, 7 e 8 e per
approfondimento: “Flocculazione”, wiki).
Una pompa potente e silenziosa
L’acqua ha un peso: lo sperimentiamo quando
dobbiamo spostare un secchio d’acqua, oppure
osservando la campagna che per essere irrigata
necessita di pompe che distribuiscano l’acqua
(vedi cap. 7). L’acqua trattenuta in un terreno, in
virtù delle proprietà di capillarità e di pressione
osmotica suddette, possiede una “energia
potenziale”, un po’ come l’acqua di una cascata
che cade a valle se il dislivello è mantenuto. Si
tratta, in questo caso,
del suo “potenziale
idrico”. Se assorbita dalle radici di una pianta,
l’acqua si muove verticalmente verso l’alto. In
Figura 21 - http://www.freepik.com
25 - Capitolo 3
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
natura ci sono pompe grandi e assai potenti, distribuite da Madre Natura tutte attorno
a noi: sono gli alberi. Una quercia libera nella buona stagione 100 tonnellate di acqua,
che rappresentano 225 volte il proprio peso (Laureano 2001, p. 238, rif. Cap. 1).
L’acqua necessaria per far funzionare le nostre pompe deve avere dei requisiti. La
migliore è quella piovana per via della bassa salinità, necessaria per far funzionare la
pompa della pressione osmotica. E’ ipotesi assai fondata che anche il declino di una
“società idraulica” come quella mesopotamica sia stato determinato dal rilascio di
sali da parte di acque di irrigazione senza drenaggio, che ha condotto
progressivamente ad un accumulo di sali ed alla sterilizzazione dei terreni (Laureano,
2001, p. 233, rif. Cap. 1).
Il processo è purtroppo attualissimo nei fenomeni di desertificazione che interessano
anche i nostri territori: ecco perché sarebbe opportuno raccogliere e ben utilizzare
l’acqua piovana (cap 8) e non lasciarla semplicemente andare nelle fogne.
Caso studio: gazzelle e zeoliti
“Le zeoliti sono una famiglia di
minerali con una struttura
cristallina
regolare
e
microporosa caratterizzati da
una enorme quantità di volumi
vuoti interni ai cristalli. La
parola zeolite (pietra che bolle)
fu coniata da uno studioso che
osservò il liberarsi di vapore
acqueo (dovuto all'acqua
intrappolata nelle cavità)
scaldando uno di questi Figura 22 - http://commons.wikimedia.org/wiki/
minerali” (“Zeolite”, da
Wikipedia).
Le zeoliti sono molto importanti nel deserto, dal momento che si imbibiscono
della cosiddetta “acqua occulta” (quantità d’acqua prodotta mediante
condensazione in superficie) e permettono di sopravvivere alle gazzelle che
si dissetano leccando queste pietre (Laureano, p. 137).
Esiste una particolare specie di gazzella (la gazzella dorcas, o “gazzella del
deserto”) che si è adattata agli ambienti particolarmente aridi: è in grado di
sopravvivere senza mai bere, ricavando i liquidi necessari alla sua
sopravvivenza dalle piante di cui si nutre.
Caso studio: il mercurio di Idrija
Il fiume Idra, in sloveno Idrija, è l’affluente principale del fiume Isonzo e
drena i terreni mercurifici presso Idrija (Slovenia), dove è stata attiva per
più di 500 anni una miniera di mercurio (essenzialmente cinabro HgS).
26 - Capitolo 3
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Il Golfo di Trieste è l’accettore finale delle
portate solide e liquidi del fiume Isonzo: si
deve
a
questo
una
pericolosa
concentrazione di mercurio nettamente
superiore
alla
media,
nella
parte
settentrionale del Golfo.
Figura 23 - Fiume Idria http://it.wikipedia.org/
Questo tipo di
contaminazione da
mercurio è estesa anche alle lagune di
Marano e di Grado, che sono state
oggetto degli apporti del complesso
industriale di Torviscosa
(apporto
inquinante di c.a. 20 - 6 kg di
mercurio/giorno ad iniziare dal 1949 e
terminato nel 1984).
http://www.arpa.fvg.it/fileadmin/
I n fo rma zi one /Pubb lica zi oni /RSA_
2012/08_Il_mercurio_nelle_acque_
marino-costiere_e_di_transizione.pdf
Figura 24 - Veduta di Torviscosa http://it.wikipedia.org/wiki/
Ovviare all’inquinamento da mercurio nell’alto Adriatico ed alla contaminazione
dei prodotti ittici
Le coste dell’alto Adriatico risultano quindi inquinate da mercurio. Le autorità
preposte hanno condotto seri studi sul tale problema, utilizzando anche dati ottenuti
da studi indipendenti (ARPA FVG). Sulla base dei valori settimanali massimi stabiliti
dall’Organizzazione Mondiale della Sanità per l’ingestione di componenti tossici
contenenti mercurio, le autorità preposte hanno emesso delle linee guida per un
consumo responsabile e sicuro dei prodotti ittici per le varie fasce di popolazione:
questi suggerimenti devono essere tenuti presenti per un comportamento
responsabile non a rischio.
Figura 25 – Quantità espressa in grammi http://www.arpa.fvg.it/fileadmin/Informazione/Pubblicazioni/
RSA_2012/08_Il_mercurio_nelle_acque_marino-costiere_e_di_transizione.pdf
27 - Capitolo 3
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Esercizi
 Elenca attraverso quanti modi l’acqua può portare in soluzione delle specie
chimiche o delle particelle.
 Spiega, in termini di proprietà dell’acqua, perché non si devono gettare
nell’ambiente i seguenti materiali: Pile, Oli Usati, anche quelli alimentari.
Riferimenti
Allan, Tony, (2011) Virtual Water: Tackling the Threat to Our Planet's Most
Precious Resource, Tauris I B.
ARPA FVG: Il mercurio nelle acque marino-costiere costiere e di transizione.
Laureano, P., Atlante d’acqua, Bollati Boringhieri, 2001.
Web links
http://www.arpa.fvg.it/fileadmin/Informazione/Pubblicazioni/
RSA_2012/08_Il_mercurio_nelle_acque_marino-costiere_e_di_transizione.pdf
http://www.unep.or.jp/Ietc/Publications/TechPublications/TechPub-15/
intro3.asp
http://ga.water.usgs.gov/edu/watercycleitalian.html
28
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
CAPITOLO 4 – La vita nell'acqua
Punti chiave
 Quali forme viventi possiamo trovare in un corso d'acqua?
 Comprendere il concetto di "acqua sana".
Se preleviamo una goccia d'acqua da uno stagno (o dal sottovaso dei fiori) e la
osserviamo al microscopio, noteremo organismi trasparenti di varie forme e
dimensioni. Se ora ampliamo il nostro orizzonte di osservazione dalla goccia all'intero
stagno, al lago o al fiume, le forme di vita si fanno più complesse e accanto agli
organismi macroscopici (pesci, anfibi, rettili), si incontrano forme di dimensioni
maggiori e più organizzate. Gli esseri viventi vengono raggruppati in cinque Regni:
Monera, Protoctista, Fungi, Plantae, Animalia.
Monera. Appartengono a questo regno i Batteri, caratterizzati dall'assenza di
membrana sugli organelli cellulari. Sono procarioti, ovvero privi di nucleo, ed il loro
patrimonio genetico è scritto su filamenti di DNA libero nel citoplasma cellulare Gli
Archeobatteri sopravvivono esclusivamente in ambienti estremi (acque ipersaline,
sorgenti termali); gli Eubatteri, invece, si trovano ovunque. Tra gli Eubatteri
ricordiamo i Cianobatteri (chiamati anche alghe azzurre) che, in condizioni
particolarmente favorevoli (fine dell'estate) possono raggiungere concentrazioni
elevate, causando caratteristiche "fioriture" rossastre. Detergenti e fertilizzanti
tendono ad aumentare la concentrazione dell'azoto e del fosforo, che in cascata
inducono la proliferazione di Cianobatteri talvolta dannosi. Molti cianobatteri d’acqua
dolce producono una grande varietà di cianotossine, classificate in categorie che
rispecchiano gli effetti osservati a carico degli organi e dei tessuti colpiti: epatotossine
(oltre 80 varianti di microcistine), neurotossine (anatossina-a, omoanatossina-a, 20
varianti di saxitossine), citotossine (cilindrospermopsina), tossine gastrointestinali
prodotte da cianobatteri marini (aplisiatossina, debromoapsiatossina, lingbiatossina).
Figura 1 - Archeobatteri http://it.wikipedia.org/wiki/File:Halobacteria.jpg
Figura 2 - Eubatteri http://it.wikipedia.org/wiki/File:Nostoc.jpg
Protoctista. Comprendono organismi unicellulari con cellule eucariote in cui i
filamenti di DNA sono avvolti da membrane. Questo regno comprende le Alghe
unicellulari, con le divisioni Chlorophyta, Rhodophyta e Phaeophyta. Mentre le alghe
pluricellulari costituiscono parte importante della flora bentonica, le specie
unicellulari rappresentano una frazione considerevole del fitoplancton. I Fitoflagellati
29
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
sono Protisti autotrofi occasionali (Chrysophyta, Euglenophyta, Pyrrophyta e
Bacillariophyta). I Protozoi sono Protisti esclusivamente eterotrofi e comprendono
diverse classi (Zoomastigophora, Rhizopoda, Actinopoda, Cnidosporidea, Ciliata,
Suctoria). L’acqua potabile gioca un ruolo importante nella diffusione di tre protozoi
patogeni intestinali per l’uomo: Giardia intestinalis, Cryptosporidium parvum,
Entamoeba histolytica. Altri protozoi patogeni, come Naegleria fowleri e
Acanthamoeba spp. sono meno diffusi e vengono trasmessi per contatto con acqua
usata per scopi ricreazionali o per inalazione.
Figura 3 - Chlorophyta www.epa.gov/glnpo/image/viz_nat6.html
Figura 4 - Rhodophyta http://eol.org/pages/914451
Figura 5 - Phaeophyta http://www.ravenna24ore.it
Esercizio: Preleva una goccia d'acqua da un sottovaso e osserva al
microscopio ottico le forme viventi presenti. Riesci a riconoscerne qualcuna?
Figura 6 - Zoomastigophora www.proprofs.com/flashcards/tableview.php?title=zoology-lab-practical-1
Figura 7 - Rhizopoda http://comenius.susqu.edu/biol/202/amoebozoae/rhizopoda/default.htm
Figura 8 - Ciliata http://www.marinespecies.org/photogallery.php?album=769&pic=11408
Fungi. I Funghi sono esclusivamente eterotrofi. La maggior parte delle specie è
saprofita (alcune parassita), concorrono alla decomposizione della sostanza organica.
Le specie d’acqua dolce sono poche. I funghi pluricellulari crescono formando ife,
sottili filamenti lunghi e ramificati liberi di fluttuare nelle acque. L’insieme delle ife
intrecciate prende il nome di micelio. Nelle acque dolci troviamo principalmente i
Ficomiceti. Tra di essi ricordiamo Saprolegnia, un parassita dei pesci.
Figura 9 - ife di Saprolegnia www.fishparasite.fs.a.u-tokyo.ac.jp
Figura 10 - Rhizopoda http://www.acquaportal.it/articoli/dolce/malattiealghe/malattie/FUNGHI.asp
30 - Capitolo 4
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Plantae. Le caratteristiche fondamentali degli organismi appartenenti al regno delle
Piante sono: (i) organismi pluricellulari, (ii) cellule eucariote provviste di parete di
cellulosa esterna alla membrana cellulare, (iii) organismi fotosintetici con presenza di
cloroplasti, (iv) capacità di accumulare carboidrati di riserva sotto forma di amido o
di saccarosio. Le idrofite sono totalmente acquatiche, con fusti e foglie sommersi o
galleggianti. Le elofite vivono sulle sponde, dove l’acqua è bassa. I fiori, sono in
genere in entrambe aerei e la fecondazione avviene ad opera del vento (anemofila) o
degli insetti (entomofila).
Nota: Le piante acquatiche si dividono in base ai tipi di zone umide in cui sono presenti.
La vegetazione delle acque sorgive richiede acque limpide e con regime idrico
costante. Si trovano presso risorgive, ai margini di alvei fluviali, lungo i fontanili dove
la corrente è più debole. Possiamo trovare Veronica anagallis-aquatica (beccalunga
grossa) interamente sommersa sul bordo delle acque correnti, Apium nodiflorum
(sedano d’acqua) che può formare estese isole di vegetazione, Nasturtium officinale
(crescione) comune e diffuso sui bordi di rogge.
Figura 11 - Veronica http://luirig.altervista.org/schedenam/fnam.php?taxon=Veronica+anagallis-aquatica
Figura 12 - Apium http://amicideifunghiedellanatura.blogspot.it/2010/06/apium-nodiflorum-l.html
Figura 13 - Nasturtium http://www.missouriplants.com/Whitealt/Nasturtium_officinale_page.html
La vegetazione d’acqua corrente è caratterizzata da piante munite di un apparato
radicale la cui funzione è principalmente di ancoraggio al fondo. Nei corsi d’acqua
con corrente veloce le idrofite possono essere del tutto assenti. Fra le specie d’acqua
corrente troviamo Ranunculus fluitans (ranuncolo) che forma isole verdi sul fondo di
acque limpide e fresche, Potamogeton crispus (lattuga ranina) in grossi cespi
sommersi di colore glauco, Vallisneria spiralis (lima), dalle foglie nastriformi. Alcune
piante acquatiche sono di specie alloctona invasiva che prolifera velocemente e può
minacciare la flora autoctona.
Figura 14 - Ranunculus http://www.schule-bw.de/unterricht/faecher/biologie/projekt/nat/ffh_3260.html
Figura 15 - Potamogeton http://www.honeysomeaquaticnursery.co.uk
Figura 16 - Vallisneria http://www.honeysomeaquaticnursery.co.uk; http://www.chesapeake.org/
OldStac/SAVEcologyWorkshop.html
31 - Capitolo 4
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Per la vegetazione delle acque ferme il fattore limitante principale è la trasparenza.
L’apparato radicale è ridotto rispetto alle piante di acque correnti. Comuni sono
Myriophyllum spicatum (millefoglio d’acqua comune) adattato agli ambienti eutrofici
(ricchi di sostanze nutritive e fitoplancton) e torbidi, Nymphoides peltata
(limnantemio) con fiori gialli emergenti, Trapa natans (castagna d’acqua), con frutto
legnoso munito di punte molto acuminate, e le lenticchie d’acqua (Lemnaceae),
indicatrici di carico organico.
Figura 17 - Myriophyllum http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Myriophyllum_spicatum_190812.JPG
Figura 18 - Nymphoides http://www.missouribotanicalgarden.org
Figura 19 - Lemnaceae www.aquapage.eu
La vegetazione di bordura prossimale si trova dove l’acqua è poco profonda, vicina
alle rive. La vegetazione di bordura forma rifugi per molti animali, soprattutto
Uccelli. Specie comuni sono Phragmites australis (cannuccia di palude) e Typha
latifolia (mazzasorda).
La vegetazione riparia è costituita soprattutto da angiosperme (alberi e arbusti)
adattate a terreni ben drenati (materiali alluvionali), o materiali più fini (pelitici) lungo
le rive dei fiumi e delle acque stagnanti di pianura. Le due famiglie principali sono le
Betulaceae (betulla ed ontano nero) e le Salicaceae (varie specie di salici e pioppi).
Figura 20 - Phragmites http://lh5.ggpht.com/luirig/R5yHnpTehmI/AAAAAAAAMpo/1bGQqyU1XDU/s800/
phragmites_australis_23.jpg
Figura 21 - Typha http://en.wikipedia.org/wiki/File:Typha_latifolia_02_bgiu.jpg
Figura 22 - Ontano nero http://www.vivaiociampi.it/visualizza_prodotto.php?id=15
Esercizio: Se la tua città è attraversata da un corso d'acqua (fiume o
canale che sia), recati sulla sponda e descrivi il tipo di vegetazione
presente. Le rive sono vegetate o no? Se si, sono più comuni le piante ad
alto fusto o i cespugli e gli arbusti? Le rive sono naturali o cementificate?
Animalia. Gli appartenenti al Regno animale hanno le seguenti caratteristiche comuni,
che li differenziano dagli altri gruppi sistematici: (i) sono eucarioti, eterotrofi e
pluricellulari, (ii) hanno corpo con una forma propria, costituito da molti tipi di cellule,
32 - Capitolo 4
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
differenziate in funzione del compito che svolgono ed organizzate in tessuti, organi e
apparati, (iii) hanno sistemi muscolari e nervosi ben organizzati e in grado di rispondere
agli stimoli, (iv) sono diploidi per tutto il loro ciclo vitale (ad eccezione per i gameti che
sono aploidi), (v) la riproduzione è di tipo sessuale (anche se permangono, nei gruppi più
primitivi, fasi di riproduzione asessuata) ed avviene a seguito dell’incontro di gameti
femminili (uova), grandi e statiche, con piccoli spermatozoi che si muovono attivamente
per la presenza del flagello. Il regno animale si divide in due grandi gruppi: Invertebrati,
privi di uno scheletro interno (endoscheletro) e Vertebrati, al quale si riferiscono tutti gli
altri. A questo secondo gruppo appartengono le cinque classi dei Pesci, Anfibi, Rettili,
Uccelli e Mammiferi (non trattati nel capitolo).
Tra gli Invertebrata di acque dolci, i Rotifera sono relativamente comuni: Collotheca
ornata cornuta, in acque stagnanti e pozzanghere, Philodina roseola in stagni e fra i
muschi, Gastropus stylifer, zooplanctonte di stagni e laghi, Pedalia mira,
zooplanctonte di stagni e laghi. I Nematoda sono organismi filiformi rivestiti da una
resistente cuticola; annoverano numerose specie, molte delle quali parassite.
Monhystera similis è abbondante sui fondali di diversi ambienti acquatici.
Figura 23 - Collotheca http://eol.org/pages/67359/overview
Figura 24 - Philodina http://eol.org/pages/43499/overview
Figura 25 - Monhystera http://eol.org/pages/50443/overview
Gli Annelida sono allungati e cilindrici, di palese aspetto vermiforme, con corpo
diviso in segmenti successivi (metameri) separati da setti. Nelle acque dolci troviamo:
(i) Oligocheti, a simmetria evidente ma con poche setole e privi di parapodi,
principalmente detritivori (esempio Stylaria lacustris in acque stagnanti); (ii) Irudinei
(sanguisughe) con corpo a numero di segmenti costante, senza setole, l'estremità
anteriore con ventosa boccale e quella posteriore con ventosa discoidale,
ectoparassiti di vertebrati.
Figura 26 - Stylaria lacustris http://eol.org/pages/620607/overview
Figura 27 - Acantobdellide (sanguisughe) http://eol.org/pages/38/overview
I Mollusca sono essenzialmente animali acquatici, prevalentemente marini. Anche le
forme terrestri colonizzano ambienti molto umidi per evitare l’essicamento. In acque
dolci troviamo le classi Gasteropoda e Lamellibranchia. Tra i Gasteropodi nelle acque
33 - Capitolo 4
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
dolci sono presenti due sottoclassi: Prosobranchi (forme primitive) e Polmonati (quasi
sempre privi di branchie e con cavità palleale trasformata in una sorta di polmone
riccamente vascolarizzato). Fra i Prosobranchi citiamo i generi Viviparus, in acque
stagnanti o con debole corrente, erbivoro; Bithynia in acque stagnanti o con debole
corrente; Sadleriana nelle risorgive di pianura. Fra i Polmonati: Ancylus in acque
correnti ben ossigenate, aderisce ai ciottoli e si nutre di microalghe; Lymnaea, che
predilige le acque stagnanti; Planorbis, con conchiglia schiacciata e discoidale.
Figura 28 - Viviparus http://eol.org/data_objects/2004929
Figura 29 - Bithynia http://eol.org/pages/62757/overview
Figura 30 - Sadleriana http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Sadleriana_fluminensis_A_MRKVICKA.JPG
Figura 31 - Lymnaea http://eol.org/pages/58089/overview
I Lamellibranchi hanno conchiglia formata da due valve (bivalvi). I generi presenti
nelle acque dolci sono Unio, con conchiglia grande, nei fondali di acque stagnanti e di
grandi fiumi a lento corso, e Anodonta, con conchiglia grande e polimorfa; Dreissena,
che si fissa su substrati duri in laghi e fiumi a lento corso, Pisidium, nei corsi d’acqua
anche montani.
Figura 32 - Unio http://eol.org/pages/2979542/overview
Figura 33 - Anodonta http://eol.org/pages/57656/overview
Figura 34 - Dreissena http://eol.org/pages/493165/overview
Figura 35 - Pisidium http://eol.org/pages/50249/overview
Su oltre 1.200.000 specie animali descritte, 1.000.000 sono Arthropoda. Le due classi
più rappresentate sono Crustacea (Crostacei) ed Insecta (Insetti). I Crostacei
costituiscono un gruppo di circa 27.000 specie, largamente diffuse, legate
all’ambiente acquatico. Tra i crostacei di acque dolci sono comuni (1) i Cladoceri
(pulci d’acqua), in acque basse stagnanti, ricche di vegetazione; (2) gli Anfipodi, con
corpo appiattito lateralmente (es Gammarus), brucatori e onnivori, prediligono le
acque con debole corrente e abbondante vegetazione; (3) gli Isopodi, con corpo
appiattito dorso-ventralmente, es Asellus, detritivoro, resistente all’inquinamento,
tipico delle acque stagnanti; (4) i Decapodi (granchi e gamberi), con carapace ben
sviluppato. Austropotamobius pallipes è l’unica specie di gambero italiana, sensibile
all’inquinamento, vive in acque limpide e correnti; Potamon fluviatile è l’unico
granchio delle acque dolci italiane, scava tane lungo le rive dei fiumi a lento corso e
34 - Capitolo 4
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
di acque stagnanti, piuttosto raro.
Figura 36 - Gammarus pulex http://eol.org/pages/344717/overview
Figura 37 - Austropotamobius pallipes http://eol.org/pages/2991198/overview
Figura 38 - Potamonidae http://eol.org/pages/7196/overview
Figura 39 - Asellus aquaticus http://eol.org/pages/343656/overview
Della classe Insecta numerose specie vivono in acque dolci, almeno in uno stadio del
loro ciclo. Tra gli Insetti, (1) gli Efemerotteri devono la loro denominazione al nome
volgare (effimere) che indica la brevità della vita immaginale che, per certe specie,
dura poche ore. Le ninfe (prevalentemente predatrici) sono presenti in quasi tutti gli
ambienti acquatici sviluppando adattamenti morfologici in funzione della velocità
della corrente. (2) Gli Odonati sono così denominati perché muniti di robuste
mandibole dentate. Gli adulti sono le libellule, predatrici al volo di altri insetti. Le
larve sono acquatiche, predatrici (catturano larve, girini e piccoli pesci). (3) I
Plecotteri hanno larve acquatiche simili all’adulto. Anche se alcune specie hanno una
certa tolleranza per l’inquinamento (Leuctra, Caenis), in genere sono sensibili alla
qualità dell’acqua; le larve sono stenoterme fredde ed esigono acque ben ossigenate;
sono frequenti in correnti meno forti (sotto le pietre e presso le rive) dei torrenti
montani. (4) Gli Eterotteri vivono nell’acqua tutto il ciclo vitale; le uova sono
incollate su piante, detriti e massi, con una incubazione di durata assai variabile (1270 giorni). (5) I Tricotteri hanno larve e pupe acquatiche. Le larve secernono una
sostanza adesiva che permette di costruire astucci cementando granuli di sabbia o
frammenti vegetali.
Figura 40 - larve di Efemerotteri http://www.itisacqui.it/sitob/acqua_web_new
Figura 41 - Odonati www.glerl.noaa.gov
Figura 42 - Plecotteri www.ups.provincia.so.it
(6) I Ditteri hanno fasi aeree degli adulti. Le larve colonizzano molti ambienti grazie
anche alle diverse modalità di respirazione. Esistono forme adattate a condizioni di
povertà di ossigeno; alcuni Chironomidi possiedono una gran quantità di un tipo di
emoglobina che talora conferisce loro una colorazione rossastra (Chironomus,
indicatore di elevato carico organico). Comprendono numerose famiglie e generi;
citiamo, quali esempi: Culex pipiens, la comune zanzara, la cui larva vive sotto la
superficie dell’acqua),i Simuliidae che si agganciano al substrato con uncini posti
35 - Capitolo 4
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
presso il disco posteriore, e il resto del corpo è libero per raccogliere detriti organici
grazie a ventagli mandibolari, i Chironomidae adattati ad acque scarsamente
ossigenate, come sui fondali di acque stagnanti ed eutrofizzate. (7) I Coleotteri sono
presenti nelle acque come larve e come adulti. Vivono in immersione in acque ferme
o a lento corso, a bassa profondità, con ricca vegetazione (ad eccezione dei
Gyrinidae, che compiono turbinosi movimenti circolari sulla superficie dell’acqua).
Dytiscus è un predatore capace di lunghe immersioni grazie alle bolle d’aria che
trattiene sotto le elitre e che rinnova in superficie con la parte posteriore
dell’addome; si nutre di piccoli pesci, girini e altri invertebrati.
Figura 43 - larve di Ditteri (Culex) http://en.wikipedia.org/wiki/File:Culex_sp_larvae.png
Figura 44 - larve di Ditteri (Chironomidae) http://www.whalesongs.org/dominica/field/17/images/
chironomidge.jpg
Figura 45 - Dytiscus http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dytiscus.marginalis.larva.jpg
Nota: come vedrai nel capitolo successivo, la tipologia e l'abbondanza degli
organismi invertebrati che potrai trovare in corpo idrico dipende fortemente
anche dal livello di inquinamento cui il corpo è soggetto.
Esercizio: Taglia a listelle circa 5 grammi di foglie lasciate essiccare per una
settimana ed introducile in una rete di nylon (possibilmente a luce 0,5x0,5
cm). Lega la rete alle estremità, aggiungi un piccolo peso affinchè stia
immerso e ancora in acqua il tuo "pacco fogliare" fissandolo con una cimetta
alla riva. Dopo una settimana recuperalo, portalo in laboratorio, aprilo in
una bacinella e recupera tutti gli organismi che lo hanno colonizzato.
Possibilmente con l'ausilio di un microscopio binoculare (o una lente di
ingrandimento). Quante forme viventi di invertebrati noti? Riesci, aiutandoti
con i link sottostanti, a classificarle?
Web Links
http://www.lifeinfreshwater.org.uk/
http://environment.nationalgeographic.com/environment/photos/
freshwater-insects/
http://www.arpa.vda.it/allegati/IFFallegato3_2646.pdf
36 - Capitolo 4
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
http://www.biology.clc.uc.edu/courses/bio106/protista.htm
http://www.aquaplant.tamu.edu/plant-identification/
Riferimenti
Fitter R., Manuel R., La vita nelle acque dolci. Una guida alla fauna e alla
flora delle acque interne europee. Franco Muzzio Editore, 480 pp.
37 - Capitolo 4
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Glossario ai Cap. 4 e 5
ABIOTICO.
Insieme di fattori fisici e chimici dell’ambiente ed in grado di
influire sugli organismi
AEROBI.
Organismi in grado di demolire sostanza organica con processi
che utilizzano l’ossigeno come ossidante.
ALGHE.
Organismi unicellulari o riuniti in colonie, capaci di fotosintesi
(principali costituenti del fitoplancton).
ANAEROBI.
Organismi in grado di demolire sostanza organica con processi
che utilizzano sostanze ossidanti diverse dall’ossigeno.
AUTOTROFI (produttori). Organismi in grado di effettuare il processo di
fotosintesi (idrofite e alghe) o di chemiosintesi (batteri).
AUTOTROFIA.
Sistema anabolico degli organismi autotrofi. Termine usato
anche per descrivere l’intensità della produzione totale della
sostanza organica in un ambiente.
BENTHOS.
Organismi attaccati o posati sul fondo o fra i sedimenti. Vi sono
organismi sessili (fissati ad un sostegno), mobili sia sul piano
orizzontale, sia su quello verticale (scavatori).
ELOFITE.
Piante acquatiche della fascia riparia umida prossima alla riva.
ETEROTROFI (consumatori). Organismi che utilizzano sostanza organica già
sintetizzata assumendo il materiale (o residui) prodotto dagli
autotrofi.
EUTROFIA (grado di trofia). Grande disponibilità di nutrienti in un determinato
ambiente per gli organismi autotrofi (elevata produttività
primaria).
EUTROFIZZAZIONE. Insieme di processi sia naturali, sia legati alle attività umane,
che concorrono all’arricchimento della disponibilità di nutrienti
in un ambiente.
FILTRATORE.
Organismo che si nutre di particelle organiche e/o di
microrganismi attraverso meccanismi di filtrazione dell’acqua.
FITOBENTHOS. Vegetali (idrofite, alghe) che vivono in stretto contatto con il
fondo.
FITOPLANCTON. Plancton vegetale; vive nella zona fotica delle acque stagnanti e
dei mari caratterizzandone in modo importante la produttività.
FOTOSINTESI.
Produzione di sostanza organica a partire da acqua, anidride
carbonica e composti minerali semplici utilizzando, come fonte
di energia, la luce. È un processo sviluppato dalle cianoficee,
dalle alghe e dai vegetali veri e propri.
IDROFILO.
Organismo che predilige le zone umide.
IDROFITE.
Piante superiori, organizzate in tessuti ed organi, che vivono
parzialmente o totalmente in acqua; la dipendenza dal mezzo
acqueo permette inoltre ulteriori raggruppamenti.
LENTICO.
Aggettivo per definire un ambiente o una comunità biotica delle
zone umide ad acque stagnanti o debolmente correnti.
LOTICO.
Aggettivo per definire un ambiente o una comunità biotica delle
38
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
zone umide ad acque correnti.
MACROINVERTEBRATI. Organismi invertebrati con lunghezza superiore al mezzo
millimetro.
OLIGOTROFIA (grado di trofia). Scarsa disponibilità di nutrienti in un determinato
ambiente per gli organismi autotrofi (scarsa produttività
primaria).
OLIGOSAPROBI. Organismi (vegetali e animali) viventi entro un ambiente
caratterizzato da modeste quantità di sostanze organiche in
putrefazione.
ONNIVORO.
Che si nutre sia di vegetali, sia di animali; consumatore che
occupa diversi livelli della catena alimentare.
PLANCTON.
Organismi che vivono sospesi nelle acque stagnanti, incapaci di
compiere veri e propri spostamenti autonomi. Quelli
zooplanctonici possono effettuare movimenti che favoriscono il
mantenimento della posizione verticale (profondità), ma il
plancton in generale è incapace di muoversi contro una corrente
apprezzabile.
SAPROBI (saprofaghi). Organismi (vegetali e animali) viventi entro un ambiente
caratterizzato da sostanze organiche in putrefazione.
ZOOPLANCTOFAGO. Predatore dello zooplancton.
ZOOPLANCTON. Plancton animale; vive nelle acque stagnanti e marine
(prevalentemente Protozoi e Crostacei).
39
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
CAPITOLO 5 – Qualità dell'acqua





Punti chiave
Come visto nel Cap. 4, numerosi organismi patogeni possono essere
presenti nell'acqua (principalmente batteri e protozoi parassiti) che ne
pregiudicano la qualità;
L’inquinamento (o polluzione, dal latino “polluere” = deteriorare) è una
“alterazione non desiderabile” o una “modificazione sfavorevole” delle
caratteristiche fisiche, chimiche, biologiche dell’aria, dell’acqua, della
terra che può essere pericolosa (o lo diventerà) per la vita umana o per
le altre specie (vegetali e animali) o che può ridurre (o ridurrà) la qualità
e/o la quantità delle risorse naturali disponibili);
Gli ecosistemi acquatici naturali hanno un elevato potere di
autodepurazione;
Un ecosistema acquatico non inquinato è caratterizzato da acque molto
spesso adatte per la maggior parte degli usi antropici;
Il termine “qualità dell'acqua” è soggetto a valutazioni che dipendono
dalle destinazioni d'uso dell’acqua.
Nota: La valutazione dello stato di qualità di un corpo idrico superficiale è
tanto più affidabile quanto maggiore è il numero di parametri utilizzati.
Figura 1- Diagramma concettuale dell'inquinamento delle acque (www.cmapspublic.ihmc.us)
40
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Esercizio: Elenca una serie di destinazioni d'uso dell'acqua. Per ciascuna di
esse fai una lista delle potenziali “alterazioni non desiderabili” cui l'acqua
destinata a tale uso può andar soggetta. Confronta le tue idee con quanto
riportato al sito: http://en.wikipedia.org/wiki/Water_resources.
Nota: Qualità delle acque naturali. La Direttiva Europea sulle Acque
(2000/60/EC), Water Framework Directive (WFD), stabilisce un quadro per
la protezione e il miglioramento della qualità delle acque superficiali
(fluviali, lacustri, marino-costiere e di transizione) e sotterranee. Scopo
della WFD è quindi il coordinamento delle legislazioni locali in merito alle
acque, in modo che tutti gli Stati Membri dell’Unione Europea abbiano una
linea comune nella salvaguardia e gestione dei corpi d’acqua. Tra le principali innovazioni apportate dalla WFD vi è certamente l'enfasi data alla componente biologica degli ecosistemi acquatici (gli elementi biologici di qualità, EBQ).
Figura 2 - Diagramma di flusso temporale per l'applicazione della Direttiva 2000/60/EC
(http://ec.europa.eu/environment/water/water-framework/index_en.html)
Esercizio: Visita il sito http://ec.europa.eu/environment/water/waterframework/ per saperne di più sulla WFD.
41
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Autodepurazione dei corpi idrici naturali
Il potere autodepurante del fiume è il meccanismo attraverso cui micro e macro
organismi (vedi Cap. 7) demoliscono i rifiuti organici di origine naturale o antropica
immessi nelle acque. Ciascun organismo del sistema fluviale ha una specifica funzione
contribuendo al meccanismo di autodepurazione del fiume.
I tre sistemi depuranti degli ecosistemi fluviali
Comunità microscopica
Batteri, funghi, protozoi, nematodi, etc. Formano il
I° sistema depurante
peryphyton, la pellicola scivolosa che riveste i ciottoli
Macroinvertebrati
II° sistema depurante
Crostacei, molluschi, anellidi, larve di insetti
Vertebrati
III° sistema depurante
Anfibi, pesci, uccelli, rettili e mammiferi
La sostanza organica immessa nel corso d’acqua subisce una prima decomposizione da
parte del periphyton (batteri, funghi, protozoi). Il secondo sistema depurante è
costituito dai macroinvertebrati, che agiscono: 1) nutrendosi di batteri (contribuendo
a "ringiovanirne" le popolazioni); 2) sminuzzano la sostanza organica grossolana in
particelle minute (aumentandone la superficie e favorendo l’attacco da parte dei
batteri). Il terzo sistema depurante è costituito dai vertebrati acquatici e terrestri
che si nutrono dei macroinvertebrati.
Figura 3, 4, 5 - Macroinvertebrati: larve di Tricotteri, Odonati, Efemerotteri
http://www.valdarnoscuola.net/val/rignamat/arno/pagineglossario
42 - Capitolo 5
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
In condizioni di naturalità un fiume può essere considerato una successione di
ecosistemi che sfumano gradualmente l’uno nell’altro e sono interconnessi con gli
ecosistemi terrestri circostanti. Da queste evidenti interazioni tra le componenti del
fiume è nato il “River Continuum Concept”, una visione unificante dell’ecologia
fluviale che richiama l’attenzione sulla stretta dipendenza della struttura e delle
funzioni delle comunità biologiche dalle condizioni geomorfologiche ed idrauliche del
sistema fisico (Vannote et al., 1980)
Figura 6 - Schema del River Continuum Concept http://yorkshiredalesriverstrust.blogspot.it /2011/02/
ecology-of-river-changes-as-you-move.html
Esercizio:
Visita
il
sito
http://www.fao.org/docrep/003/T0537E/
T0537E03.htm per saperne di più sul river continuum concept.
Il metabolismo fluviale dalla sorgente alla foce del corso d’acqua varia in funzione
della quantità di detrito vegetale e degli organismi fotosintetici. Nei corsi d’acqua
montani il metabolismo fluviale è eterotrofico: la vegetazione riparia fornisce una
grande quantità di detrito organico (detto CPOM) sostenendo gli organismi trituratori
e collettori, inoltre l’ombreggiamento riduce lo sviluppo dei produttori fotosintetici
(alghe, muschi, idrofite vascolari) a scapito dei pascolatori. Procedendo verso valle,
nei fiumi di media grandezza la diminuzione dell’ombreggiamento e l’aumento della
temperatura, permette lo sviluppo degli organismi fotosintetici e causa il passaggio
dal metabolismo eterotrofico a quello autotrofico: aumentano i pascolatori a scapito
dei trituratori mentre i collettori sfruttano il particolato organico fine (detto FPOM)
prodotto dai trituratori nei rami montani. Ancora più a valle, nei grandi fiumi
meandriformi di pianura, l’ombreggiamento è trascurabile ma la torbidità dell’acqua
limita i processi fotosintetici; in queste condizioni il metabolismo fluviale ritorna
eterotrofico con il dominio dei collettori che si cibano della grande quantità di
materia organica particolata fine proveniente dai tratti superiori.
43 - Capitolo 5
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Definizione: categorie trofiche degli organismi bentonici fluviali
Frammentatori: sono detritivori che si nutrono di depositi di materiale
organico grossolano, ad esempio le foglie degli alberi cadute nell'acqua.
Collettori: si nutrono di particelle minute di sostanza organica, di
diametro < 2 mm.
Raccoglitori: raccolgono la sostanza organica dal sedimento.
Filtratori: trattengono con un apparato boccale appositamente
conformato le minuscole particelle di cibo e i batteri veicolati dalla
corrente.
Pascolatori e raschiatori: hanno appendici boccali idonee a raccogliere o
raschiare le patine algali o il materiale organico attaccato al substrato.
Predatori: sono carnivori, predatori di altri invertebrati d'acqua dolce
oppure parassiti di vertebrati di dimensioni superiori.
Figure 7, 8, 9 - Tratti di fiume a diverso metabolismo, da monte a valle: eterotrofico (torrente
montano), autotrofico (acqua limpida, ridotto ombreggiamento), di nuovo eterotrofico (acqua torbida).
www.trivero-italy.com / http://www.atlanteparchi.it/parco.regionale.fiume.taro/index.html /
http://www.estense.com/?p=115494
Nota: Il metabolismo fluviale e le stesse comunità biologiche sono influenzate
dalle condizioni locali, ma anche dai processi che avvengono nei tratti a monte. Da qui l’esigenza di non interrompere la continuità e il dinamismo nelle
dimensioni del fiume, poiché qualsiasi alterazione all’interno del sistema (ad
esempio sbarramenti, dighe, interruzioni) ha effetti diretti sugli ecosistemi a
valle.
Il Saprobiensystem (Kolkwitz & Marson 1902) è l'antesignano dei sistemi di
bioindicazione fluviale. E' basato sulle modificazioni nella composizione delle
comunità biologiche in relazione ai processi di autodepurazione che si verificano
lungo il profilo di un corso idrico a valle di uno scarico organico. Il sistema prevede un
classificazione del corso d’acqua in quattro zone: (i) polisaprobica (elevato
inquinamento organico); (ii) α-mesosaprobica (forte inquinamento organico); (iii) βmesosaprobica (modesto carico organico); (iv) oligosaprobica (quasi totale assenza del
carico organico). Il sistema, successivamente rivisto e modificato, concettualmente e
didatticamente è ancora di grande validità. Il Saprobiensystem si basava su un elenco
di organismi acquatici bentonici indicatori, la cui "valenza saprobica" era la misura
della sua capacità indicatrice. I concetti del Saprobiensystem vengono ripresi dagli
44 - Capitolo 5
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
indicatori successivamente sviluppati, il principale dei quali è il cosiddetto IBE (Indice
Biotico Esteso).
Figura 10 - Esempio di tabella IBE (fonte: ARPA Piemonte)
Esercizio: Visita il sito web http://www.labtercrea.it/protibe.htm per il
protocollo dettagliato dell'attrezzatura necessaria al campionamento della
fauna, e le procedure per il calcolo dell'IBE. Organizza una uscita di classe
per effettuare il campionamento di un sito acquatico, in laboratorio fate la
cernita degli organismi raccolti (vedi il Capitolo 7) e calcolate l'IBE della
vostra stazione.
Definizione: Acqua potabile. "Le acque trattate o non trattate, destinate
ad uso potabile, per la preparazione di cibi e bevande, o per altri usi
domestici, a prescindere dalla loro origine, siano esse fornite tramite una
rete di distribuzione, mediante cisterne, in bottiglie o in contenitori", ma
anche "Le acque utilizzate in un'impresa alimentare per la fabbricazione,
il trattamento, la conservazione o l'immissione sul mercato di prodotti o
di sostanze destinate al consumo umano".
Nota: Qualità delle acque potabili. La Direttiva Europea 98/83/CE disciplina
il campo delle acque potabili definendo i parametri analitici ai quali un'acqua
deve confrontarsi per potere essere definita potabile.
Ovviamente la qualità dell'acqua potabile è differente dalla qualità dell'acqua dei
corpi idrici naturali (nessuno di noi si sognerebbe di bere l'acqua di un canale, anche
se classificato di qualità ecologica elevata). Oltre ad una serie di parametri fisicochimici, è necessario che l'acqua potabile sia salubre anche dal punto di vista
microbiologico. Per rispettare i requisiti microbiologici stabiliti dalla normativa,
l'acqua potabile non deve contenere microrganismi patogeni che possono
rappresentare un rischio per la salute dei consumatori. Batteri quali Escherichia coli e
gli Enterococchi, diretti indicatori di contaminazione fecale, devono essere
necessariamente assenti, così come Clostridium perfringens ed i Coliformi.
45 - Capitolo 5
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Esercizio: Puoi trovare la normativa europea sulla qualità delle acque
potabili al sito http://www.lenntech.it/applicazioni/potabile/standard/
standard-acqua-potabile.htm, con gli standard di qualità previsti.
Nota: Tra il 1990 ed il 2010 sono oltre 2 miliardi le persone che hanno avuto
accesso a risorse idriche sottoposte a controlli della qualità dell'acqua. Tuttavia, ogni anno 5 milioni di persone muoiono a causa di malattie portate
dall'acqua.
Sono 5, fondamentalmente, le malattie di origine idrica: (i) malattie trasmesse
dall’acqua (colera, tifo, dissenteria, epatite, gastroenterite); (ii) infezioni della pelle
e degli occhi dovute all’acqua (tracomi, lebbra, congiuntiviti, ulcere); (iii) parassitosi
legate all’acqua; (iv) malattie dovute ad insetti vettori, per esempio mosche e
zanzare; (v) malattie dovute a mancanza d’igiene.
Nell’Africa Subsahariana più del 40% della
popolazione non ha accesso ad acqua pulita.
Il 37% delle persone che nel mondo non hanno
accesso ad acqua pulita vive nell’ Africa
Subsahariana (vedi Cap. 1 e 2).
Nell’Africa rurale in media ogni famiglia spende il
26% del proprio tempo per andare a prendere acqua,
un compito che tocca quasi sempre alle donne.
In media il peso dell’acqua che ogni donna africana
trasporta ogni giorno è pari a 20 chili.
Nell’Africa Subsahariana le cure per la diarrea
assorbono il 12% del budget sanitario e ogni giorno
più della metà dei posti letto ospedalieri sono
occupati da pazienti affetti da malattie di origine
fecale.
Figura 11— www.amref.it
In Tanzania AMREF ha avviato un progetto grazie al quale sono stati costruiti
132 pozzi di superficie, 45 pozzi di profondità e 25 sistemi di raccolta
dell’acqua piovana. Tra il 2000 e il 2006 il numero delle famiglie del
distretto con accesso ad acqua pulita è balzato dal 25% all’85%. La
cooperazione internazionale nel campo delle risorse idriche è una grande
opportunità di lavoro.
Esercizio: Surviving: potabilizziamo l'acqua (con la supervisione di un
docente). Dentro un contenitore forato al fondo si creano diversi strati
(partendo dal basso) di ghiaia o sassi levigati, carbone vegetale polverizzato
ricavato dalla combustione di legno (o acquistato in un negozio di
acquariofilia), sabbia o terriccio molto fino e infine di nuovo ghiaia. Versate
l’acqua nel contenitore. Se non si possiede un contenitore si possono usare
46 - Capitolo 5
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
tre teli legati a un treppiede di 1 metro fatto con 3 legni. Sui teli mettere in
quest'ordine (dall'alto) ghiaia, carbone e sabbia. Dopodichè far bollire per
almeno 10 minuti.
Figura 12 - Schema di un filtro per potabilizzare l'acqua (www.agescifano2.org)
Nota: per l'esercizio precedente usate solo acqua di torrenti montani.
Web Links
http://www.waterforafrica.org.uk/
http://www.who.int/
http://www.unicef.org/wash/
http://www.amref.it/
http://wateraid.org
http://www.labtercrea.it/protibe.htm
http://ec.europa.eu/environment/water/water-framework/index_en.html
http://www.lenntech.it/applicazioni/potabile/standard/standard-acquapotabile.htm
Riferimenti
Kolkwitz R, Marson M (1902) Grundsätze für die biologische Beurteilung des
Wassers nach seiner Flora und Fauna. Mitt. Aus Kgl. Prüf. Wass. Abwässer. 1,
33–72.
Vannote RL, Minshall GW, Cummins KW, Sedell JR, Cushing CE (1980) The
River Continuum Concept, Canadian Journal of Fisheries and Aquatic
Sciences, 37, 130-137.
47 - Capitolo 5
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
CAPITOLO 6 – Il ciclo urbano dell’acqua
Punti chiave:

Che cos’è il ciclo urbano dell’acqua?

Quando e perché si è formato?
Questa mattina dopo esserti alzato dal letto sarai andato in bagno e avrai aperto il
rubinetto del lavandino per lavarti la faccia, ti sarai fatto una doccia e avrai tirato lo
sciacquone… ma ti sei mai chiesto da dove arriva quest’acqua che noi usiamo tutti i giorni
nelle nostre case e nei luoghi pubblici (scuole, ospedali, bar e ristoranti)? E come fa ad
arrivare fino lì? E dove finisce l’acqua che noi abbiamo usato? Per rispondere a tutte
queste domande è utile introdurre il concetto di ciclo urbano dell’acqua.
Definizione: Il ciclo urbano dell’acqua è l’insieme di tutte le attività che
consentono di avere acqua potabile in ambito urbano e di scaricare
correttamente le acque sporche. Queste attività sono la captazione, la
potabilizzazione, l’adduzione e distribuzione di acqua per usi civili, il drenaggio
tramite rete fognaria, la depurazione delle acque reflue e infine il riuso.
Figura 1 - Schema del ciclo urbano dell’acqua (fonte: dalla rete)
Il ciclo urbano dell’acqua può essere suddiviso in due grandi blocchi: il primo
comprende tutte le attività che consentono di far arrivare acqua potabile alle nostre
48
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
case; il secondo tutte le attività necessarie per allontanare, trattare e smaltire
l’acqua utilizzata. Guardando la figura 1, la prima parte del ciclo urbano può essere a
sua volta suddivisa nella fase di captazione (1), di potabilizzazione (2) e di adduzione
e distribuzione (3). La fase di captazione consiste nel prelevare l’acqua da diverse
fonti quali le sorgenti, le falde, i fiumi e i laghi, naturali o artificiali. La
potabilizzazione consiste nel trattare l’acqua prelevata dall’ambiente naturale al fine
di renderla idonea al consumo umano. Infine l’adduzione e la distribuzione consistono
nel trasportare l’acqua dagli impianti di potabilizzazione fino ai centri abitati
(adduzione) e nel distribuirla all’interno dei centri abitati alle singole case, agli
edifici civili, industriali, ecc.
Anche la seconda parte del ciclo urbano, ovvero quella che comprende le attività
necessarie per smaltire l’acqua utilizzata, può essere a sua volta suddivisa in diverse
fasi: il collettamento in fognatura (4), la depurazione (5) e la restituzione
all’ambiente o il riuso/riciclo (6). In particolare, il sistema fognario serve a
raccogliere e trasportare all’impianto di trattamento gli scarichi civili (case private) e
produttivi (industrie) ma anche gli afflussi meteorici (piogge). Gli afflussi meteorici,
che solo in parte vengono trattati prima della restituzione all’ambiente, sono
chiamati acque bianche mentre gli scarichi civili e industriali sono chiamati acque
nere. La depurazione delle acque consiste in un trattamento volto alla riduzione del
carico inquinante. Opportunamente trattata, l’acqua reflua può essere reimmessa
nell’ambiente naturale o direttamente riutilizzata per diversi scopi (civile,
industriale, agricolo) o ricircolata (per esempio le acque reflue industriali
opportunamente trattate possono essere riusate all’interno della stessa attività).
Tutte queste singole componenti saranno descritte in maggior dettaglio nei prossimi
capitoli, in particolare la prima parte del ciclo urbano nel capitolo 8 e la seconda nel
capitolo 9.
Caso studio: Quanta acqua “passa” per la nostra città?
Quant’è l’acqua che quotidianamente o annualmente compie il ciclo urbano?
I volumi d’acqua che “compiono” questo ciclo variano a seconda delle
caratteristiche del centro urbano considerato, delle nostre abitudini di vita
e quindi dei nostri consumi. A titolo di esempio l’ente gestore del ciclo
urbano al servizio di Ferrara e dei comuni limitrofi (circa 250.000 abitanti
serviti) in un anno tratta e immette in rete mediamente circa 28 milioni di
m3 d’acqua, l’equivalente di oltre 10.000 piscine olimpioniche. Secondo i
dati della municipalizzata Vovod-kanalizacija Ljubljana (circa 315.000
abitanti serviti) in un anno vengono immessi in rete mediamente 20 milioni
di m3 d’acqua.
Esercizio: a partire dai dati inerenti il caso studio sopra descritto, qual è il
volume che giornalmente l’ente gestore dovrebbe trattare e immettere in
rete per servire una città di 50.000 abitanti? E per servire la tua città? Prova
49
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
a ricercare sul web, o a richiedere informazioni inerenti i volumi d’acqua
trattati dall’ente gestore del ciclo urbano dell’acqua al servizio della tua
città e confrontali con quelli calcolati.
La qualità dell’acqua nel ciclo urbano
Figura 2 - Andamento della qualità dell’acqua nel ciclo urbano (fonte: dalla rete)
Come mostra la figura 2, l’acqua che viene captata prima di essere utilizzata ha
bisogno di una serie di trattamenti per essere resa idonea all’uso potabile, ossia
sicura dal punto di vista igienico e sanitario.
Qualunque sia la fonte di acqua (fiume, lago, falda, mare), sono necessari trattamenti
per togliere le sostanze “indesiderate” in sospensione (per esempio sabbia, materiale
organico…) o disciolte (per esempio ioni metallici, sali). Inoltre per togliere eventuali
batteri e virus e garantire che anche durante la distribuzione alle singole utenze
l’acqua si mantenga “igienicamente sicura” (cioè pura) è necessario un trattamento
di disinfezione.
L’acqua, dopo essere stata usata dalle città e dalle industrie, si arricchisce di
inquinanti (fig. 3) che devono essere depurati.
Figura 3 - Vasta gamma di sostanze inquinanti, che possono essere presenti negli effluenti
(fonte: dalla rete)
50 - Capitolo 6
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Ecco allora che le acque vengono convogliate in impianti di trattamento più o meno
complessi dai quali si produce un effluente finale di buona qualità che può essere
scaricato in un fiume o in un lago o inviato direttamente al riuso agricolo, industriale
o civile. In ogni caso, lo scarico in ambiente e il riuso devono rispettare sempre i
limiti di concentrazione imposti dalla legge che garantisce la salvaguardia ambientale.
Ma il ciclo urbano è sempre esistito?
In realtà il ciclo urbano nella sua interezza, così come qui presentato, è recentissimo.
Le diverse componenti che lo costituiscono sono infatti comparse progressivamente
nei secoli in risposta a diverse esigenze e stili di vita che di volta in volta si sono
venuti manifestando. Per comprendere tutto questo è innanzitutto importante
ricordare che l’acqua costituisce un elemento vitale per l’uomo che ha da sempre
guidato le sue scelte, sia quando era nomade, sia quando ha cominciato a fermarsi
per periodi lunghi: non a caso i primi
insediamenti umani furono sempre localizzati
proprio in luoghi con grande disponibilità di
acqua di buona qualità.
Con il passare del tempo e con l’aumento degli
insediamenti umani, si rese necessario
escogitare metodi per l’approvvigionamento
dell’acqua e sistemi per trasportarla dal punto
di approvvigionamento fino all’insediamento. In
pratica, quindi, le prime componenti del ciclo
Figura 4 - Schema di funzionamento di uno
urbano dell’acqua che storicamente fecero la loro shaduf http://www.akvo.org/wiki/index.php/
comparsa sono i sistemi di approvvigionamento/ Counterpoise_lift
captazione, i sistemi di adduzione e i sistemi di
allontanamento delle acque sporche.
L’approvvigionamento
Nelle civiltà antiche l’approvvigionamento avveniva principalmente da acque
superficiali, fiumi o laghi. A tal fine, tra le tecniche utilizzate per
l’approvvigionamento in tempi antichi è
significativo ricordare lo shaduf, che
rappresenta una delle prime “macchine
idrauliche” inventate dall’uomo (Figura 4).
Fece la sua comparsa in Mesopotamia nel IV
millennio a.C. e si diffuse in Egitto
all’inizio del II millennio a.C. Veniva
utilizzata per prendere acqua da fiumi o
laghi e sollevarla per immetterla in canali a
un livello più alto ed è tuttora utilizzata in
Figura 5 - Schema di un qanat http://suite101.com/
alcuni paesi africani e del Medio Oriente.
article/qanats-ancient-underground-aqueducts-a65526
Sempre ai fini dell’approvvigionamento
51 - Capitolo 6
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
idrico, all’inizio del I millennio a.C. in Persia fece la sua comparsa il “qanat”. Questo
sistema veniva utilizzato per attingere acqua dalle falde e trasportarla fino
all’insediamento. I qanat erano costituiti da una serie di cunicoli verticali simili a
pozzi, collegati da un canale sotterraneo in lieve pendenza che interseca la falda e
declina verso l’insediamento, consentendo così all’acqua di defluirvi per gravità.
Questo dispositivo consentiva di captare acqua di falda, e quindi generalmente di
buona qualità, e trasportarla a lunga distanza contenendo significativamente le
perdite per evaporazione anche in zone caratterizzate da climi molto caldi e secchi
come quelli del Medio Oriente.
L’adduzione
Nell’epoca antica l’acqua veniva captata e quindi trasportata per gravità mediante
canali sotterranei, come nel caso del qanat, o mediante canali superficiali fino al
centro abitato. Qui poteva essere immagazzinata all’interno di grandi cisterne, per
avere una riserva da cui la popolazione poteva attingere. Non esistevano però sistemi
di distribuzione dell’acqua all’interno del centro abitato. Un’eccezione è
rappresentata dalla civiltà minoica che fiorì sull’isola di Creta. Infatti, è stato
scoperto che il grandioso palazzo di Cnosso nel 1500 a.C circa era dotato di un
complesso sistema di distribuzione interna dell’acqua costituito da tubi di terracotta,
che rappresentano, probabilmente, il primo esempio di condotte. Il palazzo era anche
dotato di un importante sistema di latrine e canali per lo scolo delle acque reflue al
Figura 6 - Acquedotto romano di Pont du Gard (Nimes, Fr), http://www.skiraware.de/Reisen/
Suedfrankreich/PontDuGard.jpg
di fuori del palazzo.
Fu all’epoca dell’impero romano che la realizzazione di sistemi per il trasporto di
acqua ricevette un grande impulso. Infatti i romani costruirono numerosissimi
52 - Capitolo 6
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
acquedotti al servizio di diverse città del loro impero. Al solo servizio di Roma, dal
312 a.C. furono costruiti 11 acquedotti (Figura 6). Questi acquedotti alimentavano le
numerosissime fontane pubbliche e monumentali, le piscine e le terme pubbliche,
nonché i bacini utilizzati per gli spettacoli come le naumachie e i laghi artificiali.
Figura 7 - Schema di un acquedotto romano. http://www.ibiscoop.com/acquedotto_vitruvio.php
Un acquedotto romano iniziava generalmente con un bacino di raccolta (Figura 7) da
cui l’acqua veniva fatta passare dapprima in vasche di decantazione (piscinae
limariae), per far depositare le prime impurità, e quindi immessa in un canale
(specus) che la trasportava mantenendo una pendenza leggera e costante per
assicurare uno scorrimento regolare.
Il percorso era preferibilmente
sotterraneo, in uno specus scavato
nella roccia; in qualche caso correva
in superficie, coperto con lastre di
pietra, e solo per l’attraversamento di
corsi d’acqua o depressioni correva su
muri o su arcate.
Alla fine del percorso si trovava una
costruzione (castellum aquae) che
conteneva
altre
camere
di
decantazione e la vasca terminale
(Figura 8) da cui l’acqua veniva
ripartita dando priorità alle fontane
pubbliche, quindi ai monumenti e ai
bagni pubblici e infine agli altri scopi.
Figura 8 - Vasca terminale di un acquedotto romano con imbocchi delle condotte per portare l’acqua
ai vari servizi. http://de.wikipedia.org/wiki/
Wasserversorgung_im_R%C3%B6mischen_Reich
L’allontanamento delle acqua sporche
I romani posero particolare attenzione anche al problema dell’allontanamento delle
acque dalla città. In tal senso è importante ricordare la Cloaca Maxima che
rappresenta una delle più antiche e importanti condotte fognarie costruita alla fine
53 - Capitolo 6
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
del VI secolo a.C. e che consentiva lo scolo delle acque piovane oltre che degli
scarichi delle fognature delle costruzioni domiziane sul Palatino. La famosa Bocca
della Verità, oggi murata nel pronao della chiesa di Santa Maria in Cosmedin a Roma
era originariamente, in epoca romana, un tombino che serviva a “inghiottire” le
acque piovane.
Figura 9 - Lo sbocco nel Tevere della cloaca Maxima.
http://it.wikipedia.org/wiki/Cloaca_Massima
Figura 10 - La bocca della verità.
http://it.wikipedia.org/wiki/
Bocca_della_Verita
Caso studio: La fontana di Trevi
Molte delle più famose fontane della città di Roma rappresentano importanti
opere d’arte che rivestono un ruolo di primaria importanza nell’arredo
urbanistico della città ma che, da un punto di vista pratico, erano e sono
tuttora punti di recapito degli antichi acquedotti romani. La fontana di Trevi
ad esempio è la mostra originaria dell'antico acquedotto dell'"Aqua Virgo".
Questo acquedotto venne
costruito da Agrippa che
lo inaugurò il 9 giugno del
19
a.C.,
a
servizio
dell’impianto termale del
Campo Marzio. Il condotto
dell’“Aqua Virgo” è il più
antico acquedotto di Roma
tuttora funzionante, e
l’unico che non ha mai
smesso di fornire acqua
alla
città
dall’epoca
Figura 11 - La fontana di Trevi.
di Augusto.
http://it.wikipedia.org/wiki/Fontana_di_Trevi
Il
punto
terminale
dell’“Aqua Virgo” si trovava sul lato orientale del Quirinale, nei pressi di un
54 - Capitolo 6
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
trivio (“Treio”, nella lingua dell’epoca: altra ipotesi, abbastanza
accreditata, sull’origine del nome). L'aspetto odierno è dovuto ad un
progetto di Nicola Salvi, sostituito alla morte da Giuseppe Pannini, che tra il
1732 e il 1766, riuscì a completare l’opera.
Le componenti più recenti del ciclo urbano
Con l’arrivo del Medioevo molte delle esperienze e delle conoscenze accumulate dagli
antichi romani vennero perse e, in pratica, per vedere la comparsa sistematica delle
rimanenti componenti del ciclo urbano, ovvero i trattamenti, sia di potabilizzazione
sia di depurazione, e la distribuzione dell’acqua potabile interna a tutti gli edifici è
necessario venire molto avanti nel tempo, fin quasi ai giorni nostri.
La potabilizzazione
I primissimi trattamenti all’acqua risalgono al 4000 a.C. e avevano lo scopo di
migliorare le caratteristiche estetiche: togliere tutto ciò che era in sospensione.
Nel 1500 a.C. la civiltà egizia aveva introdotto l’uso di sostanze a base di
alluminio per favorire la sedimentazione dei materiali sospesi nell’acqua
prelevata. Si trattava di primi trattamenti che tuttavia non si diffusero.
Bisogna aspettare il 1700 per poter parlare dei primi semplici impianti di
potabilizzazione. Consistevano sostanzialmente in letti filtranti in grado di
fermare sostanze sospese presenti nell’acqua prelevata.
Verso la metà del 1800, biologi e microbiologi trovarono che sostanze presenti
nelle acque potabili potevano essere la causa di gravi malattie (vedi anche
capitoli 4 e 5): il dottor John Snow provò che l’epidemia di colera che aveva
afflitto una parte della città di Londra era dovuta alla contaminazione di un
pozzo ad uso potabile da parte di una fognatura. Qualche anno dopo, Louis
Pasteur dimostrò che organismi microscopici (microbi) possono essere all’origine
della trasmissione di malattie attraverso l’acqua. Fra la fine dell’Ottocento e i
primi del Novecento, i ricercatori scoprirono che la torbidità non costituiva solo
un problema estetico, ma il materiale in sospensione poteva nascondere anche
batteri patogeni, ossia microrganismi portatori di malattie quali tifo, dissenteria,
colera…. Verso la fine del 1800 la tecnica dei filtri lenti a sabbia fu regolarmente
adottata negli impianti di potabilizzazione perché sembrava potessero trattenere
anche tali microrganismi (Figura 12) .
Tuttavia per garantire la sicurezza igienica, ossia l’assenza di tutti microrganismi
patogeni era necessario una disinfezione. Il cloro fu il primo disinfettante
utilizzato e il primo impianto di disinfezione delle acque per scopo potabile fu
costruito a Jersey City, nel New Jersey nel 1908. Fu provato anche l’ozono, ma fu
utilizzato su impianti reali solo qualche decennio dopo.
55 - Capitolo 6
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Figura 12 - Sezione di filtro a
sabbia lento di Simpson, installato a
Londra nel 1829 per la Chelsea
Water Company, per il trattamento
delle acque del Tamigi: a) sabbia
fine; b) sabbia grossa; c) conchiglie
marine; d) ghiaia grossa; e)
drenaggi (fonte: dalla rete)
La distribuzione
I primi sistemi di adduzione e
distribuzione in pressione (concetto
che verrà ripreso e chiarito nel
capitolo 8) nelle grandi città furono
realizzati intorno al 1800, ma la
distribuzione sistematica nelle singole
case è propria del ventesimo secolo
ed in particolare del secondo
dopoguerra, in concomitanza con il
boom economico ed il fenomeno
dell’inurbamento. Intorno agli anni
’50-’60 infatti in molti paesi di
campagna le case non erano ancora
dotate di impianti ad acqua corrente
ed era necessario scendere in giardino
o in strada per lavarsi o prendere
acqua dalla fontanella con il secchio
(come al tempo dei Romani!).
Figura 13 - Cartolina che ricorda l’inaugurazione
dell’acquedotto al servizio della città di Portogruaro,
avvenuta il 2 febbraio 1908.
http://www.comune.portogruaro.ve.it/
aree_tematiche/citta/storiacultura/100anniacqued/relazsindacquedotto
La depurazione
Furono gli studi di microbiologia a partire dal XVII secolo di Redi (1667), Joblot
(1711), Spallanzani (1776), e poi Schwann (1837) e Pasteur (1857) a mostrare che
alcune specie di batteri utilizzavano le sostanze organiche come nutrimento per il
loro metabolismo (catabolismo e anabolismo). Fu proprio alla luce di queste scoperte
che furono realizzati i primi impianti di trattamento delle acque sporche nei quali si
sfruttava proprio l’attività svolta dai batteri (vedi cap. 5) per eliminare le sostanze
indesiderate considerate dai microrganismi fonte di nutrimento.
Furono così realizzati in Inghilterra i primi impianti dove l’acqua da trattare doveva
passare attraverso un materiale su cui si erano sviluppati i batteri capaci di
metabolizzare quelle sostanze inquinanti ma da cui essi traevano nutrimento. Verso la
fine dell’Ottocento il sistema più diffuso in Inghilterra era costituito da filtri lenti
intermittenti che nel tempo furono sostituiti dai filtri percolatori e più recentemente
si sono evoluti nei sistemi di fitodepurazione – Figura 14 (vedi capitolo 8).
56 - Capitolo 6
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
alimentazione intermittente
Filtro lento intermittente (materiale
di riempimento più fine)
alimentazione intermittente
Filtro percolatore (materiale di
riempimento più grossolano)
alimentazione intermittente
piante
Sistemi di fitodepurazione (simili ai
filtri lenti ma piantumati)
Figura 14 – Esempi di filtri utilizzati nella depurazione delle acque (fonte dalla rete)
All’inizio del Novecento gli studi di due ricercatori inglesi, Arden e Lockett sulla
depurazione biologica dei reflui, portarono alla realizzazione dei primi “impianti a
fanghi attivi” ossia di impianti di modeste dimensioni, dove i microrganismi presenti
(chiamati spesso biomassa) degradano le sostanze inquinanti. Mentre nei filtri i
microrganismi sono appoggiati ad un materiale (per esempio sabbia, pietrisco o
ghiaietto), in questi sono liberi di muoversi nelle stesse acque che stanno trattando
(Fig. 15 e 16).
Nel corso del secolo scorso molti impianti sono stati realizzati con questa tecnologia
per rimuovere la sostanza organica e i solidi sospesi. Contemporaneamente, la
necessità di dover togliere dalle acque sporche altri composti ha portato ad
aggiungere dei trattamenti agli impianti esistenti. In questo modo la qualità
dell’effluente finale è andata migliorando e in alcuni casi può essere addirittura
riutilizzato per l’agricoltura o l’industria senza nessun pericolo per l’ambiente e la
salute dell’uomo. Di questi trattamenti ulteriori parleremo nel capitolo 8.
Figura 15: Impianti a massa adesa (filtri percolatori), http://commons.wikimedia.org/wiki/
File:Trickling_filter_bed_2_w.JPG
Figura 16: impianti a massa sospesa (fanghi attivi), http://commons.wikimedia.org/wiki/
File:Epuration_biologique.jpg
Definizione: Per degradazione biologica si intende un processo di demolizione
della struttura molecolare delle sostanze organiche ad opera di diverse specie
di microrganismi con formazione di molecole organiche e inorganiche più
semplici quali: acqua, anidride carbonica, ammoniaca, calcio, magnesio, ecc.
57 - Capitolo 6
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Riferimenti
Mays, Larry W., (2002) Urban Water Supply handbook, McGraw-Hill.
Mumford Lewis, La Città nella Storia, Bompiani, 1997
Viollet, Pierre-Louis, (2007) Water Engineering in Ancient Civilizations
5000 Years of history, IAHR Monograph series.
Masotti L., Verlicchi P., Depurazione delle acque per piccole comunità,
Hoepli, Milano 2005
Web links
http://it.wikipedia.org/wiki/Servizio_idrico_integrato
http://www.gruppo.acegas-aps.it/cms.php?sz=176
http://www.gruppoveritas.it/servizio-idrico-integrato
http://www.cometea.it/
58
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
CAPITOLO 7 – Potabilizzazione e acquedotti
Punti chiave:
 Da dove prendiamo l’acqua che usiamo nelle nostre case?
 Quali trattamenti subisce l’acqua per essere resa potabile?
 Come è fatto e come funziona un acquedotto?
La captazione
La captazione consiste nel prelevare l’acqua destinata ad uso acquedottistico
dall’ambiente mediante opportune opere di presa (vedi Cap. 6). Queste opere
rappresentano la prima parte di un acquedotto.
Le principali fonti di approvvigionamento sono
costituite dalle acque sotterranee (sorgenti e
falde) e dalle acque superficiali (fiumi e laghi).
Le prime due fonti di approvvigionamento, in
genere, forniscono acqua con buone Figura 1 - Tipi di falde (fonte: dalla
caratteristiche qualitative mentre le acque rete)
superficiali necessitano solitamente di
trattamenti correttivi, in ogni caso necessari per l'uso potabile della risorsa. Una
sorgente rappresenta un affioramento della
falda (Figura 1) e nella captazione da
sorgente l'opera di presa è posta nello stesso
punto in cui l'acqua sgorga naturalmente.
Tale opera (Figura 2) è costituita da un
cunicolo incassato nella roccia che convoglia
le acque sorgentizie in un edificio nel quale
sono contenute tutte le vasche e le
apparecchiature che danno origine
all'acquedotto.
Figura 2 - Opera di presa da sorgente (fonte
Nel caso di captazione da falda sotterranea si
dalla rete)
ricorre invece all’utilizzo di pozzi mediante i
quali l’acqua viene pompata in superficie.
Per quanto riguarda le acque superficiali, la captazione da fiumi può essere
effettuata mediante pompe poste all’estre-mità di pontili che si protendono nel
Figura 3a e 3b - Opera
di presa da fiume a)
mediante pompe e b)
mediante traversa di
derivazione (fonte:
dalla rete)
59
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
fiume, come mostrato in Figura 3a, o derivando parte
dell’acqua defluente nel fiume mediante traverse,
come mostrato in Figura 3b.
Infine la captazione da lago è solitamente effettuata
tramite torri, come quella mostrata in Figura 4,
aventi “finestre richiudibili” per il passaggio
dell'acqua poste a varie altezze. In questo modo è
possibile captare l'acqua a profondità diverse in
funzione del livello del lago, della torbidità e della
temperatura dell'acqua.
Figura 4 - Opera di presa da lago
http://endesa.selenebs.net/
centrali_calabria.htm
Trattamenti di
potabilizzazione
Le acque captate, siano
esse
sotterranee
o
superficiali
contengono
inquinanti
diversi
per
caratteristiche e origine che A
possono essere disciolti o
Figura 5a e 5b - Acqua di lago (A) e acqua di fiume dopo un
sospesi. Le acque di fiume evento piovoso (B) (fonte: Università degli Studi di Ferrara)
sono più torbide rispetto a
quelle di lago o di falda (Figura 5): contengono molti solidi, anche dovuti a
risospensione di materiale sedimentato nel letto specie durante gli eventi piovosi e
materiale grossolano derivato dal dilavamento dei
terreni agricoli circostanti (Figura 6).
Manganese, ferro, idrogeno solforato e solfati sono
disciolti e tipici delle acque profonde, di falda o prossime
ad aree vulcaniche. Metalli pesanti (piombo, antimonio e
arsenico, vedi cap. 3), pesticidi, idrocarburi, solventi,
ammoniaca e nitrati sono inquinanti disciolti legati ad
attività industriali o al dilavamento di terreni agricoli
Figura 6 - Terreni agricoli adiacenti
(Figura 6) e possono contaminare sia le acque
un corso acqua, www.fao.org
superficiali che quelle di falda.
Definizione: I solidi sospesi sono particelle maggiori di 1 m e sono
all’origine della torbidità. I solidi con dimensioni inferiori sono disciolti. Si
distingue anche fra solidi disciolti, colloidali e sedimentabili a seconda
della tendenza a sedimentare, come riportato nella Figura 7.
disciolti
µm 10
-4
disciolti
-3
10
-2
10
sospesi
-1
10
colloidali
1
10
100
sedimentabili
60 - Capitolo 7
Figura 7- Classificazione dei solidi nelle acque (fonte: dalla rete)
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
A questi composti si aggiungono gli inquinanti microbiologici (tra cui batteri, virus,
protozoi e funghi), ma anche plancton e benthos (vedi capitolo 5). L’acqua prelevata deve
pertanto essere sottoposta a diversi trattamenti che ne migliorino gli aspetti organolettici,
chimico-fisici e microbiologici e la rendano conforme ai requisiti di legge.
I trattamenti di potabilizzazione possono essere fisici, chimico-fisici o chimici, a volte
anche biologici. In generale le acque di fiume necessitano di maggiori trattamenti
delle acque sotterranee per la maggior concentrazione di solidi e di patogeni.
Adesso presentiamo due casi di studio in cui si evidenziano i principali trattamenti di
potabilizzazione adottati a seconda dell’origine e della qualità dell’acqua captata.
Definizione: Trattamenti fisici: includono trattamenti per la rimozione di
solidi
grossolani (accumulo e omogeneizzazione, grigliatura e
sedimentazione) e per la rimozione di solidi sedimentabili (stacciatura e
filtrazione).
Trattamenti chimico-fisici: comprendono trattamenti per l’abbattimento dei
solidi sospesi non sedimentabili (chiariflocculazione, adsorbimento e
scambio ionico).
Trattamenti chimici: includono trattamenti di ossidazione chimica di
composti inorganici (Fe, Mn, NH3), organici naturale e sintetici (solventi
clorurati, pesticidi, fenoli…), di addolcimento, di rimozione dell’odore e
sapore, di aumento della biodegradabilità della sostanza organica e di
disinfezione (rimozione della carica batterica e virale)
Il caso di studio: La diga e l’impianto di Ridracoli (Forlì)
Il lago e la diga di Ridracoli si trovano sull’Appennino Romagnolo, in
provincia di Forlì-Cesena (Figura 8). La diga, sbarramento artificiale del
fiume Bidente e del Rio
A
Celluzze, è stata costruita
negli anni 1974-1982 per
fornire acqua a circa un
milione di persone della
pianura
e
della
costa
romagnole,
specie
nel
periodo estivo quando la
popolazione
cresce
per
l’apporto
turistico.
Può
contenere fino a 33 milioni
di m3 di acqua.
L’acqua captata ha una
qualità molto buona e Figura 8- A) Mappa del bacino di Ridracoli; B) Lago;
C) Diga; D) immagine satellitare
costante nel tempo.
(http://www.ridracoli.it)
61 - Capitolo 7
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
B
C
D
Al
potabilizzatore
D iga
Lago
I trattamenti cui è sottoposta presso il potabilizzatore di Ridracoli (Figura 9A)
sono quelli sintetizzati in Fig. 9B e consistono in una preclorazione (con biossido
di cloro ClO2), per l’ossidazione di sostanze organiche, e una prima flocculazione
(con policloruro di alluminio, vedi cap. 3) per favorire il successivo processo di
chiariflocculazione. Seguono la filtrazione su sabbia, per trattenere materiale in
sospensione e la disinfezione con biossido di cloro per rimuovere i microrganismi
patogeni. L’acqua così trattata viene accumulata in un serbatoio e poi prima
dell’immissione in rete subisce una clorazione di copertura per assicurare
l’assenza di microrganismi patogeni durante la distribuzione fino al rubinetto.
L’impianto ha una portata massima di 3600 L/s.
A
Acqua
Preclorazione e
dalla diga flocculazione
Chiariflocculazione
Filtrazione
su sabbia
B
Disinfezione
e accumulo
In rete
Clorazione in linea
C
Ispessimento
Disidratazione
meccanica
Smaltimento
Legenda
acqua
fango
Figura 9 - Vista potabilizzatore di Ridracoli (A) e sequenza dei trattamenti adottati per la linea acque
(B) e fanghi (C) (fonte: dalla rete)
Il materiale che viene separato dall’acqua
durante la chiariflocculazione e la filtrazione
va a costituire il fango. Questo subisce
trattamenti di “concentrazione” (attraverso
ispessitori e centrifughe v. Figura 9C) per
togliere una parte dell’acqua in esso contenuta
così che il fango trattato (Figura 10) è idoneo a
essere smaltito in discarica o in cementificio.
Figura 10 - Fango ispessito e disidrato presso l’impianto di Ridracoli (fonte: dalla rete)
62 - Capitolo 7
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Definizione: La coagulazione è un processo che per l’azione di reagenti (di
solito a base di sali di Fe o di Al) riesce a ridurre gli effetti di repulsione
della carica superficiale delle particelle e a favorire l’avvicinamento e
l’aggregazione di solidi sospesi e sospensioni colloidali in fiocchi.
La flocculazione è il processo di crescita e appesantimento dei fiocchi
attraverso la presenza di reagenti (per es. policloruro di Al) che fanno da
ponte fra le particelle sospese e colloidali.
Il caso di studio: Il potabilizzatore di Ferrara
Ferrara si trova sulla sponda destra del Po, il maggiore fiume italiano, a
circa 50 km dalla sua foce. A monte di Ferrara, il Po ha attraversato aree
urbane anche di grandi dimensioni (Torino, Piacenza), aree industriali e
agricole (Figura 11). Ha ricevuto scarichi urbani e industriali e, a seguito di
eventi piovosi, acque di dilavamento dei terreni agricoli.
L’impianto di potabilizzazione di Ferrara (Figura 12) (portata media di 1000 L/s
e di punta di 1300 L/s)
preleva per l’80%
acque superficiali del
Po e per il 20 % le
acque
da
pozzi
golenali ossia che
prelevano acqua di
subalveo del fiume.
Queste ultime sono di
qualità
pressoché
40 km
costante e migliore
delle superficiali in
Figura 11 – Bacino del fiume Po, http://www.comune.jesi.an.it/conti/
quanto hanno già
alunni/2009/QUARTA/ITALIAF/FIUMIAL/fiumial.htm
subito una prima
filtrazione naturale attraverso lo strato di terreno adiacente il letto del
fiume prima della captazione.
Sono pertanto
p r e v i s t i
trattamenti
diversi per le
due tipologie
di
acqua
(Figura 13) e
solo gli ultimi
stadi
sono
comuni.
Figura 12 – Veduta aerea dell’impianto di Ferrara, www.gruppohera.it
63 - Capitolo 7
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Sedimentazione
Da fiume
Da subalveo
Lagunaggio
Ossidazione
Chiari-flocculazione
Filtrazione su
sabbia
Sedimentazione
Filtrazione su
sabbia
Ozonazione
golena del fiume
Clorazione in linea
Alla rete
Accumulo
Disinfezione
disinfettante
acqua da trattare
Filtrazione su
carboni attivi
acqua trattata
Figura 13 – Trattamento delle acque di superficie e di subalveo al potabilizzatore di Ferrara
(fonte: dalla rete)
Le acque superficiali sono in generale torbide, specie dopo eventi di pioggia e sono
sottoposte a sedimentazione. Poi passano nei bacini di lagunaggio, dove rimangono
circa tre giorni, e dove si attivano molte reazioni biologiche di pretrattamento delle
acque. Seguono chiariflocculazione e filtrazione su sabbia e ozonazione.
Quest’ultimo serve a completare l’ossidazione di residui di inquinanti organici e a
renderli più degradabili. Completano il trattamento la filtrazione su carboni attivi
dove le tracce di sostanze organiche vengono adsorbite sui granuli di carbone e la
disinfezione con biossido di cloro o ipoclorito di sodio (vedi cap. 3 e cap. 5).
Le acque di subalveo sono sottoposte a una ossidazione naturale con la
"cascata" di altezza di circa 4 m e al contemporaneo stripping delle sostanze
volatili, incluse le tracce di idrogeno solforato. Fanno poi seguito
sedimentazione e filtrazione su sabbia. Le acque vengono a questo punto
miscelate con quelle superficiali e insieme inviate ai trattamenti di filtrazione
su carboni attivi e clorazione (vedi poco sopra).
Il trattamento finale, sempre richiesto, è la disinfezione per rimuovere
microorganismi presenti. L’acqua viene poi raccolta in grandi serbatoi di
accumulo e prima di essere immessa in rete viene sottoposta a clorazione di
copertura per mantenerla igienicamente sicura durante la distribuzione alle
singole utenze. Di solito è fatta con ipoclorito di sodio (HClO) o con biossido di
cloro (ClO2).
Il materiale separato dalle acque durante i processi di sedimentazione, chiariflocculazione e filtrazione su sabbia viene raccolto sottoforma di fango (miscela
liquida di acqua e solidi in sospensione e disciolti), poi sottoposto a trattamenti di
ispessimento e disidratazione meccanica (centrifugazione) che hanno lo scopo di
ridurne il volume attraverso la separazione di molecole di acqua dalla miscela, e
infine smaltito in discarica o avviato a recupero (p. es. produzione di laterizi).
64 - Capitolo 7
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Nota: I bacini di lagunaggio sono vasche in grado di accumulare una scorta di
acque grezze superficiali pari a tre giorni la richiesta idrica dell’intera città.
Hanno funzione di trattamento (biologico) ma anche di sicurezza. Infatti in
caso di inquinamenti accidentali (per esempio sversamenti di inquinante a
monte) fungono da bacino di accumulo per l’impianto. Tuttavia, non tutti gli
impianti che trattano acque superficiali li prevedono.
Nota: Prima di essere immessa in acquedotto, l’acqua proveniente dal serbatoio di accumulo subisce una ulteriore clorazione, chiamata “clorazione di
copertura” in modo tale che sia garantita la presenza di un residuo di cloro
nel fluido in rete che renda “igienicamente sicura” l’acqua al rubinetto, ossia
priva di batteri patogeni.
Esercizio: Prova ad informarti sul trattamento di potabilizzazione della tua
città e confronta i trattamenti previsti con quelli degli schemi della Diga di
Ridracoli (che tratta acque di superficie particolarmente di buona qualità)
e del Potabilizzatore di Ferrara (che tratta un mix di acque di superficie e
di pozzi golenali).
L’acquedotto: adduzione e distribuzione
L’acqua, una volta potabilizzata arriva nelle nostre case tramite quello che
comunemente viene chiamato acquedotto. Ma da che cos’è costituito un acquedotto
e come funziona? Prima di rispondere a queste domande è utile però introdurre un
importante concetto, ovvero il flusso in pressione dell’acqua all’interno di una
condotta.
Nota: i sistemi di adduzione e distribuzione idrica moderni funzionano in pressione, a differenza degli antichi sistemi di adduzione descritti nel capitolo precedente che erano prevalentemente costituiti da canali in cui l’acqua defluiva a
gravità, ovvero sfruttando la pendenza del canale stesso. Per comprendere il funzionamento in pressione di un sistema di condotte è bene prima richiamare il Teorema di Bernoulli secondo il quale in un fluido ideale su cui non agiscono le
resistenze d’attrito, considerando
lo schema di figura 14 si ha:
P1 v12
P2 v22
E
 z 
 z
ρg 2 g 1 ρg 2 g 2
z1
z2
Figura 14 - Teorema di Bernoulli
http://it.wikipedia.org/wiki/Equazione_di_Bernoulli
65 - Capitolo 7
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
dove E è l’energia, P è la pressione, ρ è la densità del fluido, g è
l’accelerazione di gravità, z è l’altezza e v è la velocità del liquido. In altre
parole il fluido può cambiare quota, velocità e pressione, ma la combinazione
di queste quantità (in cui compaiono anche l’accelerazione e la densità del
fluido) rimane invariata.
v2 2 g
E0=z0
E1
P1
ρg
E2
E3
z1
Figura 15 - Esempio di condotta in pressione con acqua in movimento (fonte: Università
degli Studi di Ferrara)
Se si considera ora il semplice sistema rappresentato in Figura 15 costituito da
una vaschetta collegata con un tubo in cui scorre l’acqua, si ha che in
corrispondenza della vaschetta E0=z0 ovvero tutta l’energia è sottoforma di
energia potenziale, mentre all’interno del tubo l’acqua avrà una certa
pressione P e si muoverà con una certa velocità v. E’ importante osservare
che, in condizioni reali, allontanandosi dalla vaschetta E diminuisce a seguito
delle resistenze che l’acqua incontra muovendosi all’interno del tubo;
comunque essendo in pressione, l’acqua risale all’interno dei tubi verticali ad
una quota maggiore dell’asse del tubo stesso e questo, come si vedrà
successivamente, spiega perché l’acqua corrente arriva anche ai piani
superiori delle case.
Le componenti di un acquedotto
Le principali componenti “fisiche” di un acquedotto sono le tubazioni, le valvole, le
pompe e i serbatoi. Prima di analizzare a cosa serve ciascuna di queste componenti e
come si compongono a formare un acquedotto, è però utile introdurre anche un’altra
“componente” dei sistemi acquedottistici, ovvero le richieste idriche.
Le richieste idriche
Con richieste idriche si intende l’insieme di tutti gli usi dell’acqua da parte delle
utenze, civili, industriali ecc. che devono essere soddisfatte mediante il sistema
acquedottistico. In altre parole le richieste idriche non costituiscono una componente
“fisica” del sistema, ma la sua “forzante”, ed il loro soddisfacimento rappresenta il
66 - Capitolo 7
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
fine ultimo del sistema acquedottistico. E’ quindi fondamentale quantificare
correttamente le richieste idriche di un centro abitato o di una grande città al fine di
progettare correttamente il sistema acquedottistico al suo servizio.
In pratica le richieste idriche dipendono dagli usi dell’acqua che noi facciamo in casa, nei
luoghi pubblici, scuole, ospedali, bar, ristoranti ecc. Ad esempio, ogni volta che tiriamo lo
sciacquone per riempire la vaschetta ci vogliono circa 10 litri, ovvero richiediamo al
sistema acquedottistico che ci “consegni” 10 litri d’acqua; per un bagno in vasca circa 250
litri mentre per una doccia circa 50 litri (vedi anche cap. 10).
Esercizio: misura la portata, in litri al minuto, che esce dal rubinetto del
lavandino del tuo bagno quando è completamente aperto (suggerimento:
prendi una bottiglia da un litro, conta i secondi necessari per riempirla e,
tramite una proporzione, calcola quanti litri escono al minuto). Registra
quindi per un’intera giornata quante volte e per quanto tempo apri i
rubinetti o la doccia o tiri lo sciacquone e calcola quanta acqua consumi
al giorno.
Operativamente, per quantificare le richieste idriche globali di una città si fa
riferimento alla dotazione idrica.
Definizione: la dotazione idrica rappresenta la richiesta idrica media
giornaliera per abitante (espressa in l/abitante/giorno) che tiene conto del
fabbisogno complessivo d’acqua per tutti gli usi (ovvero non solo dell’acqua
che noi usiamo direttamente nelle nostre case ma anche dell’acqua che
viene usata per altri scopi, ad esempio pubblici, come il lavaggio delle
strade, l’innaffiamento dei giardini pubblici, la pulizia dei nostri ambienti
di lavoro, e di cui noi indirettamente beneficiamo).
La dotazione idrica varia in funzione del
numero di abitanti del centro abitato ed è
tanto maggiore quanto più grande è il
centro abitato. Stimata la dotazione idrica,
moltiplicandola per il numero di abitanti si
può stimare la richiesta idrica complessiva (in litri/giorno) del centro abitato.
E’ bene però osservare che tale valore rappresenta un valore medio.
In realtà poiché le richieste
idriche dipendono da noi,
ovvero dalle nostre abitudini di
vita,
variano
nell’arco
dell’anno,
della
settimana
(distinguendo i giorni feriali dai
festivi, Figura 16) e del giorno.
Ad esempio le richieste idriche
Figura 16 – Andamento delle richieste idriche di una città di
circa 20000 abitanti nell’arco di una generica settimana. Si
osservi il diverso andamento dei giorni feriali rispetto alla
domenica (Fonte: Università degli Studi di Ferrara)
67 - Capitolo 7
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
tendono ad aumentare nel periodo estivo rispetto a quello invernale, o nell’arco del
giorno a essere maggiori la mattina e la sera.
Q (l/s)
0
2
4
6
8
10
12 ora 14
16
18
20
II tempo
Supplementari
Rigori
I tempo
Caso studio: il 9 luglio 2006
Le richieste idriche generalmente tendono ad essere maggiori la mattina e
la sera e più basse nelle altre ore della giornata. Il 9 luglio 2006 si
registrarono andamenti anomali dei consumi in molte città italiane, con
brusche variazioni delle richieste idriche verso sera (Figura 17). A cosa fu
dovuto? Per comprenderlo è sufficiente ricordare che le richieste idriche
dipendono in larga misura dal nostro stile di vita e che il 9 luglio 2006 alle
ore 20 iniziò la finale dei campionati del mondo di calcio a Berlino che
vedeva impegnata l’Italia contro la Francia. Guardando l’andamento reale
dei consumi di una grande città del nord Italia riportato in Figura 17 è
evidente come le richieste idriche aumentarono notevolmente subito prima
dell’inizio della partita, nell’intervallo tra il primo e il secondo tempo,
prima dei tempi supplementari, prima dei rigori e dopo la fine della partita,
quando molte persone ne approfittarono per andare in bagno o fare altre
attività,
mentre
le
9 luglio 2006
richieste
idriche
Inizio partita
“crollarono” durante la
partita, quando quasi
tutti erano davanti al
televisore.
22
Figura 17 – Andamento delle
richieste idriche in una
grande città del nord Italia il
9
luglio
2006
(Fonte:
Università degli Studi di
24 Ferrara)
Le componenti “fisiche” di un acquedotto
La prima delle principali componenti fisiche dei sistemi acquedottistici che
consideriamo sono le condotte. Esse svolgono il compito di trasportare l’acqua fino
alle nostre abitazioni e a tutti i punti di utilizzo. Anche se non le vediamo, sotto le
strade della nostra
città corrono chiloA
metri e chilometri di
condotte
idriche.
Questi
sistemi
di
condotte sono generalB
mente progettate e
realizzate in modo da
formare delle vere e Figura 18 – Schema di una rete di distribuzione idrica ed esempio di
condotte (Fonte: Università degli Studi di Ferrara)
68 - Capitolo 7
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Figura 19 – Schema di una pompa (1) che alimenta
un serbatoio pensile (2) il quale a sua volta fornisce
acqua ad un’utenza (3). http://it.wikipedia.org/
wiki/Serbatoio_idrico_a_torre
proprie reti: in questo modo l’acqua
per andare dal punto di alimentazione
A fino alla casa B (vedi Figura 18) può
seguire diversi percorsi e, anche
qualora si rompesse o si dovesse
chiudere una condotta posta lungo
uno di questi percorsi, si avrebbero
“strade” alternative, evitando così di
dover interrompere il servizio di
erogazione dell’acqua alla casa B.
Come osservato prece-dentemente,
dentro queste reti di condotte l’acqua è
in pressione. Questo fa si che l’acqua
possa arrivare e uscire dai rubinetti di
casa nostra anche quando questi non si
trovano al piano terra ma più in alto
(vedi Figura 19).
Che cos’è che consente di avere pressione dentro le condotte? Principalmente la
pressione può essere fornita in due modi.
Il primo è costituito dalle pompe idrauliche (vedi
Figura 20). Questi dispositivi consentono di
Condotta
aumentare la quantità di moto (data dal prodotto
della massa per la velocità) dell’acqua che le
Valvola
attraversa mediante opportune pale (che in taluni
casi possono esser fatte più o meno come le pale di
Pompa
un ventilatore); successivamente l’acqua, che ha
acquisito elevate velocità, passa attraverso un diffusore
trasformando l’elevata velocità in pressione.
Le pompe possono mandare l’acqua in pressione Figura 20 – Una pompa collegata
ad una condotta Fonte: Università
direttamente nelle condotte della rete oppure degli Studi di Ferrara)
alimentare le vasche di serbatoi poste in alto rispetto
al centro abitato, come mostrato nella Figura 19. Quest’ultimo costituisce quindi il
secondo modo per avere pressione dentro le condotte, così come visto
schematicamente anche nella precedente Figura 15.
I serbatoi possono svolgere inoltre un’altra importante funzione, ovvero quella di
compenso. Infatti il volume d’acqua trattato negli impianti di potabilizzazione è
generalmente costante nel tempo, invece come visto precedentemente, le richieste
idriche possono variare significativamente nel tempo. In pratica vi possono essere dei
momenti, ad esempio in alcune ore della giornata, alla mattina o alla sera, in cui le
richieste idriche sono maggiori della portata fornita dall’impianto di potabilizzazione,
ed altre in cui sono inferiori. Il serbatoio svolge quindi in questi casi un’operazione di
compenso, riempiendosi quando la portata in arrivo dall’impianto di potabilizzazione
è maggiore della richiesta idrica e svuotandosi quando è minore.
69 - Capitolo 7
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Infine l’ultima componente principale di un
sistema acquedottistico che consideriamo sono le
valvole. Esse sono dei dispositivi posti
generalmente all’inizio e/o alla fine delle
condotte che possono consentire, creando una
sorta di “strozzatura”, di ridurre la portata o
chiudere completamente la condotta (come
quando, innaffiando il giardino, si piega il tubo
dell’acqua fino a non farne più uscire). Sono
molto importanti per la gestione del sistema
acquedottistico. Ad esempio se si rompe una
condotta e bisogna sostituirla, chiudendo le Figura 21 – Chiusino per accedere ad
una valvola della rete acquedottistica
valvole poste alle sue estremità è possibile (fonte: dalla rete)
“isolare idraulicamente” la condotta dal resto
della rete, ovvero non farvi arrivare più acqua, consentendo così l’intervento degli
operai. Esempi di valvole si possono vedere sia in Figura 18, all’inizio delle due
condotte che da quella centrale si diramano verso sinistra e destra, sia in Figura 20.
Passeggiando per strada avrete notato per terra chiusini tipo quello raffigurato in
Figura 21: essi, nella maggior parte, dei casi servono proprio per accedere e
azionare/chiudere le valvole.
Riferimenti
Mays, Larry W., (2002) Urban Water Supply handbook, McGraw-Hill.
Milano, Valerio, (1996) Acquedotti, Hoepli.
Collivignarelli C., Bertanza G., (2012) Ingegneria Sanitaria e Ambientale,
CittàStudi edizioni DeAgostini, Novara.
AWWA, (1999) Water Quality and Treatment Handbook – A Handbook of
Community Water Supplies, McGraw-Hill, New York.
Web links
http://it.wikipedia.org/wiki/Serbatoio_idrico_a_torre
http://www.ridracoli.it/
http://www.gruppohera.it/gruppo/attivita_servizi/business_acqua/
impianti/-schede_principali_impianti/pagina10.html
70
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
CAPITOLO 8 – Fognature e trattamento dei reflui
Punti chiave:
 Come è fatto e come funziona un sistema fognario?
 Quali trattamenti subisce l’acqua reflua prima di essere restituita
all’ambiente?
 Quale riuso di acque reflue può essere sostenibile?
L’acqua che noi utilizziamo nelle nostre case per diversi scopi, in bagno, in cucina,
per lavare i panni, ecc. e, più in generale, in tutti gli edifici pubblici e industriali,
nonché l’acqua che cade sulle strade e sui tetti degli edifici quando piove deve essere
raccolta e allontanata dalle città. Questo compito è assolto dalle fognature.
Definizione: Per fognatura (o sistema di drenaggio urbano) si intende il
complesso di opere e collettori, generalmente sotterranei, che raccolgono
e smaltiscono lontano da insediamenti civili e/o produttivi le acque
superficiali (piogge) e quelle reflue provenienti dalle attività umane.
Come implicito nella definizione sopra
data, le acque che vengono convogliate in
fognatura sono di due tipologie: le acque
nere, costituite dai reflui civili e/o
industriali, e le acque bianche, ovvero le
acque meteoriche. Le prime sono
caratterizzate da bassi valori di portata ma
da caratteristiche qualitative nocive per
l’ambiente, mentre le seconde si formano
in corrispondenza di eventi di pioggia, ma
possono dar luogo a elevate portate.
Appoggiandosi alla distinzione tra acque Figura 1 - Realizzazione di una fognatura
http://www.edilcasa.biz/Pagine_Glossario/
nere e acque bianche, i sistemi di fognature.htm
drenaggio urbano possono essere suddivisi
in due tipologie: i sistemi unitari e i sistemi separati. Nei sistemi unitari (anche detti
sistemi misti) si raccolgono nelle medesime canalizzazioni sia le acque reflue (nere)
che quelle meteoriche (bianche), mentre nei sistemi separati si hanno due reti
distinte: quella “nera” che raccoglie le acque reflue e quella “bianca” che raccoglie
le acque meteoriche.
Le componenti di una fognatura
Le principali componenti di una fognatura sono le opere di raccolta delle acque
meteoriche (caditoie e pluviali) e reflue (scarichi privati), le reti di collettori stradali
71
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
e le opere particolari
a
b
realizzate per garantire un
corretto
funzionamento
del sistema (sfioratori,
vasche di prima pioggia e
vasche volano).
Le caditoie raccolgono
l’acqua
caduta
sulla
Figura 2 - Caditoie a) a salto di fondo e b) a bocca di lupo http://
superficie stradale, nei
vitaasandiego.blogspot.it/2011/01/602-le-opere-idrauliche-lungoparcheggi, ecc. e possono le-strade.html
essere di due tipi: a salto
di fondo (Figura 2a) o a bocca di lupo (Figura 2b). Esistono anche caditoie miste in cui
si ha sia il salto di fondo sia la bocca di lupo.
In ogni caso l’acqua intercettata dalla
caditoia finisce in un pozzetto collegato con
la rete fognaria.
Le grondaie e i pluviali servono invece a
raccogliere le acque piovane dalle coperture
degli edifici e anche in questo caso l’acqua
finisce in un pozzetto a terra collegato con
la rete fognaria.
Per quanto riguarda le acque reflue in arrivo
dagli edifici, particolare cura deve essere
riservata
alla
realizzazione
degli
allacciamenti degli scarichi dei sanitari,
lavandini, WC, ecc. garantendo una
accurata aerazione della colonna
(tubazione) a cui sono allacciati gli
scarichi e l’utilizzo di sifoni per
evitare che i cattivi odori possano
“risalire” dalla fognatura fino in
Figura 3- Schema di una colonna di scarico con ventilacasa.
zione diretta e particolare di un sifone.
Le reti di collettori stradali
http://www.unifi.it/offertaformativa/allegati
assolvono alla vera e propria
funzione di allontanamento delle acque dal centro abitato. In generale, funzionano a
gravità, sfruttando la pendenza delle condotte; in tratti particolari, in funzione
dell'altimetria dell'abitato da servire, il loro funzionamento può essere in pressione,
avvalendosi in questo caso dell’utilizzo di pompe.
Le condotte possono avere sezioni diverse, ad esempio circolare (Figura 4), ovoidale
(Figura 5) o circolare o ovoidale con cunetta (Figura 6), in funzione del tipo di rete
considerata, mista, bianca o nera. Le condotte circolari sono infatti generalmente
usate per fognature nere o miste di piccolo diametro o, nel caso di sole fognature
72 - Capitolo 8
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Figura 4 - Condotte fognarie a sezione circolare http://www.aessedemaniomarittimo.it/?p=336
Figura 5 - Condotta fognaria a sezione ovoidale. Fognatura di Roma http://www.federica.unina.it/
ingegneria/infrastrutture-idrauliche/sistemi-drenaggio-urbano/2/
Figura 6 - Condotta fognaria a sezione ovoidale con cunetta. Fognatura di Parigi http://
www.federica.unina.it/ingegneria/infrastrutture-idrauliche/sistemi-drenaggio-urbano/2/
bianche, anche per grandi diametri. Le sezioni ovoidale e circolare o ovoidale con
cunetta sono invece utilizzate per grandi collettori di fognatura mista. Infatti, grazie
alla forma stessa delle sezioni, quando non piove, le acque reflue scorrono nella parte
più stretta dell’ovoidale o nella cunetta, mentre durante le piogge, aumentando
molto le portate, anche la parte più larga della sezione è interessata dal deflusso.
Lungo la rete dei collettori sono disposti i
pozzetti di ispezione. Come dice la parola
stessa, sono dei manufatti inseriti nella rete per
rendere possibile l’accesso ad essa per ispezione
e manutenzione. Sono posti lungo la rete a
distanze di circa 50 m l’uno dall’altro, o in
corrispondenza di punti particolari, quali le
confluenze di più condotte. Questi pozzetti
devono avere dimensioni tali da consentire
l'accesso agevole al personale addetto alle
operazioni di manutenzione e controllo, così
come mostrato in Figura 7.
Gli sfioratori sono manufatti costruiti solo nelle
fognature di tipo misto. Come osservato
precedentemente, infatti, nelle fognature di tipo
misto defluiscono sia le acque reflue, sia le acque
meteoriche. Pertanto, quando non piove, in una
fognatura mista si hanno solo acque reflue,
cariche di sostanze inquinanti e che per questo
non possono essere scaricate direttamente
nell’ambiente ma devono essere inviate al
depuratore. In occasione degli eventi di pioggia Figura 7- Pozzetto di ispezione in corrispondenza della confluenza di due
nelle condotte fognarie miste entrano anche condotte fognarie e chiusino di acceselevati volumi di acqua piovana. Portare al so. http://it.wikipedia.org/wiki/
depuratore tutta questa acqua comporterebbe Fognatura
73 - Capitolo 8
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
problemi di funzionamento al depuratore stesso; inoltre le acque piovane hanno
tipicamente caratteristiche qualitative migliori delle acque reflue e tali da
consentirne lo scarico direttamente nei canali o nei fiumi. Per questo motivo, nelle
reti fognarie miste si dispongono gli sfioratori, come quello mostrato in Figura 8. Esso
è costituito da una soglia avente una opportuna altezza in modo tale che quando non
piove la acque reflue transitano indisturbate al di sotto della soglia da A verso B e
vengono convogliate all'impianto di depurazione, mentre in caso di piogge la portata
defluente nella condotta aumenta notevolmente e le acque miste, sufficientemente
diluite, superano la soglia e vengono scaricate direttamente in un vicino canale o
C
A
C
B
B
Figura 8 - Schema di uno sfioratore (fonte dalla rete)
da A
fiume attraverso il collettore C.
Le vasche di prima pioggia, al servizio
delle reti separate, e in particolare delle
reti bianche, sono costituite da una vasca
al depuratore
di opportune dimensioni che consente di
immagazzinare, e inviare successivamente
al depuratore, le portate fluenti nella
fogna bianca nella fase iniziale di un
evento meteorico. Infatti la prima pioggia
che cade, esegue un lavaggio delle strade
accumulando un notevole carico inquinante
derivante da tutto ciò che può depositarsi Figura 9 - Vasca di prima pioggia
sulla sede stradale (rifiuti, polveri di gas di http://www.edilimpianti.rn.it
scarico, residui derivanti dall’usura dei
pneumatici, oli e grassi ecc.) e per questo non dovrebbe essere scaricata
direttamente nell’ambiente (canali, fiumi o laghi) ma deve essere temporaneamente
immagazzinata nelle vasche di prima pioggia e successivamente inviata al processo di
depurazione, al pari delle acque reflue.
Infine le vasche di laminazione sono vasche tipo quelle mostrate in figura 10 che
servono ad immagazzinare grandi volumi d’acqua durante gli eventi di pioggia per
evitare di scaricare direttamente nei corpi idrici ricettori (canali, fiumi, ecc.) portate
74 - Capitolo 8
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
molto grandi che
potrebbero causare
problemi agli stessi
corpi idrici ricettori.
In pratica, se Q è la
portata
in
arrivo
Figura 10 - Vasche di laminazione (fonte: dalla rete)
dalla rete fognaria, e
q la portata massima che può essere rilasciata nel corpo idrico ricettore, quando Q è
maggiore di q le vasche di laminazione immagazzinano tutta la differenza tra Q e q,
per poi rilasciarla successivamente, quando le portate Q in arrivo dalla rete fognaria
diminuiscono, ad esempio quando finisce di piovere.
Ma è proprio necessario canalizzare tutta l’acqua piovana?
L’acqua piovana è assai preziosa (vedi cap. 3): essa rigenera
la terra continuamente. Il nostro tipo di urbanizzazione, con
l’imper-meabilizzazione
dei
suoli, ne sottrae una buona parte al terreno, caricando le fognature. In questa situazione
infatti, l’acqua piovana non ha
tempo né possibilità di permeare il terreno.
L’impermeabilizzazione dei suoli è fortemente connessa al gra- Figura 11 - Effetti della impermeabilizzazione e bedo di cementificazione derivan- nefici derivanti dall’utilizzo di pavimentazioni drete dall’urbanizzazione: Trieste nanti http://www.senini.it/
area_tecnica_pavimenti_drenanti.php
con il 28% è la quinta provincia
italiana più cementata, seguono
a poca distanza Padova e Treviso con il
23% ed il 19% rispettivamente (Fonte
ISATAT, Sette, n. 23, p.37, Corriere della sera 17.8.2012).
Molte superfici, come i parcheggi, possono essere facilmente resi permeabili
attraverso l’installazione di griglie come
quelle
mostrate
in
Figura
11
(pavimentazione filtrante) che consentono alle acque di disperdersi nel terreno e
rievaporare.
75 - Capitolo 8
Figura 12 - Tecniche per catturare l'acqua piovana http://www.unep.or.jp/
Ietc/Publications/TechPublications/
TechPub-15/2-6/6-3.asp
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Esistono anche asfalti permeabili all’acqua, che consentono di operare una più
efficiente ricarica delle falde. Ciò aumenta anche la superficie evaporante con
un effetto positivo, specie nei periodi estivi più torridi.
L’acqua piovana può essere meglio impiegata, recuperandola dai tetti attraverso serbatoi (figura 12) ed usata per innaffiare giardini o per un uso non potabile (es. lo sciacquone).
Casi di studio sul recupero di acqua piovana
Nei secoli precedenti
l’acqua piovana veniva
considerata una riserva
preziosa ai fini potabili.
Lo dimostra per esempio
B
l’architettura
della
Fortezza
militare
di
Grata nella Piazza d’Armi
Civitella
del
Tronto
(Figura. 13A), in provincia
C
di Teramo, realizzata a
partire dall’XI secolo.
D
A
Sotto la dominazione
Figura 13 - Fortezza di Civitella del Tronto: A) foto aerea, B) Piazza spagnola nel corso del
d’Armi a forma di imbuto per la raccolta di acqua, C) accesso alla
1500, ha subito modifiche
cisterna di accumulo; D) Pozzo per il prelievo di acqua nella Fortez- strutturali
ancor
oggi
za (Foto Paola Verlicchi).
conservate. Gli spagnoli,
sensibili alle problematiche dell’approvvigionamento idrico, per garantire la
disponibilità di acqua durante i periodi di assedio, costruirono piazze con forma “ad
imbuto” (v. la Piazza D’Armi di Fig. 13B) in grado di raccogliere l’acqua piovana
attraverso delle aperture sulla pavimentazione, oggi protette da grate in ferro.
L’acqua passava poi in un primo locale sottostante contenente uno strato di ghiaia e
uno di carbone in granuli che aveva il compito di trattenere solidi sospesi e altre
impurità dalle acque che avevano lavato la superficie delle piazze della Fortezza.
L’acqua così purificata scendeva poi attraverso alcune aperture realizzate sul fondo
di questo locale e veniva raccolta e accumulata in un secondo vano: la cisterna
d’acqua. Dalla superficie, attraverso aperture a grata (Figura 13 C) o pozzi (Figura 13
D) i soldati potevano rifornirsi di acqua al bisogno.
Piazza d’Armi
Potsdamer Platz Berlino - Merita di essere citato anche il progetto di
riqualificazione, recupero e riuso dell’acqua piovana nella Potsdamer Platz (diversi
ettari di superficie impermeabilizzata) nel centro di Berlino. In questo caso è stato
realizzato un sistema di canali e laghetti (Figura 14 A) in grado di convogliare e
raccogliere più di 4000 m3 di acqua. Questi alimentano dei letti di fitodepurazione
(Figure 14 C e D) cioè degli strati di circa 50-60 cm di materiale filtrante (ghiaietto e
76 - Capitolo 8
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
pietrisco) piantumati che riescono a trattenere e degradare le impurità e le sostanze
organiche trasportate dalle acque di pioggia durante il dilavamento delle superficie
impermeabilizzate, secondo processi biochimici che verranno descritti nel paragrafo
seguente. I letti di fitodepurazione sono dei sistemi biologici a massa adesa (cap. 6).
L’acqua che esce da questi letti è accumulata in bacini aperti (laghetti) o in serbatoi
sotterranei (cisterne). Parte di questa viene riutilizzata per alimentare le fontane
pubbliche e per lo scarico dei WC di alberghi e ristoranti della zona.
A
B
C
D
Figura 14 – A) Sistema di raccolta (A), trattamento (B, C) e accumulo delle acque di pioggia a
Potsdamer Platz a Berlino (Foto Fabio Masi). Schema di funzionamento del letto di fitodepurazione (D)
(http://iridra.com)
Il trattamento delle acque reflue
Le acque reflue (domestiche o industriali) contengono sostanze inquinanti diverse per
le caratteristiche fisiche (possono essere disciolte, sospese o colloidali, v. Figura 7 nel
cap. 7), chimiche e biologiche. Anche le loro concentrazioni possono variare in un
ampio intervallo dal g/L al g/L.
Impianto di
trattamento
Effluente trattato
Scarico in corpo idrico (A) o Riuso (irriguo B, industriale C, civile D)
Refluo grezzo
B
A
C
D
Fango trattato
Smaltimento (C, i.e.discarica ) o Recupero (i.e. agricoltura F, laterizi G, asfalti H)
E
F
G
H
Figura 15 – Schema di flussi in ingresso e uscita da un impianto di trattamento, smaltimento e recupero dei flussi in uscita (effluente e fango) (fonte: dalla rete)
La legge stabilisce dei limiti per le concentrazioni dei principali inquinanti, sia nel
caso di scarico idrico in un corpo superficiale, sia nel caso di riuso. Le acque reflue
prodotte da utenze domestiche o attività industriali chiamate anche “grezze” o
77 - Capitolo 8
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
“fresche”(cioè non trattate) non li rispettano: hanno concentrazione decisamente
maggiori. Si rendono necessari dei trattamenti per poter rimuovere gli inquinanti in
modo che l’effluente trattato rispetti i valori consentiti dalla legge. I principali
inquinanti sono quelli della prima colonna di Tab. 1.
Tab. 1 – Principali inquinanti: concentrazioni nei reflui e corrispondenti limiti per lo scarico in corpo
idrico e il riuso (Fonte:
D.Lgs 152/2006; DM 185/2003; elaborazione dati: Università di
Ferrara)
La seconda e la terza colonna riportano i corrispondenti limiti fissati dalla legge in
Italia,in caso di scarico in corpo idrico superficiale (Decreto legislativo 152/2006) o di
riuso (Decreto ministeriale 185/2003). Le colonne successive mostrano gli intervalli di
concentrazioni tipici per un refluo urbano e proveniente da altre attività: distilleria,
industria della gomma, lavanderia industriale, dilavamento di superficie
impermeabilizzate (piazzali, zone aereo-portuali). Oltre a questi, ci sono molti altri
inquinanti (metalli pesanti, oli e grassi, pesticidi, idrocarburi…) caratteristici di
attività industriali, zootecniche o agricole. Per molti di questi le normative vigenti
fissano dei limiti per lo scarico o il riuso che qui non vengono riportati.
Definizione: Il BOD (Biochemical Oxygen Demand) è la quantità di ossigeno
richiesta dai microrganismi aerobici per degradare e assimilare le sostanze
organiche contenute nei liquami che costituiscono il loro cibo.
Convenzionalmente si fa riferimento al BOD5 ossia al BOD dopo 5 giorni, che
rappresenta il 68 % del BOD totale.
Il COD (Chemical Oxygen Demand) è la richiesta di ossigeno per ossidare
chimicamente seguendo particolare procedure normalizzate, le sostanze
ossidabili in un liquame, anche quelle non degradabili dai microrganismi. Per
questo il COD è (solitamente) maggiore del BOD. BOD e COD sono due misure
indirette della quantità di sostanza organica presente in un’acqua reflua.
L’impianto di trattamento va considerato come un sistema multi-barriera cioè un
insieme di stadi in cui con meccanismi diversi (fisici, chimici, biologici) le acque
reflue vengono ripulite dalle diverse tipologie di inquinante fino a che la corrente
78 - Capitolo 8
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
finale rispetta i limiti per lo scarico o il riuso. I principali inquinanti da rimuovere
sono materiale grossolano, sostanza organica, solidi sospesi e microrganismi
(Escherichia coli). Gli impianti si differenziano per tipologia di reflui da trattare,
portata, complessità dei trattamenti adottati (semplici trattamenti naturali come i
letti di fitodepurazione o più sofisticati sistemi impiantistici che richiedono il
dosaggio di reagenti, per controllare reazioni chimiche e biochimiche…) destino
dell’effluente (scarico o riuso). Ci possono poi essere impianti stagionali, al servizio di
località di villeggiatura e impianti che funzionano tutto l’anno.
Caso di studio: l’impianto di depurazione della città di Ferrara
Il depuratore municipale di Ferrara tratta le acque reflue della città e di
alcuni paesi limitrofi, (circa 138000 persone, in media 27000 m 3/d).
Attraverso una tubazione anche i reflui del polo industriale (circa 20000
m3/d) sono convogliati allo stesso impianto, ma qui vengono trattati in una
linea separata. La Figura 16 mostra la sequenza dei trattamenti per i soli
reflui urbani.
Dapprima i trattamenti preliminari di grigliatura (grossolana e poi fine),
per rimuovere con griglie a barre verticali, materiale grossolano di ogni
genere (solidi, legni, stracci, contenitori di plastica, carta, frammenti di
piante…) e di dissabbiatura, per trattenere, per effetto della gravità, le
particelle solide quali polvere di strada, detriti di laterizi e di carbone,
ceneri. Sono necessari perché i materiali grossolani e le sabbie potrebbero
ostruire, danneggiare parti in movimento, o disturbare i processi successivi.
Segue il trattamento biologico con la funzione di rimuovere la sostanza
organica (BOD, COD e composti dell’azoto e del fosforo) attraverso l’azione
metabolica di microrganismi per i quali tale sostanza costituisce il cibo per
la crescita e la riproduzione. Proprio per sottolineare l’attitudine della
massa di microrganismi sospesi (la biomassa) nella matrice acquosa a
trattenere e degradare gli inquinanti, il sistema è chiamato a biomassa
attiva o più comunemente a “fanghi attivi”. Il termine “fango” sta ad
indicare la matrice acquosa con i microrganismi (solidi) sospesi in essa che
tendono ad unirsi in forme a fiocco o a filamento.
Il trattamento a fanghi attivi è molto comune negli impianti di depurazione dei reflui
urbani e industriali. Nelle vasche, chiamate reattori biologici, dei microrganismi
vivono “sospesi” nel liquame da trattare (Figura 17) che contiene sostanze organiche
per noi inquinanti e per loro fonte di nutrimento e energia. I microrganismi
incontrandole possono assimilarle direttamente (se le dimensioni - piccole permettono il passaggio direttamente attraverso la membrana cellulare e vengono poi
degradate all’interno della cellula) o adsorbirle, o, ancora, possono prima adsorbirle,
degradarle e poi assimilarle (le particelle più grandi si avvicinano alla membrana,
subiscono reazioni ad opera di enzimi prodotti dalla cellula e quindi passano
79 - Capitolo 8
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Reflui urbani
Caratteristiche
Grigliatura
grossolana
Stadi: 2, griglia grossolana e fine
Meccanismi di rimozione: fisico (intercettazione fra le
barre del materiale sospeso)
Inquinanti rimossi: materiale grossolano di varia
natura
fine
Dissabbiatura
Stadi: 1, dissabbiatore
Meccanismi di rimozione: fisico
(sedimentazione delle particelle)
Inquinanti rimossi: sabbie e altre particelle di
caratteristiche simili
Stadi: 2, reattore biologico aerato, reattore biologico
non aerato
Meccanismi di rimozione: chimico (reazioni di
ossidazione ), fisico (agglomerazione di fiocchi di
fango) e biologico (i microrganismi degradano le
sostanze organiche per il loro metabolismo)
Inquinanti rimossi: sostanze organiche disciolte
e colloidale, trasformazione di altre sostanze
Trattamento biologico
aerazione
no aerazione
Stadi: sedimentatore secondario (2 vasche)
Meccanismi di rimozione: fisico (sedimentazione dei
fiocchi di fango)
Inquinanti rimossi: solidi sospesi
Sedimentazione
secondaria
Clorazione
Allo scarico in corpo idrico
Stadi: 1, vasca di clorazione
Meccanismi di rimozione: chimico
(reazione fra il disinfettante e i
microrganismi)
Inquinanti rimossi: microrganismi
Al trattamento
acqua
fango
Figura 16 - Sequenza di trattamento per i reflui di Ferrara e descrizione del trattamento (fonte dalla rete)
prodotti di rifiuto:
CO 2, H2O, NH3, CH4…
membrana
cellulare
enzima
particella
libera
A
batterio
sostanza organica solubile
direttamente assimilabile
B
particella
adsorbita
Fase liquida (= liquame da trattare)
Figura 17 – Microrganismi in un impianto biologico (A) e schema
semplificato di degradazione biologica (B) (fonte: dalla rete)
Sostanza
organica
A
O2
Microrganismi
aerobi
Nuovi microrganismi
CO2, H2O
Sostanza
organica
B
attraverso la membrana
e internamente vengono
ulteriormente
degradate).
A
seconda
delle
condizioni operative nel
reattore biologico (in
particolare presenza o
assenza di ossigeno) si
riescono a sviluppare
diversi
tipi
di
microrganismi (aerobici,
anaerobici, facoltativi)
che danno luogo a
reazioni di degradazione
diverse e quindi a
diversi prodotti finali
(Figura 18). Questi stessi
processi
avvengono
anche nei sistemi a
massa
adesa
al
materiale di supporto
come
nei
letti
di
fitodepurazione o nei
filtri percolatori (cap.
6).
Perché
i
processi
biologici
funzionino
bene, bisogna favorire le
condizioni ottimali per
lo sviluppo dei batteri.
Per
esempio
nel
comparto di aerazione si
insuffla aria in modo da
fornire
l’ossigeno
necessario per le reazioni
Microrganismi
anaerobi
Nuovi microrganismi
CH4, CO2 , NH3
Figura 18 – Schema semplificato dei processi biologici aerobici (A) e anaerobici (B) (fonte: dalla
rete)
80 - Capitolo 8
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
di ossidazione delle sostanze organiche e azotate; nel comparto non aerato dove si
sviluppano batteri diversi, a volte si aggiunge una fonte di carbonio esterna (melassa,
metanolo) perché quello rimasto nelle acque da trattare potrebbe non essere
sufficiente. Allo stesso tempo bisogna evitare che ai reattori biologici arrivino
sostanze nocive per i microrganismi che presiedono alla depurazione: sostanze che
potrebbero avvelenare i batteri, e quindi rallentare i processi o non farli avvenire.
Bisogna per esempio monitorare la presenza di metalli pesanti, di alcune sostanze
inorganiche, ecc. e nel caso siano presenti, devono essere previsti trattamenti a
monte del comparto biologico in grado di rimuoverli. Per esempio i reflui prodotti nel
complesso petrolchimico di Porto Marghera (Venezia) vengono avviati ad un impianto
che prevede un impianto a fanghi attivi. Per proteggere l’attività dei microrganismi, a
monte sono presenti uno stadio di accumulo/omogeneizzazione, che mantiene
costanti sia la portata sia la concentrazione degli inquinanti nella corrente di acqua
da trattare, e uno stadio chimico dove grazie all’azione di reagenti chimici si riescono
a far reagire le sostanze tossiche e a farle precipitare sotto forma di fanghi chimici
(Figura 19).
Trattamento biologico
Acque
industriali
Reagenti chimici
Omogeneizzazione
Barriera per il trattamento biologico
Altri trattamenti
Trattamento
chimico
Fanghi
chimici
Fanghi biologici
Figura 19 – Trattamenti a monte dello stadio biologico al depuratore del Polo petrolchimico di
Porto Marghera (VE) (fonte: dalla rete)
Facendo riferimento alla Figura 16, l’ultimo trattamento prima dello scarico in corpo
idrico superficiale è la disinfezione (clorazione) per abbattere i microrganismi ancora
presenti nel liquame fino al di sotto del limite fissato dalla normativa (5000 UFC/100 mL).
Se invece l’effluente trattato deve essere riusato per scopi agricoli (irrigazione),
industriali (acque di processo o di raffreddamento) o civili (per esempio spazzamento
stradale) allora è necessario effettuare prima della disinfezione anche altri
trattamenti. Gli inquinanti che solitamente non rispettano i limiti per il riuso (Tab. 1
colonna 3) sono solidi sospesi ed E. coli. Un trattamento di filtrazione su sabbia e una
disinfezione potrebbero essere sufficienti. Ma non è detto: la sequenza potrebbe
essere più articolata a seconda dell’origine delle acque, come riportato in Figura 20
che si riferisce all’impianto di Prato Baciacavallo che tratta i reflui urbani della città
di Prato e quelli industriali del polo tessile per una portata pari a 1 milione di abitanti
equivalenti. A valle del biologico, i reflui che ancora contengono residui della
lavorazione tessile (coloranti, detergenti e tensioattivi) e microrganismi, vengono
“affinati” mediante trattamenti chimici, ozonazione, filtrazione su sabbia e su
carbone attivo e infine clorazione. L’effluente finale viene riusato dalle industrie
81 - Capitolo 8
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
tessili stesse di Prato. Nel caso queste avessero bisogno di un’acqua ancora più pulita,
prima delle lavorazioni industriali, viene sottoposta ad altri trattamenti (di solito
filtrazioni attraverso membrane di nano filtrazione o osmosi inversa).
Reflui Industria
(tessile)
Reflui urbani
Trattam
preliminari
Tratt
chimico
Sedimen
primaria
Tratt
biologico
Sedimen
secondaria
Tratt
chimico
Ozonazione
Clorazione
Filtraz su
carbone attivo
Filtraz su
sabbia
Al riuso industriale
Figura 20 – Sequenza di trattamenti presso l’impianto di Prato Baciacavallo che tratta i reflui urbani e
industriali (fonte: dalla rete)
Riferimenti
Da Deppo, Luigi, Datei, Claudio (2005) Fognature, Libreria Cortina.
Conte, Giulio (2008) Nuvole e sciaquoni, Edizioni Ambiente, Milano
Masotti, Luigi, Verlicchi, Paola (2005) Depurazione delle acque per piccole
comunità, Hoepli, Milano.
Web links
http://it.wikipedia.org/wiki/Fognatura
http://www.diam.unige.it/primapioggia06/ARCHIVIOPRESENTAZIONI.php
http://www.fortezzacivitella.it/
http://www.iridra.com
82
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
CAPITOLO 9 – L’acqua virtuale e le impronte
Punti chiave:
 Cosa si intende per “acqua virtuale”?
 L’impronta d’acqua come strumento per una maggior consapevolezza
nell’uso dell’acqua.
L’acqua virtuale
Il nostro consumo di acqua non si limita a quella utilizzata in cucina o per fare la
doccia: una quantità considerevole d’acqua è contenuta anche nella produzione e nel
commercio di alimenti e beni di consumo. Ad esempio, considerando la quantità
d’acqua necessaria per la coltivazione, la lavorazione e il trasporto del caffè, si
scopre che per una sola tazzina vengono consumati ben 140 litri d’acqua. Per ogni
foglio di carta A4 (proprio come quelli che compongono questo manuale: ecco perché
è meglio non stamparlo), si consumano ben 10 litri d’acqua.
Quest’acqua, detta anche “acqua nascosta”, è conosciuta con il termine di “acqua
virtuale”, concetto che si deve al Professor John Anthony Allan, che ha introdotto e
sviluppato quest’idea, per la quale ha ricevuto lo Stockholm Water Prize 2008.
Il volume di acqua virtuale contenuto in un bene o in un servizio può variare da
regione a regione, in base alle diverse condizioni climatiche e alle diverse tecniche
agricole. Nelle zone aride e semi-aride, ad esempio, conoscere il volume di acqua
virtuale contenuto in un determinato bene, diventa importante per un utilizzo più
efficiente e consapevole della poca acqua disponibile.
Definizione: acqua virtuale è il volume di acqua dolce utilizzata per
produrre un bene o un servizio, misurata nel luogo in cui il bene è stato
effettivamente prodotto.
Il concetto di acqua virtuale è quindi fondamentale per sviluppare una maggior
consapevolezza rispetto al valore dei prodotti e dei servizi. Si osservi ad esempio il
volume di acqua virtuale contenuta in questi alimenti, largamente diffusi nella dieta
occidentale:
1 kg di manzo = 15.500 litri d’acqua
1 hamburger (150 g) = 2400 litri d’acqua
Figure 1, 2 – tratte dalla “presentazione generale” su www.waterfootprint.org
83
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
L’impronta d’acqua
Il concetto di acqua virtuale è stato tradotto in numeri dal prof. Arjen Y. Hoekstra,
che ha messo a punto modelli in grado di calcolare l’acqua virtuale di un prodotto, di
un singolo individuo o addirittura di una nazione: si tratta della “water footprint”, o
“impronta d’acqua”.
E’ stato anche realizzato un portale dell’UNESCO dedicato all’impronta d’acqua:
Institute for Water Education: http://www.unesco-ihe.org/
Definizione: L’impronta d’acqua è il volume totale di acqua dolce usata
per produrre un bene: non solo ci informa del consumo idrico totale, ma
specifica anche come e in quali passi della filiera produttiva è stata
impiegata l’acqua.
N.B. Il metodo di calcolo ha un carattere statistico e si basa su dati non
definitivi, con valori medi, e pertanto l’impronta d’acqua ha un valore di
tipo indicativo.
L’impronta d’acqua calcola il consumo idrico di acqua dolce sommando tre diverse
componenti:
 Green Water (“acqua verde”): l’acqua
imbibita in campi, coltivazioni e foreste,
proveniente in massima parte dalle
precipitazioni. Si considera la quota
parte evaporata.
 Blue Water (“acqua blu”): si tratta delle
acque superficiali e sotterranee (laghi,
fiumi, falde acquifere). Il volume
calcolato si riferisce all’acqua usata per
irrigare. Si considera la quota parte
evaporata.
 Grey Water (“acqua grigia”): indica
l’inquinamento dell’acqua dolce
derivante dalla produzione di un
prodotto. Si considera il volume d’acqua
inquinata portata a diluizione così da
rispettare i limiti di legge.
Figure 3,4,5 – tratte dalla “presentazione
generale” su www.waterfootprint.org
84 - Capitolo 9
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
L’impronta d’acqua dei prodotti industriali
L’ammontare dell’acqua che
viene impiegata nella produzione
industriale varia enormemente a
seconda del tipo prodotto. Si
pensi ad esempio che per
produrre 1 kg di acciaio sono
necessari 95 litri d’acqua, ma per
produrre 1 kg di carta l’acqua
indispensabile è più di tre volte
tanto: ben 324 litri.
E’ interessante considerare
l’impronta d’acqua di oggetti
largamente diffusi (come alcuni
capi d’abbigliamento). Ad
esempio, una maglietta di cotone
Tab. 1 – fonte: Università degli Studi di Ferrara
richiede ben 2700 litri d’acqua. In
questo volume complessivo, si può distinguere tra: un 41% di acqua piovana che
evapora dal campo coltivato durante il periodo di crescita della pianta (acqua verde);
un 45% di acqua d’irrigazione che viene consumata dalla pianta del cotone (acqua blu)
e un 14% di acqua che è necessaria per diluire l’acqua di scarico, derivante dall’uso di
concimi in agricoltura e sostanze chimiche nell’industria tessile (acqua grigia). Per la
produzione annuale di cotone vengono
consumati ben 210 km3 d’acqua (pari a
più del doppio della portata annua del
Nilo e circa uguale all’intera portata
annua dell’Indo) e si inquinano 50 km3
d’acqua (come l’intera portata del
fiume Po): corrispondono al 3,5% del
consumo globale di acqua per le
colture. I maggiori produttori mondiali
di cotone sono: Cina, Stati Uniti
d'America, Paki st an, Brasile e
Uzbekistan, dove, proprio a causa della
Figura 6 – tratta dalla “presentazione generale” su
coltivazione del cotone, si è disseccato
www.waterfootprint.org
il lago d’Aral (vedi cap. 1).
Caso studio: l’impronta d’acqua della pizza margherita
La pizza margherita è uno dei prodotti tipici italiani più amati, ma quanto ci
costa in termini di acqua virtuale?
I dati ci dicono che una margherita (di circa 725 g), fatta con farina di grano
tenero, mozzarella e pomodoro, ci costa ben 1216 litri di acqua. È
necessario esserne consapevoli: non per smettere di mangiare questa delizia
85 - Capitolo 9
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
tipica italiana, ma per diventare più responsabili e
difensori delle nostre scelte, cercando di orientarle
verso la sostenibilità, cioè una condizione ambientale
che garantisca la fruibilità di questo prodotto anche nel
futuro.
Come e dove viene identificata l’acqua virtuale
nascosta in una margherita? Anzitutto, l’impasto della
pizza è fatto con poca acqua (che evapora quasi tutta
in cottura) e farina di grano tenero, la quale ha
un’impronta d’acqua di 961 m3
per tonnellata.
L’impatto maggiore si deve alla produzione della
passata di pomodoro e all’allevamento delle bufale per
la mozzarella. La produzione dei pomodori ha luogo in
molte regioni. In Emilia Romagna dove si coltiva
intensivamente questo ortaggio, si registra
un
accentuato inquinamento idrico, ad es. tra Parma e
Piacenza ma anche in piccole aree vicino a Ferrara. Per
quanto riguarda invece la mozzarella, è necessario
partire considerando quanto costa in termini idrici
allevare una bufala (si considera quindi l’acqua
Figura 7 – tratta da http:// necessaria per abbeverarla, per coltivare il cibo di cui
www.waterfootprint.org/?
si nutre, l’acqua necessaria per la pulizia). L'impronta
page=files/productgallery
idrica media del latte italiano è stimato a 1308 L/kg,
da cui si ricava l’acqua virtuale totale al termine della
produzione della mozzarella: 7.117 L/kg.
Calcolando il totale tra queste componenti, è possibile
stabilire che per una pizza margherita abbiamo
un’impronta d’acqua di 1216 litri.
Esercizio:
Qual è l’impronta d’acqua di un boccale di birra? Scoprilo cercando i dati
relativi alla birra, sul sito della Water Footprint: http://
www.waterfootprint.org/?page=files/productgallery
Qual è l’impronta d’acqua della pasta di grano duro? Scoprilo cercando i
dati relativi alla pasta nell’articolo: http://www.waterfootprint.org/
Reports/Aldaya-Hoekstra-2010.pdf e riporta quali sono i principali
problemi ambientali che possono pregiudicare in futuro la produzione di
grano duro.
L’impronta d’acqua di una persona
L’impronta d’acqua è uno strumento fondamentale per sviluppare una migliore
coscienza ecologica, che ci renda consapevoli della nostra responsabilità nei
confronti delle risorse naturali, le quali devono restare disponibili anche per le
generazioni future.
Esistono in rete appositi programmi in grado di calcolare, sulla base dei nostri
consumi e dei nostri comportamenti quotidiani, l’ammontare delle nostre
“impronte” sull’ambiente: oltre all’impronta d’acqua, esistono infatti anche
l’impronta ecologica, la carbon footprint (calcolo dell’emissione di anidride
86 - Capitolo 9
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
carbonica per la produzione di un
bene o di un servizio), il “carrello
della spesa”. Si noti ad esempio la
diffusione, sul retro dei biglietti
di Trenitalia (immagine a fianco),
di
utili
informazioni
sulle
emissioni di anidride carbonica.
Come abbiamo imparato nel
Cap.1, l’acqua è un bene limitato
e prezioso: per impiegarlo in
maniera sostenibile è nostro
dovere capire quanta acqua
consumiamo davvero, quanta ne
stiamo
sprecando
e
quanta
potremmo risparmiarne con le Figura 8 – Retro di un biglietto di un treno,
www.trenitalia.it
nostre scelte. Conoscere la nostra
impronta d’acqua per questo è fondamentale.
Esercizio: Calcola la tua impronta d’acqua: www.waterfootprint.org/?
page=cal/WaterFootprintCalculator
L’impronta d’acqua delle nazioni
L’impronta d’acqua può essere calcolata non solo per un
prodotto o per una persona, ma può estendersi anche ad
un’intera nazione: in questo caso si calcola il volume totale
dell’acqua impiegata per la produzione dei beni e dei servizi di
cui usufruisce la popolazione di un intero paese nel corso di un
anno. Vediamo alcuni dati:




Gli Stati Uniti hanno un’impronta di 2483 m3 d’acqua per
persona;
L’Italia ha un’impronta di 2332 m3 d’acqua per persona;
Il Pakistan ha un’impronta di 1218 m3 d’acqua per
persona;
L’Egitto ha un’impronta di 1097 m3 d’acqua per persona.
Figura 9– tratta da
http://
www.waterfootprint.org
In un mondo globalizzato come il nostro moltissimi dei prodotti di uso e consumo
quotidiano sono importati da altri paesi, sui quali va a pesare il consumo idrico dovuto
alla loro produzione. L’impronta idrica dei consumi totali di una nazione equivale
dunque al valore delle risorse di acqua dolce utilizzate per produrre beni e servizi sul
territorio nazionale, sommato alle importazioni di acqua virtuale. A questa cifra,
ovviamente, va sottratta l’acqua virtuale esportata, dal momento che i prodotti
alimentari ed i servizi esportati non vengono consumati direttamente dai cittadini
87 - Capitolo 9
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
della nazione che li produce. Abbiamo già visto che la produzione del cotone per le
magliette che indossiamo, è localizzata soprattutto in alcune nazioni (Cina, Stati Uniti
d'America, Pakistan, Brasile e Uzbekistan), che sfruttano il loro patrimonio idrico. Si
osservi ad esempio la seguente cartina, che mostra il consumo di acqua verde legata
alla coltivazione del cotone (si tratta dunque dell’acqua piovana evaporata dai campi
o assorbita dalle piante).
485
Mm3/yr
165
Mm3/yr
325
Mm3/yr
186
Mm3/yr
283
Mm3/yr
3467
Mm3/yr
Green water footprint
Million m3/yr
EU25's impact on green water resources
Figura 10 – tratta da http://www.waterfootprint.org
L’impronta d’acqua nazionale deve quindi considerare anche il commercio
dell’acqua tra nazioni: insieme ai prodotti importati, si sottrae acqua al paese
produttore d’origine. È dunque necessario chiedersi non solo quanta acqua
consumiamo, ma anche quanta acqua virtuale importiamo e da dove. L'Egitto, ad
esempio, importa derrate per il 40% del suo consumo totale e queste vengono da
Europa o USA, che quindi forniscono acqua virtuale.
Questo traffico d’acqua virtuale pesa fortemente sulla situazione geopolitica
mondiale, dal momento che i paesi in via di sviluppo stanno consumando a grande
velocità le loro risorse – acqua inclusa – per far fronte a una richiesta di merci
sempre crescente da parte delle nazioni sviluppate. Questa situazione, se da un
lato crea una situazione di dipendenza dei paesi importatori verso gli esportatori,
dall’altro mette a repentaglio le riserve d’acqua dei paesi in via di sviluppo.
Diventa allora chiaro che si tratta di una questione di giustizia sociale: come Tony
Allan fa notare, anche se non esistono imperativi economici o scientifici che
impongano di costruire una società globale rispettosa delle risorse idriche dei
paesi in via di sviluppo, esiste un obbligo morale ben preciso, che dobbiamo fare
nostro: l’imperativo della compassione. Tony Allan ci dice in che cosa dovrebbe
consistere questo imperativo per gli abitanti dei paesi ricchi: ridurre in futuro la
propria impronta dell’acqua del 40%! Possiamo risparmiare molta acqua ogni
giorno e per 365 giorni in un anno, con una dieta responsabile e senza gettare
alimenti.
88 - Capitolo 9
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
Caso Studio: Il fiume Indo
Il fiume Indo è il più grande fiume del Pakistan e,
oltre ad essere la principale risorsa di acqua
potabile del paese, è una vitale risorsa per
l’economia pakistana. Il Pakistan sta gradualmente
prosciugando l’Indo per coltivare il cotone e noi,
importando magliette di cotone pakistano,
preleviamo anche una parte di acqua da questo
fiume. Si hanno inoltre anche gravi contraccolpi
sulla fauna ittica fluviale pakistana, come ad
esempio il delfino dell’Indo, che oggi è uno dei più
rari mammiferi del pianeta proprio a causa
dell’intervento umano ai danni dell’Indo, che è
l’habitat specifico di questo delfino. Il WWF è Figura 8 – Logo WWF,
attivo sia per salvare la popolazione dei delfini http://it.wikipedia.org/
wiki/WWF
dell’Indo, sia per promuovere una produzione
sostenibile del cotone in Pakistan.
Documentati sulle problematiche e sulle iniziative in corso:
http://www.wwf.ch/it/conoscenze/biodiversita_/specie/ritratti_animali/
il_delfino_dell_indo.cfm,
http://assets.wwf.ch/downloads/pakistan_sustainable_cotton_initiative_1.pdf
Esercizio:
Analizza due casi di situazioni non sostenibili descritte in questo capitolo:
1. Il caso dell’impronta d’acqua individuale e delle nazioni nei paesi
sviluppati;
2. Confronta i disastri ambientali provocati dalla coltivazione intensiva del
cotone presso il lago d’Aral e attorno al bacino del fiume Indo in Pakistan.
Rifacendoti alle caratteristiche del diagramma della sostenibilità (cap 1),
quale delle tre condizioni non sono rispettare in questi due casi?
Acqua e alimentazione
Abbiamo visto come l’acqua
sia
necessaria
nella
produzione di tutti gli
alimenti; in particolare
alcuni (es. carne, caffè)
richiedono
un’enorme
quantitativo di acqua.
È interessante paragonare
non solo il contenuto di
acqua
virtuale
degli
Tab. 2 – fonte: Università degli Studi di Ferrara
alimenti, ma anche il loro
contenuto calorico. La grande caloria (Cal o kcal) è usata in nutrizione per indicare
l’apporto energetico medio di un qualsiasi alimento. Ogni kcal che mangiamo richiede
per la sua produzione circa un litro d’acqua: una dieta quotidiana che si aggiri sulle
2000/2500 kcal richiede quindi altrettanti litri d’acqua.
89 - Capitolo 9
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
I soft drink (le bevande
zuccherine industriali) ad
esempio sono un vero e
proprio alimento, dato che
non solo calmano la sete
(spesso indotta da cibi salati
in abbinamento, come le
patatine) ma introducono
anche un notevole apporto
calorico.
La natura è efficiente nel
Tab. 3 – fonte: Università degli Studi di Ferrara
produrre calorie. Con 1000 litri
d’acqua
possiamo
infatti
produrre:
 una quantità di patate equivalente a 5600 Kcal;
 una quantità di grano equivalente a 2300 Kcal.
Consumi d’acqua
L’acqua di rubinetto proviene da un processo industriale che è continuamente sotto
controllo, quella di bottiglia lo è solo parzialmente (vedi le fasi di stoccaggio,
Tab. 4 e 5 – fonte: Università degli Studi di Ferrara
temperature variabili, illumina-zione, ecc.). Test ciechi hanno rivelato che il palato
non è sempre in grado di distinguere tra acqua di rubinetto e acqua in bottiglia.
Quello dell’acqua in bottiglia è un mercato redditizio, ma ci sono dei costi ambientali
che vanno considerati: trasporto e produzione di bottiglie (ad esempio una bottiglia di
PET da 1,5 litri richiede per la sua produzione 120 ml di petrolio, circa mezzo litro di
acqua e genera 45 litri di CO2). Il costo medio dell’acqua in bottiglia è 0.27 €, quindi
90 - Capitolo 9
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
allo stesso prezzo si acquistano 470 litri d’acqua di rubinetto.
Dopo aver esposto dati e concetti, possiamo concludere che è compito del
consumatore informato tenere conto dei costi reali e dei costi ambientali che le
proprie scelte e il proprio stile di vita comportano. Una volta fatto un esame di
coscienza informato, ciascuno saprà quali sono le scelte più sostenibili in termini di
rispetto dell’ambiente, giustizia sociale e ambientale e compassione.
Web Links
http://www.unesco-ihe.org/
http://www.waterfootprint.org/Reports/Aldaya-Hoekstra-2010.pdf
http://www.waterfootprint.org/?page=files/home
http://wwf.panda.org/
Riferimenti
Allan, Tony, (2011) Virtual Water: Tackling the Threat to Our Planet's Most
Precious Resource, Tauris I B.
Hoekstra, A.Y., Chapagain, A.K., Aldaya, M.M. and Mekonnen, M.M. (2011)
The water footprint assessment manual: Setting the global standard,
Earthscan, London, UK.
Black, Maggie; King, Jannet, (2009) The Atlas of water, Mapping the
world’s most critical resource, Earthscan (Second edition).
Pearce, Fred; (2006) Un pianeta senz’acqua, Viaggio nella desertificazione
contemporanea, Il Saggiatore.
91 - Capitolo 9
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
CAPITOLO 10 – Azioni per un buon uso dell’acqua
Punti chiave:
 Che cosa fare per non sprecare l’acqua?
I capitoli precedenti hanno evidenziato l’importanza dell’acqua per la vita (vedi
Capitoli 1, 3, 4 e 5), i problemi connessi alla riduzione della disponibilità di acqua
dolce nel mondo (vedi Capitolo 2), le problematiche connesse all’approvvigionamento
dell’acqua per usi potabili (vedi Capitoli 6 e 7) e alla sua restituzione nell’ambiente
dopo che è stata utilizzata nelle nostre case (vedi Capitolo 8). Da quanto visto fino a
qui è quindi evidente che l’acqua è un bene prezioso la cui disponibilità è limitata e
che non va sprecato.
Questo è un fatto che ci riguarda? E se sì, cosa possiamo fare noi?
Sicuramente è un fatto che ci riguarda perché, come evidenziato nei Capitoli 6 - 9, i
consumi idrici dipendono in larga misura da noi, dal nostro stile di vita e dalle nostre
abitudini.
Constatato questo, è chiaro che per non sprecare l’acqua dobbiamo “intervenire”
sulle nostre abitudini di vita prestando molta attenzione anche ad alcuni semplici
gesti che compiano tutti i giorni. Nel seguito sono fornite alcune indicazioni e
suggerimenti che costituiscono una sorta di decalogo del buon uso dell’acqua. E’
importate osservare che queste indicazioni e suggerimenti non sono mirati a “non
utilizzare l’acqua”, ma a farne un uso razionale e responsabile, evitando di sprecare
una delle principali risorse della nostra vita.
1. Aprire e chiudere i rubinetti secondo necessità
Tenere aperto un rubinetto quando non serve è una
delle principali cause di spreco della risorsa idrica. Al
Capitolo 7 hai calcolato la portata di un rubinetto
completamente aperto. Avrai quindi constatato che un
rubinetto ha una portata dell’ordine di una decina di
litri al minuto. Lasciare aperto il rubinetto mentre ti
lavi i denti può quindi voler dire consumare
inutilmente alcune decine di litri d’acqua ogni volta.
Analogamente per radersi non è necessario mantenere
l’acqua corrente per tutto il tempo (Figura 1) ma è
sufficiente raccogliere l’acqua nel lavandino per
sciacquare il rasoio; è inutile tenere aperto il rubinetto
anche mentre ci si massaggia i capelli con lo shampoo
o il balsamo.
92
Figura 1- Chiudere il rubinetto
mentre ci si rade.
http://sapereaudeo.blogspot.it/
2012/09/risparmio-dellacqua-fai
-da-te-guida.html
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
2. Controllare le perdite
Le perdite di gocce d’acqua dal rubinetto (Figura 2) non
sono solo fastidiose per le persone da sentire durante la
notte, ma possono rappresentare un consistente spreco
d’acqua. Infatti per un rubinetto che perda una goccia
al secondo, si ha una perdita di 13 litri di acqua al
giorno, che equivalgono a 400 litri al mese, ovvero 4800
litri in un anno. Analogo discorso può valere per una
vaschetta difettosa del wc: controllate attentamente
l’acqua nel wc e se si intravede un leggero movimento/
increspamento vuole dire che lo sciacquone sta
rilasciando inutilmente acqua; oppure potete verificare
se ci sono perdite versando nella vaschetta dello
Figura 2 - Perdita da un rubinetto,
sciacquone del liquido colorante: l’eventuale
http://rifiutizeroumbria.
colorazione delle pareti del water o dell’acqua sul
blogspot.it/2012_11_11_archive.html
fondo segnalerà una perdita.
3. Usare intelligentemente lo sciacquone
Tirare lo sciacquone del WC comporta mediamente un
consumo di circa 10 litri d’acqua. Installare un
sistema con doppio pulsante di scarico può consentire
un risparmio d’acqua: in questi sistemi esistono
infatti due pulsanti di cui il primo permette alla vasca
dello sciacquone di svuotarsi completamente (e può
essere usato quindi per lo scarico delle feci), il
secondo – generalmente più piccolo – fa svuotare solo
una piccola parte della vasca (utilizzabile ad esempio
Figura 3 - Parzializzare la
per lo scarico delle urine). Alternativamente, si può
vaschetta dello sciacquone
inserire nella cassetta dello scarico una bottiglia
http://sapereaudeo.
blogspot.it/2012/09/risparmiopiena d’acqua (Figura 3) o un oggetto voluminoso che
dellacqua-fai-da-te-guida.html
consenta di occupare, con il suo volume, il volume
dell’acqua che si vuole risparmiare, facendo
ovviamente attenzione a non ostacolare il galleggiante e il meccanismo di scarico.
4. Montare i frangi getto
I frangigetto (Figura 4), o miscelatori d’aria sono semplici
dispositivi che diminuiscono la quantità di acqua in uscita
dal rubinetto mischiando aria all’acqua, senza diminuire
la resa lavante o il comfort. Costano poco, possono
essere acquistati in ferramenta, ipermercati ecc., e
possono essere montati (anche da te) in pochi minuti sui
rubinetti del bagno e della cucina: basta svitare il
terminale di uscita dell’acqua, inserire questo piccolo
cilindro di plastica e riavvitare il tutto.
93
Figura 4 - Un frangigetto per rubinetto (fonte: dalla rete)
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
5. Fare la doccia piuttosto che il bagno
La doccia
consuma molta meno
acqua della vasca da bagno (Figura
5). Solo per mettersi a mollo, infatti
occorre riempire la vasca di molti
litri, poiché le vasche hanno grande
capacità: basti pensare che per un
bagno in vasca si consumano
mediamente 120 litri di acqua a Figura 5- Usare la doccia piuttosto che la vasca da bagno
(fonte: dalla rete)
persona, mentre per una doccia
veloce solo 40 litri. Questo significa che con la doccia si risparmia circa il 66%
dell’acqua. Inoltre è importante ricordarsi di chiudere sempre il rubinetto mentre ci si
insapona.
6. Lavare la frutta, la verdura e i piatti con la bacinella
Per lavare bene la frutta e la verdura non è necessario
lasciarle sotto l’acqua corrente a lungo; basta riempire una
bacinella, lasciarle in ammollo e sfregarle energicamente.
Allo stesso modo, per lavare i piatti a mano (Figura 6) si
dovrebbe lasciarli in ammollo in una bacinella di acqua
calda e detersivo e togliere lo sporco con una spugna,
usando l’acqua corrente solo per il risciacquo.
Figura 6 - Lavaggio dei piatti a mano, http://www.franciavincenzo.
altervista.org/casa/acqua_e_luce.htm
7. Usare la lavatrice e la lavastoviglie a pieno carico
La lavatrice e la lavastoviglie consumano tanta acqua ad
ogni
lavaggio,
nella
maggior
parte
dei
casi
indipendentemente dal carico di panni e stoviglie. Per
questo è opportuno usarle solo quando è necessario e
sempre a pieno carico (Figura 7). Inoltre, qualora debbano
essere sostituite è consigliabile acquistare quelle di “Classe
Figura 7 - Usare la lavatrice a
A” che consumano meno acqua ed energia.
pieno carico http://
xmas.myblog.it/casa/guida.html
8. Lavare l’auto con il secchio
Per lavare l’auto o il motorino conviene usare il secchio invece dell’acqua corrente
(Figura 8). In pratica, un lavaggio dell’automobile comporta un consumo di oltre 100
litri di acqua. Utilizzando il secchio per bagnare la carrozzeria, insaponarla e
risciacquarla si evita di sprecare molta acqua.
Figura 8 - Lavare l’auto con il secchio
http://www.essocantu.altervista.org/servizi.html
94 - Capitolo 10
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
9. Innaffiare con parsimonia
Non è vero che tanta più acqua si da alle piante tanto
meglio vivono. Ogni pianta necessita di un proprio
quantitativo d’acqua. Per questo nel giardino sarebbe
bene mettere piante autoctone e meno bisognose di
acqua. L’innaffiamento dovrebbe essere fatto con
parsimonia e sempre verso sera: quando il sole è calato,
l’acqua evapora più lentamente e non viene sprecata, ma
assorbita dalla terra. In certi casi può convenire
l’installazione di un sistema di microirrigazione a goccia
programmabile con il timer. Infine, quando possibile,
sarebbe bene raccogliere l’acqua piovana (vedi anche
capitolo 8), o l’acqua di condensa dell’impianto di
condizionamento, ed usarla per innaffiare.
Figura 9 - Innaffiare la sera
http://
www.franciavincenzo.alterv
ista.org/casa/
acqua_e_luce.htm
10. Controllare il contatore
Periodicamente è bene controllare il contatore dell’acqua
(Figura 10) a rubinetti chiusi. Ad esempio la sera, prima di
andare a dormire, controlla che tutti i rubinetti di casa siano
ben chiusi e leggi il contatore dell’acqua. Al mattino, prima
di iniziare la giornata, controlla di nuovo quanto segna. Una
differenza anche minima significa che c’è una perdita.
Inoltre, prima di assentarsi da casa per un
Figura 10 lungo periodo ricordati di chiudere il
Un contatore dell’acqua (fonte: dalla rete)
rubinetto centrale dell’acqua.
Esercizio: per un paio di giorni, comportandoti come hai fatto fino ad
oggi, tieni traccia dei diversi utilizzi d’acqua fatti (quante volte e per
quanto tempo, hai aperto il rubinetto per lavarti i denti, per raderti o
lavarti i capelli, ecc., quante volte hai tirato lo sciacquone e quale
pulsante hai spinto, quanti bagni e quante docce hai fatto, ecc.). Ripeti
l’esperimento per altri due giorni ma questa volta mettendo in pratica i
suggerimenti forniti sopra. Quant’acqua sei riuscito a risparmiare in due
giorni? Quanta ne potresti risparmiare all’anno?
Il caso di studio: Bagnacavallo (Ravenna)
Il progetto pilota realizzato negli anni 2003-2005 a Bagnacavallo (RA)
(premio “Pianeta Acqua 2008”) è il primo cha ha avuto come obiettivo il
risparmio idrico. È nato da una proposta di Legambiente, accolta dalla
Regione Emilia-Romagna e possibile per la collaborazione di Comune di
Bagnacavallo, provincia di Ravenna, Hera Ravenna e Università degli Studi
di Parma. La cittadina di Bagnacavallo è stata scelta per le dimensioni
95 - Capitolo 10
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
(circa 3800 famiglie residenti), la facilità di monitoraggio della rete e le
modeste perdite della stessa. Ad ogni nucleo famigliare è stato consegnato
un kit gratuito contenente frangigetto per rubinetti e docce. I consumi
idrici sono stati monitorati per un anno e se ne è osservata una riduzione
di circa il 10 % (Tab.1, colonna 3). Adottando anche altre forme di
risparmio (per esempio soffione per la doccia a basso consumo, scarico
differenziato nel WC, modelli per lavatrice e lavastoviglie ad alta
efficienza idrica), si potrà arrivare ad un risparmio che supera il 35 %
(Tab.1, colonna 4). Con questi accorgimenti restano ancora immutati i
consumi per cucina e lavabi, annaffiamento e altri usi. Ma già così si
risparmia energia per la produzione di acqua calda, si riducono le
emissioni di CO2 e si ottiene anche un modesto, ma non trascurabile
vantaggio economico.
Tab. 1 - Risparmio idrico ottenibile con diverse soluzioni (litri/giorno) (Conte, 2009)
Consumo
ordinario
Solo
frangigetto
Altre forme
di risparmio
Bagno
WC
70
54
55
54
40
30
Cucina
Lavatrice
24
24
20
24
20
12
Lavapiatti
Cucina e lavabi
6
6
6
6
3
6
Anaffiamento
16
16
16
Totale
Risparmio
200
181
10 %
127
36.5 %
A titolo di esempio se si suppone che con i riduttori di flusso si possano ridurre del
50% i consumi della doccia (da 100 litri a 50 litri per doccia), e che l’acqua sia
scaldata con una caldaia a gas e non un boiler elettrico, una famiglia di 4 persone può
risparmiare 122 €/anno, ed evitare 284.5 kg di emissioni di CO2.
Per ridurre ulteriormente i consumi idrici, si può ricorrere al riuso di acque grigie
(cioè quelle provenienti da lavelli, lavastoviglie, lavatrici, lavandini e docce delle
abitazioni) per scopi irrigui (Fig. 11), previo un trattamento di filtrazione ed
eventuale disinfezione o al riuso delle acque meteoriche per scopi irrigui o per usi
domestici (per alimentare lavatrici o sciacquoni). Anche in questo caso una filtrazione
e una disinfezione sono opportune.
96 - Capitolo 10
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
raccolta acqua piovana
usi
interni
A
uso
irriguo
B
disinfezione UV
accumulo
Figura 11- Riuso irriguo di acque grigie (A) e di acque meteoriche (B) (Fonte: Masotti & Velicchi
2005)
Riferimenti
Conte, G., (2009) Nuvole e sciacquoni. Come usare meglio l’acqua in casa e
in città, Edizioni Ambiente.
Masotti, L., Verlicchi, P., (2005). Depurazione delle piccole comunità,
Hoepli, Milano.
Web links
http://www.ermesambiente.it
http://www.acquarisparmiovitale.it
http://sapereaudeo.blogspot.it/2012/09/risparmio-dellacqua-fai-da-teguida.html
97 - Capitolo 10
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
LISTA DELLE FIGURE
Capitolo 1 – L’acqua in un mondo sostenibile
Figura 1 - Tratto da TUNZA 6.3 ISSN 1727-8902
Figura 2 – Tratto da TUNZA 6.3 ISSN 1727-8902
Figura 3 – “Platone”, http://it.wikipedia.org/wiki/File:Platon-2.jpg
Figura 4 – “La Terra”, http://it.wikipedia.org/wiki/
File:The_Earth_seen_from_Apollo_17.jpg
Figura 5 - http://gmfrank88.altervista.org/tos.html
Figura 6 – “Diagramma dello sviluppo sostenibile”, http://it.wikipedia.org/wiki/
File:Sviluppo_sostenibile.svg
Figura 7 – “Lago d’Aral”, http://www.waterfootprint.org/downloads/WaterFootprintPresentation-General.ppt
Figura 8 – “Incidente della fabbrica di alluminio di Ajka”, http://it.wikipedia.org/
wiki/File:%C3%89p%C3%BCl_az_%C3%BAj_g%C3%A1t_a_v%C3%B6r%C3%
B6siszap_ellen.jpg
Capitolo 2 - La riduzione della disponibilità di acqua dolce nel mondo
Figura 1 – “Il patrimonio idrico della Terra”, http://www.unep.org/dewa/vitalwater/
article5.html
Figura 2 – “Il ciclo idrogeologico dell’acqua”, Tratto da TUNZA 6.3 ISSN 1727-8902
Figura 3 – “Tempi di rinnovamento dei depositi idrici”, http://www.unep.org/dewa/
vitalwater/article26.html
Figura 4 – “Prelievo mondiale annuo di acqua”, Tratto da Pozzati, Palmeri, Verso la
cultura della responsabilità
Figura 5 – “Diversi consumi d’acqua procapite (per persona) al giorno”. Dati tratti da:
Black M., King J., The Atlas of Water (USA, ITALIA) e Slovenian Environment Agency,
Water reimbursements for year 2004, Ljubljana 2005 (SLOVENIA).
Capitolo 3 - Chimica e Fisica dell’acqua
Figura 1 – “Leonardo”, http://it.wikipedia.org/wiki/File:Leonardo_self.jpg
Figura 2 – “Nuvola”, http://it.wikipedia.org/wiki/File:Nuvola503.jpg
Figura 3 – “Pioggia”, http://it.wikipedia.org/wiki/File:22_Regen_ubt.jpeg
Figura 4 – “Molecola dell'acqua”, http://www.whatischemistry.unina.it/it/hphil.html
Figura 5 – “Legami ad idrogeno”, http://it.wikipedia.org/wiki/
File:Legami_a_idrogeno_3D.png
Figura 6 – “Condizionatore”, http://it.wikipedia.org/wiki/
File:Klimatyzator_jedn_wewn_beax.jpg
Figura 7 – “Rugiada su fiore di ibisco”, http://it.wikipedia.org/wiki/
File:Hibiscus_petal.jpg
Figura 8 – “Un'oasi in Libia”, http://it.wikipedia.org/wiki/File:Alfejej_98
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
_Oase_Gabrun,_See,_von_Palmen_ums%C3%A4umt.jpg
Figura 9 – “Na+H20”, http://it.wikipedia.org/wiki/File:Na%2BH2O.svg
Figura 10 – “La figura a tratto continuo è una molecola di zucchero”,
http://www.scuolamediacoletti.org/les/molecole.htm
Figura 11 – “Effetti delle piogge acide”, http://it.wikipedia.org/wiki/
File:Waldschaeden_Erzgebirge_3.jpg
Figura 12 – “Etichetta acqua di rubinetto”, http://www.comune.novamilanese.mb.it/
Comunicazioni/L-etichetta-dell-acqua-del-rubinetto
Figura 13 – “Etichetta di un’acqua oligominerale”, Università degli Studi di Ferrara
Figura 14 – “Insetto sull'acqua”, http://it.wikipedia.org/wiki/File:Wasserl%C3%
A4ufer_bei_der_Paarung_crop.jpg
Figura 15 – “Goccia di rugiada”, http://it.wikipedia.org/wiki/File:Dew_2.jpg
Figura 16 – “Capillari di vetro”, http://en.wikipedia.org/wiki/File:CapillaryAction.svg
Figura 17 – “La pressione osmotica”, fonte Università degli Studi di Ferrara
Figura 18 – “Rappresentazione del suolo”, fonte Università degli Studi di Ferrara
Figura 19 – “Carboni attivi”, http://it.wikipedia.org/wiki/File:Activated_Carbon.jpg
Figura 20 – “Il latte è una soluzione colloidale”, http://it.wikipedia.org/wiki/
File:Milk_glass.jpg
Figura 21 – “Albero”, www.freepik.com
Figura 22 – “Gazzella”, http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gazella-dorcas.jpg?
uselang=it
Figura 23 – “Fiume Idria”, http://it.wikipedia.org/wiki/File:Idrijca1.JPG
Figura 24 – “Veduta di Torviscosa”, http://it.wikipedia.org/wiki/File:Torviscosa.jpg
Figura 25 – “Quantità espressa in grammi”, http://www.arpa.fvg.it/fileadmin/
Informazione/Pubblicazioni/RSA_2012/08_Il_mercurio_nelle_acque_marinocostiere_e_di_transizione.pdf
Capitolo 4 – La vita nell'acqua
Figura 1 – “Archeobatteri”, http://it.wikipedia.org/wiki/File:Halobacteria.jpg
Figura 2 – “Eubatteri”, http://it.wikipedia.org/wiki/File:Nostoc.jpg
Figura 3- “Chlorophyta”, www.epa.gov/glnpo/image/viz_nat6.html
Figura 4 – “Rhodophyta”, http://eol.org/pages/914451
Figura 5 - “Phaeophyta”, www.ravenna24ore.it
Figura 6 – “Zoomastigophora”, http://www.proprofs.com/flashcards/tableview.php?
title=zoology-lab-practical-1
Figura 7 – “Rhizopoda”, http://comenius.susqu.edu/biol/202/amoebozoae/
rhizopoda/default.htm
Figura 8 – “Ciliata”, http://www.marinespecies.org/photogallery.php?
album=769&pic=11408
Figura 9 – “Saprolegnia”, www.fishparasite.fs.a.u-tokyo.ac.jp
Figura 10 – “Rhizopoda”, http://www.acquaportal.it/articoli/dolce/malattiealghe/
malattie/FUNGHI.asp
Figura 11 – “Veronica”, http://luirig.altervista.org/schedenam/fnam.php?
99
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
taxon=Veronica+anagallis-aquatica
Figura 12 – “Apium”, http://amicideifunghiedellanatura.blogspot.it/2010/06/apiumnodiflorum-l.html
Figura 13 – “Nasturtium”, http://www.missouriplants.com/Whitealt/
Nasturtium_officinale_page.html
Figura 14 – “Ranunculus”, http://www.schule-bw.de/unterricht/faecher/biologie/
projekt/nat/ffh_3260.html
Figura 15 “Potamogeton”, www.honeysomeaquaticnursery.co.uk
Figura 16 – “Vallisneria”, http://www.chesapeake.org/OldStac/
SAVEcologyWorkshop.html
Figura 17 – “Myriophyllum”, http://commons.wikimedia.org/wiki/
File:Myriophyllum_spicatum_190812.JPG
Figura 18 – “Nymphoides”, www.missouribotanicalgarden.org
Figura 19 – “Lemnaceae”, www.aquapage.eu
Figura 20 – “Phragmites”, http://lh5.ggpht.com/luirig/R5yHnpTehmI/
AAAAAAAAMpo/1bGQqyU1XDU/s800/phragmites_australis_23.jpg
Figura 21 - “Typha”, http://en.wikipedia.org/wiki/File:Typha_latifolia_02_bgiu.jpg
Figura 22 – “Ontano nero”, http://www.vivaiociampi.it/visualizza_prodotto.php?
id=15
Figura 23 – “Collotheca”, http://eol.org/pages/67359/overview
Figura 24 – “Philodina”, http://eol.org/pages/43499/overview
Figura 25 – “Monhystera”, http://eol.org/pages/50443/overview
Figura 26 – “Stylaria lacustris”, http://eol.org/pages/620607/overview
Figura 27 - “Acantobdellide (sanguisughe)”, http://eol.org/pages/38/overview
Figura 28 – “Viviparus”, http://eol.org/data_objects/2004929
Figura 29 – “Bithynia”, http://eol.org/pages/62757/overview
Figura 30 – “Sadleriana”, http://de.wikipedia.org/wiki/
Datei:Sadleriana_fluminensis_A_MRKVICKA.JPG
Figura 31 – “Lymnaea”, http://eol.org/pages/58089/overview
Figura 32 – “Unio”, http://eol.org/pages/2979542/overview
Figura 33 – “Anodonta”, http://eol.org/pages/57656/overview
Figura 34 – “Dreissena”, http://eol.org/pages/493165/overview
Figura 35 – “Pisidium”, http://eol.org/pages/50249/overview
Figura 36 – “Gammarus pulex”, http://eol.org/pages/344717/overview
Figura 37 – “Austropotamobius pallipes”, http://eol.org/pages/2991198/overview
Figura 38 – “Potamonidae”, http://eol.org/pages/7196/overview
Figura 39 – “Asellus aquaticus”, http://eol.org/pages/343656/overview
Figura 40 – “Larve di Efemerotteri”, http://www.itisacqui.it/sitob/acqua_web_new
Figura 41 – “Odonati”, www.glerl.noaa.gov
Figura 42 – “Plecotteri”, www.ups.provincia.so.it
Figura 43 – “larve di Ditteri (Culex)”, http://en.wikipedia.org/wiki/
File:Culex_sp_larvae.png
Figura 44 – “larve di Ditteri (Chironomidae)”, http://www.whalesongs.org/dominica/
100
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
field/17/images/chironomidge.jpg
Figura 45 – “Dytiscus”, http://commons.wikimedia.org/wiki/
File:Dytiscus.marginalis.larva.jpg
Capitolo 5 - Qualità dell'acqua
Figura 1 – “Diagramma concettuale dell'inquinamento delle acque”,
www.cmapspublic.ihmc.us
Figura 2 – “Diagramma di flusso temporale per l'applicazione della Direttiva 2000/60/
EC”, http://ec.europa.eu/environment/water/water-framework/index_en.html
Figure 3, 4, 5 – “Macroinvertebrati: larve di Tricotteri, Odonati, Efemerotteri”,
http://www.valdarnoscuola.net/val/rignamat/arno/pagineglossario
Figura 6 – “Schema del River Continuum Concept”, http://
yorkshiredalesriverstrust.blogspot.it/2011/02/ecology-of-river-changes-as-youmove.html
Figure 7, 8, 9 – “Tratti di fiume a diverso metabolismo, da monte a valle: eterotrofico
(torrente montano), autotrofico (acqua limpida, ridotto ombreggiamento), di nuovo
eterotrofico (acqua torbida)”, www.trivero-italy.com; http://www.atlanteparchi.it/
parco.regionale.fiume.taro/index.html; http://www.estense.com/?p=115494
Figura 10 – “Esempio di tabella IBE”, ARPA Piemonte
Figura 11 – “Donna africana”, www.amref.it
Figura 12 – “Schema di un filtro per potabilizzare l'acqua”, www.agescifano2.org
Capitolo 6 - Il ciclo urbano dell’acqua
Figura 1 – “Schema del ciclo urbano dell’acqua”, fonte dalla rete
Figura 2 – “Andamento della qualità dell’acqua nel ciclo urbano”, fonte dalla rete
Figura 3 – “Vasta gamma di sostanze inquinanti, che possono essere presenti negli
effluenti”, fonte dalla rete
Figura 4 – “Schema di funzionamento di uno shaduf”, http://www.akvo.org/wiki/
index.php/Counterpoise_lift
Figura 5 – “Schema di un qanat”, http://suite101.com/article/qanats-ancientunderground-aqueducts-a65526
Figura 6 – “Acquedotto romano di Pont du Gard (Nimes, Fr)”, http://
www.skiraware.de/Reisen/Suedfrankreich/PontDuGard.jpg
Figura 7 – “Schema di un acquedotto romano”, http://www.ibiscoop.com/
acquedotto_vitruvio.php
Figura 8 – “Vasca terminale di un acquedotto romano con imbocchi delle condotte per
portare l’acqua ai vari servizi”, http://de.wikipedia.org/wiki/
Wasserversorgung_im_R%C3%B6mischen_Reich
Figura 9 – “Lo sbocco nel Tevere della cloaca Maxima”, http://it.wikipedia.org/wiki/
Cloaca_Massima
Figura 10 – “La bocca della verità”, http://it.wikipedia.org/wiki/Bocca_della_Verita
Figura 11 – “La fontana di Trevi”, http://it.wikipedia.org/wiki/Fontana_di_Trevi
Figura 12 – “Sezione di filtro a sabbia lento di Simpson, installato a Londra nel 1829
101
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
per la Chelsea Water Company, per il trattamento delle acque del Tamigi: a) sabbia
fine; b) sabbia grossa; c) conchiglie marine; d) ghiaia grossa; e) drenag-gi”, fonte
dalla rete
Figura 13 – “Cartolina che ricorda l’inaugurazione dell’acquedotto al servizio della
città di Portogruaro, avvenuta il 2 febbraio 1908”, http://
www.comune.portogruaro.ve.it/aree_tematiche/citta/storia-cultura/100anniacqued/
relazsindacquedotto
Figura 14 – “Esempi di filtri utilizzati nella depurazione delle acque”, fonte dalla rete
Figura 15 – “Impianti a massa adesa (filtri percolatori)”, http://
commons.wikimedia.org/wiki/File:Trickling_filter_bed_2_w.JPG
Figura 16 – “Impianti a massa sospesa (fanghi attivi)”, http://
commons.wikimedia.org/wiki/File:Epuration_biologique.jpg
Capitolo 7 - Potabilizzazione e acquedotti
Figura 1 – “Tipi di falde”, fonte dalla rete
Figura 2 – “Opera di presa da sorgente”, fonte dalla rete
Figura 3a e 3b – “Opera di presa da fiume a) mediante pompe e b) mediante traversa
di derivazione”, fonte dalla rete
Figura 4 – “Opera di presa da lago”, http://endesa.selenebs.net/
centrali_calabria.htm
Figura 5a e 5b – “Acqua di lago (A) e acqua di fiume (B) dopo un evento piovoso”,
Università degli Studi di Ferrara
Figura 6 – “Terreni agricoli adiacenti un corso d’acqua”, www.fao.org
Figura 7 – “Classificazione dei solidi nelle acque”, fonte dalla rete
Figura 8 – “A) Mappa del bacino di Ridracoli; B) Lago; C) Diga; D) immagine
satellitare”, http://www.ridracoli.it
Figura 9 – “Vista potabilizzatore di Ridracoli (A) e sequenza dei trattamenti adottati
per la linea acque (B) e fanghi (C)”, fonte dalla rete
Figura 10 – “Fango ispessito e disidrato presso l’impianto di Ridracoli”, fonte dalla
rete
Figura 11 – “Bacino del fiume Po”, http://www.comune.jesi.an.it/conti/alunni/2009/
QUARTA/ITALIAF/FIUMIAL/fiumial.htm
Figura 12 – “Veduta aerea dell’impianto di Ferrara”, www.gruppohera.it
Figura 13 – “Trattamento delle acque di superficie e di subalveo al potabilizzatore di
Ferrara”, fonte dalla rete
Figura 14 – “Teorema di Bernoulli”, http://it.wikipedia.org/wiki/
Equazione_di_Bernoulli
Figura 15 - “Esempio di condotta in pressione con acqua in movimento”, Università
degli Studi di Ferrara
Figura 16 – “Andamento delle richieste idriche di una città di circa 20000 abitanti
nell’arco di una generica settimana. Si osservi il diverso andamento dei giorni feriali
rispetto alla domenica”, Università degli Studi di Ferrara
Figura 17 – “Andamento delle richieste idriche in una grande città del nord Italia il 9
102
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
luglio 2006”, Università degli Studi di Ferrara
Figura 18 – “Schema di una rete di distribuzione idrica ed esempio di condotte”,
Università degli Studi di Ferrara
Figura 19 – “Schema di una pompa (1) che alimenta un ser-batoio pensile (2) il quale a
sua volta fornisce acqua ad un’utenza (3)”, http://it.wikipedia.org/wiki/
Serbatoio_idrico_a_torre
Figura 20 – “Una pompa collegata ad una condotta”, Università degli Studi di Ferrara
Figura 21 – “Chiusino per accedere ad una valvola della rete acquedottistica”, fonte
dalla rete
Capitolo 8 – Fognature e trattamento dei reflui
Figura 1 – “Realizzazione di una fognatura”, http://www.edilcasa.biz/
Pagine_Glossario/fognature.htm
Figura 2 – “Caditoie a) a salto di fondo e b) a bocca di lupo”, http://
vitaasandiego.blogspot.it/2011/01/602-le-opere-idrauliche-lungo-le-strade.html
Figura 3 – “Schema di una colonna di scarico con ventilazione diretta e particolare di
un sifone”, http://www.unifi.it/offertaformativa/allegati
Figura 4 – “Condotte fognarie a sezione circolare”, http://
www.aessedemaniomarittimo.it/?p=336
Figura 5 – “Condotta fognaria a sezione ovoidale. Fognatura di Roma”, http://
www.federica.unina.it/ingegneria/infrastrutture-idrauliche/sistemi-drenaggiourbano/2/
Figura 6 – “Condotta fognaria a sezione ovoidale con cunetta. Fognatura di Parigi”,
http://www.federica.unina.it/ingegneria/infrastrutture-idrauliche/sistemi-drenaggio
-urbano/2/
Figura 7 – “Pozzetto di ispezione in corrispondenza della confluenza di due condotte
fognarie e chiusino di accesso”, http://it.wikipedia.org/wiki/Fognatura
Figura 8 – “Schema di uno sfioratore”, fonte dalla rete
Figura 9 – “Vasca di prima pioggia”, http://www.edilimpianti.rn.it
Figura 10 – “Vasche di laminazione”, fonte dalla rete
Figura 11 – “Effetti della impermeabilizzazione e benefici derivanti dall’utilizzo di
pavimentazioni drenanti”, http://www.senini.it/
area_tecnica_pavimenti_drenanti.php
Figura 12 – “Tecniche per catturare l'acqua piovana”, http://www.unep.or.jp/Ietc/
Publications/TechPublications/TechPub-15/2-6/6-3.asp
Figura 13 – “Fortezza di Civitella del Tronto: A) foto aerea, B) Piazza d’Armi a forma
di imbuto per la raccolta di acqua, C) accesso alla cisterna di accumulo; D) Pozzo per
il prelievo di acqua nella Fortezza”, Foto Paola Verlicchi
Figura 14 – “A) Sistema di raccolta (A), trattamento (B, C) e accumulo delle acque di
pioggia a Potsdamer Platz a Berlino”, Foto Fabio Masi. “Schema di funzionamento del
letto di fitodepurazione (D)”, http://iridra.com
Figura 15 – “Schema di flussi in ingresso e uscita da un impianto di
trattamento,smaltimento e recupero dei flussi in uscita (effluente e fango)”, fonte
103
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
dalla rete
Figura 16 – “Sequenza di trattamento per i reflui di Ferrara e descrizione del
trattamento”, fonte dalla rete
Figura 17 – “Microrganismi in un impianto biologico (A) e schema semplificato di
degradazione biologica (B)”, fonte dalla rete
Figura 18 – “Schema semplificato dei processi biologici aerobici (A) e anaerobici (B)”,
fonte dalla rete
Figura 19 – “Trattamenti a monte dello stadio biologico al depuratore del Polo
petrolchimico di Porto Marghera (VE)”, fonte dalla rete
Figura 20 – “Sequenza di trattamenti presso l’impianto di Prato Baciacavallo che
tratta i reflui urbani e industriali”, fonte dalla rete
Tabella 1 – Principali inquinanti: concentrazioni nei reflui e corrispondenti limiti per
lo scarico in corpo idrico e il riuso, Fonte: D.Lgs 152/2006; DM 185/2003;
elaborazione dati: Università di Ferrara
Capitolo 9 – L’acqua virtuale e le impronte
Figure 1, 2 – “Acqua virtuale”, tratte dalla “presentazione generale” su
www.waterfootprint.org
Figure 3,4,5 – “Green water, blue water, grey water”, tratte dalla “presentazione
generale” su www.waterfootprint.org
Figura 6 – “Acqua virtuale”, tratta dalla “presentazione generale” su
www.waterfootprint.org
Figura 7– “Pizza margherita”, http://www.waterfootprint.org/?page=files/
productgallery
Figura 8 – “Retro di un biglietto di un treno”, www.trenitalia.it
Figura 9 – “Impronta idrica”, http://www.waterfootprint.org
Figura 10 – “Consumo di acqua verde”, http://www.waterfootprint.org
Figura 11 – “Logo WWF”, http://it.wikipedia.org/wiki/WWF
Tabella 1 – “Litri d’acqua necessari per la produzione industriale”, Università degli
Studi di Ferrara
Tabella 2 – “Litri d’acqua necessari per produrre 1 kg di prodotto”, Università degli
Studi di Ferrara
Tabella 3 – “Kcal prodotte da alimenti per 1000 l. d’acqua”, Università degli Studi di
Ferrara
Tabella 4 – “Il prezzo dell’acqua di rubinetto”, Università degli Studi di Ferrara
Tabella 5 – “Consumo medio di acqua di bottiglia pro capite annuo”, Università degli
Studi di Ferrara
Capitolo 10 – Azioni per un buon uso dell’acqua
Figura 1 - “Chiudere il rubinetto mentre ci si rade”,
http://sapereaudeo.blogspot.it/2012/09/risparmio-dellacqua-fai-da-te-guida.html
Figura 2 - “Perdita da un rubinetto”, http://
104
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
rifiutizeroumbria.blogspot.it/2012_11_11_archive.html
Figura 3 – “Parzializzare la vaschetta dello sciacquone”,
http://sapereaudeo.blogspot.it/2012/09/risparmio-dellacqua-fai-da-te-guida.html
Figura 4 – “Un frangigetto per rubinetto”, fonte dalla rete
Figura 5 – “Usare la doccia piuttosto che la vasca da bagno”, fonte dalla rete
Figura 6 – “Lavaggio dei piatti a mano”,
http://www.franciavincenzo.altervista.org/casa/acqua_e_luce.htm
Figura 7 – “Usare la lavatrice a pieno carico”, http://xmas.myblog.it/casa/
guida.html
Figura 8 – “Lavare l’auto con il secchio”, http://www.essocantu.altervista.org/
servizi.html
Figura 9 – “Innaffiare la sera”,
http://www.franciavincenzo.altervista.org/casa/acqua_e_luce.htm
Figura 10 – “Un contatore dell’acqua”, tratta dalla rete
Figura 11 – “Riuso irriguo di acque grigie (A) e di acque meteoriche (B)”, Masotti &
Verlicchi 2005
Tabella 1 – “Risparmio idrico ottenibile con diverse soluzioni (litri/giorno)”, (Conte,
2009)
105
TESSI — Acqua: risorsa sostenibile
106