Bonifica e trattamento

 

Contaminazione delle acque

Esistono molte fonti di contaminazione dei corpi d'acqua e un certo numero di vie attraverso le quali gli inquinanti possono muoversi. Le fonti di contaminazione possono essere di tipo puntuale e non puntuale per le quali si rimanda ad un'altra pagina del sito.

Contaminazione della falda

Più di un quarto della popolazione mondiale dipende dalle acque di falda per quanto riguarda l'acqua potabile. Quando la falda è molto profonda, i contaminanti derivanti dal ruscellamento dell'acqua piovana possono non raggiungerla. In ogni caso, una buona parte dell'acqua utilizzata come acqua potabile si trova in falde acquifere poco profonde e i contaminanti che si trovano sulla superficie del suolo possono non essere completamente rimossi mentre vengono portati in profondità nella falda. Una volta raggiunta la falda, a causa dei punti di contatto tra la falda superficiale e le acque di superficie la contaminazione può raggiungere le acque superficiali.

Anche l'opposto è vero: la contaminazione delle acque superficiali a volte può raggiungere la falda. Una volta contaminata, la falda può rimanere tale per un lungo periodo. Soprattuto nel caso di acque di falda che si muovono lentamente, gli inquinanti possono perdurare in modo indefinito. Soprattuto le sostanze  oleose possono costituire un problema a causa della loro scarsa solubilità in acqua. Quando rimangono intrappolate all'interno del suolo e della roccia tali sostanze possono continuare a riversarsi lentamente in falda dando origine a contaminazione per un tempo indeterminato.

Gli inquinanti solubili penetrano nel suolo spesso raggiungendo la falda. Le falde poco profonde vengono più facilmente contaminate. La quantità di inquinante che raggiunge la falda dipende dal tipo di suolo, dalle caratterisitiche dell'inquinante e dalla distanza dalla falda.

Le fonti di contaminazione (Tabella 1) includono il ruscellamento in ambiente agricolo e urbano, il rovesciamento accidentale di sostanze chimiche e il percolato proveniente dalle discariche.

                        

L'utilizzo del suolo influisce sulla quantità di contaminante in grado di reggiungere la falda: superfici agricole intensamente coltivate possono essere soggette a perdita di nutrienti (azoto dei fertilizzanti), fitofarmaci e microrganismi. Una porzione di ciascuno di questi contaminanti può raggiungere la falda.  Allo stesso modo nelle aree urbane il ruscellamento di acque particolarmente inquinate una volta raggiunta la superficie del suolo può percolare verso le acque di falda portando con sè una porzione del suo carico inquinante.

I patogeni, e in modo particolare i virus che sono molto più piccoli rispetto ai batteri, possono anch'essi raggiungere la falda. Per esempio gli scarichi fognari derivanti da sistemi settici mal installati o mal mantenuti possono contaminare la falda. Discariche non opportunamente protette possono lasciar percolare dei contaminanti alcuni dei quali raggiungono poi la falda. La falda, infine, può presentare livelli rilevabili di fitofarmaci.

Il fatto di aver rilevato un certo contaminante non vuol dire automaticamente che esista un problema, ma evidenzia la necessità di attuare piani di prevenzione nei confronti della contaminazione dal momento che non è possibile, o almeno molto difficile da attuare, la depurazione delle acque di falda.

 

Panorama sui metodi utilizzati per il trattamento delle acque

Sono stati sviluppati differenti metodi per il trattamento delle acque. In molti casi si rende necessaria una combinazione o una sequenza di tecniche di trattamento, in funzione della qualità dell'acqua non trattata e della qualità desiderata dell'acqua trattata. Sebbene il trattamento dell'acqua sia relativamente poco costoso su base volumetrica, la possibilità di modificare la qualità dell'acqua direttamente all'interno dei sistemi naturali come laghi, corsi d'acqua e falde è limitata a causa dei notevoli volumi implicati. E' pratica comune trattare l'acqua utilizzata per riforinire le utenze civili prima della distribuzione e di trattare le acque di scarico all'interno di sistemi ingegnerizzati prima che queste ritornino nell'ambiente. Gli elementi presenti all'interno delle acque e nelle acque di scarico vengono rimossi attraverso metodi specifici classificati come segue (Crittenden et al., 2005):

i. Fisici: che includono l'applicazione di forze, il vaglio, la miscelazione, la sedimentazione e la filtrazione, ecc.

ii. Chimici, nei quali la rimozione o il trattamento dei contaminanti avviene attraverso reazioni chimiche o attraverso l'aggiunta di sostanze chimiche (ad es. precipitazione e disinfezione).

iii. Biologici, nei quali la rimozione dei contaminanti avviene attraverso l'impiego di mezzi biologici. La nitrificazione e la denitrificazione sono i processi biologici più conosciuti impiegati per il trattamento delle acque.

 

Ridurre la contaminazione delle falde

Le acque di superficie e di falda sono spesso strettamente interconnesse e il ruscellamento può contaminarle entrambe. Le strategie di prevenzione dalla contaminazione possono aiutare a mantenere la purezza delle acque di falda come quando i regolamenti specificano le metodologie di distribuzione dei fitofarmaci al fine di limitare la quantità che può essere portata via dalla pioggia.

Un altro criterio di prevenzione della contaminazione prevede la regolamentazione dell'uso del suolo come ad esempio impedire agli allevatori di far pascolare il bestiame in prossimità di zone vulnerabili in termini di contaminazione delle acque di falda.

La decontaminazione di falde inquinate è estremamente costosa, spesso non praticabile attraverso le tecnologie oggi in uso. Ciononostante il metodo pompa-e-tratta viene comunemente utilizzato allo scopo di rendere l'acqua nuovamente potabile. L'acqua di falda viene pompata sulla superficie, trattata per rimuovere le sostanze inquinanti e poi re-immessa nel punto sorgente. Soprattutto nel caso di falde acquifere con grandi volumi di acqua, il metodo pompa-e-tratta può continuare per molti anni senza ridurre in modo significativo la contaminazione.

In alcuni di casa le acque di falda sono trattate sul posto senza rimuoverle dal luogo in cui si trovano. La tecnica prevede lo scavo di trincee e l'aggiunta di riempienti costituiti da ferro e sabbia lungo il corso delle acque di falda. Quando l'acqua contaminata scorre attraverso questa barriere impermeabile, alcuni inquinanti organici, come il tricloroetilene reagiscono con il ferro scomponendosi in composti non dannosi. Un'altra tecnica applicabile on-site consiste nell'impiego di microrganismi anaerobi in grado di degradare i contaminanti; devono essere anaerobi dal momento che l'acqua di falda contiene poco ossigeno.

 

Gestione dell'acqua

La gestione del'acqua è determinata dall'uso dell'acqua stessa e dipende dalla sua disponibilità e qualità. Oggi le autorità pubbliche devono tenere in considerazione l'intero sistema idrologico, i problemi di natura ambientale e i bisogni della gente nel momento in cui vengono prese decisioni riguardanti la gestione dell'acqua. La conoscenza delle caratteristiche della falda è richiesta per la gestione delle acque profonde. Inoltre i punti di contatto tra le acque di superficie e quelle di falda sono sempre più riconosciuti come punti critici e quindi oggetto di attenta gestione.

La conoscenza dei processi di carico, flusso e scarico della falda incluso il meccanismo con cui essa interagisce con le acque superficiali è fondamentale per essere in grado di gestire il sistema. Tale conoscenza permetterà di determinare i punti in cui sorgeranno i pozzi e la quantità ottimale d'acqua che può essere estratta dalla falda. Il mantenimento di una buona qualità dell'acqua di falda richiede soprattutto la sua protezione dalle fonti di contaminazione.

La conservazione delle risorse idriche è un mezzo efficace per risolvere molto problemi di approvvigionamento dell'acqua. Conservare significa ridurre gli effetti di breve termine dovuti alla siccità e in un certo senso eliminare la necessità di ricorrere a nuove fonti di approvvigionamento idrico. La conservazione dell'acqua è responsabilità di tutti.

 

Riferimenti bibliografici

  • Crittenden J., R.R. Trussell, D.W. Hand, K.J. Howe and G Tsobanoglous (2005). Water Treatment: Principles and Design, 2nd Edition, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, ISBN: 978-0-471-11018-7.
  • Hill M.K. (2010). Understanding Environmental Pollution, Third edition, Cambridge University Press, New York, ISBN-13 978-0-521-73669-5 (paperback).
  • Vandas S.J., T.C. Winter and W.A. Battaglin (2002). Water and the environment. American Geological Institute in cooperation with Bureau of Reclamation, National Park Service, U.S. Army Corps of Engineers, USDA Forest Service, U.S. Geological Survey, ISBN: 0-922152-63-2.