L’acqua L’acqua …….meglio prevenire che curare!.meglio prevenire che curare!

UNA GIORNATA ALL’I.I.S. “Volterra-Elia” (09/02/2011)

Bono GiovanniGiovagnoni FedericaLucchetti AlbertoPannelli Vitalik

Indice• Scopo degli esperimenti• L’acqua• Il D.Lgs. 31/2001: L'acqua potabile• L’acidità: pH• Durezza dell'acqua • Conduciblità dell'acqua• Il Calcio nell’acqua• Aggressività dell’acqua• Alcalinità dell’acqua• Gli usi• Dati rilevati in laboratorio

Scopo degli esperimentiPer le 4 seguenti tipologie di acque:

1. Non trattate del comune di Osimo2. Non trattate del comune di Ancona3. Decalcificate del comune di Ancona4. Non trattate del pozzo di Agugliano

si è voluto:• Verificare la potabilità dell’acqua• Calcolare l’acidità dell’acqua• Calcolare la durezza dell’acqua• Calcolare la conducibilità• Quantificare il calcio nell’acqua• Verificare l’aggressività • Valutare l’alcalinità dell’acqua

Al fine di determinarne:• Gli usi

L’acquaL'acqua è un composto chimico di formula molecolare H2O, in cui i due atomi di idrogeno sono legati all'atomo di ossigeno con legame covalente.

I cambiamenti di stato dell'acqua L'importanza biologica dell'acqua

Ciclo dell'acqua

L'acqua potabile è una risorsa primaria destinata al consumo, permettendo la sopravvivenza degli esseri viventi, e a fondamentali attività umane.

Il D.Lgs. 31/2001 è il riferimento normativo italiano che, recependo la direttiva europea 98/83/CE, disciplina il campo delle acque potabili e definisce anche i criteri e i parametri analitici ai quali un'acqua deve sottostare per potere essere definita potabile.

La stessa normativa definisce le acque destinate al consumo umano nei seguenti modi:

1. « 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. »

1. «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, escluse quelle, individuate ai sensi dell'articolo 11, comma 1, lettera e, la cui qualità non può avere conseguenze sulla salubrità del prodotto alimentare finale. »

Il D.Lgs. 31/2001: L'acqua potabile

L'acqua potabileValutazione della potabilità

L'acqua potabile Valutazione della potabilità

L’acidità: pHIl pH è una scala di misura dell'acidità di una soluzione acquosa.

Il termine p (operatore) simboleggia due operazioni matematiche da effettuare sulla concentrazione idrogenionica [H+] o, più correttamente, sull'attività dello ione ossonio in soluzione acquosa. Le due operazioni sono:

• il logaritmo in base 10 della concentrazione molare espressa in moli/litro

• e quindi il cambio di segno del risultato (moltiplicazione per -1).

Per le proprietà dei logaritmi è possibile calcolare l'inverso al pari dell'opposto.

Va osservato che poiché l'argomento di un logaritmo deve essere adimensionale, deve essere sottinteso che la concentrazione molare del catione sia divisa per una concentrazione molare unitaria di riferimento (o standard), affinché il rapporto risulti adimensionale.

Tale rapporto adimensionale in termodinamica ed in termochimica è definito attività.

* Il logaritmo di un numero n in una data base b è l’esponente x che bisogna dare alla base b per ottenere il numero n

L’acidità: pH

Durezza dell'acquaPer 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.

Generalmente con questo termine si intende riferirsi alla durezza totale; la durezza permanente esprime invece la quantità di cationi rimasti in soluzione dopo ebollizione prolungata, mentre la durezza temporanea, ottenuta per differenza tra le precedenti durezze, esprime sostanzialmente il quantitativo di idrogenocarbonati.

In genere, le acque vengono classificate in base alla loro durezza come segue:

Durezza dell'acquaCome calcolare la durezza

Durezza dell'acquaCome calcolare la durezza

Durezza dell'acquaCome calcolare la durezza

Acque minimamente mineralizzateAcque oligomineraliAcque mediomineraliAcque ricche di sali minerali

residuo fisso ≤ 50 mg/lresiduo fisso > 50 ≤ 500 mg/lresiduo fisso > 500 ≤ 1500mg/lresiduo fisso > 1500 mg/l

Come scoprire quando un’acqua è particolarmente calcica, e quindi fa al caso nostro per aiutare le ossa ad esempio? Basta controllare il dato del residuo fisso (ci interessa se compreso fra 500 e 1000 milligrammi per litro) e della percentuale di calcio contenuta (da 70 mg. in su, meglio oltre i 200). Le acque minerali vengono classificate in base al residuo fisso, che è ciò che resta (sali minerali) dell'acqua evaporata a 180°C, e in base alla composizione salina.In base al residuo fisso: 

In base alla composizione salina:

Acque BicarbonateAcque SolfateAcque ClorurateAcque CalcicheAcque MagnesiacheAcque Fluorate (o contenenti fluoro)Acque Ferruginose (o contenenti ferro)Acque SodicheAcque Iposodiche (indicate per le diete povere di sodio)

tenore di calcio > 600 mg/ltenore dei solfati > 200 mg/ltenore di cloruro > 200 mg/ltenore di calcio > 150 mg/ltenore di magnesio > 50 mg/ltenore di fluoro > 1mg/ltenore di ferro > 1mg/ltenore di sodio > 200 mg/ltenore di sodio < 20 mg/l

A seconda della quantità e del tipo di Sali contenuti, le acque posseggono precise indicazioni e proprietà.

Il Calcio nell'acqua

L'acqua pura ha una conducibilità elettrica bassissima dovuta ai pochi  ioni H+ ed OH- in essa contenuti:

• Infatti, se il pH è uguale a 7 (neutralità) la concentrazione di ognuno dei due ioni è 10-7 equivalenti/litro.

• Gli altri tipi di acqua hanno una conducibilità elettrica che dipende dalla concentrazione dei sali disciolti.

La misura di questo parametro fornisce informazioni sul totale dei sali disciolti nell'acqua. Mediamente, se la conducibilità viene misurata in micro-Siemens, (µS) il contenuto di sali disciolti, in milligrammi/litro, si può ottenere dividendo per 2 questo valore. E' una stima approssimata valida solo per le acque con pH assai vicino a 7. Per acque acide o alcaline il contributo (mobilità) alla conducibilità da parte degli ioni H+ ed OH- è anomalo e falsa la misura. A pH=7 se l'acqua ha una conducibilità ad esempio di 600 µS ci si può aspettare un contenuto salino di circa 300 mg/l.

La misura di conducibilità si esegue con apposito strumento elettrico, detto conducimetro,  funzionante in corrente alternata. Il funzionamento dello strumento è concettualmente semplice: una cella di vetro (vedi figura a fianco) dove alloggiano due piastre di platino, collegate allo strumento, viene introdotta nell'acqua. Essa offre una resistenza al passaggio della corrente. Questa resistenza viene automaticamente confrontata con altre resistenze di valore noto, disposte dentro lo strumento.

Conduciblità dell'acqua

L'aggressività di un'acqua definisce la propensione di questa ad attaccare e solubilizzare alcuni minerali contenuti in rocce, terreni o materiali edili. Particolarmente importante è a questo proposito l'azione dell'anidride carbonica (CO2) disciolta nell'acqua.

Questa è, almeno in parte, presente sotto forma di acido carbonico (H2CO3) il quale esercita un'azione solubilizzatrice su alcuni minerali, in particolare i carbonati di calcio e magnesio, praticamente insolubili in acqua pura.

Il bicarbonato di calcio, notevolmente solubile, passa in soluzione nell'acqua.La suddetta reazione è una reazione di equilibrio dinamico e la quantità di bicarbonato di calcio che può trovarsi disciolta nell'acqua è notevolmente influenzata dalla concentrazione di anidride carbonica nell'acqua stessa.

Ad esempio, quanto maggiore è la CO2 presente nell'acqua, tanto più l'equilibrio della reazione si sposta verso destra, tanto maggiore è la concentrazione di Ca(HCO3)2 nell'acqua.

Aggressività dell’acqua

Con il termine alcalinità si esprime la quantità di sali con proprietà di alcali disciolti nell'acqua. Potrebbe molto semplicemente essere definita il contrario di acidità. Nella pratica essa rappresenta la capacità dell'acqua a "resistere" a cambiamenti indotti del suo pH.

Viene determinata per titolazione utilizzando i due differenti indicatori fenolftaleina ed il metilarancio. L'unità di misura è espressa in termini di ppm (parti per milione).

L'alcalinità è dovuta a ioni del tipo carbonati, carbonati acidi e ossidrili. La titolazione viene effettuata con acido cloridrico in presenza di fenolftaleina per quantificare la presenza di ioni ossidrili e metà degli ioni carbonati; sempre con acido cloridrico ma in presenza di metilarancio viene poi continuata la titolazione per determinare l'altra metà degli ioni carbonati, cioè i bicarbonati.

Comunque sia, il risultato viene espresso come mg di carbonato di calcio in un litro d'acqua.

Alcalinità dell’acqua

Gli usiNon tutte le acque sono uguali

Le caratteristiche e le proprietà salutari dipendono dalla fonte di provenienza e dai sali minerali che vengono trascinati durante il lungo cammino sotterraneo attraverso le rocce, prima di sgorgare in superficie.

In base al tipo di minerali in esse disciolti, indicati come "residuo fisso" (cioè la quantità di sali minerali depositati da un litro di acqua fatto evaporare a 180°, le acque minerali vengono classificate come:

– Minimamente mineralizzate: hanno un contenuto di sali minerali inferiore a 50 milligrammi per litro; si tratta di acque "leggere" che in quanto povere di sali minerali favoriscono la diuresi e facilitano l'espulsione di piccoli calcoli renali.

– Oligominerali: hanno un contenuto di sali minerali non superiore ai 500 milligrammi per litro. In virtù dei pochi sali minerali presenti, sono ottime acque da tavola, adatte ad essere bevute quotidianamente; inoltre svolgono un'ottima azione diuretica e contengono poco sodio.

– Minerali: il residuo fisso è compreso tra 500 e 1000 milligrammi (1 g) per litro. Contengono una percentuale consistente di sali minerali e pertanto non devono essere bevute in quantità eccessive (fino a un litro al giorno), alternandole con acqua oligominerale. Hanno applicazioni diverse a seconda del tipo di sostanze in esse presenti (calcio, zolfo, ferro, magnesio, bicarbonato...).

– Ricche di sali minerali: il residuo fisso è di oltre 1500 milligrammi per litro. Sono molto ricche di sali, pertanto devono essere bevute specificamente a scopo curativo e su consiglio medico. Si acquistano in farmacia, ma alcune si trovano anche nei supermercati.

Gli usiA ciascuno la sua acqua

Per chi vuole dimagrireSi consiglia di impostare con un medico una dieta appropriata, infatti l'acqua di per sé non fa dimagrire, ma può essere un ottimo aiuto. In questo caso può essere appropriata un acqua oligominerale, cioè un'acqua "leggera", che favorisca la diuresi, l'eliminazione delle scorie con l'urina e quindi la disintossicazione dell'organismo. E' bene berne almeno un litro e mezzo durante la giornata. Per chi ha la pressione alta

Per chi soffre di calcoli renaliBere acqua oligominerale o minimamente mineralizzata, particolarmente utile per favorire la diuresi, per la sua scarsità di sali minerali, e per eliminare le scorie e le impurità e prevenire la formazione di calcoli. In presenza di calcoli può essere efficace il cosiddetto "colpo d'acqua", consistente nel bere un litro/un litro e mezzo di acqua rapidamente, in modo che agisca come una "spinta" e faciliti l'espulsione del calcolo. Recenti scoperte hanno dimostrato che anche un'acqua minerale "dura", cioè ricca di calcio, può aiutare a prevenire la formazione di calcoli renali.

Per chi fa sportGli oligoelementi dell'acqua minerale apportano nutrienti privi di calorie e reintegrano i liquidi e i sali persi con il sudore. La quantità di acqua varia con lo sport praticato, la sua durata e le condizioni climatiche: si va da 1 litro e mezzo a 3 litri al giorno. Tra i minerali importanti per l'atleta spiccano il calcio (essenziale per la formazione e la solidità dell'osso, la trasmissione degli impulsi nervosi e la contrazione muscolare), il ferro (per evitare il senso di fatica dovuto all'anemia), il magnesio e il potassio (per facilitare la contrazione dei muscoli), il sodio e il cloro (per la regolazione del bilancio idrico).

Per chi ha la pressione altaOltre alla dieta povera di sodio, da seguire su consiglio medico, è indicata un'acqua oligominerale che favorisce diuresi ed eliminazione del sodio in eccesso, responsabile dell'aumento della pressione e dell'affaticamento cardiaco. Si parla in questo caso di persone che hanno la pressione appena superiore ai limiti normali: chi ha la pressione molto alta non può sperare che l'acqua incida in modo significativo nelle terapie.

Per chi ha difficoltà a digerire In questo caso è utile un'acqua minerale di tipo bicarbonato-solfato. Questo due sali minerali, il bicarbonato e il solfato, aiutano infatti la digestione poiché stimolano fegato e pancreas e favoriscono l'azione degli enzimi digestivi, abbassando l'acidità dell'intestino.

Per chi è a rischio di osteoporosiIn generale in tutti i casi di carenza o bisogno di calcio (gravidanza, allattamento, nei neonati, nei bambini, negli anziani) è corretto assumere acqua mineralizzata ricca di calcio. E' importante che il calcio  contenuto nell'acqua sia biodisponibile, cioè che non venga eliminato, ma assorbito dall'organismo; questo è caratteristico solo di alcune acque minerali, che riportano sull'etichetta la scritta "Calcio biodisponibile". Nei casi di lievi carenze di calcio, quest'acqua minerale integra il calcio che si assume normalmente con gli alimenti (formaggi, latticini ecc.) senza un aumento parallelo di calorie introdotte.

Potabilità Acidità Durezza Conducibilità Calcio Aggressività Alcanilità

Acqua di Osimo  Si pH 7,73 41,5 °F ─ 120 mg/l ─ ─

Acqua di Ancona Si pH 7,64 33 °F ─ 100 mg/l ─ ─

Acqua decalcificata

di AnconaSi pH 7,25 3,2 °F ─ 0,215~0,218mg/l ─ ─

Acqua del pozzo di

AguglianoNo pH 7,2 18,9 °F ─ 60 mg/l ─ ─

Dati rilevati in laboratorio

Dati rilevati in laboratorio

Potabilità Acidità Durezza Conducibi

lità Calcio Aggressività

Alcanilità

Acqua di Osimo Si Acqua

di Mare Dura ─ Molto calcio ─ ─

Acqua di Ancona Si Acqua

di Mare Dura ─ Medio calcio ─ ─

Acqua decalcificata

di AnconaSi Saliva

umana Molto dolce ─ Pochissimo ─ ─

Acqua del pozzo di

AguglianoNo Saliva

umanaMediamente

dura ─ Poco calcio ─ ─

Usi consigliati

Per chi vuole

dimagrire

Per chi soffre di calcoli

renali

Per chi fa sport

Per chi ha la pressione alta

Per chi ha difficoltà a

digerire

Per chi è a rischio di

osteoporosi

Acqua di Osimo X X X X

Acqua di Ancona

Acqua decalcificata

di AnconaX X

Acqua del pozzo di

Agugliano

* Una X nella casella indica che quell’acqua è più indicata per quella caratteristica rispetto alle altre tre acque.