Crescita microbiologica e rimozione del cloro

Nel trattamento dell’acqua al punto d’uso, uno degli aspetti meno evidenti ma più importanti riguarda la rimozione del cloro residuo.

Il cloro non svolge infatti solo la funzione di disinfettante durante il processo di potabilizzazione, ma rappresenta anche una protezione attiva lungo tutta la rete di distribuzione, contribuendo a mantenere sotto controllo la crescita microbiologica fino al punto di utilizzo.

In Italia il cloro residuo libero presente nell’acqua distribuita è generalmente compreso tra 0,05 e 0,20 mg/L. Sebbene la normativa non preveda un vero e proprio limite sanitario cogente per il cloro residuo libero, valori prossimi a 0,20 mg/L sono stati storicamente utilizzati come riferimento tecnico per garantire il mantenimento della protezione microbiologica lungo la rete di distribuzione. Negli Stati Uniti, invece, sono comuni concentrazioni comprese tra 0,2 e 2,0 mg/L, mentre il limite regolamentare EPA per il residuo di disinfettante è pari a 4,0 mg/L. Questa differenza evidenzia come il ruolo della protezione microbiologica residua assuma un peso diverso nei vari sistemi acquedottistici. Inoltre, livelli mediamente più elevati di cloro influenzano anche le prestazioni operative dei filtri a carbone attivo, poiché una maggiore concentrazione di cloro tende a consumare più rapidamente la capacità di adsorbimento disponibile.

Quando l’acqua attraversa un sistema a carboni attivi, il cloro viene rimosso in modo estremamente efficace. Questo rappresenta uno dei principali vantaggi della tecnologia, poiché migliora sensibilmente il gusto e l’odore dell’acqua. Tuttavia, proprio questa azione comporta una conseguenza diretta:

Viene eliminata anche la principale barriera microbiologica residua presente nell’acqua distribuita.

Una volta rimosso il cloro, l’acqua diventa più favorevole allo sviluppo della flora microbica naturalmente presente nell’ambiente. Se a questo si aggiungono superfici interne, tempi di ristagno, temperature favorevoli o la presenza di sostanze organiche residue, possono crearsi le condizioni ideali per la crescita e la proliferazione di microrganismi all’interno del sistema.

I carboni attivi possiedono una superficie specifica estremamente elevata, caratteristica che li rende particolarmente efficaci nei processi di adsorbimento. La stessa proprietà può però favorire l’insediamento microbiologico sulle superfici del filtro.

È importante evidenziare che la formazione di biofilm non riguarda esclusivamente il carbone attivo: può svilupparsi su qualsiasi superficie costantemente a contatto con l’acqua, comprese tubazioni, raccordi, serbatoi e componenti interni dell’impianto. Tuttavia, la presenza del carbone attivo e l’assenza di cloro residuo possono renderne più favorevole lo sviluppo.

Il biofilm consiste in una comunità di microrganismi aderenti alle superfici, immersi in una matrice biologica protettiva. La sua presenza non implica necessariamente la presenza di microrganismi patogeni, ma rappresenta comunque una condizione che può alterare la qualità microbiologica dell’acqua.

Si tratta generalmente di un fenomeno lento e progressivo, spesso privo di segnali percepibili dall’utente. L’acqua può mantenere ottime caratteristiche organolettiche mentre, nel tempo, la carica microbiologica aumenta rispetto alla condizione iniziale.

Il rischio cresce sensibilmente in presenza di condizioni tipiche di molti sistemi POU:

• ristagni prolungati;
• temperature elevate;
• manutenzione insufficiente;
• sostituzione tardiva dei filtri;
• progettazione idraulica non ottimale;
• assenza di adeguati pretrattamenti.

In tutti questi casi, la rimozione completa del disinfettante residuo elimina una delle principali barriere di controllo microbiologico.

Come limitare il fenomeno

Per evitare la crescita microbiologica, dovuta alla rimozione del cloro residuo devono essere adottate diverse soluzioni tecnologiche e gestionali per garantire al sistema di filtrazione condizioni di efficacia e assenza di rischio nel tempo

Carboni attivi batteriostatici

Una prima strategia consiste nell’utilizzo di carboni attivi impregnati con sali d’argento.

In questi sistemi, l’argento non svolge una vera e propria funzione disinfettante, ma contribuisce a limitare la crescita microbica sulla superficie del filtro, riducendo la velocità di formazione del biofilm e migliorando la stabilità microbiologica nel tempo.

Si tratta di una misura di contenimento utile, ma che non sostituisce una corretta manutenzione dell’impianto.

Filtrazione meccanica fine

Un secondo approccio prevede l’impiego di sistemi di microfiltrazione o ultrafiltrazione , tipicamente con porosità pari a 0,5 o 0,05 micron.

Questi dispositivi costituiscono una barriera fisica molto efficace nel trattenere una quota significativa della carica batterica eventualmente presente nell’acqua.

È importante sottolineare che tali filtri non eliminano la necessità di una corretta gestione igienica del sistema, ma rappresentano un’importante misura di protezione aggiuntiva, soprattutto quando installati come stadio finale del trattamento.

Disinfezione UV

Nei sistemi più evoluti è possibile integrare una tecnologia di disinfezione mediante raggi ultravioletti (UV).

La radiazione UV consente di inattivare i microrganismi senza introdurre sostanze chimiche e senza modificare le caratteristiche organolettiche dell’acqua. Questa soluzione è particolarmente interessante quando si desidera mantenere elevati standard microbiologici pur eliminando completamente il cloro residuo. (Va detto che la manutenzione di un debatterizzatore UV non è banale)

L’importanza della manutenzione periodica

Tra tutte le misure di prevenzione del biofilm, la manutenzione periodica rappresenta probabilmente la più importante. Anche il miglior sistema di filtrazione può perdere efficacia se gli elementi filtranti vengono utilizzati oltre la loro vita utile o se il circuito non viene mantenuto in condizioni igieniche adeguate.

Con il tempo, i materiali filtranti accumulano sostanze organiche e particelle che possono diventare un substrato favorevole allo sviluppo microbiologico. Per questo motivo è essenziale rispettare le scadenze di sostituzione indicate dal produttore, evitando di prolungare l’utilizzo dei filtri esclusivamente perché l’acqua continua ad apparire limpida o gradevole al gusto.

Nei sistemi POU dovrebbero inoltre essere previsti controlli periodici delle condizioni igieniche dei componenti, eventuali procedure di sanitizzazione e verifiche del corretto funzionamento dell’impianto. Una manutenzione regolare non serve soltanto a preservare le prestazioni di filtrazione, ma costituisce una delle principali misure di controllo contro la formazione di biofilm e la crescita microbiologica all’interno del sistema.

La gestione resta fondamentale

Accanto alle soluzioni tecnologiche, rimangono essenziali alcuni aspetti gestionali:

• riduzione dei tempi di ristagno;
• sostituzione periodica degli elementi filtranti;
• corretta progettazione idraulica;
• pulizia e sanitizzazione delle apparecchiature;
• monitoraggio periodico delle prestazioni del sistema.

In molti casi è proprio la qualità della gestione a determinare il comportamento microbiologico dell’impianto nel lungo periodo.

Una conseguenza da conoscere, non un difetto della tecnologia

È importante chiarire che la crescita microbiologica associata alla rimozione del cloro non rappresenta un difetto del carbone attivo.

Il carbone attivo svolge correttamente il proprio compito: rimuove il cloro, migliora il gusto e l’odore dell’acqua ed elimina numerose sostanze indesiderate.

Tuttavia, modificando la composizione dell’acqua, modifica inevitabilmente anche il suo equilibrio microbiologico.

La criticità non nasce dalla tecnologia, ma dalla mancata considerazione delle conseguenze della sua applicazione.

Nel trattamento al punto d’uso questo aspetto assume un’importanza particolare, poiché si interviene direttamente sull’acqua dopo la distribuzione pubblica, alterando una protezione microbiologica originariamente garantita dal gestore dell’acquedotto.

In altre parole, trattare l’acqua al punto d’uso significa anche gestire il nuovo equilibrio microbiologico che si viene a creare. Per questo motivo, la scelta della tecnologia deve sempre essere accompagnata da una corretta progettazione, da una manutenzione adeguata e da una piena consapevolezza del funzionamento del sistema.