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Cloro e cloramina: due modi per disinfettare
Domande e risposte comuni sulle pratiche di disinfezione più comuni utilizzate nei sistemi idrici pubblici
Senza l’uso di disinfettanti per l’acqua, la maggior parte dell’acqua che scorre attraverso i nostri tubi non sarebbe sicura da bere. La nostra acqua potabile proviene da fiumi, torrenti, laghi, corsi d’acqua che sono tutti soggetti a patogeni trasmessi dall’acqua. Sia il cloro che la cloramina sono usati come disinfettanti per aiutarci a proteggerci da malattie che includono vomito, diarrea e altro ancora.
Ma la disinfezione con cloro o cloramina può anche provocare un cocktail di sottoprodotti nell’acqua potabile.
Durante la metà alla fine del 19 ° secolo, gli scienziati hanno acquisito una maggiore comprensione delle fonti e degli effetti della contaminazione dell’acqua potabile. A causa della rapida industrializzazione della fine del 1800, l’aumento delle zone urbane densamente popolate ha portato alla ribalta le preoccupazioni sulle condizioni dell’acqua. Inizialmente, alcuni sistemi idrici cittadini hanno iniziato a implementare sistemi di filtrazione rudimentali per aiutare a rimuovere i contaminanti che potrebbero causare tifo, dissenteria e colera.
Non è stato fino al 20 ° secolo che i disinfettanti (ad esempio cloro, cloramina, ozono) avrebbero avuto il maggiore impatto sulla riduzione delle epidemie di malattie trasmesse dall’acqua nelle città degli Stati Uniti. Il cloro fu aggiunto per la prima volta ai sistemi idrici negli Stati Uniti nel 1908, a Jersey City, nel New Jersey. La regolamentazione federale della qualità dell’acqua iniziò nel 1914 quando il servizio sanitario degli Stati Uniti stabilì gli standard per il contenuto batterico nell’acqua. La cloramina è stata introdotta nei sistemi idrici negli Stati Uniti a Cleveland, Ohio, Springfield, Illinois e Lansing, Michigan nel 1929.
Sebbene efficaci nel rimuovere gli agenti patogeni dannosi, gli scienziati hanno iniziato a scoprire che la clorurazione potrebbe generare sottoprodotti di disinfezione indesiderati (DBP) come i trialometani quando i livelli di materia organica naturale e di organismo nell’acqua di sorgente sono elevati. Un certo numero di DBP può causare effetti negativi sulla salute a lungo termine, con alcuni agenti cancerogeni anche noti. L’EPA ha introdotto regolamenti per i DBP nel 1998 e li ha ulteriormente ampliati nel 2006.
Mentre gli sviluppi tecnologici hanno permesso nuove tecniche di filtrazione, il cloro è ancora il disinfettante più comune usato per trattare l’acqua americana. La clorazione dell’acqua è efficace all’inizio della linea di distribuzione, sebbene i livelli di cloro possano dissiparsi relativamente rapidamente all’interno del sistema di distribuzione dell’acqua.
La cloramina è un composto che contiene una combinazione di cloro e ammoniaca. Un americano su cinque usa acqua trattata con clorammine. La concentrazione massima di cloramina consentita nell’acqua potabile è di 4 PPM (mg/l). La cloraminazione è un disinfettante più debole (o solo circa un quarto più efficace del cloro nella purificazione anticipata dei contaminanti organici), ma i sistemi idrici possono mantenere buoni livelli residui di monocloramina per una purificazione continua in tutto il sistema di distribuzione. La formazione di DBP regolati come i trialometani è spesso meno problematica con la cloraminazione rispetto alla clorazione. Tuttavia, DBP come nitrosammine cancerogene o sottoprodotti di disinfezione iodati possono formarsi con l’uso di clorammine.
Gli enti governativi, tra cui il Center for Disease Control, lo hanno ritenuto un’alternativa di trattamento più sicura per le forniture idriche rispetto al cloro, ma i rischi per la salute a lungo termine non sono interamente affrontati.
Gli impianti di trattamento delle acque devono mantenere un delicato equilibrio tra contaminanti fluttuanti dell’acqua di sorgente, purificazione, DBP e livelli residui di cloro libero. Le utenze idriche raggiungono il livello residuo appropriato grazie a una serie di misurazioni, decisioni e trattamenti. Se un punto esaminato lungo il sistema di trattamento è superiore al limite normativo di 0,08 PPM (mg / L) per i trialometani totali (TTHM) o 0,06 PPM (mg / L) per gli acidi aloacetici (HAA) (due dei principali sottoprodotti di disinfezione), le utility devono agire per ridurli.
Una cloramina efficace si basa sull’avere un buon senso delle condizioni dell’acqua durante tutto il processo di trattamento. Esistono due approcci generali all’analisi e al mantenimento di livelli adeguati:
La personalizzazione del metodo colorimetrico consente agli impianti di trattamento delle acque di sviluppare strategie di controllo della cloraminazione che soddisfino le loro esigenze individuali.
Come accennato, i DBP si formano quando il cloro o la cloramina reagiscono con i materiali presenti in natura nell’acqua (ad esempio materia organica o acidi umici) o nel materiale del tubo circostante. I sottoprodotti della disinfezione possono essere dannosi per la salute umana. La regolamentazione dei DBP ha ispirato l’uso delle clorammine come disinfettante alternativo perché forma meno delle forme più comuni di DBP.
Sebbene il CDC e l’EPA affermino entrambi che la cloramina causa meno sottoprodotti di disinfezione, non è tutto così semplice come sembra. Questo perché quando il CDC e l’EPA riferiscono sui sottoprodotti di disinfezione, parlano di sottoprodotti di disinfezione regolamentati. L’acqua cloraminata conterrà diversi tipi di sottoprodotti di disinfezione, non necessariamente meno. In particolare, l’EPA documenta che l’acqua trattata con cloramina contiene effettivamente meno sottoprodotti di disinfezione regolamentati legati a problemi di salute umana e quelli presenti sono spesso a concentrazioni inferiori rispetto a quelle tipicamente osservate nell’acqua clorata. L’EPA osserva inoltre che, a differenza dell’acqua clorata, è più probabile che l’acqua cloraminata contenga concentrazioni diverse e più elevate di sottoprodotti di disinfezione non regolamentati.
I sottoprodotti non regolamentati includono iodo-trialometani, iodoacidi e nitrosodimetilammina (NDMA), l’ultimo dei quali è particolarmente noto per la sua tossicità e cancerogenicità. Sebbene presenti in concentrazioni inferiori, questi DBP possono infatti essere più tossici dei DBP regolamentati.
Gli scienziati dell’EPA stanno attualmente valutando i sottoprodotti di disinfezione non regolamentati prodotti dalla cloramina, ma i loro effetti sugli esseri umani a seguito dell’ingestione di acqua potabile contaminata non sono del tutto noti. Inoltre, non siamo sicuri a quali concentrazioni dimostrino un legittimo rischio per la salute umana. Naturalmente, nessun livello di esposizione a un agente cancerogeno è privo di rischi.
A confondere ulteriormente le acque, per così dire, è il fatto che quando la cloramina viene utilizzata come disinfettante residuo, può alterare le proprietà chimiche dell’acqua in un modo che può portare alla lisciviazione di piombo e rame, i cui terribili risultati sono ben documentati a Flint, Michigan e altre comunità americane.
Quindi, mentre la cloramina è un disinfettante più duraturo che si traduce in un minor numero di sottoprodotti di disinfezione meglio compresi e regolamentati, presenta un rischio maggiore quando si tratta di sottoprodotti di disinfezione che non comprendiamo né regolamentiamo appieno, oltre ad aumentare il rischio di esposizione al piombo e al rame nelle case con impianti idraulici più vecchi.
In breve, sia il cloro che la cloramina contengono i loro vantaggi e svantaggi unici. Indipendentemente dal processo utilizzato per trattare l’acqua nel sistema locale, i sottoprodotti della disinfezione rimangono una minaccia da tenere a mente e che gli impianti di trattamento lavorano duramente per combattere.
