IL PIANETA ACQUA: ASPETTI QUANTITATIVI E QUALITATIVI

Acqua e vita: un connubio indivisibile

L’acqua è un bene primario per la vita: ogni forma vivente è legata all’acqua (5).

– L’acqua è il costituente essenziale delle cellule,

– Essa svolge un ruolo fondamentale per le reazioni biochimiche che accompagnano i processi vitali,

– E’ un solvente per la maggior parte dei nutrienti,

– E’ il mezzo attraverso il quale l’organismo elimina le scorie metaboliche,

– Ha un ruolo essenziale nei processi digestivi,

– E’ fondamentale per la regolazione della temperatura corporea,

– Agisce come lubrificante ed ammortizzatore nelle articolazioni e nei tessuti,

– Mantiene elastiche e compatte la pelle e le mucose.

Per poter essere consumata dall’uomo come bevanda, l’acqua deve però possedere anche alcune caratteristiche qualitative: oltre che essere salubre e pulita l’acqua da bere non deve contenere microrganismi né altre sostanze in quantità tali da rappresentare un pericolo per la salute umana. L’acqua pura è inodore, insapore ed incolore; tuttavia, durante il lungo percorso che la separa dal punto di captazione, si arricchisce di sali minerali diventando così alimento. L’importanza dell’acqua va quindi ricercata anche nel contenuto di sali minerali in essa disciolti, i quali vengono assorbiti ed utilizzati dall’organismo per le varie attività corporee.

Il fabbisogno di acqua, in funzione del tipo di alimentazione, delle condizioni climatiche, dell’attività fisica, del sesso e dell’età, varia da individuo ad individuo; in ogni caso, per poter parlare di condizioni accettabili di vita, dovrebbero essere assicurati almeno 50 litri di acqua pro capite al giorno, come suggerito dall’OMS.

L’acqua che bevemmo, che beviamo

e che berremo: il ciclo fisico dell’acqua

L’acqua che ogni giorno beviamo, o consumiamo per i più svariati usi domestici, è sempre la stessa che, con un periodo più o meno lungo, fa la sua rinnovata comparsa grazie al perpetuo ciclo di evaporazione–condensazione-precipitazione, alimentato dal continuo ed intenso flusso di energia emesso dal sole.

Gli scambi tra l’atmosfera e le masse d’acqua presenti sulla superficie terrestre, costituite da mari, laghi, e fiumi, avvengono con continuità ed estrema rapidità; modificazioni di alcuni parametri ambientali, quali la temperatura e la pressione, sono causa dello spostamento di ingenti masse d’aria umida e di precipitazioni che possono avvenire anche a migliaia di chilometri di distanza dalle zone di formazione.

Non trascurabile è il fenomeno delle c.d. precipitazioni occulte (di condensa) che hanno origine dalla condensazione dell’umidità presente nell’aria quando la stessa viene sottoposta a repentini e consistenti sbalzi di temperatura.

La quantità totale di acqua dovuta alle precipitazioni, sia essa in forma liquida (pioggia) oppure solida (grandine) o semisolida (neve), una volta arrivata sulla superficie terrestre segue un proprio cammino, strettamente dipendente dalle condizioni ambientali in cui si trova. Una considerevole frazione alimenta direttamente le risorse idriche di superficie, mentre la rimanente parte che cade al suolo si divide in acqua di infiltrazione e di ruscellamento.

L’infiltrazione è il processo che descrive l’assorbimento dell’acqua nel terreno; tale fenomeno non è costante, dipendendo da svariati fattori quali la presenza più o meno marcata della vegetazione ed il livello di siccità. In particolare le modalità di penetrazione dell’acqua nel suolo differiscono sostanzialmente a seconda del grado di umidità del terreno stesso. In seguito ad intense precipitazioni il suolo si satura, decresce la sua capacità di assorbimento e trova incremento la frazione d’acqua che scorre in ruscelli (ruscellamento).

A seconda del tipo di terreno, della sua pendenza, della presenza di vegetazione e dell’intensità del flusso battente di pioggia, ha origine il fenomeno del deflusso superficiale, il quale può essere accompagnato anche da un flusso sottosuperficiale nella struttura macroporosa della falda.

L’evaporazione è il fenomeno fisico attraverso cui l’acqua fa ritorno nella atmosfera. La radiazione elettro-magnetica emessa dal sole raggiunge il nostro pianeta consentendo la vita e dando origine ad vari fenomeni, tra cui il ciclo fisico dell’acqua riveste un ruolo molto importante.

L’apporto di energia termica in prossimità della superficie terrestre incrementa l’energia cinetica delle molecole di acqua le quali, una volta rotti i legami intermolecolari, abbandonano la superficie liquida passando allo stato di vapore. L’energia necessaria per l’evaporazione dipende non solo dal tipo di liquido e dalla temperatura, ma anche da altri fattori tra i quali il valore percentuale di umidità presente nell’ambiente.

Una considerevole quantità di acqua viene immessa nella atmosfera anche ad opera della vegetazione. Si tratta della traspirazione, un fenomeno la cui determinazione quantitativa è piuttosto difficile in quanto la percentuale d’acqua che viene persa dalle piante ed immessa nell’atmosfera dipende da vari fattori legati alle condizioni del terreno, al tipo e all’età delle piante, nonché alla densità superficiale della vegetazione.

Essendo molto difficile stimare le precise percentuali da attribuire alla pura evaporazione piuttosto che alla traspirazione, il fenomeno viene generalmente consi-derato nel suo complesso, identifi- cato con il nome di evapo-traspirazione.

Per un tipico sistema idrogeno-logico il bilancio di massa, che tiene conto del livello delle precipitazioni dell’evapo-traspirazione, del ruscellamento e della infiltra-zione, è ovviamente bilanciato, nel senso che la quantità totale di acqua che precipita deve corrispondere a quella che evapora. In ogni zona del pianeta quindi la disponibilità di acqua dolce dipende dalle condizioni climatiche e dalle caratteristiche geologiche dei terreni. La natura delle rocce è sicuramente il principale fattore in grado di influire sulle caratteristiche di composizione di un’acqua, anche se altri fattori, soprattutto per le acque sotterranee, possono intervenire nel processo di mineralizzazione naturale.

Nel loro più o meno lungo percorso le acque vengono in contatto con differenti tipologie di rocce le quali subiscono un processo di dissoluzione, dipendente dalla natura stessa della roccia ma anche dall’aggressività dell’acqua e dal tempo di permanenza nell’acquifero (a periodi maggiori corrispondono acque più saline). Nel sottosuolo le acque possono venire in contatto anche con dei gas (per es. ossigeno, anidride carbonica, idrogeno solforato), capaci di entrare in soluzione sino all’equilibrio delle relative pressioni parziali.

Correlazione tra elemento disciolto nell’acqua e terreno attraversato (9) Normal range of concentrations in unpolluted fresh water of elements (9)
Elemento Element	Concentration (Mmoli/L)	Terreno – Source
Na+	0,1 ¸ 2	Feldspato, salgemma, zeolite, atmosfera – Feldspar, rock-salt, zeolite, atmosphere
K+	0,01 ¸ 0,2	Feldspa Feldspato, mica – Feldspar, mica
Mg2+	0,05 ¸ 2	Dolomite,serpentino,mica,pirosseni,anfiboli,olivine –Dolomite,serpentine mica,pyroxene,amfibole, olivine
Ca2+	0,05 ¸ 5	Carbonati, gesso idrato, feldspato, pirosseni, anfiboli – Carbonate, gypsum, feldspar,pyroxene, amfibole
Cl–	0,05 ¸ 2	Salge Salgemma, atmosfera – Rock-salt, atmosphere
HCO3–	0 ¸ 5	Carbonati, materia organica – Carbonates, organic matter
SO42-	0,01 ¸ 5	Atmosfera, gesso idrato, solfuri – Atmosphere, gypsum, sulfides
NO3–	0,001 ¸ 0,2	Atmosfera, materia organica – Atmosphere, organic matter
SiO2	0,02 ¸ 1	Silicati – Silicates
Fe2+	0 ¸ 0,5	Silicati, siderite, idrossidi, solfuri – Silicates, siderite, hydroxides, sulfides
PO4–	0 ¸ 0,02	Materia organica, fosfati – Organic matter, phosphates

Inoltre svariate sostanze chimiche presenti nelle acque meteoriche, da cui possono originarsi svariati tipi di acidi in grado di solubilizzare le rocce, possono dare un significativo contributo al grado di mineralizzazione di un’acqua.

Disponibilità e utilizzi dell’acqua

Le acque per il consumo umano, come noto, vengono attinte, in funzione della loro disponibilità, da diverse fonti; si hanno infatti acque potabili che hanno origine sotterranea, superficiale, meteorica e persino dall’acqua marina.

Fino agli anni ‘50, essendo i consumi molto più contenuti rispetto a quelli attuali, ci si poteva permettere di privilegiare l’utilizzo di acque sotterranee, più protette da inquinanti microbiologici e chimici e quindi distribuite con trattamenti modesti o nulli. Successivamente, sia per l’aumentato consumo pro capite che per il massiccio utilizzo in ambito agricolo ed industriale, si è dovuto ricorrere sempre più frequentemente ad altre fonti di approvvigionamento, meno protette, rappresentate dalle acque superficiali degli invasi naturali o artificiali e dei fiumi.

I numeri del pianeta acqua

Popolazione del pianeta (1)	6.338 mio inhabitants
Volume del pianeta (1)	1.083.320 mio Km³
Superficie del pianeta (1): – superficie coperta di acqua – superficie terre emerse	510 mio Km² 361 mio Km² (71%) 149 mio Km² (29%)
Quantità di acqua sul pianeta (2): – acqua dei mari e oceani – acqua dei continenti – acqua dell’atmosfera (vap. acqueo)	1.360.151.000 Km³ 1.322.330.000 Km³ (9,27%) 37.808.000 Km³ (2,8%) 13.000 Km³ (0,00…%)
Quantità acqua nei continenti (2): – ghiacciai e calotte polari – laghi di acqua salata – umidità del terreno – acque sotterranee (falde acquifere) – laghi di acqua dolce – fiumi	37.808.000 Km³ 29.199.600 Km³ (77,23%) 104.300 Km³ (0,28%) 77.700 Km³ (0,21%) 8.300.000 Km³ (21,95%) 125.100 Km³ (0,33%) 1.300 Km³ (0,00…%)
Evaporazione dell’acqua (3): – acque oceaniche – acque continentali	520.000 Km³/year 450.000 Km³/year (86,5%) 70.000 Km³/year (13,5%)
Precipitazioni dell’acqua (3): – sugli oceani – sui continenti	520.000 Km³/year 410.000 Km³/year (78,8%) 110.000 Km³/year (21,2%)
Usi delle acque nel pianeta per attività umane (4): – Agricoltura – Industria + produz. energia – Usi urbani e civili	100% World Europe Italy 70% 30% 48% 20% 56% 33% 10% 14% 19%

Si stima che, a livello mondiale, il 70% dell’acqua venga utilizzata in agricoltura, il 20% per l’industria e il 10% per gli altri usi. In Europa invece, sebbene la domanda di acqua per usi agricoli sia in continuo aumento, le proporzioni sono differenti: circa il 56% viene infatti utilizzata dall’industria (compresi gli usi per scopi energetici), il 30% dall’agricoltura ed il 14% per usi domestici (ma con consistenti differenze tra i vari paesi). Uno sguardo ad alcuni dati relativi ai fabbisogni idrici del nostro paese può essere utile e abbastanza rappresentativo, se si pensa che l’Italia è il paese con maggiore consumo pro-capite di acqua potabile dell’Unione Europea e si colloca ai primi posti nel mondo.

FABBISOGNI IDRICI IN ITALIA (mio m3/anno)
Area	Civili	Industriali	Irrigui	Energia	Totale
Nord-ovest – N.W.	2.268	3.520	8.193	3.502	17.483
Nord-est – N.E.	1.453	1.648	5.277	1.800	10.178
Centro – Center	1.618	1.482	970	581	4.651
Sud – South	1.803	879	3.506	36	6.224
Isole – Islands	798	457	2.191	–	3.446
Italia – Italy	7.940	7.986	20.137	5919	41.982
Fonte/Source: Irsa-Cnr, 1999

Anche all’interno del nostro paese, pur essendo ricco di risorse idriche, esistono delle disomogeneità nella distribuzione di acqua, soprattutto in alcune regioni dove una cattiva gestione ed amministrazione di questa risorsa comporta non solo problemi in termini di quantità erogata, ma anche di qualità dell’acqua che viene distribuita.

In molte zone del pianeta invece la difforme distribuzione dell’acqua fa si che il problema non sia rappresentato dal reperire acqua di qualità più o meno buona quanto reperirla! Esistono sconfinati spazi in cui l’acqua scarseggia o è assente, mentre in altre regioni è presente ma, a causa del particolare stato fisico, non risulta direttamente utilizzabile per soddisfare i bisogni umani. In molti paesi la sempre crescente richiesta d’acqua ha potuto essere soddisfatta grazie alla realizzazione di invasi artificiali e mediante lo sfruttamento di risorse idriche di qualità inferiore. Nei paesi più industrializzati inoltre il crescente impatto ambientale di origine antropica ha contribuito al peggioramento della qualità delle acque. Ma grazie alla crescita delle conoscenze e lo sviluppo delle tecnologie anche il settore delle acque destinate al consumo umano è stato teatro, negli ultimi decenni, di una continua e profonda trasformazione, sia per quanto concerne gli aspetti legislativi che quelli più tecnici, legati ai processi di trattamento e potabilizzazione.

L’utilizzo di strumen- tazioni più sofisticate ha permesso di individuare la presenza di inquinanti in ultratraccia (concentra-zioni nell’ordine dei ng/l). Ciò ha richiesto la stesura di vari aggiornamenti legi-slativi e l’utilizzo di tecnologie innovative per migliorare la qualità delle acque in materia di elementi indesiderabili e microinquinanti

Acque per il consumo umano: Cronologia problemi qualitativi Water Quality’s Problems Cronology (2)
Period	Elemento indesiderabile – Undesirable element
Ante 1942	Parametri estetici, agenti batterici Aesthetics parameters, bacteria
1942	Metalli (Cu, Zn, Fe, etc.), fenolo Metals (Cu, Zn, Fe), phenol
1962	Metalli (As, Mn,.. .), Cn, F, tensioattivi, radioattività Metals (As, Mn…), Cn, F, surface-active, radioactivity
1974	THM – THM
1982	Clorito, clorato – Chlorite, chlorate
1983	Bromato – Bromate
Post 2000	Distruttori endocrini – Endocrine disruptors
Fonte/Suorce: Conio O. “Acqua destinata al consumo umano : stato dell’arte e prospettive future” Atti convegno “L’acqua, oro blu del XXI secolo” 2004

Una nuova cultura dell’acqua

Il nostro pianeta dovrebbe essere chiama-to Acqua piuttosto che Terra (3) in quanto circa il 71% dell’intera superficie terrestre è ricoperta appunto di acqua. Nonostante questa grande abbondanza l’acqua sta diventando, per l’uomo, un bene sempre più prezioso. Presente per la stragrande maggioranza negli oceani, l’acqua non risulta direttamente utilizzabile in quanto troppo salata. La frazione di acqua dolce sarebbe più che sufficiente a soddisfare i vari fabbisogni umani se non fosse distribuito, nei vari continenti, in maniera fortemente diseguale.

E’ a causa della abbondante disponibilità e della buona qualità che l’acqua ha nel nostro paese se spesso ci dimentichiamo che, per oltre un miliardo di persone, avere acqua potabile a casa propria è un’utopia. Non solo, sono circa 30 milioni le persone che ogni anno muoiono per insuf-ficiente disponibilità o per la diffusione di epidemie e contagi attribuibili al consumo di acque inquinate.

Distribuzione dell’Acqua sulla Terra ga.water-usgs.gov/edu

Il semplice gesto di aprire un rubinetto va confrontato con l’immane fatica di trasportare, per lunghi percorsi, pesanti conte-nitori riempiti con acqua generalmente di pessima qualità. Questo stato di cose, ad oggi, è lontano dall’essere risolto anche se già nel 1977 le Nazioni Unite proclamarono che “tutti i popoli hanno diritto di accedere all’acqua potabile in quantità sufficiente ai loro bisogni essenziali”.

Ma la disomogenea distribuzione e disponibilità delle acque non interviene solamente negli aspetti legati alla produzione e trasformazione degli alimenti ed alla qualità dell’ambiente, essa può influenzare pesantemente un altro settore della vita umana (7): la stabilità socio-politica.

Un importante documento programmatico, che analizza lo stato attuale delle acque ed individua proposte per una futura gestione sostenibile a livello europeo, è rappresentato dalla Direttiva 2000/60/CE. In tale documento si sottolinea che l’acqua non deve essere considerata alla stregua degli altri prodotti commerciali, bensì come un patrimonio che va protetto e difeso, non solo per le generazioni presenti ma anche e soprattutto per quelle future. Un approccio a lunga distanza deve guardare al cuore del problema, ovvero ripristinare lo stato ecologico dei sistemi idrici (1)

A breve e medio termine dovranno, invece, essere forniti gli strumenti necessari (sistemi di pressurizzazione, clorazione, depurazione, etc.) per garantire l’acqua potabile al mondo intero.

Distribuzione mondiale della popolazione che

non ha accesso all’acqua potabile(10)

World population without access to drinking water (10)

Il problema è quindi di natura politica oltre che tecnologica. Infatti i paesi più ricchi e tecnologicamente avanzati dovranno impegnarsi maggiormente per mettere a disposizione sufficienti investimenti economici e le necessarie conoscenze per la costruzione e l’ammodernamento dei sistemi di potabilizzazione e distribuzione nel sud del mondo.

La Direttiva Quadro amplia il campo di applicazione della protezione delle risorse idriche a tutte le acque e stabilisce chiaramente che gli obiettivi dovranno essere raggiunti entro il 2015.

Un utilizzo sostenibile di tali risorse è un obiettivo che dovrà essere perseguito, da ogni paese, secondo un nuovo approccio riassumibile in breve come segue:

– Protezione di tutte le acque, fiumi, laghi, acque costiere e falde acquifere.

– Garantire che tutte Definire un sistema di gestione all’interno dei bacini fluviali che riconosca che i sistemi idrici non tengono conto dei confini politici.

– Collaborazione internazionale tra i paesi e tutte le parti interessate.

– Assicurare la partecipazione attiva di tutti i fiduciari, incluse le Organizzazioni Non Governative e gli enti locali, nella gestione delle risorse idriche.

– Assicurare la riduzione ed il controllo dell’inquinamento causato da tutte le fonti come l’agricoltura, le attività industriali, le aree urbane, ecc.

– Richiedere una politica dei prezzi e garantire il pagamento da parte di chi inquina.

– Bilanciare gli interessi dell’ambiente con quelli di chi dipende da esso. le acque raggiungano la condizione di “buono stato” entro il 2015