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1
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA
Facoltà di Agraria - Facoltà di Scienze MM.FF.NN.
Corso di L.T. in Scienze e Tecnologie per l’Ambiente
VALUTAZIONE DELLA QUALITA’ DELLE ACQUE DESTINATE
ALL’USO ED AL CONSUMO UMANO DELLE FALDE PRESENTI NEL
TERRITORIO COMUNALE DI DUEVILLE (VI).
Relatore: Prof. Andrea Squartini
Co-relatore: Prof. Gian Umberto Caravello
Dip. di Medicina Ambientale e Sanità Pubblica
Laureando: Marco De Polo
2
A.A. 2011/2012
INDICE
1. INTRODUZIONE ............................................................................................ 5
1.1
1.2
Qualità dell’acqua potabile e tematiche di salute pubblica ................
Inquadramento legislativo .....................................................................
5
7
2. SCOPO DELLA TESI ..................................................................................... 9
3. AREA DI INDAGINE ...................................................................................... 19
4. MATERIALI E METODI ............................................................................... 19
4.1
4.2
4.3
Campionamento .....................................................................................
Trasporto e conservazione del campione .............................................
Parametri chimico-fisici ........................................................................
19
20
20
4.3.1
4.3.2
4.3.3
4.3.4
4.3.5
4.3.6
Temperatura ...................................................................................
Conducibilità ..................................................................................
Concentrazione idrogenionica (pH) ...............................................
Torbidità .........................................................................................
Durezza ..........................................................................................
Ossidabilità ....................................................................................
20
20
20
21
21
21
4.4 Chimici .................................................................................................... 22
4.4.1
4.4.2
4.4.3
4.4.4
4.4.5
4.4.6
Cloruri ............................................................................................
Solfati .............................................................................................
Nitrati .............................................................................................
Nitriti ..............................................................................................
Fosfati ............................................................................................
Ammonio .......................................................................................
22
23
23
23
23
24
4.5 Microbiologici ......................................................................................... 25
4.5.1
4.5.2
4.5.3
4.5.4
Conta microbica totale ...................................................................
Coliformi Totali .............................................................................
Escherichia coli .............................................................................
Enterococchi fecali ........................................................................
25
25
25
26
3
4.5.5 Pseudomonas aeruginosa .............................................................. 26
4.6 Approfondimenti: caratterizzazione biochimica di alcune specie
batteriche ................................................................................................ 27
4.6.1
4.6.2
Clostridium perfringens .................................................................
Legionella pneumophila ................................................................
27
27
5 TERRENI E TECNICHE MICROBIOLOGICHE ...................................... 28
5.1
5.2
5.3
Metodica di filtrazione su membrana ..................................................
Test di identificazione biochimica API® ..............................................
Terreni di coltura ....................................................................................
28
29
29
5.3.1
5.3.2
5.3.3
5.3.4
5.3.5
5.3.6
5.3.7
Determinazione della CMT ............................................................
Determinazione dei coliformi totali ...............................................
Determinazione di Escherichia coli ...............................................
Determinazione degli Enterococchi ...............................................
Determinazione di Pseudomonas aeruginosa ................................
Determinazione di Clostridium perfringens ..................................
Determinazione di Legionella pneumophila ..................................
29
30
30
31
31
32
32
6 RISULTATI E DISCUSSIONE ....................................................................... 35
6.1
6.2
6.3
Dati chimici .............................................................................................
Dati microbiologici .................................................................................
Confronto con dati precedenti ..............................................................
35
35
41
6.3.1
6.3.2
Parametri chimico-fisici .................................................................
Parametri microbiologici ...............................................................
41
45
7 CONCLUSIONI ............................................................................................... 49
7.1 Alcuni suggerimenti e considerazioni ................................................... 49
4
1. INTRODUZIONE
1.1 Qualità dell’ acqua potabile e tematiche di salute pubblica
Sin dall'antichità l'acqua ha costituito l'elemento più prezioso. Se, agli albori, l'acqua serviva all'uomo solo per
dissetarsi, col progredire della civiltà essa è divenuta essenziale anche per sue le attività complementari, come la
pastorizia, l'agricoltura e, non da ultimo, come via preferenziale per trasporti e scambi. Non sorprenderà quindi
l'evidenza che i villaggi e le antiche città del passato sorgessero sulle rive dei fiumi, posizione propizia al fiorire
delle società.
Con l'industrializzazione, l'uso dell'acqua è divenuto sempre più intenso, prima come forza idraulica nei
mulini e negli opifici e poi come intermedio per il trasferimento di energia nelle macchine a vapore. Nell'età
moderna, l'accrescimento della popolazione e del suo livello di vita, ha determinato un uso sempre più smodato
della risorsa idrica (igiene, elettrodomestici, irrigazione, industria cartiera e conciaria, per citarne alcuni) con il
conseguente calo esponenziale della sua disponibilità.
Per quanto concerne l'Italia, la situazione delle riserve idriche, in termini di acque sotterranee, presenta
delle ambiguità: se, dal punto di vista qualitativo, l'acqua delle falde è contraddistinta da scarsa qualità (spesso
con presenza di metalli pesanti, idrocarburi clorurati e nitrati, stigmate dell'inquinamento, presente soprattutto
nella pianura veneta), d'altro canto le riserve quantitative sono stimate in 12 miliardi di metri cubi (di cui il 70%
deriva dalle pianure settentrionali) che costituiscono una buona quantità (Arpa 2008), ancorché in sensibile
diminuzione, stando all'andamento degli ultimi anni. Le cause che inficiano il mantenimento della riserva idrica
possono trovarsi nel calo di precipitazioni, dell'ordine del 7-14% evidenziato negli ultimi 40 anni, nelle
temperature medie annuali in crescita, nell'aumento dell'insolazione e della ventosità, tutti fenomeni che hanno
incrementato considerevolmente l'evaporazione e la traspirazione dal suolo. Anche l'apporto delle precipitazioni
sta cambiando, poiché si assiste a piovaschi sempre più intensi, ma di breve durata, con conseguente
ruscellamento superficiale che non favorisce l'alimentazione delle falde. A ciò va aggiunto anche l'incremento
notevole dello sfruttamento per scopi agricoli (direttiva 2000/60/CE). Le conseguenze di quanto affermato
possono essere anche gravi: calo della produttività delle colture specializzate, riduzione drastica delle zone umide,
abbassamento del suolo lungo i litorali ed intrusione salina nelle falde (Dazzi et al.,2000).
Va sottolineato che l'importanza delle riserve idriche non dev'essere considerata solo in termini di
quantità, ma anche in termini di qualità, soprattutto se viene usata a scopo potabile: la contaminazione microbica
delle acque sotterranee può determinare l'insorgenza di malattie (tifo, dissenteria, epatite A-E, ecc.) che possono
potenzialmente affliggere numerosi cittadini, in un contesto in cui un acquedotto supporta un grande bacino
d'utenza. Infatti si stima che ogni anno muoiano 1,5 milioni di persone a causa di patogeni veicolati dall'acqua.
Esemplificativi possono risultare i precedenti di Milwaukee (USA) in cui, nel 1993, la contaminazione da cisti di
Criptosporidium, un protozoo patogeno idro-trasmessso (Mac Kenzie et al., 1994), ha determinato una notevole
5
epidemia coinvolgendo 403000 persone e di Walkerton (CDN) in cui, nel 2000, la contaminazione da E.Coli
O157:H7, ha provocato 2300 contagi (Williams et al.,2008).
Nell'alto vicentino, già dai primi anni '90, si è registrato un calo dell'apporto di acque sotterranee (Fig.1),
anche se, negli ultimi 5 anni, si è registrata un'inversione di tendenza. Va specificato però che il livello
freatometrico della falda (Fig.2) è aumentato grazie alle abbondanti precipitazioni verificatesi nel 2010. Inoltre, la
legge finanziaria 2008 della regione Veneto, approvata con L.R. 27/02/2008 n°1, vincola parte degli introiti delle
concessioni di derivazione al finanziamento di interventi di ricarica delle falde
(htttp://www.vicenzanatura.org,2011).
Fig. 1: Livello delle falde dal 1975 al 1995 nelle stazioni freatimetriche di Dueville e Cavazzale
(Baggio et al., 1979).
6
Fig. 2: Andamento freatimetrico dall’anno 1990 all’anno 2011 nella stazione di Dueville
(Mazzola, 2011).
1.2 Inquadramento legislativo
Lo sfruttamento inappropriato delle falde e l’inquinamento di queste ha indotto gli stati europei a provvedere con
delle leggi. Nel 1968 il Consiglio d’Europa si accinse per la prima volta ad emanare una norma atta a difendere
questo bene prezioso: “Carta Europea dell’acqua” (http://www.arpa.veneto.it). Questa fa da cardine sui seguenti
punti:
1) Non c'è vita senza acqua. L'acqua è un bene prezioso, indispensabile, a tutte le attività umane.
2) Le disponibilità di acqua dolce non sono inesauribili. E' indispensabile preservarle, controllarle e, se possibile,
accrescerle.
3) Alterare la qualità dell'acqua significa nuocere alla vita dell'uomo e degli altri esseri viventi che da lui
dipendono.
4) La qualità dell'acqua deve essere tale da soddisfare tutte le esigenze delle utilizzazioni previste, ma deve
soprattutto soddisfare le esigenze della salute pubblica.
5) Quando l'acqua, dopo essere stata utilizzata, è restituita al suo ambiente naturale, essa non deve compromettere
i possibili usi, tanto pubblici che privati che in questo ambiente potranno essere fatti.
6) La conservazione di una copertura vegetale appropriata, di preferenza forestale, è essenziale per la
conservazione delle risorse idriche.
7)Le risorse idriche devono formare oggetto di inventario.
8) La buona gestione dell'acqua deve formare oggetto di un piano stabilito dalle autorità competenti.
7
9) La salvaguardia dell'acqua implica uno sforzo importante di ricerca scientifica, di formazione di specialisti e di
informazione pubblica.
10) L'acqua è un patrimonio comune, il cui valore deve essere riconosciuto da tutti.
11) La gestione delle risorse idriche dovrebbe essere inquadrata nel bacino naturale piuttosto che entro frontiere
amministrative e politiche.
12) L'acqua non ha frontiere. Essa ha una risorsa comune, che necessita di una cooperazione internazionale.
Recentemente c’è una maggiore attenzione nei confronti delle acque sotterranee, dato che il 75% degli abitanti
dell’Unione Europea dipende da queste come approvvigionamento idrico, si è capito finalmente l’importanza
vitale di tale argomento. L’acqua sotterranea, se inquinata dai prodotti chimici per uso agricolo, scarichi
industriali e domestici, perché possa ritornare chimicamente e microbiologicamente neutra per l’uomo, impiega
decenni. Il lento processo di degradazione di tali inquinanti e l’accumulo di questi, è tale per cui anche le
generazioni future possono essere compromesse (Commissione Europea, 2008).
Poiché il 50% delle acque superficiali derivano dalle acque sotterranee (raggiungendo picchi del 90% in
periodi di asciutta), queste ultime influenzano la qualità degli ecosistemi acquatici e terrestri. Per questo motivo
nel 1975 venne promulgata la direttiva 75/440/CEE per prevenire l’immissione di certi contaminanti nelle acque
sotterranee. Nel 1982, la Direzione Generale per l’Ambiente, la Protezione del Consumatore e la Sicurezza
Nucleare della Comunità europea effettuarono una valutazione sulla quantità di acqua nelle falde sotterranee di
ogni Stato membro (al tempo 9*). Nel 1991 per evitare ulteriori deterioramenti della qualità e della quantità delle
acque sotterranee vennero suggeriti altri provvedimenti entro l’anno 2000. Nell’ottobre 2000 la commissione
emanò la direttiva quadro sulle acque 2000/60/CE (Water Framework Directive); per la prima volta le acque
sotterranee vengono protette per il loro valore ambientale e non solo come risorsa. Lo scopo della direttiva è quello
di assicurare un equilibrio tra le estrazioni e la ricarica delle acque sotterrane la cui assenza determina danni
all’ecosistema delle zone umide e favorirebbe l’intrusione di acqua salmastra in prossimità delle coste.
Nel 2006 una nuova direttiva UE chiarisce i criteri per un buono stato chimico dell’acqua, e dà indicazioni
per la diminuzione degli effetti dell’inquinamento e per il miglioramento qualitativo e quantitativo dei corpi idrici
sotterranei.
*Nota: Belgio, Danimarca, Francia, Germania, Irlanda, Italia, Lussemburgo, Paesi Bassi, Regno Unito.
8
Una successiva direttiva della Commissione Europea (2008), stabilisce che:
- I registri devono includere tutti i corpi idrici utilizzati per l’estrazione dell’ acqua potabile. Per fornire un
quadro completo dello stato chimico e quantitativo delle acque sotterranee, si stabiliscono reti di monitoraggio
sulla base dei risultati della caratterizzazione e della valutazione del rischio.
- Si predispone un piano di gestione del bacino idrografico per ciascun distretto. In ogni distretto verrà
redatto un sommario, dove viene catalogato il grado di impatto dell’attività umana sullo stato delle acque
sotterranee.
- Si predispongono entro il 2009 una serie di misure per il soddisfacimento dei requisiti richiedenti dalla
WFD (Water Framework directive) attue a controllare l’estrazione delle acque sotterranee.
- Divieto di scarico diretto nelle falde sotterranee (art. 11 della WFD).
In Italia, le direttive europee sono state recepite il con il D.Lgs. 31/2001 relativo alla qualità delle acque destinate
al consumo umano, e con il D.Lgs. 152/2006, che delinea le norme in materia ambientale.
9
1. SCOPO DELLA TESI
Il comune di Dueville (VI) è collocato nell’area delle risorgive, dove falde provenienti da aree industrializzate
come Thiene e Schio, affiorano formando torrenti e fiumi come l’Astichello, impiegato per irrigare i campi delle
aree agricole di Dueville, Cavazzale e Vicenza. Per comprendere l’importanza di quest’area, basti pensare che gran
parte dell’acqua impiegata dal comune di Padova proviene dalle risorgive di Dueville tramite l’Acquedotto di
Padova. Il comune di Dueville, come gran parte dei comuni presenti nell’area, trae il proprio approvvigionamento
idrico mediante pozzi direttamente dalle falde sottostanti. Nella presente tesi abbiamo effettuato un’analisi volta
alla valutazione della qualità microbiologica delle acque di falda, selezionando come punti di campionamento
alcuni pozzi (diversificati sia per profondità che per collocazione geografica) che servono come punto di
approvvigionamento idrico per edifici sia pubblici che privati.
10
3. AREA DI INDAGINE
Da marzo a luglio 2011 si è avuto modo di analizzare l’acqua di falda proveniente da pozzi privati e pubblici del
comune di Dueville (VI) per valutarne la sua qualità. La popolazione del comune di Dueville nel luglio del 2011
contava di 14.079 abitanti, su una superficie di 20,11 km2
, che si estendeva sul comune di Dueville e sulle sue
frazioni di Povolaro, Passo di Riva e Vivaro (ISTAT, 2011; http://www.comuni-italiani.it).
La scelta è caduta sul comune di Dueville perché non possiede un proprio acquedotto, e gli abitanti
dipendono esclusivamente dalle sue numerose falde per quanto riguarda l’approvvigionamento idrico. La quantità
elevata di acque sotterranee nel sottosuolo di tale comune, è dovuta perché l’area è situata sulla fascia delle
risorgive, dove le falde spesso sgorgano dando vita a torrenti e generando un fiume, l’Astichello, impiegato per
l’irrigazione dei campi circostanti appartenenti ai comuni di Dueville, Monticello Conte otto e Vicenza.
A monte però,tali acque scorrono al di sotto dei centri industriali di Thiene e Schio, con la possibilità di
una contaminazione di queste.
L
A
Fig. 3: La presente immagine raffigura le falde passanti nei centri di Schio, Marano e Thiene che
scorrono in direzione di Dueville (ARPAV, 2011).
AREA
11
La qualità di queste acque non è solo di interesse comunale o provinciale, ma anche regionale, in quanto
vengono sfruttate anche dal Comune di Padova. Difatti tra il 1886 e il 1888 si costruì una delle prime 3 condotte
attuali che costituiscono l’ Acquedotto di Padova, coprendo tuttora il fabbrisogno idrico della medesima città.
(AcegasAps, 2010).
Il bacino idrico sotterraneo di Dueville si estende ai piedi dei massicci montani fra Schio e Malo a Ovest,
e fra Bassano e Carmignano a Est. Questo è un grande serbatoio naturale originatosi oltre 200 milioni di anni fa,
quando l’intera zona era ricoperta dal mare della Tetide. Nel corso di milioni di anni, i sedimenti portati da questo
oceano si sono accumulati creando progressive sedimentazioni di rocce. Attraverso questo processo si sono
originate le montagne dell’arco alpino e una serie di strati porosi permeabili (costituiti da vari tipi di ghiaie e
sabbie) ospitanti le falde acquifere (AgegasAps, 2010).
Il fenomeno di alluvionamento è proseguito nell’Olocene, che costituisce il periodo attuale, iniziato a
partire dall’ultima glaciazione (Wurmiana), circa 10 000 anni or sono. I ghiacciai avevano accumulato allo sbocco
in pianura grandi quantità di detriti rocciosi, che tuttora i fiumi ridistribuiscono. Lo spessore dello strato di
materiale sciolto permeabile formatosi nel Quaternario, cresce man mano che ci si inoltra nella pianura. Questo
ammasso poroso ospita nei suoi vuoti enormi quantità d’acqua: infatti il suo volume efficace è di 180 milioni di
metri cubi (somma dei vuoti). Tali quantità è derivata dalle ingenti precipitazioni che si verificano nelle Prealpi
Venete (1500mm l’anno), il doppio rispetto alla Pianura Veneta. E’ però la rete idrografica che contribuisce
maggiormente; alcuni fiumi come il Leogra, Timonchio e Astico scorrendo su un letto ghiaioso e permeabile,
perdono per infiltrazione buona parte del loro flusso (Maffei, 2001).
D’altra parte l’alta permeabilità di questo terreno influisce notevolmente sulla contaminazione delle falde
in quanto la granulometria di grandi dimensioni permette permette maggiori infiltrazioni degli inquinanti (Regione
Veneto, 1984).
Fig.4: La figura sovrastante illustra l’elevata permeabilità del suolo di Dueville evidenziando l’elevata presenza di
ghiaie e sabbie; (Dal Prà et al., 1989).
12
Fig.5: L’immagine rappresenta la permeabilità del suolo nelle aree del bacino idrico menzionato precedentemente.
A Dueville la permeabilità di ghiaia e sabbia varia dal 50 al 90%. (Baggio, et al., 1979).
La contaminazione di queste falde può essere accentuata dalla bassa profondità di queste. Dueville può essere
soggetta ad una maggiore contaminazione delle sue acque in quanto l sua falda ha un altezza compresa tra 54.5m e
56,5m, e la quota nel punto di osservazione è di 59,7m s.l.m.. In conseguenza di ciò, la profondità del pelo d’acqua
nella zona di Dueville è di 3,2-5,2m.
13
PECULIARITA’ DEL SISTEMA IDRICO DI DUEVILLE
Le acque che si infiltrano nel terreno e scorrono nel sottosuolo costituiscono le falde idriche sotterranee. Le falde
si dividono in falde freatiche e artesiane.
Le falde freatiche sono le falde più superficiali. Esse sono costituite da una base inferiore impermeabile,
per esempio argilla o roccia, e da una base superiore permeabile come sabbia o ghiaia. L’acqua per forza di gravità
viene trasportata in profondità, fino a raggiungere lo strato impermeabile. L'accumulo dell'acqua nella falda
freatica varia in base alla piovosità del periodo, alla vegetazione del luogo e al prelievo dei pozzi artesiani per gli
usi civili, industriali e in agricoltura.
In condizioni normali la falda freatica si comporta come un fiume sotterraneo che può affiorare e
immettersi in un fiume o dirigersi verso il mare. In caso di ingenti precipitazioni o altri apporti idrici (scioglimenti
improvvisi di neve), la falda freatica può generare sorgenti ed affioramenti nei campi o creare fontanazzi in
prossimità dell’argine determinando piene eccezionali.
Se una falda si trova tra 2 strati impermeabili, viene chiamata artesiana. In una falda artesiana l’acqua è
tenuta sotto pressione idrostatica. In caso di una perforazione dello strato impermeabile sovrastante, ad esempio
con la costruzione di un pozzo, secondo la Legge di Stevino (P = ρgh), l’altezza della colonna d’acqua sarà
determinata dalla pressione di falda, in quanto h = P/ρg. Se la falda è in pressione elevata e/o si trova a bassa
profondità, il livello dell’acqua potrebbe raggiungere il piano campagna.
14
Prima di iniziare a campionare le acque, è stata condotta una ricerca sui possibili pozzi per prelevare i campioni
per le analisi. La scelta dei pozzi è stata effettuata sia in base ad una disposizione spaziale, in modo da ricoprire
omogeneamente l’intera area comunale, che in base verticale, ovvero secondo la profondità dei pozzi). I pozzi
sono stati selezionati in base a 4 fasce di profondità: 12,5-20 m, 32-40 m, 50-54 m e >70 m, per un totale di 13
pozzi campionati. Di questi, 5 si trovano a Dueville (Fig. 7), 4 a Povolaro (Fig. 8), 2 a Vivaro (Fig. 9) e altri 2 a
Passo di Riva (Fig. 10).
MAPPA GENERALE
Fig. 6: Mappa del territorio comunale di Dueville. I pozzi sono segnati in rosso ed il numero identifica il punto di
campionamento in modo univoco.
15
DUEVILLE
Fig. 7: Mappa di Dueville. I pozzi sono segnati in rosso ed il numero identifica il punto di campionamento in
modo univoco.
16
POVOLARO
Fig. 8: Mappa di Povolaro. I pozzi sono segnati in rosso ed il numero identifica il punto di campionamento in
modo univoco.
17
VIVARO
Fig. 9: Mappa del territorio comunale di Vivaro. I pozzi sono segnati in rosso ed il numero identifica il punto di
campionamento in modo univoco.
18
PASSO DI RIVA
Fig. 10: Mappa del territorio comunale di Passo di Riva. I pozzi sono segnati in rosso ed il numero identifica il
punto di campionamento in modo univoco.
19
4. MATERIALI E METODI
Per la protezione dal rischio biologico dai microrganismi in analisi e dal rischio di contaminazione di questi dalle
modalità di lavoro, sono state eseguite delle procedure per i prelievi, trasporto e le analisi dei vari parametri
seguendo le linee guide indicate dall’istituto Superiore di Sanità (Ottaviani & Bonadonna, 2000) e la guida
generale del Testo Unico Sicurezza Lavoro (D.Lgs. 81/2008).
I parametri presi in considerazione per l’ analisi sono stati chimico-fisici (torbidità, temperatura, durezza,
conducibilità, pH, ossidabilità), chimici (cloruri, solfati, nitrati, ammoniaca, nitriti, fosfati) e microbiologici
(C.M.T. (Conta Microbica Totale) a 22°C e a 37°C, Coliformi totali, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa,
Clostridium perfringens, Legionella pneumophila, Enterococchi.).
4.1 Campionamento
Per svolgere il campionamento e sottoporlo poi all’analisi si deve prestare attenzione ad alcuni accorgimenti. Nel
campionamento è necessario che il volume di acqua sia sufficiente perché questo sia condotto all’analisi, in questo
caso per ogni pozzo è stata prelevata una quantità di 3 litri. Il prelievo per parametri microbiologici viene
effettuato in bottiglie di vetro borosilicato sterili a perfetta tenuta. La sterilizzazione viene effettuata in autoclave a
121°C per 15 minuti. I tappi poi devono essere ricoperti da un foglio protettivo, in genere di alluminio per evitare
una contaminazione. Le bottiglie vengono identificate univocamente scrivendo il numero dei campioni con un
pennarello.
Spesso non è stato possibile prelevare i campioni di acqua direttamente dal pozzo perché frequentemente
era privo di rubinetto, perciò è stato necessario campionare nel punto più adiacente (servizi sanitari, cucine..). Al
fine di ottenere un’analisi accurata, il rubinetto e la tubazione sono stati sterilizzati tramite bunsen e l’acqua è stata
lasciata scorrere per 2-3 minuti. La bottiglia sterile quindi è stata flambata, riempita con il campione d’acqua e
riflambata una seconda volta, infine è stata immediatamente chiusa col tappo. Per l’analisi chimica la bottiglia
deve essere riempita fino all’orlo, per la microbiologia invece deve essere lasciata aria per permettere gli scambi
gassosi e mantenere in vita i microrganismi presenti nel campione.
Al fine di ottenere risultati attendibili, l’ analisi microbiologica deve essere eseguita il prima possibile,
mentre per i valori di conducibilità e pH che mutano al variare della temperatura, è importante che le analisi siano
eseguite al momento del prelievo. Gli strumenti (ph-metro, conduttimetro e termometro) vengono immessi in un
beker riempito con il campione e lasciati fino a che la lettura dei valori sia diventata stabile.
20
4.2 Trasporto e conservazione del campione
Esposizioni di calore influenzano i valori di pH e della conducibilità, ed un crescita dei possibili microrganismi
presenti nell’acqua prelevata. E’ stato necessario quindi che i campioni venissero trasportati in contenitori termici e
che i parametri sovraccitati venissero rilevati al momento.
4.3 Parametri chimico-fisici
Tra i parametri chimico-fisici ricercati figurano la temperatura, la conducibilità, il pH, la torbidità, la durezza e
l’ossidabilità. I primi 3 vengono analizzati nella fase di campionamento, gli ultimi in laboratorio.
4.3.1 TEMPERATURA
La temperatura è una misura significativa che influenza molti parametri, quali il pH (che diminuisce all’aumentare
della temperatura) , la conducibilità (varia accrescendosi o diminuendo a secondo delle sostanze presenti) o la
quantità massima di ossigeno disciolto, quest’ultimo potrà essere maggiormente contenuto man mano che la
temperatura diminuisce.
La temperatura influisce anche sulla velocità dei processi biochimici e sulla degradazione della sostanza
organica da parte dei microrganismi, comportando un maggiore consumo di ossigeno. Inoltre a temperature più
elevate certe sostanze tossiche come i cianuri possono risultare più attive.
4.3.2 CONDUCIBILITA’
Rappresenta una misura indiretta del TDS (Total Dissolved Salts) ovvero gli ioni presenti in soluzione (Cl-
, HCO3
-
,
SO4
--
, Na+
, Ca++
, Mg++
), che rendono l’acqua conduttrice. E’ direttamente proporzionale al contenuto salino (TDS)
e quindi al residuo fisso.
Un brusco aumento della conducibilità significa perciò un arricchimento in sali, in particolare in elettroliti
forti, come solfati e cloruri di metalli alcalini o alcalini terrosi, e può essere messo in relazione ad un inquinamento
con reflui domestici e/o industriali (Melchiorre, 1980).
4.3.3 CONCENTRAZIONE IDROGENIONICA (pH)
Il pH è una grandezza legata alla concentrazione degli ioni idrogeno e misura il grado di acidità/basicità. Le acque
dolci variano da un pH di 6,5 ad uno di 8,5. L’acqua pura misura un pH 7, se maggiore siamo in presenza di
alcalinità (può essere dovuta alla presenza di bicarbonato di calcio), altrimenti se minore siamo in presenza di pH
acido. Quest’ultima condizione può essere dovuta all’infiltrazione di acqua da piogge acide, oppure derivanti da
scarichi industriali con pH non neutri.
21
4.3.4 TORBIDITA’
Indica la presenza di sostanze solide in sospensione,solitamente particelle minerali argillose, ma può delineare
anche l’esistenza di un contatto tra falda e piano di campagna.
Il metodo impiegato è stato M.U. 930:1994; un criterio nefelometrico, che riproduce il valore di torbidità, in base
all’intensità della radiazione deviata dalle sospensioni (scattering).
4.3.5 DUREZZA
Riguarda il contenuto di sali di calcio e magnesio nell’acqua ed espressa in genere in termini di mg/L (ppm) di
CaCO3 (°f).
La durezza può essere temporanea se scompare facendo bollire l’acqua, oppure permanente se non
scompare dopo ebollizione. La durezza totale è la somma della durezza temporanea e permanente.
La durezza dipende dal tipo di terreno in cui scorre la falda ed ha un importante indice di qualità delle
acque, in quanto può dare problemi alla cottura dei cibi, precipitazione dei saponi come sali di Ca e/o Mg dei
rispettivi acidi grassi con incrostazioni dei materiali, problemi di salute dovute a calcolosi renali ecc.
Anche se non esiste un limite per la durezza, ma un intervallo consigliato tra i 15 e i 50°f, una durezza
media o elevata potrà determinare una variazione nel gusto dell’acqua.
In base alla durezza le acque si distinguono in:
leggere o dolci = durezza < 15°f
mediamente dure = durezza 15-30°f
dure = durezza > 30°f
Il metodo impiegato è stato M.U. 935:1994; una titolazione complessimetrica che impiega come indicatore un
elettrodo in grado di definire le concentrazioni di Ca e Mg attraverso una differenza di potenziale (il valore è
definito quando tale differenza di potenziale equivale a 0).
4.3.6 OSSIDABILITA’
Definisce il carattere riducente di un corpo idrico. Questa proprietà misura la contaminazione di materiale organico
e di sostanze inorganiche presenti nel campione d’acqua. Questa contaminazione può essere dovuta a composti
dannosi, quali ad esempio i solfiti, solfuri, nitriti, ferro(II), fenoli e altre sostanze organiche. I parametri di legge
fissano il limite massimo di ossidabilità secondo Kubel per l'acqua potabile in 5 mg/L di ossigeno consumato.
Il metodo impiegato è stato M.I. CH_; un criterio volumetrico che sfrutta una soluzione di KMnO4 per ossidare le
sostanze presenti.
22
4.4 Parametri chimici
I parametri chimici presi in considerazione sono: cloruri (Cl-), solfati (SO4
--
), nitrati (NO3
-
),
nitriti (NO2
-
), fosfati (PO4
--
), e ammonio (NH4
+
). Per gli anioni è stata impiegata la cromatografia a scambio ionico,
adottando la metodica UNI 9813:1991 (a parte per i nitriti con i criteri M.I. CH_).
Tale tecniche sfruttano l’affinità delle molecole, a legarsi ad un substrato. Le molecole con un PM maggiore,
esercitano una maggiore forza di legame, difatti il tempo di ritenzione per i solfati (SO4
--
) con un PM di 64 è
decisamente maggiore rispetto ai cloruri (Cl-
) con un PM di 35,5.
Per la ricerca del catione NH4
+
è stata impiegata la metodica M.I. CH_ ; si basa su una misura spettrofotometrica
dopo che il campione di acqua è stato trattato con ipoclorito ( o acqua di cloro ) e fenolo. L’eventuale ammoniaca
presente, reagisce con questi reattivi in ambiente basico, producendo un composto, l’indofenolo, la cui colorazione
blu è proporzionale alla quantità di ammoniaca presente nel campione.
4.4.1 CLORURI (Cl-
)
Di solito nelle acque sotterranee si trovano valori inferiori ai 10mg/L, che risultano a concentrazioni maggiori
avvicinandosi alla costa.
Sono gli elementi principali delle acque marine, questi possono trovarsi nell’acqua delle falde sotterranee
per vari motivi:
- per antichi depositi di origine marina
- soluzione da rocce saline (evaporiti), avviene soprattutto in zone aride per mezzo di precipitazioni o
- irrigazione
- trasporto dal mare alla terraferma per mezzo di evaporazione e successive precipitazioni
- per intrusione di acqua di mare nelle falde sotterranee (in vicinanza delle coste)
- reflui urbani
I cloruri possono comportare vari aspetti negativi; una loro elevata quantità provoca corrosione delle
condotte e modificazioni organolettiche, inoltre l’adsorbimento di questi anioni da parte dei terreni argillosi, può
creare una diminuzione della permeabilità nel terreno.
23
4.4.2 SOLFATI (SO4
--
)
I solfati presenti nelle acque sotterranee possono derivare da:
- evaporiti (gesso)
- decomposizione della sostanza organica
- esalazioni vulcaniche
- concimi (solfato d’ammonio)
- miniere con presenza di pirite (FeS2)
- industrie (cartiere)
- ceneri da caldaie a carbone (2% dei materiali solubili)
I solfati non sono tossici, ma se presenti a elevate concentrazioni (>250mg/L) possono causare irritazioni
gastrointestinali, ingestione prolungata e contribuire anche alla corrosione della rete.
4.4.3 NITRATI (NO3
-
)
I nitrati presenti nelle acque sotterranee possono derivare da:
- reflui urbani:inizialmente non contengono nitrati, poi si formano per nitrificazione
- materiale organico (in ambiente anerobico si trasforma in nitriti, ammoniaca ed azoto): in presenza di
terreno argilloso vengono trattenuti dai colloidi.
I terreni agricoli, in particolare quelli intensivi, altamente fertilizzati, le piogge possono creare
ruscellamento e lisciviazione del materiale organico causando un inquinamento delle falde da parte di nitrati e
nitriti.
4.4.4 NITRITI (NO2
-
)
I nitriti sono ritenuti tossici per l’uomo, in particolare per i bambini, difatti si legano all’emoglobina (formando il
composto metaemoglobina) riducendo il trasporto dell’ossigeno.
Questa presenza è dovuta all’ossidazione dell’ammoniaca o da scarichi industriali, in particolare da quelle
di produzione d’insaccati, poiché i nitriti consentono di conservare il cibo prevenendo la crescita del botulino.
4.4.5 FOSFATI (PO4
--
)
Di solito nelle acque sotterranee si trovano valori inferiori ai 0,1 mg/L. Questa concentrazione nelle falde è così
bassa perché poco solubile, può comunque essere presente per inquinamento da origine agricola (concimi) o da
scarichi urbani (deiezioni,detergenti usati come anticalcareo), in questo caso è meglio approfondire analiticamente
gli altri parametri chimici e biologici.
24
4.4.6 AMMONIO (NH4
+
)
L’ammonio (NH4
+
) è la forma protonata dell’ammoniaca (NH3), e per i processi di riduzione si trova nelle falde a
bassa concentrazione. Concentrazioni elevate possono essere dovute a una contaminazione di liquami domestici o
da aziende zootecniche, in quanto l’ammonio è uno dei principali composti del metabolismo dei mammiferi.
VALORI LIMITE LE PER ACQUE POTABILI (D.Lgs. 31/01)
Come parametri di riferimento ne sono stati selezionati alcuni del D.Lgs. 31/2001.
PARAMETRO UNITA’ DI MISURA VALORE DI PARAMETRO (D.Lgs. 31/01)
TORBIDITA’ NTU (unità nefolometriche di
torbidità)
Accettabile per i consumatori e senza
variazioni anomale
DUREZZA °f 15-50 (valori consigliati)
CONDUCIBILITA’ μS /cm a 20°C 2500
OSSIDABILITA’ mg/L O2 5
CLORURI mg/L 250
NITRATI mg/L 50
SOLFATI mg/L 250
AMMONIO mg/L 0,5
NITRITI mg/L 0,5
FOSFATI mg/L 0,1
CONCENTRAZIONE
IDROGENIONICA
pH >6,5 e > 9,5
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4.5 Parametri microbiologici
Molte malattie infettive sono trasmissibili per via oro fecale: l’acqua se inquinata da immissione di liquami può
fungerene da veicolo. Per evitare il diffondersi d’infezioni e malattie è necessario che l’acqua sia di buona qualità
igienica, ed esente da microrganismi di origine fecale (Escherichia coli, Enterobatteri, Clostridium perfringens).
Per questo motivo il D.Lgs. 31/01 pone dei valori limite per i parametri microbiologici, limitandosi ai soli batteri
di origine fecale e alla Conta Microbica Totale a 22°C e 37°C.
Per un attenta valutazione della qualità dell’acqua è stata eseguita un’analisi anche di altri microrganismi
quali lo Pseudomonas aeruginosa e la Legionella pneumophila.
4.5.1 CONTA MICROBICA TOTALE (C.M.T.)
La conta microbica totale rappresenta la crescita di tutti i microrganismi complessivi, in un terreno aspecifico,
chiamato PCA (Plate Agar Count). La semina viene effettuata in due piastre poste in termostato a due differenti
temperature: la ricerca dei microrganismi psicrofili viene realizzata a 22°C, mentre la crescita dei microrganismi
mesofili a 37°C.
La prima ricerca consente di evidenziare le specie microbiche sporigene, cromogene, putrefattive ecc.,
abbondanti negli strati superficiali del suolo e facilmente adattabili all'ambiente idrico, la seconda consente di
isolare i germi appartenenti alla flora mesofila di origine umana o animale, rilevabili anche dagli strati superficiali
del terreno.
4.5.2 COLIFORMI TOTALI
Sono batteri Gram negativi, di forma bastoncellare, asporigeni, lattosio-fermentanti, aerobi o anaerobi facoltativi,
Appartengono alla famiglia delle Enterobatteriaceae e comprendono microrganismi del genere
Escherichia,Enterobacter,Klebsiella,Citrobacter; nei terreni di coltura crescono a 35-37 °C producendo acido
lattico, gas e aldeidi a seguito di un incubazione di 24-48 ore.
I coliformi totali sono presenti in gran numero sia nel tratto intestinale umano e animale, che
nell’ambiente. Questi microrganismi hanno un grande adattamento alle condizioni ambientali, per questo motivo
l’inquinamento può anche no essere recente.
Le colonie che producono una lucentezza metallica verde dorata indica una presenza di Escherichia coli.
4.5.3 ESCHERICHIA COLI
L’Escherichia coli è un batterio appartenente al gruppo dei coliformi, è di forma quindi bastoncellare; Una sua
presenza nell’ambiente indica una contaminazione fecale, prevalentemente di origine umana e recente, in quanto,
in ambiente esterno ha una ridotta sopravvivenza.
26
L’Escherichia coli è un Gram negativo lattosio fermentante non sporigeno, che cresce ad una temperatura
di 44,5°C.
Questo batterio può dare luogo a malattie intestinali, infezioni nell’apparato urinario, meningite,
peritonite, setticemia e polmonite. Esposti a certi ceppi patogeni, individui normali, sviluppano gastroenterite o
altre infezioni enteriche, mentre soggetti debilitati possono sviluppare polmonite e infezioni urinarie, (in
particolare in seguito all’uso di corpi estranei come cateteri endotracheali, endovascolari ed endovescicali) cui è
stato riscontrato potrebbero essere soggette anche donne sane sessualmente attive (Siber & Samore, 1994).
4.5.4 ENTEROCOCCHI FECALI
Gli enterococchi sono batteri gram-positivi di forma sferica od ovoidale, che si dispongono caratteristicamente in
catene quando crescono in terreni liquidi. La maggior parte degli enterococchi patogeni per l’uomo sono anaerobi
facoltativi, e alcuni sono anaerobi obbligati. Gli enterococchi sono microrganismi relativamente “esigenti”, infatti,
per la loro crescita in laboratorio richiedono terreni arricchiti.
Molti degli enterococchi associati a infezioni umane producono un area di emolisi completa intorno alle
colonie batteriche in colture su agar sangue, un pattern noto come beta-emolisi.
Gli streptococchi beta-emolitici possono essere classificati con il sistema Lancefield, un metodo di
raggruppamento sierologico, basato sulla reazione di specifici antisieri con gli antigeni polisaccaridici della parete
cellulare batterica.
Gli enterococchi patogeni più importanti, E. faecalis ed E. faecium, hanno la tendenza a causare infezioni
negli individui anziani o in soggetti debilitati, che presentano spesso soluzioni a livello mucoso o epiteliale, e negli
individui sottoposti a terapie antibiotiche o a manovre invasive nelle vie urinarie. Questi microrganismi sono
responsabili del 10-20% delle endocarditi sia su valvole naturali che artificiali (Wessels, 2005).
4.5.5 PSEUDOMONAS AERUGINOSA
Se il D.Lgs 31/01 ritiene che l’assenza del batterio Pseaudomonas aeruginosa sia un requisito indispensabile
perché l’acqua in bottiglia venga considerata potabile, questo non vale invece per le acque di falda.Lo
Pseudomonas è un Gram negativo, di dimensioni 0,5-1 x 1,5-5 μm, e la maggior parte di queste specie hanno
tipicamente uno o più flagelli polari privi di rivestimenti esterni. Possono essere anaerobi facoltativi o aerobi
(attraverso anche nitrati). Tali batteri sono tipicamente chemioorganoeterotrofi e nutrizionalmente molto versatili;
alcuni di questi ceppi si sviluppano impiegando carbonio come loro fonte, mentre altri possono crescere con
modalità chemiolitotrofe. (Singleton, 1999).
E’ diffuso in natura, prediligendo gli ambienti umidi, ed è in grado di colonizzare il suolo, acqua e
ambiente, in particolar modo le soluzioni di lavaggio, lavandini, verdure e fiori. Si possono riscontrare anche sugli
animali e l’uomo. (Pollack, 1984).
27
Approfondimenti: caratterizzazione biochimica di alcune specie batteriche
4.6.1 CLOSTRIDIUM PERFRINGENS
Il Clostridium perfringens è significativo per valutare la presenza di inquinamento fecale (Grabow, 1996).
E’ un bacillo Gram positivo anaerobio e sporigeno, di cui si conoscono 5 diversi tipi: A, B, C, D, E.
Le spore di tale batterio sono presenti nelle feci umane e degli animali ma si riscontrano anche nel suolo e
nell’ambiente. Per tale motivo non è insolito trovare alimenti contaminati da queste, ma solo se presenti in gran
numero possono generare una tossinfezione e produrre le enterotossine. (“Igiene”, Monduzzi editore).
I sintomi della tossinfezione si manifestano dopo 6-12 ore dall’ingestione di alimenti contaminati con
dolori addominali, diarrea e nausea, che si risolvono spontaneamente entro 24 ore.
Dato che, in condizioni normali, la tossina beta viene rapidamente inattivata da enzimi proteolitici presenti
del tratto gastrointestinale, la malattia si manifesta in soggetti che hanno un basso livello dei succitati enzimi o a
seguito di comportamenti alimentari che ne limitano la produzione. (“Principi di medicina medica”, casa editrice
Ambrosiana).
4.6.2 LEGIONELLA PNEUMOPHILA
L’art. 4 del D.lgs. comma 1 afferma : “le acque destinate al consumo umano non devono contenere microrganismi
e parassiti, ne altre sostanze, in quantità o concentrazioni tali da rappresentare un potenziale pericolo per la
salute umana”(Gazzetta ufficiale n. 52 3 marzo 2001).
Tra i microrganismi che si possono riscontrare nelle acque di scuole e palestre, si annovera la Legionella
pneumophila. Una sua presenza nell’acqua calda sanitaria, potrebbe arrecare ai bambini, respirandone i vapori,
problemi all’organismo.
E’ stato quindi ritenuto opportuno, che tra i microrganismi ricercati nelle falde di Dueville vi fosse anche
la Legionella pneumophila.
La Legionella pneumophila è un bacillo Gram negativo di dimensioni 0,3-0,9 x 2>20 μm, mobile, aerobio;
chemiorganoeterotrofo. Tale batterio usa gli aminoacidi( in modo non fermentativo) come fonte di carbonio ed
energia; la crescita avviene ad esempio su agar tamponati con carbone arricchiti di cisteina ed estratto di lievito. La
temperatura ottimale in cui la Legionella incontra una crescita maggiore è a 35-37°C, al contrario al di sopra dei
50°C la crescita è nulla.
S’isola in vari ambienti acquatici come fiumi, laghi, idromassaggi, stabilimenti termali e soprattutto in
sistemi di acqua condottata, dove la Legionella può moltiplicarsi grazie alla formazione di concrezioni calcaree
che permettono l’accumulo delle sostanze organiche presenti e la protezione dall’azione dei disinfettanti (Museru
et Al., 1993).
La maggior parte delle specie di Legionella possono essere patogene per l’uomo (Singleton, 1999).
28
In presenza di Legionella pneumphila è possibile contrarre una polmonite, chiamata morbo dei legionari.
Il suo nome deriva da un caso di epidemia di polmonite che colpì 221 soggetti, causando 34 decessi nel mese di
luglio e agosto del 1976, durante un congresso dell’American Legion svoltosi a Filadelfia presso il Bellevue
Strantford Hotel.
La malattia avviene per l’inalazione per via respiratoria, tramite aerosol, della Legionella; in genere dopo un’
incubazione di 2-10 giorni, si manifesta inizialmente con febbre, brividi, cefalea, vertigini, fotofobia e dolori
muscolari, seguiti da tosse secca e difficoltà respiratoria. (Bernstein et al., 1991).
In Italia negli ultimi anni sono stati notificati mediamente un centinaio di casi di legionellosi ogni anno; la
maggioranza di essi viene notificata da poche regioni del Nord e del Centro Italia, mentre solo un numero molto
limitato di casi viene segnalato dalle regioni dell'Italia meridionale (Belillo, 2000).
5. TERRENI E DETERMINAZIONI MICROBIOLOGICHE
5.1 Metodica di filtrazione su membrana
Per le determinazioni microbiologiche è stata impiegata la tecnica
su membrana filtrante. L’apparato utilizzato per tale filtrazione è
costituito da una rampa con supporti e contenitori che possono
essere di acciaio inossidabile, vetro, policarbonato o polipropilene.
Possono essere adoperate apparecchiature singole o in serie,
utilizzando come sistema aspirante una pompa da vuoto azionata
elettricamente. I supporti ed i contenitori devono essere
accuratamente sterilizzati con bunsen prima dell’uso ed al di sotto
di questi vengono poste delle membrane di diametro 47 mm e porosità nominale 0,45μm. Le membrane da
0,45μm sono state impiegate per la ricerca di quasi tutti i microrganismi, tranne per la Legionella che sono state
usate membrane da 0,2μm. La membrana funge da filtro specifico che si lascia attraversare dall’acqua, trattenendo
allo stesso tempo i solidi in sospensione e i microrganismi presenti. Finita la filtrazione si pone la membrana con
pinzetta sterile su terreno specifico, che verrà incubato ad opportune condizioni per valutare la presenza di tali
microrganismi. L’incubazione varia di: temperatura, tempo, % CO2 (Legionella pneumophila) e anossicità
(Clostridium perfringens). A seconda del parametro microbiologico da valutare, variano le condizioni di
incubazione. Le colonie cresciute in piastra, possono essere identificate per un maggior accertamento attraverso il
test dell’API.
29
5.2 Test di identificazione biochimica API®
L'API (biomerieux) viene impiegato per le prove di conferma di un’ analisi. Questo strumento è costituito da una
serie di microprovette, ciascuna delle quali contiene uno specifico test biochimico.
Ogni microprovetta contiene un terreno, in alcune si aggiungerà solo una goccia della sospensione del
campione (O.S. McFarlans), in altre si aggiungerà anche il reattivo ed in altre ancora, per la ricerca di batteri
anaerobi si aggiunge un olio specifico per creare un ambiente anossico. Si pone la galleria in un vasetto con acqua
sterile per non fare evaporare la poca soluzione presente.
Dopo l'incubazione dell’Api, viene eseguita l’identificazione della specie, inserendo la galleria in un
apposito lettore computerizzato che va a valutare l’intorbidimento e le variazioni colorimetriche.
Ogni celletta rappresenta un numero, la sequenza delle positività rappresenterà il codice per
identificare la specie del microrganismo preso in esame.
5.3 Terreni di coltura
Si descrivono in seguito le specifiche dei differenti terreni e le metodiche peculiari di ciascun parametro.
5.3.1 DETERMINAZIONE DELLA CONTA MICROBICA TOTALE
Il terreno che è stato usato per la conta microbica totale è il PCA (Plate Count Agar). E’ un terreno generico non
selettivo, impiegato per far crescere sia i microrganismi psicrofili posti ad incubazione a 22°C che quelli mesofili a
37°C.
Secondo il D.Lgs 31/2001, la ricerca va effettuata in doppio mediante semina per inclusione su terreno PCA, dopo
averlo sciolto. Infine si lascia raffreddare il terreno per circa 10 minuti affinchè si sia solidificato.
Le piastre verranno poi incubate a 22°C per la ricerca dei microrganismi abbondanti negli strati superficiali del
suolo e a 37°C per isolare i microrganismi appartenenti alla flora umana ed animale; tutte le piastre saranno tenute
in termostato per 24h.
Le colonie che si svilupperanno, risulteranno di diversa morfologia e aspetto.
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5.3.2 DETERMINAZIONE DEI COLIFORMI TOTALI
Per la ricerca dei coliformi totali, durante il primo campionamento è stato usato il terreno TTC. Tuttavia,
nonostante il TTC sia indicato nel D.Lgs 31/01, questo è risultato troppo generico, perciò è stato ritenuto più
appropriato adoperare un terreno più selettivo e senza aver bisogno di ulteriori conferme biochimiche: m Endo
Agar.
Nella filtrazione è stato impiegato un volume di campione pari a 100ml, mentre l’incubazione è stata eseguita ad
una temperatura di 37°C x 24 h.
Le colonie caratteristiche per i coliformi totali avranno una colorazione rosso-viola. Tale colorazione deriva dalla
liberazione della fucsina. Le colonie di Escherichia coli avranno anche un aspetto metallico di colore verde-dorato
dovuta alla precipitazione degli aldeidi.
La conferma dell’appartenenza al gruppo dei coliformi totali, viene effettuata con l’inoculo di una colonia su Bile
Verde Brillante (Brillant Green Broth). Provetta 10 ml con BVB liquido e campanella di Duran sul fondo.
Questo terreno inibisce la crescita dei Gram positivi, mentre i batteri appartenenti al gruppo coliaerogenes si
manifestano con intorbidimento del campione e producendo gas durante la fermentazione del lattosio.
5.3.3 DETERMINAZIONE DI ESCHERICHIA COLI
Per la determinazione dell’Escherichia coli si filtra su membrana 100ml
di campione, che viene posta successivamente su terreno TTC.
L’incubazione viene poi effettuata ad una temperatura di 44°C x 24 h.
Le colonie di Escherichia coli risulteranno di colore rosso. Eventuali altre
colonie (marroni o gialle), appartengono a specie differenti e pertanto non
vanno conteggiate.
Per accertarsi della presenza nel campione di Escherichia coli, si mette
una di queste colonie nel terreno TBX seminandola con ansa. La piastra
verrà incubata a 44°C per 48 ore.
L’azione selettiva è dovuta alla presenza dei sali biliari, inibitori per i batteri Gram positivi, l’enzima
glucoronidasi poi da luogo alle colonie di Escherichia coli di un pigmento blu-verde.
31
5.4.4 ENTEROCOCCHI
Per la determinazione degli enterococchi sono state impiegate membrane filtranti 0,45μm dove è stato trasferito
100ml di campione. Le membrane sono state poste su terreno Slanetz Bartley ed incubate ad una temperatura di
37°C x 24h.
La positività è data dalla formazione di colonie rosso mattone di 0,3-2mm di diametro.
Per valutare se tra gli enterococchi sono presenti streptococchi fecali, le membrane collocate in SB
vengono disposte in piastre con terreno Bile Azide Agar esculina ed incubate per 2 ore in termostato a 44°C.
Gli enterococchi hanno la capacità di idrolizzare l’esculina in presenza di Bile reagendo poi con il citrato
ferrico presente nel terreno, formando così un alone marrone scuro- nero intorno alle colonie. Questo terreno è
molto selettivo, in quanto la crescita di batteri Gram negativi sarà inibita dalla presenza di sodio azide.
5.4.5 DETERMINZIONE DI PSEUDOMONAS AERUGINOSA
Per la determinazione dello Pseudomonas aeruginosa si filtrano 250ml su membrane filtranti 0,45μm, poste
successivamente su terreno Agar Cetrimide. L’incubazione viene poi effettuata ad una temperatura di 37°C x 24 h.
Lo sviluppo di colonie di tale batterio, assumeranno un colore giallo-verde, di morfologia piatta e con
margini lisci.
32
Il terreno Cetrimide Agar stimola lo Pseudomonas aeruginosa a produrre piocianina e fluoresceina.
Queste sostanze portano le colonie dello Pseudomonas aeruginosa ad essere fluorescenti sotto lampada UV.
La maggior parte di queste colonie però spesso appartiene alla specie Pseudomonas fluorescens, perciò
questo terreno è ancora indicativo per la conferma della presenza dello Pseudomonas aeruginosa.
Per questo motivo si procederà alla prova dell’API 20 NE (per i non enterobatteri) che,attraverso un apposito
lettore computerizzato verrà identificata la specie presa in esame.
5.4.6 DETERMINAZIONE DI CLOSTRIDIUM PERFRINGENS
Per la determinazione del Clostridium perfringens sono state usate membrane filtranti da 0,45μm, dove sono stati
trasferiti 100ml di campione, questa membrana è stata posta successivamente su terreno mCP .
Il Clostridium perfringens si sviluppa in ambienti anaerobici, per questo motivo si mette la piastra ad
incubare in Giara, ovvero un contenitore sigillato contenente una busta di AnaerogenTM
. L’ossigeno atmosferico
con la busta AnaerogenTM
viene rapidamente assorbito con la formazione di CO2. Entro 30 minuti il livello di
ossigeno in Giara scende ad una concentrazione inferiore all’1%, mentre quella di biossido di carbonio sale
arrivando tra il 9 ed il 13% (Anaerogen TM, Oxoid). L’incubazione avviene a 44°C x 24h. Con la fermentazione
del saccarosio e con la conseguente riduzione del pH, le colonie di Clostridium perfringens risulteranno gialle. Le
colonie degli altri Clostridium invece rimarranno di colore viola, oppure avranno un aspetto blu-verde.
Per confermare la presenza nel campione di Clostridium perfringens le colonie vanno ulteriormente saggiate.
Viene verificata l’attività della fosfatasi acida, caratteristica di tale batterio, tramite l’esposizione ai vapori di
idrossido di ammonio per 20-30 secondi. Il difosfato di fenolftaleina viene scisso dalla fosfatasi acida, per questo
motivo le colonie di Clostridium perfringens virano in una colorazione che va dal rosa al rosso.
Per accertarsi ulteriormente della presenza del Clostridium perfringens, una delle colonie cresciute sull’
mCP viene seminata su terreno SPS. Le piastre seminate poi vengono messe ad incubare a 36°C per 48 ore.
33
La maggior parte dei clostridi riduce il solfito a solfuro, che reagisce con il citrato ferrico, formando
solfuro di ferro che precipita e causa l’annerimento delle colonie. La crescita di altri microrganismi Gram-positivi
e Gram-negativi solfito-riduttori risulta inibita per la presenza di polimixina e sulfadiazina.
5.4.7 DETERMINAZIONE DI LEGIONELLA PNEUMOPHILA
Secondo il metodo ufficiale (5/5/2000) il volume consigliato per analizzare la Legionella tramite filtrazione è 1L.
In questa filtrazione la membrana adoperata contiene con porosità minore rispetto alle altre filtrazioni (0,2μm).
Questa membrana dopo avvenuta filtrazione viene introdotta in una bottiglietta sterile a tappo a vite (da
250ml) contenente 10ml dello stesso campione.
Se non è possibile l’analisi immediata, la bottiglietta verrà posta a conservazione in frigo a 4°C e il
campione dovrà essere analizzato entro una settimana.
Il filtrato depositato sulla membrana, viene risospeso con il vortex per circa 30 secondi, il contenitore che
la contiene sarà poi aperto in una cappa, in conformità alla EN12469:20.
Una parte di questa sospensione è stata trasferita mediante una pipetta Pasteur, in una provetta sterile e
posta in bagno termostatato a 50°C per 30 minuti. Il trattamento a caldo selettivo,viene effettuato al fine di ridurre
il numero di funghi, Pseudomonas e specie Proteus.
Al termine di questo trattamento, sono stati seminati, su due differenti capsule di terreno selettivo di
GVPC o MWY, 0,1ml del campione trattato a caldo e di quello non trattato, distribuendo l’inoculo sull’intera
superficie con una spatola sterile. Le piastre vengono incubate per 2 settimane ad una temperatura di 37°C con
atmosfera a 2,5 % di CO2.
Le colonie di Legionella pneumophila assumono un tipico aspetto “a vetro smerigliato” con riflessi perlacei
iridescenti di diametro 1-2mm. Le colonie caratteristiche di questa specie sono lisce con bordo continuo; spesso
assumono colore bianco o grigio-blu-porpora.
Le colonie cresciute in ciascuna capsula, che hanno assunto morfologia e colorazione di Legionella
pneumophila, sono state avviate alle successive prove di conferma.
34
Il primo test di conferma è stato eseguito prelevando con ansa sterile le colonie e seminate in parallelo sia
nel terreno di crescita BCYE senza cisteina che nel terreno agar sangue. L’incubazione delle rispettive capsule è
avvenuto a 37°C per 48h.
La Legionella, a differenza degli altri batteri, richiede cisteina per la crescita. La positività del test perciò
viene dettata dall’ assenza di crescita in entrambe le piastre.
Per le colonie di morfologia differente saranno eseguite delle prove di conferma con 3 tipi di reagenti al
fine di valutare se appartengono al sierogruppo 1, al sierogruppo 2-14 o ad una Legionella spp.. Nella prova si
pone 1 goccia di ciascun reagente al lattice all’interno dei 6 cerchi predisposti sul cartoncino di reazione. Poi viene
posta in prossimità del reagente 1 goccia di soluzione tampone per diluizioni. In seguito con un ansa sterile si
preleva 1 colonia al fine di venire emulsionata con la soluzione tampone. Infine si mescola i reagenti al lattice con
la sospensione.
La positività del test, sarà dettata da un eventuale presenza di agglutinazione. Se entro 1 minuto avviene
l’agglutinazione delle particelle di lattice blu, significa che sono stati individuati gli antigeni del gruppo di
Legionella. La positività del sierogruppo 1 indica la forma più virulenta del ceppo di Legionella pneumophila che
può causare il morbo dei legionari o legionellosi. Un test positivo per il sierogruppo 2-14 rappresenta una
presenza di Legionella pneumophila meno pericolosa e può causare la febbre di Pontiac, che è simile ad una
comune influenza. Se l’agglutinazione avviene con il terzo reagente, la colonia è rappresentata dalla Legionella
spp. (Diagnostic Reagents, Legionella Test, gennaio 2005).
35
VALORI LIMITE PER LE ACQUE DESTINATE AL CONSUMO UMANO D.LGS 31/01
Al fine di ottenere un’acqua di buona qualità per la salute umana è stato redatto il D.Lgs 31/01 che definisce la
conformità di un acqua potabile attraverso la fissazione di valori limite:
PARAMETRO UNITA’ DI MISURA VALORE DI PARAMETRO
D.Lgs. 31/01
Escherichia coli UFC/100ml 0
Enterococchi UFC/100ml 0
C.M.T. 22°C UFC/1ml 100
C.M.T 37°C UFC/1ml 20
6. RISULTATI
Presentiamo ora i risultati ottenuti dalle analisi chimiche e microbiologiche delle acque dei vari pozzi del comune
di Dueville. I parametri non conformi ai limiti del D.Lgs 31/01 sono evidenziati in colore arancio.
6.1 Dati chimico-fisici
36
37
6.2 Dati microbiologici
38
ANALISI MICROBIOLOGICHE MAGGIO-LUGLIO 2011
Per la ricerca dei coliformi totali è stata seguita la consueta prassi standard dell’analisi delle acque usando il
terreno TTC, ma questo è stato risultato essere poco selettivo per la crescita dei succitati batteri. In una seconda
analisi effettuando il confronto tra il TTC e un altro terreno, l’mEndo, quest’ultimo è risultato essere più selettivo.
A livelli di profondità medio-profonda ci si attendeva un’ acqua di qualità migliore rispetto alle falde dei
primi 3 pozzi profonde dai 12,5 ai 20m, tuttavia, una significativa presenza microbica, sia in termini di UFC che in
numero di indicatori, è stata riscontrata nelle falde a profondità 32-70m e nel pozzo n.13 situato 100m di
profondità.
La presenza poi, nel pozzo n. 7 (area verde) di Clostridum perfringens e non di Enterococchi o
Escherichia coli, fa pensare ad un inquinamento remoto di origine fecale. Inoltre, nel mese di luglio c’è stato un
incremento della crescita di enterococchi soprattutto nella falda intermedia compresa tra 50-70m.
Le falde superficiali tra 12,5 e 20m (privati) risultano particolarmente pulite sotto il profilo
microbiologico, questo induce a pensare che il comune di Dueville è molto attento a prevenire l’inquinamento
delle falde acquifere e che la contaminazione è avvenuta nelle falde più profonde può essere causata da
infiltrazioni nei pozzi o da un inquinamento dei comuni a monte.
La Legionella che è presente in ambienti umidi e caldi come tubature, è stata constatata nel pozzo n. 13
(palestra) a maggio e giugno e nel pozzo n. 11(scuola) a luglio. Il peggioramento della qualità dell’acqua sotto il
profilo microbiologico del pozzo n. 11 può essere attribuito al ridotto uso dei rubinetti per la chiusura delle scuole.
39
Le analisi eseguite in periodi differenti, sottolineano lo stretto legame della temperatura con i batteri
presenti a certe profondità; esami eseguiti nel mese di maggio, rilevano una massiccia presenza di CMT a 37°C ad
una profondità di 37-40m, quelle invece eseguite nel mese di giugno sono stati rilevati a 32-37m, mentre in quelle
di luglio, la contaminazione è stata riscontrata a 15-32m.
ALTRI MICRORGANISMI TROVATI:
Nelle piastre con terreno TTC è stata evidenziata una presenza di colonie morfologicamente atipiche, è
stato quindi necessario effettuare un’ ulteriore analisi, attraverso l’API GN32 (per la ricerca di Gram negativi),
rinvenendo batteri opportunisti, in grado di creare problemi alla salute a bambini con pochi anni di età,
caratterizzati da una carenza efficiente di risposta immunitaria, o a soggetti immunocompromessi.
ACINETOBACTER LWOFFII
I microrganismi del genere Acinetobacter sono saprofiti ubiquitari del suolo e dell’acqua che, insieme ai generi
moraxella, neisseria, e kingella, appartengono alla famiglia delle Neisseriaceae. Come gli altri membri della
famiglia, si tratta di diplococchi gram-negativi che causano infezioni delle vie urinarie, delle meningi e delle basse
vie respiratorie. Analogalmente i ceppi di Acinetobacter possono causare setticemia ed endocardite sia acuta che
subacuta.
ENTEROBACTER SAKAZAKII
L’ Enterobacter sakazakii, appartiene alla famiglia delle Enterobacteriacee; è un batterio Gram negativo,
asporigeno ed anaerobio facoltativo in grado di utilizzare il lattosio e i citrati, produce quindi la β-galattosidasi e
la citrasi.
Questo batterio è un microrganismo ubiquitario ed è stato individuato in molteplici habitat: alimenti
(formaggi, tofu, pane fermentato, carne affumicata, salsiccia, tè, riso, cereali, cioccolato, farina, pasta, latte in
polvere), ambiente (suolo e acqua), liquidi biologici (liquido cerebro-spinale, sangue, midollo osseo, espettorato,
urina, appendice infiammata, tratti intestinale e respiratorio, occhi, orecchie, feci), ospedali (reparto preposto alla
preparazione del latte in polvere, stetoscopio, spazzolini per la pulizia del biberon) e industria alimentare (Iversen
& Forsyte, 2003).
Nelle fasi iniziali dell’infezione da Enterobacter sakazakii i sintomi sono generalmente rappresentati da:
inappetenza, irritabilità, ittero, respiro affannoso, pallore, cianosi, collasso, spasmi, instabilità della temperatura
corporea (Bar- Oz et al., 2001).
La forma di infezione più grave è la meningite, che negli stadi più avanzati della malattia provoca come
conseguenze ventricolite, formazione di ascessi, cisti e infarti cerebrali, e lo sviluppo di idrocefalo e serio
danneggiamento neurologico (Lai, 2001). Il tasso di mortalità varia dal 40 all’80% (Stock & Wiedmann, 2002).
40
SERRATIA LIQUEFACIENS
La Serratia è un genere di batteri Gram-negativi, anaerobi facoltativi, appartenente alla famiglia delle
Enterobacteriaceae. Le specie più comuni nel genere, Serratia marcescens, è normalmente l'unico patogeno e di
solito causa infezioni nosocomiali. Tuttavia, rari ceppi di Serratia plymuthica, Serratia liquefaciens, Serratia
rubidaea, e Serratia odoriferae possono causare infezioni nelle vie respiratorie e urinarie. I membri di questo
genere producono caratteristico pigmento rosso, e può essere distinto da altri membri della famiglia
Enterobacteriaceae dalla sua produzione unica di tre enzimi: DNasi, lipasi, e gelatinasi.
. E’ la Serratia specie più diffusa in ambiente naturale (MeSH, 2007).
Tale batterio è responsabile di circa il 2% delle infezioni nosocomiali del sangue, del tratto respiratorio
inferiore, del tratto urinario, delle ferite chirurgiche, della pelle e dei tessuti molli nei pazienti adulti, inoltre
può causare anche endocarditi e osteomieliti alle persone dipendenti da eroina.
41
6.3 Confronto con dati precedenti (ricavati dal “Centro Idrico di Novoledo”):
6.3.1 PARAMETRI CHIMICO-FISICI
NOTA: valori di conducibilità rapportati a 10
I dati rilevati dall’acqua proveniente dal pozzo n. 1, indicano che negli ultimi anni si è assistito ad un aumento
della torbidità, ma allo stesso tempo un miglioramento degli altri parametri chimici: durezza, nitrati (quasi
dimezzati dal 2007) e solfati. I cloruri, hanno seguito un insolito percorso, aumentando nel periodo 2007-2009 per
poi di nuovo diminuire nel 2011.
42
NOTA: valori di conducibilità rapportati a 10
I dati rilevati dall’acqua proveniente dal pozzo n. 2, indicano un aumento di torbidità nel periodo 2005-2008 e
una riduzione a partire dal 2009. La presenza dei nitrati è molto bassa e potrebbe significare che le infiltrazioni di
acqua da terreni agricoli o i contatti con reflui organici siano pressoché assenti. Scarsa è anche la presenza dei
cloruri, pertanto si deduce un basso contatto tra i reflui urbani, che sono soliti contenerli, e le falde.
43
NOTA: valori di conducibilità rapportati a 10
Nel 2002 l’acqua del pozzo n. 7 risultava di buona qualità. Nel 2011 c’è stata una contaminazione, lo si nota
dall’aumento dei valori di molti parametri: torbidità (quadruplicata), cloruri (triplicati), conducibilità, durezza e
nitrati. I valori comunque sono ancora entro i valori di potabilità.
44
NOTA: valori di conducibilità rapportati a 10
L’acqua proveniente dal pozzo n. 13 ha forti problemi di torbidità, la quale influenza ha portato l’aumento del pH
e dell’ ossidabilità (entrambi comunque entro i limiti di potabilità). Si nota tuttavia una bassa presenza di cloruri,
indice di scarsa presenza di reflui clorurati.
45
6.3.2 PARAMETRI MICROBIOLOGICI
CAMPIONE N.1, PROFONDITA’: 12,5m
*= colonie non confermate con Bile Verde Brillante
Le analisi condotte fino al 2007-2008, hanno registrato un elevata CMT a 22°C e a 37°C. Dalle ultime analisi
eseguite, è stata osservata una netta diminuzione della presenza di questi.
C.M.T. 22°C C.M.T. 37°C COLIFORMI
TOT
E.COLI ENTEROCOC
CHI
2005 mag 7 3 0 0 0
2006 giu 4 4 0 0 0
2007 giu 80 15 0 0 0
2008 giu 60 80 0 0 0
2009 apr 15 10 0 0 0
2011 mag 0 0 57 (TTC)* 0 0
2011 giu 0 6 0 0 0
2011 lug 0 1 0 0 0
46
CAMPIONE N.2, PROFONDITA’: 15m
*= colonie non confermate con Bile Verde Brillante
Dalla tabella si può notare una forte presenza di microrganismi che crescono a 22 °C nel periodo 2004-2005,
nell’anno 2005 è stata registrata anche la crescita di microrganismi a 37°C; se ne deduce perciò che in quel
periodo c’è stata un’ infiltrazione di acqua superficiale nella falda o nel pozzo. Questa crescita si è attenuata fino a
C.M.T. 22°C C.M.T. 37°C COLIFORMI
TOT
E.COLI ENTEROCOC
CHI
2002 giu 15 2 0 0 0
2003 giu 25 10 0 0 0
2004 giu >100 10 0 0 0
2005 mag >100 >100 0 0 0
2006 mag 20 4 0 0 0
2007 mag 10 3 0 0 0
2008 mag 4 2 0 0 0
2009 apr 20 3 0 0 0
2010 mag 50 9 0 0 0
2011 mag 4 1 >200 (TTC)* 0 0
2011 giu 30 7 0 0 0
2011 lug 0 180 0 0 0
47
giugno 2011. Nel mese di luglio è risultata una forte crescita di microrganismi a 37°C, probabilmente ciò è dovuto
al fatto che questo mese le temperature sono più elevate.
CAMPIONE N.7, PROFONDITA’: 50m
C.M.T. 22°C C.M.T. 37°C COLIFORMI
TOT
E.COLI ENTEROCOC
CHI
2003 ott 50 2 0 0 0
2011
mag
17 11 >200
(TTC)*
0 0
2011 giu 86 15 7 0 0
2011 lug 11 30 0 0 0
*= colonie non confermate con Bile Verde Brillante
NOTA: valori coliformi totali moltiplicati x 3
Il campione numero 7, come già stato anticipato, ha rilevato una presenza di coliformi totali nel periodo di
maggio-giugno del 2011, si è riscontrato che nella precedente analisi, ottobre 2003, non c’era presenza di
coliformi totali. Questo deduce che l’inquinamento è recente. Bisogna però tenere presente che la temperatura
dell’acqua analizzata nel 2011 era maggiore rispetto a quella dell’analisi dell’ottobre 2003.
48
CAMPIONE N.13, PROFONDITA’: 100m
C.M.T. 22°C C.M.T. 37°C COLIFORMI
TOT
E.COLI ENTEROCOC
CHI
2004 mag 70 25 0 0 0
2005 mag 40 >100 0 0 0
2006 mag 50 10 1 0 0
2007 mag >100 10 30 0 7
2008 apr >100 15 1 0 0
2009 mag >100 25 6 0 0
2011 mag 0 3 116* (TTC) 0 1
2011 giu 61 29 0 0 0
2011 lug 76 93 0 1 1
*= colonie non confermate con Bile Verde Brillante
NOTA: Valori Coliformi totali, E. Coli ed Enterococchi moltiplicati x 3
Come si deduce, il campione numero 7 ha avuto sempre molti problemi di contaminazione microbiologica. La
presenza di batteri a 22°C e 37°C è molto elevata sin dal 2004. La presenza di coliformi totali nel 2007 è stata
addirittura di 30 colonie. L’Escherichia coli è un fenomeno recente, in quanto non era mai stato trovato dal maggio
2004. La crescita di colonie di enterobatteri invece era già stata provata nel 2007 con una presenza di 7 colonie.
49
7. CONCLUSIONI
7.1 Alcuni suggerimenti e considerazioni
SINTESI DISCUSSIONE E CONSIDERAZIONI
Con questa tesi ho voluto fare una valutazione della qualità dell’acqua della zona del comune di Dueville e
valutare la conformità di queste.
Le analisi chimiche e microbiologiche hanno dimostrato che non tutti i pozzi hanno una elevata qualità
dell’acqua.
La presenza di Escherichia.coli ed Enterococchi indicano se è avvenuto un inquinamento fecale e quindi se
l’acqua è potabile o meno. Questo inquinamento in alcune acque c’è stato, ma a valori molto bassi, tali da non
creare problemi all’uomo se non alle persone immunocompromesse.
A maggio nel pozzo del campione numero 10 si è rilevato la presenza di Enterobacter sakazakii.. Anche
questo batterio può creare problemi solamente alle persone immunocompromesse o ai bambini al di sotto dei 3
anni.
In molti casi sono stati trovati Escherichia coli ma spesso con presenza di una colonia tali da non creare
un reale rischio per la salute. La presenza di Enterobatteri invece è stata di maggior rilevo, in particolare nel mese
di luglio, nella maggior parte dei pozzi medio-profondi: n.9 (50m), n.10 (54m), n.11 (70m), n.13 (100m). Si fa
notare che nel mese di luglio, i rubinetti non erano stati adoperati per un mese, è opportuno tuttavia, per evitare
tale disagio, fare opera di monitoraggio.
Nei parametri chimici gli unici problemi rilevati sono stati la torbidità, soprattutto nel pozzo del campione
numero 8(46,5) e del campione numero 13(23), ciononostante non c’è un valore limite preciso per dare la
potabilità ad un acqua.
Alcuni studi hanno evidenziato che la concentrazione dei nitrati a Lugo Vicentino arriva a 200mg/l. Visto
anche la bassa profondità delle falde nel comune di Dueville e la provenienza di queste da estese zone agricole, si
pensava una elevata presenza di nitrati, ma non si è verificata (Altissimo, 1990).
Ci si aspettava concentrazioni più elevati di cloruri nelle falde alimentate dal bacino Torrebelvicino-
Schio-Marano che è pesantemente contaminato da solventi organo clorurati, fortunatamente questo inquinamento
non è stato rilevato (Zitelli & Michieletto, 1992).
50
CONFORMITA'
Pozzo n.1
L’acqua del pozzo n.1 è conforme in tutti a parametri per tutto il periodo di maggio-luglio.
Pozzo n.2
L’acqua del pozzo n.2 è conforme nel mese di maggio e nel mese di giugno, diversamente questa non lo può essere
nel mese di luglio per una crescita massiccia nella C.M.T. a 37°C (180 colonie).
Pozzo n.3
L’acqua del pozzo n.3 è conforme a tutti i parametri per tutto il periodo di maggio-luglio.
Pozzo n.4
L’acqua del pozzo n.4 è conforme nel mese di maggio, mentre nel mese di giugno è stata riscontrata un’ elevata
presenza di: C.M.T. a 22°C (>200 colonie), C.M.T. a 37°C (22 colonie) e di Enterococchi (1 colonia); nel mese di
luglio i valori dei parametri sovraccitati non sono diminuiti, anzi è stata riscontrata una presenza di >200 colonie
per entrambi i valori di C.M.T.. Inoltre nel mese di luglio è stata individuata una presenza di coliformi totali (una
colonia).
Pozzo n.5
L’acqua del pozzo n. 5 presenta un elevata C.M.T. a 37°C con rispettivamente 71 colonie a maggio e >200 a
giugno, in quest’ultimo mese è risultato un elevato sviluppo di colonie nella C.M.T. a 22°C (>200). Nel mese di
luglio i valori sono tornati sotto i limiti del D.Lgs 31/01.
Pozzo n.6
Nell’acqua del pozzo n.6 risulta una C.M.T. a 37°C al di sopra della soglia limite del D.Lgs 31/01 (33 colonie).
Nei mesi di giugno e luglio tale valore scende facendo risultare un acqua potabile.
51
Pozzo n.7
L’acqua del pozzo n.7 rilevata nel mese di maggio, può essere definita potabile secondo il D.Lgs 31/01 nonostante
la presenza di Clostridium perfringens. (23 colonie) e di Serratia liquefaciens. La specie riscontrata nelle acque di
Dueville: la Serratia liquefaciens si trova generalmente nelle piante e nel tubo digerente dei roditori e a causa di
queste sarebbe necessario che le persone immunocompromesse prestassero attenzione. Anche nel mese di giugno
l’acqua si mostra conforme sebbene siano presenti 7 colonie di coliformi totali. Diversamente, nel mese di luglio è
stata riscontrata una consistente crescita di C.M.T. a 37°C (30 colonie).
Pozzo n.8
L’acqua del pozzo n. 8 è risultata conforme nei mesi di maggio e luglio. Nel mese di giugno invece è emersa una
crescita di una colonia di Escherichia coli. Inoltre, in tale mese, è emersa una considerevole crescita di
Pseudomonas aeruginosa (15 colonie).
Pozzo n.9
Come per la maggior parte dei pozzi, l’acqua del pozzo n.9 risulta potabile nel periodo di maggio-giugno, nel mese
di luglio al contrario è stata riscontrata una crescita di Enterococchi (8 colonie), con la conseguenza della perdita
di conformità. E’ rilevata anche una elevata presenza di Pseudomonas aeruginosa (9 colonie).
Pozzo n. 10
L’acqua del pozzo n.10 è risultata potabile sia nel mese di maggio ( nonostante vi sia stata una crescita di una
colonia di Clostridium perfringens e di Enterobacter sakazakii) che nel mese di giugno. Nel mese di luglio, la
perdita di conformità, è dovuta ad una crescita di CMT a 37°C (63 colonie).
Pozzo n.11
L’acqua del pozzo n. 11 risulta potabile nel periodo di maggio-giugno, ma ha destato problemi nel terzo mese per
la presenza di C.M.T. a 37°C (93 colonie) ed Enterobatteri; come accennato precedentemente, ciò può essere
dovuto al mancato uso dei rubinetti per circa un mese.
Pozzo n. 12
L’acqua del pozzo n.12 risulta potabile ai sensi del D.Lgs. 31/01 in tutto il periodo di maggio-luglio.
Pozzo n.13
Nell’acqua del pozzo n.13 è conforme nel mese di maggio, ma è stata riscontrata una consistente crescita di
Legionella pneumophila: si consiglia quindi di monitorare tale pozzo al fine di non arrecare problemi di salute alle
persone immunocompromesse. La potabilità che può essere attribuita anche nel mese di giugno, non lo può essere
nel mese di luglio, in quanto è stata rilevata una crescita di: 36 colonie nella C.M.T. a 37°C, 9 colonie di
enterobatteri e una colonia di Escherichia coli. Inoltre è emersa una presenza di Acinetobacter lwoffii.
52
In conclusione solo 2 pozzi su 13 contenevano acque che potevano considerarsi conformi secondo i valori limite
dettati dal D.Lgs 31/01. Questi sono: il pozzo n. 1 (privato), situato a Passo di Riva la cui falda è ubicata a 12,5m
ed il pozzo n. 12 (piscina), collocato a Dueville la cui falda si trovava a 90m di profondità. Considerando il fatto
che i limiti del D.Lgs 31/2001 tutelano largamente la salute pubblica, in particolare i soggetti
immunocompromessi, le acque di falda dell’area di Dueville non recano problemi rilevanti alla salute. Questa
condizione favorevole potrebbe essere alterata da possibili infiltrazioni nelle tubazioni, pertanto un sarebbe
consigliabile allacciare la rete ad un acquedotto per evitare le contaminazioni.
SUGGERIMENTI
Nei luoghi dove si usano docce calde e quindi inalazione di vapori (in particolare il pozzo n.13), c’è il rischio di
presenza di legionella, quindi sarebbe opportuno un intervento di disinfezione delle tubature.
In alcuni pozzi dove le acque vengono usate da bambini, soggetti con più rischio di infezione da un
agente patogeno, sarebbe opportuno un attento monitoraggio; in particolare nei pozzi dove vi è stata presenza di
Escherichia coli, Clostridium ed Enterobatteri (pozzo n.4, pozzo n.7, pozzo n. 9 e pozzo n. 11).
L’acqua del pozzo n. 10 presenta l’Enterobacter sakazakii, perciò è opportuno limitare
l’approvvigionamento potabile ai soli soggetti maggiori di 3 anni di età e non immunocompromesse.
Per quanto riguarda il pozzo n. 7, dall’anno 2003 al 2011 è stato l’unico tra i 4 pozzi presi di riferimento
che ha subito un incremento notevole dei valori chimici. In questo modo si deduce che in questo pozzo ci siano
infiltrazioni dall’ambiente esterno, facilitato dal fatto di non essere cementato attorno.
I prelievi di queste acque sono stati effettuati in un comune circondato da ampi terreni coltivati. Nella
nostra regione viene usata diffusamente l’irrigazione a scorrimento, creando oltre ad un grande spreco di acqua
anche ad un infiltrazione di acqua contaminata alle falde. Potrebbe essere sostituita dalle irrigazioni a pioggia o a
goccia, tecniche che eviterebbero l’inquinamento delle falde da nitrati e fosfati (oltre a fitofarmaci). La presenza
elevata di nitrati nel pozzo numero 5,(comunque sotto il valore limite) potrebbe essere ridotta grazie a queste
nuove tecniche di irrigazione.
La torbidità di fondo che si è verificata solo nei pozzi 9 e 13, potrebbe essere risolta con l’installazione di
un impianto di filtrazione (usato per ridurre la torbidità in rete).
53
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  • 1. 1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA Facoltà di Agraria - Facoltà di Scienze MM.FF.NN. Corso di L.T. in Scienze e Tecnologie per l’Ambiente VALUTAZIONE DELLA QUALITA’ DELLE ACQUE DESTINATE ALL’USO ED AL CONSUMO UMANO DELLE FALDE PRESENTI NEL TERRITORIO COMUNALE DI DUEVILLE (VI). Relatore: Prof. Andrea Squartini Co-relatore: Prof. Gian Umberto Caravello Dip. di Medicina Ambientale e Sanità Pubblica Laureando: Marco De Polo
  • 2. 2 A.A. 2011/2012 INDICE 1. INTRODUZIONE ............................................................................................ 5 1.1 1.2 Qualità dell’acqua potabile e tematiche di salute pubblica ................ Inquadramento legislativo ..................................................................... 5 7 2. SCOPO DELLA TESI ..................................................................................... 9 3. AREA DI INDAGINE ...................................................................................... 19 4. MATERIALI E METODI ............................................................................... 19 4.1 4.2 4.3 Campionamento ..................................................................................... Trasporto e conservazione del campione ............................................. Parametri chimico-fisici ........................................................................ 19 20 20 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.3.6 Temperatura ................................................................................... Conducibilità .................................................................................. Concentrazione idrogenionica (pH) ............................................... Torbidità ......................................................................................... Durezza .......................................................................................... Ossidabilità .................................................................................... 20 20 20 21 21 21 4.4 Chimici .................................................................................................... 22 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.4.5 4.4.6 Cloruri ............................................................................................ Solfati ............................................................................................. Nitrati ............................................................................................. Nitriti .............................................................................................. Fosfati ............................................................................................ Ammonio ....................................................................................... 22 23 23 23 23 24 4.5 Microbiologici ......................................................................................... 25 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.5.4 Conta microbica totale ................................................................... Coliformi Totali ............................................................................. Escherichia coli ............................................................................. Enterococchi fecali ........................................................................ 25 25 25 26
  • 3. 3 4.5.5 Pseudomonas aeruginosa .............................................................. 26 4.6 Approfondimenti: caratterizzazione biochimica di alcune specie batteriche ................................................................................................ 27 4.6.1 4.6.2 Clostridium perfringens ................................................................. Legionella pneumophila ................................................................ 27 27 5 TERRENI E TECNICHE MICROBIOLOGICHE ...................................... 28 5.1 5.2 5.3 Metodica di filtrazione su membrana .................................................. Test di identificazione biochimica API® .............................................. Terreni di coltura .................................................................................... 28 29 29 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.3.5 5.3.6 5.3.7 Determinazione della CMT ............................................................ Determinazione dei coliformi totali ............................................... Determinazione di Escherichia coli ............................................... Determinazione degli Enterococchi ............................................... Determinazione di Pseudomonas aeruginosa ................................ Determinazione di Clostridium perfringens .................................. Determinazione di Legionella pneumophila .................................. 29 30 30 31 31 32 32 6 RISULTATI E DISCUSSIONE ....................................................................... 35 6.1 6.2 6.3 Dati chimici ............................................................................................. Dati microbiologici ................................................................................. Confronto con dati precedenti .............................................................. 35 35 41 6.3.1 6.3.2 Parametri chimico-fisici ................................................................. Parametri microbiologici ............................................................... 41 45 7 CONCLUSIONI ............................................................................................... 49 7.1 Alcuni suggerimenti e considerazioni ................................................... 49
  • 4. 4 1. INTRODUZIONE 1.1 Qualità dell’ acqua potabile e tematiche di salute pubblica Sin dall'antichità l'acqua ha costituito l'elemento più prezioso. Se, agli albori, l'acqua serviva all'uomo solo per dissetarsi, col progredire della civiltà essa è divenuta essenziale anche per sue le attività complementari, come la pastorizia, l'agricoltura e, non da ultimo, come via preferenziale per trasporti e scambi. Non sorprenderà quindi l'evidenza che i villaggi e le antiche città del passato sorgessero sulle rive dei fiumi, posizione propizia al fiorire delle società. Con l'industrializzazione, l'uso dell'acqua è divenuto sempre più intenso, prima come forza idraulica nei mulini e negli opifici e poi come intermedio per il trasferimento di energia nelle macchine a vapore. Nell'età moderna, l'accrescimento della popolazione e del suo livello di vita, ha determinato un uso sempre più smodato della risorsa idrica (igiene, elettrodomestici, irrigazione, industria cartiera e conciaria, per citarne alcuni) con il conseguente calo esponenziale della sua disponibilità. Per quanto concerne l'Italia, la situazione delle riserve idriche, in termini di acque sotterranee, presenta delle ambiguità: se, dal punto di vista qualitativo, l'acqua delle falde è contraddistinta da scarsa qualità (spesso con presenza di metalli pesanti, idrocarburi clorurati e nitrati, stigmate dell'inquinamento, presente soprattutto nella pianura veneta), d'altro canto le riserve quantitative sono stimate in 12 miliardi di metri cubi (di cui il 70% deriva dalle pianure settentrionali) che costituiscono una buona quantità (Arpa 2008), ancorché in sensibile diminuzione, stando all'andamento degli ultimi anni. Le cause che inficiano il mantenimento della riserva idrica possono trovarsi nel calo di precipitazioni, dell'ordine del 7-14% evidenziato negli ultimi 40 anni, nelle temperature medie annuali in crescita, nell'aumento dell'insolazione e della ventosità, tutti fenomeni che hanno incrementato considerevolmente l'evaporazione e la traspirazione dal suolo. Anche l'apporto delle precipitazioni sta cambiando, poiché si assiste a piovaschi sempre più intensi, ma di breve durata, con conseguente ruscellamento superficiale che non favorisce l'alimentazione delle falde. A ciò va aggiunto anche l'incremento notevole dello sfruttamento per scopi agricoli (direttiva 2000/60/CE). Le conseguenze di quanto affermato possono essere anche gravi: calo della produttività delle colture specializzate, riduzione drastica delle zone umide, abbassamento del suolo lungo i litorali ed intrusione salina nelle falde (Dazzi et al.,2000). Va sottolineato che l'importanza delle riserve idriche non dev'essere considerata solo in termini di quantità, ma anche in termini di qualità, soprattutto se viene usata a scopo potabile: la contaminazione microbica delle acque sotterranee può determinare l'insorgenza di malattie (tifo, dissenteria, epatite A-E, ecc.) che possono potenzialmente affliggere numerosi cittadini, in un contesto in cui un acquedotto supporta un grande bacino d'utenza. Infatti si stima che ogni anno muoiano 1,5 milioni di persone a causa di patogeni veicolati dall'acqua. Esemplificativi possono risultare i precedenti di Milwaukee (USA) in cui, nel 1993, la contaminazione da cisti di Criptosporidium, un protozoo patogeno idro-trasmessso (Mac Kenzie et al., 1994), ha determinato una notevole
  • 5. 5 epidemia coinvolgendo 403000 persone e di Walkerton (CDN) in cui, nel 2000, la contaminazione da E.Coli O157:H7, ha provocato 2300 contagi (Williams et al.,2008). Nell'alto vicentino, già dai primi anni '90, si è registrato un calo dell'apporto di acque sotterranee (Fig.1), anche se, negli ultimi 5 anni, si è registrata un'inversione di tendenza. Va specificato però che il livello freatometrico della falda (Fig.2) è aumentato grazie alle abbondanti precipitazioni verificatesi nel 2010. Inoltre, la legge finanziaria 2008 della regione Veneto, approvata con L.R. 27/02/2008 n°1, vincola parte degli introiti delle concessioni di derivazione al finanziamento di interventi di ricarica delle falde (htttp://www.vicenzanatura.org,2011). Fig. 1: Livello delle falde dal 1975 al 1995 nelle stazioni freatimetriche di Dueville e Cavazzale (Baggio et al., 1979).
  • 6. 6 Fig. 2: Andamento freatimetrico dall’anno 1990 all’anno 2011 nella stazione di Dueville (Mazzola, 2011). 1.2 Inquadramento legislativo Lo sfruttamento inappropriato delle falde e l’inquinamento di queste ha indotto gli stati europei a provvedere con delle leggi. Nel 1968 il Consiglio d’Europa si accinse per la prima volta ad emanare una norma atta a difendere questo bene prezioso: “Carta Europea dell’acqua” (http://www.arpa.veneto.it). Questa fa da cardine sui seguenti punti: 1) Non c'è vita senza acqua. L'acqua è un bene prezioso, indispensabile, a tutte le attività umane. 2) Le disponibilità di acqua dolce non sono inesauribili. E' indispensabile preservarle, controllarle e, se possibile, accrescerle. 3) Alterare la qualità dell'acqua significa nuocere alla vita dell'uomo e degli altri esseri viventi che da lui dipendono. 4) La qualità dell'acqua deve essere tale da soddisfare tutte le esigenze delle utilizzazioni previste, ma deve soprattutto soddisfare le esigenze della salute pubblica. 5) Quando l'acqua, dopo essere stata utilizzata, è restituita al suo ambiente naturale, essa non deve compromettere i possibili usi, tanto pubblici che privati che in questo ambiente potranno essere fatti. 6) La conservazione di una copertura vegetale appropriata, di preferenza forestale, è essenziale per la conservazione delle risorse idriche. 7)Le risorse idriche devono formare oggetto di inventario. 8) La buona gestione dell'acqua deve formare oggetto di un piano stabilito dalle autorità competenti.
  • 7. 7 9) La salvaguardia dell'acqua implica uno sforzo importante di ricerca scientifica, di formazione di specialisti e di informazione pubblica. 10) L'acqua è un patrimonio comune, il cui valore deve essere riconosciuto da tutti. 11) La gestione delle risorse idriche dovrebbe essere inquadrata nel bacino naturale piuttosto che entro frontiere amministrative e politiche. 12) L'acqua non ha frontiere. Essa ha una risorsa comune, che necessita di una cooperazione internazionale. Recentemente c’è una maggiore attenzione nei confronti delle acque sotterranee, dato che il 75% degli abitanti dell’Unione Europea dipende da queste come approvvigionamento idrico, si è capito finalmente l’importanza vitale di tale argomento. L’acqua sotterranea, se inquinata dai prodotti chimici per uso agricolo, scarichi industriali e domestici, perché possa ritornare chimicamente e microbiologicamente neutra per l’uomo, impiega decenni. Il lento processo di degradazione di tali inquinanti e l’accumulo di questi, è tale per cui anche le generazioni future possono essere compromesse (Commissione Europea, 2008). Poiché il 50% delle acque superficiali derivano dalle acque sotterranee (raggiungendo picchi del 90% in periodi di asciutta), queste ultime influenzano la qualità degli ecosistemi acquatici e terrestri. Per questo motivo nel 1975 venne promulgata la direttiva 75/440/CEE per prevenire l’immissione di certi contaminanti nelle acque sotterranee. Nel 1982, la Direzione Generale per l’Ambiente, la Protezione del Consumatore e la Sicurezza Nucleare della Comunità europea effettuarono una valutazione sulla quantità di acqua nelle falde sotterranee di ogni Stato membro (al tempo 9*). Nel 1991 per evitare ulteriori deterioramenti della qualità e della quantità delle acque sotterranee vennero suggeriti altri provvedimenti entro l’anno 2000. Nell’ottobre 2000 la commissione emanò la direttiva quadro sulle acque 2000/60/CE (Water Framework Directive); per la prima volta le acque sotterranee vengono protette per il loro valore ambientale e non solo come risorsa. Lo scopo della direttiva è quello di assicurare un equilibrio tra le estrazioni e la ricarica delle acque sotterrane la cui assenza determina danni all’ecosistema delle zone umide e favorirebbe l’intrusione di acqua salmastra in prossimità delle coste. Nel 2006 una nuova direttiva UE chiarisce i criteri per un buono stato chimico dell’acqua, e dà indicazioni per la diminuzione degli effetti dell’inquinamento e per il miglioramento qualitativo e quantitativo dei corpi idrici sotterranei. *Nota: Belgio, Danimarca, Francia, Germania, Irlanda, Italia, Lussemburgo, Paesi Bassi, Regno Unito.
  • 8. 8 Una successiva direttiva della Commissione Europea (2008), stabilisce che: - I registri devono includere tutti i corpi idrici utilizzati per l’estrazione dell’ acqua potabile. Per fornire un quadro completo dello stato chimico e quantitativo delle acque sotterranee, si stabiliscono reti di monitoraggio sulla base dei risultati della caratterizzazione e della valutazione del rischio. - Si predispone un piano di gestione del bacino idrografico per ciascun distretto. In ogni distretto verrà redatto un sommario, dove viene catalogato il grado di impatto dell’attività umana sullo stato delle acque sotterranee. - Si predispongono entro il 2009 una serie di misure per il soddisfacimento dei requisiti richiedenti dalla WFD (Water Framework directive) attue a controllare l’estrazione delle acque sotterranee. - Divieto di scarico diretto nelle falde sotterranee (art. 11 della WFD). In Italia, le direttive europee sono state recepite il con il D.Lgs. 31/2001 relativo alla qualità delle acque destinate al consumo umano, e con il D.Lgs. 152/2006, che delinea le norme in materia ambientale.
  • 9. 9 1. SCOPO DELLA TESI Il comune di Dueville (VI) è collocato nell’area delle risorgive, dove falde provenienti da aree industrializzate come Thiene e Schio, affiorano formando torrenti e fiumi come l’Astichello, impiegato per irrigare i campi delle aree agricole di Dueville, Cavazzale e Vicenza. Per comprendere l’importanza di quest’area, basti pensare che gran parte dell’acqua impiegata dal comune di Padova proviene dalle risorgive di Dueville tramite l’Acquedotto di Padova. Il comune di Dueville, come gran parte dei comuni presenti nell’area, trae il proprio approvvigionamento idrico mediante pozzi direttamente dalle falde sottostanti. Nella presente tesi abbiamo effettuato un’analisi volta alla valutazione della qualità microbiologica delle acque di falda, selezionando come punti di campionamento alcuni pozzi (diversificati sia per profondità che per collocazione geografica) che servono come punto di approvvigionamento idrico per edifici sia pubblici che privati.
  • 10. 10 3. AREA DI INDAGINE Da marzo a luglio 2011 si è avuto modo di analizzare l’acqua di falda proveniente da pozzi privati e pubblici del comune di Dueville (VI) per valutarne la sua qualità. La popolazione del comune di Dueville nel luglio del 2011 contava di 14.079 abitanti, su una superficie di 20,11 km2 , che si estendeva sul comune di Dueville e sulle sue frazioni di Povolaro, Passo di Riva e Vivaro (ISTAT, 2011; http://www.comuni-italiani.it). La scelta è caduta sul comune di Dueville perché non possiede un proprio acquedotto, e gli abitanti dipendono esclusivamente dalle sue numerose falde per quanto riguarda l’approvvigionamento idrico. La quantità elevata di acque sotterranee nel sottosuolo di tale comune, è dovuta perché l’area è situata sulla fascia delle risorgive, dove le falde spesso sgorgano dando vita a torrenti e generando un fiume, l’Astichello, impiegato per l’irrigazione dei campi circostanti appartenenti ai comuni di Dueville, Monticello Conte otto e Vicenza. A monte però,tali acque scorrono al di sotto dei centri industriali di Thiene e Schio, con la possibilità di una contaminazione di queste. L A Fig. 3: La presente immagine raffigura le falde passanti nei centri di Schio, Marano e Thiene che scorrono in direzione di Dueville (ARPAV, 2011). AREA
  • 11. 11 La qualità di queste acque non è solo di interesse comunale o provinciale, ma anche regionale, in quanto vengono sfruttate anche dal Comune di Padova. Difatti tra il 1886 e il 1888 si costruì una delle prime 3 condotte attuali che costituiscono l’ Acquedotto di Padova, coprendo tuttora il fabbrisogno idrico della medesima città. (AcegasAps, 2010). Il bacino idrico sotterraneo di Dueville si estende ai piedi dei massicci montani fra Schio e Malo a Ovest, e fra Bassano e Carmignano a Est. Questo è un grande serbatoio naturale originatosi oltre 200 milioni di anni fa, quando l’intera zona era ricoperta dal mare della Tetide. Nel corso di milioni di anni, i sedimenti portati da questo oceano si sono accumulati creando progressive sedimentazioni di rocce. Attraverso questo processo si sono originate le montagne dell’arco alpino e una serie di strati porosi permeabili (costituiti da vari tipi di ghiaie e sabbie) ospitanti le falde acquifere (AgegasAps, 2010). Il fenomeno di alluvionamento è proseguito nell’Olocene, che costituisce il periodo attuale, iniziato a partire dall’ultima glaciazione (Wurmiana), circa 10 000 anni or sono. I ghiacciai avevano accumulato allo sbocco in pianura grandi quantità di detriti rocciosi, che tuttora i fiumi ridistribuiscono. Lo spessore dello strato di materiale sciolto permeabile formatosi nel Quaternario, cresce man mano che ci si inoltra nella pianura. Questo ammasso poroso ospita nei suoi vuoti enormi quantità d’acqua: infatti il suo volume efficace è di 180 milioni di metri cubi (somma dei vuoti). Tali quantità è derivata dalle ingenti precipitazioni che si verificano nelle Prealpi Venete (1500mm l’anno), il doppio rispetto alla Pianura Veneta. E’ però la rete idrografica che contribuisce maggiormente; alcuni fiumi come il Leogra, Timonchio e Astico scorrendo su un letto ghiaioso e permeabile, perdono per infiltrazione buona parte del loro flusso (Maffei, 2001). D’altra parte l’alta permeabilità di questo terreno influisce notevolmente sulla contaminazione delle falde in quanto la granulometria di grandi dimensioni permette permette maggiori infiltrazioni degli inquinanti (Regione Veneto, 1984). Fig.4: La figura sovrastante illustra l’elevata permeabilità del suolo di Dueville evidenziando l’elevata presenza di ghiaie e sabbie; (Dal Prà et al., 1989).
  • 12. 12 Fig.5: L’immagine rappresenta la permeabilità del suolo nelle aree del bacino idrico menzionato precedentemente. A Dueville la permeabilità di ghiaia e sabbia varia dal 50 al 90%. (Baggio, et al., 1979). La contaminazione di queste falde può essere accentuata dalla bassa profondità di queste. Dueville può essere soggetta ad una maggiore contaminazione delle sue acque in quanto l sua falda ha un altezza compresa tra 54.5m e 56,5m, e la quota nel punto di osservazione è di 59,7m s.l.m.. In conseguenza di ciò, la profondità del pelo d’acqua nella zona di Dueville è di 3,2-5,2m.
  • 13. 13 PECULIARITA’ DEL SISTEMA IDRICO DI DUEVILLE Le acque che si infiltrano nel terreno e scorrono nel sottosuolo costituiscono le falde idriche sotterranee. Le falde si dividono in falde freatiche e artesiane. Le falde freatiche sono le falde più superficiali. Esse sono costituite da una base inferiore impermeabile, per esempio argilla o roccia, e da una base superiore permeabile come sabbia o ghiaia. L’acqua per forza di gravità viene trasportata in profondità, fino a raggiungere lo strato impermeabile. L'accumulo dell'acqua nella falda freatica varia in base alla piovosità del periodo, alla vegetazione del luogo e al prelievo dei pozzi artesiani per gli usi civili, industriali e in agricoltura. In condizioni normali la falda freatica si comporta come un fiume sotterraneo che può affiorare e immettersi in un fiume o dirigersi verso il mare. In caso di ingenti precipitazioni o altri apporti idrici (scioglimenti improvvisi di neve), la falda freatica può generare sorgenti ed affioramenti nei campi o creare fontanazzi in prossimità dell’argine determinando piene eccezionali. Se una falda si trova tra 2 strati impermeabili, viene chiamata artesiana. In una falda artesiana l’acqua è tenuta sotto pressione idrostatica. In caso di una perforazione dello strato impermeabile sovrastante, ad esempio con la costruzione di un pozzo, secondo la Legge di Stevino (P = ρgh), l’altezza della colonna d’acqua sarà determinata dalla pressione di falda, in quanto h = P/ρg. Se la falda è in pressione elevata e/o si trova a bassa profondità, il livello dell’acqua potrebbe raggiungere il piano campagna.
  • 14. 14 Prima di iniziare a campionare le acque, è stata condotta una ricerca sui possibili pozzi per prelevare i campioni per le analisi. La scelta dei pozzi è stata effettuata sia in base ad una disposizione spaziale, in modo da ricoprire omogeneamente l’intera area comunale, che in base verticale, ovvero secondo la profondità dei pozzi). I pozzi sono stati selezionati in base a 4 fasce di profondità: 12,5-20 m, 32-40 m, 50-54 m e >70 m, per un totale di 13 pozzi campionati. Di questi, 5 si trovano a Dueville (Fig. 7), 4 a Povolaro (Fig. 8), 2 a Vivaro (Fig. 9) e altri 2 a Passo di Riva (Fig. 10). MAPPA GENERALE Fig. 6: Mappa del territorio comunale di Dueville. I pozzi sono segnati in rosso ed il numero identifica il punto di campionamento in modo univoco.
  • 15. 15 DUEVILLE Fig. 7: Mappa di Dueville. I pozzi sono segnati in rosso ed il numero identifica il punto di campionamento in modo univoco.
  • 16. 16 POVOLARO Fig. 8: Mappa di Povolaro. I pozzi sono segnati in rosso ed il numero identifica il punto di campionamento in modo univoco.
  • 17. 17 VIVARO Fig. 9: Mappa del territorio comunale di Vivaro. I pozzi sono segnati in rosso ed il numero identifica il punto di campionamento in modo univoco.
  • 18. 18 PASSO DI RIVA Fig. 10: Mappa del territorio comunale di Passo di Riva. I pozzi sono segnati in rosso ed il numero identifica il punto di campionamento in modo univoco.
  • 19. 19 4. MATERIALI E METODI Per la protezione dal rischio biologico dai microrganismi in analisi e dal rischio di contaminazione di questi dalle modalità di lavoro, sono state eseguite delle procedure per i prelievi, trasporto e le analisi dei vari parametri seguendo le linee guide indicate dall’istituto Superiore di Sanità (Ottaviani & Bonadonna, 2000) e la guida generale del Testo Unico Sicurezza Lavoro (D.Lgs. 81/2008). I parametri presi in considerazione per l’ analisi sono stati chimico-fisici (torbidità, temperatura, durezza, conducibilità, pH, ossidabilità), chimici (cloruri, solfati, nitrati, ammoniaca, nitriti, fosfati) e microbiologici (C.M.T. (Conta Microbica Totale) a 22°C e a 37°C, Coliformi totali, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Clostridium perfringens, Legionella pneumophila, Enterococchi.). 4.1 Campionamento Per svolgere il campionamento e sottoporlo poi all’analisi si deve prestare attenzione ad alcuni accorgimenti. Nel campionamento è necessario che il volume di acqua sia sufficiente perché questo sia condotto all’analisi, in questo caso per ogni pozzo è stata prelevata una quantità di 3 litri. Il prelievo per parametri microbiologici viene effettuato in bottiglie di vetro borosilicato sterili a perfetta tenuta. La sterilizzazione viene effettuata in autoclave a 121°C per 15 minuti. I tappi poi devono essere ricoperti da un foglio protettivo, in genere di alluminio per evitare una contaminazione. Le bottiglie vengono identificate univocamente scrivendo il numero dei campioni con un pennarello. Spesso non è stato possibile prelevare i campioni di acqua direttamente dal pozzo perché frequentemente era privo di rubinetto, perciò è stato necessario campionare nel punto più adiacente (servizi sanitari, cucine..). Al fine di ottenere un’analisi accurata, il rubinetto e la tubazione sono stati sterilizzati tramite bunsen e l’acqua è stata lasciata scorrere per 2-3 minuti. La bottiglia sterile quindi è stata flambata, riempita con il campione d’acqua e riflambata una seconda volta, infine è stata immediatamente chiusa col tappo. Per l’analisi chimica la bottiglia deve essere riempita fino all’orlo, per la microbiologia invece deve essere lasciata aria per permettere gli scambi gassosi e mantenere in vita i microrganismi presenti nel campione. Al fine di ottenere risultati attendibili, l’ analisi microbiologica deve essere eseguita il prima possibile, mentre per i valori di conducibilità e pH che mutano al variare della temperatura, è importante che le analisi siano eseguite al momento del prelievo. Gli strumenti (ph-metro, conduttimetro e termometro) vengono immessi in un beker riempito con il campione e lasciati fino a che la lettura dei valori sia diventata stabile.
  • 20. 20 4.2 Trasporto e conservazione del campione Esposizioni di calore influenzano i valori di pH e della conducibilità, ed un crescita dei possibili microrganismi presenti nell’acqua prelevata. E’ stato necessario quindi che i campioni venissero trasportati in contenitori termici e che i parametri sovraccitati venissero rilevati al momento. 4.3 Parametri chimico-fisici Tra i parametri chimico-fisici ricercati figurano la temperatura, la conducibilità, il pH, la torbidità, la durezza e l’ossidabilità. I primi 3 vengono analizzati nella fase di campionamento, gli ultimi in laboratorio. 4.3.1 TEMPERATURA La temperatura è una misura significativa che influenza molti parametri, quali il pH (che diminuisce all’aumentare della temperatura) , la conducibilità (varia accrescendosi o diminuendo a secondo delle sostanze presenti) o la quantità massima di ossigeno disciolto, quest’ultimo potrà essere maggiormente contenuto man mano che la temperatura diminuisce. La temperatura influisce anche sulla velocità dei processi biochimici e sulla degradazione della sostanza organica da parte dei microrganismi, comportando un maggiore consumo di ossigeno. Inoltre a temperature più elevate certe sostanze tossiche come i cianuri possono risultare più attive. 4.3.2 CONDUCIBILITA’ Rappresenta una misura indiretta del TDS (Total Dissolved Salts) ovvero gli ioni presenti in soluzione (Cl- , HCO3 - , SO4 -- , Na+ , Ca++ , Mg++ ), che rendono l’acqua conduttrice. E’ direttamente proporzionale al contenuto salino (TDS) e quindi al residuo fisso. Un brusco aumento della conducibilità significa perciò un arricchimento in sali, in particolare in elettroliti forti, come solfati e cloruri di metalli alcalini o alcalini terrosi, e può essere messo in relazione ad un inquinamento con reflui domestici e/o industriali (Melchiorre, 1980). 4.3.3 CONCENTRAZIONE IDROGENIONICA (pH) Il pH è una grandezza legata alla concentrazione degli ioni idrogeno e misura il grado di acidità/basicità. Le acque dolci variano da un pH di 6,5 ad uno di 8,5. L’acqua pura misura un pH 7, se maggiore siamo in presenza di alcalinità (può essere dovuta alla presenza di bicarbonato di calcio), altrimenti se minore siamo in presenza di pH acido. Quest’ultima condizione può essere dovuta all’infiltrazione di acqua da piogge acide, oppure derivanti da scarichi industriali con pH non neutri.
  • 21. 21 4.3.4 TORBIDITA’ Indica la presenza di sostanze solide in sospensione,solitamente particelle minerali argillose, ma può delineare anche l’esistenza di un contatto tra falda e piano di campagna. Il metodo impiegato è stato M.U. 930:1994; un criterio nefelometrico, che riproduce il valore di torbidità, in base all’intensità della radiazione deviata dalle sospensioni (scattering). 4.3.5 DUREZZA Riguarda il contenuto di sali di calcio e magnesio nell’acqua ed espressa in genere in termini di mg/L (ppm) di CaCO3 (°f). La durezza può essere temporanea se scompare facendo bollire l’acqua, oppure permanente se non scompare dopo ebollizione. La durezza totale è la somma della durezza temporanea e permanente. La durezza dipende dal tipo di terreno in cui scorre la falda ed ha un importante indice di qualità delle acque, in quanto può dare problemi alla cottura dei cibi, precipitazione dei saponi come sali di Ca e/o Mg dei rispettivi acidi grassi con incrostazioni dei materiali, problemi di salute dovute a calcolosi renali ecc. Anche se non esiste un limite per la durezza, ma un intervallo consigliato tra i 15 e i 50°f, una durezza media o elevata potrà determinare una variazione nel gusto dell’acqua. In base alla durezza le acque si distinguono in: leggere o dolci = durezza < 15°f mediamente dure = durezza 15-30°f dure = durezza > 30°f Il metodo impiegato è stato M.U. 935:1994; una titolazione complessimetrica che impiega come indicatore un elettrodo in grado di definire le concentrazioni di Ca e Mg attraverso una differenza di potenziale (il valore è definito quando tale differenza di potenziale equivale a 0). 4.3.6 OSSIDABILITA’ Definisce il carattere riducente di un corpo idrico. Questa proprietà misura la contaminazione di materiale organico e di sostanze inorganiche presenti nel campione d’acqua. Questa contaminazione può essere dovuta a composti dannosi, quali ad esempio i solfiti, solfuri, nitriti, ferro(II), fenoli e altre sostanze organiche. I parametri di legge fissano il limite massimo di ossidabilità secondo Kubel per l'acqua potabile in 5 mg/L di ossigeno consumato. Il metodo impiegato è stato M.I. CH_; un criterio volumetrico che sfrutta una soluzione di KMnO4 per ossidare le sostanze presenti.
  • 22. 22 4.4 Parametri chimici I parametri chimici presi in considerazione sono: cloruri (Cl-), solfati (SO4 -- ), nitrati (NO3 - ), nitriti (NO2 - ), fosfati (PO4 -- ), e ammonio (NH4 + ). Per gli anioni è stata impiegata la cromatografia a scambio ionico, adottando la metodica UNI 9813:1991 (a parte per i nitriti con i criteri M.I. CH_). Tale tecniche sfruttano l’affinità delle molecole, a legarsi ad un substrato. Le molecole con un PM maggiore, esercitano una maggiore forza di legame, difatti il tempo di ritenzione per i solfati (SO4 -- ) con un PM di 64 è decisamente maggiore rispetto ai cloruri (Cl- ) con un PM di 35,5. Per la ricerca del catione NH4 + è stata impiegata la metodica M.I. CH_ ; si basa su una misura spettrofotometrica dopo che il campione di acqua è stato trattato con ipoclorito ( o acqua di cloro ) e fenolo. L’eventuale ammoniaca presente, reagisce con questi reattivi in ambiente basico, producendo un composto, l’indofenolo, la cui colorazione blu è proporzionale alla quantità di ammoniaca presente nel campione. 4.4.1 CLORURI (Cl- ) Di solito nelle acque sotterranee si trovano valori inferiori ai 10mg/L, che risultano a concentrazioni maggiori avvicinandosi alla costa. Sono gli elementi principali delle acque marine, questi possono trovarsi nell’acqua delle falde sotterranee per vari motivi: - per antichi depositi di origine marina - soluzione da rocce saline (evaporiti), avviene soprattutto in zone aride per mezzo di precipitazioni o - irrigazione - trasporto dal mare alla terraferma per mezzo di evaporazione e successive precipitazioni - per intrusione di acqua di mare nelle falde sotterranee (in vicinanza delle coste) - reflui urbani I cloruri possono comportare vari aspetti negativi; una loro elevata quantità provoca corrosione delle condotte e modificazioni organolettiche, inoltre l’adsorbimento di questi anioni da parte dei terreni argillosi, può creare una diminuzione della permeabilità nel terreno.
  • 23. 23 4.4.2 SOLFATI (SO4 -- ) I solfati presenti nelle acque sotterranee possono derivare da: - evaporiti (gesso) - decomposizione della sostanza organica - esalazioni vulcaniche - concimi (solfato d’ammonio) - miniere con presenza di pirite (FeS2) - industrie (cartiere) - ceneri da caldaie a carbone (2% dei materiali solubili) I solfati non sono tossici, ma se presenti a elevate concentrazioni (>250mg/L) possono causare irritazioni gastrointestinali, ingestione prolungata e contribuire anche alla corrosione della rete. 4.4.3 NITRATI (NO3 - ) I nitrati presenti nelle acque sotterranee possono derivare da: - reflui urbani:inizialmente non contengono nitrati, poi si formano per nitrificazione - materiale organico (in ambiente anerobico si trasforma in nitriti, ammoniaca ed azoto): in presenza di terreno argilloso vengono trattenuti dai colloidi. I terreni agricoli, in particolare quelli intensivi, altamente fertilizzati, le piogge possono creare ruscellamento e lisciviazione del materiale organico causando un inquinamento delle falde da parte di nitrati e nitriti. 4.4.4 NITRITI (NO2 - ) I nitriti sono ritenuti tossici per l’uomo, in particolare per i bambini, difatti si legano all’emoglobina (formando il composto metaemoglobina) riducendo il trasporto dell’ossigeno. Questa presenza è dovuta all’ossidazione dell’ammoniaca o da scarichi industriali, in particolare da quelle di produzione d’insaccati, poiché i nitriti consentono di conservare il cibo prevenendo la crescita del botulino. 4.4.5 FOSFATI (PO4 -- ) Di solito nelle acque sotterranee si trovano valori inferiori ai 0,1 mg/L. Questa concentrazione nelle falde è così bassa perché poco solubile, può comunque essere presente per inquinamento da origine agricola (concimi) o da scarichi urbani (deiezioni,detergenti usati come anticalcareo), in questo caso è meglio approfondire analiticamente gli altri parametri chimici e biologici.
  • 24. 24 4.4.6 AMMONIO (NH4 + ) L’ammonio (NH4 + ) è la forma protonata dell’ammoniaca (NH3), e per i processi di riduzione si trova nelle falde a bassa concentrazione. Concentrazioni elevate possono essere dovute a una contaminazione di liquami domestici o da aziende zootecniche, in quanto l’ammonio è uno dei principali composti del metabolismo dei mammiferi. VALORI LIMITE LE PER ACQUE POTABILI (D.Lgs. 31/01) Come parametri di riferimento ne sono stati selezionati alcuni del D.Lgs. 31/2001. PARAMETRO UNITA’ DI MISURA VALORE DI PARAMETRO (D.Lgs. 31/01) TORBIDITA’ NTU (unità nefolometriche di torbidità) Accettabile per i consumatori e senza variazioni anomale DUREZZA °f 15-50 (valori consigliati) CONDUCIBILITA’ μS /cm a 20°C 2500 OSSIDABILITA’ mg/L O2 5 CLORURI mg/L 250 NITRATI mg/L 50 SOLFATI mg/L 250 AMMONIO mg/L 0,5 NITRITI mg/L 0,5 FOSFATI mg/L 0,1 CONCENTRAZIONE IDROGENIONICA pH >6,5 e > 9,5
  • 25. 25 4.5 Parametri microbiologici Molte malattie infettive sono trasmissibili per via oro fecale: l’acqua se inquinata da immissione di liquami può fungerene da veicolo. Per evitare il diffondersi d’infezioni e malattie è necessario che l’acqua sia di buona qualità igienica, ed esente da microrganismi di origine fecale (Escherichia coli, Enterobatteri, Clostridium perfringens). Per questo motivo il D.Lgs. 31/01 pone dei valori limite per i parametri microbiologici, limitandosi ai soli batteri di origine fecale e alla Conta Microbica Totale a 22°C e 37°C. Per un attenta valutazione della qualità dell’acqua è stata eseguita un’analisi anche di altri microrganismi quali lo Pseudomonas aeruginosa e la Legionella pneumophila. 4.5.1 CONTA MICROBICA TOTALE (C.M.T.) La conta microbica totale rappresenta la crescita di tutti i microrganismi complessivi, in un terreno aspecifico, chiamato PCA (Plate Agar Count). La semina viene effettuata in due piastre poste in termostato a due differenti temperature: la ricerca dei microrganismi psicrofili viene realizzata a 22°C, mentre la crescita dei microrganismi mesofili a 37°C. La prima ricerca consente di evidenziare le specie microbiche sporigene, cromogene, putrefattive ecc., abbondanti negli strati superficiali del suolo e facilmente adattabili all'ambiente idrico, la seconda consente di isolare i germi appartenenti alla flora mesofila di origine umana o animale, rilevabili anche dagli strati superficiali del terreno. 4.5.2 COLIFORMI TOTALI Sono batteri Gram negativi, di forma bastoncellare, asporigeni, lattosio-fermentanti, aerobi o anaerobi facoltativi, Appartengono alla famiglia delle Enterobatteriaceae e comprendono microrganismi del genere Escherichia,Enterobacter,Klebsiella,Citrobacter; nei terreni di coltura crescono a 35-37 °C producendo acido lattico, gas e aldeidi a seguito di un incubazione di 24-48 ore. I coliformi totali sono presenti in gran numero sia nel tratto intestinale umano e animale, che nell’ambiente. Questi microrganismi hanno un grande adattamento alle condizioni ambientali, per questo motivo l’inquinamento può anche no essere recente. Le colonie che producono una lucentezza metallica verde dorata indica una presenza di Escherichia coli. 4.5.3 ESCHERICHIA COLI L’Escherichia coli è un batterio appartenente al gruppo dei coliformi, è di forma quindi bastoncellare; Una sua presenza nell’ambiente indica una contaminazione fecale, prevalentemente di origine umana e recente, in quanto, in ambiente esterno ha una ridotta sopravvivenza.
  • 26. 26 L’Escherichia coli è un Gram negativo lattosio fermentante non sporigeno, che cresce ad una temperatura di 44,5°C. Questo batterio può dare luogo a malattie intestinali, infezioni nell’apparato urinario, meningite, peritonite, setticemia e polmonite. Esposti a certi ceppi patogeni, individui normali, sviluppano gastroenterite o altre infezioni enteriche, mentre soggetti debilitati possono sviluppare polmonite e infezioni urinarie, (in particolare in seguito all’uso di corpi estranei come cateteri endotracheali, endovascolari ed endovescicali) cui è stato riscontrato potrebbero essere soggette anche donne sane sessualmente attive (Siber & Samore, 1994). 4.5.4 ENTEROCOCCHI FECALI Gli enterococchi sono batteri gram-positivi di forma sferica od ovoidale, che si dispongono caratteristicamente in catene quando crescono in terreni liquidi. La maggior parte degli enterococchi patogeni per l’uomo sono anaerobi facoltativi, e alcuni sono anaerobi obbligati. Gli enterococchi sono microrganismi relativamente “esigenti”, infatti, per la loro crescita in laboratorio richiedono terreni arricchiti. Molti degli enterococchi associati a infezioni umane producono un area di emolisi completa intorno alle colonie batteriche in colture su agar sangue, un pattern noto come beta-emolisi. Gli streptococchi beta-emolitici possono essere classificati con il sistema Lancefield, un metodo di raggruppamento sierologico, basato sulla reazione di specifici antisieri con gli antigeni polisaccaridici della parete cellulare batterica. Gli enterococchi patogeni più importanti, E. faecalis ed E. faecium, hanno la tendenza a causare infezioni negli individui anziani o in soggetti debilitati, che presentano spesso soluzioni a livello mucoso o epiteliale, e negli individui sottoposti a terapie antibiotiche o a manovre invasive nelle vie urinarie. Questi microrganismi sono responsabili del 10-20% delle endocarditi sia su valvole naturali che artificiali (Wessels, 2005). 4.5.5 PSEUDOMONAS AERUGINOSA Se il D.Lgs 31/01 ritiene che l’assenza del batterio Pseaudomonas aeruginosa sia un requisito indispensabile perché l’acqua in bottiglia venga considerata potabile, questo non vale invece per le acque di falda.Lo Pseudomonas è un Gram negativo, di dimensioni 0,5-1 x 1,5-5 μm, e la maggior parte di queste specie hanno tipicamente uno o più flagelli polari privi di rivestimenti esterni. Possono essere anaerobi facoltativi o aerobi (attraverso anche nitrati). Tali batteri sono tipicamente chemioorganoeterotrofi e nutrizionalmente molto versatili; alcuni di questi ceppi si sviluppano impiegando carbonio come loro fonte, mentre altri possono crescere con modalità chemiolitotrofe. (Singleton, 1999). E’ diffuso in natura, prediligendo gli ambienti umidi, ed è in grado di colonizzare il suolo, acqua e ambiente, in particolar modo le soluzioni di lavaggio, lavandini, verdure e fiori. Si possono riscontrare anche sugli animali e l’uomo. (Pollack, 1984).
  • 27. 27 Approfondimenti: caratterizzazione biochimica di alcune specie batteriche 4.6.1 CLOSTRIDIUM PERFRINGENS Il Clostridium perfringens è significativo per valutare la presenza di inquinamento fecale (Grabow, 1996). E’ un bacillo Gram positivo anaerobio e sporigeno, di cui si conoscono 5 diversi tipi: A, B, C, D, E. Le spore di tale batterio sono presenti nelle feci umane e degli animali ma si riscontrano anche nel suolo e nell’ambiente. Per tale motivo non è insolito trovare alimenti contaminati da queste, ma solo se presenti in gran numero possono generare una tossinfezione e produrre le enterotossine. (“Igiene”, Monduzzi editore). I sintomi della tossinfezione si manifestano dopo 6-12 ore dall’ingestione di alimenti contaminati con dolori addominali, diarrea e nausea, che si risolvono spontaneamente entro 24 ore. Dato che, in condizioni normali, la tossina beta viene rapidamente inattivata da enzimi proteolitici presenti del tratto gastrointestinale, la malattia si manifesta in soggetti che hanno un basso livello dei succitati enzimi o a seguito di comportamenti alimentari che ne limitano la produzione. (“Principi di medicina medica”, casa editrice Ambrosiana). 4.6.2 LEGIONELLA PNEUMOPHILA L’art. 4 del D.lgs. comma 1 afferma : “le acque destinate al consumo umano non devono contenere microrganismi e parassiti, ne altre sostanze, in quantità o concentrazioni tali da rappresentare un potenziale pericolo per la salute umana”(Gazzetta ufficiale n. 52 3 marzo 2001). Tra i microrganismi che si possono riscontrare nelle acque di scuole e palestre, si annovera la Legionella pneumophila. Una sua presenza nell’acqua calda sanitaria, potrebbe arrecare ai bambini, respirandone i vapori, problemi all’organismo. E’ stato quindi ritenuto opportuno, che tra i microrganismi ricercati nelle falde di Dueville vi fosse anche la Legionella pneumophila. La Legionella pneumophila è un bacillo Gram negativo di dimensioni 0,3-0,9 x 2>20 μm, mobile, aerobio; chemiorganoeterotrofo. Tale batterio usa gli aminoacidi( in modo non fermentativo) come fonte di carbonio ed energia; la crescita avviene ad esempio su agar tamponati con carbone arricchiti di cisteina ed estratto di lievito. La temperatura ottimale in cui la Legionella incontra una crescita maggiore è a 35-37°C, al contrario al di sopra dei 50°C la crescita è nulla. S’isola in vari ambienti acquatici come fiumi, laghi, idromassaggi, stabilimenti termali e soprattutto in sistemi di acqua condottata, dove la Legionella può moltiplicarsi grazie alla formazione di concrezioni calcaree che permettono l’accumulo delle sostanze organiche presenti e la protezione dall’azione dei disinfettanti (Museru et Al., 1993). La maggior parte delle specie di Legionella possono essere patogene per l’uomo (Singleton, 1999).
  • 28. 28 In presenza di Legionella pneumphila è possibile contrarre una polmonite, chiamata morbo dei legionari. Il suo nome deriva da un caso di epidemia di polmonite che colpì 221 soggetti, causando 34 decessi nel mese di luglio e agosto del 1976, durante un congresso dell’American Legion svoltosi a Filadelfia presso il Bellevue Strantford Hotel. La malattia avviene per l’inalazione per via respiratoria, tramite aerosol, della Legionella; in genere dopo un’ incubazione di 2-10 giorni, si manifesta inizialmente con febbre, brividi, cefalea, vertigini, fotofobia e dolori muscolari, seguiti da tosse secca e difficoltà respiratoria. (Bernstein et al., 1991). In Italia negli ultimi anni sono stati notificati mediamente un centinaio di casi di legionellosi ogni anno; la maggioranza di essi viene notificata da poche regioni del Nord e del Centro Italia, mentre solo un numero molto limitato di casi viene segnalato dalle regioni dell'Italia meridionale (Belillo, 2000). 5. TERRENI E DETERMINAZIONI MICROBIOLOGICHE 5.1 Metodica di filtrazione su membrana Per le determinazioni microbiologiche è stata impiegata la tecnica su membrana filtrante. L’apparato utilizzato per tale filtrazione è costituito da una rampa con supporti e contenitori che possono essere di acciaio inossidabile, vetro, policarbonato o polipropilene. Possono essere adoperate apparecchiature singole o in serie, utilizzando come sistema aspirante una pompa da vuoto azionata elettricamente. I supporti ed i contenitori devono essere accuratamente sterilizzati con bunsen prima dell’uso ed al di sotto di questi vengono poste delle membrane di diametro 47 mm e porosità nominale 0,45μm. Le membrane da 0,45μm sono state impiegate per la ricerca di quasi tutti i microrganismi, tranne per la Legionella che sono state usate membrane da 0,2μm. La membrana funge da filtro specifico che si lascia attraversare dall’acqua, trattenendo allo stesso tempo i solidi in sospensione e i microrganismi presenti. Finita la filtrazione si pone la membrana con pinzetta sterile su terreno specifico, che verrà incubato ad opportune condizioni per valutare la presenza di tali microrganismi. L’incubazione varia di: temperatura, tempo, % CO2 (Legionella pneumophila) e anossicità (Clostridium perfringens). A seconda del parametro microbiologico da valutare, variano le condizioni di incubazione. Le colonie cresciute in piastra, possono essere identificate per un maggior accertamento attraverso il test dell’API.
  • 29. 29 5.2 Test di identificazione biochimica API® L'API (biomerieux) viene impiegato per le prove di conferma di un’ analisi. Questo strumento è costituito da una serie di microprovette, ciascuna delle quali contiene uno specifico test biochimico. Ogni microprovetta contiene un terreno, in alcune si aggiungerà solo una goccia della sospensione del campione (O.S. McFarlans), in altre si aggiungerà anche il reattivo ed in altre ancora, per la ricerca di batteri anaerobi si aggiunge un olio specifico per creare un ambiente anossico. Si pone la galleria in un vasetto con acqua sterile per non fare evaporare la poca soluzione presente. Dopo l'incubazione dell’Api, viene eseguita l’identificazione della specie, inserendo la galleria in un apposito lettore computerizzato che va a valutare l’intorbidimento e le variazioni colorimetriche. Ogni celletta rappresenta un numero, la sequenza delle positività rappresenterà il codice per identificare la specie del microrganismo preso in esame. 5.3 Terreni di coltura Si descrivono in seguito le specifiche dei differenti terreni e le metodiche peculiari di ciascun parametro. 5.3.1 DETERMINAZIONE DELLA CONTA MICROBICA TOTALE Il terreno che è stato usato per la conta microbica totale è il PCA (Plate Count Agar). E’ un terreno generico non selettivo, impiegato per far crescere sia i microrganismi psicrofili posti ad incubazione a 22°C che quelli mesofili a 37°C. Secondo il D.Lgs 31/2001, la ricerca va effettuata in doppio mediante semina per inclusione su terreno PCA, dopo averlo sciolto. Infine si lascia raffreddare il terreno per circa 10 minuti affinchè si sia solidificato. Le piastre verranno poi incubate a 22°C per la ricerca dei microrganismi abbondanti negli strati superficiali del suolo e a 37°C per isolare i microrganismi appartenenti alla flora umana ed animale; tutte le piastre saranno tenute in termostato per 24h. Le colonie che si svilupperanno, risulteranno di diversa morfologia e aspetto.
  • 30. 30 5.3.2 DETERMINAZIONE DEI COLIFORMI TOTALI Per la ricerca dei coliformi totali, durante il primo campionamento è stato usato il terreno TTC. Tuttavia, nonostante il TTC sia indicato nel D.Lgs 31/01, questo è risultato troppo generico, perciò è stato ritenuto più appropriato adoperare un terreno più selettivo e senza aver bisogno di ulteriori conferme biochimiche: m Endo Agar. Nella filtrazione è stato impiegato un volume di campione pari a 100ml, mentre l’incubazione è stata eseguita ad una temperatura di 37°C x 24 h. Le colonie caratteristiche per i coliformi totali avranno una colorazione rosso-viola. Tale colorazione deriva dalla liberazione della fucsina. Le colonie di Escherichia coli avranno anche un aspetto metallico di colore verde-dorato dovuta alla precipitazione degli aldeidi. La conferma dell’appartenenza al gruppo dei coliformi totali, viene effettuata con l’inoculo di una colonia su Bile Verde Brillante (Brillant Green Broth). Provetta 10 ml con BVB liquido e campanella di Duran sul fondo. Questo terreno inibisce la crescita dei Gram positivi, mentre i batteri appartenenti al gruppo coliaerogenes si manifestano con intorbidimento del campione e producendo gas durante la fermentazione del lattosio. 5.3.3 DETERMINAZIONE DI ESCHERICHIA COLI Per la determinazione dell’Escherichia coli si filtra su membrana 100ml di campione, che viene posta successivamente su terreno TTC. L’incubazione viene poi effettuata ad una temperatura di 44°C x 24 h. Le colonie di Escherichia coli risulteranno di colore rosso. Eventuali altre colonie (marroni o gialle), appartengono a specie differenti e pertanto non vanno conteggiate. Per accertarsi della presenza nel campione di Escherichia coli, si mette una di queste colonie nel terreno TBX seminandola con ansa. La piastra verrà incubata a 44°C per 48 ore. L’azione selettiva è dovuta alla presenza dei sali biliari, inibitori per i batteri Gram positivi, l’enzima glucoronidasi poi da luogo alle colonie di Escherichia coli di un pigmento blu-verde.
  • 31. 31 5.4.4 ENTEROCOCCHI Per la determinazione degli enterococchi sono state impiegate membrane filtranti 0,45μm dove è stato trasferito 100ml di campione. Le membrane sono state poste su terreno Slanetz Bartley ed incubate ad una temperatura di 37°C x 24h. La positività è data dalla formazione di colonie rosso mattone di 0,3-2mm di diametro. Per valutare se tra gli enterococchi sono presenti streptococchi fecali, le membrane collocate in SB vengono disposte in piastre con terreno Bile Azide Agar esculina ed incubate per 2 ore in termostato a 44°C. Gli enterococchi hanno la capacità di idrolizzare l’esculina in presenza di Bile reagendo poi con il citrato ferrico presente nel terreno, formando così un alone marrone scuro- nero intorno alle colonie. Questo terreno è molto selettivo, in quanto la crescita di batteri Gram negativi sarà inibita dalla presenza di sodio azide. 5.4.5 DETERMINZIONE DI PSEUDOMONAS AERUGINOSA Per la determinazione dello Pseudomonas aeruginosa si filtrano 250ml su membrane filtranti 0,45μm, poste successivamente su terreno Agar Cetrimide. L’incubazione viene poi effettuata ad una temperatura di 37°C x 24 h. Lo sviluppo di colonie di tale batterio, assumeranno un colore giallo-verde, di morfologia piatta e con margini lisci.
  • 32. 32 Il terreno Cetrimide Agar stimola lo Pseudomonas aeruginosa a produrre piocianina e fluoresceina. Queste sostanze portano le colonie dello Pseudomonas aeruginosa ad essere fluorescenti sotto lampada UV. La maggior parte di queste colonie però spesso appartiene alla specie Pseudomonas fluorescens, perciò questo terreno è ancora indicativo per la conferma della presenza dello Pseudomonas aeruginosa. Per questo motivo si procederà alla prova dell’API 20 NE (per i non enterobatteri) che,attraverso un apposito lettore computerizzato verrà identificata la specie presa in esame. 5.4.6 DETERMINAZIONE DI CLOSTRIDIUM PERFRINGENS Per la determinazione del Clostridium perfringens sono state usate membrane filtranti da 0,45μm, dove sono stati trasferiti 100ml di campione, questa membrana è stata posta successivamente su terreno mCP . Il Clostridium perfringens si sviluppa in ambienti anaerobici, per questo motivo si mette la piastra ad incubare in Giara, ovvero un contenitore sigillato contenente una busta di AnaerogenTM . L’ossigeno atmosferico con la busta AnaerogenTM viene rapidamente assorbito con la formazione di CO2. Entro 30 minuti il livello di ossigeno in Giara scende ad una concentrazione inferiore all’1%, mentre quella di biossido di carbonio sale arrivando tra il 9 ed il 13% (Anaerogen TM, Oxoid). L’incubazione avviene a 44°C x 24h. Con la fermentazione del saccarosio e con la conseguente riduzione del pH, le colonie di Clostridium perfringens risulteranno gialle. Le colonie degli altri Clostridium invece rimarranno di colore viola, oppure avranno un aspetto blu-verde. Per confermare la presenza nel campione di Clostridium perfringens le colonie vanno ulteriormente saggiate. Viene verificata l’attività della fosfatasi acida, caratteristica di tale batterio, tramite l’esposizione ai vapori di idrossido di ammonio per 20-30 secondi. Il difosfato di fenolftaleina viene scisso dalla fosfatasi acida, per questo motivo le colonie di Clostridium perfringens virano in una colorazione che va dal rosa al rosso. Per accertarsi ulteriormente della presenza del Clostridium perfringens, una delle colonie cresciute sull’ mCP viene seminata su terreno SPS. Le piastre seminate poi vengono messe ad incubare a 36°C per 48 ore.
  • 33. 33 La maggior parte dei clostridi riduce il solfito a solfuro, che reagisce con il citrato ferrico, formando solfuro di ferro che precipita e causa l’annerimento delle colonie. La crescita di altri microrganismi Gram-positivi e Gram-negativi solfito-riduttori risulta inibita per la presenza di polimixina e sulfadiazina. 5.4.7 DETERMINAZIONE DI LEGIONELLA PNEUMOPHILA Secondo il metodo ufficiale (5/5/2000) il volume consigliato per analizzare la Legionella tramite filtrazione è 1L. In questa filtrazione la membrana adoperata contiene con porosità minore rispetto alle altre filtrazioni (0,2μm). Questa membrana dopo avvenuta filtrazione viene introdotta in una bottiglietta sterile a tappo a vite (da 250ml) contenente 10ml dello stesso campione. Se non è possibile l’analisi immediata, la bottiglietta verrà posta a conservazione in frigo a 4°C e il campione dovrà essere analizzato entro una settimana. Il filtrato depositato sulla membrana, viene risospeso con il vortex per circa 30 secondi, il contenitore che la contiene sarà poi aperto in una cappa, in conformità alla EN12469:20. Una parte di questa sospensione è stata trasferita mediante una pipetta Pasteur, in una provetta sterile e posta in bagno termostatato a 50°C per 30 minuti. Il trattamento a caldo selettivo,viene effettuato al fine di ridurre il numero di funghi, Pseudomonas e specie Proteus. Al termine di questo trattamento, sono stati seminati, su due differenti capsule di terreno selettivo di GVPC o MWY, 0,1ml del campione trattato a caldo e di quello non trattato, distribuendo l’inoculo sull’intera superficie con una spatola sterile. Le piastre vengono incubate per 2 settimane ad una temperatura di 37°C con atmosfera a 2,5 % di CO2. Le colonie di Legionella pneumophila assumono un tipico aspetto “a vetro smerigliato” con riflessi perlacei iridescenti di diametro 1-2mm. Le colonie caratteristiche di questa specie sono lisce con bordo continuo; spesso assumono colore bianco o grigio-blu-porpora. Le colonie cresciute in ciascuna capsula, che hanno assunto morfologia e colorazione di Legionella pneumophila, sono state avviate alle successive prove di conferma.
  • 34. 34 Il primo test di conferma è stato eseguito prelevando con ansa sterile le colonie e seminate in parallelo sia nel terreno di crescita BCYE senza cisteina che nel terreno agar sangue. L’incubazione delle rispettive capsule è avvenuto a 37°C per 48h. La Legionella, a differenza degli altri batteri, richiede cisteina per la crescita. La positività del test perciò viene dettata dall’ assenza di crescita in entrambe le piastre. Per le colonie di morfologia differente saranno eseguite delle prove di conferma con 3 tipi di reagenti al fine di valutare se appartengono al sierogruppo 1, al sierogruppo 2-14 o ad una Legionella spp.. Nella prova si pone 1 goccia di ciascun reagente al lattice all’interno dei 6 cerchi predisposti sul cartoncino di reazione. Poi viene posta in prossimità del reagente 1 goccia di soluzione tampone per diluizioni. In seguito con un ansa sterile si preleva 1 colonia al fine di venire emulsionata con la soluzione tampone. Infine si mescola i reagenti al lattice con la sospensione. La positività del test, sarà dettata da un eventuale presenza di agglutinazione. Se entro 1 minuto avviene l’agglutinazione delle particelle di lattice blu, significa che sono stati individuati gli antigeni del gruppo di Legionella. La positività del sierogruppo 1 indica la forma più virulenta del ceppo di Legionella pneumophila che può causare il morbo dei legionari o legionellosi. Un test positivo per il sierogruppo 2-14 rappresenta una presenza di Legionella pneumophila meno pericolosa e può causare la febbre di Pontiac, che è simile ad una comune influenza. Se l’agglutinazione avviene con il terzo reagente, la colonia è rappresentata dalla Legionella spp. (Diagnostic Reagents, Legionella Test, gennaio 2005).
  • 35. 35 VALORI LIMITE PER LE ACQUE DESTINATE AL CONSUMO UMANO D.LGS 31/01 Al fine di ottenere un’acqua di buona qualità per la salute umana è stato redatto il D.Lgs 31/01 che definisce la conformità di un acqua potabile attraverso la fissazione di valori limite: PARAMETRO UNITA’ DI MISURA VALORE DI PARAMETRO D.Lgs. 31/01 Escherichia coli UFC/100ml 0 Enterococchi UFC/100ml 0 C.M.T. 22°C UFC/1ml 100 C.M.T 37°C UFC/1ml 20 6. RISULTATI Presentiamo ora i risultati ottenuti dalle analisi chimiche e microbiologiche delle acque dei vari pozzi del comune di Dueville. I parametri non conformi ai limiti del D.Lgs 31/01 sono evidenziati in colore arancio. 6.1 Dati chimico-fisici
  • 36. 36
  • 38. 38 ANALISI MICROBIOLOGICHE MAGGIO-LUGLIO 2011 Per la ricerca dei coliformi totali è stata seguita la consueta prassi standard dell’analisi delle acque usando il terreno TTC, ma questo è stato risultato essere poco selettivo per la crescita dei succitati batteri. In una seconda analisi effettuando il confronto tra il TTC e un altro terreno, l’mEndo, quest’ultimo è risultato essere più selettivo. A livelli di profondità medio-profonda ci si attendeva un’ acqua di qualità migliore rispetto alle falde dei primi 3 pozzi profonde dai 12,5 ai 20m, tuttavia, una significativa presenza microbica, sia in termini di UFC che in numero di indicatori, è stata riscontrata nelle falde a profondità 32-70m e nel pozzo n.13 situato 100m di profondità. La presenza poi, nel pozzo n. 7 (area verde) di Clostridum perfringens e non di Enterococchi o Escherichia coli, fa pensare ad un inquinamento remoto di origine fecale. Inoltre, nel mese di luglio c’è stato un incremento della crescita di enterococchi soprattutto nella falda intermedia compresa tra 50-70m. Le falde superficiali tra 12,5 e 20m (privati) risultano particolarmente pulite sotto il profilo microbiologico, questo induce a pensare che il comune di Dueville è molto attento a prevenire l’inquinamento delle falde acquifere e che la contaminazione è avvenuta nelle falde più profonde può essere causata da infiltrazioni nei pozzi o da un inquinamento dei comuni a monte. La Legionella che è presente in ambienti umidi e caldi come tubature, è stata constatata nel pozzo n. 13 (palestra) a maggio e giugno e nel pozzo n. 11(scuola) a luglio. Il peggioramento della qualità dell’acqua sotto il profilo microbiologico del pozzo n. 11 può essere attribuito al ridotto uso dei rubinetti per la chiusura delle scuole.
  • 39. 39 Le analisi eseguite in periodi differenti, sottolineano lo stretto legame della temperatura con i batteri presenti a certe profondità; esami eseguiti nel mese di maggio, rilevano una massiccia presenza di CMT a 37°C ad una profondità di 37-40m, quelle invece eseguite nel mese di giugno sono stati rilevati a 32-37m, mentre in quelle di luglio, la contaminazione è stata riscontrata a 15-32m. ALTRI MICRORGANISMI TROVATI: Nelle piastre con terreno TTC è stata evidenziata una presenza di colonie morfologicamente atipiche, è stato quindi necessario effettuare un’ ulteriore analisi, attraverso l’API GN32 (per la ricerca di Gram negativi), rinvenendo batteri opportunisti, in grado di creare problemi alla salute a bambini con pochi anni di età, caratterizzati da una carenza efficiente di risposta immunitaria, o a soggetti immunocompromessi. ACINETOBACTER LWOFFII I microrganismi del genere Acinetobacter sono saprofiti ubiquitari del suolo e dell’acqua che, insieme ai generi moraxella, neisseria, e kingella, appartengono alla famiglia delle Neisseriaceae. Come gli altri membri della famiglia, si tratta di diplococchi gram-negativi che causano infezioni delle vie urinarie, delle meningi e delle basse vie respiratorie. Analogalmente i ceppi di Acinetobacter possono causare setticemia ed endocardite sia acuta che subacuta. ENTEROBACTER SAKAZAKII L’ Enterobacter sakazakii, appartiene alla famiglia delle Enterobacteriacee; è un batterio Gram negativo, asporigeno ed anaerobio facoltativo in grado di utilizzare il lattosio e i citrati, produce quindi la β-galattosidasi e la citrasi. Questo batterio è un microrganismo ubiquitario ed è stato individuato in molteplici habitat: alimenti (formaggi, tofu, pane fermentato, carne affumicata, salsiccia, tè, riso, cereali, cioccolato, farina, pasta, latte in polvere), ambiente (suolo e acqua), liquidi biologici (liquido cerebro-spinale, sangue, midollo osseo, espettorato, urina, appendice infiammata, tratti intestinale e respiratorio, occhi, orecchie, feci), ospedali (reparto preposto alla preparazione del latte in polvere, stetoscopio, spazzolini per la pulizia del biberon) e industria alimentare (Iversen & Forsyte, 2003). Nelle fasi iniziali dell’infezione da Enterobacter sakazakii i sintomi sono generalmente rappresentati da: inappetenza, irritabilità, ittero, respiro affannoso, pallore, cianosi, collasso, spasmi, instabilità della temperatura corporea (Bar- Oz et al., 2001). La forma di infezione più grave è la meningite, che negli stadi più avanzati della malattia provoca come conseguenze ventricolite, formazione di ascessi, cisti e infarti cerebrali, e lo sviluppo di idrocefalo e serio danneggiamento neurologico (Lai, 2001). Il tasso di mortalità varia dal 40 all’80% (Stock & Wiedmann, 2002).
  • 40. 40 SERRATIA LIQUEFACIENS La Serratia è un genere di batteri Gram-negativi, anaerobi facoltativi, appartenente alla famiglia delle Enterobacteriaceae. Le specie più comuni nel genere, Serratia marcescens, è normalmente l'unico patogeno e di solito causa infezioni nosocomiali. Tuttavia, rari ceppi di Serratia plymuthica, Serratia liquefaciens, Serratia rubidaea, e Serratia odoriferae possono causare infezioni nelle vie respiratorie e urinarie. I membri di questo genere producono caratteristico pigmento rosso, e può essere distinto da altri membri della famiglia Enterobacteriaceae dalla sua produzione unica di tre enzimi: DNasi, lipasi, e gelatinasi. . E’ la Serratia specie più diffusa in ambiente naturale (MeSH, 2007). Tale batterio è responsabile di circa il 2% delle infezioni nosocomiali del sangue, del tratto respiratorio inferiore, del tratto urinario, delle ferite chirurgiche, della pelle e dei tessuti molli nei pazienti adulti, inoltre può causare anche endocarditi e osteomieliti alle persone dipendenti da eroina.
  • 41. 41 6.3 Confronto con dati precedenti (ricavati dal “Centro Idrico di Novoledo”): 6.3.1 PARAMETRI CHIMICO-FISICI NOTA: valori di conducibilità rapportati a 10 I dati rilevati dall’acqua proveniente dal pozzo n. 1, indicano che negli ultimi anni si è assistito ad un aumento della torbidità, ma allo stesso tempo un miglioramento degli altri parametri chimici: durezza, nitrati (quasi dimezzati dal 2007) e solfati. I cloruri, hanno seguito un insolito percorso, aumentando nel periodo 2007-2009 per poi di nuovo diminuire nel 2011.
  • 42. 42 NOTA: valori di conducibilità rapportati a 10 I dati rilevati dall’acqua proveniente dal pozzo n. 2, indicano un aumento di torbidità nel periodo 2005-2008 e una riduzione a partire dal 2009. La presenza dei nitrati è molto bassa e potrebbe significare che le infiltrazioni di acqua da terreni agricoli o i contatti con reflui organici siano pressoché assenti. Scarsa è anche la presenza dei cloruri, pertanto si deduce un basso contatto tra i reflui urbani, che sono soliti contenerli, e le falde.
  • 43. 43 NOTA: valori di conducibilità rapportati a 10 Nel 2002 l’acqua del pozzo n. 7 risultava di buona qualità. Nel 2011 c’è stata una contaminazione, lo si nota dall’aumento dei valori di molti parametri: torbidità (quadruplicata), cloruri (triplicati), conducibilità, durezza e nitrati. I valori comunque sono ancora entro i valori di potabilità.
  • 44. 44 NOTA: valori di conducibilità rapportati a 10 L’acqua proveniente dal pozzo n. 13 ha forti problemi di torbidità, la quale influenza ha portato l’aumento del pH e dell’ ossidabilità (entrambi comunque entro i limiti di potabilità). Si nota tuttavia una bassa presenza di cloruri, indice di scarsa presenza di reflui clorurati.
  • 45. 45 6.3.2 PARAMETRI MICROBIOLOGICI CAMPIONE N.1, PROFONDITA’: 12,5m *= colonie non confermate con Bile Verde Brillante Le analisi condotte fino al 2007-2008, hanno registrato un elevata CMT a 22°C e a 37°C. Dalle ultime analisi eseguite, è stata osservata una netta diminuzione della presenza di questi. C.M.T. 22°C C.M.T. 37°C COLIFORMI TOT E.COLI ENTEROCOC CHI 2005 mag 7 3 0 0 0 2006 giu 4 4 0 0 0 2007 giu 80 15 0 0 0 2008 giu 60 80 0 0 0 2009 apr 15 10 0 0 0 2011 mag 0 0 57 (TTC)* 0 0 2011 giu 0 6 0 0 0 2011 lug 0 1 0 0 0
  • 46. 46 CAMPIONE N.2, PROFONDITA’: 15m *= colonie non confermate con Bile Verde Brillante Dalla tabella si può notare una forte presenza di microrganismi che crescono a 22 °C nel periodo 2004-2005, nell’anno 2005 è stata registrata anche la crescita di microrganismi a 37°C; se ne deduce perciò che in quel periodo c’è stata un’ infiltrazione di acqua superficiale nella falda o nel pozzo. Questa crescita si è attenuata fino a C.M.T. 22°C C.M.T. 37°C COLIFORMI TOT E.COLI ENTEROCOC CHI 2002 giu 15 2 0 0 0 2003 giu 25 10 0 0 0 2004 giu >100 10 0 0 0 2005 mag >100 >100 0 0 0 2006 mag 20 4 0 0 0 2007 mag 10 3 0 0 0 2008 mag 4 2 0 0 0 2009 apr 20 3 0 0 0 2010 mag 50 9 0 0 0 2011 mag 4 1 >200 (TTC)* 0 0 2011 giu 30 7 0 0 0 2011 lug 0 180 0 0 0
  • 47. 47 giugno 2011. Nel mese di luglio è risultata una forte crescita di microrganismi a 37°C, probabilmente ciò è dovuto al fatto che questo mese le temperature sono più elevate. CAMPIONE N.7, PROFONDITA’: 50m C.M.T. 22°C C.M.T. 37°C COLIFORMI TOT E.COLI ENTEROCOC CHI 2003 ott 50 2 0 0 0 2011 mag 17 11 >200 (TTC)* 0 0 2011 giu 86 15 7 0 0 2011 lug 11 30 0 0 0 *= colonie non confermate con Bile Verde Brillante NOTA: valori coliformi totali moltiplicati x 3 Il campione numero 7, come già stato anticipato, ha rilevato una presenza di coliformi totali nel periodo di maggio-giugno del 2011, si è riscontrato che nella precedente analisi, ottobre 2003, non c’era presenza di coliformi totali. Questo deduce che l’inquinamento è recente. Bisogna però tenere presente che la temperatura dell’acqua analizzata nel 2011 era maggiore rispetto a quella dell’analisi dell’ottobre 2003.
  • 48. 48 CAMPIONE N.13, PROFONDITA’: 100m C.M.T. 22°C C.M.T. 37°C COLIFORMI TOT E.COLI ENTEROCOC CHI 2004 mag 70 25 0 0 0 2005 mag 40 >100 0 0 0 2006 mag 50 10 1 0 0 2007 mag >100 10 30 0 7 2008 apr >100 15 1 0 0 2009 mag >100 25 6 0 0 2011 mag 0 3 116* (TTC) 0 1 2011 giu 61 29 0 0 0 2011 lug 76 93 0 1 1 *= colonie non confermate con Bile Verde Brillante NOTA: Valori Coliformi totali, E. Coli ed Enterococchi moltiplicati x 3 Come si deduce, il campione numero 7 ha avuto sempre molti problemi di contaminazione microbiologica. La presenza di batteri a 22°C e 37°C è molto elevata sin dal 2004. La presenza di coliformi totali nel 2007 è stata addirittura di 30 colonie. L’Escherichia coli è un fenomeno recente, in quanto non era mai stato trovato dal maggio 2004. La crescita di colonie di enterobatteri invece era già stata provata nel 2007 con una presenza di 7 colonie.
  • 49. 49 7. CONCLUSIONI 7.1 Alcuni suggerimenti e considerazioni SINTESI DISCUSSIONE E CONSIDERAZIONI Con questa tesi ho voluto fare una valutazione della qualità dell’acqua della zona del comune di Dueville e valutare la conformità di queste. Le analisi chimiche e microbiologiche hanno dimostrato che non tutti i pozzi hanno una elevata qualità dell’acqua. La presenza di Escherichia.coli ed Enterococchi indicano se è avvenuto un inquinamento fecale e quindi se l’acqua è potabile o meno. Questo inquinamento in alcune acque c’è stato, ma a valori molto bassi, tali da non creare problemi all’uomo se non alle persone immunocompromesse. A maggio nel pozzo del campione numero 10 si è rilevato la presenza di Enterobacter sakazakii.. Anche questo batterio può creare problemi solamente alle persone immunocompromesse o ai bambini al di sotto dei 3 anni. In molti casi sono stati trovati Escherichia coli ma spesso con presenza di una colonia tali da non creare un reale rischio per la salute. La presenza di Enterobatteri invece è stata di maggior rilevo, in particolare nel mese di luglio, nella maggior parte dei pozzi medio-profondi: n.9 (50m), n.10 (54m), n.11 (70m), n.13 (100m). Si fa notare che nel mese di luglio, i rubinetti non erano stati adoperati per un mese, è opportuno tuttavia, per evitare tale disagio, fare opera di monitoraggio. Nei parametri chimici gli unici problemi rilevati sono stati la torbidità, soprattutto nel pozzo del campione numero 8(46,5) e del campione numero 13(23), ciononostante non c’è un valore limite preciso per dare la potabilità ad un acqua. Alcuni studi hanno evidenziato che la concentrazione dei nitrati a Lugo Vicentino arriva a 200mg/l. Visto anche la bassa profondità delle falde nel comune di Dueville e la provenienza di queste da estese zone agricole, si pensava una elevata presenza di nitrati, ma non si è verificata (Altissimo, 1990). Ci si aspettava concentrazioni più elevati di cloruri nelle falde alimentate dal bacino Torrebelvicino- Schio-Marano che è pesantemente contaminato da solventi organo clorurati, fortunatamente questo inquinamento non è stato rilevato (Zitelli & Michieletto, 1992).
  • 50. 50 CONFORMITA' Pozzo n.1 L’acqua del pozzo n.1 è conforme in tutti a parametri per tutto il periodo di maggio-luglio. Pozzo n.2 L’acqua del pozzo n.2 è conforme nel mese di maggio e nel mese di giugno, diversamente questa non lo può essere nel mese di luglio per una crescita massiccia nella C.M.T. a 37°C (180 colonie). Pozzo n.3 L’acqua del pozzo n.3 è conforme a tutti i parametri per tutto il periodo di maggio-luglio. Pozzo n.4 L’acqua del pozzo n.4 è conforme nel mese di maggio, mentre nel mese di giugno è stata riscontrata un’ elevata presenza di: C.M.T. a 22°C (>200 colonie), C.M.T. a 37°C (22 colonie) e di Enterococchi (1 colonia); nel mese di luglio i valori dei parametri sovraccitati non sono diminuiti, anzi è stata riscontrata una presenza di >200 colonie per entrambi i valori di C.M.T.. Inoltre nel mese di luglio è stata individuata una presenza di coliformi totali (una colonia). Pozzo n.5 L’acqua del pozzo n. 5 presenta un elevata C.M.T. a 37°C con rispettivamente 71 colonie a maggio e >200 a giugno, in quest’ultimo mese è risultato un elevato sviluppo di colonie nella C.M.T. a 22°C (>200). Nel mese di luglio i valori sono tornati sotto i limiti del D.Lgs 31/01. Pozzo n.6 Nell’acqua del pozzo n.6 risulta una C.M.T. a 37°C al di sopra della soglia limite del D.Lgs 31/01 (33 colonie). Nei mesi di giugno e luglio tale valore scende facendo risultare un acqua potabile.
  • 51. 51 Pozzo n.7 L’acqua del pozzo n.7 rilevata nel mese di maggio, può essere definita potabile secondo il D.Lgs 31/01 nonostante la presenza di Clostridium perfringens. (23 colonie) e di Serratia liquefaciens. La specie riscontrata nelle acque di Dueville: la Serratia liquefaciens si trova generalmente nelle piante e nel tubo digerente dei roditori e a causa di queste sarebbe necessario che le persone immunocompromesse prestassero attenzione. Anche nel mese di giugno l’acqua si mostra conforme sebbene siano presenti 7 colonie di coliformi totali. Diversamente, nel mese di luglio è stata riscontrata una consistente crescita di C.M.T. a 37°C (30 colonie). Pozzo n.8 L’acqua del pozzo n. 8 è risultata conforme nei mesi di maggio e luglio. Nel mese di giugno invece è emersa una crescita di una colonia di Escherichia coli. Inoltre, in tale mese, è emersa una considerevole crescita di Pseudomonas aeruginosa (15 colonie). Pozzo n.9 Come per la maggior parte dei pozzi, l’acqua del pozzo n.9 risulta potabile nel periodo di maggio-giugno, nel mese di luglio al contrario è stata riscontrata una crescita di Enterococchi (8 colonie), con la conseguenza della perdita di conformità. E’ rilevata anche una elevata presenza di Pseudomonas aeruginosa (9 colonie). Pozzo n. 10 L’acqua del pozzo n.10 è risultata potabile sia nel mese di maggio ( nonostante vi sia stata una crescita di una colonia di Clostridium perfringens e di Enterobacter sakazakii) che nel mese di giugno. Nel mese di luglio, la perdita di conformità, è dovuta ad una crescita di CMT a 37°C (63 colonie). Pozzo n.11 L’acqua del pozzo n. 11 risulta potabile nel periodo di maggio-giugno, ma ha destato problemi nel terzo mese per la presenza di C.M.T. a 37°C (93 colonie) ed Enterobatteri; come accennato precedentemente, ciò può essere dovuto al mancato uso dei rubinetti per circa un mese. Pozzo n. 12 L’acqua del pozzo n.12 risulta potabile ai sensi del D.Lgs. 31/01 in tutto il periodo di maggio-luglio. Pozzo n.13 Nell’acqua del pozzo n.13 è conforme nel mese di maggio, ma è stata riscontrata una consistente crescita di Legionella pneumophila: si consiglia quindi di monitorare tale pozzo al fine di non arrecare problemi di salute alle persone immunocompromesse. La potabilità che può essere attribuita anche nel mese di giugno, non lo può essere nel mese di luglio, in quanto è stata rilevata una crescita di: 36 colonie nella C.M.T. a 37°C, 9 colonie di enterobatteri e una colonia di Escherichia coli. Inoltre è emersa una presenza di Acinetobacter lwoffii.
  • 52. 52 In conclusione solo 2 pozzi su 13 contenevano acque che potevano considerarsi conformi secondo i valori limite dettati dal D.Lgs 31/01. Questi sono: il pozzo n. 1 (privato), situato a Passo di Riva la cui falda è ubicata a 12,5m ed il pozzo n. 12 (piscina), collocato a Dueville la cui falda si trovava a 90m di profondità. Considerando il fatto che i limiti del D.Lgs 31/2001 tutelano largamente la salute pubblica, in particolare i soggetti immunocompromessi, le acque di falda dell’area di Dueville non recano problemi rilevanti alla salute. Questa condizione favorevole potrebbe essere alterata da possibili infiltrazioni nelle tubazioni, pertanto un sarebbe consigliabile allacciare la rete ad un acquedotto per evitare le contaminazioni. SUGGERIMENTI Nei luoghi dove si usano docce calde e quindi inalazione di vapori (in particolare il pozzo n.13), c’è il rischio di presenza di legionella, quindi sarebbe opportuno un intervento di disinfezione delle tubature. In alcuni pozzi dove le acque vengono usate da bambini, soggetti con più rischio di infezione da un agente patogeno, sarebbe opportuno un attento monitoraggio; in particolare nei pozzi dove vi è stata presenza di Escherichia coli, Clostridium ed Enterobatteri (pozzo n.4, pozzo n.7, pozzo n. 9 e pozzo n. 11). L’acqua del pozzo n. 10 presenta l’Enterobacter sakazakii, perciò è opportuno limitare l’approvvigionamento potabile ai soli soggetti maggiori di 3 anni di età e non immunocompromesse. Per quanto riguarda il pozzo n. 7, dall’anno 2003 al 2011 è stato l’unico tra i 4 pozzi presi di riferimento che ha subito un incremento notevole dei valori chimici. In questo modo si deduce che in questo pozzo ci siano infiltrazioni dall’ambiente esterno, facilitato dal fatto di non essere cementato attorno. I prelievi di queste acque sono stati effettuati in un comune circondato da ampi terreni coltivati. Nella nostra regione viene usata diffusamente l’irrigazione a scorrimento, creando oltre ad un grande spreco di acqua anche ad un infiltrazione di acqua contaminata alle falde. Potrebbe essere sostituita dalle irrigazioni a pioggia o a goccia, tecniche che eviterebbero l’inquinamento delle falde da nitrati e fosfati (oltre a fitofarmaci). La presenza elevata di nitrati nel pozzo numero 5,(comunque sotto il valore limite) potrebbe essere ridotta grazie a queste nuove tecniche di irrigazione. La torbidità di fondo che si è verificata solo nei pozzi 9 e 13, potrebbe essere risolta con l’installazione di un impianto di filtrazione (usato per ridurre la torbidità in rete).
  • 53. 53 BIBLIOGRAFIA AA. VV. 2000. Salvaguardia del patrimonio idrico sotterraneo del Veneto: cause del depauperamento in atto e provvedimenti urgenti da addottare, Presidenza consiglio ministri, Venezia. ALTISSIMO L . 1990. Lo stato di Qualità delle acque, Rapporto sullo stato dell’ambiente nella provincia di Vicenza, Collegio degli ingegneri della provincia di Vicenza, Vicenza. ANTONELLI R. & DAL PRA’ A. 1980 Carta dei deflussi freatici dell’alta pianura veneta con note illustrative, Quad. I.R.S.A., 51 (l), Roma. ANTONELLI R. & DAL PRA’ A. 1986. Alcune analisi e correlazioni sul regime della falda freatica nell’alta pianura veneta, Studi idrogeologici, Pianura Veneta, 2 , Milano. ANTONELLI R., DAL PRA’ A., SOTTANI N., BENEDINI M., MARCOLONGO B., PRETTO L., ZANOVELLO A., DELL’AGLIO M., D’ALPAOS L., TROISI S., BATTAGLIA G. 1983. Utilizzazione delle risorse idriche in aree pedemontane. Dinamica e qualità degli acquiferi del vicentino, A.I.M. - C.N.R., Vicenza. ARPA 2008. Lo stato di salute delle acque sotterranee in Italia; Speciale acqua. Rivista Linos n.3 maggio- giugno 2008 ARPAV 2011. Indagine sulle dispersioni in alveo dei fiumi Astico e Brenta, Provincia di Vicenza. BAGGIO P., MARCOLONGO B., SOTTANI N. 1979. Primo contributo alla conoscenza qualitativa e quantitativa degli acquiferi dell’alta pianura Veneta, a nord di Vicenza, collana del Programma Finalizzato “Promozione della Qualità dell’Ambiente”, AQ/2/3, C.N.R., Roma. BAR-OZ B, PREMINGER A., PELEG O., BLOCK C., ARAD I. 2001. Enterobacter sakazakii infection in the newborn. Acta Paediatr. 2001 Mar; 90 (3): 356-8. BERNSTEIN M. S, TONG-STARKSEN S. E, LOCKSLEY R. M., 1991.Activation of human monocyte-- derived macrophages with lipopolysaccharide decreases human immunodeficiency virus replication in vitro at the level of gene expression, Department of Medicine, University of California, San Francisco. C.N.R. 1971. Risultati preliminari di ricerche idrogeologiche nella pianura alluvionale tra Astico e Brenta. “Tecnica Italiana” – Anno XXXVI – n. 9-10. Laboratorio di Geologia Applicata alle vie di comunicazione nel settore Alpino – Padano, Padova. COMMISSIONE EUROPEA 2008. Protezione delle acque sotterranee in Europa, Direzione generale Ambiente Centro di informazione (BU9 – 0/11) B-1049 Bruxelles Publications of the European Communities, 2008 ISBN 978-92-79-09820-8 DOI 10.2779/86124 © European Communities. D.L. N.31 DEL 2 FEBBRAIO 2001. Attuazione della direttiva 98/83/CE relativa alla qualità delle acque destinate al consumo umano. Suppl. G.U. n. 52 del 3 marzo 2001. D.Lgs 152/06. Norme in materia ambientale, 2006
  • 54. 54 D.Lgs 31/01. Qualita' delle acque destinate al consumo umano, 2001. D.Lgs. 81/08. Tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro, 2008. DAL PIAZ G. 1938. Studio sulla pianura alluvionale che si stende a Nord di Vicenza, sulle falde idriche che la attraversano e indicazione dei punti più favorevoli per attingere acqua per il progettato acquedotto euganeo, Soc. Coop. Tip., Padova. DAL PRA’ A., ANTONELLI R 1980. Restituzione freatica ai fontanili nell’alta pianura veneta tra il fiume Piave e i monti Lessini, Quad. I.R.S.A. Roma. DAL PRA’ A., ANTONELLI R 1983. Caratteristiche generali degli acquiferi della Pianura Veneta e Friulana e aspetti comparativi con l’area vicentina, A.I.M. – Vicenza, C.N.R., Progetto finalizzato “Ambiente”. Giornata di studio sulla “utilizzazione delle risorse idriche in aree pedemontane: dinamica e qualità degli acquiferi del Vicentino. Vicenza. DAL PRA’A., ANTONELLI R. 1980. Carta idrogeologica dell’Alta pianura Veneta, Quad. I.R.S.A., Roma. DAL PRA’ A:, FABBRI P., BELLENGHI G. 1989. Esempi di sfruttamento delle falde artesiane nella media pianura veneta in aree non servite da acquedotti pubblici. Modalità di utilizzazione, quantità dei prelievi, vantaggi ed effetti negativi, Mem. Sc. Geol. V. 41, Padova. DE MAIO M. & MASSIMO CIVITA 2001. Linee guida per la redazione e l’uso delle carte della vulnerabilità degli acquiferi all’inquinamento, ANPA Manuali e linee guida. Diagnostic Reagents, Legionella Test; Oxoid, gennaio 2005 pg 67-83. GAZZETTA UFFICIALE n. 52 del 3 marzo 2001. Supplemento ordinario n. 41. GAZZETTA UFFICIALE n.103, 5-5-2000. Linee guida per la prevenzione e il controllo della legionellosi. GRABOW O.K. WILLIE, ASHBOLT J. N. & SNOZZI M., 1996. Indicators of microbial water quality. In: Water Quality: Guidelines, Standards and Health. Edited by L. Fewtrell and J. Bartram. IWA Publishing, London. ISBN: 1 900222 28 0. GUYARD C. & LOW DE. 2011. Legionella infections and travel associated legionellosis. Travel Med Infect Dis. Jul; 9(4):176-86. Epub 2010 Jun 16. IVERSEN C. & FORSYTE SJ. Comparison of media for the isolation of Enterobacter sakazakii. Appl Environ Microbiol. 2007 Jan; 73(1):48-52. Epub 2006 Oct 27. KAU AL, MARTIN SM, LYON W, HAYES E, CAPARON MG, HULTGREN SJ., 2005. Enterococcus faecalis Tropism for the Kidneys in the Urinary Tract of C57BL/6J Mice, Infect. Immun. 2005, 73(4):2461. DOI: 10.1128/IAI.73.4.2461-2468.2005. KLASS CHRISTIA 2011. ACP-EU Joint parliamentary assembly, commissioni per gli affari e l’ambiente, Kinshasa, Rep. Dem. Del Congo. http://www.europarl.europa.eu/meetdocs/2009_2014/documents/acp/pv/851/851873/851873it.pdf
  • 55. 55 LAI KK. 2001 Enterobacter sakazakii infections among neonates, infants, children, and adults. Case reports and a review of the literature. Medicine (Baltimore). 2001 Mar; 80 (2): 113-22. MAC KENZIE WR, HOXIE NJ, PROCTOR ME, GRADUS MS, BLAIR KA, PETERSON DE KAZMIERCZAK JJ, ADDISS DG, FOX KR, ROSE JB 1994. A massive outbreak in Milwaukee of Cryptosporidium infection transmitted through the public water supply.; 331:161–7; Centers for disease control and prevention. MAFFEI M. 2001. Le sorgenti per Padova, Padova. MAZZOLA M. 2011. Stato delle falde al 30/3/2011, ARPAV. MELCHIORRE, FORTUNA 1980. Igiene e disinfestazione dell’acqua. Editrice Il Campo. MUSERU E., MURA I., CASTIGLIA P., PALMIERI A. 1993. Monitoraggio e controllo di microrganismi emergenti: le Legionelle in ambiente ospedaliero. L’Igiene moderna 100: 1261-1272. OTTAVIANI M., BONADONNA L. 2000. Metodi analitici per le acque destinate al consumo umano Vol. 2 Parte II. Metodi microbiologici. Rapporto ISTISAN 00/14: 225-420. POLLACK M. 1984. The Virulence of Pseudomonas aeruginosa, Reviews of Infectious Diseases Department of Medicine, Vol. 6, Supplement 3, Bethesda, Maryland REGIONE VENETO 1984. Carta regionale delle acque pag 27. REGIONE VENETO: Difesa degli acquiferi dell’alta pianura veneta: bassa valle dei fiumi Chiampo e Agno- Gua: reti di controllo dei parametri idrogeologici e chimici e informazioni litostratigrafiche/ gruppo nazionale per la difesa delle catastrofi idrogeologiche, Pubblicazione n. 1806, Vicenza. SIBER R. G. & SAMORE H. M. 1994. The Journal of Infectious Diseases, Volume 170 • Number , September 1994. SOTTANI N., PRETTO L., VIERO C., MARCOLONGO B. 1982. Gli acquiferi a nord di Vicenza – Studio del sistema, bilancio idrico e proposte gestionali. AIM-Vicenza, C.N.R. – Progetto finalizzato “Promozione della qualità dell’ambiente”. Roma. STOCK I. & WIEDMANN B. 2002. Natural antibiotic susceptibility of Enterobacter amnigenus, Enterobacter cancerogenus, Enterobacter gergoviae and Enterobacter sakazakii strains. Clin Microbiol Infect. 2002 Sep;8(9):564-78 Universität Bonn, Institut für Medizinische Mikrobiologie und Immunologie, Pharmazeutische Mikrobiologie, Meckenheimer Allee 168, D-53115 Bonn, Germany. VOLTERRA L. 1995-a. La Conta Batterica Totale: suo significato nel controllo delle “Acque potabili: i problemi microbiologici emergenti” Quaderni di tecniche di protezione ambientale – Protezione delle acque sotterranee. Pitagora Editrice Bologna. VOLTERRA L. 1995-g. La presenza e il significato di Legionella nell’ambiente e nelle acque potabili. Metodi di rilevamento. In “Acque potabili: i problemi microbiologici emergenti” Quaderni di tecniche di protezione ambientale – Protezione delle acque sotterranee. Pitagora Editrice Bologna.
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