L’acqua di scarico è qualsiasi acqua che richiede la pulizia dopo l’uso. Ciò include l’acqua che è stata utilizzata per il bucato, il bagno, il lavaggio delle stoviglie, i servizi igienici, i rifiuti e gli scopi industriali. Le acque reflue includono anche l’acqua piovana che ha accumulato inquinanti mentre scorre in oceani, laghi e fiumi. Gli inquinanti sono sostanze chimiche o materiali indesiderati che contaminano aria, suolo e acqua.
L’obiettivo della gestione delle acque reflue è quello di pulire e proteggere l’acqua. Ciò significa che l’acqua deve essere abbastanza pulita in modo che possa essere utilizzata dalle persone per bere e lavare e dall’industria per scopi commerciali. Deve anche essere abbastanza pulito per rilasciare in oceani, laghi e fiumi dopo che è stato utilizzato.
Le acque reflue sono solitamente suddivise in due gruppi principali: acque reflue a fonte puntiforme e acque reflue a fonte non puntiforme. Point source wastewater include acque reflue che entrano in acque naturali (come laghi, fiumi e oceani) da posizioni definite. Le fonti puntuali più comuni sono fognature sanitarie e fognature. Le acque reflue di origine non puntiforme sono acque reflue che non sono collegate a una fonte specifica. Ciò include il deflusso (acqua che drena via) dall’agricoltura e dalle aree urbane (città) e le acque acide dalle miniere. In molti modi, le acque reflue di origine puntiforme sono molto più facili da gestire perché la loro fonte e gli inquinanti che contengono sono noti. Le acque reflue di origine non puntiforme, d’altra parte, sono sia difficili da identificare che da trattare.
Trattamento delle acque reflue
Una delle maggiori fonti di acque reflue è quella che proviene da case e industrie. Queste acque reflue confluiscono tutte nelle fogne sanitarie, che le indirizzano negli impianti di trattamento delle acque reflue. Le acque reflue delle case contengono rifiuti umani, cibo, saponi e detergenti. Contengono anche agenti patogeni, che sono organismi che possono causare malattie. Le acque reflue industriali contengono inquinanti tossici (velenosi), che possono mettere in pericolo la salute umana e danneggiare altri organismi. Questi includono pesticidi, bifenili policlorurati (PCB) e metalli pesanti come piombo, mercurio e nichel. Questi metalli sono generalmente tossici per la vita vegetale e animale. L’obiettivo del trattamento delle acque reflue è quello di rimuovere tutti questi inquinanti dalle acque reflue in modo che possano essere restituiti alle acque naturali.
Il trattamento delle acque reflue comprende tre fasi: trattamento primario, trattamento secondario e trattamento terziario. Il trattamento primario separa fisicamente solidi e liquidi. L’acqua di scarico passa attraverso una griglia che strappa particelle di grandi dimensioni. L’acqua rimanente viene lasciata riposare in un serbatoio, dove sedimenti più piccoli (particelle di sabbia, argilla e altri materiali) si depositano sul fondo. Questi sedimenti sono chiamati fanghi. A questo punto, la parte liquida delle acque reflue contiene ancora molti inquinanti e non è sicura per l’esposizione all’uomo o all’ambiente.
Nella seconda fase, chiamata trattamento secondario, la parte liquida delle acque reflue passa attraverso un filtro di gocciolamento o un serbatoio di aerazione. Un filtro gocciolante è un insieme di tubi con piccoli fori che dribblano l’acqua su un letto di pietre o plastica ondulata. I batteri nelle pietre o nella plastica assorbono gli inquinanti dall’acqua e li scompongono in sostanze che non sono dannose. Un serbatoio di aerazione è un serbatoio che contiene batteri che abbattono gli inquinanti. La parte liquida delle acque reflue del trattamento primario viene pompata nel serbatoio e miscelata con i batteri. L’aria viene fatta gorgogliare attraverso il serbatoio per aiutare i batteri a crescere. Man mano che i batteri si accumulano, si depositano sul fondo del serbatoio e formano fanghi. Il fango viene rimosso dal fondo del serbatoio e sepolto nelle discariche.
Dopo il trattamento secondario, l’acqua è generalmente priva della maggior parte dei patogeni e dei metalli pesanti. Contiene ancora alte concentrazioni di nitrati e fosfati, minerali che possono stimolare eccessivamente la crescita di alghe e piante nelle acque naturali, che possono alla fine causare loro e gli organismi circostanti a morire.Il trattamento terziario rimuove questi nutrienti dalle acque reflue. Un metodo di trattamento terziario prevede l’utilizzo di processi biologici, chimici e fisici per rimuovere questi nutrienti. Un altro metodo consiste nel far passare l’acqua attraverso una zona umida o una laguna (corpo d’acqua poco profondo tagliato da un corpo più grande).
Storm sewers
Nella maggior parte delle città degli Stati Uniti, le fogne che trasportano le acque piovane vengono instradate attraverso impianti di trattamento delle acque reflue. Gran parte del deflusso dalle tempeste contiene fertilizzanti, oli e altre sostanze chimiche che dovrebbero essere rimosse dall’acqua prima che entri in laghi, fiumi e oceani. Quando ci sono piogge molto forti, tuttavia, gli impianti di trattamento delle acque reflue possono essere sopraffatti dal volume di acqua che entra nella struttura. In questi momenti, le acque reflue e le acque reflue provenienti dalle tempeste possono essere scaricate direttamente nei corpi idrici naturali. Molte città hanno programmi in corso per separare le fogne dalle fogne sanitarie, ma questi progetti sono molto costosi e richiedono molto tempo.
Deflusso agricolo
Il deflusso agricolo si verifica quando la pioggia cade a terra e poi attraversa campi agricoli o allevamenti di bestiame. L’acqua piovana può accumulare fertilizzanti, oli e rifiuti animali prima che si imbatta in fiumi, laghi e oceani. Questi materiali inquinano le acque naturali e possono causare la morte dei pesci, contaminare l’acqua potabile e accelerare il tasso di sedimentazione (particelle che si depositano sul fondo di un corso d’acqua) in laghi e torrenti. Nell’estate del 1995, il deflusso dalle fattorie di maiali nella Carolina del Nord ha causato la rapida crescita delle alghe Pfisteria. Questa alga ha rilasciato tossine che hanno colpito il sistema nervoso dei pesci e degli esseri umani nella zona.
Nel tentativo di gestire il deflusso agricolo, l’Office of Wastewater Management (OWM) degli Stati Uniti. Environmental Protection Agency ha designato le aziende agricole come operazioni di alimentazione degli animali (AFOS). A partire dal 1998, quasi mezzo milione di AFOS era stato identificato. Designando AFOS, l’OWM può regolare lo smaltimento dei rifiuti di origine animale. Ciò sposta gran parte del deflusso agricolo dalla categoria di fonti non puntuali alla categoria di fonti puntuali e consente una migliore gestione degli inquinanti agricoli.
Drenaggio delle miniere di acido
Nei luoghi in cui viene estratto il carbone, la pirite minerale è un materiale di scarto. Una serie di reazioni complesse tra pirite, ossigeno e acqua provocano il drenaggio delle miniere di acido. Il drenaggio della miniera acida èacqua di mare che è estremamente acida e contiene alte concentrazioni di metalli pesanti. Il drenaggio delle miniere di acido è una delle principali fonti di inquinamento del flusso nella regione montuosa degli Appalachi. Drenaggio miniera di acido ha gravemente danneggiato più della metà dei flussi in Pennsylvania e West Virginia. Ci sono almeno 200.000 miniere abbandonate in tutti gli Stati Uniti che producono il drenaggio delle miniere acide.
Il drenaggio delle miniere acide può essere trattato con trattamenti chimici che riducono l’acidità dell’acqua e consentono ai metalli pesanti di precipitare (separati dall’acqua). Questo tipo di trattamento è spesso molto costoso. Un altro modo per trattare il drenaggio delle miniere acide è passandolo attraverso una laguna o zone umide, che rimuove i metalli pesanti e diminuisce l’acidità dell’acqua. Il drenaggio delle miniere acide viene anche trattato facendolo passare attraverso un canale di calcare (una roccia molto alcalina), che neutralizza anche l’acidità dell’acqua.
Deflusso urbano
Quando la pioggia cade su terreni naturali come foreste e prati, parte di essa si impregna nel terreno e poi lentamente si fa strada verso fiumi, laghi e oceani. Nelle città, gran parte della terra è pavimentata con cemento e asfalto e l’acqua non è in grado di affondare nel terreno. Invece, si muove rapidamente a storm drena e poi in corsi d’acqua naturali. Questo grande volume d’acqua provoca molta erosione (logoramento del terreno) e sedimentazione. Inoltre, mentre l’acqua piovana scorre su superfici pavimentate, raccoglie olio e grasso dalle auto, fertilizzanti e pesticidi dal giardinaggio, agenti patogeni formano rifiuti animali, sali stradali e metalli pesanti. Questi vengono scaricati direttamente nelle acque naturali con acque reflue urbane. Il deflusso dalle aree urbane è la più grande fonte di inquinamento negli estuari (la parte larga di un fiume dove si avvicina al mare) e la terza più grande fonte di inquinamento nei laghi.
Controllare il deflusso urbano è estremamente difficile perché le sue fonti sono difficili da identificare. L’Environmental Protection Agency lavora per influenzare gli sviluppatori a prendere in considerazione il deflusso urbano quando si pianificano nuovi edifici. Alcune idee per ridurre al minimo il deflusso includono l’aggiunta di aree di vegetazione e drenaggio a nuovi cantieri. Alcune città hanno istituito programmi di fogna-stencil che ricordano alla gente che l’acqua piovana scorre direttamente nelle acque naturali. Anche le stazioni di servizio sono state prese di mira come aziende che possono aiutare a controllare oli e grassi per auto. Le scuole hanno anche sviluppato programmi per insegnare agli studenti il deflusso urbano e le acque reflue non puntuali.
Juli Berwald, Ph. D.
Per ulteriori informazioni
Libri
Cunningham, William P. e Barbara Woodworth Saigo. Scienza ambientale: una preoccupazione globale. Boston, WCB / McGraw-Hill, 1999.
Raven, Peter H, Linda R. Berg e George B. Johnson. Ambiente, Seconda Edizione. Orlando, FL: Saunders College Publishing, 1998.
Siti Web
“Gestione del deflusso agricolo.”Wisconsin Dipartimento delle Risorse Naturali.http://www.dnr.state.wi.us/org/water/wm/nps/animal.htm (accesso il 24 agosto 2004).
“Gestione del deflusso urbano.”United States Environmental Protection Agency.http://www.epa.gov/OWOW/NPS/facts/point7.htm (accesso il 24 agosto 2004).
” The Science of Acid Mine Drainage and Passive Treatment.”Pennsylvania Department of Environmental Protection.http://www.dep.state.pa.us/dep/deputate/minres/bamr/amd/science_of_amd.htm (accesso il 24 agosto 2004).
” Primer per acque reflue.”United States Environmental Protection Agency.http://www.epa.gov/owm/primer.pdf (accesso il 24 agosto 2004).