Studio dell'interazione tra disinfettante e materiali utilizzati nei sistemi di distribuzione delle acque destinate al consumo umano

In recent years, increasing attention has been paid to guaranteeing a stable and safe drinking water quality from the source to the final consumer. Biological stability can be ensured through disinfection. However, the disinfectant decades along the distribution network, due to both the characteristics of the water and the interactions with the piping material. These can increase the aging and deterioration of the pipes leading to an alteration of the chemical and microbiological quality of the drinking water. In the present work, the effect of two chemical disinfectants (sodium hypochlorite, NaClO, and chlorine dioxide ClO2) on the quality of drinking water in contact with black steel pipes and cast iron pipes coated with cement mortar was investigated. Three waters with different chemical stability were used. Laboratory tests were performed to jointly investigate the leaching and decay of the disinfectant, depending on the composition of the water, also evaluating the role of piping aging, for a better disinfection management practice along the distribution system. The black steel pipes used in the tests did not comply with the contact with drinking water due to the consistent release of metals. Cast iron pipes increase the amount of water, but also of sulfur which can trigger the release of heavy metals. In addition, an increase in TOC was observed, which influences the formation of disinfection by-products; for this reason, chlorine dioxide appears more suitable as a disinfectant in the case of cast iron pipes coated with recently installed cement mortar.

Negli ultimi anni è stata posta una crescente attenzione per garantire una qualità dell'acqua potabile stabile e sicura dalla sorgente al consumatore finale. La stabilità biologica può essere garantita attraverso la disinfezione. Tuttavia, il disinfettante decade lungo la rete di distribuzione, a causa sia delle caratteristiche dell'acqua sia delle interazioni con il materiale delle tubazioni. Queste interazioni possono aumentare l'invecchiamento e il deterioramento delle tubazioni portando ad osservare un'alterazione della qualità sia chimica che microbiologica dell’acqua potabile. Nel presente lavoro, è stato studiato l'effetto di due disinfettanti chimici (ipoclorito di sodio, NaClO, e biossido di cloro ClO2) sulla qualità dell’acqua potabile a contatto con tubi in acciaio nero e tubi in ghisa rivestiti con malta cementizia. Sono state utilizzate tre acque a diversa stabilità chimica. Sono stati eseguiti test di laboratorio per indagare congiuntamente la lisciviazione e il decadimento del disinfettante, a seconda della composizione dell’acqua, anche valutando il ruolo dell’invecchiamento delle tubazioni, per proporre una migliore pratica di gestione della disinfezione lungo il sistema di distribuzione. Le tubazioni in acciaio nero utilizzate nei test non sono risultate conformi al contatto con l’acqua potabile per il consistente rilascio di metalli. Le tubazioni in ghisa determinano l'aumento della durezza dell'acqua, ma anche di solfato che può innescare il rilascio di metalli pesanti. Inoltre, si è osservato un aumento di TOC, che influenza la formazione di sottoprodotti di disinfezione; per questo motivo il biossido di cloro appare più idoneo come disinfettante nel caso di tubazioni in ghisa rivestite con malta cementizia di recente installazione.