Rimozione degli agenti patogeni dall'acqua

La necessità di rimuovere gli agenti patogeni dalle riserve di acqua potabile è riconosciuta da tempo. In questo articolo vengono descritte le caratteristiche dei gruppi patogeni insieme a una panoramica degli approcci utilizzati per rimuovere o comunque disattivare gli agenti patogeni dall'acqua. Vengono inoltre presi in considerazione l'efficacia di questi approcci e gli eventuali inconvenienti significativi.

In questo articolo delineiamo le caratteristiche dei gruppi di agenti patogeni e forniamo una panoramica degli approcci utilizzati per rimuovere o comunque disattivare gli agenti patogeni dall’acqua, riassumendo l’efficacia di questi approcci ed evidenziandone gli svantaggi significativi. Ci concentriamo in particolare sull’efficacia delle moderne tecnologie migliorate per la rimozione degli agenti patogeni, inclusa la filtrazione su membrana, ora adottate per molteplici ragioni in tutto il mondo. Esaminiamo l'efficacia della rimozione tramite filtrazione degli agenti patogeni dalle acque reflue e per la fornitura di acqua potabile.

Gli agenti patogeni, organismi biologici microscopici in grado di causare malattie, includono virus (compresi DNA o RNA con un rivestimento proteico), batteri (organismi unicellulari), protozoi (anche unicellulari, ma con un nucleo distinto legato alla membrana) e tossine rilasciate dalle alghe (specie acquatiche fotosintetiche unicellulari o pluricellulari).

Gli effetti dannosi degli agenti patogeni vanno dalla malattia acuta lieve, alla malattia cronica grave fino alla morte. Importanti sostanze a base acquosa (trasmissione attraverso il consumo di acqua contaminata), lavate con acqua (dove la qualità dell'acqua utilizzata per la pulizia è di minore importanza agisce essa stessa come fonte di agenti patogeni) e a base acquosa (l'agente patogeno o un ospite intermedio trascorre parte della sua vita- ciclo nell’acqua) le malattie uccidono milioni di persone ogni anno. L’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) afferma che nel 2004 nel mondo sono morte 2,16 milioni di persone a causa di malattie diarroiche, di cui oltre l’80% proveniva da paesi a basso reddito. Colera, giardiasi, epatite infettiva, tifo, dissenteria amebica e bacillare e bilharziosi sono alcune delle malattie più comuni responsabili.

La via di trasmissione di gran lunga più comune è quella del consumo orale di agenti patogeni, derivati ​​da feci umane o urina presenti in acque contaminate, comprese le acque di pulizia/lavaggio. Sebbene molti agenti patogeni possano vivere solo per un breve periodo al di fuori del corpo umano, la trasmissione attraverso l’acqua di cisti e oocisti batteriche resistenti, insieme al trasporto diretto dei patogeni, è un meccanismo chiave di infezione. Anche le feci e le urine degli animali ospitano importanti specie patogene (ad es. la leptospirosi), mentre ulteriori rischi, soprattutto per il bestiame, derivano dall'escrezione di tossine nell'acqua da parte di alghe e altri microbi (ad es. cianobatteri). Negli ultimi anni, la potenziale contaminazione da agenti patogeni derivante dall’aumento dei fanghi di depurazione sparsi sul terreno ha richiesto una maggiore attenzione al trattamento dei fanghi per alleviare il rischio.

Una serie di approcci al trattamento dell’acqua possono migliorare la sicurezza dell’acqua potabile rispetto alla contaminazione patogena. L’efficacia del trattamento è ampiamente misurata utilizzando il valore di rimozione del registro (LRV):

LRV=log10(Cin/Cout)

Dove Cin è la concentrazione dei patogeni influenti e Cout è la concentrazione dei patogeni negli effluenti.

Pertanto, per un dato patogeno, LRV 2 riflette una rimozione del 99%, mentre LRV 4 riflette una rimozione del 99,99%.

L’importanza di un trattamento efficace degli agenti patogeni, in particolare di alcuni agenti patogeni indicatori con una bassa dose infettiva, si riflette negli elevati standard di qualità stabiliti nel mondo industrializzato. Le normative britanniche sull'approvvigionamento idrico (qualità dell'acqua) (2000), a loro volta un'implementazione nazionale della direttiva europea sull'acqua potabile, richiedono una concentrazione pari a zero di E. Coli ed enterococchi e nessun cambiamento anomalo nelle colonie microbiche coltivabili nell'acqua dei rubinetti degli utenti, mentre le normative nazionali statunitensi I regolamenti sull'acqua potabile primaria adottano livelli di concentrazione massima pari a zero per Cryptosporidium, Giardia lamblia e coliformi totali.

Il trattamento degli agenti patogeni viene affrontato in due modi: processi di rimozione e/o processi di inattivazione (disinfezione). Questi processi idealmente fanno parte di una strategia di trattamento globale a “barriera multipla” che garantisce la protezione della fonte idrica (utilizzando acqua della massima qualità iniziale possibile), seguita da un’adeguata rimozione degli agenti patogeni, successiva disinfezione e strategie finali di protezione dalla contaminazione per l’acqua. sistema di distribuzione.