METODI DI PREVENZIONE E CONTROLLO DELLA CONTAMINAZIONE DEL SISTEMA IDRICO
TRATTAMENTO TERMICO
Vantaggi
Non richiede particolari attrezzature e quindi può essere messo in atto immediatamente, vantaggio non trascurabile in presenza di un cluster epidemico.
Svantaggi
Richiede tempo e personale, o l'installazione di sonde a distanza, per controllare la temperatura dell’acqua nei punti distali, nei serbatoi e il tempo di scorrimento dell’acqua. Inoltre è una modalità di disinfezione sistemica ma temporanea, in quanto la ri-colonizzazione dell’impianto idrico può verificarsi in un periodo di tempo variabile da alcune settimane ad alcuni mesi dopo lo shock termico se la temperatura dell’acqua circolante ritorna al di sotto dei 50°C.
CLORAZIONE
Vantaggi
L’iperclorazione continua è una modalità di disinfezione generale che garantisce una concentrazione residua del disinfettante in tutto il sistema di distribuzione dell’acqua in modo da minimizzare la colonizzazione della legionella nei punti distali.
Svantaggi
Lo svantaggio dell’iperclorazione continua è determinato dalla elevata corrosività del cloro che, se usato in eccesso, può provocare danni alle tubature ed agli impianti. Inoltre, la quantità di cloro residuo prevista è difficilmente compatibile con gli standard attuali dell’acqua potabile sia come disinfettante residuo che come presenza di sottoprodotti (BPD)
BIOSSIDO DI CLORO
L'impiego del biossido di cloro è in corso di sperimentazione in alcuni Paesi, ma ancora non vi sono elementi sufficientemente convalidati per un suo impiego sicuro ed efficace. Tale metodica, infatti,richiede la presenza di un generatore di cloro, attrezzatura che comporta notevoli problemi di sicurezza per gli addetti e per l’ambiente di lavoro. Le concentrazioni, proposte da alcuni Autori, sono variabili da 0,1 a 1,0 mg/L a seconda dei settori dell'impianto idrico in cui viene impiegato (serbatoi, tubazioni, ecc.). Inoltre ha efficacia diversa sui vari tipi di materiali (efficacia maggioresu gomma rispetto alla plastica, mentre non sembra impiegabile con tubazioni in rame).
LAMPADE A RAGGI ULTRAVIOLETTI
Vantaggi
I vantaggi dell’applicazione della luce ultravioletta sono la facilità d’installazione dell’apparecchiatura e l’assenza di effetti avversi sull’acqua o sulle tubature. A differenza di quanto accade con le sostanze chimiche, il sapore dell’acqua non viene influenzato e non si formano sottoprodotti indesiderati. Il trattamento può essere più efficace se il controllo della legionella è localizzato in aree piccole come ad esempio un reparto di terapia intensiva.
Svantaggi
Lo svantaggio principale consiste nel fatto che l'acqua sottoposta all'azione dei raggi UV deve trovarsi in forma di flusso laminare avere uno spessore molto contenuto (al massimo di 3 cm) e deve essere scarsamente torbida per non limitarne l'efficienza. Inoltre, la mancanza di protezione residua nei punti distali, ne limita le potenzialità.
IONIZZAZIONE RAME/ARGENTO
Vantaggi
Il metodo è di facile applicazione e non è influenzato dalla temperatura dell’acqua. Inoltre, a causa
dell’accumulo del rame nel biofilm l’effetto battericida persiste per alcune settimane dopo la disattivazione del sistema e questo riduce la possibilità di una ri-colonizzazione.
Svantaggi
Poiché il sistema è soggetto a variazioni di concentrazione è necessario controllare sistematicamente la concentrazione dei due metalli oltreché il pH dell’acqua (6-8). Tale tecnica non è adatta per reti idriche in zinco poiché questo metallo produce l’inattivazione degli ioni argento. Inoltre, in caso di trattamento continuo, bisogna verificare il non superamento per entrambi i metalli della corrispondente concentrazione massima ammissibile (CMA) prevista dalla legislazione vigente per l’acqua potabile.
PEROSSIDO DI IDROGENO E ARGENTO
Il trattamento viene effettuato tramite una soluzione stabile e concentrata di perossido di idrogeno (acqua ossigenata) e argento in forma ionica, sfruttando l’azione battericida di ciascuna delle due componenti e la sinergia che tra di loro si sviluppa. La tecnica è di applicazione relativamente recente e necessita di ulteriori conferme sperimentali.
Concludendo, nelle linee guida vengono indicati pregi e difetti di ogni sistema suggerito per la disinfezione delle acque ad eccezione del Perossido D’Idrogeno (per il biossido di cloro vengono segnalati gli stessi vantaggi e svantaggi del cloro).
Perché quindi utilizzare il perossido d’idrogeno per combattere la Legionella?
In origine, questo sistema di disinfezione era stato poco applicato per tre ragioni fondamentali:
1 - Difficoltà d’uso di un prodotto poco stabile sia in fase di stoccaggio che dopo l’aggiunta nella matrice da trattare con conseguente difficoltà nel controllo della sue reazioni.
2 – Carenza di riferimenti normativi sulle procedure e sui prodotti stabilizzanti utilizzabili in fase di produzione.
3 – Scarsi investimenti nella ricerca sulla potenzialità del prodotto (diretta conseguenza di quanto espresso al punto precedente)
Le linee Guida sulle Legionella pubblicate il 04-04-2000 furono il risultato finale di varie direttive approvate in forma quasi definitiva l’anno precedente ( 11-11-1999). Contestualmente furono emanate le
Normative Europee UNE-EN 902:
“Prodotti chimici utilizzabili nel trattamento delle acque Perossido D’idrogeno” .
La contemporaneità delle due normative non ha permesso l’inserimento del Perossido d’idrogeno nelle elenco delle sostanze idonee alla disinfezione delle acque potabili secondo procedure e protocolli definiti.
Per comprendere le caratteristiche tecniche e l’evoluzione del nostro prodotto a base di perossido d’idrogeno partiamo dai seguenti dati bibliografici.
STRUTTURA e COMPORTAMENTO CHIMICO
Il perossido è un composto inorganico contenente il gruppo funzionale perossido contenente un legame covalente omopolare singolo: (O-O) : è tale gruppo a conferire le caratteristiche di forte ossidante .
Il perossido di idrogeno presenta la formula chimica H2O2 e la sua formula di struttura è : H-O-O-H
La sua molecola non è planare: i due legami O-H formano tra loro un angolo diedro di 111°.
A temperatura ambiente è un liquido incolore, viscoso e poco stabile, che può esplodere spontaneamente a causa del suo elevato potere comburente. Per questo motivo, non viene mai utilizzato puro, ma in soluzione acquosa in percentuale massima del 60%.
Il pericolo di esplosione è dovuto alla facilità con cui si decompone convertendosi in acqua e ossigeno gassoso con la seguente reazione fortemente esotermica:
2 H2O2 → 2 H2O + O2↑ + energia
Quando il perossido di idrogeno è mescolato con altre sostanze organiche (come alcoli, acetone e altri chetoni, aldeidi, glicerolo, ec.) possono verificarsi reazioni molto violente che possono avere anche andamento esplosivo: tale comportamento è catalizzato dalla presenza di metalli o di loro composto (ferro, rame, cromo, piombo, argento, manganese, sodio, potassio, magnesio, nichel, oro, platino, e loro ossidi e sali).
La molecola del perossido di idrogeno contiene un atomo di ossigeno supplementare, rispetto alla molecola di acqua più stabile. Il legame fra i due atomi di ossigeno, il cosiddetto legame perossido, si rompe quando si formano due radicali H-O. Tali radicali reagiscono rapidamente con altre sostanze, con formazione di nuovi radicali e sviluppo di reazioni a catena.
Le soluzioni di perossido di idrogeno presentano caratteristiche visive simili all'acqua ed in essa possono essere ulteriormente diluite. La quantità di perossido di idrogeno in soluzione è espressa in peso percentuale. Per il trattamento delle acque vengono usate soluzioni concentrate di perossido di idrogeno (dal 35% al 50 %).
L’ efficacia del perossido d’idrogeno si misura in "volumi" che sono i litri di ossigeno gassoso a condizioni normali che si sviluppano da un litro della soluzione.
L'utilizzo dell'indicazione dei "volumi" di perossido di idrogeno, differisce dall'indicazione delle concentrazioni in percentuale e l'utilizzo di questi due metodi di misurazione è talvolta causa di errore.
Per ovviare a questo, esistono formule di conversione che permettono di passare da concentrazione percentuale a volumi e viceversa in linea generale si applicano le seguenti tabelle
Perossido di idrogeno 3% corrisponde a volumi 10
Perossido di idrogeno 30% corrisponde a volumi 111
Perossido di idrogeno 50% corrisponde a volumi 230
Il perossido di idrogeno è molto versatile, e può essere usato in molte applicazioni. Può essere usato in tutti i mezzi: aria, acqua, acque reflue e terreno. A volte è usato in combinazione ad altri agenti, per aumentare ed accelerare i processi ossidativi. Il perossido di idrogeno è usato il più comunemente per rimuovere le sostanze inquinanti dalle acque reflue e dall’aria. A seconda delle dosi d’impiego, può opporsi allo sviluppo batterico (per esempio bio fouling nei sistemi idrici) o, al contrario può favorirlo in quanto “trasportatore di ossigeno” (per esempio nella bio-bonifica dei terreni e delle acqua reflue inquinate). Può anche essere usato per trattare quegli inquinanti che possono essere facilmente ossidati (per esempio ferro e solfuri) o quelli difficilmente ossidabili (per esempio idrocarburi, antiparassitari, ecc.).
Il perossido di idrogeno è usato in diverse applicazioni, poiché è molto selettivo. Cambiando le condizioni di reazione (temperatura, pH, dose, tempo di reazione e aggiunta di un catalizzatore), il perossido di idrogeno attaccherà inquinanti differenti.
L’attività corrosiva dell'acqua trattata con perossido di idrogeno dipende dalla quantità di ossigeno disciolto che si sviluppa in essa
Il perossido di idrogeno viene anche usato per la declorazione, in altre parole per rimuovere il cloro residuo. Il cloro residuo forma acidi corrosivi quando è ossidato da aria o condensato sui sistemi di trattamento. Quando il cloro reagisce con il perossido di idrogeno, il perossido di idrogeno si scinde in acqua ed in ossigeno. Il cloro gassoso si trasforma in acido ipocloroso (HClO), che successivamente si ionizza negli ioni ipoclorito (ClO-).
Il perossido di idrogeno reagisce molto velocemente con gli ioni ipoclorito con sviluppo di ossigeno gassoso.
Il perossido di idrogeno può irritare gli occhi, la pelle e le membrane mucose per contatto diretto o per inalazione di aerosol o vapori. Il contatto con gli occhi a concentrazioni superiori al 5% può provocare la lesioni permanenti dell'apparato visivo. Prove con animali da laboratorio da parte dell'agenzia internazionale americana sulla ricerca sul cancro (IARC) provano che il perossido di idrogeno può essere causa indiretta di cancro per gli animali: infatti, quando viene ripetutamente inalato a concentrazioni elevate, il perossido di idrogeno causa l'irritazione dei polmoni che vanno incontro a fenomeni degenerativi.
L'esposizione cutanea causa la formazione di bolle, ustioni e dolorosi sbiancamenti della pelle. Gli organi che sono molto sensibili ad esposizione a perossido di idrogeno sono i polmoni, l'intestino, il timo, il fegato ed i reni. Gli effetti di un'esposizione cronica per gli esseri umani sono sconosciuti. Gli effetti sulla riproduzione e sullo sviluppo non sono stati ancora dimostrati
Il perossido di idrogeno è un forte ossidante. È più potente del cloro (Cl2), del diossido di cloro (ClO2) e del permanganato di potassio (KMnO4). Un esempio di questa forte capacità ossidante è data dalla sua aggressività nei confronti dei gruppi solfidrilici presenti in alcuni aminoacidi costituenti le proteine degli organismi viventi: la denaturazione di tali proteine determina la morte cellulare, obbiettivo che si vuole raggiungere nei processi di disinfezione batterica.
Concludendo, possiamo ritenere che il perossido d’idrogeno abbia caratteristiche ampiamente positive che ne determinano un potenziale d’utilizzo notevole, ma possiede anche caratteristiche negative che allo stato puro lo rendono poco sfruttabile. Le ricerche scientifiche e i tets di laboratorio fatti in questi ultimi anni, hanno consentito di giungere alla formulazione di un PRODOTTO che rispetta il quadro normativo di riferimento, con forte ampliamento degli aspetti positivi e significativa limitazione di quelli negativi.
Il prodotto DM-LEG 50
L'azione disinfettante del nostro prodotto è dovuta a un due distinti fattori :
Azione chimica : l'acqua ossigenata agisce come ossidante, denaturando le proteine causando la morte cellulare dei batteri con cui viene a contatto
Azione fisico-meccanica : la formazione di ossigeno libero “nascente” pulisce a fondo le tubature rimuovendo meccanicamente il biofilm su di esse depositato.
Al contrario di quanto esposto nelle linee guida è stato eliminato il nitrato d’argento per evitare che questo elemento possa catalizzare e/o causare fenomeni corrosivi (anche molto gravi) sulle tubature in zinco eventualmente presenti nella rete di distribuzione dell’acqua; inoltre, viene a cadere il problema dell’eventuale superamento del valore limite (assai ristretto) fissato per l’elemento argento dalle norme vigenti in materia di acque destinate al consumo umano.
Come specificato nella scheda di sicurezza, il prodotto DM-LEG 50 contiene perossido di idrogeno adeguatamente addizionato con agenti stabilizzanti che ne mantengono costante la concentrazione iniziale e che fungono anche come inibitori di corrosione. In virtù del particolare stabilizzante aggiunto, il prodotto al 50% di H2O2 è stabile per lunghi periodi di tempo anche a temperature ambientali molto elevate (si veda scheda tecnica e sicurezza in allegato sez 9); inoltre, non reagisce e non aggredisce le tubature in metallo, verso le quali mostra un effetto passivante; infine, l’aggiunta del prodotto DM-LEG 50 evita il ritorno in circolo delle incrostazioni calcaree o metalliche eventualmente rimosse
Nel caso di trattamenti di acque molto ricche di sostanze organiche potrebbero innescarsi reazioni a catena molto veloci da parte del perossido d’idrogeno con conseguente rapida perdita di efficacia da parte del prodotto. La presenza nella formulazione del prodotto di idonei agenti stabilizzanti comporta la possibilità di un rilascio graduato e lento dell’ossigeno in modo da poter prolungarne l’effetto di ossidazione garantendo così l’efficacia dei trattamenti anche nei punti più distanti dal punto di immissione.
La presenza degli stabilizzanti risulta particolarmente efficace anche nei casi di utilizzo “in continuo” del prodotto nelle tubature da sanificare. In questo caso, lo stabilizzante aggiunto mantiene costante l’efficacia sanificante del prodotto anche quando questo venga aggiunto ad acque riscaldate ottenendo picchi di efficienza massima nell’intervallo di temperatura compreso fra i 25° C e i 50° C.
Questo dato risulta di importanza notevole se consideriamo che al punto 1 del capitolo 7.1.2 “Strategie per prevenire la moltiplicazione batterica”, viene suggerito di mantenere la temperatura “ove possibile al di sopra dei 55° C” : ciò significa effettuare un vero e proprio trattamento termico della rete di distribuzione mantenendo la temperatura dell’acqua calda del boiler almeno al di sopra dei 60° C.
Questo sistema di prevenzione comporta diverse controindicazioni:
Un notevole stress termico e meccanico per i vari componenti dell’impianto (tubature, valvole, pompe, ecc.) con un loro conseguente accelerato deperimento strutturale rischio di ustione per gli utilizzatori contrasti con le norme di sicurezza significativi aggravi dei costi di gestione (non compensati da concrete garanzie di successo).
Di seguito si riporta un tipico schema di sistema di riscaldamento e distribuzione dell’acqua calda sanitaria (ACS).
