Oltre 1.5 miliardi di persone dipendono dalle falde acquifere per l'acqua potabile; queste irrigano gran parte delle aree agricole più produttive del mondo e alimentano fiumi e torrenti. Le falde acquifere contengono il 97% dell'acqua dolce mondiale. Questi servizi essenziali sono ora a rischio. Le attività umane contaminano le acque sotterranee in tutto il mondo con sostanze pericolose come nitrati provenienti da fertilizzanti e fognature , pesticidi spruzzati sui campi, prodotti petrolchimici provenienti da serbatoi di benzina che perdono e solventi industriali abbandonati dalle imprese, causando un grave inquinamento delle falde acquifere.

Cos'è l'inquinamento delle acque sotterranee?

L'inquinamento delle acque sotterranee si verifica quando sostanze inquinanti vengono riversate nel terreno e penetrano nelle falde acquifere. Questo tipo di inquinamento idrico può verificarsi anche naturalmente a causa di una minima quantità di elemento indesiderato, contaminante o impurità presente nelle acque sotterranee, solitamente definita contaminazione anziché inquinamento. L'inquinamento delle acque sotterranee può derivare da impianti di depurazione in loco, percolato di discarica o effluenti di impianti di trattamento delle acque reflue, perdite nelle fognature, stazioni di servizio, fratturazione idraulica (fracking) o uso eccessivo di fertilizzanti in agricoltura. Anche inquinanti presenti in natura, come l'arsenico o il fluoro, possono causare inquinamento (o contaminazione). L'utilizzo di acque sotterranee inquinate mette a rischio la salute pubblica, causando avvelenamento o diffusione di malattie trasmesse dall'acqua.

Contaminanti delle acque sotterranee che stanno attaccando silenziosamente il pianeta

I contaminanti delle acque sotterranee comprendono caratteristiche fisiche, inorganiche, chimiche organiche, batteriologiche e radiologiche. Molte delle stesse sostanze chimiche che contribuiscono all’inquinamento delle acque superficiali possono essere rilevate anche nelle acque sotterranee inquinate, anche se la loro importanza relativa varia.

1. Arsenico e fluoruro

L' Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha identificato l'arsenico e il fluoro come i più gravi inquinanti inorganici presenti nell'acqua potabile a livello globale. L'arsenico, un metalloide, può essere presente naturalmente nelle acque sotterranee, come si riscontra più frequentemente in Asia, in particolare in India, Cina e Bangladesh. L'inquinamento naturale da arsenico delle acque sotterranee interessa il 25% delle fonti idriche nella falda acquifera più superficiale della pianura del Gange, tra l'India settentrionale e il Bangladesh. Anche l'uso di insetticidi a base di arsenico ha danneggiato le acque sotterranee in alcune zone. L'arsenico nelle acque sotterranee può essere presente anche in aree in cui l'estrazione mineraria o le discariche di scarti minerari rilasciano arsenico.

Naturalmente, il fluoro nelle acque sotterranee sta diventando un problema cruciale con lo sfruttamento delle falde acquifere più profonde, e oltre 200 milioni di persone rischiano di bere acqua con concentrazioni elevate. Quando la durezza dell'acqua è bassa, il fluoro viene liberato più facilmente dalle rocce vulcaniche acide e dalle ceneri vulcaniche disperse.

2. Agenti patogeni

L'acqua potabile può essere contaminata da germi presenti nelle feci e nelle urine a causa di servizi igienico-sanitari inadeguati e pozzi situati in posizioni inopportune. Tifo, colera e diarrea sono esempi di malattie trasmesse per via oro-fecale. Le prime tre categorie di agenti patogeni riscontrate nelle feci (batteri, virus, protozoi ed elminti o uova di elminti) vengono regolarmente rilevate nelle acque sotterranee contaminate. Al contrario, le uova di elminti, di dimensioni relativamente maggiori, vengono in genere filtrate attraverso la matrice del suolo.

Le falde acquifere profonde e limitate sono generalmente considerate la fonte di acqua potabile più sicura in termini di agenti patogeni. Gli organismi patogeni provenienti dalle acque reflue trattate o meno possono inquinare alcune falde acquifere, eccezionalmente quelle superficiali.

3. Nitrato

La contaminazione chimica più frequente nelle acque sotterranee e nelle falde acquifere di tutto il mondo è il nitrato. Le concentrazioni di nitrati nelle acque sotterranee sono elevate in alcune nazioni a basso reddito, creando seri problemi per la salute. Rimane stabile (non decade) in ambienti ricchi di ossigeno. I servizi igienico-sanitari locali, lo smaltimento dei fanghi di depurazione e le operazioni agricole possono tutti contribuire ad aumentare i livelli di nitrati nelle acque sotterranee. Di conseguenza, potrebbe provenire da un'origine urbana o agricola.

4. Composti organici volatili

I composti organici volatili (COV) sono contaminanti nocivi delle acque sotterranee. Vengono comunemente immessi nell'ambiente a causa di pratiche industriali irresponsabili. Gli idrocarburi aromatici come le sostanze chimiche BTEX (benzene, toluene, etilbenzene e xileni) e i solventi clorurati come il tetracloroetilene (PCE), il tricloroetilene (TCE) e il cloruro di vinile (VC) sono tra i principali contaminanti COV rilevati nelle acque sotterranee. I BTEX sono componenti critici della benzina.

Gli idrocarburi policiclici aromatici , o IPA, sono un altro contaminante organico presente nelle acque sotterranee e prodotto da attività industriali. Il naftalene è tra gli IPA più solubili e mobili rilevati nelle acque sotterranee a causa del suo peso molecolare, ma il benzo(a)pirene è il più pericoloso. Nella maggior parte dei casi, gli IPA si formano come sottoprodotti della combustione parziale di materiali organici.

Percorso dei contaminanti delle acque sotterranee

1. Evento naturale

L'inquinamento naturale da arsenico si verifica a causa di materiali organici nei sedimenti delle falde acquifere, che creano ambienti anaerobici. Queste condizioni causano la decomposizione batterica degli ossidi di ferro nella deposizione, rilasciando nell'acqua l'arsenico, che normalmente è fortemente legato agli ossidi di ferro.

2. Fanghi di depurazione

Lo scarico di acque reflue non trattate può inquinare le falde acquifere, causando eruzioni cutanee, diarrea emorragica e dermatiti. Ciò è particolarmente frequente nelle aree con infrastrutture di trattamento delle acque reflue inadeguate o se il sistema di smaltimento delle acque reflue in loco presenta guasti frequenti. Oltre a malattie e nutrienti, le acque reflue non trattate possono contenere quantità significative di metalli pesanti , che possono infiltrarsi nel sistema idrico sotterraneo.

Se le acque reflue trattate provenienti da impianti di trattamento delle acque reflue penetrano o vengono scaricate nei corpi idrici superficiali vicini, potrebbero raggiungere la falda acquifera. Di conseguenza, i contaminanti non eliminati nei tradizionali impianti di trattamento delle acque reflue potrebbero finire nelle acque sotterranee.

3. Fertilizzanti e pesticidi

I nitrati possono anche infiltrarsi nelle acque sotterranee a causa dell’uso eccessivo di fertilizzanti, come lo spargimento del letame. Questo perché solo una parte dei fertilizzanti a base di azoto viene utilizzata per produrre altri prodotti a base vegetale. Il resto si deposita nel terreno o si perde come deflusso. Gli elevati tassi di applicazione di fertilizzanti contenenti azoto e l’elevata solubilità in acqua dei nitrati comportano un maggiore deflusso nelle acque superficiali e una lisciviazione nelle acque sotterranee, con conseguente inquinamento delle acque sotterranee.

4. Dispersione industriale

Gli impianti di estrazione mineraria e di lavorazione dei metalli sono le principali fonti di metalli di origine antropica nelle acque sotterranee, tra cui l'arsenico. Il basso livello di pH, dovuto al drenaggio acido delle miniere (AMD), aumenta la solubilità dei metalli potenzialmente nocivi che possono infiltrarsi nel sistema idrico sotterraneo.

5. Sistemi igienico-sanitari in loco

A seconda della densità di popolazione e delle circostanze idrogeologiche, la contaminazione delle acque sotterranee con agenti patogeni e nitrati può anche derivare da liquidi che penetrano nel terreno attraverso strutture igienico-sanitarie in loco, come le fosse settiche.

Inquinamento delle acque sotterranee del fiume Gange in India: un caso di studio

Il bacino del fiume Gange (GRB), considerato un corso d'acqua sacro per gli indù, è affetto da una grave contaminazione da arsenico. Poiché l'India rappresenta il 79% del GRB , molti stati sono stati colpiti. Tra gli stati interessati figurano Uttarakhand, Uttar Pradesh, Delhi, Madhya Pradesh, Bihar, Jharkhand, Rajasthan, Chhattisgarh, Punjab, Haryana e la regione del Bengala Occidentale. I livelli di arsenico nelle acque sotterranee possono raggiungere i 4730 g/L, nell'acqua di irrigazione i 1000 g/L e negli alimenti i 3947 g/kg, superando tutti gli standard stabiliti dall'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura (FAO) per l'acqua di irrigazione e dall'Organizzazione mondiale della sanità (OMS) per l'acqua potabile. Di conseguenza, le persone esposte sviluppano disturbi che colpiscono le funzioni cutanee, neurologiche, riproduttive e cognitive, con possibili esiti cancerogeni.

Per contrastare il crescente inquinamento delle falde acquifere in alcuni distretti dell'India, il governo ha promosso lo sviluppo di infrastrutture igienico-sanitarie. L'iniziativa ha dato i suoi frutti, riducendo l'inquinamento delle falde acquifere e il rischio di malattie per madri e bambini, colpiti in modo sproporzionato da questo problema. Secondo uno studio, circa 117,000 bambini sotto i cinque anni muoiono ogni anno a causa del consumo di acqua contaminata. L'iniziativa del Paese ha ottenuto risultati positivi soprattutto nelle aree economicamente più sviluppate.

Concludere

Sostanze inquinanti come nitrati e batteri possono formarsi e continuare a filtrare nel terreno mentre pesticidi, fertilizzanti e letame animale si combinano e si diffondono sul terreno. I contaminanti continueranno ad affondare fino a raggiungere le fonti freatiche. L’inquinamento delle acque sotterranee potrebbe colpire in modo significativo le piante, gli animali e gli esseri umani che fanno affidamento sulle acque sotterranee contaminate per soddisfare i loro bisogni di base. Inoltre, l’inquinamento del suolo derivante dai serbatoi di smaltimento dei rifiuti, dalle discariche e dai siti minerari ed estrattivi potrebbero tutti contribuire in modo simile all’inquinamento delle falde acquifere.

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