Contribuiscono alla formazione dei solidi sospesi particelle organiche ed inorganiche di qualsiasi dimensione: vengono considerate solidi sospesi totali (TSS) le particelle più grandi di 2 micron mentre qualcosa di più piccolo di 2 micron è considerato un solido disciolto (TDS).
Solitamente la maggior parte dei solidi sospesi è costituita da materiali inorganici, sebbene anche alcuni batteri ed alghe possano contribuire alla concentrazione totale, questi solidi includono qualsiasi cosa fluttuante o galleggiante nell’acqua, come sedimenti, limo, sabbia, plancton e alghe. Le particelle organiche derivanti da materiali in decomposizione possono anch’esse contribuire alla concentrazione di TSS, infatti quando le alghe superiori, le piante e gli animali si decompongono, il processo di decomposizione consente alle particelle organiche piccole di staccarsi ed entrare nell’acqua come solidi sospesi. Anche i precipitati chimici sono considerati una forma di solidi sospesi.

I Solidi Totali (TS) sono la somma dei Solidi Sospesi Totali (TSS) e dei Solidi Disciolti Totali (TDS) in acqua:

TS = TSS+TDS

I solidi sospesi in un specchio d’acqua sono per lo più generati da fenomeni naturali, questi solidi naturali includono materiali organici come le alghe e materiali inorganici come il limo, le sabbie ed i sedimenti. Alcune alghe, come il fitoplancton, sono naturalmente presenti specialmente nell’oceano, mentre i materiali inorganici vengono messi in sospensione a causa del deflusso delle acque piovane, dell’erosione o della risospensione dovuta ai cambiamenti stagionali nello scorrimento naturale delle acque.
Alcuni di questi solidi sospesi possono depositarsi in modo naturale sul fondo di un specchio d’acqua come sedimenti, infatti le particelle più pesanti, come ghiaia e sabbia spesso tendono a sedimentare quando entrano in un’area con flusso d’acqua basso o inesistente ed anche se questo processo migliora la limpidezza dell’acqua, tuttavia può provocare il soffocamento degli organismi bentonici. Le particelle rimanenti che non si depositano sono chiamate solidi colloidali o non divisibili, questi solidi sospesi sono troppo piccoli o troppo leggeri per depositarsi sul fondo.
I solidi sospesi totali TSS sono un fattore significativo per valutare la limpidezza dell’acqua perchè, ovviamente, più solidi sono presenti meno limpida sarà l’acqua.

Torbidezza e limpidezza dell’acqua sono entrambe proprietà unicamente visive, basate sulla dispersione ed attenuazione della luce. La torbidezza e la presenza di solidi sospesi totali spesso a livello visivo si sovrappongono, ma è necessario annotare che ci sono alcuni fattori esterni che contribuiscono solo all’una o all’altra.
La torbidezza è determinata dalla quantità di luce dispersa dalle particelle, le misurazioni della torbidezza quindi possono essere influenzate da materia organica disciolta colorata, che può causare letture di torbidezza artificialmente basse in quanto assorbe la luce invece di disperderla.
I solidi sospesi totali, d’altra parte, sono una misura totale della quantità di materiale solido per volume di acqua, ciò significa che il TSS è una misura completa e specifica di tutti i solidi sospesi, organici e inorganici.
La limpidezza dell’acqua è strettamente relativa alla penetrazione della luce solare ed è la misura più soggettiva di questi parametri, poiché solitamente è determinata dall’osservazione umana.
Siccome le particelle sospese possono provenire da erosione del suolo, scarichi umani, sedimenti di fondo smossi o proliferazioni algali, la limpidezza dell’acqua di flusso è generalmente considerata un indicatore di acqua salubre ed un improvviso aumento della torbidità in un specchio d’acqua, precedentemente limpido, è motivo di preoccupazione.
In termini di qualità dell’acqua, alti livelli di solidi sospesi totali aumenteranno le temperature dell’acqua e ridurranno i livelli di ossigeno disciolto (DO) questo perché le particelle sospese assorbono più calore dalla radiazione solare rispetto alle molecole dell’acqua. Questo calore viene quindi trasferito per conduzione all’acqua circostante, l’acqua più calda non può contenere tanto ossigeno disciolto quanto l’acqua più fredda, quindi i livelli di DO scenderanno. Inoltre, l’aumento della temperatura superficiale può causare la stratificazione dello specchio d’acqua e quando l’acqua si stratifica lo strato superiore ed inferiore non si mescolano e poiché la decomposizione e la respirazione si verificano spesso negli strati inferiori, questi possono diventare troppo ipossici (con bassi livelli di ossigeno disciolto) perchè gli organismi possano sopravvivere.
La torbidità, bloccando la luce solare, può anche inibire la fotosintesi ed una fotosintesi interrotta o ridotta significa una diminuzione della sopravvivenza delle piante che porta come conseguenza ad una diminuzione della produzione di ossigeno disciolto.
Inquinanti come metalli disciolti e agenti patogeni possono attaccarsi alle particelle sospese ed essere veicolati nell’acqua, ecco perché un aumento della torbidità può spesso indicare un potenziale inquinamento e non solo una diminuzione della qualità dell’acqua. I contaminanti comprendono batteri, protozoi, sostanze nutritive (ad es. Nitrati e Fosforo), pesticidi, mercurio, piombo ed altri metalli; molti di questi inquinanti, specialmente i metalli pesanti, possono essere dannosi e molto più spesso tossici per la vita acquatica, mentre l’aggiunta di sostanze nutritive come i nitrati può innescare lo sviluppo di fioriture algali nocive. Quando la presenza di solidi sospesi è dovuta a materiali organici, in particolare all’afflusso di acque reflue e di sostanza organica in decomposizione, diventa più probabile la presenza di batteri, protozoi e virus. Questi solidi sospesi organici aumentano la probabilità di ridurre i livelli di ossigeno disciolto in quanto sono decomposti e possono avere un impatto non solo sugli organismi acquatici, ma anche sull’acqua potabile, poichè spesso includono naturalmente alti livelli di microrganismi come protozoi, batteri e virus. Tali agenti patogeni contribuiscono a malattie trasmesse dall’acqua come criptosporidiosi, colera e giardiasi. Inoltre l’acqua torbida a causa di materiale organico o inorganico non può essere facilmente disinfettata, poiché le particelle sospese “nascondono” questi microrganismi. Nei processi industriali invece la torbidità può contribuire all’ostruzione di tubi e serbatoi, inoltre alcune particelle possono esercitare un processo di erosione sulle macchine danneggiandole.

TSS e unità di torbidità
I solidi sospesi totali sono quantificati in milligrammi di solidi per litro di acqua (mg/ l).
Il metodo più accurato per determinare il TSS è quello che si effettua filtrando e pesando un campione d’acqua. Il campione d’acqua viene sottoposto ad evaporazione in stufa termostatata a 105°C.
Il contenuto di solidi totali è dato da:

Solidi totali (mg/l) = (M1-M0) x 1000 / VCampione

dove:
M1= massa in mg della capsula e del residuo dopo essiccamento;
M0= massa in mg della capsula vuota;
VCampione= volume in ml di campione sottoposto ad analisi

La torbidità viene normalmente misurata con un misuratore di torbidità (torbidimetro) ed è quantificata in unità denominate unità di torbidità nefelometrica (NTU). NTU sta per Nephelometric Turbidity Unit e significa che lo strumento sta misurando la luce diffusa da un campione ad un angolo di 90 gradi rispetto alla luce incidente.
FNU invece sta per Formazin Nephelometric Units (unità nefelometrica di formazina) e anch’esso significa che lo strumento sta misurando la luce diffusa da un campione ad un angolo di 90 gradi rispetto alla luce incidente.
FNU viene comunemente utilizzata quando si fa riferimento alla normativa europea per la torbidità ISO 7027.

Inquinamento umano come fonte di solidi sospesi
L’inquinamento delle acque si caratterizza da un’ampia serie di elementi che variano dai rifiuti di grandi dimensioni alle microplastiche, dalle particelle di metallo o asfalto ai coloranti chimici. Qualsiasi sostanza potenzialmente nociva che viene aggiunta all’ambiente dagli esseri umani, sia direttamente che indirettamente, è considerata inquinamento: questo può variare dai batteri che corrono lungo lo scarico di un impianto di depurazione, al carbone ed ai minerali di ferro che percolano da una zona mineraria. Se questi inquinanti sono più grandi di 2 micron, contribuiranno alla concentrazione totale dei solidi sospesi.
Alcuni dei più comuni solidi sospesi inquinanti sono agenti patogeni (batteri, protozoi, elminti), microsfere (da saponi esfolianti), acque reflue, effluenti delle acque reflue, particolati aerodispersi e particelle stradali (ad esempio asfalto e particelle di pneumatici), etc. Scarichi di acque reflue colorate e coloranti sono sostanze inquinanti che, come abbiamo visto precedentemente, influenzano la torbidità, ma non i solidi sospesi. I nutrienti come il nitrato ed il fosforo sono spesso considerati inquinanti, ma poiché sono una sostanza disciolta, non contribuiscono direttamente alla concentrazione dei solidi sospesi, essendo solo un fattore indiretto in quanto alimentano le fioriture algali, che influiscono sul TSS e sulla torbidità.
Questi nutrienti disciolti, insieme a metalli disciolti, organici refrattari (ad esempio fenoli e pesticidi) avranno un impatto forte sulla qualità di uno specchio d’acqua. Il nitrato ed il fosforo possono causare eutrofizzazione (eccessiva crescita di piante e alghe) che a sua volta è la causa di bassi livelli di ossigeno disciolto, poichè questo viene consumato tramite la fotosintesi e la decomposizione microbica. I prodotti organici refrattari sono spesso cancerogeni, mentre i metalli pesanti e altre sostanze chimiche possono essere tossici per gli organismi acquatici. Questi contaminanti possono entrare nell’acqua come sostanza disciolta, molti di loro viaggiano su granelli di terra o altri pezzi più grandi di inquinanti (ad esempio pezzi di vernice o particelle di asfalto) ed in questo caso possono essere rilevati nei campioni dei sedimenti sospesi. I coloranti chimici invece influenzeranno le letture di torbidità in quanto le molecole colorate altereranno l’assorbimento della luce, ma non verranno incluse nella misurazione dei solidi sospesi.
Se l’inquinamento è circoscritto in una singola fonte identificabile viene denominato inquinamento puntiforme. L’inquinamento da origine puntiforme può aumentare la torbidità di uno specchio d’acqua attraverso l’aggiunta di solidi sospesi e di acque reflue colorate, esempi comuni includono tubi di scarico di fabbriche e impianti di trattamento delle acque reflue. Inoltre anche le aziende agricole possono rientrare nella categoria dell’inquinamento puntiforme e queste fonti possono rilasciare, oltre a solidi sospesi, agenti patogeni nocivi (batteri) e sostanze chimiche nell’acqua. Quando queste acque reflue vengono scaricate, questi solidi sospesi possono essere ancora presenti se non trattati con filtri. L’agricoltura ed anche l’allevamento sono identificati come fonti di inquinamento puntiforme perchè consentono spesso ai fertilizzanti ed ai rifiuti di origine animale di entrare nel ciclo dell’acqua, infatti la maggior parte dell’inquinamento agricolo è dovuto al deflusso delle acque piovane e di irrigazione e non a uno scarico specifico; ma anche se questo deflusso non è intenzionale, può essere dannoso per la qualità dell’acqua, poiché questi inquinanti non sono minimamente trattati. I rifiuti animali possono aumentare le concentrazioni di patogeni nell’acqua, mentre il fertilizzante può contribuire all’eutrofizzazione e all’eccessiva crescita delle alghe.
Possiamo quindi concludere che i solidi sospesi sono un chiaro segnale di avvertimento per l’inquinamento dell’acqua, infatti potendo ospitare agenti patogeni come batteri e protozoi, che si attaccano alle particelle sospese favorendone il trasporto e nascondendoli dai disinfettanti, giungono ad infettare la vita acquatica e umana; questo dà un’idea di quanto sia importante l’eliminazione dei solidi sospesi tramite la filtrazione per il mantenimento di tutto il ciclo vitale dell’acqua in natura e nel suo utilizzo nelle attività umane, prima di tutte la potabilizzazione.
A conclusione di questa panoramica sulle caratteristiche e le interazioni dei solidi sospesi, voglio ricordare che filtri Wonderfil, oltre ad essere estremamente efficaci nella loro eliminazione, sono dotati di guarnizioni in EPDM certificate per il contatto con acqua potabile secondo le seguenti normative e direttive europee: UBA Leitlinie, DVGW Arbeitsblatt W270, WRAS (BS 6920-1), ACS.
Grazie per l’attenzione e alla prossima !
Il team Wonderfil