Come si usa il biossido di cloro per trattare l'acqua potabile?
Ultimo aggiornamento:
Il biossido di cloro (ClO2) viene aggiunto all'acqua potabile come disinfettante ossidante che inattiva batteri, virus e protozoi in un ampio intervallo di pH senza formare trialometani3. Il suo residuo nelle reti idriche pubbliche statunitensi è limitato a 0,8 mg/L2. Negli allevamenti viene usato per sanificare l'acqua di abbeverata e per disgregare il biofilm nelle linee idriche, per esempio con una pulizia d'urto seguita da una dose bassa e continua6.
Come disinfetta l'acqua il biossido di cloro?
Il biossido di cloro è un gas che si scioglie in acqua e, poiché è esplosivo sotto pressione, viene di solito prodotto sul posto, a partire da clorato di sodio o clorito di sodio1. Nel trattamento delle acque agisce per ossidazione anziché per clorazione, il che significa che non forma trialometani3. La sua azione antimicrobica viene spiegata più spesso con l'alterazione della sintesi proteica e la perdita del controllo della permeabilità delle pareti cellulari e delle membrane3.
Il biossido di cloro inattiva batteri, virus e protozoi in un ampio intervallo di pH3. Questo conta negli allevamenti, perché un pH dell'acqua pari o superiore a 7,0 può ridurre l'efficacia sanificante del cloro5. Il biossido di cloro può inoltre penetrare i biofilm, è il meno corrosivo dei disinfettanti ossidanti ed è approvato dall'EPA per il trattamento dell'acqua potabile4.
In acqua, il biossido di cloro viene ridotto a clorito e cloruro da reazioni con il carbonio organico, e la sua decomposizione in clorito e clorato è catalizzata da ferro e rame1. È stabile in acqua pura al buio, ma si decompone alla luce solare1.
| Caratteristica | Biossido di cloro | Cloro |
|---|---|---|
| Tipo di reazione | Ossidazione3 | Clorazione3 |
| Trialometani | Non si formano3 | Possono formarsi, come sottoprodotto della clorazione3 |
| Effetto del pH | Attivo in un ampio intervallo di pH3 | L'efficacia può calare a pH pari o superiore a 7,05 |
| Biofilm | Penetra i biofilm4 | Legato dai microrganismi del biofilm, per cui i livelli calano lungo la linea5 |
| Livello massimo di disinfettante residuo negli Stati Uniti | 0,8 mg/L come ClO22 | 4,0 mg/L come Cl22 |
In Nord America la pressione del biofilm nelle linee di abbeverata aumenta dalla tarda primavera all'estate, quando le temperature elevate nei ricoveri e la bassa portata favoriscono l'accumulo di patina, quindi conviene pulire le linee e monitorarle attentamente all'avvicinarsi della stagione calda5. Nell'emisfero australe la stessa pressione della stagione calda va all'incirca da novembre a marzo.
Quali limiti si applicano al biossido di cloro e ai suoi sottoprodotti?
In base alle norme nazionali primarie statunitensi sull'acqua potabile, il livello massimo di disinfettante residuo per il biossido di cloro nelle reti idriche pubbliche è 0,8 mg/L2. L'Organizzazione mondiale della sanità non fissa alcun valore guida per il biossido di cloro in sé, perché quello che rimane al rubinetto viene ridotto a clorito e cloruro quando viene ingerito; fissa valori guida provvisori di 0,7 mg/L ciascuno per clorito e clorato1.
I sottoprodotti seguono la dose: i livelli di clorito vanno in genere dal 30% al 70% della dose di biossido di cloro, e il clorato è di solito inferiore a circa il 20% della dose1. La soglia di percezione di sapore e odore del biossido di cloro nell'acqua è tra circa 0,2 e 0,4 mg/L1. L'OMS precisa che le difficoltà nel rispettare il valore del clorito non devono mai essere un motivo per compromettere un'adeguata disinfezione1.
Come si usa il biossido di cloro per sanificare l'acqua di abbeverata del pollame?
La qualità dell'acqua determina la salute e la produzione del pollame, perché gli animali bevono circa il doppio dell'acqua rispetto al mangime che consumano6. Bassa portata, temperature elevate nei ricoveri, batteri e scarsa qualità dell'acqua contribuiscono tutti al biofilm, una patina che intasa linee idriche e filtri, limita il flusso e protegge i batteri da molti sanificanti5. Molti sanificanti per l'acqua trattano l'acqua ma non rimuovono un biofilm già presente, per cui gli organismi al suo interno restano protetti5.
Il biossido di cloro è un forte ossidante efficace nel disgregare il biofilm nelle linee idriche6. È stato riportato che un protocollo che inizia con un trattamento d'urto per rimuovere la patina esistente, seguito da un trattamento continuo a bassa concentrazione, riduce nettamente le popolazioni batteriche e migliora la salute del gruppo, il peso corporeo e l'indice di conversione alimentare6. In uno studio di laboratorio e in allevamento pilota del 2026, il biossido di cloro ha ridotto le cellule vitali del biofilm al di sotto del limite di quantificazione in tre comunità di biofilm multispecie su quattro in laboratorio, ma i protocolli di pulizia e disinfezione testati hanno mostrato scarso effetto nell'allevamento stesso7. Gli autori hanno concluso che il monitoraggio regolare della qualità dell'acqua e della presenza di biofilm è essenziale per le decisioni di trattamento7.
- Tra un gruppo e l'altro, lavi le linee ad alta pressione e usi detergenti acidi e alcalini per rimuovere i residui organici e le incrostazioni minerali, in modo che i disinfettanti possano raggiungere i microrganismi rimanenti6.
- Lavi regolarmente le linee durante il ciclo, idealmente ogni giorno nel periodo di avviamento e almeno una o due volte a settimana in seguito6.
- Lavi le linee dopo vitamine ed elettroliti, i cui veicoli organici accelerano la ricrescita del biofilm6.
- Verifichi che il prodotto sia compatibile con le parti in gomma, plastica e metallo dell'impianto di abbeverata5.
- Verifichi la concentrazione di biossido di cloro prima dell'uso, perché i prodotti commerciali variano molto; una guida universitaria raccomanda prodotti certificati secondo lo standard NSF/ANSI 60 per il trattamento dell'acqua potabile4.
- Segua l'etichetta del prodotto per la concentrazione da usare in presenza degli animali e per la pulizia delle linee in loro assenza.
Come si verifica che il trattamento delle linee idriche funzioni?
Misuri a entrambe le estremità di ogni linea: i microrganismi del biofilm legano il disinfettante, quindi una lettura più bassa alla fine della linea rispetto all'inizio indica la presenza di biofilm, e anche il potenziale di ossidoriduzione (ORP) cala lungo una linea quando sono presenti biofilm o batteri5. L'ORP si misura in millivolt, e letture più alte sono di norma associate a una migliore azione battericida5.
Cerchi la patina su regolatori, filtri, alloggiamenti dei filtri, pompe dosatrici e all'interno dei tubi, e faccia attenzione ai cali di pressione dell'acqua5. Se sospetta un problema, faccia analizzare l'acqua del pozzo e le linee idriche per la presenza di batteri5. I sistemi di monitoraggio più recenti rilevano pH, temperatura e ORP in tempo reale, così il trattamento può essere regolato automaticamente, anche se la maggior parte di questi sistemi a circuito chiuso è ancora in fase di prototipo o di prima commercializzazione6.
Cosa sono le pastiglie di biossido di cloro e come si usano?
Le pastiglie per la disinfezione dell'acqua contenenti cloro, iodio, biossido di cloro o altri agenti disinfettanti sono vendute online, in farmacia e nei negozi di articoli sportivi, e l'EPA consiglia di seguire le istruzioni riportate sull'etichetta del prodotto perché ogni prodotto può avere una concentrazione diversa8. La disinfezione funziona meno bene in acqua torbida o colorata, quindi la lasci prima decantare e la filtri attraverso un panno pulito, carta assorbente o un filtro da caffè8.
Il biossido di cloro si produce acidificando il clorito di sodio, ed esistono formati solidi in cui il clorito di sodio impregnato in un supporto come l'argilla calcinata viene trattato con un acido per liberare biossido di cloro3. Per l'acqua del bestiame, PureTabs sono pastiglie effervescenti che si sciolgono in acqua liberando una dose predosata di biossido di cloro, usate per il trattamento dell'acqua in vasche e abbeveratoi, con numero di pastiglie per litro e tempo di contatto stabiliti dall'etichetta registrata per ciascun mercato.
Quali precauzioni si applicano alla manipolazione del biossido di cloro?
Il biossido di cloro gassoso è esplosivo sotto pressione, e un buon controllo del processo è essenziale ovunque il gas venga prodotto e usato1. I limiti di esposizione professionale statunitensi per il biossido di cloro sono 0,1 ppm come media ponderata nel tempo e 0,3 ppm per l'esposizione a breve termine1. Poiché si decompone alla luce solare e reagisce con la sostanza organica e con metalli come ferro e rame1, le soluzioni preparate perdono efficacia in vasche aperte ed esposte al sole e in linee sporche. Legga e segua l'etichetta del prodotto per miscelazione, conservazione e dispositivi di protezione.
Punti chiave
- Il biossido di cloro disinfetta per ossidazione, agisce in un ampio intervallo di pH e non forma trialometani.
- Il limite statunitense per il biossido di cloro nell'acqua potabile pubblica è 0,8 mg/L, e l'OMS fissa valori provvisori di 0,7 mg/L per i suoi sottoprodotti clorito e clorato.
- Nelle linee idriche del pollame viene usato contro il biofilm, spesso con una pulizia d'urto seguita da una dose bassa e continua.
- Il biofilm può persistere dopo il trattamento, quindi misuri il residuo e l'ORP all'inizio e alla fine di ogni linea e verifichi direttamente la presenza di biofilm.
- Le pastiglie di biossido di cloro variano per concentrazione, quindi le dosi secondo l'etichetta del prodotto.
Bibliografia
- Chlorine Dioxide, Chlorite and Chlorate in Drinking-water: Background document for development of WHO Guidelines for Drinking-water Quality (WHO/FWC/WSH/16.49)
- 40 CFR 141.65: Maximum residual disinfectant levels
- Sodium Chlorite for Generation of Chlorine Dioxide Gas, Handling/Processing: Technical Evaluation Report
- Chlorine Dioxide as a Livestock Operation Disinfectant
- Broiler Tip: Biofilms in Poultry Drinking Systems
- Recent advancements to improve drinking water quality in poultry farms
- Laboratory and pilot-farm evaluation of cleaning and disinfection protocols for biofilms in livestock drinking water systems
- Emergency Disinfection of Drinking Water
Domande frequenti
Quanto dura il biossido di cloro nell'acqua?
Il biossido di cloro è stabile in acqua pura conservata al buio, ma la luce solare lo scompone in clorato, clorito e cloruro1. Nell'acqua normale viene inoltre consumato dal carbonio organico, e la sua decomposizione è catalizzata da ferro e rame1. Per questo il residuo si misura alla fine della linea anziché dedurlo dalla dose.
Il biossido di cloro cambia il sapore dell'acqua per gli animali o per le persone?
Le persone possono percepire il sapore o l'odore del biossido di cloro nell'acqua tra circa 0,2 e 0,4 mg/L1. Nel pollame, livelli elevati di cloro libero, intorno a 20 ppm o più, possono ridurre il consumo di acqua per la scarsa appetibilità, quindi conviene controllare l'assunzione di acqua dopo qualsiasi cambiamento nel programma di sanificazione6.
Qual è la differenza tra clorito di sodio e biossido di cloro?
Il biossido di cloro si può usare mentre gli animali bevono?
Sì. Un protocollo documentato inizia con un trattamento d'urto per rimuovere la patina esistente e prosegue con un trattamento continuo a bassa concentrazione dell'acqua di abbeverata6. Segua l'etichetta del prodotto per la concentrazione da usare in presenza degli animali.