Boro (B) e acqua

Il boro è naturalmente presente nelle rocce e nei suoli e può raggiungere le acque sotterranee quando l’acqua attraversa materiali contenenti borati e borosilicati. È presente anche in alcuni prodotti industriali e di uso domestico. Nell’acqua, il boro si trova principalmente sotto forma di acido borico o borato, e l’equilibrio tra queste forme dipende soprattutto dal pH.

Boro nell’acqua

Al pH della maggior parte delle acque naturali, il boro disciolto è presente prevalentemente sotto forma di acido borico elettricamente neutro, B(OH)₃. Quando il pH supera circa 9, lo ione borato con carica negativa, B(OH)₄⁻, diventa la forma predominante. Entrambe le forme sono solubili, ma le loro diverse cariche e dimensioni influiscono sulla facilità con cui vengono rimosse dai processi di trattamento.

Le fonti naturali comprendono l’alterazione e la lisciviazione di rocce e suoli contenenti borati o borosilicati. Il boro può raggiungere le acque superficiali anche attraverso gli scarichi di acque reflue. I composti del boro sono utilizzati in prodotti e processi quali la produzione del vetro, i detergenti e i ritardanti di fiamma.

Aspetti ambientali

Il boro è un micronutriente essenziale per le piante in piccole quantità, ma concentrazioni eccessive possono danneggiare le piante e le colture sensibili. Gli effetti variano in base alla specie e alle condizioni di esposizione, pertanto una singola concentrazione non deve essere considerata una soglia universale di tossicità.

Acqua potabile e salute

Il valore guida dell’Organizzazione mondiale della sanità (WHO) per il boro nell’acqua potabile è di 2,4 milligrammi per litro (mg/L). La direttiva dell’Unione europea sull’acqua potabile stabilisce un valore di parametro di 1,5 mg/L, prevedendo 2,4 mg/L per gli approvvigionamenti in cui prevale l’acqua desalinizzata o in cui le condizioni geologiche possono determinare concentrazioni elevate di boro nelle acque sotterranee. I requisiti applicabili dipendono dalla giurisdizione.

Il valore guida della WHO si basa su evidenze tossicologiche che comprendono effetti sull’apparato riproduttivo e sullo sviluppo negli animali da laboratorio. Si tratta di un valore relativo all’acqua potabile e non deve essere interpretato come un’affermazione secondo cui i normali livelli di boro negli alimenti o nell’acqua causano tali effetti.

Rimozione del boro dall’acqua

I processi convenzionali di potabilizzazione, come la coagulazione, la filtrazione e la clorazione, generalmente non rimuovono efficacemente il boro. L’osmosi inversa e lo scambio ionico con resine selettive per il boro rientrano tra le opzioni di trattamento utilizzate per ridurne la concentrazione.

Poiché al pH della maggior parte delle acque grezze l’acido borico è elettricamente neutro e di dimensioni relativamente piccole, le membrane standard per osmosi inversa possono trattenerlo meno efficacemente rispetto al borato, che è carico elettricamente. A seconda dell’acqua e dell’obiettivo del trattamento, le opzioni di processo possono includere un secondo passaggio di osmosi inversa, la regolazione del pH, una membrana per osmosi inversa selezionata per trattenere il boro, oppure lo scambio ionico selettivo per il boro. Le prestazioni dipendono dalla composizione chimica dell’acqua grezza e dalla progettazione del sistema; prove su scala di laboratorio o pilota possono contribuire a definire le condizioni operative. Nella progettazione del processo occorre considerare anche il concentrato dell’osmosi inversa e i rifiuti derivanti dalla rigenerazione delle resine a scambio ionico.

Rimozione del boro dall’acqua