Fatti: A. A.a A._ - disegnatore d'impianti sanitari con maestria e certificato federale dei veleni per commerciare prodotti chimici per la manutenzione di piscine - era referente della B._Sagl, società a cui il Municipio di W._ aveva affidato, a partire dal 2004, tutti gli interventi di una certa importanza in relazione alla manutenzione della pista di ghiaccio Y._ di Z._. Per l'esecuzione materiale delle opere B._Sagl ricorreva alla C._S.r.l., ditta attiva negli impianti di refrigerazione e surgelazione per tutte le applicazioni del freddo artificiale. A.b Nel tentativo di ovviare a un problema legato all'ostruzione di alcune condotte dell'impianto di raffreddamento della pista di ghiaccio, il 15 maggio 2008 D._ - tecnico frigorista alle dipendenze della C._S.r.l. con patente di abilitazione all'impiego di gas tossici - ha proceduto all'evacuazione dell'ammoniaca liquida dal circuito di raffreddamento. Il 4 giugno 2008 ha poi provveduto allo svuotamento del residuo gassoso di ammoniaca presente nelle condotte e l'8 agosto 2008 al flussaggio delle tubazioni con aria compressa per cercare di liberarle dal materiale ostruttivo. L'intervento non ha però raggiunto lo scopo sperato. A.c È stata allora effettuata un'operazione alternativa - già convenuta prima dell'8 agosto 2008 da A._ e i responsabili della pista - consistente nel liberare le estremità dei collettori a lato della platea con l'immissione in quel punto di aria compressa previa applicazione di tronchetti. Così il 18 agosto 2008, dopo un nuovo recupero dell'ammoniaca liquida nel frattempo rifluita nelle condotte, A._ ha raggiunto a Z._ E._ e F._ - addetti alla pista - per l'operazione di svuotamento dei residui gassosi presenti nelle serpentine dell'impianto di raffreddamento, prima di procedere alla successiva fase di flussaggio. Nel corso della manovra di abbattimento del gas residuo - operazione analoga a quella eseguita da D._ il 4 giugno 2008 - verso le ore 14.15 vi è stata una fuoriuscita di ammoniaca che è defluita nel riale collegato al fiume X._. Ciò ha provocato l'inquinamento delle acque con la conseguente moria di almeno 4'000 pesci. B. Con decreto d'accusa del 3 marzo 2009 il Procuratore pubblico ha ritenuto A._ autore colpevole di infrazione alla legge federale sulla protezione delle acque per i fatti del 18 agosto 2008, proponendone la condanna alla pena pecuniaria di 30 aliquote giornaliere di fr. 40.-- ciascuna, sospesa condizionalmente per un periodo di prova di due anni, nonché alla multa di fr. 700.--, sostituita, in caso di mancato pagamento, con una pena detentiva di 18 giorni. La parte civile Dipartimento del territorio, Sezione protezione aria acqua e suolo è stata rinviata al competente foro per le sue pretese di risarcimento. C. Statuendo sull'opposizione al suddetto decreto d'accusa inoltrata da A._, il 14 gennaio 2010 il Presidente della Pretura penale ha confermato tanto l'imputazione quanto la pena. A._ è stato inoltre condannato a versare alla parte civile fr. 12'782.-- per le spese sostenute in relazione all'inquinamento e fr. 2'500.-- per ripetibili, rinviando la stessa al competente foro civile per le ulteriori pretese. D. Con sentenza del 6 agosto 2010 la Corte di cassazione e di revisione penale del Tribunale d'appello del Cantone Ticino (CCRP; dal 1° gennaio 2011 Corte di appello e di revisione penale) ha respinto, per quanto ammissibile, il ricorso presentato dal condannato contro il giudizio pretorile. E. A._ impugna la decisione dell'ultima istanza cantonale con ricorso in materia penale al Tribunale federale, postulando il suo proscioglimento. Non sono state chieste osservazioni sul gravame.