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Corso di laurea triennale in Tecnologie per la conservazione e il restauro dei beni culturali Prof. Paolo Andreani AA 2006 - 2007.

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2 Corso di laurea triennale in Tecnologie per la conservazione e il restauro dei beni culturali Prof. Paolo Andreani AA

3 Precipitazioni atmosferiche con valore di PH inferiore a 5,6: GAS che si combinano con ACQUA a formare ACIDI: ACIDO SOLFORICO ACIDO NITROSO (HNO2) ACIDO NITRICO ACIDO CARBONICO 3 NO2 + H2O 2 HNO3+NO S02+H20 H2SO3 H2SO3 ossida a H2SO4 CO2+H2O H + HCO3

4 FORMAZIONE DELLE PIOGGE ACIDE Composizione chimica dellatmosfera Concentrazioni di sostanze nellatmosfera: 1.Ossidi di zolfo (SOX) 2.Ossidi di azoto (NOX) Origine NATURALEOrigine ANTROPICA Sorgente geochimica Sorgente biogenica Vulcani Oceani Foreste Fotosintesi Respirazione organismi Foreste Uso di combustibili fossili Combustione di biomasse Deforestazione Arrostimento della pirite Centrali termoelettriche Rifiuti

5 piogge acide processo di ricaduta dallatmosfera di particelle, gas e precipitazioni acide deposizione umida deposizione secca piogge, neve, nebbie, rugiade, ecc polveri ossidi di zolfo (SOx) ossidi d'azoto (NOx) goccioline dacqua particolati acidi deposizione umida piogge acide suolo polveri deposizione secca umidità particolati acidi

6 - acidificazione di laghi e corsi dacqua - danni alla vegetazione (soprattutto ad alte quote) e suoli forestali - decadimento dei materiali da costruzione, delle vernici (edifici, statue, sculture) - peggioramento della visibilità ed attentato alla salute pubblica.

7 INCREMENTO DELLE PIOGGE ACIDE RIVOLUZIONE INDUSTRIALE AUMENTO di GAS inquinanti: Diffusione mondiale Danneggiamento vegetazione Concentrazione su centri urbani ATENE: Città europea più inquinata Diretta Indiretta Patrimonio boschivo

8 Rivoluzione industriale crescente consumo dei combustibili fossili

9 I composti a base di zolfo si depositano entro 2-4 giorni dall'emissione In Italia lazione delle piogge acide viene in parte tamponata dalla particolare costituzione geologica del terreno per cui non si raggiungono gli effetti drammatici, il fenomeno interessa quasi esclusivamente la zona della pianura padana. Maggiori emissioni prevalenza ai depositi secchi di SO2 maggiori deposizioni elevate precipitazioni maggiori deposizioni aree montuose Ricaduta relativamente vicina alla fonte di emissione Gli ossidi azoto tendono a restare più a lungo nell'atmosfera deposizioni lontano alle fonti di emissione In Germania più dell8% dellintero patrimonio boschivo è stato gravemente danneggiato, se non compromesso in Europa le nazioni più colpite sono quelle scandinave dove labbassamento del pH in migliaia di laghi ha provocato la scomparsa di numerose specie animali e vegetali il Canada che riceve le piogge acide statunitensi

10 PRINCIPALI REAZIONI IN ATMOSFERA Acqua pH pari circa a 7,0CO2acido carbonico H2O + CO2 > H2CO3Pioggia pH naturale pari a 5,5 SO3 + H2O > H2SO4NO2 + H2O > HNO3 2SO2 + O2 + MeO + hv -> 2SO3 + MeO. ossidi metallici (MeO) che fungono da catalizzatori sono costituiti principalmente da manganese, ferro e vanadio radiazioni luminose SO2 + V2O5 -> SO3 + 2VO2 VO2+O2 -> V2O5 Formazione dellanidride solforosa Nel 1979 la neve caduta in Virginia occidentale (USA) aveva un pH pari a 1,7.

11 1) OH+SO2+O2 -> SO3 +HO2 2) HO2+HO2 -> H2O2 + O2 3) SO2+H2O2 -> H2SO4 4) SO3 +H2O -> H2SO4 -> H2O2+O2 COMPOSTI DELLO ZOLFO COMPOSTI DELLAZOTO 5) NO2+O3 -> O2+NO3 6) NO3+NO2 -> N2O5 (anidride nitrica) 7) N2O5+H2O -> 2HNO3

12 Il principale bersaglio delle piogge acide è la pietra calcarea H2SO4 + CaCO3 -> CaSO4 + H2O + CO2 acido solforico + carbonato di calcio ->solfato di calcio (gesso) sostanze catalizzatrici Polvere Carbone ossidi di vanadio o di ferro smog acido solforico base forte (la calce) acido debole (lacido silicico) cemento armato solfatazione degradazione La reazione è favorita da varie sostanze catalizzatrici come la polvere, il carbone, gli ossidi di vanadio o di ferro che sono spesso presenti nello smog.

13 1.Aumento del volume del gesso rispetto alla calcite MECCANISMI DI DEGRADO DELLE PIOGGE ACIDE 3. Costituzione del legante per i depositi di polvere e sostanze grasse 2. Aumento del coefficiente di espansione termico Tensioni meccaniche interne Polverizzazione della pietra Tensioni meccaniche per differenza espansiva Fratturazione disgregazione caduta incrostazione

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15 azione di tipo corrosivo azione meccanica germania

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17 Danni allecosistema entro anni molte foreste nel mondo saranno completamente distrutte questo provocherà localmente l'espansione del fenomeno carsico (cioè la penetrazione dell'acqua nel sottosuolo) la siccità, la progressiva aridità dei suoli l'aumento della possibilità di inondazioni e il cambiamento del clima. Gli organismi più attaccati sono i vegetali

18 Le foglie rappresentano le parti della pianta più esposte e vulnerabili allazione degli inquinanti dellaria in quanto rappresentano la sede degli scambi gassosi. Gli effetti di gran lunga più dannosi sono dovuti allanidride solforosa. Attraversando gli stomi i gas penetrano allinterno delle foglie dove vanno a sciogliersi nel velo liquido intercellulare che permea le pareti delle cellule del mesofillo. Da qui si diffondono nella foglia dove si possono accumulare in concentrazioni tossiche Danni diretti alla vegetazione

19 acidificazione del suolo Mobilizzazione dello ione alluminio trivalente Sostituzione del calcio dai suoi siti di legame sui peli radicali diminuzione dellapporto dei nutrienti Indebolimento della pianta esposizione allattacco di insetti Malattie variazioni climatiche eccessive Danni indiretti alla vegetazione Elevata tossicità diretta compromissione dellazotofissazione

20 I maggiori problemi si hanno: nelle zone dove il suolo è più sottile nelle aree nelle quali le piante sono maggiormente esposte alle intemperie (come lalta montagna). Azione delle piogge acide su di una foresta dell'Europa Settentrionale

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22 Effetti sui pesci Gli effetti degli inquinanti acidi sugli ecosistemi variano a seconda delle caratteristiche delle aree interessate. Nei suoli poveri o totalmente privi di calcare gli inquinanti acidi causano limpoverimento del terreno per la perdita di ioni calcio, magnesio, potassio e sodio le rocce calcaree sono in grado di neutralizzare direttamente lacidità per la presenza dei carbonati che permettono di mantenere costante il pH bioaccumulo di metalli tossici (alluminio, manganese, zinco, mercurio, cadmio)

23 i corpi idrici sono soggetti ai fenomeni di acidificazione, soprattutto nelle aree dove sono presenti suoli che non sono in grado di tamponare lazione degli inquinanti acidi. Effetti diretti Effetti indiretti tossicità delle acquescomparsa dei vegetali delle prede Diatomee alghe brune sviluppo embrionale riproduzione sopravvivenza

24 Effetti dellacidificazione su diverse specie ittiche


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