L’atmosfera terrestre ed il suo inquinamento Prof.ssa Vignola Maria Carmela

Suddivisione e struttura dell’atmosfera La suddivisione nelle varie zone tiene conto del modo in cui cambia la temperatura man mano che cresce la distanza dalla terra

Stratificazione verticale A cominciare dal basso: TROPOSFERA STRATOSFERA (con OZONOSFERA) MESOSFERA TERMOSFERA (o IONOSFERA) ESOSFERA Ogni strato è separato dall’altro dalle PAUSE

Composizione chimica dell’aria secca (in volume) Azoto78,08 % Ossigeno20,95 % Argon0,93 % Anidride carbonica 0,03 Altri gas (neon, elio, idrogeno ecc.) 0,01 %

INQUINAMENTO ATMOSFERICO Nell’atmosfera sono presenti centinaia di composti chimici. Alcuni provengono da fonti naturali (eruzioni vulcaniche, incendi, processi biologici), ma la gran parte di essi proviene dalle attività umane (gas di scarico e polveri delle attività industriali, degli autoveicoli, degli impianti di riscaldamento, degli inceneritori). Gli inquinanti immessi nell’atmosfera ne alterano le caratteristiche fisiche e chimiche e sono responsabili dei danni alla salute umana, agli organismi, ai manufatti.

Con riferimento alla quantità globale di tutti gli inquinanti emessi, quelli che contribuiscono a più del 95% del totale sono: TSP (Total Suspended Particulate) – particelle di sostanze organiche e inorganiche, solide e liquide, di origine naturale o provenienti da attività umane (hanno dimensioni che possono variare da 1 millesimo di micron fino a qualche millimetro). Ossido di Carbonio (CO) – proveniente dalla combustione incompleta del carbone nei veicoli a motore, dalle attività industriali, dagli impianti di riscaldamento domestico, dai processi biologici. Biossido di Carbonio (CO 2 ) – gas della respirazione e della combustione, il cui aumento è provocato dall’impiego di combustibili fossili ed anche dalla distruzione delle foreste.

Biossido di zolfo (SO 2 ) - prodotto dalla combustione in impianti fissi di combustibili ad alto tenore di zolfo (impianti di energia elettrica, raffinerie, fonderie). Ossidi di azoto (NO e NO 2 ) - emessi dai veicoli a motore, da centrali termiche e impianti di riscaldamento. Ozono (O 3 ) - prodotto nella bassa atmosfera attraverso reazioni chimiche a partire da ossidi di azoto, piccole molecole organiche e dalla luce solare. Idrocarburi - usati come combustibili e come prodotti base per l’industria chimica, vengono emessi in buona parte da veicoli a benzina (quelli aromatici sono particolarmente tossici in quanto cancerogeni).

InquinanteDescrizioneTipi di elaborazioneAttenzioneAllarme NO 2 Biossido di Azotomassimo giornaliero 200  g/m  g7m 3 SO 2 Biossido di zolfoMedia giornaliera130mg/m  g7m 3 O3O3 OzonoMassimo giornaliero180mg/m  g7m 3 PM 10 Particelle sospese con diametro   m Media giornaliera50mg/m 3 - COMonossido di carbonioMedia su 8 ore10mg/m 3 - Parametri chimici dell’inquinamento atmosferico

 EFFETTO SERRA  PIOGGE ACIDE  BUCO NELL’OZONOSFERA  SMOG CONSEGUENZE DELL’INQUINAMENTO

L’EFFETTO SERRA L’effetto serra è causato dall’aumento della concentrazione di alcuni gas presenti nell’atmosfera (CO 2, CH 4, N 2 O) che assorbono le radiazioni termiche emesse dalla superficie terrestre irradiata dal sole, per cui il calore che entra non riesce ad uscire con altrettanta facilità. Ne deriva un aumento della temperatura, dell’umidità e della concentrazione dei gas nocivi con conseguente surriscaldamento degli strati bassi dell’aria e assottigliamento della fascia dell’ozono.

L’incremento dei “gas serra” (in particolare di CO 2 ) è determinato dalle attività dell’uomo che ne generano le emissioni. L’industria e i trasporti immettono nell’atmosfera oltre 6 miliardi di tonnellate di CO 2. La deforestazione è ulteriore causa di incremento di questo gas. La sua concentrazione nell’aria è passata da 280 ppm (prima della rivoluzione industriale) a 368 ppm (nell’anno 2000). Anche il metano ha subito un rapido incremento: nell’ultimo decennio la sua concentrazione nell’atmosfera è aumentata in media dell’1% l’anno.

Nel corso della Convenzione Quadro sui cambiamenti climatici tenutasi a Kyoto nel 1997, i Paesi firmatari hanno redatto e approvato il PROTOCOLLO in cui si impegnano a comunicare annualmente le emissioni di gas serra (biossido di carbonio, metano, ossidi di azoto, esafluoruro di zolfo, idrofluorocarburi, perfluorocarburi) e a prendere opportuni provvedimenti per limitarle.

Secondo stime dell’IPCC (Intergovernment Panel on Climate Change) la temperatura globale del pianeta è destinata a crescere in modo significativo e ciò porterebbe a cambiamenti climatici globali. Le previsioni sono controverse, ma le conseguenze potrebbero essere: Inaridimento di alcune terre Fusione dei ghiacciai Aumento del livello dei mari Immersione di alcune città costiere Aumento del vapore acqueo nell’atmosfera Piogge abbondanti Inondazioni e alluvioni

Variazioni termiche negli ultimi 150 anni

PIOGGE ACIDE CAUSE Il biossido di zolfo e gli ossidi di azoto reagendo con il vapore acqueo si trasformano rispettivamente in acido solforico e nitrico, provocando il fenomeno delle PIOGGE ACIDE, responsabile di danni agli organismi viventi. EFFETTI Interessano la vegetazione, gli ecosistemi idrici, le opere murarie (in particolare il patrimonio artistico) e la salute.

Le acque acide, giungendo al suolo, provocano la liberazione di metalli tossici da composti normalmente insolubili e sottraggono al suolo sostanze essenziali alle piante, esponendole a malattie e parassiti

Danni da inquinanti atmosferici Il carbonato di calcio, costituente fondamentale del marmo, in presenza di acido solforico si trasforma in solfato di calcio che, essendo più solubile, si lascia facilmente dilavare.

BUCO nell’OZONOSFERA L’Ozono (O 3 ) è un gas la cui molecola è formata da tre atomi di Ossigeno. L’Ozono troposferico è presente soprattutto nello smog fotochimico ed è considerato un inquinante secondario in quanto non è emesso da una particolare sorgente ma si forma per reazioni chimiche, favorite da radiazioni solari, tra gli ossidi di azoto e composti organici volatili. E’ presente soprattutto nei mesi estivi e nelle ore centrali della giornata. Danneggia la vegetazione e, negli esseri umani, provoca irritazioni della bocca, della gola e degli occhi. Dal 1950 ad oggi la % di Ozono è aumentata dell’1-2% l’anno.

L’Ozono stratosferico ha l’importante ruolo di assorbire dal 95 al 98% delle radiazioni UV del Sole. L’impoverimento dell’ozono stratosferico comporta quindi rischi per la salute ed in particolare aumento di manifestazioni oncogene per la pelle (melanomi) e depressione del sistema immunitario.

Senza l’Ozono stratosferico la vita sulla Terra non sarebbe possibile. Dalla fine degli anni’70, si è osservato un assottigliamento dello strato di Ozono sopra l’Antartide. Tra i responsabili ci sono i cosiddetti CFC (clorofluorocarburi): gas stabili, non tossici e non infiammabili, molto usati come refrigeranti nei frigoriferi e nei condizionatori d’aria e, per il loro basso peso molecolare, come propellenti nelle bombolette spray.

Per porre rimedio a questo problema e limitare i danni provocati da questi gas il cui tempo di permanenza nell’atmosfera è di decine di anni, la Comunità Internazionale, ha deciso di mettere al bando il loro uso (PROTOCOLLO di MONTREAL ). I sostitutivi dei CFC non danneggiano l’ozonosfera, tuttavia contribuiscono all’aumento dell’effetto serra. Essi sono inoltre molto costosi e i Paesi in via di sviluppo non li utilizzano.

Smog classico: si verifica in condizioni di bassa insolazione, bassa velocità del vento e temperatura prossima a 0°C. Gli inquinanti caratteristici sono biossido di zolfo e particolato (prodotti da combustioni industriali e domestiche). Smog fotochimico: si verifica in estate, in presenza di alta insolazione, bassa velocità del vento e temperatura superiore a 18°C. Si forma in seguito all’azione dei raggi solari su ossidi di azoto e idrocarburi emessi dagli scarichi dei veicoli, con produzione di gas chimicamente reattivi (uno di questi è l’ozono). Questo tipo di smog provoca irritazione degli occhi, delle vie respiratorie e gravi danni alla vegetazione. L’INQUINAMENTO NELLE AREE URBANE SMOG CLASSICO E FOTOCHIMICO