L’INQUINAMENTO AMBIENTALE CONSEGUENTE ALL’UTILIZZO DELL’ENERGIA PRIMARIA L’impiego di sempre più massicce quantità di energia provoca vari e gravi inconvenienti.

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1 L’INQUINAMENTO AMBIENTALE CONSEGUENTE ALL’UTILIZZO DELL’ENERGIA PRIMARIA
L’impiego di sempre più massicce quantità di energia provoca vari e gravi inconvenienti all’ambiente variandone più o meno marcatamente le caratteristiche Fisiche /chimiche; I fondamentali tipi d’inquinamento derivanti dall’utilizzo di energia primaria sono quattro: INQUINAMENTO MECCANICO DA RUMORE ; INQUINAMENTO DA ONDE ELETTROMAGNETICHE E PARTICELLE ELEMENTARI; INQUINAMENTO CHIMICO A SEGUITO DELL’UTILIZZAZIONE DEI COMBUSTIBILI; INQUINAMENTO TERMICO

2 INQUINAMENTO CHIMICO L'inquinamento chimico associato all'utilizzazione dell'energia primaria è riferibile all'utilizzo dei combustibili, siano essi solidi, liquidi, o gassosi. Esso è dovuto essenzialmente all'immissione di grandi quantità di sostanze estranee (inquinanti) nell'atmosfera (anche se non vanno dimenticati gli inquinamenti delle acque e del suolo causati, ad esempio, dai gravi incidenti alle petroliere, agli oleodotti ecc.). La combustione è una reazione di ossidazione di elementi contenuti nei combustibili, con conseguente liberazione di calore. Nei solidi, l'elemento che si ossida in maggior quantità è il carbonio, il quale, ossidandosi, dà anidride carbonica. Quindi, il principale prodotto della combustione, quando si brucia un combustibile solido, è l'anidride carbonica: C+O2-->CO2. Il petrolio e i gas naturali sono costituiti da miscele di idrocarburi, cioè composti di idrogeno e carbonio. Pertanto, nel processo di combustione il carbonio, ossidandosi, dà anidride carbonica e l'idrogeno dà acqua che, data l'elevata temperatura, si libera sotto forma di vapore acqueo

3 Nel corso della combustione, accanto ai fondamentali prodotti citati, si liberano anche, seppure in quantità minore, altre sostanze che sono dovute a impurezze contenute nel combustibile o alle modalità secondo cui avviene la combustione. Indipendentemente da questa, nell'utilizzo dei combustibili, in particolare dei gassosi (metano) e dei liquidi basso-bollenti che evaporano facilmente (GPL, benzine), si possono avere perdite (gas e vapori) che vanno a immettersi nell'atmosfera. Quindi, collateralmente alla anidride carbonica e al vapore acqueo, che peraltro sono già normalmente presenti, vengono immessi nell'atmosfera prodotti estranei, cioè inquinanti. Il petrolio e i gas naturali sono costituiti da miscele di idrocarburi, cioè composti di idrogeno e carbonio. Pertanto, nel processo di combustione il carbonio, ossidandosi, dà anidride carbonica e l'idrogeno dà acqua che, data l'elevata temperatura, si libera sotto forma di vapore acqueo

4 I principali inquinanti atmosferici derivanti dall'impiego dei combustibili sono i seguenti.
Ossidi di Zolfo SO, (anidride solforosa SO2 e anidride solforica SO3); gli ossidi di zolfo si formano quando sono presenti nel combustibile impurezze contenenti zolfo (impurezze solforate). I maggiori responsabili della loro produzione sono le centrali termoelettriche e l'industria; Ossidi di azoto NOx (monossido NO, biossido NO2 ed altri ancora). In questo caso, però, l’azoto non proviene da impurezze presenti nei combustibili, bensì dall'aria (essa è costituita per poco meno dell'80% da azoto, dal 20% di ossigeno, più altri componenti in piccole quantità). L'ossidazione dell'azoto, gas inerte, avviene quando si raggiungono temperature di combustione molto elevate, soprattutto nei picchi di fiamma. I maggiori responsabili della loro produzione sono il settore dei trasporti, le centrali termoelettriche e l'industria.

5 I principali inquinanti atmosferici derivanti dall'impiego dei combustibili sono i seguenti.
Monossido di carbonio CO. Esso non si forma per impurezze del combustibile, ma quando la combustione avviene in ambiente povero di ossigeno. La sua maggiore produzione (circa 90%) è dovuta ai trasporti. Composti organici volatili C. 0. V. Appartengono a questo gruppo numerosi gas e vapori di natura organica, di varia provenienza. Alcune provengono (almeno in parte) da processi naturali: ad esempio, il metano che si forma per biodegradazione anaerobica di materiale organico nelle risaie e nelle paludi "gas delle paludi"). Altre derivano da attività antropiche al di fuori dell'ambito energetico: solventi utilizzati in molti processi, nella produzione e nella applicazione di collanti, pitture e vernici, fluidi criogenici (frigoriferi) e propellenti di liquidi in bombole (molto usati i cloro-fluoro-carburi CFC - oggi in via di progressivo abbandono per la loro forte azione distruttrice dell'ozono ad alta quota: "buco dell'ozono") ecc. Altri C.O.V. inquinanti atmosferici provengono invece proprio dall'utilizzo dei combustibili per la produzione di energia. Alcuni, come già detto, per semplici "fughe" nelle manipolazioni: trasporti, stoccaggi, travasi (si pensi, ad esempio, all'odore di benzina che si avverte nel rifornimento dell’auto). Altri, numerosi e di varia natura si ritrovano tra i prodotti della combustione e, particolarmente, tra i gas di scarico dei motori termici a combustione interna (trasporti), il cui apporto si avvicina al 90%.

6 I principali inquinanti atmosferici derivanti dall'impiego dei combustibili sono i seguenti.
Particolato Sospeso Totale (PST). È costituito da particelle solide e/o liquide di dimensioni piccolissime (da < 0,1m a > 100 m che rimangono sospese nell'aria tanto più a lungo quanto più sono piccole. Queste particelle sono di varia natura e provenienza: ad esempio, ceneri volatili da combustione dei solidi, ceneri vulcaniche, polveri, microgocce di oli, idrocarburi incombusti da motori diesel (fumata bianca), idrocarburi pesanti parzialmente combusti in cui prevale il carbonio (particelle carboniose - fumi neri). Queste particelle hanno una composizione molto varia: possono contenere metalli pesanti (piombo, zinco ecc.), idrocarburi policiclici aromatici, ecc. La produzione di particolato è attribuibile per oltre il 50% ai trasporti, e le rimanenti quote si ripartiscono ugualmente, come ordine di grandezza, fra industria, centrali termoelettriche, terziario/ domestico, agricoltura e pesca.

7 I danni derivanti dai principali inquinanti atmosferici
Gli ossidi di Zolfo sono essenzialmente anidride solforosa e solforica le quali, combinandosi con l'acqua, danno, rispettivamente, acido solforoso e solforico. Essi sono i maggiori responsabili del fenomeno delle piogge acide (deposizione umida) che, come è noto, hanno causato notevoli danni al patrimonio boschivo, agli edifici e ai monumenti. Gli ossidi di zolfo sono presenti nell'atmosfera anche come tali (non combinati con l'acqua - deposizione secca): corrodono i materiali e arrecano danno agli organismi viventi, tra cui all'uomo che li respira quotidianamente. Ciò provoca irritazione alla mucosa dell'albero respiratorio, bronchiti croniche e, in generale, patologie diverse: è sufficiente l'esposizione per una settimana, con la presenza di ~ 0;5 ppm (parti per milione) di anidride solforosa nell'aria, per provocare un aumento della mortalità; ciò avviene anche a concentrazioni dieci volte inferiori, quando l'esposizione si prolunga per qualche anno.

8 I danni derivanti dai principali inquinanti atmosferici
Gli ossidi di azoto sono di natura acida e possono combinarsi con l'acqua contribuendo ancora alle piogge acide. Anche questi ossidi sono presenti come tali nell'atmosfera e provocano affezioni varie all'apparato respiratorio. Gli ossidi di azoto contribuiscono anche a ridurre la concentrazione dell'ozono nelle parti alte dell'atmosfera (il noto "buco dell'ozono") e ad aumentarla, invece, nelle parti basse; Nelle parti alte dell'atmosfera (all'incirca tra 15 e 60 km: stratosfera) è bene che l'ozono sia presente, perché assorbe e trattiene i raggi ultravioletti presenti nella radiazione solare, i quali hanno azione dannosa sulla materia vivente; Gli ossidi di azoto, attraverso una serie di reazioni chimiche complesse, favoriscono la decomposizione dell'ozono. Per contro, nella parte bassa dell'atmosfera (< 15 km: troposfera) è bene che non si formi dell'ozono, a causa del suo forte potere ossidante che, attraverso meccanismi complessi, lo rende dannoso per animali e vegetali. Nell'uomo, ad esempio, per prolungata inspirazione, già a concentrazioni di 0,1 p.p.m. (parti per milione) risulta irritante e costituisce il precursore di una serie di reazioni che possono portare a formazioni tumorali. Infine, gli ossidi di azoto contribuiscono all'effetto serra.

9 I danni derivanti dai principali inquinanti atmosferici
Il monossido di carbonio svolge essenzialmente una forte azione tossica sull'organismo dell'uomo e degli animali che, come l'uomo, respirano. Come è noto, il sangue contiene una sostanza chiamata emoglobina, la quale, a livello polmonare, si ossida formando ossi-emoglobina che, trasportata dal torrente sanguigno, cede l'ossigeno che ha trasportato ai tessuti, mentre l'emoglobina ritorna ai polmoni per ricaricarsi di ossigeno. Quando si respira aria contenente CO, il sito della molecola dell'emoglobina, destinato a fissare l'ossigeno, viene occupato dal CO formando carbossi-emoglobina, composto molto stabile. Quindi, ogni molecola di emoglobina, una volta fissato CO, è inutilizzabile per il trasporto dell'ossigeno. Ciò determina uno stato di progressiva ipossia (carenza- di ossigeno): le prime ad essere colpite sono le funzioni cerebrali, con iniziale ottundimento, quindi, perdurando l'inspirazione, perdita di coscienza, a cui segue la morte per asfissia. Come già detto, i maggiori responsabili della presenza di CO nell'atmosfera sono gli autoveicoli a benzina, privi di marmitta catalitica.

10 I danni derivanti dai principali inquinanti atmosferici
I composti o organici volatili (C.O.V.), come già detto, sono numerosi e diverse sono le azioni negative che essi esercitano sull'ambiente e sull'uomo: il metano, ad esempio, contribuisce all'effetto serra, gli idrocarburi aromatici (benzene, toluene) sono tossici per l'uomo ed hanno azione cancerogena, i cloro-fluoro-carburi sono ritenuti i maggiori responsabili della distruzione dell'ozono nella stratosfera, ecc. Il particolato produce anch'esso vari effetti negativi, in relazione alle dimensioni delle particelle e alla loro composizione. Esse, tra l'altro, permangono anche per lungo tempo in sospensione nell'aria diminuendone la trasparenza e, agendo come centri di condensazione del vapore acqueo, favoriscono la formazione di nebbie e di nubi; in ogni caso, depositandosi insudiciano. Particolarmente pericolose sono le particelle più piccole (diametro < 10 <10 microm), in quanto possono superare i "filtri" delle vie aeree superiori e raggiungere gli alveoli polmonari provocando varie patologie.

11 LA CO2 E L’EFFETTO SERRA Quelli indicati sono i fondamentali responsabili dell’inquinamento chimico causato dall’uso dei combustibili; Quello che non si può eliminare è l’immissione in atmosfera di anidride carbonica (CO2) che costituisce il principale prodotto della combustione: nella produzione di 1000 kcal bruciando carbone si liberano circa 460 gr. di CO2; bruciando gasolio si liberano circa 310 gr. di CO2 La CO2 già presente naturalmente nell’atmosfera pertanto può alterare la composizione solo se varia in modo significativo la sua concentrazione;

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