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Tipo
di inquinante NxOy
Caratteristiche
Gli ossidi di azoto sono
vari ma quelli di importanza rilevante come inquinanti sono: NO, NO2
e ipoazotide. NO è incolore, poco solubile in H2O. Reagisce
con l'02 presente nell'aria dando NO2.
NO2 è
invece rosso bruno e caratterizzato da un odore pungente. E' un forte ossidante
e reagisce con l'umidità dell'aria per dare HNO3.
Processi
che li generano
Per la maggior parte nell'aria
è presente NO generato per via microbiotica tramite batteri nitrificanti
(Nitrosomonas e Nitrobacter) che ossidano l'azoto presente nell'aria sotto
forma di NH3 producendo anche HNO3. Oltre che per
via microbiotica, gli ossidi di azoto vengono generati anche da processi
di combustione avvenute a temperature elevate. In pratica l'azoto reagisce
con l'ossigeno (proveniente dalle combustioni) secondo la reazione:
N2 + O2®
2NO
Reagendo ulteriormente con
l'ossigeno si ottiene NO2. Queste reazioni avvengono poichè
gli idrocarburi ne alterano il ciclo fotolitico provocando un accumulo
di NO2.
Fonti
inquinanti %
Traffico veicolare = 44,1%
Impieghi industriali dei
combustibili = 24,2%
Centrali termoelettriche
= 23,3%
Riscaldamento domestico
= 5,7%
Altre emissioni industriali
= 2,7%
Dove
finiscono
I processi naturali provvedono
ad eliminare NO e NO2 dall'atmosfera rispettivamente dopo circa
3 e 4 giorni. Una parte degli ossidi di azoto reagisce con ioni presenti
nell'aria dando origine a una catena di reazioni chimiche con prodotti
intermedi e finali.
NO2 ®
NO + O-
Questo provoca lo smog fotochimico,
infatti l'NO2 è uno dei maggiori responsabili della foschia
gialla intorno alle aree industriali. Un'altra parte precipita come piogge
acide oppure come nitrati ( particelle di polvere ).
Effetti
-sull’uomo:
Per l' uomo sono dannosi soprattutto NO e NO2 (quattro volte
più tossico). A concentrazioni di circa 10-13 ppm gli ossidi di
azoto provocano irritazioni alle mucose nasali e agli occhi. A concentrazioni
di 150 ppm può provocare disturbi respiratori poichè irrita
e brucia i polmoni. A concentrazioni di 500 ppm ca edema polmonare e può
essere mortale.
-sulle piante:
quando gli ossidi di azoto raggiungono le piante attraverso le foglie,
ad alte concentrazioni si ha la caduta di queste ultime, la comparsa di
macchie (per necrosi), arresto della crescita, inibizione della germinazione
del polline e diminuizione della velocità di fotosintesi (soprattutto
a causa di NO). Gli ossidi di azoto possono agire sulle piante anche attraverso
il terreno modificandolo chimicamente. Se il suolo è ricco di carbonati,
le precipitazioni di HNO3 non provocano gravi danni poichè
si forma il tampone. Se invece il terreno è povero di calcare l'
HNO3 impoverisce il suolo di modo che si liberano ioni metallici
tossici per le piante.
-sui materiali: Tramite
infiltrazioni di acqua piovana questi inquinanti penetrano nei pori dei
laterizi e dei mattoni solubilizzando catini come il calcio. I nitrati
successivamente cristallizzano e questo aumento di volume provoca lo sgretolamento
del materiale. Inoltre i nitrati concorrono alla corrosione dei metalli.
Limitazione
dell' inquinamrnto
E' molto difficile eliminare
gli ossidi di azoto, le ricerche comunque sono finalizzate sul miglioramento
della tecnologia del motore e sull' ottimizzazione della combustione cercando
di diminuire l' uso di carburanti e di interrompere la combustione prima
che i fumi vengano rilasciati in aria. la ricerca di una soluzione all'
inquinamento da ossidi di azoto è ancora in fase di sviluppo: ad
esempio l' ENEL ha messo a punto un progetto per diminuire gli inquinanti
atmosferici tra i quali gli ossidi di azoto. Questo consiste in un elettrofiltro
che viene posizionato nelle centrali per l'abbattimento di ossidi e polveri.
Livello
di rischio
0,05 ppm/anno ovvero 0,0001
g/m3
Concentrazione
massima legale
La legislazione non fornisce
un valore globale di soglia per questo inquinante.
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Inquinanti
CO e CO2
Caratteristiche
dell’inquinante
Composti formati da
carbonio ed ossigeno. Sono presenti nell’aria in stato di gas. Nel CO il
carbonio ha n.ox uguale a +2 mentre nella CO2 ha n.ox uguale
a +4. Per quanto riguarda la loro tossicità
il CO è molto pericoloso, mentre la CO2 può essere
definita come componente "normale" dell’aria: si tratta come un inquinante
soltanto se la sua presenza nell’aria è di gran lunga superiore
ai valori normali (vedi effetto serra). Quindi si può definire un
inquinante "per quantità". Sia per CO che per CO2 si
parla di composti gassosi, incolori ed inodori. La CO2 diventa
potenzialmente dannosa per la salute a concentrazione maggiore di 5000
ppm per 2-8 ore. Il CO è gassoso a temperature superiori a -192°C,
non è apprezzabilmente solubile in acqua e ha un peso pari al 96,5%
del peso dell’aria.
Processi
che li generano
Sia CO che CO2
sono generati fondamentalmente da processi di combustione. Le combustioni
che generano tali inquinanti riguardano combustibili solidi e liquidi.
Va ricordato l’effetto di diffusione di tali inquinanti atmosferici che
puo’ determinare zone di pericolosa concentrazione anche a forte distanza
dai luoghi di emissione: tale effetto di diffusione è generato da
movimenti atmosferici, correnti d'aria, ostacoli naturali (montagne), etc.
etc.
Questo per far capire che
l'inquinamento riguarda bene o male tutta la Terra, e non soltanto le zone
da cui è generato.
La CO2 é
generata da questo tipo di reazione:
CXHY
+ O2 ®CO2
+ H2O
La CO puo' essere generata anche da fenomeni naturali,
e quindi anche da altri tipi di reazioni.
Fonte
da cui proviene l'inquinante
Il CO é immesso continuamente
nell'aria come prodotto di fenomeni naturali come attività vulcanica,
decomposizione della vegetazione, incendi; oppure, anche da attività
umane, come processi industriali, trasporti, riscaldamento domestico,centrali
termiche, smaltimento rifiuti solidi, combustione delle sigarette, etc.
Il peso di inquinante prodotto
(per CO) varia dalle 63,8 *106 ton. dei trasporti, all' 1,9
*106 ton. del riscaldamento domestico. La CO2 viene
immessa in quantità crescenti per effetto delle combustioni fatte
dall'uomo.
Il suo incremento annuo corrisponde
a circa 1 ppm. Anche il contenuto di CO2 nell'aria varia durante
il giorno con regolarità , a seconda dell'intensità del processo
fotosintetico attuato dalle piante.
Dove
finisce
Sia CO che CO2
finiscono nell’aria, e qui hanno tempi di permanenza diversi. Mediante
la respirazione, tali inquinanti finiscono all’interno del corpo umano.
La CO2 é un componente "normale" della respirazione,
e quindi non crea fastidi. Il CO, in particolare, all’interno del corpo
umano, si combina stabilmente con l’emoglobina del sangue formando la carbossiemoglobina
e riducendo cosi’ la capacità del sangue di ossigenarsi. A seconda
della sua concentrazione nel sangue, si hanno effetti che vanno dai segni
riguardanti il comportamento, alla morte.
Effetti
-
Sui vegetali:
diminuizione della capacità dei batteri di fissare l’azoto nelle
radici.
-
Sull’uomo: riduzione
delle capacità del sangue di trasportare O2. La concentrazione
di CoHb (vedi "dove finisce") é proporzionale alla concentrazione
di CO nell’aria.
-
Sui materiali:
per i materiali metallici sono osservabili fenomeni di corrosione e di
formazione di ruggine (specie per il Fe) fondamentalmente a causa della
CO2.
Il CO è inoltre considerato
anche come uno dei responsabili indiretti dell’aumento dell’effetto serra.
L’effetto serra è causato da alcuni gas presenti nell’atmosfera(ozono
troposferico , anidride carbonica, metano, protossido di azoto, clorofluorocarburi)
che assorbono la radiazione infrarossa emessa dalla superficie terrestre
irradiata dal sole e la rimandano verso il basso.
Limitazione
dell’ inquina mento
Risulta molto difficile
limitare la produzione di CO e CO2(eliminarla é impossibile!!!).
Si cerca di limitare la presenza di CO dai gas di scarico, usando apparecchiature
apposite e cercando di modificare le condizioni di combustione. Si cerca
di attuare anche gli stessi metodi per la CO2, per evitare il
cosiddetto effetto serra, che alla lunga puo’ alterare il bilancio energetico
del pianeta
Concentrazione
massima per legge
Mediamente, a Firenze, la
percentuale di CO é tra l’ 1% e il 10% dell’intero
inquinamento atmosferico nelle zone ad elevato traffico. Nelle zone residenziali
oscilla dallo 0% all’ 1% del totale. Non esiste un valore globale di soglia
per questi inquinanti, ma il CO inizia a creare problemi se é in
concentrazioni superiori al 3,6 mg/m3. Il livello limite per
legge é 40 mg/m3 per 1 ora (35 ppm) per CO.
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Inquinante
SO2
Caratteristiche
dell’inquinante
I piu’ importanti
composti inquinanti dello zolfo sono SO2, SO3, H2S.
L’anidride solforosa (SO2) e’ il principale inquinante atmosferico,
e’ un gas bianco fumoso all’aria, di odore irritante e dall’effetto soffocante.
E’ solubile in H2O e in solventi organici come alcoli ed eteri.
Reagisce con O2 formando SO3 e H2SO4
per
successiva umidificazione.
SO3 in
forma solida e’ una massa bianca fibrosa come l’amianto. E’ violentemente
assorbibile in H2O; si dissocia formando SO2 e O2,
e risulta molto ossidante. H2S e’ un gas incolore molto solubile
in H2O dal caratteristico odore di uovo marcio.
Processi
che lo generano
I processi che generano
i composti solforati sono per la maggior parte industriali (impiego di
combustibili nelle industrie); altre importanti fonti di provenienza sono
il traffico veicolare e il riscaldamento domestico (combustione di gas
naturale, gasoli e altri combustibili). Riferendosi a quest’ultima fonte
di provenienza, le emissioni di composti solforati presentano concentrazioni
differenti nei diversi momenti della giornata:nelle città toccano
punte massime giornaliere in corrispondenza delle ore di accensione e di
rinforzo del riscaldamento domestico. Tale fenomeno tende a diminuire con
l’incremento dell’utilizzo del metano.In misura molto minore provengono
da attivita’ vulcanica, incendi e decomposizione biologica.
Fonti
da cui proviene l’ inquinante:
-
Centrali termoelettriche: 29,1% 890,82*103t
-
Riscaldamento: 19,0% 580,91*103t
-
Traffico: 5,7% 175,33*103t
-
Impieghi industriali: 46,2% 1412,73*103t
Dove
finiscono gli inquinanti
Il prodotto finale
dell’ inquinamento da SO2 e SO3 è H2SO4
in presenza di umidità elevata. L’ acido solforico è fortemente
aggressivo per ogni genere di essere vivente.Questo è generato dalla
reazione tra acqua,anidride solforosa e ossigeno,che viene catalizzata
dai metalli pesanti presenti nell’atmosfera (piombo,cromo,vanadio),dal
paricolato carbonioso, che presenta un’elevatissima superficie attiva,
e da alcuni tipi di batteri.
SO2
+ H2O + ½
O2®
H2SO4
Effetti
Su uomo:
l’anidride solforosa è riconosciuta tra i gas tossici. Gli effetti
sulla salute sono di irritazione delle vie respiratorie a vari livelli.
Al di sopra della concentrazione nell’aria di 25 ppm, gli effetti irritanti
sono limitati alle congiuntive e al tratto superiore dell’apparato respirarorio;
0,03 ppm sono avvertiti come sapore sgradevole; 0,5 ppm sono avvertiti
come odore; a 1 ppm il polso ed il respiro risultano accelerati; a 1,6
ppm si assiste a fenomeni di bronco-restrizione negli individui più
sensibili; 10 ppm causano irritazione a occhi, naso e gola, esposizioni
prolungate a questo gas in concentrazioni di 2 ppm possono provocare irritazioni
alle mucose nasali, bronchiti e malattie polmonari e l’aggravarsi di malattie
cardio-vascolari. I danni maggiori alla salute sono quelli a carico dell’apparato
respiratorio, soprattutto legati alla combinazione con il particolato sospeso
nell’aria, che in presenza di SO2 riesce a penetrare in profondità
all’interno dei polmoni.
Su piante:
brevi esposizioni a SO2
concentrata
portano a necrosi sulle foglie (SO2 viene trasformata in H2SO4).
Esposizione prolungata ad SO2 poco concentrata provoca ingiallimento
delle foglie (si blocca la produzione di clorofilla).
Su materiali:
malta, ardesia, marmo (contenenti carbonati) sono attaccati dall’H2SO4
secondo la reazione:
CaCO3+ H2SO4®
CaSO4+ CO2+ H2O
I solfati prodotti (solubili)
sono asportati dalla pioggia. Reazioni tipiche di SO2 e SO3:
2SO2+ O2®
2SO3 (reazione di equilibrio) e SO3+ H2O
®
H2SO4
Limitazione
Inquinamento
Il contenimento delle
emissioni di anidride solforosa si può ottenere in diversi modi:
-
impiegando combustibili
con basso tenore di zolfo;
-
introducendo tecniche
particolari di combustione (ad esempio quella a letto fluido);
-
utilizzando sistemi di
abbattimento come la desolforazione dei fumi.
Per diminuire gli effetti
locali dovuti alle emissioni, i fumi di scarico sono immessi nell’atmosfera
ad alte quote con conseguente riduzione dell’inquinamento locale ma con
l’effetto di trasferirlo a lunghe distanze (piogge acide).
Concentrazione
massima per legge
Livello di rischio per SO2:
0,080 mg/m3 (0,03 ppm); 0,365 mg/m3 per 24 ore (0,14
ppm).
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Inquinante
idrocarburi
Caratteristiche
Inquinante
Inquinanti aromatici, benzene
e derivati, benzopirene e IPA
Processi
che lo generano:
Gli idrocarburi presenti
nell'aria derivano principalmente dalla combustione incompleta del carbone
e dei suoi derivati, dalla combustione dei rifiuti e dalla lavorazione
del petrolio.
Fonte da cui proviene l'inquinante:
Carbone e suoi derivati, petrolio e suoi derivati.
Dove
finiscono
Nell'ambiente, nelle zone
cutanee dell'uomo, nei polmoni e nella prostata.
Effetti
su
I vegetali:
la diminuzione dello strato di ozono ad opera di CFC (Clorofluorocarburi),
comporta un aumento delle radiazioni UVche danneggiano il rendimento di
alcune culture, come quella del mais.
L'uomo: gli
idrocarburi con funzioni carboniliche presenti nell'aria provocano: irritazione
agli occhi, ai rivestimenti cutanei ed alle prime vie respiratorie. Gli
idrocarburi clorurati leggeri, in concentrazioni elevate possono essere
tossici.
Gli idrocarburi polinucleari
sono i più pericolosi poichè, sono cancerogeni. I clorofluorocarburi
danno effetti collaterali quali tumori alla pelle.
L'ambiente:
i Clorofluorocarburi sono dannosi all'ambiente in quanto si accumulano
nella stratosfera, dannegiando la fascia di ozono.
Limitazione
dell'inquinante: 10 mg/m3
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Inquinante
polveri
Caratteristiche
dell’inquinante
Minime particelle
di sostanze organiche e inorganiche sospese nell’atmosfera. Nella polvere
sono presenti: fibre animali e vegetali, polline, batteri, spore e microscopici
granuli di silice, in particolare possono essere sospese anche particelle
di fumo e catrame. La polvere presente nell’atmosfera ha due importanti
proprietà fisiche: la caratteristica di disperdere le onde luminose
di piccola lunghezza d’onda determinando quindi il calore del ciclo e la
capacità di costituire nuclei di condensazione per il vapore acqueo.
La foschia, la nebbia, smog e le nubi non esisterebbero se non fossero
presenti nell’aria particelle di polvere.
Quantità totali
prodotte in Italia (dati Enel 1976) 1206,76 *10E3t
Processi
che lo generano
impianti industriali traffico
veicolare
Fonte
da cui proviene l’inquinante
centrali termoelettriche,
riscaldamento domestico, traffico veicolare, impieghi industriali di combustibili,
altro (emissioni industriali)
Dove
finisce
Essenzialmente le polveri
prodotte finiscono nell’atmosfera
Effetti
su vegetali su uomo e su materiali
Nelle polveri sono presenti
particelle solide in sospensione di dimensioni inferiori di 0.5 mm. A seconda
della loro natura alcune sono trattenute dal muco del naso altre giungono
ai polmoni e ve ne sono alcune che entrano nella circolazine sanguigna.
Nei luoghi dove si macinano
o immagazzinano farine o zuccheri e nelle miniere di carbone la concentrazione
di particelle infiammabili puo’ comportare rischi di esplosione; inoltre
le particelle di silice presenti nella polvere, se inalate per lungo tempo,
possono provocare l’ insorgere della silicosi una malattia cui sono particolarmente
esposti minatori e lavoratori impiegati nel trattamento di rocce ricche
di silice.
Limitazione
dell’inquinante
Le polveri emesse dagli
impianti industriali possono essere filtrate e trattenute da speciali depuratori
(filtro elettrostatico). Polvere e fumo possono essere abbattuti dagli
scarichi di impianti industriali per mezzo di precipitatori a pioggia.
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