L'ATMOSFERA
L'atmosfera è una serie di involucri o strati, a forma di
guscio quasi sferico che avvolge la Terra.
Essa è composta da un miscuglio di gas, detto
comunemente aria, la cui composizione varia in
relazione all'altezza, cioè alla distanza dalla superficie
terrestre.
Definire con precisione lo spessore dell'involucro
atmosferico è difficile: si ipotizza che sia di circa 800 km,
ma alcuni studiosi sostengono possa arrivare fino a
2.500 - 3.000 km.
L'atmosfera è suddivisa in 5 strati che presentano
caratteristiche particolari:
La troposfera (termine che significa "sfera delle turbolenze")
è lo strato inferiore in cui noi siamo immersi. Lo spessore
è di circa 15 km all'equatore e di 5 km ai poli. In esso
avvengono tutte le perturbazioni atmosferiche; infatti, a
causa del calore irradiato dalla terra, i componenti della
troposfera sono in continuo movimento.
La temperatura della troposfera decresce di 1°C. ogni
180 metri, mentre la pressione atmosferica diminuisce di
1 mm di mercurio ogni 100 m.
Il limite della troposfera è definito tropopausa e qui la
temperatura che raggiunge i 55/60 °C. sotto zero cessa
di diminuire.
La stratosfera si estende fino a 50 km dalla
superficie terrestre e la temperatura si mantiene
intorno a 60 °C. sotto lo zero fino ai primi 30 km;
poi aumenta notevolmente al punto di toccare
anche i 10 °C sopra lo zero.
La stratosfera è tranquilla, le perturbazioni sono
meno intense, anche se permangono i moti
verticali.
In questo strato i gas si dispongono a strati
concentrici verticalmente a seconda della loro
densità: i più leggeri sono sempre più lontani
dalla terra; perciò viene prima l'ozono che
assolve una funzione di filtro e assorbe la
maggior parte delle radiazioni ultraviolette, poi il
sodio.
La mesosfera, cioè "sfera intermedia", è caratterizzata da
uno strato che riflette le onde lunghe normalmente
impiegate nelle radiocomunicazioni. Si estende per circa
80 - 50 km di quota e la temperatura ricomincia a
diminuire fino a toccare i valori minimi di 90 °C. sotto
zero.
La termosfera è costituita da gas leggeri molto rarefatti, la
temperatura aumenta rapidamente (fino a 900 °C. ).
Nella ionosfera vengono assorbiti, da parte degli atomi e
delle molecole sparsi nell'aria, i raggi x e quelli ultravioletti
che provengono dal Sole.
L'esosfera rappresenta l'ultimo strato dell'atmosfera di cui si
ignorano i limiti esatti. È composta di aria estremamente
rarefatta in cui le molecole possono percorrere distanze
enormi senza urtarsi tra loro.Le temperature sono
elevatissime.
Aria atmosferica
L'aria atmosferica fu ritenuta dagli antichi come uno dei
quattro elementi costitutivi dell'universo (aria, acqua,
terra, fuoco); e come una sostanza semplice - cioè non
scindibile in altre - venne ritenuta fino al 1774 quando
Lavoisier separò i due essenziali costituenti, cioè
l'ossigeno e l'azoto.
Ossigeno
20.93
Azoto
78.10
Argon
0.94
Anidride carbonica 0.03
% del volume totale a
0 °C e 1 atm.
Ossigeno (O2)
È un elemento fondamentale per gli esseri viventi. La quasi
totalità dei composti organici, infatti, contiene Ossigeno in
misura più o meno elevata. Inoltre lo sviluppo di organismi
pluricellulari differenziati (dotati cioè di tessuti e di organi) è
stato reso possibile soltanto dalla comparsa dell’ O2
nell’atmosfera.
La percentuale di O2 nell’atmosfera ha raggiunto un livello
stazionario (21 % circa dell’atmosfera) dovuto all’equilibrio
dei processi chimici e biologici che costituiscono il ciclo
dell’Ossigeno. Sotto il 17% l’uomo non riesce più a
respirare.
Azoto (N2)
Gas incolore, inodore, ininfiammabile, chimicamente assai
stabile, non tossico. L’Azoto diventa asfissiante in caso di
eccessiva concentrazione nell’aria: l’aumento della sua
concentrazione provoca fenomeni di malessere crescente,
quali vertigine, mal di testa, formicolio all’estremità delle
mani e dei piedi, difficoltà nella parola, difficoltà
nell’eseguire lavori fisici, perdita progressiva della
sensibilità.
Azoto (N2)
L’Azoto è un elemento indispensabile agli esseri viventi ed
è contenuto nelle proteine, negli acidi nucleici ed in molti
cofattori enzimatici. Gli animali non sono in grado di
utilizzare l’Azoto inorganico per produrre i composti organici
azotati, ma sono costretti ad assumerlo già organicato dalle
piante, delle quali si nutrono. Le piante, a loro volta,
riescono ad assimilare l’Azoto inorganico solo se è
presente sotto forma di Ammoniaca o di Nitrati. Nonostante,
quindi, nell’atmosfera sia presente una percentuale di Azoto
molecolare (N2) pari a circa il 78 per cento, gli organismi
superiori non sono in grado di utilizzarlo per la sintesi della
materia organica. La trasformazione dell’Azoto atmosferico
in Ammoniaca viene effettuata dalle alghe blu-verdi e da
pochi microrganismi specializzati che vivono nel suolo.
Inquinamento atmosferico
è definito inquinamento "la modificazione della
normale composizione dell'aria atmosferica ad
opera di fumi, gas, polveri, odori, e di tutte quelle
sostanze che ne alterano la salubrità, potendo in tal
modo pregiudicare lo stato di salute dei cittadini,
così come danneggiare i beni pubblici e privati".
Inquinamento atmosferico
L'aria può divenire inquinata per produzione e
liberazione dei contaminanti nell'ambiente, per
l'inefficacia dei sistemi di rimozione o dei
meccanismi antinquinamento eventualmente
applicati, per le inversioni termiche.
Gli aerocontaminanti finora catalogati sono circa
2.800, rappresentati per lo più da prodotti di attività
umane (processi industriali, gas di scarico, ...).
Inquinamento atmosferico
I contaminanti atmosferici, possono essere classificati, in base
al loro stato fisico, in solidi, liquidi e gassosi; si distinguono
inquinanti primari (SO2, NO2) liberati nell'ambiente come tali e
secondari (O3), originatisi in atmosfera attraverso complesse
reazioni chimico fisiche.
Le molecole irritanti più importanti sono:
gli ossidi di zolfo derivati dai processi di combustione del
petrolio, considerati indicatori di inquinamento nei centri urbani
ossidi di azoto prodotti dalla combustione da parte di impianti
industriali e da veicoli a motore
monossido di carbonio, l'inquinante quantitativamente più
importante, prodotto al 90% dall'emissione dei gas di scarico
dei motori a benzina
ozono si forma nell'atmosfera in presenza di radiazioni
ultraviolette a partire da idrocarburi e ossidi di azoto
Inquinamento atmosferico
Sospesa nell'aria si trova una miscela di particelle
molto piccole, solide e liquide, che costituiscono il
cosiddetto particolato, i cui costituenti variano per
dimensione, composizione ed origine.
La composizione del particolato più fine
comprenderebbe fuliggine, condensati acidi, solfati
e nitrati.
Patologie respiratorie ed inquinamento atmosferico
Con il termine di irritanti atmosferici si intendono sostanze
che, sottoforma di gas, vapori, fumi, polveri, producono
una flogosi sulla superficie delle vie aeree e degli alveoli,
oltre che una eventuale azione irritativa sulle congiuntive e
sulla cute.
Le dimensioni delle particelle inalate sono essenziali nel
determinismo delle patologie a livello dell'albero
respiratorio; infatti solo quelle con diametro inferiore a 5
mm possono raggiungere l'epitelio alveolare e determinare
un danno con conseguente compromissione degli scambi
respiratori.