A.S.
05/06
Classe
1°G
Istituto Comprensivo
“A. De Filis”
L’aria
L’inquinamento dell’aria
Che si può fare
Gli autori
L’inventore
Le fasi
Fin dall'antichità; l'uomo ha sempre cercato
di interpretare le leggi che regolano la Natura.
Uno fra i più illustri filosofi greci, Aristotele
(384 - 322 a.C.), cercò di spiegare il compiersi
di alcuni fenomeni naturali basandosi
sull'osservazione diretta e sulla deduzione
logica, tralasciando la via sperimentale.
Le teorie aristoteliche si radicarono
talmente nel pensiero degli uomini da
divenire quasi inconfutabili. Molti secoli
dopo Galileo Galilei (1564 - 1642), al quale
è stato attribuito l'appellativo di padre
della scienza moderna, introdusse per
primo il Metodo Sperimentale.
OSSERVAZIONE DI
UN FENOMENO
IL LAVORO DELLO
SCIENZIATO COMINCIA
CON L’ANALISI DEL
FENOMENO CHE HA
COLPITO LA SUA
CURIOSITÀ.
EGLI VUOLE PER ESEMPIO
CAPIRE COME ESSO
AVVIENE O CONOSCERNE
LE CAUSE .
OSSERVAZIONE DI
UN FENOMENO
FORMULAZIONE
DI UNA IPOTESI
Dopo un’attenta osservazione
del fenomeno, lo scienziato tenta
di trovare una spiegazione:
EGLI FORMULA UNA IPOTESI.
Lo scienziato si pone in una
posizione di dubbio rispetto alla sua
risposta al perché del fenomeno:
SARÀ VERA LA MIA IPOTESI?
OSSERVAZIONE DI
UN FENOMENO
FORMULAZIONE
DI UNA IPOTESI
LO SCIENZIATO SA CHE SOLO
UNA PROVA OTTENUTA CON
L’ESPERIENZA PUÒ
CONFERMARE LA SUA IPOTESI
VERIFICA CON
L’ESPERIMENTO
DEVE QUINDI INVENTARE UN
ESPERIMENTO ADATTO A
VERIFICARE LA CORRETEZZA
DELL’IPOTESI FORMULATA
OSSERVAZIONE DI
UN FENOMENO
FORMULAZIONE
DI UNA IPOTESI
SE L’IPOTESI PROPOSTA
SI È RIVELATA VERA,
ESSA PUÒ ESSERE
CONSIDERATA UNA
LEGGE SCIENTIFICA
VERIFICA CON
L’ESPERIMENTO
IPOTESI
VERIFICATA
SI
LEGGE
SCIENTIFICA
Come tale essa può
essere divulgata e
diventa patrimonio
di tutti
IN CASO CONTRARIO…
OSSERVAZIONE DI
UN FENOMENO
FORMULAZIONE
DI UNA IPOTESI
VERIFICA CON
L’ESPERIMENTO
IPOTESI
VERIFICATA
NO
…IL LAVORO DEVE
RIPARTIRE DA UNA
MIGLIORE OSSERVAZIONE E
DALLA FORMULAZIONE DI
UNA NUOVA IPOTESI CHE
VERRÀ SOTTOPOSTA ALLA
VERIFICA SPERIMENTALE…
Che cos’e’ l’ARIA
Proprietà dell’aria (metodo sperimentale)
L’atmosfera
Gli esseri viventi sono completamente immersi nell’aria,
una sostanza indispensabile per la loro sopravvivenza.
L’aria è un miscuglio
di gas.
Non si vede né si
sente.
Ti accorgi della sua esistenza quando il vento fa
ondeggiare le cime degli alberi o fa sventolare le
bandiere.
L’ aria non e’ una sostanza semplice ma un
miscuglio formato da gas diversi.
AZOTO
In prevalenza :
78%
OSSIGENO 21%
ANIDR.CARBONICA 0,04%
Ci sono
inoltre per il
restante 1% :
GAS RARI 0,96%
ELIO, ARGO, NEON, CRIPTO,
XENO, RADO.
La composizione dell'aria
0,96%
21% 0,04%
AZOTO
OSSIGENO
ANIDR. CARB.
78%
ALTRI GAS
L’azoto, il cui nome significa “privo di vita”, si
chiama così perché non serve per la respirazione;
è importante per gli esseri viventi perché è
componente degli amminoacidi e delle proteine.
L’ossigeno viene prodotto delle piante ed è un
gas essenziale per tutti gli esseri viventi, che lo
utilizzano nella respirazione. Ha la proprietà di
provocare e mantenere la combustione.
L’anidride carbonica è un gas indispensabile per
le piante, che lo utilizzano per la fotosintesi
clorofilliana; viene inoltre prodotta nella
respirazione.
Il metodo
sperimentale
OCCUPA
UNO
SPAZIO
HA UN PESO
LE
PROPRIETA’
DELL’ARIA
E’ COMPRIMIBILE
ED ELASTICA
ESERCITA UNA
PRESSIONE
SI DILATA CON IL
CALORE
L’aria, intorno alla terra, forma
un involucro chiamato atmosfera
(dal greco “ATMOS” = vapore),
che ha una massa di 5 milioni di
miliardi di tonnellate con spessore
di circa 1000 chilometri.
L’atmosfera non si disperde nello
spazio perché viene attratta dalla
“forza di gravità” terrestre.
L’atmosfera varia per
composizione e caratteristiche e
diventa via via più rarefatta fino a
svanire nello spazio.
L’atmosfera:
• E’ la sede dei fenomeni meteorologici
• Fa da scudo contro l’ingresso delle
meteore
• Filtra i raggi ultravioletti
• Permette la vita grazie alla presenza
dei gas ossigeno e anidride carbonica
• Mantiene e distribuisce sulla terra il
calore
STRATI DELL’ATMOSFERA
TROPOSFERA
MESOSFERA
ESOSFERA
STRATOSFERA
TERMOSFERA
IMMAGINE
ESOSFERA
TERMOSFERA
MESOSFERA
STRATOSFERA
TROPOSFERA
E’ lo strato a diretto contatto con la
superficie terrestre dove avvengono i
fenomeni meteorologici e dove volano gli
aerei: la sua altezza è di 12 km.
E’ riscaldata dal basso, cioè dal calore
emesso dalla Terra: perciò, salendo di
quota, la temperatura diminuisce di
circa mezzo grado ogni 100 metri.
E’ compresa tra i 12 e i 50 km.
I gas sono sempre più rarefatti e anche il vapor acqueo e
il pulviscolo atmosferico diminuiscono.
Nella fascia compresa fra i 30 e i 40 Km
dalla Terra è presente uno “strato di
Ozono”, un gas la cui molecola è formata da
tre atomi di Ossigeno e che svolge
un’importantissima funzione:
FILTRA I RAGGI ULTRAVIOLETTI
(UV) CHE GIUNGONO DAL SOLE E
CHE, OLTRE AD UNA CERTA
QUANTITA’, SONO DANNOSI PER
GLI ORGANISMI VIVENTI
O
3
È compresa tra i
50 e i 95 km.
La temperatura
scende fino a -75°c.
Qui si incendiano e si disintegrano le Meteore,
corpi solidi che provengono dallo spazio.
È compresa tra i 95 e i 500 km. ed è estremamente rarefatta.
In questo strato hanno sede le “Aurore Polari”,
manifestazioni luminose talvolta visibili in prossimità
dei Poli, a forma di archi e raggi di diversi colori.
Questo fenomeno è dovuto all’azione di radiazioni
provenienti dal Sole che colpiscono le molecole dei
gas atmosferici, trasformandole in particelle
cariche, che sono attratte magneticamente dai poli.
GALLERIA DI FOTO
E’ lo spazio più esterno dell’atmosfera
ed è assai rarefatto.
La temperatura sale progressivamente
superando i 2000°c.
MATERIALE
OCCORENTE
ESECUZIONE
CONCLUSIONE
UNA SIRINGA SENZA AGO
TAPPIAMO CON UN DITO IL FORO DELLA SIRINGA.
PREMENDO CON FORZA LO STANTUFFO OSSERVIAMO
CHE SI SPOSTA E FA DIMINUIRE IL VOLUME
DELL’ARIA. LASCIANDOLO ANDARE VEDIAMO CHE
RITORNA VELOCEMENTE NELLA POSIZIONE INIZIALE.
QUANDO L’ARIA VIENE COMPRESSA IL SUO VOLUME
DIMINUISCE PERCHE’ LE SUE MOLECOLE SI
AVVICINANO.
QUANDO SI LASCIA LO STANTUFFO, ESSO RITORNA
INDIETRO E L’ARIA RIPRENDE IL SUO VOLUME
INIZIALE PERCHE’ LE MOLECOLE RITORNANO A
DISTANZIARSI COME ALL’INIZIO.
IMMAGINE
IMMAGINE
MATERIALE
OCCORENTE
VASCHETTA DI VETRO
BICCHIERE
TAPPO DI SUGHERO
ACQUA
ESECUZIONE
RIEMPIAMO D’ACQUA LA VASCHETTA.
METTIAMO SULL’ACQUA IL TAPPO DI
SUGHERO.
CAPOVOLGIAMO IL BICCHIERE SULLA
VASCHETTA, INTRAPPOLANDO IL TAPPO, E
SPINGIAMOLO VERSO IL BASSO FINO AD
APPOGGIARLO SUL FONDO.
CONTROLLIAMO IL LIVELLO DELL’ACQUA NEL
BICCHIERE OSSERVANDO LA POSIZIONE DEL
TAPPO.
CONCLUSIONE
IL LIVELLO DELL’ACQUA E’ PIU’ BASSO DI
QUELLO NELLA VASCHETTA PERCHE’ L’ARIA
PRESENTE NEL BICCHIERE NON HA PERMESSO
ALL’ACQUA DI SALIRE ALLO STESSO LIVELLO
Materiali
occorrenti
•Una bilancia di precisione
•Un palloncino
Esecuzione
•Con la bilancia di precisione pesare il palloncino vuoto
•Successivamente gonfiare il palloncino e pesarlo di nuovo
•Si nota che il palloncino gonfio pesa di più
Conclusione
•L’aria, che è fatta di materia, è pesante, poiché viene attratta
dalla forza di gravità.
IMMAGINE
L’ARIA OCCUPA UNO SPAZIO
Bottiglia,
Materiale occorrente
palloncino,
recipiente con acqua,
un fornello a gas
Esecuzione
Conclusioni
Prendere una bottiglia vuota e
mettere il palloncino nella
apertura della bottiglia
la
mettiamo in un recipiente con
dell’ acqua, accendiamo il
fornello e aspettiamo vedremo
che il palloncino si gonfia
Abbiamo visto che il palloncino si
è gonfiato, quindi significa
IMMAGINE
che l’ acqua calda ha fatto
L’ARIA HA UN PESO
Materiale
occorrente
Esecuzione
• Un bicchiere
• Acqua
• Un cartoncino
• Riempire il bicchiere di acqua fino all’orlo e
appoggiare il cartoncino sul bordo del bicchiere
tenendolo premuto con una mano.
• Capovolgere il bicchiere e togliere la mano . Il
cartoncino appoggiato sul bicchiere pieno d’acqua
non cade.
Conclusioni
Il cartoncino non cade perché la pressione
esercitata dall’aria sul cartoncino è maggiore di
IMMAGINE
quella esercitata dall’acqua sullo stesso cartoncino.
L’ARIA ESERCITA UNA PRESSIONE
LA DILATAZIONE DELL’ARIA
L’ARIA E’ COMPRIMIBILE ED ELASTICA
Un ambiente inquinato è
un ambiente degradato a
causa dell’immissione, da
parte dell’uomo, di
sostanze che ne alterano
le caratteristiche
chimico-fisiche
L’aria è una miscela di gas, alcuni
dei quali, come l’ossigeno e
l’anidride carbonica, sono
indispensabili per gli esseri viventi.
Tutta via, soprattutto a partire
dal secolo scorso, la composizione
dell’atmosfera si è rapidamente
modificata, in seguito alle
numerose attività umane che
producono e immettono in essa
SOSTANZE di vario tipo.
TALI SOSTANZE PROVOCANO “ DANNI AGLI
ORGANISMI VIVENTI E CAMBIAMENTI CLIMATICI”.
Fonti di
inquinamento
Sostanze
inquinanti
Inquinamento dell’aria
Conseguenze
per l’ ambiente
Conseguenze
per la salute
umana
Sono i SETTE
gas
responsabili
di inquinare
l’aria che
respiriamo
FONTI DI EMISSIONI
EFFETTI SULL’UOMO
Asfissia per sostituzione
dell’ossigeno
dell’aria,morte
Combustione,industrie,
respirazione,incendi,
vulcani
CO2
EFFETTI SU MATERIALI E
AMBIENTI
EFFETTI SULLE
PIANTE
Incrostazioni, effetto serra.
Aumento della
fotosintesi
Fonti di
emissione
Effetti
sull’ambiente
Combustione e
raffinazione,
decomposizione
di sostanze
organiche
Formazione di
smog
Effetti
sull’uomo
Irritazioni,
tossicità,
cancerogenicità
Effetti sulle
piante
Tossicità
EFFETTI SULLE
PIANTE
RALLENTAMENTO
DELLA CRESCITA,
USTIONI FOGLIARI.
EFFETTI SU MATERIALI E
AMBIENTE
PIOGGE ACIDE
SO2
EFFETTI SULL’UOMO
DANNI ALLE VIE
RESPIRATORIE (E’
PRESENTE NELLO
SMOG INVERNALE
FONTI DI EMISSIONI
PROCESSI METALLURGICI,
USO DI COMBUSTIBILI
FOSSILI.
Pm 10
particelle
sospese
FONTI DI
EMISSIONE
Combustione impianti
siderurgici,
raffinazione del
greggio
EFFETTI
SULL’UOMO
Asfissia, tossicità
cardiovascolare,
morte
EFFETTI SULLE
PIANTE
Aumento
dell’attività
respiratoria
Effetti
sull’ambiente:
Corrosione dei
metalli e della
pietra,
riduzione dello
strato di ozono
Fonti di
emissione
Combustioni ad
alte
temperature
Effetti
sull’uomo
Asfissia,
tossicità
cardiovascolare
,morte
Effetti
sulle piante
Rallentament
o della
crescita
O3, C6H6, CFC
COMBUSTIONE
AUTOVETTURE E
IMPIANTI DI
RISCALDAMENTO
GAS REFRIGENTI
BOMBOLETTE SPRAY.
IRRITAZIONI
CUTANEE,
IRRITAZIONE
AGLI OCCHI,
MORTE
ALTERAZIONI
FOGLIARI,
NECROSI
SMOG
FOTOCHIMICO,
RIDUZIONE
DELLO STRATO
DI OZONO
Emissioni gassose
provenienti da industrie,
centrali elettriche, veicoli
a motore, impianti di
riscaldamento
Immissione di
clorofluorocarburi
Emissione di radiazioni
dalla centrali nucleari
Conseguenze per l’ambiente
EFFETTO SERRA
BUCO DELL’OZONO
PIOGGE ACIDE
In una serra la copertura
in vetro permette ai raggi
solari di entrare e
riscaldare il suolo della
serra.
A sua volta il suolo della serra
emette raggi calorifici, detti
infrarossi (IR) : questi non
possono uscire rapidamente
perché intrappolati dai vetri e
così riscaldano l’aria della serra.
L’ANIDRIDE CARBONICA AGISCE COME I VETRI DELLA SERRA,
CHE MANTENGONO LA GIUSTA QUANTITA’ DI CALORE ALL’
INTERNO DI ESSA
IL CALORE DEL SOLE SI
TRASMETTE SULLA
TERRA PER
IRRAGGIAMENTO E LA
TERRA SI RISCALDA
IL CALORE
IMMAGAZZINATO DALLA
TERRA SI DISPERDE NELLO
SPAZIO PER
IRRAGGIAMENTO, TUTTAVIA
VIENE PARZIALMENTE
BLOCCATO IN USCITA
DALL’ANIDRIDE CARBONICA
In condizioni normali l’effetto serra è un processo
naturale e utile per l’equilibrio termico terrestre.
Infatti
Senza questo fenomeno la temperatura media della
Terra scenderebbe a –18° e il nostro pianeta si
trasformerebbe in un deserto di ghiaccio.
La vita sulla Terra non sarebbe possibile !
Per milioni di anni la quantità di anidride carbonica
presente nell’ atmosfera è rimasta pressoché COSTANTE .
ORA GLI SCIENZIATI PENSANO CHE ANCHE LA
TERRA STIA DIVENTANDO UN’ENORME SERRA
Nell’ ultimo secolo l’uso crescente di
combustibili fossili ( carbone e
petrolio ) per ottenere energia, ha
provocato un aumento sensibile
nell’aria di ANIDRIDE
CARBONICA e di altri gas, tra cui il
metano e i clorofluorocarburi (cfc),
detti “gas- serra”.
SCARICHI
INDUSTRIALI
SCARICHI
CIVILI
DEFORESTAZIONE
Aumento della temperatura media
della terra
Variazione del clima globale terrestre
… è come se
mettessimo la
Terra in un
grande forno …
IL FUTURO
Se la tendenza al riscaldamento continua, la
“temperatura media” della terra rischia di aumentare
di 1-2 gradi.
prima
dopo
Sarebbero accelerati alcuni fenomeni
Scioglimento
delle calotte
polari.
Innalzamento
del livello dei
mari
Allagamento
di molte città
costiere
Espansione
dei deserti
È un vero e
proprio scudo
protettivo
Ci protegge
dai raggi
ultravioletti
del sole
O
La molecola
dell’ozono
3
è formata
da 3 atomi
di ossigeno
MECCANISMO D’AZIONE DELLO STRATO DI OZONO
L’ozono è l’unico gas presente nell’atmosfera capace di
assorbire la maggior parte dei raggi ultravioletti emessi
dal sole impedendo loro di raggiungere la superficie
terrestre.
L’ ozono : uno scudo bucato dal freon.
Negli ultimi 30
anni lo strato di
ozono è
diventato sempre
più sottile e
sopra l’Artide e
l’Antartide si
sono formati due
“buchi”.
Distribuzione dell’ ozono
stratosferico: il valore più
basso corrisponde all’ area
nera, il cosiddetto “ buco
dell’ ozono” .
CFC
CLORO -FLUORO -CARBURI
Sono sostanze gassose a
base di cloro, fluoro,
carbonio
Sono più conosciuti
come <<gas freon>>
Si trovano nelle bombolette
spray, nei gas refrigeranti dei
frigoriferi e condizionatori.
CHE COSA
SONO?
COME SI
FORMANO?
Sono piogge che hanno un'acidità
superiore alla norma (pH < 5,6),
paragonabile a quella dell’aceto.
I tubi di scarico delle automobili, le ciminiere
delle fabbriche e i camini delle case liberano
nell’atmosfera ossidi di zolfo (SO2) e di
azoto(NO2). Queste sostanze si combinano con il
vapore acqueo presente nell’atmosfera
formando acidi molto forti (acido solforico
“H2SO4” e l’acido nitrico “HNO3”), che cadono al
suolo insieme alle precipitazioni.
LE PIOGGE ACIDE PROVOCANO
SERISSIMI DANNI AGLI AMBIENTI
TERRESTRI
LE FORESTE
VENGONO
DISTRUTTE
I LAGHI E I
FIUMI VENGONO
INQUINATI E A
POCO A POCO
DIVENTANO PRIVI
DI VITA
GLI EDIFICI, I
PONTI E I
MONUMENTI DI
MARMO VENGONO
LETTERALMENTE
CORROSI
Ecco due immagini della foresta di Gottingen,
in Germania
1973
1985
Questa zona, un tempo verdeggiante, è stata devastata
delle piogge acide che l’hanno resa un arido deserto
DELLE VIE RESPIRATORIE
(bronchiti, allergie, polmoniti, tumori )
Nelle zone più
industrializzate si
assiste a un
progressivo aumento
di molte malattie
DEL SISTEMA IMMUNITARIO
( Riduzione delle difese immunitarie)
DEL CUORE
( insufficienza cardiaca )
DELLA PELLE
(invecchiamento precoce,
rughe, tumori )
DEGLI OCCHI
(Cataratte, offuscamento
visivo )
Sono soprattutto i bambini che risentono dei
veleni eliminati dai tubi di scappamento delle
auto.
POVERI NOI !
Data la bassa
statura, essi
sono costretti a
respirare i gas
che, essendo
pesanti,
ristagnano
vicino al suolo.
LA PRESA DI COSCIENZA MONDIALE
ovvero…
che cosa fanno i GRANDI della Terra?
1972
1987
CONFERENZA DI STOCCOLMA
Prima tappa verso la pianificazione internazionale delle
tematiche relative all’ambiente; creazione dell’UNEP:
organismo che coordina a livello mondiale le politiche
ambientali
ACCORDO DI MONTREAL
Riduzione dei CFC dannosi per lo strato di OZONO.
Risultati incoraggianti: 80% in meno di produzione di
clorofluorocarburi
VERTICE DI RIO DE JANEIRO
1992
Importantissimo incontro internazionale sull’ambiente.
“Agenda 21”: direttive-base contro il degrado
ambientale e promozione dello sviluppo sostenibile
del XXI secolo
PROTOCOLLO DI KYOTO
1997
Impegno di ridurre, entro il 2012, le emissioni dei gas-serra
del 5% rispetto ai valori del 1990. Tale trattato è però ancora
poco rispettato perché paesi come il Giappone e gli USA
non hanno ancora messo in atto tale risoluzione
E NOI … COSA POSSIAMO FARE?
LE NOSTRE
PROPOSTE:
 Viaggiare rispettando l’aria
 Differenziare e riciclare
 Più fresco tu, più fresca la terra
 Risparmia l’elettricità
 La carta è sempre giovane
Utilizzando maggiormente i mezzi pubblici e
meno le auto private, si riduce
l’inquinamento dell’aria della tua città.
L’uso dei mezzi pubblici ( autobus, tram,
metro, treno ), della bicicletta o delle proprie
gambe è il miglior modo per aiutare
l’ambiente
Lo smaltimento dei rifiuti
immette nell’atmosfera una
grande quantità di gas pericolosi.
Per esempio, per ogni
chilogrammo di rifiuto organico
si producono 0,31 kg di metano,
un pericoloso gas serra.
Scegliamo i prodotti confezionati
con imballaggi riciclabili .
• In inverno, se si abbassasse la
temperatura media
delle aule di un solo grado
centigrado,
si potrebbe risparmiare il 7% delle
emissioni di CO2 della scuola
Anche riciclando la carta possiamo
diminuire l’emissione di gas pericolosi.
Per produrre la carta occorre energia, si
abbattono gli alberi e vengono
utilizzati prodotti chimici, come leganti,
sbiancanti e solventi, che producono
inquinamento atmosferico.
Risparmia l’elettricità
Ricordati di spegnere
la lampada accesa dove
non hai bisogno di luce
artificiale, infatti se
spegni una lampada da
60W per 5 ore al giorno,
in un anno ottieni il
risparmio di circa 80Kg
di CO2