Inquinamento di aria, acqua, suolo
mediante immissione di sostanze in grado di alterare
le caratteristiche fisico-chimiche e ambientali
superando la capacità normale di autodepurazione
per eccessiva quantità di materiale degradabile
(o per immissione di sostanze non biodegradabili)
Aria
Atmosfera:troposfera, stratosfera , mesosfera, termosfera, esosfera
troposfera : da superficie terrestre a circa 6-18 km altezza
Composizione media
azoto 78% , ossigeno 21 % , anidride carbonica 0.03 %
(vapore acqueo, gas rari 1%)
Stratosfera, ozonosfera
a
Funzioni dei componenti
dell’atmosfera
a
Funzioni dell’aria (ossigeno, anidride carbonica, azoto, acqua, ozono)
Ossigeno; necessario per la respirazione, combustione
prodotto per fotosintesi clorofilliana nei cloroplasti, piante verdi
Azoto : trasformabile in composti organici (proteine) da parte di
batteri in simbiosi con leguminose (piselli, fagioli, erba medica, trifoglio
(attenua potere ossidante dell’ossigeno nella respirazione)
Anidride carbonica: sostanza base per la fotosintesi clorofilliana che
la trasforma (con acqua ed energia solare) in composti glucidici
(prodotta nelle combustioni, respirazione, attività vulcanica)
partecipa alla termoregolaziome atmosferica (effetto serra)
Vapore acqueo:partecipa a varie reazioni chimiche,
responsabile della umidità atmosferica,
condiziona fenomeni meteorologici e biologici vari
a
Funzioni dell’aria (ossigeno, anidride carbonica, azoto, acqua)
Ossigeno; necessario per la respirazione, combustione
prodotto per fotosintesi clorofilliana nei cloroplasti, piante verdi
Azoto : trasformabile in composti
organici (proteine) da parte di
batteri in simbiosi con leguminose
(piselli, fagioli, erba medica, trifoglio
(attenua potere ossidante dell’ossigeno
nella respirazione)
a
Anidride carbonica: sostanza base per la fotosintesi clorofilliana che
la trasforma (con acqua ed energia solare) in composti glucidici
(prodotta nelle combustioni, respirazione, attività vulcanica)
partecipa alla termoregolaziome atmosferica (effetto serra)
CO2
O2
O2
CO2
glucidi
H2O
Vapore acqueo:partecipa a varie reazioni chimiche,
responsabile della umidità atmosferica,
condiziona fenomeni meteorologici e biologici vari
a
Ozono:nella troposfera l’ozono può formarsi durante i temporali
Nella stratosfera , ozonosfera, le radiazioni ultraviolette solari
vengono assorbitie da gas ozono che si decompone in Ossigeno
atomico e molecolare con reazione di equilibrio
ozono << >> ossigeno atomico + ossigeno molecolare
CFC
O3
CFC
Cl2
O2
O3
Cl
O2
La ozonosfera protegge gli esseri viventi dalla radiazione ultravioletta
una riduzione della ozonosfera può produrre danni agli organismi
Sostanze di origine antropica (cloro-fluoro-carburi) CFC derivanti da
bombolette spray, frigoriferi, condizionatori d’aria..raggiungono la
ozonosfera, vengono scissi dai raggi ultravioletti liberando cloro
molecolare, che si trasforma in cloro atomico,
il quale catalizza la trasformazione di ozono in ossigeno,
riducendo la concentrazione di ozono e la azione protettiva
Anche ossidi di azoto, bromuro di metile, ceneri vulcaniche,
effetto serra … possono contribuire alla riduzione della
ozonosfera e al “buco nell’ozonosfera”
a
Fonti di inquinamento
atmosferico
a
Fonti e tipi di inquinamento
Agenti su
qualità dell’aria
temperatura dell’aria (effetto serra)
piogge acide
modificazione nella ozonosfera
Inquinamento naturale :
pulviscolo, ceneri vulcaniche, sabbia,polline,
sale marino, spore, fumo derivante da incendi…
Inquinamento dovuta ad attività umana
Mediante inquinanti
primari : provenienti da fonti identificabili
secondari: dovuti a reazioni dei primari con atmosfera
(anidride solforosa+ H2O > anidride solforica > acido solforico)
a
Principali fonti di inquinamento primario
sostanze immesse nell’aria
principali conseguenze su ambiente e salute
Autoveicoli
ossidi di carbonio
idrocarburi incombusti
piombo tetraetile
ossidi di azoto
anidride solforosa
anidride carbonica
Industrie varie
Impianti riscaldamento
anidride solforosa
anidride solforosa
acido solfidrico
ossidi di carbonio
cloro
ossidi di azoto
ammoniaca
idrocarburi
fluoro
gas e pulviscolo
fenoli
anidride carbonica
acido cloridrico
acido cianidrico
acido nitrico
vapori solventi organici
anidride carbonica
Bronchiti croniche, enfisema polmonare, tumori polmonari, irritazioni oculari,
avvelenamenti, asma bronchiale..mortalità
Consumo di ossigeno, odori sgradevoli, scarsa visibilità, deterioramento
strutture artistiche, danni alla vegetazione, smog, riduzione ozono….
piogge acide, effetto serra..
a
Monossido di carbonio:
si lega alla emoglobina del sangue (carbossiemoglobina)
riducendo l’apporto di ossigeno alle cellule con l’ossiemoglobina
Anidride solforosa SO2 (biossido di zolfo)
reagendo con ossidi di azoto e acqua genera acidi forti (solforico,
nitrico) che possono cadere con la pioggia e rovinare strutture,
danneggiare apparato respiratorio, modificare il pH ambientale
Ossidi di azoto
(originati anche da batteri nel suolo e nell’acqua mediante ossidazione di
ammoniaca, fertilizzanti, decomposizioni materiale organico)
possono generare acido nitrico (piogge acide) e ridurre ozono
Metalli vari, idrocarburi
possono avere azione cancerogena, allergizzante
Cloro : tossico, può partecipare alla riduzione dell’ozono
Pulviscolo, polveri sottili: possono danneggiare sistema respiratorio,
partecipare all’effetto serra
a
Composto organici volatili COV o VOC
Composti organici volatili come idrocarburi (alcheni,
aromatici),aldeidi, eteri, alcoli,esteri cloro-fluoro-carburi..
Contribuiscono alla produzione di smog fotochimico con sintesi
di composti come perossidi organici e ozono
Presenti in vari prodotti e materiali di uso comune:
linoleum, vernici, schiume isolanti, spray (per insetticidi,
cosmetici..), colle, detergenti, smacchiatori, diluenti…
Evaporano e si diffondono facilmente nell’aria anche a
temperatura ambiente normale
Possono causare disturbi vari all’apparato
respiratorio, cute, reni, occhi, sistema nervoso,
cancro (benzene, formaldeide)..
a
Ossidi di azoto NOx (NO, NO2)
Sorgenti naturali: decomposizione anaerobica di sostanze organiche (da parte
di batteri nitrosanti), fulmini, incendi, emissioni vulcaniche
Sorgenti antropiche: combustioni ad elevata temperatura (autoveicoli)
Monossido di azoto NO : in presenza di ozono, ossigeno si ossida a NO2
Biossido di azoto NO2 :deriva da combustioni ad elevata temperatura
e ossidazione di NO in NO2
Partecipa alla formazione dello smog fotochimico come
intermediario nelle creazione di acido nitroso, acido nitrico, ozono
Partecipano alla formazione di piogge acide, con acidificazione del
suolo che provoca impoverimento nel suolo di elementi come
calcio, magnesio, sodio, potassio e liberazione di metalli pesanti
tossici per le piante
riducono il potere di azotofissazione da parte dei batteri
danneggiano strutture, sculture, manufatti vari
a
Biossido di azoto NO2 :
deriva da combustioni ad elevata temperatura e ossidazione di NO in NO2
a
Ossidi di Zolfo : anidride solforosa SO2 e solforica SO3
SO2 : da emissioni vulcaniche o combustione di
carbone, petrolio, gasolio
(riscaldamento domestico, centrali termoelettriche,
processi industriali)
Mediante reazioni in presenza di acqua origina acido solforico
(può cadere come pioggia acida):
trasforma carbonati (statue) in solfati solubili,
SO2 :provoca rallentamento crescita piante, necrosi cellulare,morte
SO2 nelle foglie diventa H2SO3 , solfiti, solfati, distrugge clorofilla
Danneggia apparato respiratorio( bronchiti, asma, tracheiti
provoca irritazioni oculari, cutanee..
a
Particolato :particelle sottili PTS, PM
Miscuglio di sostanze di varia natura ,solide, liquide,
con dimensione variabile in sospensione
nell’aria (da pochi nanometri a 500 micron
Aerosol, foschie, esalazioni, fumo, polveri, sabbie
Primarie :
originate da sorgenti naturali
eruzioni vulcaniche, incendi,erosione rocce, pollini, spore spray marino
Possibile danno a livello di apparato respiratorio
a
Particolato :particelle sottili PTS, PM
Originate da sorgenti antropiche :
combustibili fossili usati a livello domestico, industriale
emissioni da autoveicoli, usura freni, gomme, manto stradale,
fonderie, miniere, cementifici, attività agricole
secondarie :dovute a reazioni chimico-fisiche nella atmosfera
ossidazione di SO2, H2S derivati da incendi, vulcani
ossidi di azoto emesse dal suolo o varie sorgenti antropiche
a
Possibile danno a livello di apparato respiratorio
monossido di carbonio :CO
Originato nella combustione con carenza di ossigeno
(stufe, scaldabagno) difettosi ,automobili, industrie
ambienti con scarso scambio di aria e rifornimento di ossigeno
Tossico perché legandosi alla emoglobina dei globuli rossi del
sangue, forma un composto , carbossiemoglobina, che non cede
l’ossigeno alle cellule irrorate
(come avviene invece conil composto ossiemoglobina normale)
cellula
a
Anidride carbonica: sostanza base per la fotosintesi clorofilliana che
la trasforma (con acqua ed energia solare) in composti glucidici
(prodotta nelle combustioni, respirazione, attività vulcanica)
partecipa alla termoregolaziome atmosferica (effetto serra)
O2
O2
C6H12O6
CO2
CO2
respirazione
a
H2O
fotosintesi
Biossido di carbonio CO2
Carbonio C presente nelle rocce, idrocarburi, oceano, suolo, biosfera
Scambio continuo tra atmosfera, suolo, vegetazione (fotosintesi)
Scambio continuo tra atmosfera e oceani : fitoplancton, alghe, animali
mediante carotaggi su ghiacciai montani, su calotte polari, groelandia
osservazioni su anelli degli alberi,sedimenti marini e lacustri,
coralli antozoi , permettono di ottenere informazioni
sulla composizione atmosferica del passato e confronto con quella attuale
Deforestazione: diminuisce assorbimento di CO2 e fotosintesi
(riduce ossigeno prodotto);
uso di combustibili fossili aumenta immissione di
CO2 nella atmosfera ( e in parte assorbita da oceani)
a
Biossido di carbonio CO2
Deforestazione: diminuisce assorbimento di CO2 e fotosintesi (riduce
ossigeno prodotto); uso di combustibili fossili aumenta immissione di
CO2 nella atmosfera ( e in parte assorbita da oceani)
Aumento di CO2 e altri gas con effetto serra di origine antropica:
deforestazione, combustione, agricoltura CO2
CH4 : risaie, scarichi urbani sostanze organiche, allevamenti intensivi
protossido di azoto N2O : attività batterica su prodotto agricoli, zootecnici
Effetto serra : CO2, CH4, H2O, N2O, O3, cloro-fluoro-carburi
a
Smog derivante da
inquinamento di autoveicoli, impianti riscaldamento,
impianti industriali, in particolare nella stagione fredda
durante la quale può verificarsi uno stato di inversione termica
Se si verifica una inversione termica
( temperatura crescente dal basso all’alto)
si crea una situazione con aria fredda stagnante presso la superficie
aria ricca di fumi, gas, polveri, ossidi di azoto, anidride solforosa,
idrocarburi gassosi, con aspetto nebbioso giallo grigiastro:
la radiazione solare innesca reazioni che generano un miscuglio
gassoso irritante, tossico :smog
Aria calda
Aria fredda
Con inquinanti
a
Ozono O3
origine naturale nella stratosfera, ozonosfera, come derivato dalla
reazione favorita con assorbimento di radiazione solare ultravioletta
O = O > O O ; O=2 + O > O3 ; 3 O2 <> 2 O3
Origine antropica :
nella troposfera per trasformazioni che intervengono
su ossidi azoto, composti organici volatili, monossido di carbonio, metano
NO2 + radiazione ultravioletta (di origine solare, temporali)
si dissocia in NO + O
O + O2 ( + catalizzatore) > O3 ; NO + O3 > NO2 + O2
Pericoloso per apparato respiratorio, irritazioni oculari…
dannoso per le piante, perché rende più fragili i cloroplasti, riducendo la
fotosintesi, favorendo l’invecchiamento delle piante..
a
monossido di carbonio :CO
Originato nella combustione con carenza di ossigeno
(stufe, scaldabagno) difettosi ,automobili, industrie
ambienti con scarso scambio di aria e rifornimento di ossigeno
Tossico perché legandosi alla emoglobina dei globuli rossi del
sangue, forma un composto , carbossiemoglobina, che non cede
l’ossigeno alle cellule irrorate
(come avviene invece conil composto ossiemoglobina normale)
cellula
a
Anidride carbonica: sostanza base per la fotosintesi clorofilliana che
la trasforma (con acqua ed energia solare) in composti glucidici
(prodotta nelle combustioni, respirazione, attività vulcanica)
partecipa alla termoregolaziome atmosferica (effetto serra)
O2
O2
C6H12O6
CO2
CO2
respirazione
H2O
fotosintesi
a
Biossido di carbonio CO2
Carbonio C presente nelle rocce, idrocarburi, oceano, suolo, biosfera
Scambio continuo tra atmosfera, suolo, vegetazione (fotosintesi)
Scambio continuo tra atmosfera e oceani : fitoplancton, alghe, animali
mediante carotaggi su ghiacciai montani, su calotte polari, groelandia
osservazioni su anelli degli alberi,sedimenti marini e lacustri,
coralli antozoi , permettono di ottenere informazioni
sulla composizione atmosferica del passato e confronto con quella attuale
Deforestazione: diminuisce assorbimento di CO2 e fotosintesi
(riduce ossigeno prodotto);
uso di combustibili fossili aumenta immissione di
CO2 nella atmosfera ( e in parte assorbita da oceani)
Ozono:nella troposfera l’ozono può formarsi durante i temporali
Nella stratosfera , ozonosfera, le radiazioni ultraviolette solari
vengono assorbitie da gas ozono che si decompone in Ossigeno
atomico e molecolare con reazione di equilibrio
ozono << >> ossigeno atomico + ossigeno molecolare
CFC
O3
CFC
Cl2
O2
O3
Cl
O2
La ozonosfera protegge gli esseri viventi dalla radiazione ultravioletta
una riduzione della ozonosfera può produrre danni agli organismi
Sostanze di origine antropica (cloro-fluoro-carburi) CFC derivanti da
bombolette spray, frigoriferi, condizionatori d’aria..raggiungono la
ozonosfera, vengono scissi dai raggi ultravioletti liberando cloro
molecolare, che si trasforma in cloro atomico,
il quale catalizza la trasformazione di ozono in ossigeno,
riducendo la concentrazione di ozono e la azione protettiva
Anche ossidi di azoto, bromuro di metile, ceneri vulcaniche,
effetto serra … possono contribuire alla riduzione della
ozonosfera e al “buco nell’ozonosfera”
a
Ozono O3
origine naturale nella stratosfera, ozonosfera, come derivato dalla
reazione favorita con assorbimento di radiazione solare ultravioletta
O = O > O O ; O=2 + O > O3 ; 3 O2 <> 2 O3
Origine antropica :
nella troposfera per trasformazioni che intervengono
su ossidi azoto, composti organici volatili, monossido di carbonio, metano
NO2 + radiazione ultravioletta (di origine solare, temporali)
si dissocia in NO + O
O + O2 ( + catalizzatore) > O3 ; NO + O3 > NO2 + O2
Pericoloso per apparato respiratorio, irritazioni oculari…
dannoso per le piante, perché rende più fragili i cloroplasti, riducendo la
fotosintesi, favorendo l’invecchiamento delle piante..
a
Atmosfera primitiva
e sviluppo della vita
negli oceani
e poi sulla terra emersa
a
mediante carotaggi su ghiacciai montani, su calotte polari, groelandia
osservazioni su anelli degli alberi,sedimenti marini e lacustri,
coralli antozoi , permettono di ottenere informazioni
sulla composizione atmosferica del passato e confronto con quella attuale
a
ozonosfera
O2
Vita anaerobica
marina, protetta
da radiazione
O3
Viventi aerobici O2
su terra emersa
Individui
fotosintetici
La atmosfera primordiale non conteneva O2 e la radiazione solare
ultravioletta (pericolosa per i viventi) penetrava tutta la atmosfera:
con la comparsa di individui con fotosintesi, viene liberato O2 che
accumulandosi permette la comparsa di O3 (con ozonosfera che offre
protezione ai viventi che possono emergere dall’acqua):aumenta
attività fotosintetica, aumenta O2 e permette metabolismo ossidativo
e aumento viventi vegetali e animali che usano O2 come comburente
a
Ozono O3
origine naturale nella stratosfera, ozonosfera, come derivato dalla
reazione favorita con assorbimento di radiazione solare ultravioletta
O = O > O O ; O=2 + O > O3 ; 3 O2 <> 2 O3
Origine antropica :
nella troposfera per trasformazioni che intervengono
su ossidi azoto, composti organici volatili, monossido di carbonio, metano
NO2 + radiazione ultravioletta (di origine solare, temporali)
si dissocia in NO + O
O + O2 ( + catalizzatore) > O3 ; NO + O3 > NO2 + O2
Pericoloso per apparato respiratorio, irritazioni oculari…
dannoso per le piante, perché rende più fragili i cloroplasti, riducendo la
fotosintesi, favorendo l’invecchiamento delle piante..
a