L'inquinamento atmosferico - Scuola Secondaria di I° grado Statale ...

L’INQUINAMENTO
ATMOSFERICO
Inquinamento atmosferico è un termine che indica tutti gli agenti fisici , chimici e biologici che
modificano le caratteristiche naturali dell'atmosfera. Fattore o sostanza che determina
l'alterazione di una situazione stazionaria attraverso:
modifica dei parametri fisici e/o chimici;
variazione di rapporti quantitativi di sostanze già presenti;
introduzione di composti estranei deleteri per la vita direttamente o indirettamente.
L'aria è una miscela eterogenea formata da gas e particelle di varia natura e dimensioni. La sua
composizione si modifica nello spazio e nel tempo per cause naturali e non, cosicché risulta arduo
definirne le caratteristiche di qualità.
L'impossibilità di individuare le proprietà di un ambiente incontaminato di riferimento induce a
introdurre il concetto di inquinamento atmosferico stabilendo uno standard convenzionale per la
qualità dell'aria. Si ritiene quindi inquinata l'aria la cui composizione eccede limiti stabiliti per legge
allo scopo di evitare effetti nocivi sull'uomo, sugli animali, sulla vegetazione, sui materiali o sugli
ecosistemi in generale. La possibilità che gli inquinanti reagiscano porta a distinguere tra
inquinante:
primario: per inquinanti primari si intendono quegli inquinanti che vengono emessi
direttamente in atmosfera tale e quali, cioè non subiscono altre modifiche una volta emessi,
la loro immissione nell'ambiente deriva dal rilascio di sostanze o particelle prodotte dal
comparto; il monossido di carbonio è un esempio di inquinante primario, perché è un
sottoprodotto della combustione, ma lo sono anche le polveri che si sviluppano da eventi
naturali.
secondario: per inquinanti secondari invece si intende tutti gli inquinanti che si formano in
atmosfera tramite delle reazioni chimiche tra varie sostanze presenti (queste sostanze
possono essere inquinanti primari oppure no); la formazione di ozono nello smog è un
esempio di inquinante secondario.

Esistono inoltre inquinanti, come il particolato fine, in cui, secondo molti studi, si equivalgono
numericamente le componenti primarie e secondarie. Le gli inquinanti atmosferici possono essere
naturali o antropici (esempio: per il PM10 si stima che sul pianeta vengano prodotti dalla natura
2000-13000 teragrammi/anno mentre dalle fonti antropiche 200-600 teragrammi/anno, la differenza
è che le fonti antropiche sono ristrette relativamente in piccole zone (città, zone industriali...)
fonti naturali: vulcani, incendi, ghiaioni, processi biologici.
fonti antropiche: traffico veicolare, riscaldamento domestico, industrie e attività artigianali,
veicoli off road (treni, trattori, veicoli da cava ecc.), agricoltura e altre attività.
Traffico veicolare: essenzialmente le emissioni provocate dal traffico veicolare dipendono
dal tipo di combustibile, dal tipo di veicolo e dalla sua vetustà; i veicoli alimentati a diesel
emettono principalmente anidride carbonica (CO2 ), PM10, idrocarburi (HC), biossido di
azoto (NO2 ) e biossido di zolfo (SO2 ). Un veicolo a benzina emette in genere CO2 , PM10,
NO2 e CO, mentre i veicoli a metano e GPL emettono NO2 e CO2.
Interstate 80, presso Berkeley
riscaldamento domestico: anche qui gli inquinanti emessi dipendono essenzialmente dal
combustibile utilizzato, dalla tipologia di riscaldamento, dalla vetustà e dalla manutenzione
dello stesso, gli inquinanti emessi sono all'incirca gli stessi dei veicoli con l'aggiunta di una
certa gamma di diossine prodotte da carbone e legna.
industria e artigianato: gli inquinanti emessi sono i più svariati, questo perché sono
moltissime le lavorazioni in campo industriale che quindi determinano inquinanti molto
diversi tra loro in base alla lavorazione eseguita, e possono variare da solventi, nebbie acide
a metalli polveri e altro..., in campo industriale le emissioni sono fortemente regolamentate e
per questo le industrie devono utilizzare dei sistemi di abbattimento degli inquinanti che
variano in base agli inquinanti stessi, per esempio per le poveri vengono utilizzati dei
cicloni, filtri a maniche, filtri a tasche ed elettrofiltri; mentre per le nebbie o più in generale
per le sostanze chimiche vengono utilizzati filtri a carboni attivi o filtri a umido.

Data la grande varietà di sostanze presenti in atmosfera, sono stati proposti numerosi metodi di
classificazione: in primo luogo si può classificare in base alla composizione chimica, per cui si parla
principalmente di composti che contengono zolfo, composti che contengono azoto, ce contengono il
carbonio e composti alogeni. In secondo luogo si può classificare in base allo stato fisico: gassoso,
liquido o solido; infine si può suddividere in base al grado di reattività in atmosfera, in sostanze
primarie o secondarie.
Gli inquinanti primari possono essere di tipo gassoso o particolato.
Tra i gas si segnalano:
composti dello zolfo: i principali composti che contengono zolfo in atmosfera sono: il
biossido di zolfo (SO2), il solfuro di carbonile (COS), il solfuro di carbonio (CS2), il solfuro
di idrogeno (H2S), il dimetilsolfato (CH3)2SO4. Le loro sorgenti principali sono la
decomposizione biologica, la combustione dei combustibili fossili e di materia organica, lo
spray marino e le eruzioni vulcaniche. Il biossido di zolfo, che costituisce il 95% del totale
delle emissioni antropiche di zolfo, deriva da processi di combustione, in dipendenza dal
contenuto di zolfo del combustibile usato. Esso è altamente solubile in acqua ed ha quindi
un tempo di residenza in atmosfera relativamente breve (da 12 ore a 7 giorni) in quanto
viene rimosso dalle precipitazioni; viene rimosso attraverso la sua ossidazione ad anidride
solforica in presenza di catalizzatori quali particelle carboniose, composti azotati, ferro e
manganese;
composti dell'azoto: i principali composti che contengono azoto sono: N2O, NO, NO2,
NH3, HNO3, HONO, N2O5 ed i sali di NO3, NO2, NH4. Il più abbondante di questi in
atmosfera è N2O che viene emesso principalmente per azione dei batteri nel suolo e

secondariamente attraverso reazioni chimiche nella parte più alta dell'atmosfera. Non viene
considerato inquinante in quanto chimicamente inerte alle temperature ordinarie. Sono
invece considerati inquinanti il monossido e il biossido di azoto (No e NO2) Il primo viene
prodotto da sorgenti sia naturali che antropiche, ed in particolare in tutti i processi di
combustione, Gli NOx (NO + NO2) infatti si formano per gran parte attraverso la fusione
delle molecole di ossigeno e di azoto, costituenti l'atmosfera, fusione favorita dalle elevate
temperature di combustione. La miscela di NOx emessa è costituita per lo più da NO, mentre
buona parte dell'NO2 ha origine secondaria e si forma in atmosfera per ossidazione del
monossido.
composti del carbonio: In questa categoria i principali composti inorganici sono il
monossido di carbonio (CO) e il biossido o anidride carbonica (CO2). L'anidride carbonica
prodotta dalle attività umane deriva dai processi di combustione, mentre fino ad un secolo fa
le emissioni erano bilanciate dalla rimozione da parte della vegetazione mediante la
fotosintesi clorofilliana, il brusco aumento delle emissioni (causato dall'ampio uso di
combustibili fossili) ha portato all'aumento delle concentrazioni di fondo. L'interesse che si è
sviluppato attorno a questo composto è dovuto alle modificazioni climatiche su scala
planetaria di cui è responsabile. Il monossido di carbonio invece è considerato altamente
tossico in quanto avendo affinità con l'emoglobina impedisce l'ossigenazione dei tessuti. La
sua sorgente primaria sono i fumi di scarico delle auto e in parte minore le centrali
termoelettriche e gli impianti di riscaldamento; ha un tempo di residenza in atmosfera di
circa un mese e viene rimosso mediante reazioni fotochimiche in troposfera. Hanno un ruolo
fondamentale nella chimica dell'atmosfera ed in particolare nella regolazione delle capacità
ossidative dell'atmosfera stessa i composti organici e cioè i composti costituiti da carbonio,
idrogeno e ossigeno. Fanno parte di questa categoria numerosissimi composti catalogati in
grosse classi di cui le principali sono: gli idrocarburi (suddivisi a loro volta in alcani come il
metano, alcheni come l'etene, gli alchini come l'acetilene), gli aromatici come il benzene, le
aldeidi come la formaldeide, i chetoni come gli acetoni;
IPA : Idrocaburi policiclici aromatici, una larga gamma di sostanze prodotte dalla
combustione di legna, nafta e gasolio, il più importante e unico normato è il Benzo(a)
Pirene, considerato un forte cancerogeno.
radicali: il ruolo fondamentale dei radicali è insito nella loro definizione. Si intende infatti
per radicale libero un atomo o un gruppo di atomi contenente almeno un elettrone dispari
(che occupa solo un orbitale) eccitato. I radicali quindi sono di norma molto reattivi in
quanto tendono ad appaiare gli elettroni. I radicali di maggior interesse, in quanto
reagiscono con gran parte dei composti organici ed inorganici, sono il radicale ossidrile
(OH) e idroperossido (HO2) durante il giorno e il radicale nitrato (NO3) di notte. La
principale sorgente di OH in aria è la fotolisi dell'ozono, processo che produce atomi di
ossigeno elettronicamente eccitati i quali reagiscono con il vapore acqueo sempre presente
in atmosfera. Altre sorgenti dirette di radicali OH sono le fotodissociazioni di acido nitroso
(HONO) e di perossido di idrogeno (H2O2) e la reazione tra HO2 e il monossido di azoto;