Scienze: l'inquinamento atmosferico

Scheda sull'inquinamento atmosferico: cause e tipi.

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Cosa è l' inquinamento atmosferico

L' inquinamento atmosferico avviene quando lo stato della qualità dell'aria è in uno stato che pregiudica in modo diretto o indiretto la salute. E' principalmente dato dell'immissione nell'aria di sostanze inquinanti di qualsiasi natura.

L'inquinamento atmosferico può essere definito in base all'origine dei fenomeni che lo determinano, si possono quindi riscontrare cause naturali oppure cause antropiche (a causa dell'uomo).

Tra gli esempi di cause di tipo naturale sono rilevabili in concomitanza di particolari condizioni meteorologiche, come per esempio venti che trasportano sabbie sahariane oppure eruzioni vulcaniche.
Gli inquinanti naturali sono, solitamente, assorbiti dai processi naturali che deteminano l'equilibrio ecologico del pianeta, mentre gli effetti degli inquinanti di origine antropica non possono essere annullati naturalmente.

Alcuni degli inquinanti maggiori

Ossidi di azoto (NOX)

Gli ossidi di azoto, monossido ed il biossido, si formano durante le reazioni di combustione ad elevate temperature (1200°).
Le più grandi quantità di ossidi di azoto vengono emesse da processi di combustione civili ed industriali e dai trasporti automobilistici anche se ne esiste una quantità di origine naturale (fulmini, incendi, eruzioni vulcaniche).
Il monossido di azoto si forma in qualsiasi combustione ad elevata temperatura, mentre il biossido di azoto è un inquinante secondario poiché non viene emesso direttamente dallo scarico o dai fumi industriali, ma deriva generalmente dalla trasformazione in atmosfera dalle reazioni fotochimiche consistenti nell'ossidazione dell'ossido.
Il biossido di azoto è quattro volte più tossico del monossido;.
Oltre agli effetti dannosi sulla salute dell'uomo, questi inquinanti producono danni alle piante, riducendo la loro crescita.

Monossido di carbonio (CO)

E' un gas incolore ed inodore emesso da fonti naturali (emissioni da oceani e paludi, da incendi forestali, da acqua piovana e da tempeste elettriche) ed antropiche per l'ossidazione atmosferica di metano e di altri idrocarburi emessi nell'atmosfera: il 90 % deriva dagli scarichi automobilistici, tramite la combustione incompleta dei carburanti.
Il monossido di carbonio viene assorbito rapidamente negli alveoli polmonari.
Il monossido di carbonio va considerato inquinante primario a causa della sua lunga permanenza in atmosfera, che può raggiungere i sei mesi.
Gli effetti sull'ambiente sono da considerarsi trascurabili mentre quelli sull'uomo sono estremamente pericolosi.

Gli Ossidi di Zolfo (SOX)

Il biossido di zolfo-anidride solforosa è un gas incolore dall'odore acre e pungente a temperatura ambiente derivante sia da fonti antropiche che da fonti naturali.
L'origine naturale deriva principalmente dalle eruzioni vulcaniche mentre quella antropica deriva dalla combustione domestica degli impianti non metanizzati e dall'uso di combistibili liquidi e solidi nelle centrali termoelettriche.
Dalla combustione di ogni materiale contenente zolfo si sviluppano l'anidride solforosa (SO2) e l'anidride solforica(SO3).
A causa dell'elevata solubilità in acqua l'SO2 viene assorbito facilmente dalle mucose del naso e del tratto superiore dell'apparato respiratorio; quindi solo le piccolissime quantità raggiungono la parte più profonda del polmone.
Gli ossidi di zolfo svolgono un'azione indiretta nei confronti della fascia di ozono in 'aiutano' per i clorofluorocarburi, principali responsabili del 'buco' dell'ozono.
Contemporaneamente combattono l'effetto serra in quanto hanno la capacità di riflettere le radiazioni solari producendo un raffreddamento del pianeta.
Causano anche l'acidificazione delle precipitazioni, che portano a gravi danni alla vegetazione.

L' Ozono (O3)

L'ozono è un gas tossico di colore bluastro, particolarmente nocivo se respirato in grande quantità, che produce un tipo di inquinamento fotochimico insieme ad altri inquinanti primari.
Nella troposfera la sorgente principale di ozono è rappresentata dall'ossigeno messo a disposizione dalla fotolisi del biossido d'azoto.
Negli ambienti interni la sua concentrazione è molto più bassa rispetto alla sua concentrazione all'aria aperta. Nelle aree urbane l'ozono si forma e si trasforma con grande rapidità, con un comportamento molto diverso da quello osservato per gli altri inquinanti.
Il vento trasporta l'ozono dalle aree urbane alle zone suburbane e rurali, dove il minore inquinamento rende la sostanza più stabile.
Gli effetti di una eccessiva esposizione sull'uomo riguardano soprattutto gli occhi e le prime vie respiratorie.
L'ozono causa nelle piante alterazioni funzionali a livello cellulare che si manifestano cpme clorosi e necrosi fogliare.
Questo sembra essere uno dei principali fattori alla base del declino forestale osservato sia in Europa sia in America.

Il particolato

Per particolato atmosferico si intende l'insieme di particelle atmosferiche solide e liquide con diametro compreso fra 0,1 e 100 micron.
Le particelle più grandi generalmente raggiungono il suolo in tempi piuttosto brevi e causano fenomeni di inquinamento su scala molto ristretta.
Il tempo di permanenza nell'aria dipenderà dalla natura dei venti e dalle precipitazioni.
Le particelle più piccole possono rimanere nell'aria per molto tempo; alla fine gli urti casuali e la reciproca attrazione fanno ingrossare le stesse al punto da far loro raggiungere una velocità di caduta sufficiente a farle depositare al suolo.
Oltre a questo meccanismo di deposizione a secco l'eliminazione dall'atmosfera avviene anche per effetto della pioggia.
Possono provocare aggravamenti di malattie asmatiche, aumento di tosse e persino convulsioni, oltre agli effetti tossici diretti sui bronchi e sugli alveoli polmonari.

Alcuni fenomeni di inquinamento atmosferico

Il Buco dell'Ozono

In anni recenti sono state sollevate le prime preoccupazioni sul rischio della possibile parziale distruzione dello strato di ozono presente nella stratosfera che ci protegge assorbendo le radiazioni ultraviolette ed impedendo a queste di arrivare a quote più basse.
Alcune misure hanno effettivamente rilevato una diminuzione di concentrazione dello strato di ozono nella zona di atmosfera sopra l'Antartide. Nel periodo primaverile la riduzione è circa pari al 40%, si è formato un "buco" nello strato di ozono stratosferico.
L'ozono presente nella stratosfera costituisce uno scudo protettivo contro la maggior parte della radiazione ultravioletta (raggi UV) proveniente dal sole impedendole di raggiungere la superficie terrestre.
Purtroppo ancora una volta la causa è stata identificata nel fenomeno dell'inquinamento.
Tra i maggiori responsabili dell'erosione dello strato di ozono sembrano esserci i clorofluorocarburi (CFC) commercialmente noti come "Freons".
Questi gas sono stati inventati negli anni '20 e da allora prodotti e utilizzati in grandi quantità come refrigeranti per impianti frigoriferi e condizionatori d'aria, propellenti per bombolette di aerosol e come agenti schiumogeni.
Una grande quantità di questi è prodotta dai voli degli aerei supersonici.
Questo tipo di emissione è particolarmente rilevante perché il rilascio avviene direttamente a quote stratosferiche.
Per porre rimedio a questo problema si è progressivamente vietato l'uso dei CFC in modo da eliminare l'ulteriore loro immissione in atmosfera ciò non è comunque risolutivo considerando che tali gas persistono nell'atmosfera per decenni (essi hanno un tempo di permanenza che varia, a seconda dell'altezza, da 1 a 300 anni).

Le Piogge acide

Il fenomeno delle piogge acide è causato dalle trasformazioni chimiche subite dagli inquinanti atmosferici.
Le due tipiche sostanze presenti nelle precipitazioni acide sono l'acido solforico e l'acido nitrico.
Normalmente il pH naturale della pioggia è pari a 5,6.
I ghiacciai ci forniscono una testimonianza su quale fosse il pH prima dell'era industriale: gli strati più antichi dimostrano che esso non era mai minore di 5.
Questa situazione è stata notevolmente modificata dalle massicce emissioni di ossidi di zolfo e di azoto.
Oggi si afferma sempre di più la tendenza ad aumentare l'altezza delle ciminiere delle industrie: questo provoca la diminuzione degli inquinanti nelle aree distanti pochi chilometri dalla sorgente, ma il tempo di permanenza nell'aria risulta molto più lungo e quindi c'è una possibilità maggiore che questi si trasformino in sostanze acide.
L'acidità delle precipitazioni è oggi da 5 a 40 volte quella caratteristica di una pioggia non inquinata.
Gli effetti delle piogge acide sono molti e interessano oltre la vegetazione anche il patrimonio artistico e la salute.
Particolarmente rilevante è l'effetto sui monumenti: il marmo, che è costituito da carbonato di calcio, viene, per effetto dell'acido solforico, trasformato in solfato di calcio. Il solfato è molto più solubile in acqua del carbonato e quindi le piogge successive sciolgono letteralmente il monumento strato dopo strato.

L'Effetto Serra

Il fenomeno dell'effetto serra è causato da alcuni gas presenti nell'atmosfera che assorbono la radiazione infrarossa emessa dalla superficie terrestre irradiata dal sole rimandandola verso il basso.
Uno tra i principali gas responsabili di tale fenomeno è l'anidride carbonica; assieme ad esso contribuiscono altri gas presenti in quantità minori nell'atmosfera come metano, ossidi di azoto, ozono e diversi clorofluorocarburi (noti anche per essere responsabili del buco dell'ozono).

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