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L’INQUINAMENTO AMBIENTALE CONSEGUENTE ALL’UTILIZZO DELL’ENERGIA PRIMARIA

• L’impiego di sempre più massicce quantità di energia provoca vari e gravi inconvenienti all’ambiente variandone più o meno marcatamente le caratteristiche Fisiche /chimiche;

• I fondamentali tipi d’inquinamento derivanti dall’utilizzo di energia primaria sono quattro:

– INQUINAMENTO MECCANICO DA RUMORE ;

– INQUINAMENTO DA ONDE ELETTROMAGNETICHE E PARTICELLE ELEMENTARI;

– INQUINAMENTO CHIMICO A SEGUITO DELL’UTILIZZAZIONE DEI COMBUSTIBILI;

– INQUINAMENTO TERMICO

INQUINAMENTO CHIMICO

• L'inquinamento chimico associato all'utilizzazione dell'energia primaria è riferibile all'utilizzo dei combustibili, siano essi solidi, liquidi, o gassosi.

• Esso è dovuto essenzialmente all'immissione di grandi quantità di sostanze estranee (inquinanti) nell'atmosfera (anche se non vanno dimenticati gli inquinamenti delle acque e del suolo causati, ad esempio, dai gravi incidenti alle petroliere, agli oleodotti ecc.).

• La combustione è una reazione di ossidazione di elementi contenuti nei combustibili, con conseguente liberazione di calore.

• Nei solidi, l'elemento che si ossida in maggior quantità è il carbonio, il quale, ossidandosi, dà anidride carbonica.

• Quindi, il principale prodotto della combustione, quando si brucia un combustibile solido, è l'anidride carbonica: C+O2-->CO2.

• Il petrolio e i gas naturali sono costituiti da miscele di idrocarburi, cioè composti di idrogeno e carbonio. Pertanto, nel processo di combustione il carbonio, ossidandosi, dà anidride carbonica e l'idrogeno dà acqua che, data l'elevata temperatura, si libera sotto forma di vapore acqueo

• Nel corso della combustione, accanto ai fondamentali prodotti citati, si liberano anche, seppure in quantità minore, altre sostanze che sono dovute a impurezze contenute nel combustibile o alle modalità secondo cui avviene la combustione.

• Indipendentemente da questa, nell'utilizzo dei combustibili, in particolare dei gassosi (metano) e dei liquidi basso-bollenti che evaporano facilmente (GPL, benzine), si possono avere perdite (gas e vapori) che vanno a immettersi nell'atmosfera.

• Quindi, collateralmente alla anidride carbonica e al vapore acqueo, che peraltro sono già normalmente presenti, vengono immessi nell'atmosfera prodotti estranei, cioè inquinanti.

• Il petrolio e i gas naturali sono costituiti da miscele di idrocarburi, cioè composti di idrogeno e carbonio.

• Pertanto, nel processo di combustione il carbonio, ossidandosi, dà anidride carbonica e l'idrogeno dà acqua che, data l'elevata temperatura, si libera sotto forma di vapore acqueo

• Ossidi di Zolfo SO, (anidride solforosa SO2 e anidride solforica SO3); gli ossidi di zolfo si formano

quando sono presenti nel combustibile impurezze contenenti zolfo (impurezze solforate). I maggiori

responsabili della loro produzione sono le centrali termoelettriche e l'industria;

• Ossidi di azoto NOx (monossido NO, biossido NO2 ed altri ancora). In questo caso, però, l’azoto non

proviene da impurezze presenti nei combustibili, bensì dall'aria (essa è costituita per poco meno

dell'80% da azoto, dal 20% di ossigeno, più altri componenti in piccole quantità).

• L'ossidazione dell'azoto, gas inerte, avviene quando si raggiungono temperature di combustione

molto elevate, soprattutto nei picchi di fiamma. I maggiori responsabili della loro produzione sono il

settore dei trasporti, le centrali termoelettriche e l'industria.

I principali inquinanti atmosferici derivanti dall'impiego dei combustibili sono i seguenti.

• Monossido di carbonio CO. Esso non si forma per impurezze del combustibile, ma quando la combustione avviene in ambiente povero di ossigeno. La sua maggiore produzione (circa 90%) è dovuta ai trasporti.

• Composti organici volatili C. 0. V. Appartengono a questo gruppo numerosi gas e vapori di natura organica, di varia provenienza. Alcune provengono (almeno in parte) da processi naturali: ad esempio, il metano che si forma per biodegradazione anaerobica di materiale organico nelle risaie e nelle paludi "gas delle paludi").

• Altre derivano da attività antropiche al di fuori dell'ambito energetico: solventi utilizzati in molti processi, nella produzione e nella applicazione di collanti, pitture e vernici, fluidi criogenici (frigoriferi) e propellenti di liquidi in bombole (molto usati i cloro-fluoro-carburi CFC - oggi in via di progressivo abbandono per la loro forte azione distruttrice dell'ozono ad alta quota: "buco dell'ozono") ecc.

• Altri C.O.V. inquinanti atmosferici provengono invece proprio dall'utilizzo dei combustibili per la produzione di energia. Alcuni, come già detto, per semplici "fughe" nelle manipolazioni: trasporti, stoccaggi, travasi (si pensi, ad esempio, all'odore di benzina che si avverte nel rifornimento dell’auto).

• Altri, numerosi e di varia natura si ritrovano tra i prodotti della combustione e, particolarmente, tra i gas di scarico dei motori termici a combustione interna (trasporti), il cui apporto si avvicina al 90%.


• Particolato Sospeso Totale (PST). È costituito da particelle solide e/o liquide di dimensioni

piccolissime (da < 0,1m a > 100 m che rimangono sospese nell'aria tanto più a lungo quanto più

sono piccole.

• Queste particelle sono di varia natura e provenienza: ad esempio, ceneri volatili da combustione dei

solidi, ceneri vulcaniche, polveri, microgocce di oli, idrocarburi incombusti da motori diesel (fumata

bianca), idrocarburi pesanti parzialmente combusti in cui prevale il carbonio (particelle carboniose -

fumi neri). Queste particelle hanno una composizione molto varia: possono contenere metalli pesanti

(piombo, zinco ecc.), idrocarburi policiclici aromatici, ecc.

• La produzione di particolato è attribuibile per oltre il 50% ai trasporti , e le rimanenti quote si

ripartiscono ugualmente, come ordine di grandezza, fra industria, centrali termoelettriche, terziario/

domestico, agricoltura e pesca.


• Gli ossidi di Zolfo sono essenzialmente anidride solforosa e solforica le quali, combinandosi con

l'acqua, danno, rispettivamente, acido solforoso e solforico. Essi sono i maggiori responsabili del

fenomeno delle piogge acide (deposizione umida) che, come è noto, hanno causato notevoli danni al

patrimonio boschivo, agli edifici e ai monumenti.

• Gli ossidi di zolfo sono presenti nell'atmosfera anche come tali (non combinati con l'acqua -

deposizione secca): corrodono i materiali e arrecano danno agli organismi viventi, tra cui all'uomo che

li respira quotidianamente.

• Ciò provoca irritazione alla mucosa dell'albero respiratorio, bronchiti croniche e, in generale, patologie

diverse: è sufficiente l'esposizione per una settimana, con la presenza di ~ 0;5 ppm (parti per milione)

di anidride solforosa nell'aria, per provocare un aumento della mortalità; ciò avviene anche a

concentrazioni dieci volte inferiori, quando l'esposizione si prolunga per qualche anno.

I danni derivanti dai principali inquinanti atmosferici

• Gli ossidi di azoto sono di natura acida e possono combinarsi con l'acqua contribuendo ancora alle

piogge acide. Anche questi ossidi sono presenti come tali nell'atmosfera e provocano affezioni varie

all'apparato respiratorio.

• Gli ossidi di azoto contribuiscono anche a ridurre la concentrazione dell'ozono nelle parti alte

dell'atmosfera (il noto "buco dell'ozono") e ad aumentarla, invece, nelle parti basse;

• Nelle parti alte dell'atmosfera (all'incirca tra 15 e 60 km: stratosfera) è bene che l'ozono sia presente,

perché assorbe e trattiene i raggi ultravioletti presenti nella radiazione solare, i quali hanno azione

dannosa sulla materia vivente; Gli ossidi di azoto, attraverso una serie di reazioni chimiche complesse,

favoriscono la decomposizione dell'ozono.

• Per contro, nella parte bassa dell'atmosfera (< 15 km: troposfera) è bene che non si formi dell'ozono,

a causa del suo forte potere ossidante che, attraverso meccanismi complessi, lo rende dannoso per

animali e vegetali. Nell'uomo, ad esempio, per prolungata inspirazione, già a concentrazioni di 0,1

p.p.m. (parti per milione) risulta irritante e costituisce il precursore di una serie di reazioni che possono

portare a formazioni tumorali. Infine, gli ossidi di azoto contribuiscono all'effetto serra.


• Il monossido di carbonio svolge essenzialmente una forte azione tossica sull'organismo dell'uomo e

degli animali che, come l'uomo, respirano.

• Come è noto, il sangue contiene una sostanza chiamata emoglobina, la quale, a livello polmonare, si

ossida formando ossi-emoglobina che, trasportata dal torrente sanguigno, cede l'ossigeno che ha

trasportato ai tessuti, mentre l'emoglobina ritorna ai polmoni per ricaricarsi di ossigeno.

• Quando si respira aria contenente CO, il sito della molecola dell'emoglobina, destinato a fissare

l'ossigeno, viene occupato dal CO formando carbossi-emoglobina, composto molto stabile.

• Quindi, ogni molecola di emoglobina, una volta fissato CO, è inutilizzabile per il trasporto

dell'ossigeno. Ciò determina uno stato di progressiva ipossia (carenza- di ossigeno): le prime ad essere

colpite sono le funzioni cerebrali, con iniziale ottundimento, quindi, perdurando l'inspirazione, perdita

di coscienza, a cui segue la morte per asfissia. Come già detto, i maggiori responsabili della presenza

di CO nell'atmosfera sono gli autoveicoli a benzina, privi di marmitta catalitica.


– I composti o organici volatili (C.O.V.), come già detto, sono numerosi e diverse sono le azioni

negative che essi esercitano sull'ambiente e sull'uomo: il metano, ad esempio, contribuisce

all'effetto serra, gli idrocarburi aromatici (benzene, toluene) sono tossici per l'uomo ed hanno azione

cancerogena, i cloro-fluoro-carburi sono ritenuti i maggiori responsabili della distruzione dell'ozono

nella stratosfera, ecc.

– Il particolato produce anch'esso vari effetti negativi, in relazione alle dimensioni delle particelle e

alla loro composizione.

– Esse, tra l'altro, permangono anche per lungo tempo in sospensione nell'aria diminuendone la

trasparenza e, agendo come centri di condensazione del vapore acqueo, favoriscono la formazione

di nebbie e di nubi; in ogni caso, depositandosi insudiciano.

– Particolarmente pericolose sono le particelle più piccole (diametro < 10 <10 microm), in quanto

possono superare i "filtri" delle vie aeree superiori e raggiungere gli alveoli polmonari provocando

varie patologie.


• Quelli indicati sono i fondamentali responsabili dell’inquinamento chimico causato dall’uso dei combustibili;

• Quello che non si può eliminare è l’immissione in atmosfera di anidride carbonica (CO2)

che costituisce il principale prodotto della combustione: nella produzione di 1000 kcal bruciando carbone si liberano circa 460 gr. di CO2; bruciando gasolio si liberano circa 310

gr. di CO2

• La CO2 già presente naturalmente nell’atmosfera pertanto può alterare la composizione

solo se varia in modo significativo la sua concentrazione;

LA CO2 E L’EFFETTO SERRA

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