Domande frequenti (FAQ) sull'inquinamento dell'aria

Che cos'e' l'inquinamento dell'aria?

Cosa causa l'inquinamento atmosferico?

Le fonti principali di inquinamento atmosferico sono industrie, agricoltura e traffico, così come la produzione energetica. Durante i processi di combustione e gli altri processi di produzione vengono emesse sostanze inquinanti atmosferiche. Alcune di queste sostanze non danneggiano direttamente la qualità dell'aria, ma formano delle sostanze inquinanti nocive per l'aria tramite reazioni con altre sostanze presenti nell'atmosfera.
Esempi di sostanze inquinanti su grande scala dell'aria sono VOC (residui organici volatili) e piccole particelle di polvere. Quando grandi concentrazioni di tali sostanze vengono emesse esse agiscono negativamente su ecosistemi, materiali e sanità pubblica.

Le emissioni dell'ossido di azoto (N₂O) provengono pricipalmente dall'agricoltura, dal momento che l'azoto contenuto nel terreno può essere facilmente denitrificato dai batteri. L'ossido di azoto è emesso durante il processo di denitrificazione. Inoltre, l'applicazione di fertilizzanti (artificiali) causa emissioni di ammoniaca (NH₃), degli ossidi di azoto (NO_x) e del metano CH₄), un gas serra.
Il settore agricolo è noto per il suo vasto uso di antiparassitari. Tale applicazione causa l'emissione di molti prodotti chimici tossici.

I processi industriali variano notevolmente e di conseguenza ci sono molti rifiuti chimici differenti. Le industrie sono responsabili delle emissioni di ossido di carbonio, anidride carbonica, anidride solforosa, ossidi di azoto, piccole particelle di polvere, VOC, metano, ammoniaca e radiazioni radioattive.
Durante la produzione di energia prodotti chimici quali metano vengono scaricati nell'aria come conseguenza dell'estrazione di gas naturale e petrolio. La combustione di carbone e gas naturale per produzione di elettricità causa il rilascio nell'aria dell'anidride solforosa, degli ossidi di azoto e dell'anidride carbonica.

Il traffico è ritenuto responsabile di un terzo delle emissioni di gas serra. Le emissioni causate da traffico sono pricipalmente quelle di anidride carbonica, ossido di carbonio, ossidi di azoto, VOC e piccole particelle di polvere.

Anche i consumatori sono parzialmente responsabili dell'inquinamento atmosferico. In primo luogo perché i prodotti che usiamo hanno causato inquinamento atmosferico durante la loro produzione e distribuzione e in secondo luogo perché il riscaldamento delle case e degli uffici causa il rilascio di prodotti chimici nell'aria. Quando la gente usa vernici o cosmetici  è liberato VOC e traspirazione, emissioni di ammoniaca a seguito di uso di fertilizzante per animali domestici e uso di pulitrice. Infine, molti prodotti chimici (anidride carbonica, monossido di carbonio) sono emessi quando si fuma.

Cosa forma l'inquinamento dell'aria?

L'inquinamento atmosferico si può formare in vari modi. Le sostanze chimiche vengono emesse durante molte attività umane differenti. Nell'atmosfera tali agnenti chimici possono reagire con altri composti chimici formando sostanze più pericolose. Gli inquinanti atmosferici hanno spesso proprietà che  nocive per l'ambiente.
Il tempo svolge un ruolo importante nella formazione e nella scomparsa dell'inquinamento atmosferico, ed esso e' pricipalmente influenzato dal vento e dalla temperatura. Le sostanze inquinanti atmosferiche possono essere trasportate dal vento, inducendo l'inquinamento a spargersi ampiamente. La pioggia può rimuovere gli inquinanti atmosferici, causare inquinamento dell'acqua e del terreno. La luce solare può aiutare la trasformazione delle sostanze inquinanti atmosferiche in sostanze diverse.

Gli agenti chimici possono provenire da varie fonti, e si formano durante diversi processi. L'inquinamento atmosferico si puo' dividere in categorie a seconda della fonte da cui deriva:

- Inquinamento atmosferico biologico, come i pollini, piccoli insetti e microrganismi (batteri, funghi, lieviti ed alghe)
- Inquinamento atmosferico fisico, come il suono, l'odore, l'inquinamento termico e la radiazione radioattiva
- Inquinamento atmosferico chimico, come l'ozono, l'aerosol ed l'ammoniaca

L'inquinamento atmosferico è causato sia dall'uomo che dall'ambiente. Le sorgenti umane sono traffico, agricoltura o industria, come è stato già accennato. Le fonti naturali sono tempeste di polvere, eruzioni vulcaniche ed emissioni dalle piante.

L'inquinamento atmosferico subisce un certo numero di processi:
- Emissione (gli agenti inquinanti sono scaricati nell'aria)
- Trasporto (gli agenti inquinanti sono trasportati in luoghi diversi attraverso l'aria)
- Scambio (i composti reagiscono con altri composti atmosferici)
- Distribuzione (gli agenti inquinanti sono distribuiti nell'aria)
- Immissione (gli agenti inquinanti permangono in certa zona)
- Deposito (gli agenti inquinanti si depositano in certa zona, sul terreno o sugli oggetti)

Quali tipi di inquinamento esistono?

L'inquinamento atmosferica e' costituito da gas e/o particelle, dotate di una struttura chimica e fisica distinta o di effetti distinti sulla salute umana.

I principali contaminanti sono:

- Anidride solforosa (SO₂). Questo agente inquinante è pricipalmente emesso durante la
combustione dei combustibili fossili contenenti zolfo, quali petrolio greggio e carbone. Le concentrazioni di anidride solforosa in aria sono diminuite nelle due decadi scorse, soprattutto perché non usiamo più combustibiti contenenti zolfo per la produzione energetica. L'anidride solforosa è un gas bruciante e di conseguenza può causare problemi di respirazione per gli esseri umani. Negli ambienti umidi, l'anidride solforosa può essere trasformata in acido solforico. Tale acido causa la formazione di smog di inverno e l'acidificazione.
- Ossidi di azoto (NO_x). Questi agenti inquinanti sono emessi da traffico, impianti di combustione, quali le centrali elettriche e le industrie. Gli ossidi dell'azoto sono liberati anche dal terreno coltivato nel settore agricolo. L'impiego delle marmitte catalitticeh negli scarichi dell'automobile può impedire le emissioni degli ossidi d'azoto. Gli ossidi dell'azoto sono gas che reagiscono con altri inquinanti atmosforici se presenti nell'aria. Per esempio, gli ossidi di azoto giocano un ruolo importante nella formazione di ozono nello strato piu' basso dell'atmosfera, e nei processi di eutrofizzazione e di acidificazione. Essi possono penetrare profondamente nei polmoni e danneggiare le funzioni polmonari umane.
- Ammoniaca (NH₃). L'ammoniaca si forma nel corso di attivita' agricole. Essa gioca un ruolo importante nei processi di acidificazione ed eutrofizzazione.
- VOC (Composti Organici Volatili). VOC può includere una gamma di agenti inquinanti differenti, come carboidrati, composti e solventi organici. Tali coposti provengono solitamente dai serbatoi di benzina e dalla
benzina, da processi industriali e combustione del combustibile, dall'uso di pulitrici e vernici, o da attività agricole. Il VOC gioca un ruolo importante nella formazione di ozono nello strato atmosferico più basso, la causa principale di smog. VOC può causare vari effetti sulla salute, a seconda del tipo di residui presenti e della loro concentrazione. Gli effetti possono variare da odore fastidioso a riduzione della capacità polmonare, e perfino al cancro.
- Metano (CH₄). La fonte principale di inquinamento da metano è l'agricoltura. Ma quantita' più piccole di metano possono anche essere liberate durante l'estrazione di gas naturale e l'incenerimento di rifiuti. Il metano è un gas serra che contribuisce all'effetto serra ed al buco dell'ozono.
- Monossido di carbonio (CO). Questo gas è si forma durante la combustione incompleta dei combustibili. Se lasciamo l'automobile accese in una stanza chiusa, le concentrazioni di ossido di carbonio nell'aria aumentano notevolmente. Il monossido di carbonio contribuisce all'effetto serra, allo smog e all'acidificazione. Il gas può legarsi all'emoglobina del sangue, inibendo il trasporto di ossigeno attraverso il corpo. Ciò provoca lo svuotamento dell'ossigeno da cuore, cervello e vasi sanguigni, causando infine la morte.
- Particelle di polvere. Le particelle di polvere formano un complesso di composti organici e minerali. Esse possono derivare da fonti naturali, quali i vulcani, o da attività umane, come da processi di combustione industriali o dal traffico. Le particelle sono divise in categorie a seconda della dimensione delle particelle. Le particelle più piccole hanno la capacità di trasportare composti tossici nelle vie respiratorie, alcuni dei quali sono cancerogeni. Le vie respiratorie superiori formano le particelle di polvere più grandi. Quando sono scaricate nell'ambiente, le particelle di polvere possono causare acidificazionelo e smog invernale.
- Ozono (O₃). L'ozono è formato dal trasferimento fotochimico dell'ossigeno. Tale processo avviene sotto l'influenza della luce solare ultra violetta (UV), favorito dalle sostanze inquinanti presenti nell'aria esterna. L'ozono causa lo smog e contribuisce al cambiamento climatico e all'acidificazione. L'ozono è un gas aggressivo, che può facilmente penetrare profondamente nelle vie respiratorie. Quando gli esseri umani sono esposti all'ozono, le conseguenze possono essere l'irritazione degli occhi e delle vie respiratorie.
- Radazione radioattiva. La radiazione radioattiva e le particelle radioattive sono naturalmente presenti nell'ambiente. Durante gli incidenti nella centrali elettriche o il trattamento di rifiuti nucleari provenienti da una guerra in ciu sono state utiliizzata armi nucleari, la radiazione radioattiva può entrare nell'aria a causa degli esseri umani. Quando gli esseri umani sono esposti livelli elevati di radiazione radioattiva, le probabilità di seri effetti sulla salute sono molto alti. La radiazione radioattiva può causare l'alterazione del DNA ed il cancro.

Quali sono i principali effetti ambientali dell'inquinameno atmosferico?

Riassumiamo e spieghiamo brevemente qui di seguito gli effetti ambientali dell'inquinamento atmosferico:

Deposizione acida

La deposizione acida non è esclusivamente caratterizzata da pioggia acida; può anche derivare da neve e nebbia o gas e polvere. I depositi acidi si formano pricipalmente durante la combustione di combustibile fossile. Quando emissioni di ossidi di azoto o anidride solforosa entrano in contatto con l'acqua, si formano acido solforico ed acido nitrico.

Quando agenti acidificanti, quali anidride solforosa, ossidi di azoto ed ammoniaca, finiscono su piante, acque superficiali e terreni, si hanno alcune conseguenze:
- La disponibilità delle sostanze nutrienti e delle spore metalliche tende a diminuire.
- Quando l'acidità è alta più metalli si dissolvono in acqua. Ciò può indurre l'acqua superficiale ad essere inquinata, e cio' ha seri effetti sulla salute delle piante acquatiche e degli animali. Per esempio, le alte concentrazioni di alluminio (Al) possono consentire l'assorbimento da parte delle piante di elementi nutritivi complessi. Ciò rende l'alluminio una delle principali cause del deperimento delle foreste. Il mercurio (Hg) può essere disperso tramite trasporto attraverso l'acqua superficiale, tendendo ad accuomularsi nei pesci. Il mercurio piu' ingrandirsi boilogicamente nella catena alimentare, e venire infine assimilato dagli esseri umani.
- Edifici e monumenti possono essere danneggiati tramite erosione. L'anidride solforosa distrugge il calcare reagendo con il carbonato di calcio, inducendo il calcare ad assorbire acqua durante la pioggia. Il calcare quindi si sgretola.

Eutrofizzazione

L'eutrofizzazione si forma in seguito dell'aumento dei nutrienti nell'acqua. La più alta disponibilità di nutrienti causa una rapida proliferazione e sviluppo di alcune piante acquatiche, quali le alghe e la lemma. Ciò impedisce alla luce solare di raggiungere l'acqua. Le piante sfruttano inoltre tutte le riserve disponibili
di ossigeno, che non viene rinnovato perché le piante ed i batteri eterotrofici hanno bisogno di luce per effettuare la fotosintesi. L'eutrofizzazione causa la rottura dell'ecosistema. Gli inquinanti a base di azoto come gli ossidi di azoto e l'ammoniaca contribuiscono a questo problema.

Clicca qui per maggiori informazioni riguardanti il fenomeno dell'eutrofizzazione.

Smog

Smog e' una combinazione delle parole fumo (smoke) e nebbia (fog). Si puo' distinguere in due tipi diversi di smog, smog estivo e smog invernale.

Lo smog fotochimico, o smog estivo, consiste pricipalmente di ozono. È una nebbia ossidante di colore marrone. Le cause dello smog fotochimico sono gli ossidi di azoto ed i VOC, che provengono dal traffico e dalle industrie. L'ozono si forma secondo le seguenti reazioni chimiche:

Le circostanze migliori per la formazione di alte concentrazioni di ozono sono temperature estive, luce solare diretta e strato atmosferico statico, fattori che permettono la diluzione degli agenti inquinanti.
Gli esseri umani non possono abituarsi allo smog. I suoi effetti sulla salute dipendono molto dalla
concentrazione di ozono e di altri ossidanti fotochimici. Tali agenti inquinanti causano irritazioni degli occhi e delle vie respiratorie. Le piante sono estremamente vulnerabili dall'ozono: anche in basse concentrazioni può causare seri danni.

Lo smog invernale e' anche indicato come smog acido; consiste pricipalmente in elementi nebbiosi e si troava in zone in cui non è possibile una dispersione verticale degli inquinanti atmosferici. Le temperature diminuiscono solitamente durante il giorno negli alti strati dell'aria.
Gli strati di aria calda vicino alla superficie terrestre salgono, inducendo gli inquinanti atmosferici ad disperdersi verticalmente, ed essere diluiti. In inverno le temperature al suolo sono a volte più basse di quelle negli strati atmosferici superiori, inducendo l'aria a rimanere vicino alla terra, in modo da non disperdere le sostanze inquinanti. Ciò causa lo smog invernale.
Lo smog invernale si può formare quando le temperature sono basse e le concentrazioni di anidride solforosa aumentano in cosegenza delle emissioni provenienti dal riscaldamento centralizzato delle case.
L'aria esterna fredda causa la condensazione dell'umidita' in nebbia. Gli aerosol presenti nell'aria prendono parte in questo processo, perché servono da nuclei di condensazione per il vapore acqueo.
L'umidità favorisce il trasferimento dell'anidride solforosa in acido solforico, inducendo lo smog ad essere acido. Lo smog acido causa problemi di respirazione e le irritazionie degli occhi.

Buco dell'ozono

L'ozono è prodotto ovunque nell'atmosfera da reazioni chimiche sotto l'influenza lei raggi UV provenienti dal sole. L'ozono è decomposto sotto l'influenza della luce visibile e della luce UV-A. Durante la decomposizione dell'ozono viene rilasciata una molecola di povera di ossigeno, che induce la scissione dell'ozono. Esistono un certo numero composti che catalizzano la decomposizione dell'ozono: alcuni esempi sono l'idrossido (OH), gli ossidi di azoto, il cloro (Cl) ed il bromo (Br).
Il cloro favorisce la decomposizione dell'ozono soprattutto quando è parte di un legame CFC (Cloro-Fluor-Carboinio). Tali composti non vengono persi durante la reazione chimica, inducendo molte volte la decomposizione dell'ozono.
La decomposizione e la produzione dell'ozono è un processo naturale. Tuttavia, le attività umane hanno introdotto l'ingresso in atmosfera di un'alta concentrazione di composti chimici che decompongono l'ozono, causano l'alterazione del naturale equilibrio.
L'ozono è molto importante per tutta la vita su terra, perché assorbe la radiazione nociva UV-B proveniente dal sole. Le più elevate concentrazioni di ozono sono situate nello strato atmosferico compreso fra venti e quaranta chilometri sopra la superficie terrestre. Quando la concentrazione di ozono in questo strato diminuisce, la radiazione UV-B può raggiungere la terra. Tale radiazione danneggia il DNA e causa il cancro della pelle. Essa può anche danneggiare il sistema immunitario umano, inducendo gli esseri umani a diventare più suscettibili alle infezioni. La radiazione UV-B causa inoltre cataratta e miopia. La radiazione può fare diminuire l'attività di fotosintesi e lo sviluppo in un certo numero di piante, soprattutto dei raccolti primari, quali riso, mais e girasoli. Anche gli alberi sono suscettibili alle radiazione.
La radiazione UV-B può colpire la vita acquatica fino a venti metri sotto la superficie dell'acqua. Puo' danneggiare specie, quali plancton, larve dei pesci, gamberi, granchi ed alghe. Il fitoplancton costituisce la base del ciclo alimentare acquatico. Se la radiazione indurra' il fitoplancton a diminuire cio' inflienzera' interi ecosistemi.

L'effetto serra

Impatto dell'inqinamento atmosferico

Nella tabella seguente e' indicatp quali agenti inquinanti atmosferici prendono parte ai vari problemi ambientali.

Come si diffonde l'inquinamento atmosferico e come possiamo affrontare tale problema?

La dispersione delle sostanze inquinanti atmosferiche dipende pricipalmente dai processi fisici che convolgono l'aria: il vento ed il tempo. Il modo in cui gli inquinanti vengono trasportati lontano dall'aria
dipende soprattutto dalla dimensione delle particelle composti e dall'altezza alla quale l'inquinamento viene emesso nell'aria. I fumi che sono emessi nell'aria attraverso gli alte ciminiere si mescolano con l'aria in concentrazioni locali non molto alte. Tuttavia, il vento trasporta i composti e l'inquinamento divenota molto diffuso. La pioggia può rimuovere le sostanze inquinanti da aria. Ciò causa l'inquinamento della pioggia e di conseguenza del terreno e dell'acqua.
Per le agenzie ambientali è molto importante determinare esattamente il modo in cui una sostanza inquinante atmosferica si disperde. L'aria non è un mezzo molto complesso e questo ci consente di predire la dispersione degli inquinanti atmosferici con i modelli elettronici. In essi una dispersione è calcolata per mezzo di diversi parametri, quali la velocità del vento, la direzione del vento, la temperatura, l'umidità ed l'opacità dell'aria. Tali previsioni hanno molta importanza quando si ha a che fare con nubi tossiche o radiazioni radioattive: questi sono infatti un pericolo per salute umana e gli abitanti delle zone inquinanti devono essere messi all'erta.

Indice delle domande frequenti (FAQ) sull'aria.

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