Diapositiva 1

1
CHIMICA AMBIENTALE E' la chimica dei processi
che si verificano normalmente nell'aria, nelle
acque nel suolo della Terra. Il ruolo svolto
dalla chimica è di grande importanza per
l'ambiente e coinvolge sia gli aspetti legati
alla produzione di inquinanti che quelli legati
alla soluzione dei problemi dellinquinamento.
Il problema ambientale fa la sua comparsa già
dal 1911 con la parola smog (smoke fog, nube
tossica a Londra).
2

• Si può dividere sostanzialmente in due i gruppi
• inquinamento massiccio dovuto a ossidi di N, S, C
  e a idrocarburi provenienti dalle centrali e
  dalla motorizzazione
• inquinamento dovuto alle specie chimiche negli
  insediamenti industriali (gli effetti
  principali si manifestano con le malattie
  degenerative)
• Nel primo caso il problema è la produzione di
  energia e quindi la chimica contribuisce alla
  ricerca di fonti di energia "pulite" (vedi
  metanizzazione).
• Nel secondo caso l'intervento è più complesso e
  consiste nellindividuazione delle sostanze
  dannose e la successiva sostituzione e bonifica
  dei danni sia sull'uomo che sulla natura.

3
I casi che tratteremo quali il buco dell'ozono,
le piogge acide, l'effetto serra, l'inquinamento
delle acque da metalli pesanti e del suolo, sono
causati da fattori legati alla produzione di
energia, vedi aumento della temperatura per
produzione di CO2 , fattore importante sia per il
buco dell'ozono che per le piogge acide che da
produzione di sostanze difficilmente
neutralizzabili che modificano gli equilibri
dell'atmosfera, delle acque, della terra.
4
La stratosfera e lo strato di ozono L'ozono
rappresenta la naturale protezione verso le
radiazioni UV della luce solare. La quantità di
O3 nell'atmosfera si misura di DU (unità Dobson)
1DU 0.01 mm di spessore, a P 1 atm. L'O3
viene trasportato dalle regioni tropicali
all'Antartide dalle correnti di conseguenza le
zone equatoriali sono povere di O3 , mentre
quelle polari ne sono ricche (varia da 250 DU a
450 DU). La quantità di ozono sull'Antartide è
diminuita negli ultimi trent'anni fino ad
arrivare a concentrazioni di 90 DU. Attraverso
studi sulla stratosfera si è dimostrato che il
buco dell'ozono è stato determinato dall'eccesso
di Cl2. L'atmosfera è costituita da troposfera
(O 15 Km), stratosfera (15 50 Km).
5
I raggi UV provenienti dalla radiazione solare
vengono assorbiti a livello di stratosfera e
troposfera. L'UV-C 50 220 mm viene
assorbito dall'O2 e dall'N2 L'UV-B 220 320 mm
viene assorbito dall'O3 L'UV-A 320 400 mm non
viene assorbito e raggiunge il suolo. L'UV-B
risulta essere particolarmente dannoso per l'uomo
e le piante sull'uomo provoca l'abbronzatura e
le scottature, favorisce la formazione del
carcinoma della pelle in quanto viene assorbito
dal DNA (300 mm).
6
La diminuzione dei livelli di O3 aumenta quindi
sensibilmente le manifestazioni cancerogene (es
Australia 75 di incidenze). Il sistema
immunitario viene particolarmente colpito con
aumento delle malattie infettive e risulta in
aumento l'insorgere della cataratta. Nelle
piante le radiazioni UV-B interferiscono con la
fotosintesi fino a 5 m sotto il livello del
suolo.
7

• Reazione Fotochimica
• La reazione può essere schematizzata
• O2 hu 2O
• O3 hu O2 O
• l'O riforma O2 e O3 liberando calore che in
  genere nell'atmosfera viene assorbito dall'N2.
• (O O2 O3 calore).
• La maggiore concentrazione di O3 si ha tra 15 e
  35 Km di altezza.
• La distruzione dell'O3 avviene a carico di
  catalizzatori tipo X secondo le reazioni
• X O3 XO O2
• XO O O2 X

radicale
8
(No Transcript)
9
Effetto serra
Aumento progressivo della temperatura media
dell'aria in conseguenza alla massiccia
immissione di CO2 ed altri gas nell'atmosfera. Le
previsioni per il futuro sono rispetto a questo
problema piuttosto drammatiche - aumento di 1C
entro il 2040 aumento ulteriore di 1,5C entro
il 2100
Le conseguenze saranno - Aumento delle
precipitazioni, e in seguito al maggiore disgelo
dei ghiacciai e all'espansione dell'acqua marina,
aumento del livello del mare 50 cm entro il
2100. Questo porterebbe uno sconvolgimento di
molte situazioni attuali con modifiche climatiche
enormi e quindi modifiche nella vita (si pensi
alle popolazioni che vivono sulle coste, negli
atolli ecc.), nell'agricoltura diverse condizioni
ambientali, stress termico alle coltivazioni e
così via.
10
Meccanismo dell'effetto serra La componente IR
(infrarosso) della luce solare viene assorbita
per il 20 circa da CO2 e H2O presenti
nell'atmosfera il 50 raggiunge la terra ed un
30 viene riflesso verso le nubi, dalle superfici
innevate ghiacciai, deserti, ecc. La CO2 assorbe
la radiazione IR mediante vibrazioni di
stretching e bending della molecola. Il
riscaldamento prodotto da questo effetto è pari a
quello dovuto alla radiazione solare. L'aumento
dei gas in grado di dare l'effetto serra è
proporzionale all aumento dell'effetto stesso e
questo costituisce un problema.
11
Essendo un corpo caldo inoltre la terra emette
energia detta IR termico. Questo tipo di
radiazione viene assorbita dai gas CO2 e H2O
dell'atmosfera e rimessa in tutte le direzioni,
quindi sulla terra. Questo effetto permette alla
superficie terrestre di mantenere una temperatura
media di 15C (in assenza sarebbe di -15C). In
realtà la mancanza dell'effetto serra si verifica
con assenza di vapore acqueo nell'atmosfera
sovrastante i deserti, con conseguente aumento
dell'escursione termica fra notte e dì.
12
L'aumento dell'emissione della CO2 atmosferica
dipende in gran parte dall'uso di combustibili
fossili (petrolio, carbone, gas) il resto avviene
in quasi tutti i processi tipici
dell'industrializzazione. Nei paesi in via di
sviluppo è importante il fenomeno della
deforestazione mediante incendi, che oltre a
produrre CO2 direttamente, elimina la vegetazione
in grado di assorbila naturalmente. Bisogna
comunque dire che gli oceani sciolgono la gran
parte della CO2 trasformandola in carbonati
insolubili (in tempi lunghi però!).