Parlando di inquinamento atmosferico, la prima indispensabile operazione è quella di definire cosa si intende per inquinamento. Esistono a tal proposito molte valide definizioni, ognuna delle quali fa riferimento ad una atmosfera ideale (cioè non inquinata) che però è, a sua volta, difficile da definire.
Si potrebbe pensare che tale atmosfera ideale possa essere assimilata ad una sorta di aria primordiale, quella di un’epoca remota in cui l’uomo non aveva ancora operato trasformazioni dell’ambiente tali da inficiare la qualità dell’aria. A ben vedere però anche questa tesi appare poco realistica: è difficile pensare che nei dintorni di zone in cui si verificano fenomeni vulcanici primari e secondari o presso terreni paludosi o in presenza di incendi forestali si possa parlare di aria pura e salubre, così come appare poco saggio ignorare che esistono zone in cui persiste una naturalissima, ma non per questo meno intensa, emissione di radon radioattivo.
In definitiva quindi non è saggio né corretto assimilare il concetto di inquinamento alle sole sorgenti antropogeniche. Diremo perciò che per inquinante va intesa ogni sostanza capace, per qualità e quantità, di arrecare danno a persone, cose, animali e vegetali. Questa definizione è in definitiva la più vicina al nostro comune sentire di cittadini e tuttavia tale formulazione finisce necessariamente col comprendere un impressionante numero di sostanze e fenomeni, anche estremamente diversi tra loro . In essa infatti rientrano diversi stati di aggregazione della materia: le particelle solide, le nebbie, lo smog, i gas e i vapori. Sono poi da comprendere sia sostanze molto aggressive o corrosive come l’acido nitrico, il fluoro e gli ossidi di zolfo che però, proprio per la loro grande reattività, non persistono molto al di fuori dello stretto ambito dei punti di emissione (salvo il caso di emissioni diffuse) sia sostanze normalmente innocue alle basse concentrazioni, come sono la maggior parte degli inquinanti organici volatili che però danno, o sono sospette di dare, fenomeni di accumulo nell’organismo, con effetti potenzialmente, e talvolta sicuramente, cancerogeni. A queste si aggiungono quelle sostanze non reattive e del tutto innocue per la salute, come ad es. il metano e l’anidride carbonica, che però indirettamente causano mutamenti ambientali perché, trattenendo la radiazione infrarossa (diminuzione dell’albedo ed effetto serra) emessa dal Sole, provocano fenomeni di riscaldamento globale che, realizzandosi in tempi troppo brevi rispetto al normale mutare delle ere geologiche, possono causare sconvolgimenti difficilmente prevedibili in campo biologico, con danni per l’economia, l’agricoltura e la salute umana ed animale in genere. Le particelle poi, e in particolare quelle molto piccole e perciò respirabili, meglio note come PM10 e PM2,5 (dove i numeri sono i valori del diametro aerodinamico, espresso in micron), da una parte sono considerate responsabili di un crescente incremento delle malattie allergiche e bronco-polmonari, dall'altro generano un incremento dell’albedo, contrastando in pratica l’avanzare del cosiddetto effetto serra. Inoltre, il particolato di origine industriale e quello derivante dal traffico veicolare ha contenuti preoccupanti di molecole organiche complesse (policiclici, dibenzofurani, diossine ecc.) potenzialmente cancerogene. Tutte la specie che vengono a trovarsi in una qualche porzione di atmosfera possono dar luogo, nel tempo, a successivi fenomeni di aggregazione, sintesi, frammentazione, ossidazione ed altri più o meno complessi, in funzione delle rispettive concentrazioni, della temperatura, della pressione atmosferica, del grado di umidità, della radiazione solare e della capacità ossidante dell’atmosfera. Questo porta alla formazione dei cosiddetti inquinanti secondari, in larga misura associati al fenomeno detto dello smog fotochimico, spesso più nocivi degli inquinanti da cui si originano (detti primari), ma comunque parte di una catena che porta come prodotto finale alla completa ossidazione delle specie organiche la cui sorte è quella di divenire, dopo un tempo più o meno lungo, anidride carbonica ed acqua.
Tale fenomeno di sottrazione degli inquinanti dall’ambiente, detto deplezione, ha un decorso che può andare da poche ore a molti mesi, in funzione della minore o maggiore stabilità delle singole specie. La vasta dimensione dell’atmosfera terrestre ed i fenomeni di deplezione (ne esiste uno anche per le particelle – parliamo in tal caso di abbattimento - legato ai venti ed alle precipitazioni atmosferiche che convogliano le particelle al suolo e in fiumi, laghi e mari) hanno dato per secoli all’umanità la sensazione che l’ambiente in genere fosse un contenitore ed un diluitore infinito, capace cioè di assorbire e sanare qualunque ingiuria che fosse derivata dalle attività umane. In questa ottica si arrivò a tempi relativamente recenti, cioè fino alla metà del secolo scorso, prima che cominciasse un sia pur timido approccio alla necessità di regolamentare e ridurre (almeno a livello locale) le emissioni di sostanze nocive.
Si potrebbe pensare che tale atmosfera ideale possa essere assimilata ad una sorta di aria primordiale, quella di un’epoca remota in cui l’uomo non aveva ancora operato trasformazioni dell’ambiente tali da inficiare la qualità dell’aria. A ben vedere però anche questa tesi appare poco realistica: è difficile pensare che nei dintorni di zone in cui si verificano fenomeni vulcanici primari e secondari o presso terreni paludosi o in presenza di incendi forestali si possa parlare di aria pura e salubre, così come appare poco saggio ignorare che esistono zone in cui persiste una naturalissima, ma non per questo meno intensa, emissione di radon radioattivo.
In definitiva quindi non è saggio né corretto assimilare il concetto di inquinamento alle sole sorgenti antropogeniche. Diremo perciò che per inquinante va intesa ogni sostanza capace, per qualità e quantità, di arrecare danno a persone, cose, animali e vegetali. Questa definizione è in definitiva la più vicina al nostro comune sentire di cittadini e tuttavia tale formulazione finisce necessariamente col comprendere un impressionante numero di sostanze e fenomeni, anche estremamente diversi tra loro . In essa infatti rientrano diversi stati di aggregazione della materia: le particelle solide, le nebbie, lo smog, i gas e i vapori. Sono poi da comprendere sia sostanze molto aggressive o corrosive come l’acido nitrico, il fluoro e gli ossidi di zolfo che però, proprio per la loro grande reattività, non persistono molto al di fuori dello stretto ambito dei punti di emissione (salvo il caso di emissioni diffuse) sia sostanze normalmente innocue alle basse concentrazioni, come sono la maggior parte degli inquinanti organici volatili che però danno, o sono sospette di dare, fenomeni di accumulo nell’organismo, con effetti potenzialmente, e talvolta sicuramente, cancerogeni. A queste si aggiungono quelle sostanze non reattive e del tutto innocue per la salute, come ad es. il metano e l’anidride carbonica, che però indirettamente causano mutamenti ambientali perché, trattenendo la radiazione infrarossa (diminuzione dell’albedo ed effetto serra) emessa dal Sole, provocano fenomeni di riscaldamento globale che, realizzandosi in tempi troppo brevi rispetto al normale mutare delle ere geologiche, possono causare sconvolgimenti difficilmente prevedibili in campo biologico, con danni per l’economia, l’agricoltura e la salute umana ed animale in genere. Le particelle poi, e in particolare quelle molto piccole e perciò respirabili, meglio note come PM10 e PM2,5 (dove i numeri sono i valori del diametro aerodinamico, espresso in micron), da una parte sono considerate responsabili di un crescente incremento delle malattie allergiche e bronco-polmonari, dall'altro generano un incremento dell’albedo, contrastando in pratica l’avanzare del cosiddetto effetto serra. Inoltre, il particolato di origine industriale e quello derivante dal traffico veicolare ha contenuti preoccupanti di molecole organiche complesse (policiclici, dibenzofurani, diossine ecc.) potenzialmente cancerogene. Tutte la specie che vengono a trovarsi in una qualche porzione di atmosfera possono dar luogo, nel tempo, a successivi fenomeni di aggregazione, sintesi, frammentazione, ossidazione ed altri più o meno complessi, in funzione delle rispettive concentrazioni, della temperatura, della pressione atmosferica, del grado di umidità, della radiazione solare e della capacità ossidante dell’atmosfera. Questo porta alla formazione dei cosiddetti inquinanti secondari, in larga misura associati al fenomeno detto dello smog fotochimico, spesso più nocivi degli inquinanti da cui si originano (detti primari), ma comunque parte di una catena che porta come prodotto finale alla completa ossidazione delle specie organiche la cui sorte è quella di divenire, dopo un tempo più o meno lungo, anidride carbonica ed acqua.
Tale fenomeno di sottrazione degli inquinanti dall’ambiente, detto deplezione, ha un decorso che può andare da poche ore a molti mesi, in funzione della minore o maggiore stabilità delle singole specie. La vasta dimensione dell’atmosfera terrestre ed i fenomeni di deplezione (ne esiste uno anche per le particelle – parliamo in tal caso di abbattimento - legato ai venti ed alle precipitazioni atmosferiche che convogliano le particelle al suolo e in fiumi, laghi e mari) hanno dato per secoli all’umanità la sensazione che l’ambiente in genere fosse un contenitore ed un diluitore infinito, capace cioè di assorbire e sanare qualunque ingiuria che fosse derivata dalle attività umane. In questa ottica si arrivò a tempi relativamente recenti, cioè fino alla metà del secolo scorso, prima che cominciasse un sia pur timido approccio alla necessità di regolamentare e ridurre (almeno a livello locale) le emissioni di sostanze nocive.
Fig .1. Sviluppo verticale dell’atmosfera
A questo punto non è male introdurre alcuni dati riguardanti appunto l’atmosfera terrestre, quella quasi invisibile cupola gassosa che avvolge il pianeta e consente a tutti gli esseri viventi di esistere.
L'atmosfera terrestre è l'involucro di gas che riveste il pianeta Terra. Ha una struttura piuttosto complessa e divisa in più strati, chiamati sfere, che in ordine di altezza sono: troposfera, stratosfera, mesosfera, ionosfera, esosfera. La suddivisione è dovuta all'inversione del gradiente termico Tra due sfere, dove quindi ha luogo l'inversione del segno del gradiente, si trova una superficie di discontinuità, chiamata 'pausa'.
L'atmosfera terrestre è l'involucro di gas che riveste il pianeta Terra. Ha una struttura piuttosto complessa e divisa in più strati, chiamati sfere, che in ordine di altezza sono: troposfera, stratosfera, mesosfera, ionosfera, esosfera. La suddivisione è dovuta all'inversione del gradiente termico Tra due sfere, dove quindi ha luogo l'inversione del segno del gradiente, si trova una superficie di discontinuità, chiamata 'pausa'.
Composizione:
Si tratta di una 'miscela' di gas che ha la seguente composizione chimica media al suolo:
• Azoto (N2): 78,08%
• Ossigeno (O2): 20,95%
• Argon (Ar): 0,93%
• Vapore acqueo (H2O): 0,33% in media (variabile da circa 0% a 5-6%)
• Biossido di carbonio (CO2): 0,040% (400 ppm)
• Neon (Ne): 0,00181% (18 ppm)
• Elio (He): 0,0005% (5 ppm)
• Metano (CH4): 0,0002% (2 ppm)
• Idrogeno (H2): 0,00005% (0,5 ppm)
• Kripton (Kr): 0,000011% (0,11 ppm)
• Xeno (Xe): 0,000008% (0,08 ppm)
• Ozono (O3): 0,000004% (0,04 ppm)
Sono anche presenti, in tracce, Ossidi di azoto (NO, NO2; N2O), Monossido di carbonio(CO), Ammoniaca (NH3), Biossido di zolfo (SO2), Solfuro di idrogeno (H2S) e numerosi composti organici, a livello di ppb (parti per bilione, in volume).
Si tratta di una 'miscela' di gas che ha la seguente composizione chimica media al suolo:
• Azoto (N2): 78,08%
• Ossigeno (O2): 20,95%
• Argon (Ar): 0,93%
• Vapore acqueo (H2O): 0,33% in media (variabile da circa 0% a 5-6%)
• Biossido di carbonio (CO2): 0,040% (400 ppm)
• Neon (Ne): 0,00181% (18 ppm)
• Elio (He): 0,0005% (5 ppm)
• Metano (CH4): 0,0002% (2 ppm)
• Idrogeno (H2): 0,00005% (0,5 ppm)
• Kripton (Kr): 0,000011% (0,11 ppm)
• Xeno (Xe): 0,000008% (0,08 ppm)
• Ozono (O3): 0,000004% (0,04 ppm)
Sono anche presenti, in tracce, Ossidi di azoto (NO, NO2; N2O), Monossido di carbonio(CO), Ammoniaca (NH3), Biossido di zolfo (SO2), Solfuro di idrogeno (H2S) e numerosi composti organici, a livello di ppb (parti per bilione, in volume).
Non tutti gli strati hanno le stesse concentrazioni di gas: ad esempio il vapore acqueo è presente quasi soltanto nella troposfera, lo strato più basso, ed è praticamente assente nella termosfera e nell'esosfera, che viceversa contengono quasi tutto l'elio e l'idrogeno. La concentrazione del vapore acqueo in troposfera inoltre non è costante, ma varia anche sensibilmente da luogo a luogo e nel tempo, in conseguenza del variare del tempo atmosferico. L'ozono è contenuto in massima parte nella stratosfera in cui costituisce un importante strato: l’ozonosfera.
Il peso dell’intera atmosfera è stimato essere nell’ordine di 60•1014 tonnellate, una quantità importante ma non certo infinita.
Il peso dell’intera atmosfera è stimato essere nell’ordine di 60•1014 tonnellate, una quantità importante ma non certo infinita.
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