L’ atmosfera è composta al 78% da azoto, al 21% da ossigeno e da circa l’1% da altri gas in tracce. Questa piccola percentuale di gas ha però un grande impatto sul clima e sui diversi processi atmosferici e risente dell’inquinamento.
Una delle principali fonti di inquinanti atmosferici è la combustione di combustibili fossili per ottenere per gran parte della energia elettrica che utilizziamo nelle attività industriali e umane. Tra i gas in traccia, l’anidride carbonica è il gas in maggiore presenza in atmosfera (0,04%); è prodotta da processi naturali ma, soprattutto, è il maggiore prodotto delle reazioni di combustione insieme ad altri inquinanti quali l’anidride solforosa, che si forma a causa delle impurità di zolfo presenti nel carbone e nel petrolio, il particolato e i metalli pesanti.
Gli inquinanti causati dal trasporto su strada, oltre all’anidride carbonica, producono il monossido di carbonio e gli ossidi di azoto, formati dalla combinazione diretta di azoto e ossigeno nei motori a combustione. Con l’avvento delle marmitte catalitiche nelle automobili si è cercato di rimuovere gli ossidi di azoto e il monossido di carbonio, convertendo la maggior parte di essi in gas meno nocivi, come il vapore acqueo. Tuttavia, le marmitte catalitiche non eliminano completamente le emissioni, ma ne riducono sensibilmente la quantità e la pericolosità. In passato, le automobili hanno contribuito molto all’inquinamento da metalli pesanti quali il piombo, il mercurio e il cadmio contenuti nel petrolio e nel gas naturale. La benzina con piombo, però, non viene per fortuna più utilizzata in molti Paesi, Italia compresa.
L’industria agricola è un altro settore che contribuisce all’inquinamento dell’atmosfera. Una parte di questi è dovuta all’uso di concimi e di fertilizzanti, che possono rilasciare ammoniaca, mentre alcune sostanze chimiche utilizzate come pesticidi possono finire nell’atmosfera: si tratta dei cosiddetti inquinanti organici persistenti (POP). I POP possono essere generati anche nei processi industriali come, per esempio, l’incenerimento dei rifiuti che porta alla produzione di diossine.
Quali effetti producono questi inquinanti?
Gli effetti dell’anidride carbonica purtroppo ben conosciuti sono, in sintesi, il cambiamento climatico (aumento delle temperature globali, fenomeni meteorologici eccezionali, innalzamento del livello del mare), acidificazione degli oceani, impatto sugli ecosistemi (alterazione della fotosintesi, perdita di biodiversità)
Il monossido di carbonio è un gas che, in quantità sufficiente, può causare effetti tossici e morte nell’uomo. Se lo si respira, si lega fortemente all’emoglobina dei globuli rossi, diminuendo la capacità di trasporto dell’ossigeno nel sangue. Dal punto di vista dell’inquinamento atmosferico, è uno dei pochi gas che possono reagire con altre sostanze chimiche atmosferiche per contribuire a formare l’ozono troposferico.
L’ozono potrebbe non venire subito in mente come inquinante. Dopo tutto, è presente nei livelli più alti dell’atmosfera e questo strato di ozono ci aiuta a proteggerci dalle radiazioni UV dannose provenienti dal Sole. Tuttavia, l’ozono troposferico è uno dei principali componenti dello smog che occasionalmente affligge alcune aree del mondo e può anche causare effetti sulla salute come irritazione, tosse e dolori al petto.
L’ozono troposferico non è generato direttamente dalle attività umane. Tuttavia, può essere prodotto come risultato delle reazioni di diversi inquinanti umani nell’atmosfera. In primo luogo, le reazioni degli ossidi di azoto con i composti organici volatili, in presenza di luce solare, possono produrre ozono. Questi composti organici volatili (COV) possono avere una serie di fonti umane, ma sono anche prodotti naturalmente dalla vegetazione e da altri processi naturali. I COV possono inoltre subire altre reazioni con gli ossidi di azoto per formare nitrati di perossiacile, irritanti per le vie respiratorie e gli occhi presenti nello smog.
Un altro fattore di smog è il particolato che deriva da diverse fonti: quelle naturali derivano dal rilascio di particelle solide e liquide negli incendi dei boschi e delle foreste e dalle eruzioni vulcaniche; le fonti antropiche invece sono la combustione dei combustibili fossili, le emissioni delle industrie e la circolazione dei veicoli con motore a scoppio.
Il particolato può essere composto da un numero enorme di entità chimiche ed è generalmente suddiviso in tre categorie: particelle grossolane, con un diametro compreso tra 10 e 2,5 μm; particelle fini, più piccole di 2,5 μm; e particelle ultrafini, più piccole di 0,1 μm. Oltre a contribuire allo smog, alcune di queste particelle sono state collegate a effetti sulla salute umana, poiché le più piccole possono essere respirate in profondità nei polmoni in quanto possono contenere polveri, fuliggine, metalli pesanti e diversi composti chimici.
Un altro inquinante atmosferico che può contribuire alla formazione di particolato è l’ammoniaca. Rilasciata dal letame e dai fertilizzanti in ambiente agricolo, l’ammoniaca può reagire con altri inquinanti, producendo queste piccole particelle.
L’ammoniaca è un inquinante che, oltre a formare il particolato può avere anche altri effetti, come l’eutrofizzazione (vai alla scheda). Questo avviene quando il suolo o l’acqua si arricchiscono eccessivamente di azoto, causando un’eccessiva promozione della crescita, un problema particolare negli ambienti acquatici.
Le piogge acide sono infine un altro effetto ambientale degli inquinanti. Questa è principalmente una conseguenza delle emissioni di anidride solforosa, sebbene anche gli ossidi di azoto possano contribuire. Essi possono reagire con l’acqua presente nell’atmosfera, nel caso dell’anidride solforosa producendo come intermedio l’acido solforoso, che può poi reagire ulteriormente con l’ossigeno per formare l’acido solforico. Ciò può causare l’acidificazione degli ambienti acquatici e la corrosione di alcuni materiali da costruzione.
Che cosa stiamo facendo per combattere questa ampia gamma di inquinanti atmosferici?
Diverse agenzie ambientali in tutto il mondo hanno identificato sei cosiddetti inquinanti di riferimento, che sono regolamentati e le cui misure possono essere utilizzate per misurare la qualità dell’aria. Si tratta di monossido di carbonio, piombo, biossido di azoto, ozono, particolato e biossido di zolfo. Esistono ampie normative e limiti per cercare di ridurre il rilascio di questi inquinanti; tuttavia, alcuni Paesi non sono riusciti a rispettare i limiti di emissione.
In alcuni casi sono stati compiuti dei progressi. Le emissioni di piombo sono state ridotte in modo significativo grazie all’eliminazione del piombo tetraetile dalla benzina e anche le emissioni di anidride solforosa sono state ridotte grazie a controlli più severi sul contenuto di zolfo dei carburanti. Anche le innovazioni, come l’introduzione delle marmitte catalitiche nelle automobili, hanno ridotto le emissioni di ossidi di azoto, anche se va detto che è stato in parte compensato dall’aumento del numero di veicoli in circolazione.
ATTIVITA’: Stabilisci quali obiettivi dell’Agenda 2030 parlano di inquinamento e fai una sintesi degli argomenti attraverso delle slide.