Inquinamenti: una ricerca

L’inquinamento è l’insieme dei fattori negativi che incidono sull’ecosistema.
Fra questi, si individuano il buco nell’ozono, le piogge acide, le emissioni di CO2 e i rifiuti.

§1. Assottigliamento dello strato di ozono.

Nell’alta atmosfera, detta stratosfera, vi è un’elevata concentrazione di ozono (formula chimica O3). L’ozono stratosferico ha l’importante funzione di filtro della radiazione ultravioletta (UV) proveniente dal Sole. Una diminuzione dello strato di ozono stratosferico causa infatti un aumento della radiazione UV che raggiunge la superficie terrestre, con gravi rischi per l’uomo, quali l’aumento del cancro della pelle, ed ha anche effetti negativi sugli ecosistemi. Senza questo importante filtro costituito dallo strato di ozono stratosferico la vita sulla Terra non sarebbe perciò possibile. Il primo luogo dove è stata rilevata una diminuzione di ozono (il cosiddetto “buco”) è l’Antartide. Questo vistoso calo dei livelli di ozono fu poi collegato alle emissioni in atmosfera di composti gassosi conosciuti sotto il nome di clorofluorocarburi (CFC), impiegati come fluidi di raffreddamento negli impianti frigoriferi, come propellenti nelle bombolette spray e per produrre schiume espanse quali il polistirolo. Ma il problema dell’assottigliamento dello strato di ozono non coinvolge solo l’Antartide, ma tutto il nostro pianeta e perciò anche le aree densamente popolate delle medie latitudini (l’Europa ad esempio). Queste variazioni, pur non così estreme come sull’Antartide, sono comunque preoccupanti.



Rispondendo all’allarme degli scienziati sulla diminuzione dello strato di ozono nella stratosfera ed a pressanti sollecitazioni da parte della pubblica opinione, dal 1987 i governi di tutto il mondo hanno firmato il Protocollo di Montreal, e nel 1997 il Protocollo di Kyōto.




§2. Piogge acide.

Le piogge acide sono precipitazioni piovose con maggiore composizione di particelle e gas altrimenti sospese in atmosfera. Queste particelle tendono a posarsi al suolo mediante la deposizione umida come la pioggia, la neve o la nebbia. I principali componenti acidi presenti nelle piogge sono gli ossidi di zolfo (SOx) e gli ossidi d'azoto (NOx). La loro presenza in atmosfera è in parte naturale. Le attività umane hanno però aumentato la loro quantità nell'atmosfera, dando quindi luogo alla loro ricaduta umida al suolo tramite le "piogge acide".
La ricaduta delle particelle può avvenire in due modi:
• ricaduta "umida" (le piogge, la neve, ecc.);
• ricaduta "secca" (deposizione al suolo);
Nei casi di ricaduta "secca" la forma acida tende a formarsi solo successivamente alla deposizione sul terreno. Quando invece la ricaduta avviene in modo "umido" tendono a formarsi acidi prima ancora che l'acqua si depositi sul terreno. Gli ossidi di zolfo a contatto con l'acqua si trasformano in acido solforico, gli ossidi di azoto in acido nitrico.
L'alimentazione con cibo proveniente da acque acide può provocare seri danni alla salute. I maggiori danni per la salute sono comunque provocati dal biossido di zolfo e dagli ossidi di azoto. Queste particelle fini di solfati e nitrati, penetrando all'interno dei polmoni, possono provocare patologie respiratorie e circolatorie, oltre ad aumentare il rischio di forme tumorali ai polmoni.
Il mondo vegetale è fortemente danneggiato dalle piogge acide, al punto che molte foreste rischiano di essere distrutte dalla presenza dell'acido nell'acqua e dalla sua penetrazione nel sottosuolo. Una volta penetrata nel terreno, la pioggia acida modifica la composizione chimica del suolo, da cui dipende l'alimentazione e l'esistenza delle piante stesse. Tramite le foglie avviene invece uno scambio gassoso diretto con gli inquinanti esterni. In entrambe le vie la pianta assorbirà gli inquinanti aumentando il suo grado di tossicità.



§3. Emissioni di CO2.

Dall’inizio della Rivoluzione Industriale, la concentrazione atmosferica dell’anidride carbonica è aumentata del 30% circa, la concentrazione del gas metano è più che raddoppiata e la concentrazione dell’ossido nitroso (N2O) è cresciuta del 15%. Inoltre dati recenti indicano che le velocità di crescita delle concentrazioni di questi gas, anche se erano basse durante i primi anni ’90, ora sono comparabili a quelle particolarmente alte registrate negli anni ’80.
Nei Paesi più sviluppati, i combustibili fossili utilizzati per le auto e i camion, per il riscaldamento negli edifici e per l’alimentazione delle numerose centrali energetiche, sono responsabili in misura del 95% delle emissioni dell’anidride carbonica, del 20% di quelle del metano e del 15% per quanto riguarda l’ossido nitroso (o protossido di azoto).
L’aumento dello sfruttamento agricolo, le varie produzioni industriali e le attività minerarie contribuiscono ulteriormente per una buona fetta alle emissioni in atmosfera. Anche la deforestazione contribuisce ad aumentare la concentrazione di anidride carbonica nell’aria: infatti le piante sono in grado di ridurre la presenza della CO2 nell’aria attraverso l’organicazione mediante il processo della fotosintesi.
Se le emissioni globali di CO2 fossero mantenute come in questi ultimi anni, le concentrazioni atmosferiche raggiungerebbero i 500 ppm (parti per milione) per la fine di questo secolo, un valore che è quasi il doppio di quello pre-industriale (280 ppm).

§4. I rifiuti.

Ogni anno negli Stati membri dell’Unione Europea vengono prodotti circa due miliardi di tonnellate di rifiuti, anche particolarmente pericolosi, e questa cifra è in continuo aumento. La migliore soluzione rimane quella di evitare di produrre rifiuti e, quando esistano soluzioni ecologicamente ed economicamente sostenibili in tal senso, procedere al riciclaggio delle varie componenti dei prodotti. Ciascuno di noi produce circa 500 kg di rifiuti all’anno, di cui il 40% è costituito da imballaggi. Dobbiamo buttare meno e buttare meglio perché se viene utilizzato materiale riciclato bisognerà produrre meno e ci sarà quindi bisogno di meno discariche. Quando buttiamo via le cose in modo irresponsabile impediamo una ragionevole gestione dei rifiuti e la possibilità di recupero: tali oggetti sono destinati a diventare rifiuti. Mentre alcuni rifiuti si decompongono col tempo, molti resistono, se non vengono raccolti e portati via. Le discariche moderne sono rivestite di materiali in grado di evitare danni sull’ambiente per decomposizione, poiché questi materiali sono: impermeabili, non decomponibili, ignifughi, inerti (non reagiscono con altre sostanze chimiche), flessibili, malleabili e non permettono la fuoriuscita di odori. Inoltre queste discariche vengono monitorate per controllare la fuoriuscita del biogas e per evitarne una compressione talmente grande da farlo esplodere.
Quando un prodotto non è più riutilizzabile, il materiale di cui è composto può ancora costituire una risorsa utile e preziosa. Per questo è importante separare i rifiuti che produciamo in casa, avviandoli al servizio di raccolta differenziata già divisi, in modo da facilitare i processi di lavorazione e trasformazione per produrre nuovi materiali riciclati, e diminuire quindi il prelievo in natura.

Approfondimento: cos’è il biogas?

I rifiuti che vengono conferiti in discarica sono in parte composti da sostanze organiche che, inevitabilmente, nel tempo subiscono un naturale processo di decomposizione. Dopo un primo processo di tipo aerobico (in presenza di ossigeno) iniziano le fasi di decomposizione anaerobica (in assenza di ossigeno), che danno origine al processo di “metanogenesi”. Durante questo processo i batteri trasformano tutto il carbonio disponibile in metano (CH4) ed anidride carbonica (CO2); quest’ultimo processo ha una notevole durata (che può arrivare anche fino a 20 anni) con una produzione di metano decrescente nel tempo.
Il biogas è formato quindi in buona parte da gas metano (50% circa). Esso rappresenta una buona fonte di energia in sostituzione dei classici combustibili fossili permettendo, oltretutto, una sensibile riduzione dell’impatto ambientale, contenendo notevolmente l’emissione di gas serra.



Bibliografia

- http://ulisse.sissa.it/chiediAUlisse/domanda/2006/Ucau061221d001/
- http://www.nonsoloaria.com/Risorse/pobuoz.JPG
- http://www.ecoage.it/piogge-acide-conseguenze-ambiente.htm
- http://www.quadrifoglio.org/singola.php?IDCategoria=26
- http://www.research4energy.com/uploads/extralab_public_resources/adesione-protocollo-kyoto.png
- http://xoomer.virgilio.it/inquinamentoatmosferico/images/Piogge%20acide.jpg

Ricerca effettuata da S. Brasini, A. Fantozzi, G. Molari, L. Pedrelli - Classe 2°E

Le risorse: una ricerca

Con il termine risorse naturali si intendono le energie, i mezzi, le forze ambientali e biologiche che sono proprie del nostro pianeta e che opportunamente valorizzate sono in grado di produrre ricchezza. Queste si dividono in risorse energetiche, risorse minerarie e risorse biologiche. A sua volta possono poi, provenire da fonti rinnovabili oppure da fonti esauribili.
In questa scheda si parla di tre risorse: il petrolio (risorsa inquinante e non rinnovabile), l’acqua (risorsa pulita e rinnovabile) e le risorse alimentari che riguardano un grande problema mondiale, legato sempre a una fonte di energia, il cibo.

§1. Il petrolio

Il petrolio (dal greco πέτρα–roccia e έλαιο–olio), anche detto “oro nero”, è un liquido infiammabile, denso, di colore nero o marrone scuro, con tonalità verdognole e gialle, che si trova in alcuni giacimenti entro gli strati superiori della crosta terrestre. È composto da una miscela di vari idrocarburi (in prevalenza alcani, ma con variazioni nell'aspetto, nella composizione e nelle proprietà fisico-chimiche).



§1.1 Formazione del petrolio: la teoria biogenica

La teoria biogenica, supportata dalla maggior parte dei geologi petroliferi, indica che il petrolio deriva dalla maturazione termica di materia organica rimasta sepolta (quindi in assenza di ossigeno),che in condizioni di elevata temperatura e pressione libera idrocarburi.
Una volta prodotti, gli idrocarburi risalgono verso l'alto, grazie alla loro bassa densità, e si accumulano in rocce porose, che costituiscono il reservoir. Perché le rocce porose possano costituire un reservoir, è necessario che queste rocce siano al di sotto di rocce meno permeabili (tipicamente argille), in maniera tale che gli idrocarburi non abbiano la possibilità di risalire sino alla superficie terrestre.

§1.2 Composizione del petrolio

Il petrolio deriva da depositi naturali sotterranei di carbonio ed idrogeno, sottoposti ad elevate pressioni e ad elevata temperatura. Sia la fase liquida oleosa (petrolio) che la fase gassosa (gas naturale, metano) tendono a spostarsi verso l'alto,finché non incontrano strati impermeabili del sottosuolo dove vengono intrappolati e si raccolgono.
Dopo il processo di estrazione, il petrolio greggio viene raffinato attraverso la distillazione. I prodotti finali includono: cherosene, benzene, benzina, paraffina, cere, asfalto e bitumi. Il petrolio consiste per la maggior parte di molecole di idrocarburi alifatici, e di idrocarburi aromatici, composti quasi esclusivamente da idrogeno e carbonio. sono tuttavia presenti quantità di composti solforati, azotati e ossigenati , anche se la loro percentuale in massa, complessivamente, difficilmente supera il 7%. Nel petrolio si trovano anche tracce di metalli (come nickel, vanadio, cobalto, cromo, cadmio, piombo, arsenico e mercurio).

§1.3 Petrolio e impatto ambientale

La presenza dell'industria petrolifera ha significativi impatti sociali e ambientali, da incidenti e da attività di routine come l'esplorazione sismica, perforazioni e scarti inquinanti.



L'estrazione petrolifera è costosa e spesso danneggia l'ambiente. La ricerca e l'estrazione di petrolio offshore disturbano l'ambiente marino circostante. L'estrazione può essere preceduta dal dragaggio, che danneggia il fondo marino e le alghe, fondamentali nella catena alimentare marina. Il greggio e il petrolio raffinato che fuoriescono da navi petroliere incidentate, hanno danneggiato fragili ecosistemi in Alaska, nelle Isole Galapagos, in Spagna e in molti altri posti.
Infine, la combustione, su tutto il pianeta, di enormi quantità di petrolio (centrali elettriche, mezzi di trasporto) risulta essere tra i maggiori responsabili dell'incremento riscontrato delle percentuali di anidride carbonica e di altri gas nell'atmosfera, con fortissima incidenza sul problema dell'effetto serra.

§1.4 Il mercato del petrolio

I due mercati principali per lo scambio di petrolio sono il NYMEX di New York e l'International Petroleum Exchange di Londra (IPE). Entrambi sono di proprietà americana. In entrambi, il prezzo del petrolio e la quotazione avvengono in dollari. Russia e Iran sono intenzionati ad aprire Borse locali in cui è possibile acquistare petrolio e gas in valuta diversa dal dollaro.
Il Brent ha toccato il suo minimo storico il 10 dicembre 1998, quando fu quotato a 9,55 $ al barile. Il massimo storico è dell'11 luglio 2008, quando le quotazioni registrarono 147,25 $ al barile.



§2. L’acqua

L'acqua in natura è tra i principali costituenti degli ecosistemi ed è alla base di tutte le forme di vita conosciute, uomo compreso Ad essa è dovuta anche la stessa origine della vita sul nostro pianeta. Essa è indispensabile anche nell'uso civile, agricolo e industriale. l’acqua può subire diversi trattamenti per la rimozione di inquinanti e per la correzione di alcune caratteristiche chimico-fisiche. I trattamenti che vengono effettuati sull'acqua dipendono soprattutto dalla loro destinazione, ad esempio l'acqua potabile deve avere un certo contenuto di concentrazione salina, un valore di pH contenuto in un intervallo specifico, una conducibilità elettrica limite, assenza di microrganismi indicatori di inquinamento e di microrganismi patogeni, mentre un tipo di acqua ad uso agricolo sarà più ricca di minerali.
L'acqua è usata in numerosi processi ed apparecchiature industriali, quali ad esempio il motore a vapore, i generatori di vapore, gli scambiatori di calore ed i radiatori, nonché nei processi dell'industria chimica. Infatti, grazie alle sue proprietà chimiche, l'acqua costituisce l'ambiente di reazione e dissoluzione di molte sostanze e, per le sue caratteristiche termiche, è un ottimo fluido trasportatore di calore. Inoltre l'acqua viene impiegata per la produzione di energia nelle centrali idroelettriche.
Il mercato dell'acqua minerale è un esempio di oligopolio di Cournot. Si tratta di un mercato a costo variabile marginale, pari a quello della sola bottiglia, e il costo fisso della concessione. Il mercato è molto remunerativo, se si considera che un litro di acqua in bottiglia potrebbe costare anche come circa 1000 litri di acqua del rubinetto. Si tratta inoltre di un mercato derivante da un "bisogno indotto", sostenuto dall'incessante pubblicità che conferisce proprietà "quasi miracolose" alla costosissima acqua imbottigliata. All'acqua minerale sono di volta in volta attribuite particolari proprietà nutritive o terapeutiche che l'acqua del rubinetto non dovrebbe possedere, tali da giustificare il costo molto maggiore del litro di acqua in bottiglia.
In realtà l'acqua di rubinetto è strettamente controllata (la legge prevede controlli giornalieri molto severi) e spesso l'acqua che viene distribuita negli acquedotti cittadini è di ottima qualità, anche superiore a quella delle acque in bottiglia (o perlomeno, il suo costo superiore non è giustificato). Non sono necessari neanche i pubblicizzati sistemi di filtraggio, che spesso peggiorano la qualità dell’acqua.
L'acqua del rubinetto costa circa 1 euro al metro cubo, quella in bottiglia ha uno spettro molto più ampio, dai 20 centesimi a 1 euro e oltre, e quindi un costo dalle 500 alle 1000 volte più alto.
La legge italiana impone per l'acqua potabile da rubinetto controlli a frequenza quotidiana, con limiti molto più stringenti e su un numero di parametri molto più alto di quelli previsti per le acque in bottiglia, garantendo una migliore qualità all'acqua del rubinetto rispetto a quella imbottigliata.

§3. Il problema della fame nel mondo

Stando ai rapporti della FAO oltre 1 miliardo di persone soffre la fame nel mondo. I dati forniti dal rapporto annuale FAO ci danno un numero esorbitante di persone che soffrono la fame nel mondo: in Asia e Pacifico si stima siano 642 milioni; nell’Africa sub-sahariana 265 milioni; in America meridionale e Caraibi 53 milioni; nel vicino Oriente e Nord-Africa 42 milioni; nei paesi cosiddetti sviluppati 15 milioni.



Questi numeri parlano da soli: infatti sono cifre esorbitanti, anche perché l’organizzazione mondiale ha sia il denaro che i mezzi tecnici per risolvere questo problema internazionale; l’organizzazione mondiale infatti si sta mobilitando per risolvere sia il problema della fame che della povertà. Stando alle cifre fornitesi dalla FAO si capisce subito che questo problema riguarda paesi che non sono in grado di riuscire a sfamare l’intera popolazione per vari problemi che possono essere: povertà dello Stato e oppressioni di vario tipo da parte dei paesi più progrediti. Ad esempio in molte regioni africane e sudamericane soffrono dell’oppressione delle multinazionali, che sfruttano le risorse del luogo e approfittano della povertà delle persone e dello stato facendole lavorare fino allo sfinimento e con una paga misera. Queste condizioni causano molta sofferenza e umiliazione alle persone che sono costrette a emigrare in paesi più ricchi e si ritrovano a fare elemosina, vendere oggetti o addirittura prostituirsi.
Si sta facendo qualcosa per migliorare queste condizioni di vita: ad esempio finanziamenti da parte dei paesi più progrediti; una seconda soluzione da adottare è il controllo delle nascite da parte dei governi dei paesi in cui la nutrizione è insufficiente per colpa del numero elevato della popolazione e del suo aumento.

Bibliografia

http://it.wikipedia.org/wiki/Oligopolio_di_Cournot
Fig. 1 = http://it.wikipedia.org/wiki/File:Pompa_petrolifera.jpg
Fig. 2 = http://it.wikipedia.org/wiki/File:Oil-spill.jpg
Fig. 3 = http://it.wikipedia.org/wiki/File:Oil_Prices_1861_2007.svg
Fig. 4 = http://cristyne.files.wordpress.com/2008/12/poverta2.jpg

Ricerca svolta da L. Brighi, E. Della Chiesa, R. Pellerito, L. Roversi, R. Terhes - Classe 2°E

Gli studenti raccontano ai microfoni della Regione Emilia Romagna il progetto "La scienza in valigia"

Videointervista al Prof. Marco Ruscelli, Vice Preside dell'ITIS Blaise Pascal di Cesena