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ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE "E. FERMI"

CASTROVILLARI Via Piero della Francesca 87012 - Tel- 0981 480171 - Fax 0981 46649

Dis. Scol. n. 19 – Cod. Min. CSTF020003

www.itiscastrovillari.it [email protected]

REGIONE CALABRIA Assessorato all'ambiente

ITIS "E. Fermi" Castrovillari

CONTROLLO DELL'INQUINAMENTO AMBIENTALE

con particolare riferimento all'atmosfera nel territorio di Castrovillari e nel suo comprensorio

Finanziamento Regione Calabria

Dip. 5 Settore 17 Tutela dell'ambiente dall'inquinamento

Prof. Giovanni Malagrinò Prof. Giuseppe Piloro Prof. Francesco Volpe

Alunni della V sez. A e B corso Chimico

a.s. 2001/02

ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE “E. FERMI” CASTROVILLARI ________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________ Controllo dell’inquinamento ambientale

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INDICE

1 – PREMESSA 2 – LA MATRICE ARIA 3 – IL PROBLEMA DELL’AMBIENTE 4 – INQUINAMENTO DELL’ARIA 5 – GLI INQUINANTI DELL’ATMOSFERA 6 – CARATTERISTICHE E EFFETTI DEI PIU’ COMUNI INQUINANTI SULLA SALUTE UMANA 7 – PARAMETRI PER LA CARATTERIZZAZIONE DELLA QUALITA’ DELL’ARIA 8 - ANALISI DELL'ARIA: LE STRATEGIE E I METODI 9 - ANALISI DELL'ARIA: INTRODUZIONE AI RISULTATI 10 - ANALISI DELL'ARIA: I RISULTATI 11 - ANALISI DELL'ARIA: CONCLUSIONI RINGRAZIAMENTI BIBLIOGRAFIA



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1 -PREMESSA

Questo breve lavoro è indirizzato a coloro che sui giornali o alla tv sentono

continuamente parlare di inquinamento e vorrebbero saperne di più. Questo

desiderio non è solo una sana curiosità intellettuale: vi sono sufficienti ragioni

per pensare che l’argomento sia di vitale importanza per tutti. L’alterazione

dell’ambiente provocata da molte delle attività umane rende concreto il

pericolo di catastrofi ecologiche, quali sconvolgenti cambiamenti di clima o la

sostituzione di terre ricoperte di vegetazione con estese superfici di deserto.

L’inquinamento è un soggetto che interessa la vita di ognuno di noi : ogni

aumento della quantità di sostanze estranee emesse nell’ambiente corrisponde

ad un peggioramento delle condizioni generali di vita. Se aumenta

l’inquinamento, vi saranno sempre più malattie polmonari e maggiore

incidenza dei tumori.

E’ possibile combattere tutto questo?

Perché questo si realizzi è necessario che si crei una volontà comune che pesi

sulle scelte di coloro che politicamente ed economicamente decidono. A sua

volta la formazione di questa volontà richiede la conoscenza, almeno su grandi

linee, di come certe azioni producano certi effetti. Il fenomeno

dell’inquinamento presenta molteplici aspetti, tutti connessi tra loro : occorre

sapere da dove gli inquinanti provengono, quali sostanze e quali processi ne

emettono in maggiore quantità, come gli inquinanti si diffondono, come si

trasformano chimicamente, quali effetti provocano. E’ necessario infine avere

una idea delle possibili azioni che possono ridurre al minimo la quantità delle

sostanze immesse nell’ambiente. Nell’ambito più generale di qualità della vita,

l’aria occupa, accanto all’acqua, al suolo e al benessere sociale, una posizione

sicuramente predominante. Nonostante ciò è forse il bene più insidiato; sono

sempre più frequenti e di dominio pubblico esempi di veri e propri disastri

ambientali, oltre a casi in cui i danni possono sembrare meno preoccupanti



4

solo perché l’effettiva portata il più delle volte è ignorata. A causa di ciò

diventa sempre più importante poter disporre di mezzi di valutazione il più

possibile rappresentativi della qualità dell’aria.

L’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha individuato tre effetti

principali degli inquinanti atmosferici sulla salute in caso di prolungata

esposizione (1):

• tossicità ematica

• tossicità genetica

• cangerogenicità

Pertanto la presenza sul territorio di una rete di rilevamento dell’inquinamento

atmosferico consentirebbe di conoscere lo stato delle qualità dell’aria e di

seguirne l’evoluzione. E’ evidente come tramite le conoscenze fisiche ed

antropiche del territorio è possibile l’individuazione di indicatori, che

permettono, in sinergia con gli enti preposti alla salvaguardia dell’ambiente, di

creare condizioni utili a migliorare la qualità della vita.

Sulla base di queste premesse l’ITIS “E.Fermi” di Castrovillari ha costituito un

gruppo di lavoro che ha proposto un progetto mirante a valutare la qualità

dell’atmosfera, nel territorio di Castrovillari e del suo hinterland, con

particolare riferimento all’area ricadente nella zona del Parco del Pollino, per

rilevare la presenza di diversi inquinanti e determinare la loro concentrazione.

Le attività programmate consistono:

• studio dell’aria e dell’inquinamento atmosferico per familiarizzare gli allievi

alle tematiche da sviluppare nel corso del progetto; analisi della qualità

dell’aria, ovvero raccolta di dati sperimentali mediante misurazioni

effettuate sul posto, con un laboratorio mobile, appositamente attrezzato

per le rilevazioni di interesse;

• la divulgazione dei risultati ottenuti mediante la produzione di un cd-rom.



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Tali attività hanno visto coinvolti anche gli alunni delle scuole medie inferiori

presenti sul territorio, con interventi teorici, pratici, applicativi nei quali sono

intervenuti gli allievi del nostro istituto con funzioni di tutoraggio e

sensibilizzazione.

2 –LA MATRICE ARIA

L’atmosfera terrestre, detta comunemente aria, è un enorme involucro gassoso

costituito da aria vera e propria e cioè da una miscela di azoto, ossigeno, di

vapore acqueo, di vari altri gas e di particelle liquide e solide sospese.

L’atmosfera viene suddivisa in un certo numero di regioni stratiformi

concentriche con la terra, caratterizzate da un diverso stato termico, elettrico e

da proprietà e composizioni differenti.

Altezza ( Km ) termosfera 80÷85 Mesopausa mesosfera 50÷55 Stratopausa 25÷30 stratosfera 6÷17 Tropopausa troposfera ≈ - 90 ≈ - 60 ≈ 0 t (°C) Fig. 1 – Andamento schematico della temperatura dell’aria in funzione della quota



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La troposfera, regione caratterizzata da una diminuzione costante di

temperatura di circa 6°C/Km in altezza, contiene i ¾ dell’aria e quasi tutto il

vapore acqueo ed è la zona interessata all’inquinamento atmosferico.

In tabella n.1 è riportata la composizione di questa regione.

TABELLA N.1: Composizione media della bassa atmosfera (aria secca)

Composizione in Volume(*)

Composizione in peso

Gas

Peso molecolare (P.M.) approssimato % ppm % ppm

Massa totale (g)

Azoto (N2) Ossigeno Argo (A) Anidride carbonica Neon (Ne) Elio (He) Metano Cripto (Kr) Ossido nitroso Idrogeno Xeno (Xe)

28.0 32.0 39.9 44.0 20.2 4.0 16.0 83.8 44.0 2.0 131.3

78.09 20.95 0.93 0.03

780900 209500 9300 300 18 5.2 2.2 1 1 0.5 0.08

75.51 23.15 1.28 0.04

755100 231500 12800 460 12.5 0.72 1.2 2.9 1.5 0.03 0.36

38.648 1020 11.841 0.6555 0.0233 0.000636 0.000037 0.000062 0.000146 0.000077 0.000002 0.000018

(*) In condizioni standard: t = 0° C; p = 760 mmHg



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Nella stratosfera la temperatura cessa di diminuire e l’aria che la costituisce ha

ancora una composizione percentuale identica quella della troposfera ma con

limitata umidità. Nella mesosfera la temperatura ricomincia a decrescere per

poi riprendere repentinamente a ricrescere nella termosfera.

3 –IL PROBLEMA DELL’AMBIENTE

L’ambiente è tutto ciò che ci circonda: aria, acqua e suolo. Nell’ambiente oltre

all’uomo vivono molte altre specie animali e vegetali. Esse utilizzano l’ambiente

per la propria vita: l’aria per respirare, il suolo e l’acqua per il nutrimento.

Qualsiasi attività vitale, ed in particolare quella umana, altamente organizzata,

tende in qualche modo a modificare l’ambiente circostante. Non vi è niente di

allarmante in tutto questo: l’ambiente, anche quello atmosferico, possiede i

mezzi per ammortizzare e riportare sotto controllo queste variazioni, se esse

non superano certi limiti. Tuttavia, tutto ha un limite e in molti casi questo

limite è pericolosamente vicino a essere superato.

L’inquinamento atmosferico è stato definito come l’accumulo di sostanze in

concentrazioni tali da provocare danni temporanei o permanenti ad uomini,

animali, piante, beni.

La società moderna è caratterizzata da una grande facilità di spostamento;

copriamo sempre maggiori distanze in sempre minor tempo ed abbiamo

sempre una maggiore autonomia individuale di movimento. Quest’ultimo fatto

si realizza grazie alla larghissima diffusione dell’automobile. Chiunque abbia

frequentato una scuola guida sa come funzione un motore a

combustione interna. Una miscela di aria e combustibile viene aspirata in una

camera di scoppio e viene accesa mediante una scintilla o per compressione. Il

risultato principale della combustione è la formazione di anidride carbonica ed

acqua. Tuttavia, accanto a queste, i gas di scarico delle automobili contengono

altre sostanze: ossido di carbonio, ossidi di azoto, idrocarburi, materiale



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particolato sotto forma di fuliggine e di composti del piombo e, nel caso di

motori diesel, una certa quantità di ossidi di zolfo.

Un tempo si guardava all’aria e all’acqua come riserve immense, in grado di

assorbire i rifiuti senza subire modificazioni. La quantità di sostanze immesse

nell’aria e nell’acqua, nei paesi industriali, è diventata così grande da

“sporcare” permanentemente sia l’aria che l’acqua. Solo negli ultimi decenni si

è cominciato a prendere coscienza del problema ambiente. E’ nata così la

scienza dell’ambiente. La tutela dell’ambiente, indispensabile per la

salvaguardia della vita stessa, diventa urgente e necessaria.

4 – INQUINAMENTO DELL’ARIA

l’inquinamento atmosferico determina una modificazione della normale

composizione dello stato fisico dell’aria atmosferica, dovuta alla presenza nella

stessa di una o più sostanze in quantità e con caratteristiche tali da alterare le

normali condizioni ambientali e di salubrità dell’ari; da costituire pericolo

ovvero pregiudizio diretto o indiretto per la salute dell’uomo; da

compromettere e alterare le risorse biologiche, gli ecosistemi, i beni materiali

pubblici e privati.

5 – GLI INQUINANTI DELL’ATMOSFERA Il numero degli inquinanti primari emessi nell’atmosfera ammontano a qualche

centinaio. Se facciamo riferimento alla quantità globale di tutti gli inquinanti

emessi, vediamo che cinque di essi contribuiscono da soli a più del 95% del

totale. Questi inquinanti sono: l’ossido di carbonio, il biossido di zolfo, gli ossidi

di azoto, gli idrocarburi, il materiale particolato. La concentrazione di questi

inquinanti con quella dell’ozono, viene utilizzata come indice della qualità di

un’aria, e la legge fissa i valori massimi che queste concentrazioni possono

raggiungere. Nell’atmosfera, inoltre, le sostanze così dette primarie subiscono

delle trasformazioni reagendo tra loro con i costituenti fondamentali dell’aria,

dando luogo a inquinanti secondari in numero ancora maggiore.



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Inquinanti contenenti zolfo

Figura 2: Mascherina antiinquinamento

I principali composti dello zolfo presenti nell’atmosfera sono: SO2, SO3, H2S, i

solfuri e i mercaptani.

SO2 è un inquinante primario che è immesso nell’atmosfera come prodotto

della combustione di benzine e gasoli. Le più comuni fonti di SO2 sono: auto,

impianti di riscaldamento, industrie quali fonderie e raffinerie, impianti di

incenerimento e centrali termoelettriche. Le emissioni di SO2 sono distribuite

in modo non uniforme; si considera più inquinata la zona tra il 30° e 60° di

latitudine nord fino alla quota di 10000 m, in quanto questa parte

dell’atmosfera, che rappresenta circa il 20% del totale, può essere considerata

anche per tempi lunghi un sistema isolato. L’anidride solforosa a contatto con

l’ossigeno si ossida producendo SO3, che , pertanto, può essere considerato un

inquinante secondario. L’anidride solforica reagisce con l’acqua facilmente

presente trasformandosi in acido solforico e solfati, i quali producono

atmosfere inquinanti a carattere acido e riducente, come quelle di Londra e di

Los Angeles.

L’ H2S produce inquinamenti rilevanti solo in quelle aree nelle quali esistono

particolari attività industriali, quali ad esempio concerie, raffinerie e cartiere.

L’ H2S non è mai solo , ma sempre lo si trova accompagnato da mercaptani e

da solfuri organici; esso si ossida facilmente a SO2.



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ENTRANO t/anno ATMOSFERA ESCONO PER

Cause naturali (trascurabili) tra 30°E 60°N

vulcani

Attività umane ≈ 7x 107

Auto 1.8 x 106

Industrie 9 x 106 PRECIPITAZIONI

Riscaldamento 5.4 x 106

Impianti d’incenerimento 2.7 x 106 EFFETTO

Centrali termoelettriche 4.5 x 107 GRAVITAZIONALE

Figura 3 :Bilancio approssimato dell’anidride solforosa (SO2) nella porzione di atmosfera compresa tra 30° e 60° di latitudine nord fino alla quota di 10000 metri.

Inquinanti contenenti azoto

L’azoto è presente nell’atmosfera sotto forma di ossidi, indicati generalmente

con NOX, di acido nitrico e di ammoniaca.

Gli ossidi di azoto presenti nell’atmosfera sono : l’ossido di azoto (NO), il

biossido di azoto (NO2) in equilibrio con il dimero (N2O4) e l’anidride nitrica

(N2O5). Essi si formano dalla combustione di sostanze organiche e sono

principalmente prodotti nei motori a scoppio e nella combustione del metano.

L’anidride nitrica si idrata facilmente con formazione di acido nitrico (HNO3)

che può essere immesso anche direttamente, ma solo a livello locale, dalle

industrie che lo producono o lo manipolano.

L’ammoniaca (NH3) viene prodotta dalle industrie locali, che la manipolano, e

da processi di putrefazione e di combustione di sostanze organiche. Tale

SO2 4.5 x 106 t 0.2 p.p.b.



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sostanza conferisce all’atmosfera un carattere basico non sufficiente a

neutralizzare gli acidi presenti in essa.

Altri composti dell’azoto, rinvenuti in atmosfere inquinate, sono i

perossiacilnitrati, che sono prodotti secondari di complesse reazioni

fotochimiche.

Figura 4


Cause naturali ≈ 1.8 x 104 tra 30°E 60°N

Reazione biologica 1.8 x 104

Attività umane ≈ 4.5 x 107

Auto 1.8 x 107 TRASFORMAZIONI

Industrie 1.8 x 107 IN NITRATI

Centrali termoelettriche 5.4 x 106

Riscaldamento 1.8 x 106 INTERAZIONI CON

Impianti d’incenerimento 1.8 x 10 6 LA VEGETAZIONE

Bilancio approssimato degli ossidi di azoto (NOx) nella porzione di atmosfera compresa tra 30° e 60° di latitudine nord fino alla quota di 10000 metri. Da tale bilancio è escluso l’ossido nitroso (N2O) costituente naturale dell’atmosfera.

Inquinanti contenenti carbonio

Il più comune è l’anidride carbonica (CO2), ma notevole importanza riveste

anche il monossido di carbonio (CO), il quale, prodotto dalla combustione

incompleta delle sostanze organiche in difetto di ossigeno, viene immesso

nell’atmosfera dagli scappamenti degli autoveicoli, soprattutto quando questi

ultimi bruciano miscele molto ricche. Questa quantità si aggiunge a quella che

viene generata nella troposfera a partire dal metano. Tuttavia, vi sono altre

NOx 1.8 x 106 t 1 p.p.b.



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fonti che contribuiscono notevolmente alla produzione di monossido di

carbonio: incendi di boschi, processi di incenerimento di rifiuti, combustioni

agricole di sterpaglia, di residui di raccolti e di vegetazioni. Anche alcune

attività industriali specifiche contribuiscono all’inquinamento di monossido di

carbonio. Tra queste ricordiamo l’industria cartaria, petrolifera e di fonderia.

Un’altra sorgente di CO, a livello di ambienti ristretti, è il fumo di tabacco. La

concentrazione di CO delle città è, a causa del traffico, ben superiore a 0,1

ppm, che costituiscono il valore normale di un’area non inquinata. Le zone di

pesante traffico e dove barriere architettoniche, come sottopassaggi e gallerie,

impediscono la libera circolazione dell’aria, si possono raggiungere per qualche

secondo concentrazioni di 150-200 ppm. Questo è ovviamente un caso limite,

ma media di 30-40 ppm nei centri cittadini e di 4-5 ppm nelle zone residenziali

non sono rare.

Figura 5

ENTRANO t/anno INTERA ATMOSFERA ESCONO PER

Cause naturali ≈ 1.8 x 10 11

Vulcani 9 x 109 FOTOSINTESI 1.8 x 1011

Decomposiz. Sost. org. 1.8 x 1011

Respirazione 9 x 108

ASSORBIMENTO NEGLI

Attività umane ≈ 1.8 x 1010 OCEANI

Combustione 1.8 x 1018

Industrie 1.8 x 105 REAZIONE CON LE ROCCE

Bilancio approssimato dell’anidride carbonica (CO2) nell’intera atmosfera.

CO2 2.7 x 1012 t 325 p.p.b.



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Idrocarburi

Le diverse categorie di idrocarburi hanno differenti proprietà, utilizzazioni,

nocività. Idrocarburi inquinanti sono quelli insaturi e aromatici, che sono

immessi nell’atmosfera assieme ai prodotti delle combustioni, condotte sia a

volume costante (motori a combustione interna) sia a pressione costante

(centrali termiche, impianti di incenerimento). Ad esempio, l’etilene, se

presente nell’atmosfera, rallenta la crescita delle piante interferendo con gli

ormoni che ne regolano il metabolismo.

Particolato (Particelle sospese)

Nell’atmosfera sono presenti anche microscopiche goccioline liquidi o piccole

particelle solide a cui viene dato complessivamente il nome di particolato

atmosferico. Particelle e goccioline possono formarsi con vari meccanismi di

condensazione e di dispersione. Una parte di questi processi, anzi, ancora una

volta, la maggior parte, considerando l’atmosfera nel suo complesso sono di

origine naturale. Le dimensioni del particolato sono molto variabili e possono

andare un millesimo di micron fino a qualche millimetro. Di seguito sono

riportate le dimensioni di alcuni costituenti il particolato (il diametro espresso

in micron):



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nerofumo 0,001-0,3

Fumo di tabacco 0,01-0,2

Aerosol di piombo 0,1-5

Pigmenti di vernici 0,1-10

Pesticidi 0,5-10

Nebbia 1-50

Emissioni di cementifici 1-100

Ceneri 1-500

Sabbia sollevata dal vento 1-3000

Il particolato atmosferico può diffondere la luce del sole riemettendola in tutte

le possibili direzioni; il risultato è che una quantità minore di luce raggiunge la

superficie della Terra. Questo fenomeno presenta effetti locali, per esempio la

diminuzione di visibilità, ed effetti globali, come una possibile influenza sul

clima. La presenza del particolato favorisce la formazione delle nebbie, perché

le particelle forniscono nuclei intorno a cui condensarsi alle microscopiche

goccioline che formano la nebbia.



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Figura 6


Cause naturali ≈ 10 8 tra 30°E 60°N

Nebbia 2.7 x 108 GRAVITA’

Polveri naturali 5.5 x 107

Polveri meteoriche 1 x 103 IMPATTO

Attività umane ≈ 108

Polveri e ceneri industriali 2.7 x 107 FORMAZIONE DI NUCLEI

Scarico rifiuti solidi 1.8 x 106 DI CONDENSAZIONE

Composti di zolfo 5.5 x 107

Riscaldamento 1.8 x 106 DILAVAMENTO

Autoveicoli 1.8 x 10 6

Bilancio approssimato delle particelle sospese nella porzione di atmosfera compresa tra 30° e 60° di latitudine nord fino alla quota di 10000 metri. 6 – CARATTERISTICHE E EFFETTI DEI PIU’ COMUNI INQUINANTI SULLA SALUTE UMANA

E’ cosa ormai ben nota che la presenza nell’atmosfera di alcune sostanze di cui

ci stiamo occupando, non sia particolarmente conveniente per l’uomo e per il

mantenimento di un buono stato di salute. Molte sostanze esplicano i loro

effetti patologici quando sono presenti in concentrazioni molto basse; Spesso

l'attività di una sostanza è amplificata dalla presenza di altre che reagiscono

con essa o servono da veicolo per dirigerla verso particolari organi del corpo

umano; alcuni prodotti chimici si accumulano in certi organi e vi permangono

Particelle 2.7 x 107 t 30 µg/m3



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per un tempo molto lungo. Per esempio idrocarburi clorurati sono stati

riscontrati nel sangue di individui che avevano vissuto per qualche tempo in

aree nel quale era presente un’elevata concentrazione di queste sostanze,

molti anni dopo che gli individui in questione avevano abbandonato tale area.

Dunque, gli effetti della esposizione agli inquinanti possono manifestarsi con

molto ritardo. Le ricerche su questo punto devono necessariamente essere

condotte con la collaborazione di esperti in diversi campi (tossicologi, fisiologi,

chimici, fisici e medici del lavoro. Gli effetti degli inquinanti sulla salute umana

sono molto diversi e dipendono dalle proprietà chimico fisiche delle molecole

che compongono gli inquinanti stessi.

DI seguito sono descritti gli effetti dei più comuni inquinanti ambientali.

Ozono

E’ il principale rappresentante dello smog fotochimico. Alle concentrazioni di

0,05 ppm inizia la percezione del suo caratteristico odore, a 0,1 ppm produce

secchezza delle mucose, a 1 ppm si hanno dolori di capo e solo a livelli elevati,

cioè a concetrazioni maggiori di 1,7 ppm, si può avere congestione ed edema

polmonare.

Ossidi di azoto

Il biossido di azoto (NO2) è il rappresentante del gruppo degli ossidi di azoto,

in quanto NO, N2O, N2O3, N2O4, N2O5 tendonon a trasformarsi in NO2 per

reazioni chimiche che avvengono nell’atmosfera. A concentrazioni di 1-3 ppm

inizia la percezione del suo odore, a 10-13 ppm si ha irritazione delle mucose ,

dosi ancora più elevate possono provocare gravi conseguenze, come a circa

150 ppm bronchiolite e a circa 500 ppm, anche per esposizioni di pochi minuti,

edema polmonare e morte. Come effetto cronico sono descritte fibrosi

polmonari ed enfisema polmonare conseguenti ad esposizioni di 10-40 ppm.



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Anidride solforosa

Gli ossidi di zolfo sono inquinanti molto comuni, derivanti dalla combustione

dove per ogni parte di SO3 si producono in generale 20-30 parti di SO2. Al di

sotto dei 25 ppm gli effetti irritanti dell’ SO2 sono limitati alle congiuntiviti ed

al tratto superiore dell’apparato respiratorio con aumento delle secrezioni, ciò,

in quanto trattasi di un gas altamente solubile. Alle concentrazioni di 0,3 ppm

è avvertito come odore sgradevole, a 1ppm il polso accelera così come il

respiro, a 1,6 ppm sono stati descritti fenomeni di bronco-costrizione, a 10

ppm causa irritazioni ad occhi naso e gola. Le conseguenze a lungo termine

per esposizioni a bassi livelli sono di alta incidenza di naso-faringitti, tosse

insistente ed espettorazione abbondante.

Particolato

Il particolato può essere considerato in linea generale costituito da due grandi

frazioni: le particelle di diametro maggiore a 10 micron, di origine naturale e

che il corpo può bloccare meccanicamente, e particelle di 0,1 micron che

possono giungere fino agli alveoli polmonari e di lì passare direttamente nel

sangue e derivano dalla combustione o dai processi industriali. Quest’ultima è

la frazione più pericolosa perché l’organismo non ha sviluppato nessuna difesa

meccanica contro queste particelle.

Nel particolato sono presenti diverse sostanze inquinanti, tra le quali quelle

più pericolose sono sicuramente il piombo, il mercurio e l’asbesto i cui effetti

saranno brevemente trattati di seguito.

Piombo

La maggior parte del piombo presente nel particolato del piombo presente nel

particolato proviene dagli additivi aggiunti alla benzina, quantità di gran lunga

minori derivano dall’incenerimento dei rifiuti solidi, dalla combustione del

carbone, dalla lavorazione die minerali. Del particolato di piombo presente



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nell’aria circa un terzo si deposita nei polmoni e circa la metà di esso viene

trasferita nel sangue dopo un paio di giorni. Il contenuto medio di piombo nel

sangue della popolazione industriale è ormai intorno a 200 µg/l , un valore che

è pericolosamente vicino a quelli che con sicurezza sono associabili a effetti

dannosi per la salute. Ad esempio a concentrazioni 800-1000 µg/l possono

manifestarsi fenomeni di intossicazione grave, come il saturnismo i cui sintomi

(crampi addominali, paralisi dei centri nervosi, anemia) sono ben noti per il

loro presentarsi in soggetti colpiti da avvelenamenti. Il piombo si accumula

principalmente nel sangue, nei reni e nelle ossa; esso può provocare aborti

nelle donne incinte e può essere trasferito nella placenta provocando un calo di

fertilità negli uomini. La presenza di livelli anormali di piombo nell’organismo,

è stata messa in relazione con una serie di effetti che vanno dalla facile

irritabilità a casi di ritardo mentale, soprattutto in età infantile.

Mercurio

Il mercurio entra nel corpo prevalentemente per ingestione, perché, attraverso

la catena alimentare, si accumula in particolari cibi, come alcuni tipi di pesce;

il mercurio metallico ha una tendenza non trascurabile a passare allo stato

gassoso e particolari categorie di lavoratori a contatto con il metallo e con i

suoi sali inorganici e organici possono presentare intossicazioni. Come e più

del piombo si lega ai gruppi contenenti zolfo, degli enzimi e delle membrane

cellulari. Vengono così provocati seri danni al sistema nervoso. L’espressione

inglese “matto come un cappellaio”, il simpatico cappellaio matto di Alice nel

paese delle meraviglie, derivano entrambi dal fatto che i sali di mercurio

venivano usati per infeltrire i cappelli. Gli addetti a queste lavorazioni erano,

quindi, particolarmente soggetti a disturbi di tipo nervoso.

Asbesto

I termini asbesto e amianto sono impiegati per indicare un materiale a base di

fibre di silicati di diametro intorno ai 20-30 millionesimi di millimetro che si

uniscono a formare aggregati più grandi. Questi materiali trovano impiego in



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diversi settori tecnologici, per esempio nell’edilizia come isolante acustico e

come materiale antincendio e rivestimento dei freni e delle frizioni. Le piccole

fibre di asbesto possono giungere fino ai polmoni provocando delle microferite

che possono degenerare in forme tumorali. Il processo è abbastanza lungo e

richiede anche 30-40 anni dall’inizio dell’esposizione. L’azione dell’asbesto è

cumulativa e irreversibile; effetti patologici gravi si rendono manifesti solo

dopo lunghe esposizioni in ambienti che contengono nell’aria concentrazioni

elevate di inquinante. Fortunatamente nell’aria cittadina, non si ritrova più di

qualche fibra per metro al cubo.

Benzene e derivati ( Tuolene – e o-m-p- Xileni )

Il benzene (C6H6) è un composto chimico formato da sei atomi di idrogeno e

sei di carbonio disposti a struttura planare esagonale(Fig.1) è un liquido

incolore, altamente infiammabile, che possiede un odore inconfondibile; sia il

liquido che il vapore provocano effetti fisiologici dannosi agli animali ed alle

persone. Il benzene deve essere considerato velenoso e deve essere

trattato con precauzione . Il tempo di permanenza del benzene in atmosfera è

molto elevato, valutabile in diversi giorni, in quanto la sua reazione con

radicali ossidrilici procede molto lentamente. Il benzene fu ottenuto in passato

principalmente come sottoprodotto della distillazione del carbone fossile; oggi

la fonte più importante è la lavorazione del petrolio.

Le emissioni naturali di questo composto sono pressoché nulle, per cui la sua

presenza in atmosfera è essenzialmente dovuta a processi di tipo antropico.

Tali processi sono riconducibili all’industria petrolifera ed alla combustione di

prodotti petroliferi, inclusi i carburanti. Infatti, il benzene, come altri

idrocarburi aromatici, costituisce una delle specie chimiche presenti nel petrolio

greggio. L’emissione da combustione di prodotti petroliferi è, soprattutto, il

consumo di carburanti, causano l’emissione in atmosfera di grandi quantità di

benzene, particolarmente nei centri urbani, ove, infatti, vengono registrate le

concentrazioni più elevate e, di conseguenza, ove sono previste le esposizioni

più elevate.



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Da alcuni casi conclamati di esposizione di lavoratori è stata messa in evidenza

la natura dannosa del benzene. Infatti, può causare avvelenamento cronico per

esposizione a concentrazioni relativamente basse, ed avvelenamento acuto

persino letale per esposizioni a forti concentrazioni. Le concentrazioni letali

sono vicine a 20.000 ppm, e provocano la morte entro un minuto, mentre

7500 ppm provocano la morte entro 30-60 minuti. L’intossicazione acuta si

manifesta rapidamente e presenta la seguente successione di sintomi:

ebbrezza, eccitazione psichica, nausea, vomito, alterazione del sensorio,

perdita della coscienza, sudorazione, convulsioni, ipotermia, paralisi dei centri

bulbari, morte.

L’avvelenamento può avvenire per contatto con la pelle che, perdendo il

grasso, conduce alla desquamazione secca e alla formazione di papule

vescicolari.

L’intossicazione cronica riduce l’attività emopoietica del midollo osseo, con

conseguente anemia. I sintomi sono: leucopenia, anemia, diminuzione delle

piastrine, astenia, pallore, dispnea da sforzo, manifestazioni emorragiche.

La massima concentrazione tollerabile nell’aria, per una esposizione di 8 ore

giornaliere, è di 20 ppm in volume (65 mg/m3).

Il 46% del benzene inalato viene trattenuto nel corpo ed è assorbito

rapidamente nel sangue. Il benzene è eliminato parzialmente per via

polmonare e nelle urine.

Per le ragioni sopra esposte il benzene può essere classificato come

cangerogeno genotossico.

Le sorgenti di benzene sono attribuibili alle attività antropiche; è quindi

possibile stimare grossolanamente quali possono essere i contributi relativi alla

sua emissione in atmosfera. La scarsissima quantità di dati disponibili e

l’assenza di alcuni inventari delle emissioni permette solo di stimare questi

contributi. Nella tabella seguente vengono riportate le stime dei vari contributi.



21

Tab. 2 Sorgente

Emissione %

Scarichi autoveicolari benzina 70 Scarichi autoveicolari Diesel 10 Evaporazione di carburanti da veicoli 13 Distribuzione dei carburanti 5 Altre combustioni 1 Processi industriali 1 Toluene Il toluene è un liquido incolore con caratteristico odore aromatico con formula

C7H8, è presente nelle benzine, dove i composti aromatici tendono a sostituire

gli additivi a base di piombo per motivi di inquinamento ambientale.

Dopo l’etilene , il benzene ed il propilene, nell’ordine, il toluene è il quarto

prodotto organico, come quantità, tra quelli utilizzati come materie prime.

Si ricava dal trattamento di frazioni petrolifere e, l’emissione nell’atmosfera

dipende quasi esclusivamente dalla combustione parziale dei prodotti

petroliferi.

Il toluene è un prodotto chimico di relativa tossicità. L’esposizione, se

prolungata, può essere pericolosa. Contaminazioni in parti del corpo con

toluene non sono nocive se rimosse rapidamente, mentre il contatto con gli

occhi può provocare gravi danni.

Xileni Gli xileni, cioè gli isomeri orto, meta, para, tutti di formula bruta C8H10 sono

composti aromatici della famiglia del benzene. Questi composti venivano

recuperati dai sottoprodotti della preparazione del coke metallurgico, con la

crescita della domanda come componenti di benzine ad alto numero di ottani, il

petrolio è divenuta la loro fonte principale, grazie ai processi di reforming.



22

L’emissione in atmosfera dipende, prevalentemente, come per il benzene e

toluene da parziale combustione dei prodotti petroliferi.

Sono dei prodotti chimici di relativa tossicità, e, a contatto delle pelle possono

determinare infiammazioni ed eritemi locali, mentre concentrazioni del vapore

superiori allo 0,1% nell’aria sono irritanti per gli occhi.

Carbonio monossido (CO)

Il monossido di carbonio “CO” più semplicemente noto come ossido di

carbonio, è un gas incolore ed inodore, si compone di molecole biatomiche

semplici, ognuna composta da un atomo di carbonio combinato con un atomo

di ossigeno. Nell’ambiente urbano piccole quantità di CO sono normalmente

presenti nell’atmosfera, originate dai gas di scarico delle automobili.

Effetti fisiologici molto importanti risultano principalmente dalla facilità con la

quale l’emoglobina del sangue si combina con il CO per formare la

carbossiemoglobina. La funzione essenziale dell’emoglobina è di trasportare

l’ossigeno dai polmoni ai tessuti, ed il CO combinandosi con quella impedisce

questa funzione. Questo è l’effetto principale, ma vi sono anche alcune

modifiche secondarie nella chimica del corpo che tendono a complicare la

situazione. Nella maggior parte dei casi il 10% del sangue può essere reso

inattivo senza che la persona ne soffra visibilmente. Una disattivazione del 10-

30 % provoca tuttavia mal di testa, nausea, svenimento e vomito; una del 30-

40% annebbiamento della vista, indebolimento della coordinazione muscolare;

una del40-60% è causa di debilità fisica e di confusione mentale che porta alla

perdita dei sensi; mentre con il 60% del sangue reso inattivo è probabile che

sopraggiunga la morte.

L’affinità del CO per l’emoglobina è circa 250 volte quella dell’ossigeno, e per

questo motivo piccole percentuali di CO riducono sensibilmente la capacità

ossidante del sangue.



23

E’ impossibile attribuire un valore preciso agli effetti prodotti in seguito

all’inspirazione di CO dall’aria perché essi dipendono dal peso corporeo e dal

grado di attività; tuttavia si possono considerare rappresentativi i dati riportati

nella tabella.

Condizioni di equilibrio di CO nel sangue Tab. 3

Aria inspirata (CO, %)

Saturazione del sangue (%)

0,008 10 0,017 20 0,03 30 0,045 40 0,07 50 0,105 60 0,16 70

Effetti fisiologici della percentuale di CO inspirata Tab. 4 0,01 % CO nell’aria Nessun effetto O,02 % CO nell’aria Mal di testa, rallentamento mentale entro poche ore 0,06 % CO nell’aria Mal di testa in meno di 1 ora, perdita dei sensi in 2 ore 0,1 % CO nell’aria Perdita dei sensi in 1 ora; effetto mortale entro 4 ore 7 – PARAMETRI PER LA CARATTERIZZAZIONE DELLA QUALITA’ DELL’ARIA L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha indicato come parametri di

controllo per la qualità dell'aria le concentrazioni di alcune sostanze presenti

nell'atmosfera. L'OMS, in campo internazionale, e il Ministero dell'ambiente,

per l'Italia, hanno stabilito quali sono i valori limite per tali parametri. Valori al

di sopra dei valori limite indicano che l'aria possiede un alto grado di

inquinamento.



24

Tabella 5. Valori limite di qualità dell’aria nell’ambiente esterno (D.P.C.M. del 28 Marzo 1983 n. 30 e D.P.R. del 24 Maggio 1988 n. 203) Inquinante

Valore limite

Biossido di zolfo (SO2) Mediana delle concentrazioni medie di 24 h nell’arco di 1 anno:80 µg/m3

Biossido di zolfo (SO2) 98° percentile delle concentrazioni medie di 24 h nell’arco di 1 anno:250 µg/m3 Biossido di zolfo (SO2) Mediana delle concentrazioni medie di 24 h rilevate durante l’inverno:130 µg/m3 Biossido di azoto (NO2) 98°percentile delle concentrazioni medie di 1h rilevate durante l’anno:200µg/m3 Ozono (O3) Concentrazione media di 1 h da non raggiungere più di una volta al mese:

200µg/m3 Monossido di C (CO) Concentrazione media di 8 h: 10 µg/m3

Concentrazione media di 1 h: 40 µg/m3 Piombo Media aritmetica delle concentrazioni medie di 24 h rilevate in 1anno:2 µg/m3 Fluoro Concentrazione media di 24 h: 20 µg/m3 Fluoro Media delle concentrazioni medie di 24 h rilevate in un mese: 10 µg/m3 Particelle sospese Media aritmetica di tutte le concentrazioni medie di 24 h rilevate nell’arco di 1

anno: 150 µg/m3 Particelle sospese 95° percentile di tutte le concentrazioni medie di 24 h rilevate nell’arco di 1

anno: 300 µg/m3 Idrocarburi totali (escluso il metano come C)

Concentrazione media di 3 h consecutive in periodo del giorno da specificarsi espressa secondo le zone a cura delle autorità regionali competenti: 200 µg/m3

(da adottarsi solo nelle zone e nei periodi in cui si siano verificati superamenti significativi dei valori dell’ozono)

Accanto a quelli limite, il Ministero ha definito i valori guida, cioè quelli che caratterizzano un'aria di buona qualità. Tabella 6. Valori guida di qualità dell’aria nell’ambiente esterno (D.P.R. del Maggio 1988 n. 203) Inquinante

Valore guida

Biossido di zolfo (SO2) Media aritmetica delle concentrazioni medie di 24 h nell’arco di 1 anno: 40- 60 µg /m3

Biossido di zolfo (SO2) Valore medio delle 24 h: 100-150 µg/m3 Biossido di azoto (NO2) 50° percentile delle concentrazioni medie di 1 h rilevate durante l’anno:50µg/m3 Biossido di azoto (NO2) 98° percentile delle concentrazioni medie di 1 h rilevate durante l’anno:

135µg/m3 Particelle sospese Media aritmetica delle concentrazioni medie di 24 h rilevate nell’arco di 1 anno:

40-60 µg fumo nero equivalente/m3 (1 Aprile- 31 Marzo) Particelle sospese Valore medio delle 24 h: 100-150 µmg fumo nero equivalente/m3 (dalle 00 alle

24 di ogni giorno).



25

8 - ANALISI DELL'ARIA: LE STRATEGIE E I METODI I parametri per la valutazione della qualità dell'aria La qualità dell'aria è stata valutata determinando le concentrazioni delle

seguenti sostanze inquinanti nell'atmosfera:

4 Monossido di carbonio

4 Benzene

4 Toluene

4 Etilbenzene

4 M-p-xileni

I siti delle misure Le misure sono state effettuate nei seguenti siti: 4 Via Padre Pio - Castrovillari

4 Piazza Mercato - Castrovillari

4 Piazza Municipio - Castrovillari

4 Variante di Morano Calabro

Le zone di Castrovillari scelte per le misure, sono tra loro diverse sia dal punto

di vista urbanistico che di traffico. Una situazione a parte è , poi, quella di

Morano Calabro, un piccolo centro collinare situato a pochi chilometri da

Castrovillari.

Alcuni rilievi sono stati eseguiti anche a Frascineto e a S. Basile.

Gli operatori

Le determinazioni sono state eseguite dagli alunni delle classi V Chimico A e V

Chimico B dell' I.T.I.S. "E. Fermi" di Castrovillari sotto la supervisione dei

docenti proff. G. Piloro e F. Volpe. Alle attività hanno preso parte gli alunni e i

docenti delle scuole medie di Morano C. e "E. De Nicola" di Castrovillari.



26

Durante gli esperimenti la consulenza tecnica è stata offerta dal Dr. B. Caruso

della CO.E.Co s.r.l., la ditta fornitrice delle apparecchiature.

Figura 7: Foto di gruppo della classe V Chimico A.



27

Figura 8: Misure a Morano Calabro.

La raccolta dei dati

Gli esperimenti sono stati condotti nel mese di novembre del 2001, in giorni

differenti nei diversi siti.

Per consentire a tutti gli studenti coinvolti di partecipare alle diverse attività, le

determinazioni sono state effettuate in orario scolastico, dalle ore 8,30 alle ore

13,30. Le rilevazioni sono state ripetute, in ogni postazione, ad intervalli di 15

minuti.

Determinazione del contenuto di monossido di carbonio. Principio del metodo Lo spettro di assorbimento del monossido di carbonio presenta un massimo in

corrispondenza della lunghezza d'onda 4,67 µm, la quale corrisponde a una

radiazione che cade nella regione dell'infrarosso (IR) dello spettro



28

elettromagnetico. L' intensità dell'assorbimento alla lunghezza d'onda λ di una

qualunque specie chimica dipende dalla sua concentrazione, attraverso la

seguente relazione ( Legge di Lambert e Beer):

A (λ)= ε b c

Nella quale A è l'assorbanza misurata alla lunghezza d'onda λ , ε è il

coefficiente di estinzione un parametro caratteristico della specie assorbente, b

il cammino ottico della radiazione e c la concentrazione della specie

assorbente.

Poiché ε è una costante per una data molecola e b è un parametro strutturale

dello strumento impiegato, è possibile determinare la concentrazione

desiderata misurando l'assorbanza:

c= costante x A (λ).

La concentrazione del monossido di carbonio è determinata misurando la

assorbanza a λ=4,67 µm e ricavando da essa la concentrazione applicando la

legge di Lambert e Beer.

Apparecchiatura e principio di funzionamento Le concentrazioni di CO nell'aria sono state determinate impiegando

l'analizzatore CO11M dell'ENVIRONMENT S.A..

Gli elementi caratteristici dell'apparecchiatura sono:

− Sorgente di radiazioni IR a larga banda ( IR transmitter)

− Disco rotante asservito da un motore elettrico (Correlation wheel)

− Cella di misura a multi-riflessione (optical bench)

− Canale di ingresso del campione da analizzare (Sample inlet)

− Rivelatore IR (IR detector)

− Pc

Il campione viene aspirato attraverso un tubo di PTFE collegato nel retro

dell'analizzatore e dotato di un filtro che trattiene le eventuali polveri. Il

campione è aspirato nella cella di misura mediante una pompa.



29

La sorgente di radiazione è costituita da un filamento riscaldato ad una

temperatura prefissata. La radiazione emessa è a larga banda e viene inviata

sul disco ruotante il quale è suddiviso in sei sezioni: 2 settori opachi, 2 settori

vuoti e 2 settori con cella di CO. La radiazione incidente passa

sequenzialmente attraverso le tre sezioni del disco rotante generando tre

diverse radiazioni sequenziali che giungendo al rivelatore generano tre

differenti segnali elettrici: un segnale di zero, corrispondente al settore opaco;

un segnale di "misura", corrispondente al settore vuoto; un segnale di

riferimento, corrispondente al passaggio attraverso la cella contenente una

concentrazione nota di CO alla pressione di 0,5. Il fascio di misura e quello di

riferimento, dopo avere attraversato la cella di misura sono filtrati con un filtro

interferenziale, in maniera da lasciare emergere una radiazione monocromatica

con λ=4,67 µm. L'azzeramento è effettuato rendendo uguali il segnale di

misura e quello di riferimento. Se il campione inserito nella cella di misura

contiene CO, il raggio di riferimento non risulta più attenuato , mentre lo è il

raggio di misura. Questa attenuazione provoca uno sbilanciamento misurato

dal rivelatore, dal quale, applicando la legge di Lambert e Beer, può essere

determinata la concentrazione di CO in ppm o in mg/m3. Il rivelatore è

costituito da una cella Pb-Se, raffreddata a -30 °C. Dopo pre amplificazione,

il segnale analogico è convertito in digitale e processato attraverso il pc.

Determinazione delle concentrazioni di benzene, toluene e xilene (BTX). Principio del metodo L'aria da analizzare è introdotta in un tubo contenente una sostanza che

adsorbe selettivamente i composti aromatici volatili, tra i quali il benzene, il

toluene e lo xilene. I gas adsorbiti vengono desorbiti dal substrato mediante

riscaldamento a 350 °C e poi inviati ad un gas cromatografo utilizzando come

gas di trasporto l'azoto. I componenti della miscela vengono separati e

identificati mediante l'analisi dei tempi di ritenzione. Ogni specie,infatti,

impiega un tempo caratteristico, denominato tempo di ritenzione, per migrare

dall'ingresso all'uscita della colonna cromatografica e giungere così al



30

rivelatore. Le concentrazioni delle diverse specie vengono determinate

calcolando, mediante processi di integrazione matematica, il valore dell'area

sottesa dai picchi caratterizzanti il cromatogramma.

Figura 9: cromatogramma con indicazioni per il tempo di ritenzione di diversi aromatici. Apparecchiatura e principio di funzionamento Per la determinazione del BTX è stato impiegato il misuratore VOC 71 M della

Environment S.A. combinato con un rivelatore a fotoionizzazione (PID=

photoionization detector). L'apparecchiatura comprende:

− Un sistema di campionamento

− Un gascromatografo con rivelatore PID

− Un pc per: a) la programmazione delle misure, b) l'acquisizione e c) la

rielaborazione dei dati.



31

Il campione di aria è introdotto in un tubo di campionamento contenente una

specie che adsorbe selettivamente i composti volatili e aromatici, i quali

vengono successivamente desorbiti per riscaldamento a 350 °C e vengono

inviati al gascromatografo utilizzando un gas inerte, in questo caso l'azoto,

come gas di trasporto. La miscela di composti volatili così ottenuta è

riadsorbita nel tubo di "pre-focussing", un tubo di silice contenente un

adsorbente poco selettivo rispetto alla dimensione delle molecole da adsorbire.

Mediante riscaldamento a 350 °C e ventilazione con azoto, la miscela BTX è

immessa nella colonna cromatografica ( EPA624). La separazione dei diversi

componenti avviene all'interno della colonna. Ogni specie, infatti, migra a una

velocità caratteristica. I gas all'uscita della colonna cromatografica giungono al

rivelatore PID, il quale genera una micro corrente che è amplificata da un

elettrometro e tradotta, tramite un adatto convertitore, in un segnale digitale

che può essere letto e elaborato dal microprocessore. I componenti della

miscela sono identificati attraverso il tempo di ritenzione, in questo caso

definito come il tempo che intercorre tra il desorbimento nel tubo di pre-

focussing e il tempo a cui una data specie giunge al rivelatore PID. Il benzene,

il toluene e i tre isomeri dello xilene sono riconosciuti dal microprocessore in

base ai tempi di ritenzione, mentre le loro concentrazioni sono determinate

attraverso l'integrazione dei picchi del cromatogramma.



32

Figura 10: Apparecchiature per la misura delle concentrazioni di monossido di

carbonio e di benzene, toluene, xilene e etilbenzene nell'aria.

Figura 11: Sistemazione della bombola contenente il gas di trasporto (azoto),

necessario per la misura delle concentrazioni di benzene, toluene, etilbenzene

e m-p-xilene.



33

9 - ANALISI DELL'ARIA: INTRODUZIONE AI RISULTATI

La concentrazione

La concentrazione è una grandezza chimico-fisica che è utilizzata per

esprimere la composizione di un miscuglio, cioè di un materiale derivante dal

mescolamento di diverse sostanze. Essa è la misura del rapporto tra la

quantità presente in un miscuglio di un componente e quella del miscuglio

stesso. Essa può essere definita in un numero diverso di modi e, pertanto,

espressa adottando unità di misura diverse.

Poiché i questo lavoro le concentrazioni sono state espresse in ppm e µg/mc,

si riportano di seguito le due definizioni necessarie a comprendere il significato

dei dati presentati.

Parti per milione (ppm)

Questa unità di misura è stata impiegata per esprimere la concentrazione del

monossido di carbonio così definita:

Milligrammi per metro al cubo (µg/mc)

In questo modo sono espresse le concentrazioni del monossido di carbono e

del benzene e dei suoi derivati. In questo caso la concentrazione è definita nel

modo seguente:

ricordando che 1 µg corrisponde a un milionesimo di grammo.

massa in grammi di COconcentrazione=

1000000 di grammi di aria

µg di solutoconcentrazione=

volume di aria in mc



34

Proprietà fisiche degli inquinanti rilevati

Il monossido di carbonio a temperatura ambiente è un gas. La sua presenza

nell' aria è dovuta alla combustione incompleta dei combustibili (benzina o

diesel).

Il benzene, il toluene, l'etilbenzene e gli xileni a temperatura ambiente sono

liquidi che bollono alle temperature riportate nel quadro informativo. Queste

sostanze sono tra i principali componenti della benzina e la loro presenza

nell'aria è provocata dalla loro mancata combustione, particolarmente a

motore freddo.

10 - ANALISI DELL'ARIA: I RISULTATI

Determinazione della concentrazione di monossido di carbonio

La concentrazione di monossido di carbonio è stata misurata ad intervalli

regolari di 15 minuti. I dati raccolti sono stati impiegati per costruire i grafici

di seguito riportati.

Quadro informativo

Punti di ebollizione

Benzene Toluene

Etilbenzene Xilene (isomeri)

80 °C 112 °C 136 °C ~ 138 °C



35

Concentrazioni del monossido di carbonio

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

8.30 9.00 9.30 10.00 10.30 11.00 11.30 12.00 12.30 13.00 13.30

Tempo (ore)

conce

ntr

azio

ne

(ppm

)

mercato Castrovillari

municipio Castrovillari

Padre Pio Castrovillari

Morano Calabro

CO

Figura 12: Variazione della concentrazione di monossido di carbonio rispetto al

tempo nei vari siti di misurazione.

I dati registrati a Castrovillari hanno un andamento similare: la concentrazione

di CO raggiunge un picco intorno alla 11. Prima delle 10.00 la concentrazione

di CO è molto più bassa, probabilmente a causa di un minore traffico

automobilistico nei dintorni dei siti di misura. Nelle prime ore del mattino,

l’aria a piazza mercato ha un più elevato contenuto di CO; questo è facilmente

spiegabile, visto che nei mercati le attività e, quindi, il traffico automobilistico,

cominciano molto presto.

Nettamente diversa si presenta la situazione a Morano Calabro: il tenore di

CO, infatti, rimane pressoché costante nell’arco della giornata e sempre a un

valore più basso di quelli relativi a Castrovillari. La posizione geografica di

Morano, situato in montagna e distante da grossi insediamenti civili e

industriali, è la ragione del basso contenuto di CO della sua aria.

I dati a disposizione non consentono di fare un confronto diretto con i valori

limite e i valori guida dei decreti ministeriali già citati, perché questi ultimi si

riferiscono a medie calcolate su valori misurati nell’arco di un’intera giornata.



36

Avendo il progetto lo scopo di sensibilizzare gli studenti al problema

ambientale, gli esperimenti sono stati condotti sempre in orario scolastico in

maniera da consentire il pieno coinvolgimento degli all ievi delle classi VA e VB

dell’ITIS “E. Fermi” e di quelli delle scuole medie di Morano e “E. De Nicola” di

Castrovillari. Nonostante ciò è possibile notare che in tutti i casi la

concentrazione di CO rimane sempre al di sotto dei valori limite. Nel caso di

Morano è addirittura possibile affermare che nell’arco dell’intera mattinata il

contenuto di CO dell’aria è sempre ben al di sotto del valore limite stabilito. I

dati registrati a S. Basile e a Frascineto sono simili a quelli relativi a Morano.

Figura 13: Misure in corso.



37

Determinazione della concentrazione di benzene, toluene e xilene (BTX)

I dati raccolti sono stati organizzati nei grafici che seguono.

Benzene

Concentrazioni del benzene

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

8.30 9.00 9.30 10.00 10.30 11.00 11.30 12.00 12.30 13.00 13.30

Tempo (ore)

conce

ntr

azio

ne

µg/m

3




Morano Calabro

Figura 14: Andamento della concentrazione di benzene rispetto al tempo nei

vari siti di misurazione.

Dal grafico è evidente che il tasso di benzene registrato in Via Padre Pio a

Castrovillari è molto più elevato di quelli misurati a qualunque tempo negli altri

tre siti e subisce delle variazioni osservabili nel l’arco della mattinata. I valori

più alti si misurano al mattino intorno alle 9.00, in corrispondenza delle ore di

ingresso delle scuole e degli uffici, e dopo le 12.30, quando gli studenti si

recano a casa e quando molti lavoratori tornano a casa per il pranzo. I valori

più bassi sono quelli relativi a Morano, dove il numero di abitanti, e quindi di

spostamenti in macchina e motorino, è molto inferiore.



38

A qualunque ora i valori rimangono in ogni caso ben più bassi dei valori limite e

guida.

Toluene

Concentrazioni del toluene

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

8.30 9.00 9.30 10.00 10.30 11.00 11.30 12.00 12.30 13.00 13.30

Tempo (ore)

conce

ntr

azio

ne

µg/m

3




Morano Calabro

CH3

Figura 15: Andamento della concentrazione di toluene rispetto al tempo

Le concentrazioni di toluene sono sempre più elevate di quelle del benzene,

qualunque sia il sito di misura. Nella mattinata il tosso di toluene varia in

maniera considerevole nei siti Via Padre Pio e mercato. Non a caso sono tra le

zone più trafficate di Castrovillari nelle ore di punto. Anche in questo caso i

valori misurati rimangono ben al di sotto dei valori limite e guida e la più bassa

concentrazione spetta a Morano.



39

m-p-xilene

Concentrazioni del m-p-xilene

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

8.30 9.00 9.30 10.00 10.30 11.00 11.30 12.00 12.30 13.00 13.30

Tempo (ore)

conce

ntr

azio

ne

µg/m

3




Morano Calabro

H3C

CH3

H3C CH3

Figura 16 : Andamento della concentrazione di m-p xilene rispetto al tempo

L’andamento del tasso di xileni è in quasi tutti i siti molto simile a quello del

toluene. Anche i valori misurati sono simili a quelli del toluene.



40

Etilbenzene

Concentrazioni del etilbenzene

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

8.30 9.00 9.30 10.00 10.30 11.00 11.30 12.00 12.30 13.00 13.30

Tempo (ore)

conce

ntr

azio

ne

µg/m

3




Morano Calabro

CH2 CH3

Figura 17: Andamento della concentrazione di etilbenzene rispetto al tempo

Le concentrazioni di etilbenzene seguono un andamento simile a quello del

benzene ma assumono valori sempre più bassi di quelli del benzene.

11 - ANALISI DELL'ARIA: CONCLUSIONI

• Le concentrazioni degli inquinanti in tutti i siti scelti per le misure risultano

al di sotto dei valori limite.

• Nell’arco della mattinata variazioni nelle concentrazioni degli inquinanti si

registrano in particolare nei siti Padre Pio e Piazza Mercato. Queste sono

facilmente correlabili a condizioni mutevoli del traffico.

• Le concentrazioni più basse, sia di monossido di carbonio che di benzene e

derivati, sono state rilevate a Morano, un centro abitato più piccolo di

Castrovillari e situato in montagna.



41

• La qualità dell’aria è da ritenersi soddisfacente e dipende sia dalle

caratteristiche geografiche del sito che dalle attività che vi si svolgono e

dalle variazioni di temperatura.

Considerazioni importanti

I risultati qui presentati sono parziali. Un’analisi più dettagliata richiede:

• Misure eseguite su 24 ore.

• Misure effettuate in condizioni climatiche differenziate, quindi in stagioni

diverse.

• Raccolta di dati presso altri centri nell’hinterland di Castrovillari.

RINGRAZIAMENTI

Si ringraziano i Proff. Raffaella Aloe e Domenico Sestito per la fattiva

collaborazione al Progetto, ed il Dirigente scolastico, Prof. Vittorio Castriota,

per la disponibilità e la sensibilità mostrata.

BIBLIOGRAFIA 1 – Pessina V., L'impatto ambientale dell'inquinamento atmosferico e radioattivo”, a cura del PMP dell'USL n. 4 Parma Bassa Est. 2 –Caselli M., L’inquinamento atmosferico, Editori Riuniti, 1989. 3 – Colin Baird, Chimica Ambientale, Zanichelli, 1997. 4 – AA. VV., Enciclopedia della Chimica UTET.

controllo inquinamento ambientale...controllo dell’inquinamento ambientale 6 la troposfera,...

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