CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi...

31
Inquinamento L'inquinamento è un'alterazione dell'ambiente, di origine antropica o naturale, che produce disagi o danni permanenti per la vita di una zona e che non è in equilibrio con i cicli naturali esistenti. Non esiste una sostanza di per sé inquinante ma è l'uso di qualsiasi sostanza o un evento che possono essere inquinanti. DEFINIZIONE DI INQUINAMENTO: è inquinamento tutto ciò che è nocivo per la vita o altera in maniera significativa le caratteristiche fisico-chimiche dell'acqua, del suolo o dell'aria, tale da cambiare la struttura e abbondanza delle associazioni dei viventi o dei flussi di energia e soprattutto ciò che non viene compensato da una reazione naturale o antropica adeguata che ne annulli gli effetti negativi totali.

Transcript of CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi...

Page 1: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Inquinamento

L'inquinamento è un'alterazione dell'ambiente, di origine antropica o naturale, che produce disagi o danni permanenti per la vita di una zona e che non è in equilibrio con i cicli naturali esistenti.

Non esiste una sostanza di per sé inquinante ma è l'uso di qualsiasi sostanza o un evento che possono essere inquinanti.

DEFINIZIONE DI INQUINAMENTO:è inquinamento tutto ciò che è nocivo per la vita o altera in maniera significativa le caratteristiche fisico-chimiche dell'acqua, del suolo o dell'aria, tale da cambiare la struttura e abbondanza delle associazioni dei viventi o dei flussi di energia e soprattutto ciò che non viene compensato da una reazione naturale o antropica adeguata che ne annulli gli effetti negativi totali.

Page 2: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Inquinamento

Esistono molti tipi di inquinamento suddivisi a seconda del tipo di inquinamento (inquinamento dell'aria, acqua, suolo, chimico, acustico, elettromagnetico, luminoso, termico, genetico, nucleare,…) o della causa dell'inquinamento (inquinamento naturale, domestico, urbano, agricolo, industriale, biologico,…).

Benché possano esistere cause naturali che possono provocare alterazioni ambientali sfavorevoli alla vita, il termine inquinamento si riferisce in particolare alle attività antropiche.

Page 3: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Generalmente si parla di inquinamento quando l'alterazione ambientale compromette l'ecosistema danneggiando una o più forme di vita.

Allo stesso modo si considerano atti di inquinamento quelli commessi dall'uomo ma non quelli naturali (emissioni gassose naturali, ceneri vulcaniche, aumento della salinità).

Quando si parla di sostanze inquinanti solitamente ci si riferisce a prodotti della lavorazione industriale (o dell'agricoltura industriale) tuttavia è bene ricordare che anche sostanze apparentemente innocue possono compromettere seriamente un ecosistema: per esempio del latte o del sale versati in uno stagno. Inoltre gli inquinanti possono essere sostanze presenti in natura e non frutto dell'azione umana. Infine ciò che è velenoso per una specie può essere vitale per un'altra: le prime forme di vita immisero nell'atmosfera grandi quantità di ossigeno come prodotto di scarto per esse velenoso.

Una forte presa di coscienza sui problemi causati dall'inquinamento industriale (ed in particolare dai cancerogeni) è avvenuta nel mondo occidentale a partire dagli anni settanta. Già negli anni precedenti tuttavia si erano manifestati i pericoli per la salute legati allo sviluppo industriale

Page 4: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Il contesto

In teoria tutte le attività e l'ambiente costruito dall'uomo hanno costituito e costituiscono inquinamento dell'ambiente naturale, in quanto interagiscono con lo stesso e ne mutano la sua conformazione originaria. In pratica, se il costruito è in armonia con la struttura naturale, come lo è stato per millenni, si crea un nuovo sistema in equilibrio, che non danneggia il primitivo stato, ma anzi può portare ad una valorizzazione dell'ambiente in sé.

Se qualcosa costituisca inquinamento spesso dipende dal contesto: lo sviluppo massiccio di alghe e la conseguente eutrofizzazione di laghi e zone costiere è considerata inquinamento quando è alimentata da sostanze nutrienti provenienti da scarichi industriali, agricoli o residenziali.

L'ossido d'azoto prodotto dall'industria è spesso considerato inquinante sebbene la sostanza in sé non sia dannosa. In effetti è l'energia solare che lo trasforma in smog.

Le emissioni di biossido di carbonio sono talvolta considerate inquinamento sulla base del fatto che hanno portato a un cambiamento climatico globale che prende il nome di effetto serra. Ma poiché tali affermazioni sono molto discusse, soprattutto negli ambienti politici conservatori di alcuni paesi occidentali come gli Stati Uniti, in molti contesti ci si riferisce al biossido di carbonio con il termine neutro di emissioni.

Page 5: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Inquinamento: locale e globale

Esistono un inquinamento a livello locale e uno a livello globale. In passato si pensava che solo il primo costituisse un problema. Per esempio la combustione del carbone produce un fumo che in concentrazioni sufficienti può essere un pericolo per la salute. La teoria era che quando l'inquinante fosse sufficientemente diluito non potesse causare danni. Negli ultimi decenni ci si è resi conto che alcuni tipi di inquinamento costituiscono un problema globale.

Per esempio l'attività umana, soprattutto i test nucleari, hanno consistentemente alzato il livello di radiazione di fondo in tutto il mondo, cosa che può portare a problemi di salute umana. La consapevolezza dei due tipi di inquinamento ha portato alla nascita di un movimento ambientalista che cerca appunto di limitare l'impatto umano sull'ambiente.

Page 6: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

In tutti i casi di inquinamento possiamo individuare delle sorgenti (i produttori) e dei recettori.

Gli effetti sui recettori sono differenti a seconda dei tempi di esposizionebrevi (secondi-minuti), medi (ore-giorni) o lunghi (mesi-anni).

Per quanto riguarda la tossicità sull'uomo, uno dei parametri più utilizzati è la cosiddetta DL50, ovvero la dose che uccide il 50% di individui sottoposti a tale dose. Le unità di misura dei DL50 sono milligrammi di sostanza per kilogrammo di peso dell'individuo: si tratta di una misura della tossicità acuta.

In base a questo parametro le sostanze si dividono in:scarsamente tossiche (ad esempio l'alcool etilico, DL50 = 10000 mg/kg); moderatamente tossiche (ad es. il sale da cucina, DL50 = 4000 mg/kg); molto tossiche (ad es. DDT, DL50 = 100 mg/kg); super tossiche (ad es. tossina del botulino, DL50 = 0,00001 mg/kg).

Si può notare come tra le sostanze più tossiche in natura ci siano quelle naturali. Tra gli elementi ed i composti chimici i più tossici (per ingestione) sono:Selenio, dose letale media 5 mg/kg Cianuro, dose letale media 10 mg/kg Mercurio, dose letale media 23 mg/kg Arsenico, dose letale media 45 mg/kg Bario, dose letale media 250 mg/kg

Page 7: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Per quanto riguarda la tossicità cronica possiamo invece individuare:sostanze cancerogene, in grado di provocare il cancro.

Sono poche le sostanze scientificamente dimostrate essere cancerogene, tra esse ricordiamo fibre di amianto, composti del cromo esavalente, cloruro di vinile, benzopirene (un tipo di diossina, catrame nel fumo di sigarette, raggi X e UV;

sostanze teratogene, in grado di provocare malformazione sui feti; tra queste: mercurio metile, composti del piombo, alcool, dietilstilbestrol (DES), talidomide, raggi X;

sostanze mutagene, in grado di innescare delle mutazioni che possono portare al cancro; tra queste: composti di piombo e mercurio, benzo(a)pirene, gas nervino, raggi X e UV.

Page 8: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Le principali sostanze tossiche che si possono avere nell'atmosfera sono: arsenico, amianto, benzene, cadmio, tetracloruro di carbonio, cromo, diossano, dibromuro e dicloruro di etilene, piombo inorganico nichel, nitrosoammine, percloroetilene, idrocarburi policiclici aromatici (IPA), cloruro di vinile, clorofluorocarburi (CFC). Inoltre uno dei maggiori agenti inquinanti presenti nell'aria è il particolato prodotto dalle combustioni, che viene suddiviso in base al diametro medio in micron.

Page 9: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Legislazione InternazionaleL'agenzia intergovernativa IARC, International Agency for Research on Cancer, è l'organismo internazionale, che tra i vari compiti svolti, detta le linee guida sulla classificazione del rischio relativo ai tumori di agenti chimici e fisici. Con sede a Lione, la IARC è parte dell'Organizzazione mondiale della sanità OMS, o WHO World HealthOrganization delle Nazioni Unite. La IARC conserva una serie di monografie sui rischi cancerogeni di svariati agenti.ItaliaIn Italia le Agenzie Regionali per la Protezione Ambientale si occupano della protezione dell'ambiente. La legislazione è di norma conforme alle direttive europee.

Stati UnitiL'EPA è l'Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti che dovrebbe stabilire dei livelli di esposizione accettabile ai contaminanti. Una delle indicazioni date è quella sulla cancerogenicità cioè sulla possibilità che una sostanza ha di causare il cancro. I livelli variano da non cancerogeno, probabile cancerogeno, cancerogeno riconosciuto e sconosciuto. Per molte sostanze si stanno discutendo le relative soglie di esposizione, e in alcuni stati più attenti si sono elaborate liste alternative di sostanze pericolose. Ad esempio in California il CalEPA Office of Environmental Health Hazard Assessment ha elaborato fin dal 1986 una lista di sostanze di cui si richiedono informazioni di etichettatura.Nonostante la buona legislazione rispetto all'Europa i livelli di inquinamento in USA sono superiori. Negli Stati Uniti la multa massima per aver scaricato rifiuti tossici è di 25.000 dollari, una cifra che molte grandi industrie possono permettersi di affrontare senza per questo essere costrette a prendere provvedimenti.

Page 10: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Agenzie Regionali per la Protezione Ambientale

ARPA è l'acronimo delle Agenzie Regionali per la Protezione Ambientale.Istituite dalla Legge 61 del 1994 di conversione del decreto legge 496/93, che affidò compiti ad apposite "Agenzie Regionali" la vigilanza e il controllo ambientale in sede locale. La legge 61/94 istituì inoltre l'ANPA (Agenzia Nazionale per la Protezione dell'Ambiente), poi APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale) con l'incarico di indirizzo e di coordinamento delle Agenzie regionali e delle Province autonome. Negli anni successivi tutte le regioni italiane e le province autonome si dotarono di proprie Agenzie.Aree di attenzione dell'ARPA

AcquaAmbiente naturaleClimaSaluteAmiantoRadonAriaBonificheCampi

elettromagneticiGeologia e Dissesto Radiazioni ionizzantiSmaltimento dei rifiutiRischio industrialeInquinamento acusticoInquinamento

luminosoSuoloSismologiaValutazione di Impatto AmbientaleVenetoContabilità ambientale

Page 11: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale

L'ISPRA, acronimo di Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale, è un ente di ricerca italiano nato nel 2008 dall'accorpamento di tre enti controllati dal ministero dell'Ambiente, l'APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i Servizi Tecnici), l’ICRAM (Istituto Centrale per la Ricerca scientifica e tecnologica Applicata al Mare) e l’INFS (Istituto Nazionale per la Fauna Selvatica) al fine di razionalizzare l'attività svolta dai suddetti tre organismi e snellire per assicurare maggiore efficacia alla protezione ambientale anche nell'ottica del contenimento della spesa pubblica.

L'ISPRA dipende dal Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare. L'istituzione dell'ISPRA è avvenuta con la Legge 6 agosto 2008 n. 133 di conversione, con modificazioni, del Decreto legge 25 giugno 2008 n. 112

http://www.apat.gov.it/

Page 12: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)
Page 13: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Il tipo di alterazione sui sistemi idrici può essere di natura chimica o batterica, e le conseguenze possono arrivare a mettere in pericolo la salutedella flora e della fauna coinvolta, fino agli uomini, nuocendo al sistema ecologico, alle riserve idriche per uso alimentare, e compromettendo le attrattive turistiche di alcune aree o ostacolare altri usi legittimi delle acque.

L'inquinamento idrico è causato da numerosi e differenti fattori quali:-scarichi diretti o indiretti di attività industriali-scarichi diretti o indiretti delle normali attività umane (come i liquami domestici) -scarichi che giungono nei fiumi, laghi e mari dai grandi centri urbani senza opportuno trattamento

Page 14: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Inquinamento idrico è anche lo scarico in bacini idrici di acque a temperature molte elevate, provenienti dai sistemi di raffreddamento delle fabbriche e delle industrie, che portano allo squilibrio dello stato termico dell'acqua e uccidono le forme di vita presenti in essa.

L'inquinamento fluviale da parte degli scarichi agricoli causa l'eutrofizzazione dove i fosfati e i nitrati rilasciati alimentano le alghe che consumano ossigeno e soffocano la vita animale e vegetale.

Page 15: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

L'inquinamento delle acque oceaniche è sviluppato oltre che dalla dispersione di idrocarburi (provocati dal rovesciamento di cisterne navali), anche da alcuni sottomarini a propulsione nucleare che, rimasti affondati sui fondali, col passare del tempo vengono corrosi dalla salsedine, con conseguente rilascio di sostanze radioattive.L'ecosistema viene intaccato da ciò che l'uomo rifiuta e adopera: le grandi crociere sono responsabili del 77% di tutti gli scarichi delle navi , percentuale che include liquami vari, plastiche, perdite di carburante e gas di scarico.

Page 16: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Acque reflue

Le acque reflue sono le acque che,dopo l'utilizzo in attività domestiche,industriali e agricole, rifluiscono.

Sono chiamate anche "acque di scarico".

Page 17: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Secondo il D.lgs n. 152/99 e s.m.i. le acque reflue vengono definite nel seguente modo:

Classificazione in base all'origineAcque reflue domestiche: provenienti da insediamenti residenziali o servizi (metabolismo umano e attività domestiche) Acque reflue urbane: acque reflue domestiche o un miscuglio di queste con le cosiddette acque di ruscellamento (acque meteoriche, acque di lavaggio delle strade,…) Acque reflue industriali: provenienti da attività industriali o commerciali.

Sostanze presenti nelle acque reflueSostanze galleggianti sono oli, grassi, schiume e, in generale, i composti insolubili più leggeri dell'acqua. Sostanza sospese sono quelle insolubili di densità uguale o superiore a quella dell'acqua, mantenute in sospensione dalla turbolenza. Sostanze disciolte sostanze solubili in acqua (Sali, composti polari in genere)Materiali biologici sono rappresentati dagli organismi animali e vegetali presenti nell'acqua.

Page 18: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Caratterizzazione acque reflueCome è facile immaginare è impossibile individuare tutti i tipi delle suddette sostanze in un'acqua reflua, così tali acque sono caratterizzate attraverso la determinazione di una serie di parametri fisici, chimici e biologici molti dei quali sono presenti sia in acque reflue di origine civile e industriale, mentre alcuni sono presenti soltanto in acque reflue di origine industriale.

Parametri usati per caratterizzare un'acqua reflua

Parametri fisici•Temperatura

•Conducibilità elettrica •Solidi •Colore •Odore

Parametri chimici

•pH •Alcalinità

•Richiesta di O2: COD, BOD, TOD •TOC

•Azoto: Ammoniacale, Organico, Nitriti, Nitrati •Fosforo: Ortofosfati, Polifosfati, Organico

•Oli e grassi •Oli minerali •Tensioattivi

•Sostanze tossiche •Ossigeno disciolto

Parametri biologici

•Coliformi totali •Coliformi fecali

•Streptococchi fecali •Escherichia coli

•Salmonelle

Page 19: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

COD Chemical oxygen demand

In chimica, COD è l'acronimo di chemical oxygen demand (in italiano letteralmente "domanda chimica di ossigeno").

Il suo valore, espresso in milligrammi di ossigeno per litro, rappresenta la quantità di ossigeno necessaria per la completa ossidazione dei composti organici ed inorganici presenti in un campione di acqua. Rappresenta quindi un indice che misura il grado di inquinamentodell'acqua da parte di sostanze ossidabili, principalmente organiche.

La legge italiana consente lo scarico nei sistemi fognari di acqua il cui COD non sia superiore a 125 mg/L.

Acque aventi valori superiori devono essere previamente trattate in modo da rimuoverne gli inquinanti.

Page 20: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

BOD Biochemical oxygen demand

La domanda biochimica di ossigeno, nota anche come BOD, rappresenta una misura del contenuto di materia organica biodegradabile presente in un campione d'acqua.

Può essere usato per stimare le qualità generali dell'acqua e il suo grado di inquinamento ed è un parametro usato nella gestione della qualità dell'acqua e nella depurazione. È spesso usato come parametro di misura per valutare l'efficienza per gli impianti di trattamento acque reflue. Per la sua misura sono disponibili in commercio numerosi kit d'analisi di semplice utilizzo.

Valori di BOD tipici:Un fiume incontaminato ha valori di BOD-5 < 1 mg/l.

Un fiume moderatamente inquinato ha valori di BOD-5 fra i 2 e gli 8 mg/l.

L'acqua di scarico trattata efficacemente da un impianto di depurazione acque reflue ha valori di BOD di circa 20 mg/l.

L'acqua di scarico non trattata ha valori variabili, mediamente attorno ai 600 mg/l, ma spesso anche maggiori come nel caso degli scarichi di industrie casearie (2000 mg/l) o delle acque di vegetazione degli oleifici (>5000 mg/l).

Il valore di BOD-5 medio degli scarichi influenti in un impianto di depurazione per liquami urbani è all'incirca di 200 mg/l.

Page 21: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Total oxygen demand

Il Total oxygen demand (TOD) - in Italiano Richiesta totale di ossigeno - rappresenta la quantità totale di ossigeno necessaria per la completa ossidazione dei composti organici ed inorganici presenti in un campione di acqua. I valori ottenuti vengono espressi in milligrammi di ossigeno per litro e rappresentano quindi un indice del grado di inquinamento dell'acqua da parte di sostanze ossidabili, principalmente organiche.

Nelle analisi di TOD il campione d'acqua viene inoculato assieme a una portata di gas con una quantità definita di ossigeno, in una zona di reazione a elevata temperatura (circa 900°C) e in presenza di un catalizzatore. Durante le misurazioni di TOD vengono ossidati anche composti che non contengono carbonio, come solfati e nitrati.Il TOD viene usato molto raramente in laboratorio, dove gli si preferisce il COD ma è diffuso nel campo degli analizzatori in linea.

Total organic carbon

Il Total organic carbon - in italiano Carbonio organico totale, spesso abbreviato in (TOC) - è una misura della quantità di carbonio legato in un composto organico ed è spesso utilizzato come indicatore non-specifico della qualità delle acque o nell'analisi dei fumi risultanti dai processi di combustione come indice del livello di completezza della combustione stessa.

Page 22: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Depurazione

La depurazione è il sistema tecnologico che si realizza e si attiva per eliminare dai corpi liquidi e gassosi sostanze estranee o inquinanti. Si svolge un processo composto da una serie di azioni programmate di carattere meccanico, fisico e biologico.La depurazione dell'acqua occupa uno spettro molto ampio:Trattamento degli scarichi urbani Trattamento degli scarichi industriali

Alcuni dei risultati ottenibili : abbattimento dell'ammoniaca, dell'azoto, dello zolfo, dei metalliin soluzione, eliminazione fosfati ecc.ecc.

Nella depurazione degli scarichi urbani si procede linearmente a stadi successivi nei

quali avvengono specifiche azioni e reazioni: ossidazioni (fisico, meccaniche e

microbiologiche), riduzioni (microbiologiche), filtraggi, disinfezioni finali (acido cloridrico,

ozono, raggi ultravioletti).

Si osservi che, comunque, tutti i processi coinvolti nel ciclo depurativo non sono altro che gli stessi che avvengono normalmente in natura e non sono altro che massimizzati in velocità e resa all'interno dell'impianto di depurazione.Esistono ovviamente anche depurazioni del suolo o sottosuolo o, più in generale, di ogni altro sistema inquinato; in ogni caso l'aria e l'acqua, riguardando la loro caratteristica di necessità alla vita sulla terra, rimangono preponderanti come classi degli impianti di depurazione.

Page 23: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Impianto di depurazione

Il trattamento di depurazione dei liquami urbani consiste in una successione di più fasi:

Separazione delle sostanze inquinanti dal liquido, concentrandole sotto forma di fanghi, dà luogo ad un effluente finale di qualità tale da renderlo idoneo allo sversamento nel recapito finale (terreno, lago, fiume, mare, ecc.) senza che questo ne possa subire danni;

Trattamento dei fanghi in modo da consentirne il corretto smaltimento.Trattamento dei liquami o linea acque

trattamento primario o meccanicotrattamento secondario o ossidativo o biologicotrattamento terziariodisinfezione

Trattamento dei fanghi o linea fanghiaddensamentodigestionecondizionamentodisidrazionesmaltimento

Page 24: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Tipico impianto di depurazione

Page 25: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

1. Griglia grossolana 2. Pozzetto di sollevamento 3. Griglia fine (<= 5 mm) 4. Dissabbiatura – disoleatura5. Decantazione primaria 6. Denitrificazione 7. Ossidaz. + nitrificaz. a microbolle

8. Decantatore secondario a pianta circolare, flusso radiale, lama raschiafango, ecc. 9. Disinfezione (attiva) 10. Ricircolo fanghi 11. Ricircolo torbida aerata 12. Ispessitore fanghi 13a. Digestore anaerobico dei fanghi 13b. Digestore aerobico 14a. Disidratazione per drenaggio 14b. Disidratazione meccanica fanghi

Schema di un depuratore

Page 26: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

La potabilizzazione dell'acqua:

consiste nella rimozione delle sostanze contaminanti dall'acqua grezza, proveniente da invasi artificiali, per ottenere acqua potabile che sia pura abbastanza per il normale consumo domestico o per usi industriali, e viene applicata a monte delle reti di adduzione idrica facendo passare tali acque attraverso svariate tipologie impiantistiche di rimozione del materiale organico ed inorganico, attraverso metodi fisici, chimico-fisici e biologici in base al tipo di sostanza da eliminare dal liquame in ingresso impianto. Le sostanze che sono rimosse durante il procedimento comprendono parassiti, batteri, alghe, virus, funghi, alcuni minerali (incluso alcuni metalli pesanti), e alcune sostanze chimiche inquinanti prodotte dall'uomo.

Page 27: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

In generale la depurazione delle acque avviene per:

migliorare sapore, odore e colore

diminuire la durezza

rimuovere nutrienti quali azoto e fosforo

ridurre il BOD, COD e TOC

rimuovere solidi sospesi e sedimentabili

rimuovere patogeni tramite disinfezione

Tuttavia il fatto che l'acqua sia per natura un solvente rende alquanto problematica l'efficace eliminazione di moltissime sostanze indesiderate.

Page 28: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Tipologie di potabilizzaione

La sedimentazione consiste nel condurre l'acqua in apposite vasche nelle quali le particelle di dimensione superiore ai 10 micron, grazie alla forza di gravità, si depositano sul fondo formando i cosiddetti fanghi di sedimentazione. L'acqua decantata tracima in una conduttura mentre un sistema di palette favorisce l'accumulo dei fanghi sul fondo delle vasche. Lo scopo del trattamento è quello di eliminare la torbidità e la colorazione che è causata dalle particelle in sospensione.

La coagulazione consiste nel trattare l'acqua con elettroliti opportuni (solfato di alluminio, solfato ferrico, cloruro ferrico, ecc.) che dissociandosi liberano ioni Al3+ o Fe3+. Questi, combinandosi con le particelle colloidali, formano sostanze più voluminose che precipitanocome rispettivi idrossidi (anch'essi molto voluminosi) che assorbono anche altre impurezze. Le reazioni sono del tipo: Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 → 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2

Con questo procedimento si eliminano le particelle di dimensione inferiore ai 10 micron ancora in sospensione.

Page 29: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

La filtrazione può essere lenta o rapida e serve a eliminare le particelle ancora presenti dopo i due procedimenti precedenti.

L'aerazione consiste nell'insufflare aria nell'acqua allontanando in questo modo le sostanze gassose indesiderate. L'ossigeno inoltre ossida ioni quali quelli ferrosi e manganosi e le eventuali sostanze organiche.

Per ossidare preventivamente queste ultime si può usare per esempio l'ozono o il cloro. L'aerazione viene utilizzata allo scopo di eliminare odori e sapori sgradevoli.

Page 30: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Il trattamento biologico a fanghi attivi: si realizza nelle vasche un sistema dinamico aerobico controllato, che riproduce in ambiente artificiale gli stessi meccanismi biologici che avvengono in natura (ad esempio lungo il corso di un fiume) per la depurazione delle acque inquinate da sostanze organiche biodegradabili

I filtri a carbone attivo hanno la capacità di adsorbire il cloro e tutte le sostanze adsorbibili per via chimico-fisica nei micropori di tale carbone, che può avere anche una superficie specifica di 1000 metri quadri per ogni grammo di carbone attivo che si presenta in forma granulare o in polvere, restituendo un'acqua priva di tutte le particelle adsorbite. Per uso alimentare questo è molto importante: infatti ricerche mediche hanno accertato che le caratteristiche ossidanti del cloro favoriscono l'insorgenza di tumori allo stomaco e all'intestino. I filtri a carbone tuttavia non modificano le concentrazioni dei sali minerali, e perciò lasciano passare senza alcuna alterazione anche sostanze indesiderate: per esempio i nitrati, i nitriti, i solfati, molti metalli pesanti, eccetera. In commercio esistono diversi filtri a carboni attivi con diverse tipologie di carboni impiegati e differenti densità filtranti. Per applicazioni domestiche i filtri a carboni devono essere certificati.

Page 31: CHIMICA AMBIENTALE E BENI CULTURALI...APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

I purificatori ad osmosi inversa sono apparecchi complessi, composti di più stadi che basano il proprio principio sul superamento della pressione osmotica tra 2 acque con concentrazioni diverse di salinità e altri composti presenti nell'acqua.

Gli addolcitori : sono apparecchi che riescono efficacemente a rimuovere il calcare dall'acqua, sostituendo i cationi di calcio e magnesio con i cationi sodio. Per ottenere questo, l'acqua viene fatta passare attraverso minuscole sferette di resine scambiatrici preventivamente caricate con cloruro di sodio (sale); durante il passaggio le sferette rilasciano il sodio, adsorbendo il calcio e il magnesio. I vantaggi di questa operazione sono grandi, in quanto il sodio non tende a precipitare sulle tubazioni; in questo modo si riesce ad ottenere un funzionamento più efficiente e privo di guasti alle condutture idriche e agli elettrodomestici, con notevoli risparmi di energia elettrica, di sapone e di detersivi. Tuttavia gli addolcitori non depurano l'acqua, e la forte quantità di sodio dell'acqua addolcita ne sconsiglia fortemente l'uso alimentare.