Consumo mondiale

1° paese produttore di:Gas naturale: Russia con 197 Gm³;Petrolio: Arabia Saudita 10% dei consumi mondiali;Carbone: Cina.

1° paese consumatore di :Petrolio sono gli USA con il 24,6% Gas naturale sono gli USA e la Russia con il 36%

Combustibili fossili e l’ambiente

Inquinamento dell’aria

Effetto serra

Modificazione degli equilibri

Inquinamento dell’aria

Ossidi di azoto

Ozono

PTS o PM10

Monossido di carbonio

Benzene

Ossidi di zolfo

Stiamo modificando gli

equilibri

animali

fotosintesi

sole

Produzione di energia

interramento

Carbonio fossilePetrolio, carbone e gas

AtmosferaAnidride carbonica

combustione

respirazione

piante

Microrganismi

CO2

CO2

CO2

CO2

CO2

150 anni

25 milioni di anni

Effetto serra

Prodotti di combustione

• Il calore generato innalza la temperatura a valori tali per cui i partecipanti alla reazione emettono radiazione elettromagnetica con lunghezze d'onda comprese nel campo del visibile.

• Le zone di reazione ci appaiono allora luminose e si parla di fiamme

Prodotti di combustione

Nelle combustioni in aria si ha la formazione di acqua liquida o vaporizzata e di anidride carbonica dovuta alla presenza di carbonio e idrogeno nei combustibili

Ma non solo !!!

Prodotti di combustione

• Se l'aria non è sufficiente ad ossidare completamente il carbonio si ha presenza, più o meno elevata, di ossido di carbonio, prodotto tipico delle combustioni in atmosfera povera di ossigeno

Gas di combustione

I gas di combustione sono quei prodotti della combustione che rimangono allo stato gassoso anche quando raggiungono, raffreddandosi, la temperatura ambiente di riferimento (15°C)

Ossido di carbonio L’esposizione in ambienti contenenti l’1,3% di monossido di carbonio produce incoscienza quasi istantaneamente e la morte dopo pochi minuti. La percentuale dello 0,15% per 1 ora o dello 0,05% per 3 ore può risultare mortale. La percentuale dello 0,4% è fatale in meno di 1 ora.

Gas di combustione

Prodotti di combustione

Altri prodotti di reazione sono derivati:

• dello zolfo presente in quasi tutti i combustibili • di gas inerti come l'azoto • di gas derivanti dalla decomposizione termica di

eventuali sostanze organiche

Sostanza Prodotti tossici Prodotti maggiormente tossici

PVC CO-CO2-HCl-Benzene-Toluene

HCl-CO

Poliammidi CO-CO2-HCN HCN-CO

Poliesteri CO-CO2- HCN –HCl(per i materiali clorurati)

HCN-CO

Resine fenoliche CO-CO2-Fenolo e derivati CO-Fenolo

Poliacrilici CO-CO2-Metacrilato di metile

CO-Metacrilato di metile

Polistirene CO-CO2-Toluene-Stirene-Benzene-Idrocarburi aromatici

CO -Idrocarburi aromatici

Legno e derivati CO-CO2 CO

Lana CO-CO2-HCN CO-HCN

Prodotti di combustione

Prodotti di combustione

e infine vi sono incombusti e residui minerali che vanno a formare i fumi

Inquinanti atmosfericicaratteristiche fisiche

•Gas

•Liquidi

•Solidi

•Aerosols: polveri (fini < 10),esalazioni (0,001-1), fumo (< 0,5), mist (0,1-50), nebbia (> 1), smog, nuclei di condensazione (<0,1 )

Inquinanti atmosfericicaratteristiche chimiche

Classe Inquinanti primari Inquinanti secondari

Composti contenenti zolfo SO2, H2S SO3, H2SO4, MeSO4

Composti contenenti azoto NO, NH3 NO2, HNO3, MeNO3

Ossidi di carbonio CO, (CO2 **) -

Composti organici C1-C5, aromatici, policiclici aldeidi, chetoni, acidi

Alogeni HCl, HF -

** Normalmente non è considerato inquinante

•Coefficiente di Henry o tensione di vapore (volatilità)

•Solubilità

CombustioniC + O2 CO2

CxHy + (x + 1/4 y) O2 x CO2 + ½y H2O

- combustioni incomplete o “fredde” ( CO, Particelle e Idrocarburi incombusti, intermedi di ossidazione)

- impurezze o additivi dei combustibili ( SO2 , SO3 , piombo tetraetile, BTX, ceneri)

-a T elevata (>850°C) ossidazione dell’N atmosferico ad NO:

N2 + O2 2 NO(a T ambiente la [NO] di equilibrio è di soli 1,1•10-11 ppm)

- a T elevata (Inceneritori), produzione di PCDD e PCDF da clorurati

Fattori che condizionano la dispersione, il trasporto e la deposizione di

inquinanti

Dispersione

• turbolenza termica (convettiva): movimenti verticali turbolenza meccanica (asperità): movimenti orizzontali (venti)

•stabilità atmosferica (profilo termico, inversioni)

Inventario delle emissioni per Inventario delle emissioni per sorgenti %sorgenti %(CORINAIR 1990)(CORINAIR 1990)

Inventario delle emissioni per Inventario delle emissioni per sorgenti %sorgenti %(CORINAIR 1990)(CORINAIR 1990)

FONTE: Europe’s Environment Statistical Compendium

EUR 12(except new German Lnder)

SO2 NOx NMVOC CH4 CO CO2 N2O NH3

Public power etc. 52 18 26 4

Combustion commercial,residential etc.

6 4 3 1 10 18 2

Industrial combustion 25 11 6 22 2

Production processes 4 2 6 5 5 24 3

Extraction anddistribution of fossil fuels

1 6 5 5 24 3

Solvent use 25

Road transport 4 51 34 1 65 18 2

Other mobile sourcesand machinery

3 12 3 4 3

Waste treatment anddisposal

1 1 1 24 6 1 1 1

Agriculture 4 34 1 1 33 95

Nature 5 17 24 3 6 32 2

Emissioni totali della Regione Emissioni totali della Regione LombardiaLombardia

(Risultati INEMAR del 15 Maggio 2000) (Risultati INEMAR del 15 Maggio 2000)

Emissioni totali della Regione Emissioni totali della Regione LombardiaLombardia

(Risultati INEMAR del 15 Maggio 2000) (Risultati INEMAR del 15 Maggio 2000)

* emissioni da traffico lineare stimate tramite estrapolazione dei dati Corinair 1990

Regione SO X NO X NMCOV CH 4 CO CO 2 N2 O NH 3

ton/anno ton/anno ton/anno ton/anno ton/annokton/annoton/anno ton/anno

1produzione di elettricità, impianti di cogenerazione e riscald.41,486 23,574 579 595 1,898 13,513 1,667 2

2combustioni commerciali, istituzionali e residenziali 5,979 15,760 9,952 7,342 119,546 16,622 1,644

3combustioni industriali e processi con combustioni 21,152 47,176 2,681 730 36,407 13,053 1,097 7

4processi diversi dalla combustione 14,978 7,163 57,431 48 53,529 251 24 875

5estrazione e distribuzioni combustibili 12,362 52,850

6uso dei solventi 132 175,559 37 0

7trasporti stradali (traffico diffuso + traffico lineare *)3,924 130,844 72,676 2,139 320,309 14,282 1,494 1,328

8altre modalità di trasporto 1,772 16,791 2,489 48 6,988 899 370 2

9trattamento rifiuti e acque reflue 294 979 58 133,380 399 598

10agricoltura 1,123 161 212,880 5,922 101,788

11 natura 443 1,947 29,963 55,976 62 443

Totale 90,029 245,489 363,911 410,013 595,090 59,218 12,279 104,445

L’andamento delle concentrazioni degli inquinanti

Fonte : Rapporto 2001 sulla qualità dell’aria di Milano

Concentrazioni medie annuali a Milano

0

50

100

150

200

250

Anni

SO

2 N

O 2 N

O P

TS

(µ

g/m3 )

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

C6H

6 O

3 (µ

g/m

3 )

CO

(m

g/m3 )

SO2 NO2 PTS NO CO C6H6 O3

Fonte: ARPA

Fonte: ARPA

Fonte: ARPA

Fonte: ARPA

Fonte: ARPA

Fonte: ARPA

Fonte: ARPA

Fonte: ARPA

Fonte: ARPA

Fonte: ARPA

Fonte: ARPA

Fonte: ARPA

Soglia di attenzione

Soglia di allarme

Biossido di azoto(NO2)

200 g/m3

Conc. media orariaDPR 203/88

400 g/m3

Misurati su 3 ore cons.DM 60/02

Monossido di carbonio

(CO)

10 mg/m3

Conc. media su 8 oreDPCM 28/3/83

_

Biossido di zolfo(SO2)

130 g/m3

Conc. media su 24 oreDPR 203/88

500 g/m3

Conc. media su tre ore cons.

DM 60/02

Ozono(O3)

180 g/m3

Conc. media orariaDM 25/11/94

360 g/m3

Conc. media orariaDM 25/11/94

PM10 50 g/m3

Conc. media su 24 oreDM 60/02

_

VALORI DI SOGLIA – NORMATIVA IN VIGORE

Inquinante Valore limite per la protezione della salute umana

Data alla quale il valore limite deve essere raggiunto

Biossido di azoto (NO2) su base oraria: 200 g/m3 (da non superare più di 18 volte all’anno)su base annuale: 40 g/m3

1° gennaio 2010

Monossido di carbonio (CO) Media massima giornaliera delle medie sulle 8 ore: 10 mg/m3

1° gennaio 2005

Polveri fini (PM10)FASE 1: su base giornaliera: 50 g/m3 da non superare più di 35 volte all’annosu base annuale: 40 g/m3

1° gennaio 2005

Polveri fini (PM10) FASE 2:su base giornaliera: 50 g/m3 da non superare più di 7 volte all’annosu base annuale: 20 g/m3

1° gennaio 2010

Benzene (C6H6)su base annuale : 5 g/m3

Valore limite attuale su base annuale: 10 g/m3

1° gennaio 2010

Valori limite – normativa in vigore e in fieri

SummarySummary

sulfur dioxide: no problem

lead: no problem

carbon monoxide no problem

benzene diminishing problem

nitrogen dioxidenitrogen dioxide serious serious problemproblem

PM10 severe problem severe problem (to be tackled on local and European level)

ozoneozone serious problem, serious problem, (to be tackled mainly on European level)