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Zero Spreco - San Zeno - Arezzo - 31 Maggio 2018

Ing. Michela Bassi

Gestione ambientale S.r.l – A.I.S.A. Impianti S.p.a.

INQUINAMENTO ATMOSFERICO

L’inquinamento atmosferico può essere:

✓Di origine naturale (ad esempio in occasione di eruzioni vulcaniche o incendi boschivi ecc)

✓Di origine antropica (derivante dalle attività umane)

Si parla di INQUINAMENTO

ATMOSFERICO quando vengono introdotte nell’atmosfera sostanze chimiche che ne

alterano la sua composizione naturale


L’ATMOSFERA

L’atmosfera è la componente gassosa della

biosfera e rappresenta il

mezzo fondamentale per l’esistenza delle piante e degli animali


INVERSIONI TERMICHELe inversioni termiche sono fenomeni atmosferici che

impediscono il normale rimescolamento delle masse d’aria.


PRINCIPALI INQUINANTI ATMOSFERICI

1. Monossido di Carbonio

Il monossido di Carbonio (CO) è un gas incolore e inodore prodotto dalla combustione incompleta delle sostanze contenenti carbonio, che si verifica in assenza di O2.

Le zone di più probabile accumulo sono in prossimità delle sorgenti di traffico. Le condizioni più favorevoli al

ristagno degli inquinanti si verificano nei periodi invernali.


PRINCIPALI INQUINANTI ATMOSFERICI2. Ossidi di azotoComprendono il monossido (NO) e il biossido di azoto (NO2).

L’azoto e l’ossigeno presenti in aria reagiscono, ad elevate temperature, formando monossido di azoto, il quale ossidandosi a sua volta forma biossido di azoto secondo le seguenti reazioni

Durante il processo di combustione magra (ricca di O2) si hanno come reazioni collaterali tali reazioni



2. Ossidi di azoto

OSSIDI DIAZOTO

In presenza di altri inquinanti, quali per esempio gli idrocarburi, l’ozono e altri radicali liberi prodotti per reazioni di foto-dissociazione, si possono innescare un complesso di reazioni chimiche che portano alla formazione dello SMOG FOTOCHIMICO

In condizioni meteorologiche di stabilità e di forte insolazione (primavera-estate), le radiazioni ultraviolette possono determinare la DISSOCIAZIONE DEL BIOSSIDO DI AZOTO e LA FORMAZIONE DI OZONO.



3. OzonoL’Ozono (O3) è un tipico inquinante secondario che si forma nell'atmosfera in seguito alle reazioni fotochimiche a carico di inquinanti precursori prodotti dai processi di combustione (NOX, idrocarburi, aldeidi)



3. OzonoLe zone di più probabile accumulo sono in prossimità delle aree rurali, lontano dalle sorgenti di emissione degli NOX.

Le concentrazioni ambientali di O3 tendono ad aumentare durante i periodi caldi e soleggiati dell'anno. Nell'arco

della giornata, i livelli sono bassi al mattino (fase di innesco del processo fotochimico) raggiungono il massimo

nel primo pomeriggio e si riducono progressivamente nelle ore serali con il diminuire della radiazione solare.



4. Particolato atmosfericoInsieme di tutte le particelle solide o liquide che restano in sospensione nell'aria. Il particolato sospeso totale rappresenta un insieme estremamente eterogeneo di sostanze la cui origine può essere primaria (emesse come tali) o derivata (da una serie di reazioni fisiche e chimiche).

In generale l’inquinamento da PM è di tipo diffuso, si può riscontrare sia nei siti di traffico

che nelle aree rurali. Il particolato atmosferico si presenta prevalentemente nel periodo invernale,

quando sono più frequenti le condizioni di ristagno degli inquinanti atmosferici.



4. Particolato atmosfericoIl particolato atmosferico è composto da una grande varietà di sostanze, i principali costituenti possono essere raggruppati in quattro macro-gruppi:

Ioni inorganici, prevalentemente costituiti da solfati, nitrati e ioni ammonio - frazione fine

Componente carboniosa, composta da carbonio organico ed elementare – frazione fine

Materiale geologico (ossidi di alluminio, silicio, calcio, titanio e ferro), aerosol marini e acqua – frazione grossolana

Materiale biologico (pollini, batteri, spore e frammenti vegetali) – frazione grossolana



4. Particolato atmosferico



5. Ossidi di zolfoSono costituiti essenzialmente da anidride solforosa (SO2) e in minima parte da anidride solforica (SO3). Rappresentano i tipici inquinanti delle aree urbane e industriali dove l'elevata densità degli insediamenti ne favorisce l'accumulo soprattutto in condizioni meteorologiche di debole ricambio delle masse d'aria.

Le emissioni di origine antropica sono dovute prevalentemente all'utilizzo di combustibili solidi e liquidi contenenti zolfo, sia

come impurità, sia come costituenti nella formulazione molecolare del combustibile.

E’ comunque da notare che in seguito alla diffusa metanizzazione degli impianti di riscaldamento domestici il contributo inquinante degli ossidi di zolfo è notevolmente diminuito nel corso degli anni.



6. COVNM – Composti organici volatili non metanici

I composti organici volatili non metanici includono gruppi diversi con comportamenti fisici e chimici diversi. Si classificano come COVNM, infatti, sia gli idrocarburi contenenti carbonio ed idrogeno come unici elementi (composti alifatici e composti aromatici) sia composti contenenti ossigeno, cloro o altri elementi tra il carbonio e l'idrogeno, come gli aldeidi, eteri, alcool, esteri, clorofluorocarburi (CFC) ed idroclorofluorocarburi(HCFC). Lo stato di aggregazione (solido, liquido e gassoso) in cui possono presentarsi e la loro reattività dipendono dalla diversa struttura molecolare. Sono precursori dell'ozono troposferico.



6. COVNM - BenzeneIl Benzene (C6H6), idrocarburo aromatico tipico costituente delle benzine, è un liquido incolore e dotato di un odore caratteristico. L’inquinamento da benzene si riscontra generalmente nei siti di traffico. L’inquinamento da benzene si presenta prevalentemente nel periodo invernale, quando sono più frequenti le condizioni di ristagno degli inquinanti atmosferici.

La principale fonte di emissione è rappresentata dagli autoveicoli:

in particolare, circa l'85% viene immesso nell'aria con i gas di scarico e il 15% rimanente per evaporazione del combustibile e durante

le operazioni di rifornimento.



7. Idrocarburi Policiclici AromaticiGli Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA) sono costituiti da due o più anelli aromatici condensati e derivano dalla combustione incompleta di numerose sostanze organiche.

Sono presenti ovunque in atmosfera; vengono prodotti dalla combustione incompleta di

materiale organico e derivano dall’uso di olio combustibile, gas, carbone e legno nella

produzione di energia.Gli idrocarburi policiclici aromatici sono molto

spesso associati alle polveri sospese

L’inquinamento da IPA si presenta prevalentemente nel periodo invernale, quando sono più frequenti le condizioni di ristagno degli inquinanti atmosferici.



8. DiossineCon il termine “diossine” si fa normalmente riferimento a sostanze diverse con caratteristiche chimiche e proprietà simili:

le policlorodibenzodiossine (PCDD, diossine)I policlorodibenzofurani (PCDF, furani)

Le diossine sono formate da due anelli aromatici uniti tra loro da ponti ossigeno (due per le PCDD, uno solo per i PCDF) e caratterizzati dalla sostituzione di uno o più atomi di idrogeno con atomi di cloro.

Sono inquinanti organici persistenti (POP)

riconosciti a livello internazionale dall’UNEP



8. Diossine

Sono composti organici caratterizzati da elevata tossicità, semivolatilità, bioaccumulabilità e resistenza al

degrado

Il loro campo termico di formazione è compreso tra i 300

e i 400 °C. La loro completa distruzione si ha con temperature superiori a 800 °C in presenza di

ossigeno


SMOG FOTOCHIMICO

L’inquinamento provoca la presenza di smog fotochimico nelle zone urbane.

Miscuglio di gas inquinanti che si forma nella bassa atmosfera per azione della luce solare sulle emissioni antropogeniche (in particolare gli ossidi di azoto e gli idrocarburi emessi dagli scarichi dei

veicoli), con produzione di gas chimicamente reattivi dannosi per gli organismi viventi.


SMOG FOTOCHIMICO


EFFETTO SERRA


BUCO DI OZONO (O3)

Nell’atmosfera esiste un situazione di equilibrio dinamico tra Ossigeno (O2) e Ozono (O3). L’ozono si forma negli strati superiori dell’atmosfera dove è più intensa l’azione della radiazione ultravioletta derivante dal sole. L’energia fornita dai raggi ultravioletti provoca la scissione della molecola di O2 in due atomi O. L’Ozono si forma dalla combinazione di una molecola di O2 con un atomo di O.

La radiazione ultravioletta viene filtrata dalla cappa di ozono e non raggiunge la superficie terrestre dove risulterebbe dannosa per gli organismi viventi vegetali ed animali.A partire dagli anni 50 è stata notata in Antartide una sostanziale diminuzione di Ozono nell’atmosfera (buco di ozono). Attualmente sembra che i responsabili della diminuzione dell’Ozono siano principalmente i CFC (clorofluorocarburi), composti artificiali di cloro e fluoro utilizzati come refrigeranti, propellenti per bombolette spray, solventi e schiumogeni.


LE PIOGGE ACIDE

Per convenzione si considera acida una precipitazione con

pH inferiore a 5.6, valore assunto come normale per le

acque di precipitazione atmosferica

EFFETTI SUGLI ECOSISTEMI ACQUATICI

EFFETTI SUL SUOLO

EFFETTI SULLE FORESTE


CO RIPARTIZIONE DELLE FONTI DI EMISSIONE

Dati tratti dall’inventario delle sorgenti di emissione della Regione Toscana (IRSE) anno 2010

Le fonti antropiche sono costituite dagli scarichi delle automobili, soprattutto a benzina,dagli impianti di combustione non industriali, dalle industrie e raffinerie di

petrolio, dalle fonderie


NOX RIPARTIZIONE DELLE FONTI DI EMISSIONE


Le fonti antropiche, rappresentate da tutte le reazioni di combustione, comprendono principalmente gli autoveicoli, e le macchine in generale, le

centrali termoelettriche e il riscaldamento domestico


NOX E AUTOVEICOLI

Gli ossidi di azoto si formano in presenza di temperature molto elevate, quando c’è ossigeno a disposizione.

Nello specifico, la principale causa che porta alla formazione degli NOx durante la combustione è costituita dall’ossidazione dell’azoto presente nell’aria, ossidazione che avviene grazie alle alte temperature raggiunte nella zona di reazione e nella massa dei gas già combusti, che favorisce l’associazione dell’azoto N2 con l’ossigeno O2 formando monossido di azoto NO. Il successivo drastico abbassamento di temperatura, riscontrabile nella fase terminale della combustione, congela la reazione sopra descritta impedendo la riassociazione dell’azoto e dell’ossigeno, scaricando quindi a valle il sottoprodotto NO e favorendo l’emissione di ossidi di azoto NOx.

Nei diesel la miscela aria-carburante è magra e quindi si generano facilmente NOX


PARTICOLATO ATMOSFERICOI particolati presenti in atmosfera provengono in buona parte anche da processi naturali (eruzioni vulcaniche e l’azione del vento sulla polvere e sul terreno), ma la sorgente principale è da ricercarsi nell’attività dell’uomo, tipicamente l’industria delle costruzioni (particelle di polvere), le fonderie (ceneri volatili) e i processi di combustione incompleta. Per quanto riguarda gli impianti di combustione fissi il maggior contributo è fornito dalle centrali termoelettriche non dotate di adeguati sistemi di abbattimento mentre tra i processi industriali quelli metallurgici occupano il primo posto nell’emissione di tale inquinante, seguiti dall’industrie della lavorazione delle pietre e del cemento. Il traffico urbano contribuisce sia a causa del processo di combustione sia attraverso la lenta polverizzazione dei pneumatici, dei freni e dell’asfalto.


PARTICOLATO ATMOSFERICO


Emissione di PM10 a livello nazionale. Fonte Sinanet – ISPRA – Banca dati SNAP

PM10 RIPARTIZIONE DELLE FONTI DI EMISSIONE



PM10 RIPARTIZIONE DELLE FONTI DI EMISSIONE



PM2,5 RIPARTIZIONE DELLE FONTI DI EMISSIONE


RISCALDAMENTO DOMESTICO E PARTICOLATO

Il particolato primario è in parte un prodotto della combustione incompleta, in quanto costituito prevalentemente da carbonio e generato, attraverso reazioni successive, a partire da composti organici semplici derivanti dal combustibile che non riesce a bruciare completamente.

Distribuzione degli impianti combustibili in Italia – fonte ISTAT 2014


RISCALDAMENTO DOMESTICO E PARTICOLATO

Fattori di emissione di riferimento per diversi combustibili considerati in impianti di combustione di piccola-media taglia.

Fonte: Elaborazioni Innovhub stazioni sperimentali per l’industria


AUTOVEICOLI E PARTICOLATO

Le emissioni di particolato fine e ultrafine da fonti mobili sono fortemente dipendenti dalla tipologia e configurazione del motore,

dalle caratteristiche del combustibile utilizzato, dalle modalità di utilizzo del veicolo e dalla presenza e tipologia degli interventi motoristici e dei dispositivi di depurazione dei gas di scarico



SOX RIPARTIZIONE DELLE FONTI DI EMISSIONE



COVNM RIPARTIZIONE DELLE FONTI DI EMISSIONE


DIOSSINE RIPARTIZIONE DELLE FONTI DI EMISSIONE

Emissione di Diossine a livello nazionale. Fonte Sinanet – ISPRA – Banca dati SNAP


La presenza di un’elevata densità di attività antropiche ed emissive in un ambiente con caratteristiche di dispersione non pronunciate può generare variazioni significative della qualità dell’aria in ambito locale:

Tipici esempi di infrastrutture in cui sono rilevabili criticità ambientali sono:

le aree urbane,

le reti stradali

i poli industriali.


INQUINAMENTO ATMOSFERICO E INCENERITORI

Il progetto MONITER

nei limiti degli strumenti di ricerca disponibili, gli effetti ambientali e sanitari degli inceneritori di rifiuti urbani presenti in regione.

La complessa serie di indagini ha preso nome di MONITER (Monitoraggio degli inceneritori nel territorio dell’Emilia Romagna) ed è stata condotta in collaborazione di ARPA Emilia Romagna affiancata da apporti provenienti da altri centri di ricerca e Università.

Nel 2007 la Regione Emilia Romagna decise di effettuare una serie di indagini intese a chiarire,



Il progetto MONITER

Una prima fase del progetto si è concentrata sulla caratterizzazione di quanto viene emesso oggi dai camini di un inceneritore esistente dotato delle migliori tecnologie attualmente disponibili, ed esercito al meglio.

Per quanto riguarda al raffronto con i limiti di legge i

risultati delle misure effettuate nell’ambito del progetto

evidenziano che un inceneritore dotato delle migliori

tecnologie ad oggi disponibili ed esercito al meglio emette

particolato, diossine, furani, idrocarburi policiclici

aromatici e metalli pesanti in misura di molto

inferiore agli attuali valori limite di emissione

San Zeno – Arezzo - 31 Maggio 2018


Le particelle ultrafiniDa uno studio condotto nel 2010 dal Politecnico di Milano risulta che:

le concentrazioni di particelle ultrafini (PU) rilevate all’emissione dei termovalorizzatori risultano generalmente inferiori a quelle presenti nell’aria ambiente dei siti dove insistonoNei termovalorizzatori le concentrazioni di PU misurate risultano sistematicamente inferiori di almeno due ordini di grandezza rispetto a quelle rilevate dalla combustione di legna e gasolio in caldaie civili (concentrazioni medie allo scarico comprese nell’intervallo 103 – 105 particelle/cm3 per i termovalorizzatori e comprese nell’intervallo 106 – 107 particelle/cm3 per caldaie a combustibili solidi e liquidi) e di poco superiori a quelle prodotte dalle caldaie a gas naturale sempreché siano mantenute in perfetta efficienzaIl depolveratore a tessuto (filtro a maniche) si conferma un potente strumento di depolverazione anche per le componenti ultrafini.



Le particelle ultrafini


Ing. Michela Bassi

Gestione ambientale S.r.l – A.I.S.A. Impianti S.p.a.

“Grazie per l'attenzione”



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