Apprezzabile presenza di vapor d’acqua

Atmosfera

massa d'aria che circonda la terra, con caratteristiche

fisiche e chimico-fisiche variabili con l'altezza

Parametri da considerare: temperatura, pressione,

densità, tipologia e natura chimica dei costituenti

TROPOSFERA e STRATOSFERA

potenzialmente “inquinabili”

Struttura termica

verticale dell'atmosfera

STRATOSFERA: Temperatura aumenta con altezza

Riscaldamento per assorbimento UV dell'ozono

TROPOSFERA: Temperatura diminuisce con altezza

Il 99% della massa è

localizzato entro i Km30

la suddivisione in strati è in

relazione a temperatura/

densità che derivano dalle

interrelazioni nell'aria, tra

processi fisici e fotochimici

poli 7- equatore 15 km

ESOSFERA

Garantisce H2O allo stato

solido e impedisce la

perdita di H per

fotodissociazione Massa atm.=

5.14x1015ton=

1/1000.000msTerra

Variazione di P (linea intera) e T

(linea tratteggiata) con l'altitudine

Una particella con un

cammino libero medio

di 1 x 10–6 cm al livello

del mare ha un

cammino libero medio

> 1 x 106 cm ad

un'altitudine di 500 km,

dove la pressione è più

bassa di molti ordini di

grandezza (sostanze

reattive+ stabili)

1-5%

in proporzioni

estremamente

variabili

Particolato (inorganico: processi di erosione, aerosol marino ecc.)

(organico: pollini, fibre vegetali e animali)

INQUINAMENTO ATMOSFERICO

alterazione quali-quantitativa dell’aria per un tempo tale da influire sul

benessere della persona e da causare danni a piante, animali e cose

Scale spaziali e temporali di trasporto e trasformazione di inquinanti

MICROSCALA < 1 km, secondi-minuti

• effetti aerodinamici ostacoli → edifici, canyon, rugosità

Alterazioni acute della qualità dell’aria (traffico)

PICCOLA SCALA < 10 km, ore

• massimo impatto inquinanti primari

Alterazioni acute della qualità dell’aria (sorgenti puntiformi, aree

urbane ed industriali)

MESOSCALA 10-100 km, ore-giorni

• produzione inquinanti secondari in atm- Ozono troposferico

MACROSCALA > 100 km

• trasporto e diffusione non omogenei

precipitazioni acide, inquinamento transfrontaliero

SCALA GLOBALE

• alterazioni globali composizione atmosfera

effetto serra, assottigliamento strato di ozono stratosferico

quando l’inquinante si modifica

per reazione con altri inquinanti

e/o con componenti dell’aria

Gli agenti inquinanti possono essere distinti in:

PRIMARI quando mantengono le loro

caratteristiche una volta immessi

SECONDARI

E ancora in:

Gas e vapori

Particolato componenti solide e liquide degli aerosol

Macroinquinanti

Microinquinanti

Concentrazione:

Inquinanti primari

•SO2 (combustibili contenenti zolfo: carbone, gasolio)

•CO (combustione incompleta, veicoli a benzina in fase di

decelerazione, combustioni da impianti fissi)

•particolato (PTS, PM 10 , PM 2,5 ) (fuliggini di combustione,

usura freni, pneumatici, asfalto, emissioni industriali –

lavorazione metalli, superfici, attività estrattive)

•NO (ossidazione dell’N 2 atmosferico nei processi

di combustione da impianti fissi e mobili)

Inquinanti secondari per effetto di meccanismi fotochimici complessi e tipici del sito

(insolazione, tipologia emissioni)

•O 3

•NO 2

•Composti organici reattivi

Reattività chimica degli inquinanti atmosferici

residui inorganici della combustione

Gli aerosol ( compreso tra 0.01e100) possono essere distinti

prodotti della combustione incompleta costituiti

da particelle solide e liquide CARBONIOSE FUMI

CENERI VOLANTI

Polveri PTS

NEBBIE

ARTIFICIALI

costituite da composti in fase liquida (nebbie a

base organica di notevole persistenza e

opacità formate per la bassa tensione di

vapore degli idrocarburi olefinici

distinte in base al in sedimentabili (>10 )

e inalabili(≤10) che comprendono anche la

frazione respirabile ( ≤ 2.5 )

>10 µm processi meccanici naturali

(erosione, vento)

1 - 10 µm fonti naturali (terreno e sali marini)

polveri e combustione

0,1 - 1 µm combustione e aerosol fotochimici

< 0,1 µm processi di combustione

Diametro

particolato Provenienza tipica

se < 10 µm particelle inalabili

SORGENTI D’INQUINAMENTO

sono rappresentate da

PROCESSI DI COMBUSTIONE

USURA DEI MATERIALI

LAVORAZIONI INDUSTRIALI

(sia da impianti stazionari che mobili (produzione di

energia, riscaldamento, traffico motorizzato

Responsabili della contaminazione di fondo presente

indifferentemente in tutti i centri urbani

Emissioni di contaminanti diversi dal punto di vista quali-quantitativo

Differentemente distribuiti sul territorio

Disponibilità di sistemi tecnologici per il contenimento delle emissioni

Combustibile sotto forma di gas o vapore

Miscela ideale combustibile-comburente

Combustione a temperatura ideale

condizioni ideali per una perfetta combustione

CO2 e H2O (in quantità trascurabili) CO e NOx

Nelle combustioni incomplete si liberano oltre a

CO ed NOx

Fumi altamente inquinanti (goccioline di

catrame, idrocarburi, residui carboniosi,

ceneri)

Costituiti da particellato sedimentabile

(imbrattamento) e non sedimentabile

la diluizione avviene prevalentemente

entro 3- 4 m dal suolo

SORGENTI MOBILI PUNTIFORMI

attive tutto l’anno

l’emissione avviene a 30-50 cm dal suolo

emissioni nettamente differenziabili in base al tipo di motore

Motore a scoppio tipo Otto

ad accensione comandata Uso di miscele ricche

Diesel

ad accensione spontanea Uso di miscele povere

combustione reale combustione ideale

marmitta catalitica ossidante ossidazione di HC par e CO

riduzione di NO marmitta catalitica trivalente o a 3 vie

rapporto ideale aria/benzina

rapporto stechiometrico

14,7/1

Per ottenere l’abbattimento del 90% degli inquinanti

temperatura di esercizio

tra 300 e 900°C

assenza di Pb e S

iniezione elettronica

FAP

Euro5

deposizioni secche

AUTODEPURAZIONE DELL’ATMOSFERA

deposizioni umide

Meccanismi di Rimozione

rain-out inglobamento in gocce di pioggia in formazione

wash-out inglobamento in gocce di pioggia già formate

Meccanismi di trasformazione degli inquinanti:

ossidazioni, riduzioni, neutralizzazioni

evaporazione, condensazione,

sublimazione, nucleazione

chimici

chimico-fisici

temperatura, soleggiamento, venti ecc.)

DISPERSIONE DEGLI INQUINANTI è dovuta a:

Caratteristiche delle Sorgenti

altezza, temperatura delle emissioni

Condizioni Meteorologiche

Orografia della zona

La dispersione può essere:

VERTICALE

ORIZZONTALE

correlata al tipo di Gradiente

Termico Verticale

correlata al regime dei venti

• avvezione operata dal vento dominante

(trasporto orizzontale di masse d’aria

• diffusione turbolenta (soprattutto nelle

direzioni trasverersale al vento domin.

Nella bassa atmosfera il gradiente termico verticale (GT)

determina lo sviluppo di moti verticali favorendo il

rimescolamento e la dispersione degli inquinanti

Stabilità atmosferica e dispersione degli inquinanti

processo adiabatico

= senza scambio di

energia con le masse

d’aria circostanti

La temperatura della massa d’aria dipende dalla Pressione:

se P aumenta T aumenta (compressione)

se P diminuisce T diminuisce (espansione)

GTA = -0,976 °C/100m

Il moto verticale delle masse d’aria dipende dallo scostamento

tra gradiente termico reale (GT) in atmosfera (fz delle condizioni

meteoclimatiche) e GTA

Moto verticale dell’aria

T massa d’aria > T atm forza di galleg. esalta i moti

verticali

T massa d’aria < T atm frena i moti verticali

Gradiente termico superadiabatico

GT>GTA atmosfera instabile

I moti verticali dell’aria sono esaltati,

rapida dispersione degli inquinanti

Gradiente termico subadiabatico

GT<GTA atmosfera instabile

I moti verticali dell’aria sono smorzati, limitazione nella

dispersione degli inquinanti

atmosfera molto stabile = SOTERMIA

Si verifica in particolari condizioni meteo-climatiche

favorisce il ristagno degli inquinanti e

Fenomeni acuti di inquinamento i movimenti ascensionali richiederebbero energia

INVERSIONE TERMICA