Emissioni non inquinanti

EMISSIONI NON INQUINANTI

L'atmosfera è composta per il 78% di N2, il 21% di O2, poi Ar2, CO2 e altri gas. La troposfera è lo strato a diretto

contatto con la superficie terrestre, mentre a 15 km di distanza c'è la stratosfera che con lo strato di O3 ci protegge

dai raggi UV (220-320 nm). L'aspetto fondamentale dell'atmosfera è il suo potere ossidante, dovuto all'ossigeno

presente, che permette l'ossidazione di tutti quelle sostanze derivanti da processi biologici o comunque di origine

naturale (CO, SO2 e altri). In realtà questi composti non reagiscono direttamente con l'ossigeno, bensì con il

radicale libero ossidrile, che si forma dalla reazione del vapore acqueo con atomi eccitati di ossigeno, a loro volta

formatisi con la fotolisi dell'ozono (troposfera).

O3 → O2 + O (eccitato)

O (eccitato) + H2O → 2OH (radicale ossidrile)

EMISSIONI INQUINANTI

Possono essere distinti in base alla loro origine in primari e secondari:

•Primari → sono quelli emessi direttamente dalle fonti che li producono (NOx, SOx,CO, COV, composti

organo clorurati, PM10, PM2,5)

•Secondari → derivano dalla trasformazione di quelli primari (O3, PAN, HNO3, HNO2, formaldeide)

Oppure possono essere distinti per la loro concentrazione:

•Macroinquinanti → sono i più diffusi (mg/m3) e sono rappresentati da particolato, HCl, CO, NOx, SOx,

HF e metalli pesanti

•Microinquinanti → sono tossiche anche a concentrazioni basse e sono rappresentati da COV, clorobenzeni,

clorofenoli, IPA (Idrocarburi Policiclici Aromatici), PCB (poli cloro bifenili), PCDD (diossine), PCDF

(furani).

MACROINQUINANTI

Particolato/polveri: sono particelle in sospensione comprese tra 1 e 100 micron. Possono trasportare sostanze

tossiche o pericolose e sono emesse da fonti naturali, come eruzioni e incendi, dal traffico veicolare, ovvero la

combustione dei motori a scoppio, o anche dalle emissioni industriali.

Se sono < 10 micron vengono dette inalabili (vie aeree superiori), < 2,5 invece sono dette respirabili (alveoli

polmonari).

HCl: prodotto finale della combustione con la presenza di cloro (PVC).

CO: gas tossico, inodore e incolore formato dalla combustione di sostanze organiche in carenza di ossigeno; per

l'uomo è letale perché quando viene respirata si lega all'emoglobina e arriva alle cellule senza l'O2 che in realtà

serve all'organismo.

Ossidi di azoto (NOx):

•NO (monossido d'azoto) è un gas tossico (quando di lega all'emoglobina al posto dell'O2, l'emoglobina

diventa metaemoglobina), incolore e inodore.

•NO2 è rossastro e con un odore pungente. Con gli SOx, sono tra i più aggressivi e danno luogo allo smog

fotochimico e alle piogge acide. In questo fenomeno i NOx reagiscono con radicali ossidrili (che derivano

dalla fotossidazione) formando acido nitrico (HNO3). HNO3 viene incorporato nella fase acquosa

dell'atmosfera e produce le piogge acide.

1) NO + OH (radicale oss.) → HNO2

2) NO2 + OH (radicale oss.) → HNO3

Ozono (O3): gas che nella stratosfera impedisce il passaggio dei raggi UV dannosi, ma che nella troposfera è un

inquinante secondario emesso da attività antropiche. E' uno degli agenti dello smog fotochimico, fenomeno

influenzato dalle condizioni metereologiche com l'alta T e il forte irraggiamento solare.

Ossidi di zolfo (Sox):

•SO2 (anidride solforosa): gas incolore con un odore pungente, che tende ad accumularsi negli strati bassi

dell'atmosfera. Si formata con la combustione dei combustibili fossili e deriva dalle impurità di zolfo.

•SO3 (anidride solforica): presente in concentrazioni inferiori.

Metalli pesanti: elementi non biodegradabili che si accumulano negli organismi viventi tramite alimentazione,

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Scarica Emissioni non inquinanti e più Sintesi del corso in PDF di Biologia, microbiologia e tecnologie di controllo ambientale solo su Docsity!

L'atmosfera è composta per il 78% di N 2 , il 21% di O 2 , poi Ar 2 , CO 2 e altri gas. La troposfera è lo strato a diretto contatto con la superficie terrestre, mentre a 15 km di distanza c'è la stratosfera che con lo strato di O 3 ci protegge dai raggi UV (220-320 nm). L'aspetto fondamentale dell'atmosfera è il suo potere ossidante, dovuto all'ossigeno presente, che permette l'ossidazione di tutti quelle sostanze derivanti da processi biologici o comunque di origine naturale (CO, SO 2 e altri). In realtà questi composti non reagiscono direttamente con l'ossigeno, bensì con il radicale libero ossidrile , che si forma dalla reazione del vapore acqueo con atomi eccitati di ossigeno, a loro volta formatisi con la fotolisi dell'ozono (troposfera). O3 → O2 + O (eccitato) O (eccitato) + H2O → 2OH (radicale ossidrile) EMISSIONI INQUINANTI Possono essere distinti in base alla loro origine in primari e secondari:

Primari → sono quelli emessi direttamente dalle fonti che li producono (NOx, SOx,CO, COV, composti organo clorurati, PM10, PM2,5)
Secondari → derivano dalla trasformazione di quelli primari (O 3 , PAN, HNO 3 , HNO 2 , formaldeide) Oppure possono essere distinti per la loro concentrazione:
Macroinquinanti → sono i più diffusi (mg/m^3 ) e sono rappresentati da particolato, HCl, CO, NOx, SOx, HF e metalli pesanti
Microinquinanti → sono tossiche anche a concentrazioni basse e sono rappresentati da COV, clorobenzeni, clorofenoli, IPA (Idrocarburi Policiclici Aromatici), PCB (poli cloro bifenili), PCDD (diossine), PCDF (furani). MACROINQUINANTI Particolato/polveri: sono particelle in sospensione comprese tra 1 e 100 micron. Possono trasportare sostanze tossiche o pericolose e sono emesse da fonti naturali, come eruzioni e incendi, dal traffico veicolare, ovvero la combustione dei motori a scoppio, o anche dalle emissioni industriali. Se sono < 10 micron vengono dette inalabili (vie aeree superiori), < 2,5 invece sono dette respirabili (alveoli polmonari). HCl: prodotto finale della combustione con la presenza di cloro (PVC). CO: gas tossico, inodore e incolore formato dalla combustione di sostanze organiche in carenza di ossigeno; per l'uomo è letale perché quando viene respirata si lega all'emoglobina e arriva alle cellule senza l'O 2 che in realtà serve all'organismo. Ossidi di azoto (NOx):
NO (monossido d'azoto) è un gas tossico (quando di lega all'emoglobina al posto dell'O2, l'emoglobina diventa metaemoglobina), incolore e inodore.
NO 2 è rossastro e con un odore pungente. Con gli SOx, sono tra i più aggressivi e danno luogo allo smog fotochimico e alle piogge acide. In questo fenomeno i NOx reagiscono con radicali ossidrili (che derivano dalla fotossidazione) formando acido nitrico (HNO 3 ). HNO 3 viene incorporato nella fase acquosa dell'atmosfera e produce le piogge acide.

NO + OH (radicale oss.) → HNO 2
NO 2 + OH (radicale oss.) → HNO 3 Ozono (O 3 ): gas che nella stratosfera impedisce il passaggio dei raggi UV dannosi, ma che nella troposfera è un inquinante secondario emesso da attività antropiche. E' uno degli agenti dello smog fotochimico, fenomeno influenzato dalle condizioni metereologiche com l'alta T e il forte irraggiamento solare. Ossidi di zolfo (Sox):

SO 2 (anidride solforosa): gas incolore con un odore pungente, che tende ad accumularsi negli strati bassi dell'atmosfera. Si formata con la combustione dei combustibili fossili e deriva dalle impurità di zolfo.
SO 3 (anidride solforica): presente in concentrazioni inferiori. Metalli pesanti: elementi non biodegradabili che si accumulano negli organismi viventi tramite alimentazione,

fenomeno detto bioaccumulo. Si parla invece di bioamplificazione quando i metalli si introducono nella catena alimentare arrivando ad alte concentrazioni nei tessuti dei grandi predatori e dell'uomo. Si tratta di cadmio, cobalto, cromo rame, mercurio, manganese, molibdeno, piombo e zinco e derivano più che altro da pile, vernici, batterie.. MICROINQUINANTI COV: Composti Organici Volatili, molto usati per le loro caratteristiche chimico-fisiche, e sono insieme a NOx i maggiori responsabili dello smog fotochimico.

COV alogenati → in cui atomi di idrogeno sono sostituiti da alogeni, sono tossici.
COV aromatici → comprendono il benzene e molti derivati. Anche se gli effetti cancerogeni (leucemia linfatica, linfomi, anemia aplastica) di questo sono documentati, viene comunque usata come materia prima nelle industrie. Il benzene e i derivati sono chiamati BTEX.
COV alifatici → comprendono composti contenenti nella molecola una catena aperta di atomi di carbonio. Sono narcotici e neurotossici. IPA: Idrocarburi Policiclici Aromatici sono formati da due o più anelli benzenici uniti da coppie di atomi di carbonio. Quello più tossico è il benzo(a)pirene. PCB: Policlorobifenili sono composti organici costituiti da due anelli aromatici (bifenile) e con atomi di cloro come sostituenti. Messi al bando ma ancora usati, sono molto resistenti alla degradazione ossidativa e microbiologica ma quando vengono distrutti liberano diossine e furani. PCDD o diossine: Policlorodibenzo-p-diossine sono idrocarburi aromatici clorurati formati da due anelli benzenici uniti da ponti di ossigeno, come i PCDF o furani. Sono tra i più pericolosi perchè soggetti a bioaccumulo e biomagnificazione. Emessi specialmente da acciaierie, fonderie, centrali termoeletriche e inceneritori. SMOG FOTOCHIMICO E' dovuto a numerosi fattori:
traffico veicolare molto intenso che produce elevate concentrazioni di NOx, idrocarburi e COV;
alte T e irraggiamento solare , che aumenta i radicali liberi;
ristagno dell' aria , che non permette la diluizione degli inquinanti. REAZIONI Anche se l'ozono è considerato il prodotto principale, in realtà la pericolosità del fenomeno deriva da una serie di prodotti finali quali O 3 , acido nitrico e altri composti parzialmente ossidati. Attraverso la fotolisi del biossido d'azoto si ottiene ossigeno atomico, questo a sua volta reagisce con l'ossigeno molecolare formando O 3 (troposfera). Normalmente l'O 3 viene rimosso dal monossido d'azoto (NO) che si trasforma di nuovo in biossido. Nei casi in cui questo venga prodotto in concentrazioni maggiori, attraverso vie alternative, si ha lo smog fotochimico. La via alternativa più importante per la formazione di NO 2 è costituita dall'ossidazione del monossido NO da parte di radicali perossido, ROO. COV (RH) + OH (radicale libero) → R (radicale carbonioso) + H 2 O R + O 2 → ROO (radicale perossido) A questo punto il radicale perossido reagisce con NO, creando il biossido, che a sua volta dà origine, come visto in precedenza, ad ozono (tramite fotolisi e ox). ROO + NO → RO + NO 2 NO 2 + UV → NO + O (fotolisi) O 2 + O → O 3

l'adsorbimento su substrati solidi
l'assorbimento o il lavaggio su liquido
la filtrazione biologica RIMOZIONE PER ADSORBIMENTO L'adsorbimento consiste nell'accumulo di una sostanza dispersa in un gas su una superficie solida. Una sostanza viene adsorbita quando si lega alla superficie, mentre è absorbita se si scioglie nella massa del substrato. Nei sistemi di abbattimento industriali, l'effluente gassoso da trattare viene fatto passare attraverso un letto di materiale poroso adsorbente che trattiene i COV. Questa tecnica viene utilizzata nei casi in cui l'effluente contiene inquinanti pregiati riutilizzabili. Gli adsorbenti più utilizzati sono le zeolite sintetiche e i carboni attivi. Questi ultimi sono composti di origine vegetale o minerale che grazie alla loro elevata porosità permettono di trattenere le sostanze interessate. Si arriva ad una rimozione del 95-98% di COV. I principali fattori che influenzano l'adsorbimento sono T (50°C), pressione, umidità, ossigeno, peso molecolare, natura e concentrazione dell'inquinante... BIOFILTRAZIONE Questa tecnica sfrutta l'attività metabolica degradativa di microrganismi, soprattutto batteri, che immobilizzati su substrati porosi formano un sottile biofilm in grado di ossidare gli inquinanti negli effluenti. PROBLEMA: un afflusso di aria secca fa diminuire il numero dei microrganismi (umidità). Ai batteri vengono forniti anche nutrienti come azoto, fosforo e potassio. Si usano maggiormente i batteri mesofili. Nel sistema a biofiltro standard il supporto è di origine vegetale come la torba o il compost. Vi è poi un filtro che trattiene il percolato, un umidificatore e un sistema di controllo T. RIMOZIONE DEL PARTICOLATO: FILTRI A TESSUTO Il fumo emesso da motori contiene microparticolato ovvero microparticelle solide o liquide.
Particolato fine → ha origine antropiche e deriva dall'usura degli pneumatici e dei freni, dalla polvere di fusione dei metalli, combustione incompleta dei combustibili fossili.
Particolato grossolano → ha origine per lo più naturale ovvero sabbia o rocce. La rimozione del particolato avviene attraverso filtri cosituiti da fibre naturali come lana e cotone, fibre di vetro o fibre sintetiche come il nylon. Si preferiscono le ultime per la loro resistenza all'usura, al calore e ad agenti corrosivi. Presentano però delle limitazioni:

Presenza nel flusso d'aria da depurare di polveri o liquidi adesici che formano incrostazioni;
Presenza di polveri o gas combustibili (esplosioni). I filtri devono essere costantemente puliti, o con scoutimento, per inversione di flusso o con aria compressa.

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