L’inquinamento termico delle città e lo smog fotochimico

Torniamo a parlare di inquinamento termico urbano. Un problema ad esso connesso è il cosiddetto “smog fotochimico”, causato dalla presenza nell’aria di inquinanti come gli ossidi di azoto. L’aggettivo “fotochimico” sta ad indicare un complesso di reazioni attivate dalla luce ultravioletta (raggi UV) presente nello spettro elettromagnetico dei raggi solari, reazioni che producono altri inquinanti, detti secondari, sotto forma di aerosol o gassosi tra cui ozono, biossido di zolfo o anidride solforosa (composto usato come antimicrobico e antiossidante nei vini), PerossiAcetilNitrati (PAN), acido solforico e aldeidi, tutti composti che comportano, tra l’altro, l’irritazione degli occhi.

Gli ossidi di azoto sono composti, detti binari, costituiti soltanto da ossigeno e azoto  (indicati con la formula generica NOx, dove x può avere i valori 1 e 2) e prodotti da combustioni ad alta temperatura. I combustibili che, bruciando, producono elevata energia e quindi sviluppano alti valori della temperatura di combustione che superano di gran lunga i 1000 °C sono quelli usati o per gli autoveicoli o per produrre energia o per gli usi domestici. A titolo di esempio, la benzina nei motori a scoppio raggiunge circa 2400 °C, il gpl raggiunge circa 1900 °C, mentre il metano non supera 1900 °C. (per un confronto utile, la combustione della cera delle candele non raggiunge temperature superiori a 1000°C e anche quella di un fiammifero).

Orbene, come tutti sappiamo l’aria, che respiriamo e che costituisce la troposfera (che, come già detto in precedenza, è la parte dell’atmosfera che dal suolo si estende fino a circa quindici chilometri di altezza), è una miscela gassosa formata essenzialmente da circa un quinto di ossigeno e quattro quinti di azoto. L’ossigeno e l’azoto sono gas che non si combinano chimicamente tra di essi in condizioni di temperatura relativamente bassa ma, quando la temperatura della combustione raggiunge e supera 1200°C (escludendo quindi cera e legno), incominciano a legarsi tra di essi producendo monossido di azoto NO, la cui quantità sarà tanto più elevata quanto più alta sarà la temperatura. Tant’è che questo composto si ottiene anche in seguito ai fulmini durante un temporale. Si comprende allora che nei motori (termici) degli autoveicoli si sviluppa questo gas, ma ciò che si trascura è che esso viene prodotto anche nelle nostre cucine domestiche e nei riscaldamenti degli edifici in stagione fredda, dove si usa prevalentemente il metano (per la cottura dei cibi o per il riscaldamento degli edifici nella stagione invernale), la cui temperatura di combustione raggiunge circa 1900 °C. Allora, quando si sente dire che il metano, o anche il biogas costituito essenzialmente da metano (50-80%), è un combustibile non inquinante in quanto produce solo biossido di carbonio e vapore acqueo, si commette un errore. Esso bruciando, come gli altri combustibili ricavati dal petrolio (benzina, gpl, gasolio, ecc.), infatti, provoca la combinazione dell’azoto e dell’ossigeno atmosferici con produzione del monossido di azoto. Per ovviare a questo inconveniente dannoso gli autoveicoli, a partire dalla fine degli anni ottanta, sono dotati di marmitte catalitiche (sistemi costituiti da materiale ceramico impregnato da metalli catalizzatori come il palladio, il platino e il rodio (il palladio agisce da catalizzatore ossidante mentre il rodio da riducente), la cui funzione è quella di convertire i gas di scarico del motore, tra cui idrocarburi incombusti, monossido di carbonio, monossido di azoto, in biossido di carbonio, vapore acqueo e azoto. Non sarebbe altrettanto utile, allora, dotare le canne fumarie dei gas di scarico prodotti nelle abitazioni di convertitori catalitici? L’obiezione a questa domanda potrebbe essere quella di sostenere che la quantità di ossido di azoto prodotta nelle cucine è piccola, ma non dimentichiamoci che c’è sempre la “goccia che fa traboccare l’acqua dal vaso”.

D’altra parte, gli ossidi di azoto NOx passano anche se parzialmente alla stratosfera, la zona dell’atmosfera che si estende al di sopra della troposfera fino all’altezza di quaranta chilometri circa. Il componente più importante della stratosfera è l’ozono O3, molecola triatomica di ossigeno, che ha la funzione di trattenere una buona parte delle radiazioni solari ultraviolette (UV) pericolose per gli organismi viventi e quindi per l’uomo. Un’esposizione prolungata e intensa può provocare il melanoma, il cancro della pelle. L’ozono viene distrutto dal monossido di azoto ed anche dai clorofluorocarbui (CFC). Mentre l’emissione nellatmosfera del primo è stata limitata per quello che si è detto prima, l’uso dei CFC ancora persevera nei paesi asiatici, come la Cina e l’India. Secondo R. Vismara (Ecologia applicata, Hoepli, 1989) una “sola molecola di queste sostanze è in grado di distruggere  20.000-30.000 molecole di ozono”. (continua…)

Francesco Giuliano

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