Ambiente e analisi del riscaldamento globale

Effetto serra, deforestazione, piogge acide e inquinamento delle acque

L’Effetto serra è il fenomeno climatico di riscaldamento degli strati inferiori dell’atmosfera terrestre, causato dall’assorbimento da parte di alcuni gas della radiazione infrarossa emessa dalla Terra.

L’effetto serra riveste una importanza fondamentale per gli organismi viventi, perché limita la dispersione del calore e determina il mantenimento di una temperatura costante del pianeta. Tuttavia, l’immissione in atmosfera di elevate quantità di anidride carbonica (CO2) e altri gas serra, dovuta alle attività industriali, ha potenziato l’effetto serra naturale e sta determinando un anomalo aumento della temperatura, fenomeno noto come “riscaldamento globale”.

Riscaldamento globale

Dalla rivoluzione industriale l’incremento nell’uso di combustibili fossili ha causato un aumento del 30% della concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera, che ha raggiunto 358 ppm (parti per milione). Tale condizione si è aggravata a causa della progressiva distruzione delle foreste (deforestazione) che, eliminando le piante, ne annulla l’azione fotosintetica di riciclaggio della CO2; in questo modo, nell’atmosfera si accentua lo squilibrio tra input (immissione) e output (fuoriuscita) di anidride carbonica.
Nel corso della seconda metà del XX secolo si è registrato anche l’incremento di altri gas serra; in particolare del metano, derivante da allevamenti di ruminanti, dalle risaie e dalle attività industriali, che è aumentato del 145%; degli ossidi di azoto, prodotti da alcune lavorazioni agricole e dai gas di scarico degli autoveicoli; dell’ozono degli strati più bassi dell’atmosfera (troposfera), prodotto per effetto di reazioni chimiche di agenti inquinanti.
L’aumento dei gas serra ha determinato, dal 1860, un incremento del riscaldamento globale della Terra di 0,3-0,6 °C, fenomeno che si è verificato soprattutto dopo il 1970. L’attuale tendenza sembra verso un ulteriore aumento della temperatura, che entro i prossimi cento anni potrebbe ulteriormente crescere da 1,5 a 4 °C.
Effetti del riscaldamento globale
Il riscaldamento globale avrebbe gravi conseguenze per tutti gli ecosistemi; in particolare, potrebbe causare lo scioglimento delle calotte polari e comportare un netto innalzamento del livello medio marino. Il riscaldamento del globo porterebbe all’aumento della temperatura delle acque marine, specialmente vicino alla superficie, modificando le correnti oceaniche, il moto ondoso e la salinità; la geografia degli ecosistemi marini subirebbe profondi cambiamenti.
In Italia, entro il 2050, potrebbe verificarsi un aumento del livello del mare di 25-30 centimetri, con un rischio di inondazione di migliaia di chilometri quadrati di aree costiere e pianure. Il ciclo idrologico sarebbe più veloce perché le temperature più elevate aumenterebbero l’evaporazione, incrementando le piogge; queste risulterebbero più copiose nelle regioni costiere, mentre nelle regioni più interne, specialmente ai tropici, le piogge diminuirebbero.
L’aumento di temperatura porterebbe allo scioglimento dei ghiacci e del permafrost e ridurrebbe la copertura nevosa invernale in vaste aree del pianeta. L’impatto sullo scioglimento stagionale delle nevi e sulla portata dei fiumi avrebbe conseguenze tali da danneggiare numerose attività umane, dall’agricoltura alla produzione di energia idroelettrica. Le praterie africane verrebbero ancor più colpite dalla siccità, con un’accelerazione della desertificazione. Per quanto riguarda la produzione agricola, le variazioni regionali dei mutamenti climatici potrebbero produrre variazioni locali nei raccolti che risulterebbero più a rischio nelle aree tropicali e subtropicali. Per quanto riguarda i vegetali, sensibili ai cambiamenti climatici, un aumento di 1 °C sarebbe sufficiente a eliminare molte specie.

Abbattimento degli alberi di una foresta effettuato principalmente per scopi commerciali o per ottenere terreno coltivabile. Questo fenomeno interessa in modo particolare le foreste tropicali. Il taglio indiscriminato della vegetazione comporta numerosi effetti negativi negli equilibri della biosfera. In primo luogo, si riscontra un decremento della fertilità del suolo e l’incremento dei processi di erosione. L'acqua piovana che dilava il suolo, erodendolo, trascina il relativo materiale in direzione dei corsi d'acqua; la sedimentazione e l’accumulo dei detriti ha effetti negativi sugli ecosistemi acquatici. Dove il clima è più secco, la deforestazione può innescare il processo di desertificazione. Le piante tendono a mantenere stabile la concentrazione in anidride carbonica nell’atmosfera; l’aumento incontrollato del consumo di combustibili fossili, sommato alla ridotta capacità della fascia verde di rimuovere questi elementi, sta portando all’aumento della concentrazione atmosferica di CO2. Tale incremento potrebbe portare al progressivo aumento della temperatura del pianeta (effetto serra e riscaldamento globale). Il suolo della foresta tropicale, attualmente soggetta a intenso disboscamento, è, per le sue caratteristiche chimico-fisiche, fisiologicamente poco fertile. Lo sfruttamento agricolo conseguente alla deforestazione e i sistemi di coltivazione adottati risultano perciò particolarmente dannosi perché poco adatti a quel clima e a quelle condizioni ambientali, e conducono rapidamente il suolo alla sterilità. Brasile, Indonesia, Repubblica Democratica del Congo, Myanmar, Colombia, India, Malaysia, Messico, Nigeria e Thailandia stanno attualmente operando il 76% della deforestazione mondiale. Le piogge acide sono un fenomeno dovuto all’inquinamento dell'aria, che consiste nella contaminazione dell’acqua piovana da parte delle sostanze tossiche presenti in atmosfera.
La combustione del carbone, del petrolio e degli altri idrocarburi nei motori delle automobili, nelle centrali che producono energia termoelettrica o negli impianti di riscaldamento, oltre a produrre anidride carbonica (CO2) dà luogo anche alla produzione di altri agenti inquinanti, quali il piombo, l'anidride solforosa (SO2) e il biossido di azoto (NO2) e altri ossidi dell’azoto (detti genericamente NOX). In particolare, i combustibili fossili bruciando liberano ossidi (ovvero, composti in cui è presente l'ossigeno) non metallici che chimicamente sono anidridi acide; queste, venendo a contatto con l'acqua presente nell'atmosfera, producono diversi acidi quali l’acido solforoso (H2SO3), l’acido solforico (H2SO4), l’acido nitroso (HNO2) e nitrico (HNO3), l’acido carbonico (H2CO3), l'acido cloridrico (HCl). Tali sostanze si legano all'acqua, determinandone un abbassamento del valore di pH; l’acqua quindi ricade a terra con le piogge (dette pertanto “piogge acide”) o sotto forma di neve o nebbia. Prima di disciogliersi in acqua, le molecole degli acidi possono essere trasportate dai venti anche molto lontano dal sito in cui si sono formate; inoltre, possono essere trascinate a terra dalla neve o dalla nebbia o, ancora, precipitare al suolo sotto forma di deposizioni secche. Per questo motivo, per indicare il fenomeno è più corretta la locuzione 'deposizioni acide', che comprende anche le deposizioni secche, altrettanto nocive per l'ambiente di quelle umide.
La pioggia acida attacca quotidianamente le strutture edili; l'anidride solforosa agisce sui manufatti in pietra calcarea trasformando il carbonato di calcio in gesso, che può essere facilmente dilavato con l'acqua piovana. La pietra si deteriora più rapidamente, vengono danneggiati gli edifici, si rovinano sculture e monumenti.
Le foreste, esposte in modo continuo alle piogge acide, risultano particolarmente danneggiate. Possono manifestare una riduzione dell’attività di fotosintesi e conseguente rallentamento della crescita, ed erosione della cuticola che riveste l’epidermide con necrosi dei tessuti fogliari. Inoltre, le lesioni dei tessuti facilitano l’ingresso di agenti patogeni e, quindi, l’insorgenza di malattie; gli acidi, penetrando attraverso le cuticole danneggiate, si accumulano nei vacuoli determinando danni agli organi più delicati, come i fiori. L’anidride solforosa, in particolare, colpisce anche muschi e licheni, che pertanto possono essere utilizzati come bioindicatori in studi sull’inquinamento. Sull’organismo umano, si registrano effetti nocivi soprattutto a carico delle mucose delle prime vie respiratorie; prolungate esposizioni a elevate concentrazioni di NO2 ed SO2 possono causare bronchiti croniche ed enfisema. Anche i terreni agricoli possono subire effetti dannosi; alterando la composizione chimica del suolo, le piogge acide lo acidificano rendendolo inospitale per molte piante e determinando la selezione di microrganismi acidofili; il pH più acido del terreno produce la solubilizzazione di elementi come l’alluminio, il mercurio, il cadmio, il piombo, il nichel e il plutonio, dall’azione fitotossica. Questi metalli entrano nella catena alimentare, causando danni a tutti gli elementi che la compongono. Ogni anno sul suolo svedese cadono, con la pioggia, migliaia di tonnellate di zolfo; un quinto del patrimonio boschivo della Germania è già stato danneggiato; più di metà dei boschi tedeschi o di quelli inglesi è gravemente malata; in Italia le piogge acide hanno già danneggiato il 10% del patrimonio boschivo.
La contaminazione dell’acqua causata dall’immissione di sostanze quali prodotti chimici e scarichi industriali e urbani, che ne alterano la qualità compromettendone gli abituali usi. Alcuni dei principali inquinanti idrici sono: le acque di scarico contenenti materiali organici che per decomporsi assorbono grandi quantità di ossigeno; parassiti e batteri; i fertilizzanti e tutte le sostanze che favoriscono una crescita eccessiva di alghe e piante acquatiche; i pesticidi e svariate sostanze chimiche organiche (residui industriali, tensioattivi contenuti nei detersivi, sottoprodotti della decomposizione dei composti organici); il petrolio e i suoi derivati; metalli, sali minerali e composti chimici inorganici; sabbie e detriti dilavati dai terreni agricoli, dai suoli spogli di vegetazione, da cave, sedi stradali e cantieri; sostanze o scorie radioattive provenienti dalle miniere di uranio e torio e dagli impianti di trasformazione di questi metalli, dalle centrali nucleari, dalle industrie e dai laboratori medici e di ricerca che fanno uso di materiali radioattivi.

Inquinamento delle acque

L'inquinamento chimico dei corsi d'acqua è uno dei problemi ambientali più critici. Le sostanze inquinanti possono avere origine puntuale o non puntuale, a seconda che provengano da sorgenti ben identificabili quali fabbriche, raffinerie e tubi di scarico, o diffuse e non localizzabili, quali deflussi superficiali di derivazione agricola o rigurgiti di liquami dalle fognature. Si stima che l'inquinamento delle acque mieta ogni anno circa 10 milioni di vittime in tutto il mondo.

Danni da piogge acide

Le piogge acide sono il risultato della combinazione di anidride solforosa e di alcuni composti dell'azoto con il vapore acqueo atmosferico, che dà una soluzione con un valore di pH estremamente basso. L'acqua piovana, caratterizzata normalmente da un pH pari a circa 6,5, passa così a livelli di acidità paragonabili a quello dell'aceto, compresi fra 2 e 3. Oltre a bruciare chimicamente le foglie delle piante, le piogge acide contaminano l'acqua dei laghi, uccidendone flora e fauna.

Deforestazione "taglia e brucia"

La tecnica di deforestazione "taglia e brucia", generalmente applicata per ricavare terreni agricoli da zone boschive, arreca gravi danni all'equilibrio dell'ambiente. Da una parte, l'anidride carbonica rilasciata in atmosfera aggrava l'effetto serra, dall'altra, la rimozione degli alberi e della vegetazione del sottobosco distrugge gli habitat naturali e accelera l'erosione del suolo.

Smog

Lo smog, dovuto all'inquinamento industriale e alle emissioni di gas di scarico, viene generalmente aggravato dal fenomeno dell'inversione termica, che ne impedisce la dispersione trattenendolo a lungo in aree circoscritte. Tra i suoi effetti nocivi vanno citati problemi alle vie respiratorie e irritazione degli occhi.

Esempio di tesina di terza media: Riscaldamento globale, tesina terza media