Ecologia applicata

Lezione 2 (7/03)

Aumento demogra co esponenziale ci sono ripercussioni sui nostri ecosistemi per utilizzo risorse

per nostro sostentamento e alcune condizioni stano diventando risorse(suolo) e a fronte di un

consumo di risorse generiamo ri uti che devono essere gestiti.

Ri uti fattore di criticità per ecosistemi.

Chimica di sintesi problema per salute umana ecosistemica e si cercano alternative ecosostenibili.

L’ecologia è la scienza che studia i rapporti che intercorrono tra componente biotica e abiotica

degli ecosistemi.

Eco deriva dal greco casa->ecologia-economia

Ecologia può essere scomposta in diverse discipline con ognuno uno scopo preciso come:

-ecotossicologia->studio presenza contaminanti in ambiente

-eco siologia

-conservazione della natura->tutela degli ecosistemi e biodiversità

-rinaturalizzazione->piantare piante sopra i ri uti della discarica esempio discarica fuori ad Aosta.

-ecologia del paesaggio

-etologia

Ecologia applicata è come un cappello in cui rientrano tutte queste discipline dell’ecologia.

Ecologia applicata è l’analisi di alcune delle interazioni che le principali attività umane

possono determinare sugli ecosistemi naturali.

I concetti dell’ecologia possono fungere da base per piani care strategie di intervento e recupero

degli ecosistemi per far fronte a quelle che sono le problematiche ambientali generate dall’uomo.

Rinaturalizzazione ambiente come discarica si deve basare sui concetti dell’ecologia ma la

soluzione deve essere sostenibile dal punto di vista ambientale quindi sfruttare i concetti

dell’ecologia per migliorare un ambiente con un problema antropico.

Industria della pesca anche acque dolci tra queste pesca alla trota per evitare lo sfruttamento

delle risorse ittiche quindi si introduce pesce. Ma dal punto di vista ambientale è un male perchè

diamo un bene cio all’ambiente solo se sono mirate ma senza criterio viene un danno ecologico.

Trota marmorata un salmonide ma ha un problema legato a una cattiva conservazione della natura

perchè questa trota è stata introdotta dentro i corsi d’acqua delle trote fario. Stesso genere ma

specie diversa non sovrapponevano la propria nicchia ecologica(una viveva in alta montagna

l’altra in zona pedemontana). Sovrapposizione di nicchia perchè si riproducono nello stesso

periodo ottobre/febbraio quindi si ibridano ed è fecondo ma perde variabilità genetica quindi

l’immissione di pesce per la pesca in maniera inappropriata determina una perdita della variabilità

genetica ed è un problema per la conservazione della specie marmorata. Perdita qualità genetica

di una popolazione endemica da conservare quindi la soluzione è di non introdurre trote fario ma

solo le iridee (trote salmonate con carotenoidi per colorare la carne) specie allottona perchè deriva

dal Nord America ma si alleva molto bene e si adatta alle acque fredde/tiepide e altro vantaggio è

che non si riproduce nei corsi d’acqua e se dovesse farlo è in un periodo diverso dalle altre trote.

Trota iride a si riproduce dopo trota fario e marmorata ma ci sarebbe il problema della

sovrapposizione dei nidi e la trota iride a mangia le uova delle altre trote. Nel corso del tempo

queste trote hanno imparato a riprodursi quindi popolazione di allottò i che competono con

autoctoni.

Cattiva ecologia applicata quindi gestire richiesta dei pescatori e si è creato un problema

ambientale.

ATMOSFERA

-atmosfera è un miscuglio di gas e vapore acqueo

- ltro protettivo(assorbimento raggi cosmici, radiazioni solari UV)->strato ozono

-riassorbe gran parte delle radiazioni infrarosse della terra, stabilizzandone la temperatura (e etto

serra).

-fonte di CO2 per fotosintesi e di O2 per respirazione

-fonte di N2 per batteri ssatori e piante

-partecipa al ciclo idrogeologico

-discarica di inquinanti->la causa delle modi cazioni delle componenti chimiche dell’atmosfera

Atmosfera si può dividere in diverse sfere/strati:

-esosfera(>190km)

-termosfera(80-190)

-mesosfera(50-80)

fi fi fi fi fi fi fi fi fi fi ff

-stratosfera(20-50km)->in cui c’è strato ozono

-troposfera(0-10km)

Nella troposfera è dove viviamo noi e quella per noi più interessante, in cui si svolgono la maggior

parte dei processi che portano a rendere l’atmosfera una discarica di inquinanti. Stratosfera è

importante perchè nella porzione superiore c’è lo strato di ozono per schermare le radiazioni UV

che provengono dal sole. L’ozono in certe zone sta subendo assottigliamento con diverse

conseguenze a livello ecosistemico.

Questi due strati regolano la vita sulla terra e sono più in uenzate negativamente dalle attività

antropiche.

Atmosfera si è modi cata 2,8 miliardi di anni fa con i primi organismi fotosintetici che hanno

iniziato a formare ossigeno che era un prodotto tossico. Poi organismi hanno evoluto sistemi di

gestione dell’ossigeno diventando un vantaggio ambientale perchè ha consentito di creare lo

strato di ozono che si origina tra interazione di molecole di ossigeno e radiazioni UV attraverso il

ciclo di Ciapman. Quindi lo schermo di ozono ha consentito la conquista delle terre emerse.

Evoluzione chimica terrestre ha consentito di stabilizzare la temperatura media ->La temperatura

del nostro pianeta si è abbassata quindi circa 15°C mentre la prebiotica era di circa 250°.

Composizione % volume dell’atmosfera terrestre è:

78,08% azoto

20,95% ossigeno

0,934% argon

0,035% biossido di carbonio

<0,002% neon

5,24 x 10^4% elio

Kripton

Xenon

Attività antropiche determinano variazioni della composizione della nostra atmosfera e

alterano l’equilibrio della chimica atmosferica e degli ecosistemi.

Sorgenti dei gas sono:

-biologiche->organismi e piante (COV composti organici volatili emessi dalle piante)

-geochimiche->vulcani

-biologica+geochimica->incendi boschivi

-atmosferiche->raggi solari

-antropiche->macchine

Contaminazione ambientale->è la conseguenza di un’azione umana capace di modi care le

proprietà delle condizioni o la disponibilità e la qualità delle risorse in un determinato intervallo di

spazio e di tempo.

Inquinamento ambientale-> quando si ha un danno misurabile a carico di un sistema biologico,

sia esso un processo biochimico, cellulare o tissutale, a carico di una popolazione o di una

comunità biologica, allora la contaminazione ambientale diviene inquinamento.

Inquinamento atmosferico->mix di contaminazioni ed e etti-> ogni modi cazione della normale

composizione o stato sico dell’aria atmosferica, dovuta alla presenza nella stessa di una o più

sostanze in quantità e con caratteristiche tali da alterare le normali condizioni ambientali e di

salubrità dell’aria, da costituire pericolo ovvero pregiudizio diretto o indiretto per la salute

dell’uomo, da compromettere le attività ricreative e gli altri usi legittimi dell’ambiente, da alterare le

risorse biologiche e gli ecosistemi ed i beni materiali pubblici e privati.

Articolo 2 comma 1

In breve è….

-problema globale

-causa la morte di 7 milioni di persone/anno

-principale fattore di rischio per la salute umana

-aumento patologie respiratorie e cardiovascolari

-molti inquinanti atmosferici sono cancerogeni

fi fi fl ff fi fi

-IARC(17/10/13) ha classi cato l’inquinamento atmosferico e, separatamente, il particolato

atmosferico, come sicuri cancerogeni per l’uomo(80% dei tumori è di origine ambientale).

- inquinamento atmosferico può essere limitato con provvedimenti opportuni->non è una

transizione facile ma anche i piccoli passi hanno portato a grossi bene ci rispetto agli anni ‘70.

-Consapevolezza delle conseguenze per la salute dal 1952(manifestazione smog di Londra)

esposizione ad alti livelli di particolato atmosferico causato la morte di diverse migliaia di persone.

Storia dell’inquinamento atmosferico:

-nel 400 a.C Ippocrate aveva capito che era mportante vivere in ambienti salubri

-nell’antica Grecia gli abitanti di Atene vs inquinamento “produttivo” per tutte le fabbriche che

costruivano ceramiche

-I secolo d.C Seneca: meglio la campagna che Roma

-535d.C. Imperatore Giustiniano con Corpus Iris civilis: acqua e aria pulita diritto di tutti i cittadini

-1780-1950 Rivoluzione industriale

-1956 UK Clean Air Act prima regolamentazione a livello mondiale per gestire emissioni industriali

e domestiche, uso combustibili meno inquinanti, attività industriali lontano da centro abitati.

Hanno alzato le ciminiere così le correnti atmosferiche allontanavano i fumi portandoli più lontani

quindi risolto problema locale ma creato un problema globale.

Gli inquinanti atmosferici possono essere suddivisi in:

primari->entrano

-inquinanti in atmosfera come escono dal camino/tubo di scappamento

secondari->si

-inquinanti originano in seguito a reazioni fotochimiche che avvengono una volta

immessi nell’atmosfera

Che a loro volta sono stati suddivisi in:

convenzionali->devono

-inquinanti essere monitorati perchè sono quelli più presenti e i più

pericolosi non convenzionali->non

-inquinanti destano preoccupazione elevata per salute pubblica ed

ecosistemica quindi non sono monitorati ma potrebbero essere potenzialmente pericolosi.

Inquinanti atmosferici possono essere categorizzati in due diverse classi in funzione della

concentrazione con cui vengono immessi in atmosfera:

-macroinquinanti->sostanze le cui concentrazioni nell’atmosfera sono dell’ordine dei mg/m o

3

ug/m come CO, CO , NO, NO , SO , O e particolato

3 2 2 2 3

-microinquinanti-> sostanze le cui concentrazioni in atmosfera sono dell’ordine dei ng/m3 come

gli idrocarburi policiclici aromatici e le diossine.

Lezione 3 (8/03)

Contaminanti convenzionali->per cui è necessario e ettuare dei piani di monitoraggio costanti e

sul lungo periodo perchè sono i più presenti in atmosfera e i più pericolosi per gli organismi e gli

ecosistemi stessi.

Contaminanti non convenzionali->non vincolati da piani di monitoraggio ma non meno pericolose.

Contaminanti convenzionali che devono essere monitorati in atmosfera divisi in 8 classi sono:

-particolato atmosferico

-Anidride solforosa e solforica (SO e SO )

2 3

-ossidi di azoto (NOx)

-monossido di carbonio (CO)

-composti organici volatili (COV)

-idrocarburi (alifatici e aromatici)

-metalli pesanti (Pb, Cd, As e Ni)

-ozono (O )

3 centraline di monitoraggio

Questi si monitorano con dell’aria dislocate nel territorio e monitorate

dall’ARPA(agenzia regionale per la protezione dell’ambiente).

Le centraline di monitoraggio sono dislocate in modo opportunistico perchè non possono essere

messe ovunque per costi e gestioni.

A Milano ci sono 6/7 centraline di monitoraggio.

fi ff fi

In regione presenti alcune centraline permanenti e destituiscono un dato quantitativo nel corso del

tempo giornaliere e alcune centraline mobili che vengono spostate nel territorio a necessità.

Ci sono centraline che hanno della strumentazione più completa nel monitorare tanti contaminanti

aerodispersi contemporaneamente mentre altre hanno la possibilità di monitorare solo alcuni.

Tutte le centraline monitorano il particolato atmosferico però non è tutto della stessa dimensione

ma può essere diviso in tre grosse misure con diametro diverso in um e PM indica particulate

matter, monitorano tutte il PM10 ma più sono piccole più è di cile quanti carlo.

I contaminanti interagiscono tra di loro e contribuiscono sinergicamente alla produzione di diverse

tipologie di e etti a livello ecosistemico e salute umana.

Esempio->ossidi azoto e zolfo reagiscono in atmosfera con il vapore acque dando origine alle

piogge acide. Quindi ossidi azoto e zolfo creano acidi cazione e allo stesso tempo possono nire

anche in acqua. Sali di azoto in acqua sono importanti perchè possono determinare fenomeno

eutro zzazione.

Chimica atmosferica provoca cambiamento climatico->contaminanti che agiscono come ossidi

del carbonio, azoto, ozono quindi contaminanti aerodispersi possono creare un e etto negativo

per il clima.

Per salute umana idrocarburi, metalli pesanti ecc sono elementi chimici o naturali che entrando in

contatto con organismi possono avere e etti negativi come il piombo->composti organici volatili.

Contaminazione indoor perchè composti organici volatili presenti nei prodotti per la casa quindi

esposti a concentrazioni anche non trascurabili di queste moleocle.

contaminanti possono entrare in

I contaminanti derivano da fonti molto diversi cate->i

atmosfera attraverso emissioni dirette o fuggitive.

Per emissioni dirette si fa riferimento al rilascio di contaminanti come camini e tubi di scarico

quindi fuoruscita attraverso uno scarico. Mentre le fuggitive sono emissioni di contaminati che

provengono dalle guarnizioni, raccordi scarichi, fuoriuscita dalle pompe di benzina, camini con

tubature non ben saldate.

Slide gra co

Ciclo dei carbonio

In uenzato dal processo fotosintetico e respirazione che avviene all’interno dei nostri ecosistemi.

È un ciclo gassoso, quantità maggiori presenti i atmosfera. In condizioni non alterate il ciclo del

carbonio dovrebbe essere in equilibrio alle attività di fotosintesi e respirazione. Problema è che ci

sono attività antropiche che aumentano molto il contenuto di CO2 all’interno dei nostri

ecosistemi.

Altri fattori che Fano aumentare CO2 negli ecosistemi aerei è la deforestazione.

1/3 della CO2 emessa ed immessa non viene gestita all’interno degli ecosistemi quindi rimane in

atmosfera e incide pesantemente sul bilancio energetico della super cie terrestre.

Principali emettitori di CO2 come Cina (23%), 20% Nord America e Unione Europea 14%.

Quindi pochi paesi contribuiscono per quasi il 60% delle emissioni di CO2.

La CO2 deriva principalmente: 50% produzione elettricità e calore 20% trasporti e 21% industria

manifatturiera.

Ciclo dello zolfo

Serve per capire le attività di lotte politiche alle emissioni->Manifestazione di rilascio di ossido

d’azoto nell’ambiente.

Zolfo ha un ciclo misto perchè c’è una componente presente sotto forma organica /inorganica ma

anche in atmosfera. Lo zolfo presente in atmosfera deriva dalla combustione dei combustibili

fossili, vulcani e acquatici gayzer marini. Lo zolfo presente sotto forma di acido sol drico che

reagendo con l’ossigeno va a creare l’anidride solforosa. Anidride solforosa+acqua forma acidi

come acido solforico responsabile delle piogge acide. Zolfo può depositare sia nel suolo che

acqua e continuare la ciclizzazione. Importante perchè le sorgenti atmosferiche derivano dalle

attività antropiche come combustione di combustibili fossili e di conseguenza con aumentare

attività antropiche è aumentato lo zolfo presente in atmosfera.

In atmosfera ossidi dello zolfo sono presenti come:

-SO2 anidride solforosa: è un gas incolore, irritante molto solubile in acqua e dall’odore pungente

fl fi fi ff ff fi fi ffi fi fi ff fi fi

-SO3 anidride solforica: prodotto soprattutto dall’ossidazione dell’anidride solforosa.

Zolfo caso di studio perchè è l’attore principale del primo caso di lotta politica alle emissioni:

Esempio->1905 azienda mineraria estrattiva Canadese aveva acquistato una miniera estrattiva al

con ne con gli Stati Uniti. Si estraevano diversi minerali, utilizzati poi per produzione di metalli

dopo meno di 20 anni sorgono criticità nelle persone. Attività produttive inquinato ecosistema e

ambiente.

1925 tamponano le problematiche fornendo indennizzi economici ai cittadini. E hanno acquistato i

terreni inquinati da loro stessi quindi avevano comprato il silenzio e la salute o ti usando con le

attività produttive. I cittadini dopo qualche hanno non si accontentano dell’ indennizzo economico

Inquinamento transfrontaliero

ma volevano una soluzione. perchè la fabbrica canadese

con nava con gli USA.

1972 Congresso Nazioni Unite su ambiente e diritti umani.

1979 Convenzione per l’inquinamento transfrontaliero (34 stati membri) per ossidi dello zolfo e

particolato atmosferico mentre ad oggi non sono gli unici prodotti dalle attività antropiche e

dispersi oltre con ne quindi ora i paesi sono 51 e dentro questa convenzione si fa riferimento

anche a altri contaminati convenzionali come Nox, COV, metalli pesanti, POP e ozono.

Ossidi dell’azoto

Si fa riferimento con acronimo Nox perchè comprendono sia monossido che biossido di carbonio.

Sono due gas presenti in atmosfera prodotti da processi di combustione che possono essere

tra co veicolare o impianti di riscaldamento.

Sono importanti perchè qualche anno fa era scoppiato un caso nell’industria automobilistica per

cui la combustione di disel è una delle principali fonti di ossidi dell’azoto per cui alcune

autovetture avevano dei dispositivi che taroccavano le quantità di ossidi dell’azoto che venivano

emesse dal motore. Lo avevano montato perchè se avessero stimato e ettivamente gli ossidi

d’azoto emessi sarebbero stati oltre i limiti di legge e non avrebbero potuto vendere le

autovetture.

Ossidi dell’azoto possono interagire con altri contaminanti e sono i responsabili dello smog

fotochimico.

Particolato atmosferico

È costituito da particelle in fase solida, liquidato in miscela eterogenea, originate da diversi tipi di

sorgenti e che possono presentare proprietà chimiche, feniche, termodinamiche e morfologiche

molto di erenti.

Particolato atmosferico:

-PM10->diametro 10um

-PM2,5-> 2,5um

-particolato ultra ne-> um0,1

Dimensione e composizione del particolato dipendono dall’origine del particolato quindi a

seconda delle at