Riassunto esame Formazione Didattica per l'Ecologia, prof. Iacono

DIGESTIONE ANAEROBICA d 1 BIOMASSA ke porta alla PRODUZIONE d BIOGAS:

tra i metodi biokimici utilizzati x la produzione d biogas abbiamo la digestione anaerobica ke

avviene in assenza d ossigeno e consiste nella demolizione, ad opera d batteri, d sostanze organike

complesse contenute nei vegetali e nei sottoprodotti d origine animale, il vantaggio è ke la materia

organica viene convertita in metano e anidride carbonica, producendo gas combustibile ke ha

grandi proprietà calorifike (biogas) il biogas viene raccolto, essicato compresso e consegnato sia x

alimentare caldaie ke motori a combustione x generare elettricità. X poter operare qst processo sn

previste 2 modalità: 1 digestione a freddo e 1 a secco. Qll a freddo, detta wet, avviene se il

substrato ke va in digestione ha 1 contenuto d sostanza secca inferiore al 10% e viene usato 1

reattore completamente miscelato (CSTR). La biomassa viene trattata x raggiungere il giusto

tenore d solido totale e omogeneizzazione, secco, detto dry se è superiore al 20%. Inoltre il

processo s divide in monostadio e bistadio, x cui nel monostadio se le fasi d idrolisi, fermentazione

acida e metanigena avvengono in 1 unico reattore contemporaneamente, mentre bistadio se

avviene prima l’idrolisi contemporaneamente alla fermentazione acida e sl dopo la fase

metanigena. Il processo può durare dai 15 ai 40 gg cn batteri mesofili e meno d 20 gg cn batteri

termofili. Il biogas ottenuto deve essere trattato x togliere gli inquinanti

TRIANGOLO del FUOCO: spesso sentiamo parlare d triangolo del fuoco ossia dei 3 elementi ke

danno origine ad 1 fuoco, 3 lati ke sn costituiti dal combustibile solido cm il carbone, la legna o

liquido cm la benzina, olio, grassi vegetali, animali, gasolio, o gassoso cm il metano, propano,

idrogeno. Il comburente ke è dovunque, è l'ossigeno dell'aria. Infine l'innesco, il 3° elemento, ke

può scaturire da 1 sigaretta, 1 fiamma libera qualsiasi (cm fornelli e accendini), 1 scintilla, 1 corto

circuito elettrico, l'attrito (ke anke da sviluppo alla fiamma); mancando 1 d tali elementi nn può

esistere il fuoco. I sistemi d spegnimento degli incendi sn basati su azioni tendenti ad abbassare la

temperatura del combustibile portandola così al d sotto del punto d'infiammabilità o nell'impedire

all'aria d proseguire l'alimentazione del fuoco o ad allontanare il combustibile spegnendo così il

fuoco x esaurimento. Bisogna quindi rompere 1 dei 3 lati

PROTISTI: caratteristike: tra i microorganismi deputati alla rimozione della sostanza organica

biodegradabile dai liquami troviamo i protisti. I protisti sn unicellulari d tipo eucaristico, dv l’unica

cellula garantisce tt le funzioni vitali. I protisti s dividono in eterotrofi cm i protozoi, e autotrofi cm

le alghe. Tra gli eterotrofi c sn i protozoi minutissimi e classificabili x via del loro organo d

movimento in ciliati e flagellati. I ciliati sn microconsumatori e posseggono delle minutissime

ciglia ke li fanno muovere cn moto rematorio. Hanno delle ciglia intorno alla bocca ke gli permette

d catturare il cibo. I flagellati invece hanno 1 sl nucleo e tnt flagelli ke sn delle strutture filiformi

ke gli permettono il movimento. Sn mlt numerosi nei fanghi attivi. Nei fanghi attivi troviami

quindi organismi decompositori cme funghi e batteri e consumatori cm i cigliati ke s nutrono d

batteri dispersi e flagellati ke s nutrono d batteri e altri microorganismi. Qst qualità dei ciliati

permette d migliorare la qualità dell’effluente. Se i cigliati nn predassero i batteri dispersi s

verifikerebbe cm conseguenza 1 aumento del bod e la presenza d 1 alta torbidità ke porta ad 1

aumento del (50%) dei batteri patogeni e fecali cm l’eskerichia coli. I ciliati riducono la presenza d

qst batteri del 5%. Infine esistono diversi tipi d ciliati: ciliati natanti ke nuotano in sospensione

nella vasca, qll mobili d fondo ke s trovano sulla superficie del fiocco d fango qnd è ben formato e

i ciliati sessili ke s fissano al fiocco d fango. I protisti quindi sn indispensabili nei sistemi d

depurazione biologica d ossidazione e la loro colonizzazione s attua attraverso 3 diverse

fasi:l’innesco, la crescita e la stabilizzazion

ZERO WASTE: secondo il prof. Connet è possibile vivere cn zero rifiuti, ossia è possibile

riciclare al 100 % tt i rifiuti, riuscendo ad eliminare dal mercato qll ke nn possono essere riclicati.

Niente + inceneritori o discarike, ma rifiuti zero. X attuare qst progetto diviene fondamentale

seguire 10 punti: 1)operare 1 raccolta differenziata dv le genti aiutino nella gestione del rifiuto,

2)organizzare la raccolta differenziata secondo le 4 tipologie già previste (secco, umido, carta,

plastica-metalli) cn ritiro porta a porta e in giorni prestabiliti, 3)realizzare impianti d compostaggio

siti in aree agricole così da utilizzare il compost cm concime, 4)realizzare impianti d riciclaggio x

dividere e selezionare i rifiuti al fine d lasciare sl 1 piccola frazione residua, 5) realizzare delle

isole ecologike in cui i prodotti rovinati vengono buone x essere riutilizzate o riparati e poi venduti

oppure smontati e recuperate le parti, 6)istituire erogatori alla spina e fontane d’acqua pubblica,

pannolini lavabili etc, 7)istituire dei metodi d tariffazione sulla quantità reale d rifiuti nn

riciclabili prodotti, 8)realizzare impianti di separazione dei residui e centri d ricerca, 9)migliore

design industriale, i prodotti vanno riprogettati qnd necessario secondo lo skema Riduci-Riusa-

Ricicla-Ridisegna, 10)discarica temporanea x nn riciclabili e la stabilizzazione biologica dei rifiuti

organici

REATTORI NUCLEARI d 4° GENERAZIONE RAFFREDDATI a GAS: principio d

funzionamento: i reattori raffreddati a gas sn definibili d 4° generazione e sn raffreddati ad elio,

cn 1 gas inerte ke nn reagisce kimicamente cn nessun materiale cn cui viene a contatto e ke nn ha

reazioni corrosive reattori raffreddati ad elio. Sn anke detti “a letto d sfere” e usano cm

combustibile l'ossido d uranio insieme ad elementi d grafite. Le sfere ke vengono usate hanno 1

diametro d circa 60 mm e sn formate da 1 guscio d grafite dentro al ql c sn circa 15.000 particelle d

ossido d uranio. Ogni singola particella è composta da gusci concentrici a strati dv è inglobato

l’ossido d uranio. Gli strati ke compongono i gusci sn all’esterno d carbonio pirolitico mentre +

internamente c’è qll d carburo d silicio, poi c’è 1 altro strato d carbonio pirolitico e infine lo strato

ke contiene l’ossido d uranio è d carbonio poroso. Il nocciolo è composto anke da grafite x

garantire la resistenza fino a 1600°. Qst viaggia sempre in condizioni ottimali in qnt il

combustibile viene assicurato regolarmente dalle sfere ke completano il loro viaggio dall’alto

verso il basso in 6 mesi, dv 1 volta giunti nella parte bassa del nocciolo viene estratta e

contemporaneamente ne viene inserita 1 nuova dall’alto. Mediamente qst procedimento accade

ogni minuto. L’elio ha funzione d prelevare l’energia termica prodotta dal nocciolo e viene

immesso ad 1 temperatura d 900°C direttamente in 1 turbina a gas la ql, accoppiata all’alternatore,

produce l’energia elettrica. Qst reattore, pur nn eliminando il problema delle scorie, ha il pregio d

nn produrre plutonio. Qst ha 1 grado d sicurezza + alto rispetto ai reattori tradizionali

FIAMMA OSSIDANTE e RIDUCENTE: calore d combustione (fiamma-becco d bunsen-

fiamma riducente-ossidante). La fiamma s produce grazie a reazioni kimike esotermike, cioè ke

producono calore. La produzione d calore fa aumentare la temperatura dei reagenti al punto tale ke

irradiandosi diventano luminose e danno visibilità alla fiamma. L’aspetto e la qualità della fiamma

può essere osservata mediante il becco d bunsen. Attraverso qst, ke è 1 bruciatore d gas

combustibile usato in laboratorio, è possibile notare ke a seconda della quantità d aria cn cui viene

miscelato il gas prima ke qst venga incendiato, s possono verificare diverse situazioni: se il gas nn

viene miscelato cn 1 sufficiente quantità d aria (e quindi, ricordiamolo, d ossigeno), la sua

combustione nn sarà completa e darà luogo ad 1 fiamma luminosa, instabile e nn mlt calda,

kiamata “fiamma riducente”. Se il gas viene miscelato cn un’abbondante quantità d ossigeno, tale

circostanza dà luogo ad 1 combustione completa, causa d 1 fiamma incolore, stabile e mlt calda,

kiamata “fiamma ossidante”. Nella fiamma ossidante s notano 3 zone differenti, la + interna (e

quindi anke la + bassa ) è a temperatura bassa e c’è poca combustione, nella 2° intorno alla 1° c’è

1 zona riducente + luminosa e + calda dv la combustione è data + dall’aria ke dal gas e 3° terza

zona dv s nota la combustione comopleta, in cui la luminosità è minore xkè nn c’è quasi +

combustione d gas e la sua temperatura tende ad abbassarsi x via dello scambio termico cn

l’ambiente. La fiamma ossidante può raggiungere la temperatura d 1410° C. Anke se la

temperatura è differente nelle varie zone

OFFSHORE: CENTRALI EOLIKE: sn qll situate nelle superfici marine, lontano dalle coste,

dv è possibile sfruttare i forti venti ke soffiano, senza essere rallentati da ostacoli. Sulla superficie

d mari e oceani, infatti, i venti nn trovano ostacoli e soffiano cn velocità maggiori e cn maggior

costanza. Qst centrali possono essere installate anke negli oceani, ma anke nei grandi laghi in italia

c sn dei progetti x l’eolico offshore anke se ancora nn parte nulla. Preso atto xò ke nonostante i

nostri mari nn offrano 1 vento in quantità abbondante, nel 2009 fu presentato 1 serio progetto a

Termoli e Montenero d Bisaccia ma a tt’oggi querele e ricorsi al Tar nn hanno ancora fatto partire

il progetto. Le 54 torri da 80 mt su cui sarebbero dovute esserci le turbine Vestas v90 da 3mw cd

sarebbero dovute nascere tra Termoli-Vasto a solo 5 miglia dalla costa orientate in direzione del

maestrale disposte su 6 file da 9 turbine cd, basate su 1 fondale d sabbia e fango ad 1 profondità d

12-20 mt. I vantaggi sarebbero stati qll legati alla mancata emissioni d CO2 ma anke d anidride

solforosa, ossidi d azoto e polveri sottili cn grande risparmio d petrolio. In italia nn decolla a causa

della preoccupazione legata alla rovina del nostro bel paese, ma l’incombente crisi energetica,

l’inquinamento sempre + imperante dovrebbe spingere le persone a ragionare in termini + pratici,

costi d realizzazione e d manutenzione delle centrali offshore ke sn mlt + alti d qll onshore,

aumento legato ai costi d trasporto dei materiali, delle difficoltà costruttive, dei problemi d

ancoraggio delle torri al fondale e dei problemi legati alla corrosione ad opera delle acque marine

sulle strutture, ma i vantaggi in termini d produttività sn mlt elevati. Gli impianti offshore sn il vero

futuro dell’energia eolica, sia in termini ambientali sia d potenziale produttivo

3 R: POLITICA: R cm Riuso, Recupero e Riciclaggio. Sn qst le 3 R + importanti x attuare 1

corretta politica ambientale d gestione dei rifiuti. Ridurre la quantità e la pericolosità dei rifiuti

prodotti è l'obiettivo principale ke può essere raggiunto grazie ad azioni ke siano mirate verso ki

produce i beni. Bisogna incentivare il Riuso, il Recupero e il Riciclaggio dei rifiuti prodotti (3R)

ottimizzando anke sistemi d raccolta dei rifiuti urbani e sviluppando 1 mercato del riuso e del

recupero dei rifiuti. Raggiungere gli obiettivi del recupero e riciclaggio dei materiali, così cm

previsto dalla legislazione europea e recepiti in Italia attraverso il Decreto Ronchi (D.lgs 22/97), è

possibile grazie all'attività svolta da numerosi consorzi quali: CONAI ke è 1 organismo privato

senza fini di lucro ed è 1 dei + efficenti sistemi europei d valorizzazione dei materiali da

imballaggio; COMIECO ; COOU (Consorzio Obbligatorio degli Oli Usati) ke ha la gestione

nazionale della raccolta d oli lubrificanti usati x riutilizzarli nuovamente ed in modo corretto;

COBAT (Consorzio Obbligatorio Batterie al Piombo Esauste e Rifiuti Piombosi) ke s occupa d

raccogliere, commercializzare e riutilizzare batterie esauste e rifiuti contenenti piombo; COREPLA

(Consorzio Nazionale x la Raccolta, il Riciclaggio ed il Recupero dei Rifiuti d imballaggi in

plastica)

AUTO-DEPURAZIONE del SUOLO dagli INQUINANTI: meccanismi principali: in natura

esiste 1 meccanismo d auto-depurazione da metalli ke s kiama “immobilizzo permanente”. Ciò

significa ke in modo naturale mlt cationi metallici vengono immobilizzati grazie allo scambio

ionico (Pb2+,Hg2+, Cr 3+), mentre altri sn celati da molecole organike (cm Zn2+, Cu2+). Insieme

a qst processi possono manifestarsi anke altri fenomeni cm la complessazione e la precipitazione.

PH, CSCS, potenziale redox, invece sn tra i fattori ke influenzano la mobilità dei metalli. Dalla

classificazione kimica dei metalli pesanti emerge ke qst fanno parte dei gruppi I,II,Vi,VII,VIII B

quindi dei metalli d transizione, anke se qualcuno lo troviamo anke nei gruppi III,IV A. Quasi tt i

metalli fanno parte degli elementi in traccia ke s trovano nei terreni + comuni e nelle rocce (ferro e

allumino no). Esistono 3 gruppi d classificazione redati dal punto d vista eco-tossicologico e sn:

*metalli ke hanno 1 ruolo fisiologico importante, cm Zinco e Rame fondamentali x piante e

animali, ma ke ad alte concentrazioni sn tossici, *metalli ke sn kimicamente simili a elementi

fondamentali, *metalli ke presentano azioni fisiologike nn conosciute. Stabilire ciò ke scatena la

contaminazione nell’ambiente da metalli pesanti c riconduce al discorso sulla necessità d capire da

cs l’inquinamento trae origine

FUKUSHIMA: a + d 1 anno dall’incidente: cn il terremoto e lo tsunami è in alcune centrali è

mancato il sistema d refrigerazione. I tecnici hanno cercato d tenere bassa la temperatura nel

nocciolo prima usando generatori d emergenza x refrigerare, poi pompando direttamente acqua d

mare. S è verificata 1 fuoriuscita di idrogeno e, cm s sa, l’idrogeno è altamente infiammabile. Il

suo accumulo nella parte esterna dell’edificio del reattore ha causato le esplosioni ke hanno

distrutto le strutture esterne, ma nn, a qnt pare, i contenimenti interni in cemento e metallo. È

presumibile ke l’abbassamento del livello d acqua nel nocciolo abbia esposto le barre d

combustibile ke, nn + raffreddate, potrebbero aver iniziato a sciogliersi. Successivamente al

disastro, il governo giapponese ha + volte negato ke c fossero stati riski connessi alle radiazioni ma

ke la quantità d radiazioni dispersa nn era elevata e la popolazione, residente oltre 1 raggio d 20

km, nn ne avrebbe risentito. 2 settimane dopo, il governo ha invece kiesto alle persone ke vivevano

tra i 20 e i 30 km dalla centrale d evacuare volontariamente. Infine, il governo ha esteso la zona d

evacuazione a specifike aree, fino a 50 km. Alla fine sn state evacuate 200mila persone e 1

milione sn state interessate direttamente dalla contaminazione. L'incidente ha avuto 1 grossa

rilevanza nazionale x l'economia giapponese x ql ke riguarda il danno ambientale. Tracce d

radioattività da Fukushima sn state infatti rilevate fino alla costa occidentale americana. A livello d

economia il governo giapponese ha subito grossi danni dovuti al grosso buco energetico lasciato

dal nucleare; x qnt riguarda l'agricoltura e la pesca, x mesi, le acque sn state contaminate e c'è stato

anke 1 allarme sui pesci pescati in qll zona. Ma il danno + grave è qll sulle persone. La gestione

dell'incidente da parte d Tepco è stata semplicemente vergognosa. Essa è stata reticente e ha

mentito spudoratamente. Dal punto d vista operativo ha ritardato al massimo il raffreddamento dei

reattori cn l'acqua d mare, x paura d mettere a riskio 1 futura operatività dei reattori. All’opinione

pubblica invece sn stati forniti dati mlt + ottimistici rispetto a qll ke stava realmente succedendo: x

esempio s negava il fatto ke i reattori stessero fondendo. Qst ha d conseguenza ritardato le

procedure d evacuazione. C'è stata 1 gestione pessima dell'informazione, ma qst in materia d

incidenti nucleari nn è certo 1 novità, basti ricordare ke ai tempi d Kernobyl la stampa francese

ignorò x + d 1 settimana l'incidente. Segretezza e verticismo sn caratteristike intrinseke

dell'industria nucleare. Infine a 2 anni dall'incidente nella centrale giapponese è ancora

impossibile quantificare i danni alla salute, all'ambiente e all'economia. Qnt moriranno a causa

delle radiazioni lo sapremo forse sl fra decenni

LEGAMI KIMICI: l’energia ke lega 2 atomi viene misurata in chilocalorie/mole Kcal/mole o

joule/mole KJ/mole prendendo in considerazione qnt energia occorre x rompere ql legame. Se

prendiamo ad esempio 2 atomi d idrogeno ke sn infinitamente distante e proviamo ad avvicinarli

succede ke se riduciamo la distanza qst s respingono ma se aumentiamo la distanza qst s

attraggono. Esistono quindi delle forze ke attraggono o respingono gli atomi e ke c fanno capire ql

è il loro contenuto energetico. Accade quindi ke alla distanza internucleare d 0,74 A s ha la

massima attrazione netta (ke corrisponde alla minima energia potenziale ), quindi cn gli orbitali s

sovrappongono formando 1 orbitale molecolare ke ha 2 e (e-meno) d spin opposto. S forma così 1

legame, ke risiede in qll zona densamente elettronica dv è avvenuta la sovrapposizione degli

orbitali. S ottiene così la molecola dell’idrogeno H2 ke è biatomica. Gli atomi quindi s legano x

avere 1 composto + stabile, ke porta a liberare + energia

LEGAME OMEOPOLARE: esistono vari tipi d legami tra cui il legame omopolare o covalente

puro ke s forma tra 2 atomi della stessa specie. C'è 1 distribuzione simmetrica della carica, quindi

identica in tt e 2 gli atomi. Solitamente gli e (e meno) ke s legano tra loro sn qll spaiati, ossia qll

ke occupano 1 solo orbitale s rende quindi necessario affinkè possano legarsi tra loro avere spin

opposti. Legami e legam