Paniere tecnologie di controllo ambientale risposte aperte

LEZIONE 2

 Descrivere i principali tipi di ecosistemi e le loro caratteristiche

É possibile distinguere 2 tipi di ecosistemi: ecosistemi autotrofi: nei quali le attività autotrofe ed eterotrofe

complessivamente tendono ad un equilibrio, e la materia organica prodotta viene utilizzata per la crescita

ed il mantenimento della comunità, con una produzione che spesso è superiore alle necessità; ecosistemi

eterotrofi: i quali consumano più materia organica di quanto non producano e per questo prendono una

parte dell’energia dall’ambiente esterno.

LEZIONE 3

 Descrivere lo scopo del modello DPSIR

Il modello DPSIR fornisce un quadro logico per approfondire ed analizzare i problemi socio-economico-

ambientali e successivamente, esprimere attraverso gli indicatori ambientali il livello di qualità e le

alternative progettuali di miglioramento.

 Descrivere lo scopo delle matrici ambientali

Le matrici ambientali hanno lo scopo di fornire le indicazioni necessarie per effettuare la caratterizzazione

dell’ambiente naturale, sociale, paesaggistico, economico, in relazione alla situazione preesistente alla

realizzazione di un determinato intervento. Tramite le matrici ambientali è possibile individuare quei settori

dove ricercare i possibili impatti di un nuovo intervento, raggruppandoli per categorie.

 Descrivere i principali indicatori ambientali

Indicatore di pressione ambientale: esprime le diverse attività umane che costituiscono fonti di pressione

sui vari comparti ambientali (emissioni di monossido di carbonio, produzione di rifiuti speciali); indicatore di

stato: esprime la qualità dell’ambiente attuale, le sue alterazioni (livello di ozono, n° di specie animali e

vegetali, contenuto di metalli pesanti); indicatore di impatto: esprimono gli effetti sull’ecosistema e sulla

salute umana derivanti da fattori di pressione ambientale (popolazione esposta al rumore, scenari

incidentali); indicatore di risposta: si riferisce alle misure prese dalla società per migliorare lo stato

dell’ambiente (raccolta differenziata, impianti di depurazione pubblici, zonizzazione acustica).

 Descrivere le principali caratteristiche della matrice "atmosfera"

L’atmosfera terrestre è uno strato molto sottile di gas: nei primi 30 km si trova il 99% dell’intera massa Il

comportamento dell'atmosfera è governato da: Gravità: l’atmosfera è vincolata al pianeta dalla forza di

gravità, cui sono soggette le particelle gassose, che altrimenti tenderebbero a disperdersi nello spazio

Rotazione terrestre: la rotazione è la causa del rigonfiamento equatoriale. Lo strato più basso (troposfera)

si estende per un’altezza variabile da circa 8.000 metri sulla verticale dei poli, fino a 20.000 metri sulla

verticale dell’equatore. Composizione: tralasciando la presenza di polveri, aerosol e inquinanti di origine

antropogenica, l’atmosfera terrestre può essere considerata come una miscela di gas con la seguente

composizione (percentuali in volume): Azoto, Ossigeno, Argon ,Biossido di carbonio, Neon ,Elio, Metano

,Kripton, Xenon). A tali gas si aggiunge il vapore acqueo (H2O), la cui percentuale è piuttosto variabile

(0÷6%), con una media dello 0,33%, e l'ozono (O3), con concentrazione intorno allo 0,000004%. azoto ed

ossigeno: - costituiscono da soli oltre il 99% dell’atmosfera non hanno alcun ruolo nei fenomeni

meteorologici grande importanza meteorologica hanno le componenti variabili: - vapore acqueo -

pulviscolo atmosferico pulviscolo atmosferico (particelle sospese nei bassi strati) ha origine: - naturale (sale

⇒

marino, ceneri vulcaniche) - artificiale (residui processi di combustione smog) la sua importanza

⇒

meteorologica è dovuta a: - proprietà igroscopiche (nuclei di condensazione) formazione delle nubi. 1

LEZIONE 4

 Descrivere la stratificazione dell'atmosfera

Gli strati sono: Troposfera E' lo strato più vicino alla Terra. La troposfera ospita l'80% della massa d'aria e il

99% di tutto il vapore acqueo dell’atmosfera. Il vapore acqueo gioca un ruolo notevole nella regolazione

della temperatura dell’aria perché assorbe l’energia solare e la radiazione termica emessa dalla superficie

del pianeta. Tutti i fenomeni atmosferici avvengono all’interno della troposfera, tuttavia le turbolenze

possono estendersi fino alla porzione inferiore della stratosfera. Stratosfera Strato che va da 10 a 50 Km di

altezza. La temperatura dell’aria rimane relativamente costante fino ad un’altitudine di 25 Km per poi

aumentare gradualmente fino a raggiungere il valore di circa 0 °C. L’ozono gioca un importante ruolo nella

regolazione della temperatura della stratosfera, infatti l’energia solare viene convertita in energia cinetica

quando le molecole di ozono assorbono le radiazioni ultraviolette, risultandone così un riscaldamento della

stratosfera. Lo strato di ozono è localizzato ad una altitudine compresa tra i 20 e i 30 Km. Mesosfera La

mesosfera si estende approssimativamente da 50 a 80 km, è caratterizzata dalla diminuzione della

temperatura che raggiunge -90, -80 °C all’altitudine di 80 km. Con l’aumentare della distanza dalla

superficie della Terra, la composizione chimica dell’aria diventa fortemente dipendente dall’altitudine e

l’atmosfera si arricchisce di gas leggeri. Termosfera Da 80 a circa 500 Km di altezza. Viene chiamata

termosfera con riferimento alle elevate temperature che vi si registrano (fino a circa 1200 °C alla quota di

400 km). Questa crescita della temperatura è dovuta all’assorbimento della intensa radiazione solare da

parte delle rimanenti molecole di ossigeno. Infatti ad una altitudine di 100-200 km, i principali componenti

dell’atmosfera sono ancora azoto e ossigeno. La termosfera e la porzione più esterna della mesosfera

costituiscono la ionosfera. In questa zona le molecole di gas si trovano allo stato di ioni. Esosfera La

porzione più esterna dell’atmosfera, all’altitudine di 450-500 km, è chiamata esosfera e si estende fino a

2000-2500 km d'altezza, dove si trova il limite dell’atmosfera. In questa regione la temperatura è

approssimativamente di 700 °C, ma può variare da 300°C, durante il minimo d'irradiazione solare, a 1.700

°C al massimo di radiazione solare.

 Descrivere l'effetto serra

l’atmosfera e la superficie terrestre vengono riscaldate dalla luce solare (luce visibile, ultravioletta ed

infrarossa). Della radiazione solare complessiva che raggiunge la terra: 50% viene assorbito dalla superficie

terrestre; 20% dai gas presenti; 30% viene riflesso verso lo spazio dalle superfici riflettenti come radiazioni

infrarosse. La radiazione viene assorbita dai gas presenti nell’atmosfera (CO2) e viene riemessa in tutte le

direzioni e parte torna alla terra, dove viene assorbita con conseguente riscaldamento dell’aria della

superficie.

LEZIONE 6

 Cosa si intende per matrici ambientali?

La Matrice Ambientale identifica i caratteri distintivi del paesaggio e dell’ambiente. Le Componenti

Ambientali, chiamate anche Matrici Ambientali, sono le categorie “di elementi fisicamente individuabili che

compongono l’ambiente”. Esse hanno lo scopo di fornire al valutatore le indicazioni necessarie per

caratterizzare l’ambiente naturale, sociale, paesaggistico, economico. Matrici ambientali sono l’insieme

delle strutture complesse degli stati della materia (stato gassoso, liquido, solido).

 Descrivere le differenze tra il moto laminare e il moto turbolento

Un moto laminare è un moto ordinato di strati adiacenti di fluido che scorrono gli uni sugli altri con piccolo

rimescolamento e con trasferimento reciproco di proprietà fisiche e chimiche esclusivamente a scala

molecolare. I vari campi associati al fluido (velocità, temperatura e concentrazione) sono altamente regolari

2

e solo gradualmente variabili nello spazio e nel tempo, niente di più lontano da ciò che accade nel PBL. Il

moto turbolento è considerato una condizione di flusso irregolare nel quale diverse quantità mostrano

variazioni casuali sia nel tempo sia nello spazio. La turbolenza è il meccanismo principale della dispersione

di inquinanti in atmosfera, prodotti da attività antropogeniche. La turbolenza è generata da effetti non

lineari che si sovrappongono al flusso medio e può essere visualizzata come un insieme di vortici di diverse

dimensioni che interagiscono tra loro e con il flusso medio; l'energia associata a ciascuna scala di vortici

definisce lo spettro della turbolenza. La maggior parte della turbolenza del PBL è causata da forzanti

collegate alla presenza del terreno: il riscaldamento del terreno causato dall'irraggiamento solare causa la

risalita di masse d'aria calda; l'attrito che il terreno esercita sul flusso causa lo shear del vento che a sua

volta è causa di turbolenza; la presenza di ostacoli (come, ad esempio, alberi ed edifici) perturba il flusso e

può anche causare la formazione di un vortice sottovento (ricircolo o distacco). Due sono quindi i tipi di

sorgenti per la turbolenza nel PBL: una di origine meccanica ed una di origine termica.

LEZIONE 7

 Descrivere le principali caratteristiche della matrice "acqua"

- indispensabile per la vita - il 70% del nostro pianeta è ricoperto da acqua - disponibilità limitata: 1450

milioni di miliardi di m3 97%: mari e oceani; 2,6%: acqua dolce nei continenti come acque sotterranee e

ghiacciai e come laghi e fiumi; 0,1% in atmosfera come umidità. - meno dell’1% dell’acqua può essere

utilizzata dall’uomo (fiumi, laghi e acqua nel sottosuolo) ed è distribuita in maniera irregolare in rapporto

alle precipitazioni. L'acqua è il principale composto chimico della biosfera. Natura dipolare dell’acqua La

presenza del legame idrogeno spiega i valori relativamente alti del punto di fusione e del punto di

ebollizione dell'acqua: rispetto a sostanze meno polari è necessaria una maggiore energia per rompere i

legami idrogeno che tengono unite le molecole le une alle altre.

LEZIONE 8

 Descrivere il ciclo dell'azoto

Le piante assorbono azoto attraverso diversi composti presenti nel terreno (nitrati, nitriti e sali di

ammonio). L’azoto, una volta assorbito e organicato dalle piante, serve all’accrescimento della massa

vegetale. Dalle piante, l’azoto viene trasferito agli organismi animali mediante la catena alimentare: noi

umani siamo onnivori, ci nutriamo di bestiame che è alimentato da mangimi di origine vegetali (ricchi di

azoto) e ci nutriamo della stessa massa vegetale (frutta e verdura). La decomposizione dei resti organici al

terreno (gli stessi detriti vegetali in decomposizione, le carcasse degli animali, le feci, prodotti secondari del

metabolismo …), arricchisce il suolo di azoto. Dal suolo, l’azoto può tornare nell’atmosfera anche grazie ad

alcuni batteri specializzati. 3

LEZIONE 9

 Descrivere le principali caratteristiche della matrice "suolo"

Tessitura: è determinata dai rapporti in cui sono presenti nel terreno le particelle di diversa dimensione che

lo costituiscono. Capacità di scambio: è una proprietà chimica che rappresenta la quantità massima di

cationi che il suolo può assorbire e scambiare se trattato con la soluzione di un catione in concentrazione

opportuna. Per i suoli basici la capacità di scambio cationico è uguale alla somma delle basi scambiabili.

Struttura: è determinata dalle modalità con cui le particelle del terreno vengono a contatto tra loro. Tali

proprietà variano continuamente in relazione all’ effetto di fattori fisici, chimici e biologici ed è influenzata

in misura considerevole dalla tessitura del suolo e dalla presenza in esso di materia organica. Massa

volumica reale: rappresenta la densità dell’insieme dei diversi costituenti solidi del suolo. Essa esprime

dunque il rapporto tra la massa totale dei costituenti solidi ed il volume totale da questi occupato. Massa

volumica apparente: esprime il rapporto tra la massa ed il volume di un campione di suolo non disturbato.

Porosità: varia dal 30% al 90%, partendo dai terreni leggeri, di medio impasto, pesanti, torbosi.

Permeabilità: dipende dalla tessitura, dalla distribuzione granulometrica e dalla struttura del terreno,

nonché dalla natura e dalla quantità degli elementi che partecipano alle fondamentali attività

idrodinamiche, biologiche e chimiche del terreno. Capillarità: risalita dell’H2O attraverso la rete di meati

esistenti nel terreno a partire dalla superficie freatica. Plasticità: proprietà con cui il terreno può essere

modellato da forze esterne e mantenere la forma acquistata quando scompaiono sia l’umidità sia le forze

esterne.

LEZIONE 10

 Cosa si intende per plasticità di un suolo?

La proprietà che fa sì che il terreno umido possa essere modellato applicando forze esterne e permette di

mantenere la forma acquisita quando l’umidità scompare e l’azione delle forze cessa, si chiama plasticità. Vi

sono due limiti alla plasticità, uno massimo ed uno minimo; al di sopra del limite massimo vi è presenza di

molta acqua e dunque la massa terrosa perde la capacità di mantenere la forma; mentre al di sotto del

limite minimo non sono possibili modifiche durature utilizzando le forze esterne. La plasticità del terreno è

influenzata dalla natura dei cationi di scambio. Nell’esaminare le cause che determinano la plasticità si

incontrano i concetti di adesione e coesione. La prima non è altro che attrazione della fase liquida sulla

superficie della fase solida; mentre la coesione in un terreno umido è dovuta alle molecole della fase liquida

che si comportano come vere e proprie membrane tra le particelle vicine.

 Descrivere il fenomeno della capillarità. 4

LEZIONE 11

 Descrivere le principali pratiche adottabili per preservare il suolo dall'erosione

La preservazione del suolo dall'erosione viene comunemente definita conservazione del suolo. Vi è un

certo numero di soluzioni al problema dell'erosione del suolo. Alcune sono delle pratiche agricole

antiche e ben conosciute, come il terrazzamento, l'aratura del contorno e la semina di raccolti di

copertura, come il trifoglio. Per alcune colture, l'agricoltura senza scasso riduce grandemente

l'erosione. Questa pratica consiste nel piantare un raccolto tra i residui del raccolto del precedente

anno, senza aratura. Le erbe infestanti, nella fila del nuovo raccolto, vengono distrutte con

l'applicazione di un erbicida prima della piantagione. Il materiale vegetale residuo rimasto previene

l'erosione.

 Descrivere le caratteristiche dei principali inquinanti dell'atmosfera (causa/effetti).

Inquinanti primari: Sono quelli che vengono immessi nell’ambiente direttamente, a seguito del processo

che li ha originati (processi antropici e naturali). Inquinanti secondari: si formano a seguito di reazioni

chimico-fisiche tra gli inquinanti primari stessi o con l’atmosfera. Possono essere attivati dall’energia solare

e coinvolgono spesso l’ossigeno atmosferico. Sono: ossidi e biossidi di azoto (rappresenta un inquinante

secondario dato che deriva, dall’ossidazione in atmosfera del monossido di azoto), particolato, benzene,

IPA, idrocarburi, ozono, CFC, Radon, ossidi di zolfo, monossido di carbonio (Si può formare dalla

combustione di sostanze organiche o comunque contenenti atomi di carbonio). Il CO ha un’altissima affinità

per l’emoglobina e impedisce l’assorbimento di ossigeno. Gli ossidi vengono convertiti nella troposfera in

acido nitrico (HNO3) e contribuiscono così alla formazione delle piogge acide. Perossiacetilnitrati si formano

dalla reazione di biossido di azoto e radicale perossiacetile, derivante a sua volta dall'ossidazione

fotochimica di idrocarburi, aldeidi e chetoni, ovvero a partire da specie che sono inquinanti secondari.

L’effetto del PAN sulla salute umana consiste essenzialmente nell’irritazione agli occhi; questa specie è

inoltre responsabile di effetti fitotossici. È responsabile del blocco enzimatico della fotosintesi e insieme

all’ozono, esaltando la respirazione dei vegetali, provoca un abnorme depauperamento delle loro sostanze

nutritive.

LEZIONE 12

 Descrivere le principali caratteristiche dei VOC

Composti organici volatili quali benzene, toluene, xilene, tricloroetano, diclorometano e tricloroetilene

sono comuni inquinanti del suolo nelle aree industriali. Una delle più comuni fonti di questi contaminanti

deriva dalla fuoriuscita dalle taniche di raccolta. Altre fonti significative di VOC derivano da solventi

impropriamente eliminati e dall’interramento effettuato in anni precedenti alle regolamentazioni nel

settore ambientale. Tra le sostanze organiche classificate come “priority pollutants” ci sono i bifenili

p