Che materia stai cercando?

Anteprima

ESTRATTO DOCUMENTO

URBANISTICA – Corso di Strade, Ferrovie ed Dispensa:

Aeroporti Inquinamento atmosferico generato dal traffico veicolare

benzene, impiegato quale anti detonante nelle benzine senza piombo, imputato di essere un

fattore cancerogeno.

- Il piombo (Pb)

L'inquinamento da piombo nell'aria è causato per il 90% dal traffico veicolare; difatti è

stato riscontrato un'elevato gradiente relativo alle zone urbane rispetto a zone non interessate

da grossi volumi di traffico. Le emissioni gassose di piombo nell'atmosfera hanno origine

principalmente dalla combustione di additivi antidetonanti presenti nella benzina (piombo

tetrametile, piombo tetraetile) per motori di autoveicoli. Gli antidetonanti permettono un

valore di compressione più elevato impedendo che la combustione avvenga "fuori fase", dando

però luogo a numerosi composti del piombo nei gas di scarico, specie derivanti dalla

combinazione con altri additivi quali il bromuro di etilene.

E' intuitivo che a differenza dei motori a benzina (contenente additivi al piombo), i motori

a gasolio non emettono piombo. L'uso nell'ultimo decennio di benzine che adoperano quali

antidetonanti altri additivi diversi dal piombo hanno collaborato nel far diminuire i livelli di

piombo nell'aria.

Aspetti tossicologici. L'assunzione del piombo da parte dell'uomo avviene principalmente

attraverso l'alimentazione e per inalazione: il piombo atmosferico inalato varia tra i 40 mg/l e 1

mg/l, a seconda che sia in città o in campagna. La quantità di piombo assunta con cibi e

bevande si aggira su un valore medio di 0,3 mg/giorno.

Fortunatamente non tutto il piombo inalato o ingerito viene ritenuto o assorbito, infatti

solo il 5-10% di quello ingerito è assorbito dal tratto gastro-intestinale e solo il 30% di quello

inalato è assorbito dall'apparato respiratorio, di cui solo il 5% è ritenuto. Il piombo ritenuto si

accumula nello scheletro; il piombo accumulato nelle ossa è poi mobilitato in particolari

condizioni anche molto tempo dopo l'assorbimento iniziale.

L'azione tossica del piombo nel corpo deriva principalmente dalla sua capacità di inibire

l'enzima necessario alla formazione dell'emoglobina reagendo con lo zolfo di alcuni aminoacidi

che lo costituiscono. I livelli di piombo presenti nel sangue tali da provocare l'insorgenza di

avvelenamento chimico da piombo (saturnismo) variano tra 60 e 100 mg/100 ml.

Concentrazioni superiori ai 120 mg/100 ml sono pericolose, mentre inferiori ai 40 mg/100 ml

sono ritenute normali.

Autori: F.Cirianni, G.Leonardi Pagina 8 di 22

URBANISTICA – Corso di Strade, Ferrovie ed Dispensa:

Aeroporti Inquinamento atmosferico generato dal traffico veicolare

- Polveri e particolato sospeso (P.P.S.)

Il particolato atmosferico contiene una gran varietà sia di particelle solide che di gocce di

condensato. Queste comprendono fumi, aerosol atmosferico formato da reazioni chimiche e

composti metallici. Con fumi intendiamo il particolato inquinante in sospensione nell'aria, con

un diametro inferiore ai 15 µm, generato dalla combustione incompleta dei combustibili fossili.

I parametri più usati per classificare il particolato sono il diametro e la densità, dato che da

questi, oltre che dalle caratteristiche meteorologiche, dipende il tempo di permanenza

nell'atmosfera e la distanza alla quale vengono trasportate dalla fonte. Infatti le particelle più

piccole potenzialmente sono le più dannose, poiché rimangono in sospensione nell'aria più a

lungo e possono essere inalate.

Studi condotti nel Regno Unito hanno portato ad assegnare ai veicoli stradali la

responsabilità per il 40% sulle emissioni totali di particelle sospese, e dei veicoli circolanti solo

il 10% è alimentato a gasolio, ma è proprio questa parte responsabile di almeno il 90% del

particolato generato dai veicoli. Difatti il motore diesel produce in media una quantità di

effluente particolato 10-15 volte superiore a quella prodotta dal motore a ciclo otto.

I veicoli a motore generano anche particolati non direttamente collegati alla combustione,

tramite i freni, i copertoni e indirettamente tramite la turbolenza indotta dal passaggio del

veicolo che alza il particolato presente sulla superficie stradale.

Aspetti tossicologici. Le concentrazioni nell'aria di particelle sospese varia nel corso della

giornata, a seconda dell'intensità del traffico veicolare, dal grado di congestione e dalle

condizioni climatiche. La frazione respirabile e biologicamente attiva, rappresenta circa il 70%

delle particelle sospese, i fumi emessi dagli scarichi dei motori sono in prevalenza costituiti da

particelle che si collocano fra le respirabili, e sono quindi di grande significato ai fini della

penetrazione nell'albero tracheobronchiale.

)

-Anidride carbonica (CO 2

L'anidride carbonica, o biossido di carbonio (CO ) è un gas incolore e inodore, più pesante

2

dell'aria, che si forma dalla combustione dei combustibili a base di carbonio; è innocuo, tranne

nel caso in cui si sostituisca all'aria al punto da rendere irrespirabile l'atmosfera. Inoltre

l'anidride carbonica, ad elevate concentrazioni, influisce sul clima, portando ad un elevazione

sono essenzialmente dovuti al

della temperatura. I processi artificiali di emissione di CO

2

consumo dei combustibili fossili e ad alcune attività industriali.

Autori: F.Cirianni, G.Leonardi Pagina 9 di 22

URBANISTICA – Corso di Strade, Ferrovie ed Dispensa:

Aeroporti Inquinamento atmosferico generato dal traffico veicolare

- Inquinanti secondari

Gli inquinanti secondari, derivati dagli inquinanti primari in seguito a reazioni termiche o

fotochimiche di questi con i costituenti basi dell'atmosfera, sono individuati tramite la

, di O , e di NO per la fase gassosa, tramite la

rilevazione della concentrazione di NO

2 3

concentrazione dei prodotti di trasformazione degli ossidi di azoto e dell'anidride solforosa per

la fase particellare.

Di seguito sono descritti sommariamente i caratteri di due dei principali gruppi di essi, gli

ossidanti fotochimici e l'acido nitrico, nitroso e nitrati; un terzo, il biossido di azoto è stato

descritto nel paragrafo relativo al monossido di azoto per le affinità tra i due composti.

- Gli ossidanti fotochimici

Gli ossidanti fotochimici sono inquinanti secondari allo stato gassoso, costituiti da ozono e

altri componenti ossidanti, che si formano a spese degli inquinanti primari, in seguito a

reazioni fotochimiche sollecitate dalle radiazioni solari. Gli ossidanti fotochimici formano un

aerosol chiamato smog fotochimico, che tende a formarsi nei mesi estivi e durante le ore

diurne, da non confondersi con lo smog, costituito da inquinanti primari. L'inquinamento da

ossidanti fotochimici è chiamato inquinamento fotochimico; il materiale di partenza è

rappresentato da contaminanti emessi preminentemente dagli autoveicoli: ossidi di azoto,

idrocarburi non metanici, aldeidi. Queste sostanze sono definite "precursori degli ossidanti

fotochimici".

Poiché l'emissione contemporanea di ossidi di azoto e di idrocarburi è dovuta

principalmente alla motorizzazione, lo smog fotochimico è una forma di inquinamento

atmosferico delle aree urbane a traffico elevato.

Aspetti tossicologici. E' da notare che gli inquinanti secondari, che costituiscono gli

ossidanti del fotosmog, sono ad alta aggressività relativa per l'uomo, le piante, gli animali e i

materiali, già in concentrazioni molto più basse di quelle degli inquinanti primari; sono

sufficienti concentrazioni basse, dell'ordine di 0,1 p.p.m. perché lo smog fotochimico faccia

sentire i suoi effetti irritanti: bruciore agli occhi, irritazione alla gola e alle vie respiratorie. Col

crescere delle concentrazioni i sintomi si esprimono tramite menomazioni delle funzioni

respiratorie, fino a livelli letali.

Autori: F.Cirianni, G.Leonardi Pagina 10 di 22

URBANISTICA – Corso di Strade, Ferrovie ed Dispensa:

Aeroporti Inquinamento atmosferico generato dal traffico veicolare

- I nitrati

I nitrati, composti dell'azoto con l'ossigeno, costituiscono chimicamente l'anione dell'acido

nitrico e dei suoi sali: è la specie che si forma per completa ossidazione dell'ammoniaca ad

opera dei microrganismi contenuti nel suolo e nell'acqua.

La presenza dei nitrati nelle acque è solo in piccola parte causata dai gas di scarico degli

autoveicoli, in quanto le cause principali sono gli scarichi urbani, gli scarichi industriali e le

immissioni conseguenti all'uso fattone in agricoltura.

Effetti ambientali delle emissioni inquinanti

Quando si riferisce agli effetti delle emissioni inquinanti sull'ambiente, si adopera il

termine "ambiente" nel senso più ampio, per coprire l'impatto dell'inquinamento atmosferico

sulla qualità della vita. Questi effetti si possono suddividere in tre gruppi principali, ovvero gli

effetti sulla salute, gli effetti soggettivi e gli effetti ecologici che, per meglio intenderci,

comprendono questi ultimi l'effetto serra tra gli altri. Si dovrebbe tuttavia comprendere che tale

suddivisione è formale, in quanto tali effetti sono tra loro interconnessi. Per ciò che concerne

gli effetti sulla salute si rimanda agli effetti tossicologici esposti nel secondo capitolo,

relativamente alla natura ed effetti dei singoli inquinanti. Segue una descrizione sintetica degli

effetti soggettivi ed ecologici

Effetti Soggettivi

Le "esalazioni" del traffico possono vedersi nella forma di fumi, o percepiti come odore.

Una parte rilevante delle emissioni, tuttavia, non è rilevabile ai sensi, e tra questi sono

compresi il monossido di carbonio ed il piombo. La percezione o meno delle emissioni

inquinanti condiziona l'opinione pubblica, per cui nella media sono percepiti come più

inquinanti, e quindi più dannosi per la salute pubblica, i veicoli con maggiore fumosità, quali i

veicoli pesanti e gli autobus, rispetto alle autovetture in genere, nonostante la maggior parte dei

veicoli pesanti sono alimentati a gasolio, per cui non vi sono emissioni di piombo, e le

emissioni di monossido di carbonio sono sensibilmente inferiori alle emissioni dei motori a

benzina adoperati a parità di condizioni. Chiaramente gli effetti fastidiosi percepiti del traffico

sono il fumo e l'odore, oltre al rumore e le vibrazioni che rientrano più propriamente nei

fenomeni di inquinamento acustico, ma se il fumo può essere ricondotto ad una scarsa

manutenzione del motore o ad imporprie condizioni di esercizio, l'odore è un problema più

complesso. Difatti l'odore non è riconducibile ad un singolo elemento, ma nasce dai complessi

sinergismi che avvengono in seguito alla fase di combustione e di emissione, entrando a

Autori: F.Cirianni, G.Leonardi Pagina 11 di 22

URBANISTICA – Corso di Strade, Ferrovie ed Dispensa:

Aeroporti Inquinamento atmosferico generato dal traffico veicolare

contatto con l'atmosfera. La difficile attribuzione di un indice di riferimento all'odore percepito

dall'olfatto è riconducibile alla non univocità di soglia percepita di fastidio che varia da

soggetto a soggetto, ed inoltre non vi è una diretta proporzionalità tra odore e danno alla salute

pubblica, come ad esempio con il rumore, difatti alcuni delle emissioni gassose più dannose

sono inodori.

Effetti Ecologici

Le emissioni da traffico hanno ricadute sull'ecosistema a breve ed a lungo raggio, dagli

effetti minori che si verificano localmente in prossimità del tronco stradale, all' "effetto serra".

Di seguito sono descritti brevemente due dei fenomeni di maggior impatto

dell'inquinamento artmosferico, sicuramente non gli unici ma gli effetti di maggior profilo, il

fenomeno delle pioggie acide e l'effetto serra. ) e

La pioggia acida. I principali precursori dei depositi acidi sono l'anidride solforosa (SO

2

gli ossidi di azoto (No ) emessi nell'atmosfera da sorgenti sia naturali che antropiche. Il

x

contributo del traffico è principalmente di ossidi di azoto, considerando che, nei paesi

emessi nell'atmosfera sono prodotti dai veicoli stradali.

industrializzati circa un terzo degli No

x

Inoltre gli idrocarburi emessi, anche se non contribuiscono direttamente all'acidità, possono

partecipare a reazioni che producono composti direttamente responsabili.

L'acidità nella terra o nell'acqua è misurata per unità pH, che è una funzione logaritmica

della concentrazione degli ioni idrogeno. Un valore di 7 pH è considerato netro, inferiore a

sette è acido, superiore è alcalino. In natura l'acqua piovana tende ad essere leggermente acida

anche in ambienti senza inquinamento di origine antropica, ma nelle aree industrializzate il pH

scende su valori di acidità elevata. I danni attribuiti all'acidità nell'ambiente includono effetti

sulla vegetazione, vita acquatica, strutture e materiali e salute umana. Per quanto riguarda la

vegetazione, tra i più colpiti sono gli alberi, mentre l'aumento dell'acidità dei bacini danneggia

fortemente la popolazione ittica. La pioggia acida inoltre attacca i materiali interrati filtrando

attraverso il terreno ed i materiali esposti all'aria, accelerando i processi di corrosione dei

metalli e aggressione dei materiali lapidei e conglomerati cementizi, anche se il ruolo

predominante in questo caso spetta all'anidride solforosa, per cui riconducibile solo in parte

minima alle emissini di scarico dei veicoli di trasporto.

L'effetto serra. La vita sul nostro pianeta è resa possibile dalla presenza di determinati gas

nell'atmosfera che intrappolano la radiazione ad onda lunga, così contribuendo a mantenere una

temperatura media di circa 15 °C; parimenti se non vi fosse l'atmosfera la temperatura media

Autori: F.Cirianni, G.Leonardi Pagina 12 di 22

URBANISTICA – Corso di Strade, Ferrovie ed Dispensa:

Aeroporti Inquinamento atmosferico generato dal traffico veicolare

globale sarebbe di crica -18 °C. Qesto fenomeno è noto come effetto serra, ed è un equilibrio

abbastanza delicato.

Il più importante gas di serra è il vapor aqueo, ma un ruolo rilevante è svolto dall'anidride

carbonica, dall'ozono, ossidi di azoto e metano, come emissioni di gas di scarico. Altre

sostanze, quali il clorofluorocarbonio (CFC), hanno un peso importante, però non sono

riconducibili agli inquinanti da traffico. Il gas di serra emesso in maggior quantità è l'anidride

). La combustione di un serbatoio di benzina può produrre più di 100 Kg di

carbonica (CO

2

CO , ed i veicoli a motore rispondono per il 15% delle emissioni totali di CO attualmente

2 2

(fonte Organizzazione Mondiale della Sanità). Il problema in questo caso è che l'emissione di

biossido di carbonio è prodotta da una combustione completa, per cui non un cattivo

funzionamento, ma un corretto ciclo motore. Per cui l'unico modo per ridurre tale emissioni è

di bruciare meno combustibili fossili, che vuol dire o usare meno veicoli, o veicoli con

consumi ridotti, ovvero ricorrere a risorse alternative e/o motori non a combustione interna.

L'emissione di monossido di carbonio, di per se non un gas di serra, può ripercurersi sul clima

dalla ossidazione del CO con radicali altamente reattivi (OH), aumentando i livelli di sostanze

quali l'ozono, il metano e l'ossido di azoto. L'effetto dell'ozono, di cui si è gia detto, è

ambivalente, in quanto l'ozono troposferico tende a scaldare la superfice terrestre per effetto

serra, mentre l'ozono stratosferico ha l'effetto opposto dovuto all'assorbimento della radiazione

ultra-violetta (onda corta).

Autori: F.Cirianni, G.Leonardi Pagina 13 di 22

URBANISTICA – Corso di Strade, Ferrovie ed Dispensa:

Aeroporti Inquinamento atmosferico generato dal traffico veicolare

FONTI DI EMISSIONE.

I motori a combustione interna.

I motori più comunemente utilizzati sono i motori endotermici, la cui sorgente di energia è

una reazione chimica di combustione che avviene all’interno del sistema. I motori endotermici

a pistone più utilizzati funzionano secondo i cicli Otto e Diesel. Il gas compie le sue

trasformazioni in un sistema cilindro – pistone dove il volume cambia grazie ai movimenti del

pistone mosso da un sistema biella-manovella. La distinzione ciclo Otto e Diesel riguarda la

modalità di alimentazione e la reazione chimica di combustione, distinguendo il primo come

combustione ad accensione comandata, ed il secondo ad accensione spontanea.

I motori a ciclo otto funzionano aspirando aria carburata, ovvero aria mescolata con un

piccolo quantitativo di benzina. Il ciclo è composto di quattro fasi.Nel ciclo reale è necessario

spendere lavoro per far entrare la miscela d’aria e combustibile nel cilindro, successivamente

avviene la fase di compressione, comprimendo l’aria carburata dal volume superiore a quello

inferiore. Tale fase è adiabatica, e nel caso di ciclo reversibile si ipotizza come una

trasformazione isoentropica. La terza fase è la reazione chimica o scoppio in cui la miscela di

aria e combustibile reagiscono chimicamente, a causa di una scintilla provocata artificialmente

(accensione comandata). Questa fase di scoppio avviene con velocità molto elevata, ed in

tempo molto breve. E’ lecito schematizzare la fase come una trasformazione isocora, in cui a

causa della reazione esotermica, la temperatura e volumi finali sono molto più elevati di quelli

iniziali. Nella quarta fase del ciclo vi è l’espansione e scarico dei prodotti della combustione, Il

pistone si trova con un gas ad elevata temperatura e pressione, e si espande fino al volume

superiore. Questa espansione si suppone, adiabatica, e ipotizzando la trasformazione reversibile

per un gas ideale, si può concludere che l’espansione è isoentropica. Una volta che il pistone ha

raggiunto il volume superiore, si apre la valvola di scarico, la pressione diminuisce

bruscamente e poi inizia la fase di compressione a valvola di scarico aperta, che riporta il

volume del cilindro al volume iniziale, ed i prodotti della combustione escono dal cilindro. Nel

ciclo reale il gas contenuto nel cilindro , che rappresenta il sistema termodinamico, ha

compiuto una trasformazione ciclica durante la quale ha scambiato massa con l’esterno, perché

il sistema è aperto. Questo perché essendo presente una reazione chimica, la miscela all’inizio

del secondo ciclo deve essere di nuovo in grado di reagire chimicamente. Lo studio del ciclo

otto ideale, con un sistema chiuso ed un gas perfetto, porta al definire che il rendimento

termodinamico di un ciclo Otto dipende prevalentemente dal rapporto di compressione,

Autori: F.Cirianni, G.Leonardi Pagina 14 di 22

URBANISTICA – Corso di Strade, Ferrovie ed Dispensa:

Aeroporti Inquinamento atmosferico generato dal traffico veicolare

all’aumentare del rapporto di compressione si ha un’aumento del rendimento, ma con una

tendenza alla saturazione. Il fenomeno che limita il valore del rapporto di compressione usato

nella pratica è l’autoaccensione della miscela.

L’inconveniente dell’autoaccensione della miscela all’aumentare del rapporto di

compresione è superato dal ciclo Diesel. La fase di aspirazione avviene con sola aria ed è

simile a quella descritta nel ciclo Otto.La fase di compressione dell’aria si ipotizza come una

compressione adiabatica reversibile, cioè isoentropica. Il combustibile viene inettato alla fine

della compressione, tramite un’organo adatto, l’inettore, che provvede all’introduzione del

combustibile finemente polverizzato. Il combustibile si viene a trovare in un’ambiente ad

elevata pressione e temperatura e si ha una reazione di combustione esotermica. La temperatura

dei prodotti della combustione tende ad aumentare, così come la pressione. La fase di iniezione

ha una velocità finita, pertanto il pistone ha il tempo di muoversi dal volume inferiore, cioè

inizia la fase di espansione. Non appena la reazione chimica è esaurita, inizia la fase di

espansione vera e propria con diminuzione della pressione secondo una trasformazione

adiabatica reversibile, cioè isoentropica fino al volume superiore. Una volta raggiunto questo

volume, si apre la valvola di scarico, che permette ai prodotti della combustione di essere

scaricati fino a che il volume del cilindro non raggiunge il volume inferiore. I rendimenti del

ciclo Otto e Diesel possono essere confrontati, ed è utile fare due tipi di confronti: a parità di

rapporto di compressione e a parità di temperatura massima. A parità di rapporto di

compressione il calore assorbito dal ciclo Otto è maggiore di quello assorbito dal ciclo Diesel,

da cui ne consegue che a parità di rapporto di compressione il ciclo Otto è più conveniente del

Diesel, mentre a parità di temperatura massima il calore assorbito nel ciclo Diesel è maggiore,

pertanto il rendimento del ciclo Dielsel risulta maggiore del rendimento del ciclo Otto. Si

desume che il ciclo Diesel sia più conveniente se viene utilizzato a più elevato rapporto di

compressione rispetto alciclo Otto. Per il la natura ed il funzionamento dei motori a ciclo

Diesel ed Otto, ed il combustibile utilizzato, la maggiore emissione di inquinanti è dovuto alla

composizione del carburante, e lecondizioni in cui avviene la combustione, ovvero la reazione

chimica. Per le problematiche descritte nei motori ad accensione comandata, ovvero

l’autoaccensione della miscela combustibile, alle benzine sono aggiunti degli additivi

antidetonanti, ovvero il piombo, nei motori prodotti antecedentemente all’ingresso in vigore

delle normative comunitarie per l’abbatimento graduale delle benzine additivate con piombo,

ed il benzene nelle benzine per uso con motori catalizzati. Inoltre nei motori a ciclo otto le

temperature di combustione più elevate portano nella reazione la maggiore produzione di

Autori: F.Cirianni, G.Leonardi Pagina 15 di 22

URBANISTICA – Corso di Strade, Ferrovie ed Dispensa:

Aeroporti Inquinamento atmosferico generato dal traffico veicolare

monossido di carbonio. La combustione del gasolio nei motori a ciclo Diesel comporta

l’emissione dei solfati presenti nel gasolio per autotrazione in quantità di molto superiore

rispetto alla benzina.

Autori: F.Cirianni, G.Leonardi Pagina 16 di 22


PAGINE

22

PESO

108.36 KB

AUTORE

Atreyu

PUBBLICATO

+1 anno fa


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in urbanistica
SSD:
A.A.: 2011-2012

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Infrastrutture e mobilità territoriale - strade ferrovie e aeroporti e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Mediterranea - Unirc o del prof Cirianni Francis.

Acquista con carta o conto PayPal

Scarica il file tutte le volte che vuoi

Paga con un conto PayPal per usufruire della garanzia Soddisfatto o rimborsato

Recensioni
Ti è piaciuto questo appunto? Valutalo!

Altri appunti di Infrastrutture e mobilità territoriale - strade ferrovie e aeroporti

Progettazione stradale
Dispensa
Inquinamento atmosferico
Dispensa
Intersezioni stradali
Dispensa
Piani urbani del traffico
Dispensa