Paniere di Analisi di controllo ambientale - Risposte aperte

L A

Dove: C : Concentrazione di inquinante nella pioggia;

 L

C : Concentrazione di inquinante nell’aria;

 A

H: Costante di Henry.



Se il tempo di permanenza delle gocce di pioggia in aria non è su昀케ciente, la concentrazione degli

inquinanti nelle gocce non raggiunge l’equilibrio fra le due diverse fasi.

Le particelle di inquinanti possono essere rimosse dall’atmosfera per collisione con le gocce oppure

possono rimanere inglobate nelle precipitazioni e fungere da nuclei di condensazione.

Se gli inquinanti vengono incorporati nelle precipitazioni all’interno di una nuvola il processo viene

detto “rainout”. Se avviene all’esterno della nuvola mentre la precipitazione cade verso terra viene

chiamato “washout”.

Quest’ultimo processo è modellato con un processo di rimozione del primo ordine, in cui la velocità di

rimozione della sostanza inquinante è proporzionale alla sua concentrazione:

-tλ

C(t) = C *e

0

Dove: C(t): Concentrazione di inquinante in atmosfera;

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C : Concentrazione di inquinante iniziale;

 0

λ: Costante di rimozione.



Descrivere il processo di decantazione gravitazionale

Questo meccanismo di rimozione è particolarmente signi昀椀cativo per particolato di dimensioni superiori

a 10 μm di raggio.

La velocità di decantazione di una particella solida in un 昀氀uido può essere calcolata mediante la formula

di Stokes, applicabile per particelle sferiche (se non lo sono va calcolato un raggio equivalente r), in

funzione delle dimensioni della particella, della densità della particella e della viscosità del 昀氀uido:

2

V = ((2/9)*gr Δρ)/µ

P f

Con: V = velocità di decantazione;

 p

g = accelerazione di gravità;

 Δρ = di昀昀erenza tra la densità della particella e quella del 昀氀uido;

 µf = viscosità dinamica.



Per particelle aventi densità di circa 1 g/cm3 e dimensioni minori di 1 μm, tale fenomeno può essere

trascurato perché la velocità di decantazione è minore di 10 m al giorno.

Queste particelle possono subire fenomeni di aggregazione o collisione oppure venire inglobate nelle

precipitazioni ed essere così rimosse.

Descrivere le principali caratteristiche della matrice “acqua”

L’acqua è il composto più comune sulla super昀椀cie terrestre. Per prima cosa l’acqua ricopre il 70% della

super昀椀cie terrestre, è presente nei ghiacciai e nevai, nell’atmosfera come vapore acqueo e negli

organismi viventi come costituente fondamentale.

L’acqua è necessaria sia per le attività umane sia per lo sviluppo di qualsiasi forma di vita.

Raramente l’acqua in natura si trova allo stato puro, infatti le acque circolanti nella crosta terrestre, a

causa del forte potere solvente, sono più o meno ricche di sostanze disciolte, mentre il vapore acqueo

che diverrà poi acqua piovana sarebbe puro se non venisse a contatto con i gas dell’atmosfera

(ossigeno, anidride carbonica, ecc.), che vi si sciolgono in piccola quantità.

Dal punto di vista 昀椀sico-chimico, l'acqua è un liquido, a temperatura e pressione standard. La sua

molecola si compone di un atomo di ossigeno cui sono legati due atomi di idrogeno. La sua formula

chimica è pertanto H2O.

In condizioni standard ha una temperatura di ebollizione di 100°C e congela a 0°C.

Descrivere come avviene una reazione di ossido-riduzione

Le reazioni di ossido-riduzione sono relazioni chimiche in cui si ha il trasferimento di elettroni tra due

specie chimiche diverse, nel dettaglio, una specie subisce una reazione di ossidazione mentre l’altra

subisce una reazione di riduzione. Il trasferimento di elettroni si ha dalla specie riducente, che si ossida,

verso la specie ossidante, che si riduce. Le due reazioni avvengono simultaneamente. Ogni reazione di

ossidazione è accompagnata dalla corrispondente reazione chimica di riduzione, ecco il motivo per cui

si parla di ossido-riduzione.

Come si classi昀椀cano le acque naturali?

Le acque naturali possono suddividersi in:

Acque meteoriche: sono le acque naturali più pure; esse derivano da un processo ciclico di

 evaporazione, condensazione e precipitazione. Esse hanno in soluzione i contenuti gassosi

dell’atmosfera che attraversano;

Acque super昀椀ciali: sono originate dallo scorrimento super昀椀ciale delle acque meteoriche. Esse

 esercitano un’azione solubilizzante sul terreno con cui vengono a contatto, aumentando, in

questo modo, la quantità di sostanze in esse disciolte;

Acque sotterranee: sono costituite dalle acque che penetrano nel terreno e si raccolgono in

 corrispondenza a zone impermeabili, formando delle falde, che possono tornare in super昀椀cie

naturalmente o tramite pozzi arti昀椀ciali. Queste acque sono le più ricche di sostanze disciolte per

la maggior pressione e temperatura in cui in genere si rovano, favorendone la solubilizzazione.

Come si de昀椀nisce il BOD?

Per BOD si intende la capacità della materia organica e biologica presente in un campione di acqua

naturale a consumare ossigeno con un processo catalizzato dai batteri presenti. Rappresenta la

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quantità di ossigeno, espressa in milligrammi, necessaria ad ossidare la materia organica presente in 1

litro d’acqua. Esso è una misura dell’inquinaento di natura organica. Il BOD viene valutato

sperimentalmente determinando la concentrazione di ossigeno disciolto rilevata all’inizio e alla 昀椀ne di

un periodo (in genere 5 giorni), durante il quale un campione di acqua sigillato e inseminato con batteri

viene mantenuto in ambiente buio ad una temperatura costante (20-25°C).

A cosa serve la scala pE?

Il pE è un numero adimensionale ed è utilizzato per de昀椀nire la capacità riducente delle acque naturali,

esso è de昀椀nito come il logaritmo negativo in base 10 della concentrazione e昀昀ettiva, ovvero dell’attività

degli elettroni dell’acqua.

Valori bassi di pE indicano che ci sono elettroni facilmente disponibili nell’acqua; quindi, ha un elevato

potere riducente, mentre valori elevati di pE indicano la presenza prevalente di agenti ossidanti.

In che forma è presente lo zolfo in acqua?

Lo zolfo è presente in forma organica con diversi stati di ossidazione, compresi tra uno stato fortemente

ridotto (-2) come per il gas solfuro di idrogeno (H2S) e uno stato fortemente ossidato (+6) come

nell’acido solforico H SO

2 4

Per ossidazione della sostanza organica si liberano composti dello zolfo in forma altamente ridotta.

Questi conferiscono ad esempio alle paludi il caratteristico odore sgradevole.

Nell’acqua questi componenti vengono ossidati.

Quando l’acqua può essere ritenuta potabile?

Un’acqua si de昀椀nisce potabile se, in primo luogo, non deve contenere microrganismi patogeni che

possono rappresentare un rischio per la salute di chi la beve. Inoltre, enterococchi, indicatori di

contaminazione fecale e escherichia coli non devono essere presenti in 100 millilitri di acqua;

Clostridium perfringens e Coliformi sono da considerarsi parametri indicatori indesiderabili che

dovrebbero essere assenti in un’acqua con buone caratteristiche di qualità. In acque potabili

imbottigliate è richiesta anche l’assenza di Pseudomonas aeruginosa e sono stabiliti valori limite de昀椀niti

a 22 °C e a 37°C.

31 Quali sono le cause dell’inquinamento di origine civile delle acque?

L'inquinamento di origine civile deriva dallo scarico, principalmente domestico, dei liquami urbani, in

quanto tali scarichi contengono principalmente sostanze organiche di origine metabolica, ma anche

sostanze chimiche tipo i saponi. Tale inquinamento avviene per mezzo delle acque re昀氀ue urbane

de昀椀nite come “le acque re昀氀ue domestiche o il miscuglio di acque re昀氀ue domestiche, di acque re昀氀ue

industriali ovvero meteoriche di dilavamento convogliate in reti fognarie, anche separate, e provenienti

da agglomerato”.

Di conseguenza, le acque re昀氀ue urbane presentano maggiori problemi di smaltimento per colpa della

presenza sempre più consistente di composti chimici di origine sintetica, derivati però, in prevalenza

dal settore industriale.

32 Descrivere i trattamenti di disinfezione mediante membrane

Le membrane hanno dei pori di dimensioni microscopiche e uniformi che devono essere inferiori alle

dimensioni dei contaminati da trattenere. Si parla di ultra昀椀ltrazione o micro昀椀ltrazione quando i pori

0.002-10μm.

sono di dimensioni

Questi due processi non sono in grado di rimuovere le piccole molecole organiche e gli ioni disciolti.

Con pori ancora più piccoli si passa invece alla nano昀椀ltrazione che può essere utilizzata anche per

addolcire l'acqua dato che riesce a trattenere anche gli ioni calcio e magnesio.

Livello ultimo della 昀椀ltrazione è l’osmosi inversa o iper昀椀ltrazione. In questo caso, la membrana è

costituita da materiale organico semipermeabile dove solo l'acqua è in grado di attraversare i pori.

Grazie a questo metodo vengono rimosse particelle con dimensioni 昀椀no a 1 nm. Questo processo

richiede un pretrattamento dell'acqua per rimuovere gli inquinanti più grossolani e richiede anche

molta energia, a causa dell'elevata pressione necessaria per permettere al 昀氀uido di attraversare la

membrana e spreca molta acqua.

33 Quali sono le azioni di decontaminazione possibili per le falde acquifere?

La decontaminazione dalle sostanze organiche avviene attraverso sistemi di pompaggio e

trattamento: l’acqua della falda viene estratta per pompaggio, sottoposta a trattamenti di

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depurazione

e reimmessa nell’acquifero.

Altra tecnica è quella di nebulizzare l'acqua nell'aria prima di utilizzarla, in questo modo i COV

(componenti organici volatili) evaporano nell'aria.

Se si utilizzano processi biochimici per la decontaminazione, si parla di biorisanamento. Tali

trattamenti avvengono attraverso batteri aerobi.

Altra tecnica per la decontaminazione delle acque di falda è rappresentata dal risanamento in

situ per

mezzo di barriere permeabili sotterranee, che catturano i composti organici clorurati volatili.

Tali

barriere sono pareti di sabbia con un elemento che agisce chimicamente, il ferro metallico, in

forma di

piccoli grani. Esso reagisce come agente riducente sugli inquinanti che si sciolgono

nell’acqua.

Rivestendo le limature di f