Paniere Svolto di Chimica ambientale (2025) - Risposte aperte

Fonti antropiche (tutte le attività dell’uomo

incendi, decomposizione di composti organici; -

che inquinano l’aria: smog, riscaldamento domestico, gas provenienti dalle industrie).

I principali inquinanti dell’atmosfera vengono definiti inquinanti primari essi sono: particolato,

ossido di zolfo, ossido si azoto, monossido di carbonio.

Il particolato può provocare effetti nocivi sui materiali, sulla vegetazione e sull’uomo,

- quali: sporcare edifici e monumenti, riduzione del processo di fotosintesi, tossico per

l’uomo, funge da “cappa” incrementando l’umidità.

- Gli ossidi di zolfo possono presentare effetti nocivi sui materiale, sulla vegetazione e

sull’uomo, quali: corrosione dei metalli, deterioramento dei materiali composti da

CaCO3, formazione di piogge acide, ad elevate concentrazioni (0,2 - 0,3 ppm) causa

problemi anche all’uomo.

- Il monossido di carbonio in atmosfera può: - danneggiare le piante, per

concentrazioni superiori ai 100 ppm per lunghi periodi (mesi); - portare alla morte

dell’uomo se si inala d'aria ad alta concentrazione di CO (superiore a 100 ppm).

L'effetto tossico del CO sul corpo consiste nella riduzione della capacità del sangue

di trasportare ossigeno.

oggi risulta impossibile rimuovere del tutto l’inquinamento atmosferico,

Ad ma senza dubbio

si può ridurre.

02. Descrivere l’effetto serra, come funziona e quali fattori lo influenzano.

L’effetto serra è un particolare fenomeno in grado di regolare la temperatura di un pianeta

nell’accumulare all’interno dell’atmosfera una

dotato di atmosfera; tale fenomeno consiste

parte dell’energia termica proveniente dalla stella attorno al quale orbita il corpo celeste.

presenti nell’atmosfera, detti appunto “gas serra”, permettono l’entrata della

Alcuni gas proveniente dal Sole, mentre ostacolano l’uscita della radiazione

radiazione solare

infrarossa riemessa dalla superfice della Terra riscaldandola nuovamente. Questo effetto è

noto come effetto serra e garantisce che la superficie terrestre mantenga la temperatura

media di 15°C necessaria alla vita. Il problema del riscaldamento globale è legato

all’incremento in atmosfera dei gas in grado di assorbire la radiazione IR che può provocare

l’aumento della temperatura della superficie terrestre. I principali gas responsabili dell’effetto

serra presenti in atmosfera sono: biossido di carbonio, vapore acqueo, metano, protossido

di azoto, CFC, esafloruro di zolfo, ozono.

03. Descrivere le tecniche di cattura della CO2.

La Carbon Capture end Storage (CCS) è un processo per il confinamento del biossido di

carbonio in diverse tipologie di ambiente. La CCS prevede la cattura e lo stoccaggio del

CO2.

Attualmente esistono 3 applicazioni base per la cattura del biossido di carbonio:

1. (Oxyfuel):

La combustione con ossigeno puro prevede 2 passaggi. 1 Tramite distillazione criogena si

produce O . 2 Combustione che fornice CO e H O.

2 2 2

Il flusso di scarico uscente viene condensato in modo da raccogliere l’acqua e la parte

rimanente, che contiene fino al 98% di CO2, è pronta per essere trasferita ai siti idonei.

2. Pre-Combustione

La pre-combustione implica un trattamento preliminare del combustibile, che suddivide

l’operazione di ossidazione in due parti:

 Formazione di una miscela di idrogeno e di monossido di carbonio;

 Produzione di CO2.

Il risultato netto è la conversione dei combustibili fossili in un flusso di H2 e CO2. Il primo

elemento viene introdotto in camera di combustione, mentre il composto è separato e

destinato ad altri fini.

3. Post-Combustione

La cattura della CO2 in sede di post-combustione è il metodo più semplice e flessibile per

controllare le emissioni di gas inquinanti in atmosfera. Si tratta di lasciare inalterato il ciclo

generatore di potenza e di intervenire solo sui gas di scarico, attraverso diverse tecnologie,

per catturare e trattare le sostanze che non è più conveniente e/o concesso rilasciare in

atmosfera. Lo svantaggio palese della post-combustione è una perdita di rendimento

globale e di efficienza termica dell’intera installazione.

Descrivere il processo di distruzione dell’ozono, quali meccanismi intervengono

04.

e quali effetti provoca.

Lo strato di ozono è una regione dell’atmosfera che agisce da schermo della Terra perché

filtra le radiazioni ultraviolette contenute nella luce solare prima che raggiungano la

La distruzione dell’ozono può avvenire secondo due processi:

superficie terrestre.

catalitica e non catalitica.

La distruzione non catalitica dell’ozono avviene attraverso il seguente processo: l’ozono

- cioè con lunghezza d’onda inferiore a 320 nm

viene dissociato da radiazioni UV-C e UV-B,

L’ozono può anche reagire con gli atomi di ossigeno presenti per formare ossigeno

molecolare:

Questa reazione ha un’elevata energia di attivazione e risulta molto lenta.

La distruzione catalitica dell’ozono avviene invece attraverso un catalizzatore che si lega

-

al all’ossigeno dell’ozono:

successivamente XO può reagire con l’ossigeno atomico presente nell’aria:

così che la reazione complessiva risulta:

I catalizzatori accelerano questa reazione e vengono rigenerati così da distruggere nuove

molecole di ozono.

In questo caso le molecole che si comportano da catalizzatori sono: NO ; OH ; Cl ; Br.

01. Parlare dei vantaggi ambientali introdotti dall’impiego delle energie rinnovabili.

Le fonti “rinnovabili” di energia sono quelle fonti che, a differenza dei combustibili fossili e

nucleari destinati ad esaurirsi in un tempo definito, possono essere considerate inesauribili,

perché si rinnovano con un ciclo più rapido rispetto a quello del loro utilizzo.

Le fonti rinnovabili di energia possiedono due caratteristiche fondamentali che rendono

auspicabile un loro maggior impiego: la prima consiste nel fatto che esse rinnovano la loro

disponibilità in tempi estremamente brevi: si va dalla disponibilità continua nel caso dell’uso

dell’energia solare, ad alcuni anni nel caso delle biomasse. L’altra è che, a differenza dei

combustibili fossili, il loro utilizzo produce un inquinamento ambientale del tutto trascurabile.

Ulteriori vantaggi introdotti dall’impiego delle energie rinnovabili sono: ridurre la dipendenza

economica e politica dai paesi fornitori di combustibili fossili e far fronte anche alla loro

esauribilità, con ricadute occupazionali soprattutto a livello locale alla produzione di energia

con fonti disponibili sul territorio nazionale. per l’impatto ambientale dell’energia eolica?

02. Quali sono gli aspetti da considerare

Gli aspetti da considerare per l’impatto ambientale dell’energia eolica sono; 1)Impatto

visivo (Dimensioni degli aerogeneratori, Densità di installazione e distanza minima tra gli

aerogeneratori pari a 3D, Scelta di forma e colori in funzione delle caratteristiche del sito);

2)Campi ed interferenze elettromagnetiche (campi elettrici sono praticamente nulli per

l’effetto schermante delle guaine metalliche e del terreno sovrastante i cavi interrati. Il campo

misurato lungo il percorso dei cavi che collegano l’aerogeneratore alla cabina di

magnetico

trasformazione, ad una distanza di 7m dai cavi è inferiore a 0,2 μT. Le interferenze

elettromagnetiche sono ormai un fenomeno ridotto dall’utilizzo di pale in materiali non

conduttori e limitato nell’area di 100m dagli aerogeneratori.); 3) Occupazione del territorio

(occupazione effettiva del territorio 2% dell’area del sito di installazione, nessuna

interferenza con le attività agricole e di allevamento); 4) Emissioni Acustiche (interazione

della vena fluida con le pale del rotore; moltiplicatore di giri.); 5) Impatto sulla fauna e

avifauna (collisioni dei volatili con le pale delle turbine eoliche); 6)Impatto su flora, acqua

e territorio (sistemazione delle strade di accesso e realizzazione di strade interne al parco

eolico, scavi per la posa in opera dei cavi elettrici in MT all’interno del parco eolico di

dimensioni 1,2x0,5xL, fondazioni delle torri eoliche di dimensioni 12x12x3metri, montaggio

7) Impatto sull’assetto idrogeologico.

delle torri e delle turbine);

03. Quali sono le applicazioni tipiche dell’energia solare?

Le applicazioni tipiche dell’energia solare possono distinguersi tra: alte, medie e basse

temperature.

Nell’applicazione ad alta temperatura l'energia solare può essere concentrata ed utilizzata

fino ad una temperatura teorica pari a quella apparente del Sole. Ovviamente appare

impossibile, la temperatura massima raggiunta nelle "fornaci solari" arriva a 3000 K. Le

fornaci solari vengono impiegate, soprattutto, per scopo di ricerca, come la fusione di metalli

in atmosfera controllata e la produzione di idrogeno attraverso la dissociazione termica

dell'acqua.

Le utilizzazioni a media temperatura sono costituite, essenzialmente, da generatori di

vapore solari che alimentano dei cicli di Rankine (SOLARE TERMODINAMICO). Il vapore

si può produrre in sistemi distribuiti collegati idraulicamente, oppure in un singolo generatore

su cui vengono concentrate tutte le radiazioni captate. Nei sistemi distribuiti si impiega una

serie di concentratori cilindrici a semplice curvatura con un tubo assorbitore posto nel fuoco

geometrico.

Le più importanti utilizzazioni a bassa temperatura si realizza mediante l’impiego di collettori

piani (detti anche “pannelli solari”) e sono: la produzione di acqua calda sanitaria e il

riscaldamento ambientale. Un metro quadro di pannello può produrre 50 litri di acqua calda

a seconda della stagione, del tipo di pannello e dell’orientamento.

a 40-90°

04. Come si ottengono i biocombustibili biodiesel e bioetanolo?

Il Biodiesel è un prodotto naturale utilizzabile come carburante in autotrazione e come

combustibile nel riscaldamento.

Il biodiesel viene ottenuto dalla spremitura di semi oleoginosi di colza, soia, girasole e da

una reazione detta di TRANSESTERIFICAZIONE che determina la sostituzione dei

componenti alcolici d’origine (glicerolo) con alcool metilico (metanolo).

La reazione chimica di transesterificazione ha luogo a temperatura ambiente, in presenza

di catalizzatori, e può essere riassunta nella formula: 1000 kg di olio + 110 kg di metanolo

⇒ 1000 kg di Biodiesel + 110 kg di glicerina.

Il BIOETANOLO è un alcool (etanolo o alcool etilico) ottenuto mediante la fermentazione di

diversi prodotti agricoli quali: cereali (sorgo, frumento, mais, orzo), le colture zuccherine

(bietola e canna da zucchero), frutta, patata e