PROFILO AMBIENTALE GENERALE DELL’INDUSTRIA CHIMICA

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Questo documento mira ad individuare i principali impatti ambientali potenzialmente derivanti dall’industria chimica.

Data la vastità e la complessità del campo nel quale opera questo tipo di industria, si è ritenuto opportuno considerare separatamente le due branche principali, inorganica ed organica, che possono essere individuate al suo interno, cercando di valutare per ciascun caso i principali impatti ambientali potenziali.

Lo schema riportato nella pagina seguente evidenzia la suddivisione dell’industria chimica nelle due branche, inorganica ed organica, con i rispettivi oggetti e finalità.

Principali Documenti di Riferimento:

“Profile of the Inorganic Chemical Industry” – September 1995 – EPA/310-R-95-004. “Profile of the Organic Chemical Industry” – September 1995 – EPA/310-R-95-012.

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INDICE

Figura 1. Schema della suddivisione dell’industria chimica nelle due branche della inorganica e della organica, con i rispettivi oggetti e le rispettive finalità ............................... 4

I) INDUSTRIA CHIMICA INORGANICA ........................................................................................ 5 1) PRINCIPALI PROCESSI DELLA INDUSTRIA DEL CLORO E DELLA SODA CAUSTICA .. 5

� Celle a mercurio .......................................................................................................... 8 � Celle a diaframma ....................................................................................................... 8 � Celle a membrana ....................................................................................................... 9 � trattamenti del cloro ..................................................................................................... 9 � trattamenti della soluzione di soda caustica ................................................................ 9 � trattamenti dell’idrogeno ............................................................................................ 10

2) PRINCIPALI IMPATTI AMBIENTALI POTENZIALI DERIVANTI DALL’INDUSTRIA CLORO-ALCALINA ................................................................................................................................ 11

Generalità ............................................................................................................................. 11 A) Impatti ambientali derivanti dal processo di elettrolisi...................................................... 11 � Impatti ambientali derivanti dall’uso delle celle a mercurio ....................................... 12 � Impatti ambientali derivanti dall’uso delle celle a diaframma .................................... 12 � Impatti ambientali derivanti dall’uso delle celle a membrana .................................... 13

B) Impatti ambientali derivanti dai processi ausiliari............................................................. 13 � Impatti ambientali derivanti dalla purificazione della salamoia .................................. 13 � Impatti ambientali derivanti dal trattamento del cloro ................................................ 14 � Impatti ambientali derivanti dal trattamento della soda caustica ............................... 14 � Impatti ambientali derivanti dal trattamento dell’idrogeno ......................................... 14

3) SOMMARIO DELLE SOSTANZE CHIMICHE INQUINANTI CHE POSSONO ESSERE IN GENERALE RILASCIATE DALL’INDUSTRIA CHIMICA INORGANICA ................................. 15

HCl ....................................................................................................................................... 15 Cromo e composti del cromo ............................................................................................... 15 Solfuro di carbonio ............................................................................................................... 15 Manganese e composti del manganese .............................................................................. 15 Ammoniaca .......................................................................................................................... 16

II) INDUSTRIA CHIMICA ORGANICA......................................................................................... 17 1) DESCRIZIONE GENERALE DEI PROCESSI DELL’INDUSTRIA CHIMICA ORGANICA .. 18

Figura 3. Schema dell’utilizzo di materie prime da parte dell’industria organica per ottenere prodotti ................................................................................................................................. 20 Figura 4. Diagramma generale di flusso per l’industria chimica organica. Le frecce rappresentano reazioni di polimerizzazione, ossidazione e addizione ................................. 21 Tabella 1. .............................................................................................................................. 22 Prodotti chimici primari, e prodotti chimici secondari e terziari da essi originati. ................. 22 Primari .................................................................................................................................. 22 Terziari ................................................................................................................................. 22

2) PRINCIPALI IMPATTI AMBIENTALI POTENZIALI DERIVANTI DALL’INDUSTRIA CHIMICA ORGANICA .............................................................................................................. 23 3) SOMMARIO DELLE SOSTANZE CHIMICHE INQUINANTI CHE POSSONO ESSERE IN GENERALE RILASCIATE DALL’INDUSTRIA CHIMICA ORGANICA ..................................... 23 Ammoniaca .............................................................................................................................. 24 Acido Nitrico ............................................................................................................................. 24 Metanolo .................................................................................................................................. 24 Glicole etilenico ........................................................................................................................ 24 Acetone .................................................................................................................................... 24

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Figura 1. Schema della suddivisione dell’industria chimica nelle due branche della inorganica e della organica, con i rispettivi oggetti e le rispettive finalità

Industria Chimica

Inorganica

Organica

Applicazione delle operazioni di trasformazione chimica a materiali naturali inorganici

Applicazione delle operazioni di trasformazione chimica a materiali naturali organici

Produzione su vasta scala di sostanze inorganiche

Produzione su vasta scala di sostanze organiche o di derivazioni che le hanno a base

- migliorarne qualità e prestazioni (d’acqua, di fosfati, di minerali d’uranio, etc.)

- passarli a prodotti tecnicamente utili (vetro, ceramica, cemento, etc.)

- derivarne componenti, semilavorati e lavorati (metalli, gas di sintesi, coke, etc.)

- materie prime di base (acidi minerali, ammoniaca, soda, etc.)

- composti inorganici di grande interesse industriale (fertilizzanti, prodotti salini, pigmenti, etc.)

- migliorarne qualità e prestazioni (di caucciù, di fibre naturali, di pelli e cellulosa, etc.)

- passarli a prodotti variamente utili (saponi, grassi, zuccheri, etc.)

- derivarne componenti o lavorati di alto interesse pratico (benzine, gasoli, lubrificanti, etc.)

- di natura prettamente organica (alcoli, acidi, resine, solventi, coloranti, etc.)

- di natura mista (esplosivi, pesticidi, vernici, etc.)

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I) INDUSTRIA CHIMICA INORGANICA

L’industria chimica inorganica si distingue da quella organica in quanto utilizza sostanze chimiche inorganiche a base molecolare non di carbonio.

I prodotti dell’industria inorganica (acidi, alcali, agenti ossidanti, gas industriali, alogeni, etc.) sono usati come prodotti di base per i processi industriali, per la manifattura di altri prodotti (pigmenti, colori a secco, metalli alcalini, etc.) e come prodotti finiti destinati al consumo finale (fertilizzanti minerali, materiale da costruzione, etc.). L’uso più ampio delle sostanze chimiche inorganiche è nella manifattura di prodotti chimici e non. Di conseguenza spesso le sostanze chimiche inorganiche non compaiono nel prodotto finale.

Il vasto numero dei diversi processi industriali usati nell’industria chimica inorganica,

necessiterebbe di un trattamento specifico per ogni tipo di produzione. Per valutare i principali impatti potenziali derivanti dalla industria chimica inorganica è

comunque necessario considerare l’industria chimica inorganica come un tutt’uno. Perciò si farà qui riferimento all’industria che può essere considerata principale in questo campo: l’industria cloro-alcalina .

Essa produce principalmente: cloro, soda caustica (idrossido di sodio), carbonato di sodio,

bicarbonato di sodio, idrossido di potassio e carbonato di potassio. L’utilizzo del cloro e della soda caustica è così vasto da far ben comprendere la rilevanza di

questo tipo di industria. Il cloro è infatti impiegato nell’industria organica per produrre cloruro di vinile, cloruro di

etilene, solventi clorulati (es. trielina, tetracloruro di carbonio), glicerina, glicoli, etc., ma viene anche usato nell’industria della carta, per produrre altre sostanze chimiche inorganiche, per i trattamenti di disinfezione dell’acqua e per la produzione di ipoclorito.

La soda caustica trova anch’essa ampio utilizzo sia nell’industria chimica organica, che in quella inorganica, principalmente nei processi di neutralizzazione e lavaggio, come catalizzatore, per produrre allumina, ossido di propilene, resina policarbonatica, epossidica, fibre sintetiche, saponi, detergenti, rayon e cellophane. È utilizzata anche nell’industria della carta, nella produzione di saponi e prodotti per la pulizia e nell’industria di estrazione di petrolio e di gas naturale come fluido perforante.

Nelle pagine seguenti è riportata una breve descrizione dei processi sui quali si basa

l’industria cloro-alcalina, descrizione necessaria per la individuazione (sempre riportata di seguito), dei principali impatti ambientali potenziali di questo tipo di industria e dell’industria inorganica in generale. Infine è tracciato un sommario delle sostanze chimiche inquinanti che questa può in genere rilasciare.

1) PRINCIPALI PROCESSI DELLA INDUSTRIA DEL CLORO E DELLA SODA CAUSTICA

In Figura 2 è riportato uno schema riassuntivo dei principali processi coinvolti nell’industria cloro-alcalina. Il processo più importante è quello dell’elettrolisi, mentre a monte e a valle di questo processo si trovano processi ausiliari: a monte vi è la produzione della soluzione salina da sottoporre ad elettrolisi; a valle i trattamenti del cloro gassoso, della soluzione di soda caustica e dell’idrogeno gassoso prodotti nell’elettrolisi.

Cloro e soda caustica sono i coprodotti principali dall’elettrolisi di soluzioni acquose sature di cloruro di sodio, NaCl (acqua salata ), secondo la reazione:

2 NaCl + 2 H2O →→→→ 2 NaOH + Cl2 + H2

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Il processo produce anche piccole quantità (in peso) di idrogeno gassoso. Per una tonnellata di cloro prodotta, sono prodotte 1.1 tonnellate di NaOH e 28 chilogrammi

di idrogeno. Affinché l’elettrolisi avvenga è necessaria la somministrazione di energia elettrica, in quantità

variabile a seconda del tipo di cella elettrolitica utilizzata, del voltaggio usato e della concentrazione della soluzione di cloruro di sodio.

Prima di trattare in dettaglio il processo elettrolitico, analizziamo il processo che sta a monte

di questo: la preparazione della soluzione acquosa di NaCl , denominata con il termine tecnico di “salamoia ”, che richiede una cura particolare, soprattutto per evitare la presenza di ioni indesiderati.

Essa comporta una prima fase di dissoluzione, sotto energica agitazione, del salmarino o del salgemma, in acqua. A seconda del tipo di cella elettrolitica utilizzata saranno preparate soluzioni più o meno concentrate. La depurazione della soluzione avviene quindi: - per aggiunta di Na2CO3 e di NaOH, al fine di precipitare gli ioni Ca2+, Mg2+, Fe3+ ed Al3+ - per addizione di NaOCl, se, per qualsiasi motivo, si riscontra presente ammoniaca e di

BaCl2, in quantità accuratamente dosata (perché sono inammissibili ioni Ba2+ residui) per eliminare gli SO4

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Segue quindi una seconda fase di preparazione della salamoia, che consiste nella sua chiarificazione, filtrazione, correzione del pH e raccolta in serbatoi di alimentazione delle celle elettrolitiche.

Il processo di elettrolisi al quale è sottoposta la salamoia può utilizzare tre diversi tipi di cella elettrolitica: - cella a mercurio

- cella a diaframma

- cella a membrana

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Figura 2. Schema dei principali processi coinvolti nell’industria cloro-alcalina

Preparazione della salamoia

(soluzione acquosa satura di NaCl)

Processo di elettrolisi

2 NaCl + 2 H2O →→→→ 2 NaOH + Cl2 + H2

Energia elettrica

Cl2 NaOH

••••celle a mercurio •••• celle a diaframma •••• celle a membrana

H2

Ulteriori trattamenti di:

• cloro gassoso

• soluzione di soda caustica

• idrogeno gassoso

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Ciascuna cella elettrolitica è costituita da un anodo e da un catodo in contatto con la soluzione di salamoia; i tre tipi differiscono per il metodo impiegato per separare e prevenire il mescolamento del cloro gassoso e dell’idrossido di sodio, che reagendo tra loro originerebbero composti ossigenati del cloro indesiderati. • Celle a mercurio

Questo tipo di celle è caratterizzato da un catodo formato da un sottile strato di mercurio (circa 3 mm) sopra a lamine di acciaio leggermente inclinate. L’anodo è generalmente incorporato nel rivestimento della cella ed è sospeso orizzontalmente nella salamoia. Fino alla fine degli anni ‘60 esso era costituito da grafite, poi si sono sviluppati gli anodi di ossido di titanio ed ossido di rutenio, che sono più stabili (non si consumano velocemente) e sono energeticamente più efficienti. All’anodo viene prodotto cloro gassoso; gli ioni sodio sono assorbiti dallo strato di mercurio e formano assieme la cosiddetta “amalgama”, che viene decomposta in una apposita cella, chiamata “disamalgamatore” per produrre NaOH e Hg da riutilizzare, assieme a sviluppo di idrogeno. Il disamalgamatore consiste in una cella galvanica in cortocircuito, con catodo di grafite e anodo di amalgama di sodio.

Le celle a mercurio rispetto a quelle a diaframma e quelle a membrana presentano il grande vantaggio di produrre gas cloro puro (senza ossigeno) e soluzioni di soda caustica che non necessitano di essere ulteriormente concentrate.

Queste celle, come vedremo meglio più avanti, comportano però gravi problemi ecologici e di tossicità dovuti alla ineliminabilità delle perdite di mercurio e per questo il loro utilizzo è in progressivo abbandono a favore delle celle a membrana che evitano rischi di dissesto ecologico.

• Celle a diaframma

Il prototipo di queste celle fu messo a punto nel 1892 e da allora ne sono stati realizzati diversi tipi, tutti caratterizzati dalla presenza di un diaframma poroso tra gli elettrodi e dal fluire della salamoia dalla regione anodica (+) alla catodica (-) attraverso tale diaframma. Essi differiscono invece per la disposizione e la distanza tra gli elettrodi ed i materiali con i quali sono costruiti l’anodo ed il diaframma.

Il catodo è generalmente a struttura in rete o a lamiera di acciaio forato, mentre l’anodo è passato da composizione di grafite a struttura per lo più a piastre di titanio ricoperte di sottile strato di ossidi dell’ottavo gruppo con caratteristiche di conducibilità metallica. Così si è garantita stabilità agli elettrodi, dato che la grafite si consumava secondo la reazione:

C + 4OH-

→ CO2 + 2H2O + 4e-

Inoltre si è avuto un abbassamento della sovratensione di sviluppo del cloro.

Il diaframma è solitamente costituito da fibre di amianto, ma dai primi anni ‘70 l’amianto cominciò ad essere in parte sostituito attraverso l’inclusione (fino a circa il 25%) di fibre artificiali di vario genere e di polimeri fluorurati (es. politetrafluoroetilene) sinterizzati termicamente con l’amianto per aumentare la resistenza meccanica e minimizzare la diffusione di idrogeno gassoso attraverso il diaframma.

La struttura del diaframma fa sì che esso si lasci attraversare dal liquido permettendogli di raggiungere il catodo, ma non dal gas cloro formatosi, come nelle celle a mercurio, all’anodo. La soluzione di soda caustica e l’idrogeno si formano direttamente al catodo.

Le celle a diaframma hanno il vantaggio di operare ad un voltaggio inferiore rispetto a quelle a mercurio e quindi di utilizzare una minore quantità di energia elettrica. Inoltre, richiedono minore purificazione della salamoia sia rispetto alle celle a mercurio che a quelle a membrana.

Il grande svantaggio nell’utilizzo di questo tipo di celle, svantaggio che ne ha comportato la sostituzione fin dai primi anni del ‘900 con celle a mercurio, è la bassa concentrazione delle soluzioni di NaOH che si ottengono, che devono quindi essere sottoposte a gravose operazioni di concentrazione. Inoltre queste devono anche essere purificate dai cloruri, mentre il cloro

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gassoso, deve essere a sua volta purificato dalla presenza di ossigeno, acqua, sale e idrossido di sodio.

Come le celle a mercurio, anche questo tipo di celle, data la tossicità dell’amianto, è in progressivo abbandono a favore delle celle a membrana.

• Celle a membrana

Le celle a membrana sono le più moderne tra le tre, il loro prodotto è di migliore qualità e presentano minori effetti avversi sull’ambiente. Esse infatti evitano il dissesto ecologico dovuto all’utilizzo delle celle a mercurio e prevengono malattie professionali comportate dalla tecnologia di costruzione dei diaframmi porosi di amianto.

Le celle a membrana utilizzano per separare gli elettrodi membrane impermeabili all’acqua, iono-selettive, a bassa resistenza elettrica. Necessitano, quindi, per preservare le membrane, della deionizzazione della salamoia (per attraversamento di resine a scambio ionico) prima che questa sia immessa al loro interno. La salamoia fluisce attraverso l’anodo dove è generato il cloro gassoso, mentre gli ioni sodio migrano attraverso la membrana verso il catodo che contiene la soluzione di soda caustica. Al catodo avviene l’idrolisi dell’acqua, con rilascio di cloro ed ioni idrossido. Questi si combinano con gli ioni sodio per produrre soda caustica. La membrana impedisce agli ioni cloruro di migrare verso il catodo, facendo sì che la soluzione di soda caustica prodotta non contenga i sali che sono invece presenti nella soluzione prodotta con la cella a diaframma. Il cloro prodotto necessita però di essere purificato per rimuovere l’ossigeno ed il vapore d’acqua e la soluzione di soda caustica deve comunque essere sottoposta ad evaporazione per aumentarne la concentrazione. Il catodo è generalmente costituito da acciaio inossidabile o nichel e rivestito da un catalizzatore (es. Ni-S, Ni-Al), mentre l’anodo è di materiale stabile.

Le celle a membrana comportano un risparmio nel consumo di energia elettrica, come le celle a diaframma, unito però anche alla produzione di soda caustica maggiormente concentrata ed esente dalla presenza di cloruri, come quella prodotta dalle celle a mercurio.

Come evidenziato in Figura 2 nello schema riassuntivo dei processi dell’industria cloro-

alcalina, dopo il processo elettrolitico vengono eseguiti ulteriori trattamenti specifici del cloro, della soluzione di soda caustica e dell’idrogeno prodotti dall’elettrolisi stessa. Questi processi sono descritti di seguito. • trattamenti del cloro

Il cloro gassoso è saturato con vapore d’acqua. Il cloro gassoso prodotto nelle celle a diaframma contiene anche goccioline di idrossido di sodio e di soluzione salina. Per farne un prodotto utilizzabile viene raffreddato a –10°C e passato attraverso deumidificatori o precipitatori elettrostatici per rimuovere l’acqua e le particelle solide. Viene poi fatto passare attraverso torri impaccate nelle quali fluisce contro corrente acido solforico concentrato. Il vapor d’acqua è assorbito dall’acido solforico ed il gas cloro secco viene quindi fatto passare attraverso deumidificatori per rimuovere l’acido solforico. Se il cloro deve essere liquefatto, viene allora aggiunto al gas acido cloridrico liquido per purificarlo ulteriormente e per raffreddarlo prima della compressione. Il processo di liquefazione liquefa solo il 90-95% del cloro e il gas che rimane è assai impuro. Questo gas deve essere purificato in una unità di recupero di cloro. Esso viene compresso e raffreddato usando acqua fredda e freon. Il gas raffreddato viene fatto passare attraverso una colonna impaccata nella quale fluisce verso il basso tetracloruro di carbonio che assorbe il cloro. Cloro e tetracloruro di carbonio sono separati per riscaldamento. Il cloro gassoso è raffreddato e liberato dal tetracloruro di carbonio usando cloro liquido e il cloro puro risultante è mandato al sistema di liquefazione. • trattamenti della soluzione di soda caustica

La soluzione acquosa di soda caustica viene di solito sottoposta a trattamenti di purificazione e di concentrazione.

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La soda caustica prodotta nelle celle a mercurio e a membrana è relativamente pura. Quella prodotta nelle celle a mercurio deve essere soltanto filtrata per rimuovere le goccioline di mercurio.

La soda caustica prodotta nelle celle a membrana e a diaframma deve essere concentrata in evaporatori che, nel caso delle celle a diaframma devono essere dotati di sistemi di sedimentazione del sale per rimuovere il sale precipitato. Questi sistemi non servono per la soda caustica prodotta nelle celle a membrana, in quanto la sua concentrazione salina è assai bassa. • trattamenti dell’idrogeno

L’idrogeno prodotto in tutti e tre i tipi di celle elettrolitiche contiene piccole quantità di vapore d’acqua, idrossido di sodio e sale che sono rimossi per raffreddamento. L’idrogeno prodotto nelle celle a mercurio contiene anche piccole quantità di mercurio che deve essere rimosso raffreddando il gas idrogeno per far sì che il mercurio si condensi e per trattamento con carbone attivo.

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2) PRINCIPALI IMPATTI AMBIENTALI POTENZIALI DERIVAN TI DALL’INDUSTRIA CLORO-ALCALINA Generalità Come risulta dalla descrizione dei processi riportata nelle pagine precedenti, l’industria cloro-alcalina può, anche per uno stesso tipo di processo, utilizzare diversi tipi di tecnologia, il che rende assai complicato individuare sia gli inputs, che gli outputs inquinanti e gli impatti ambientali potenziali di questo tipo di industria. In particolare, la possibilità di impiegare celle elettrolitiche diverse, comporta notevoli differenze sia a monte che a valle del processo di elettrolisi e problemi di inquinamento diversi.

Inputs primari dell’industria cloro-alcalina sono comunque sale e acqua, acidi e agenti precipitanti usati per rimuovere le impurezze sia dalla salamoia, che dai prodotti finali, freon usato per liquefare e purificare il cloro gassoso prodotto.

Gli outputs inquinanti principali derivanti da tutti e tre i tipi di celle e che possono causare

impatti ambientali sono: • emissioni di gas cloro (sia fughe che sorgenti puntiformi); • acidi esauriti; • freon (sia fughe che sorgenti puntiformi); • impurezze; • sostanze inquinanti rilasciate dalle celle elettrolitiche e da altre parti del sistema. Tra gli impatti ambientali potenziali vanno inoltre considerati: • consumo energetico (combustibili e elettricità); • consumo di acqua; • rischio incendi. Qui di seguito è riportata una trattazione degli impatti ambientali principali potenzialmente

derivanti dagli outputs dall’industria cloro-alcalina. I diversi processi vengono trattati singolarmente, considerando le emissioni liquide, quelle in atmosfera e i rifiuti solidi prodotti. I processi considerati sono sotto elencati:

A) processo di elettrolisi con impiego di: a) cell e a mercurio

b) celle a diaframma c) celle a membrana

B) processi ausiliari che comprendono: a) purifica zione della salamoia

b) trattamento del cloro c) trattamento della soda caustica d) trattamento dell’idrogeno

A) Impatti ambientali derivanti dal processo di ele ttrolisi

Per le celle elettrolitiche, ha particolare importanza per l’impatto sull’ambiente, il rilascio di Hg nel caso da parte delle celle a mercurio e la pericolosità dell’amianto utilizzato in quelle a diaframma.

Negli ultimi anni con il passaggio dalle celle a mercurio e a diaframma a quelle a membrana, gli inquinanti del processo elettrolitico sono notevolmente diminuiti. Inoltre le celle a membrana sono anche più efficienti, ovvero richiedono per funzionare, una minor quantità di energia elettrica, riducendo così che anche il consumo di risorse non-rinnovabili.

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• Impatti ambientali derivanti dall’uso delle celle a mercurio

Il mercurio è elemento ecologicamente assai nocivo perché in seguito a processi biologici di metilazione che avvengono in condizione anaerobiche (sui fondali marini), il metallo disperso dagli effluenti di processi chimici entra attraverso il plancton nella catena alimentare accumulandosi nel tessuto adiposo dei pesci. Negli anni ‘50-’65 in Giappone furono riscontrati numerosi casi di avvelenamento dovuti alla neurotossicità di prodotti contenenti mercurio ingeriti dall’uomo.

Nonostante l’inquinamento da mercurio nelle acque derivi anche da altri processi chimici (catalisi promossa da composti di Hg, resti di leghe artificiali Zn-Hg), l’utilizzo delle celle elettrolitiche a catodi di mercurio ha sempre costituito negli ultimi decenni la causa principale di tale inquinamento. Basti pensare che fin verso la metà degli anni ‘60 per ogni tonnellata di cloro prodotto venivano dispersi in acqua circa 300 g di mercurio. Drastici interventi successivi hanno ridotto le dispersioni a minimi di 5-10 g/t, dopo ciò, però, si ritiene difficile poter migliorare ulteriormente la situazione in proposito, così che l’unico vero rimedio per prevenire l’impatto ecologico di questo processo è la rinuncia al suo stesso impiego.

Le acque di scarico degli impianti che utilizzano celle a mercurio originano dal processo di

essiccazione del cloro, dalla purificazione della salamoia e da sorgenti varie, che includono serbatoi e acqua di lavaggio delle celle. Nella purificazione della salamoia e nelle sorgenti varie ci sono piccole quantità di mercurio. Prima del trattamento, le concentrazioni di mercurio (principalmente nella forma complessa HgCl4

2-) sono si solito comprese tra 0 e 20 ppm. Perciò avviene la segregazione delle acque contenenti mercurio da quelle che non lo contengono. Prima del trattamento, idrosolfuro di sodio è usato per precipitare il solfuro mercurico. Questo è rimosso per filtrazione prima che l’acqua sia scaricata.

Le emissioni in aria consistono di vapore di mercurio e gas cloro rilasciati in quantità

relativamente piccole come fughe dalle celle; e in gas di coda del trattamento del cloro, della soda caustica e dell’idrogeno. I gas di coda sono sottoposti ad abbattimento umido con soda caustica o soluzioni di carbonato di sodio, per rimuovere cloro e vapore di mercurio. Le emissioni di cloro residuo nei gas di coda dopo il trattamento sono meno di 1 kg per 1000 kg di cloro prodotto e le emissioni di mercurio sono trascurabili. L’acqua usata nell’abbattimento del gas di coda è di solito riutilizzata per trattare la salamoia.

I rifiuti solidi contenenti mercurio includono: solidi generati durante la purificazione della

salamoia; grafite esaurita da celle decomposte; filtri esauriti dalla filtrazione della soluzione di soda caustica; mercurio fuoriuscito dai serbatoi dell’impianto; “burri” delle celle a mercurio, che sono amalgame semisolide di mercurio con bario o ferro che si formano quando è usato un eccesso di bario durante la purificazione del sale. La maggior parte dei rifiuti solidi contenenti mercurio sono mandati all’esterno delle industrie che li producono e sono avviati al recupero del mercurio.

• Impatti ambientali derivanti dall’uso delle celle a diaframma

I problemi ecologici derivanti dall’utilizzo di questo tipo di celle sono dovuti alla presenza dell’amianto, che è un elemento ecologicamente assai nocivo, provatamente portatore di neoplasie e di silicosi.

Rispetto comunque alle celle a mercurio consumano una minore quantità di energia elettrica, riducendo così il consumo di risorse non-rinnovabili.

Le acque di scarico dagli impianti che utilizzano celle a diaframma provengono dal

condensatore barometrico utilizzato durante l’evaporazione della soda caustica, dall’essiccamento del cloro e dalla purificazione del sale recuperato dagli evaporatori.

L’uso di anodi di piombo e grafite e di diaframmi di amianto fa sì che nelle acque di scarico dei trattamenti del cloro e della soda caustica siano presenti piombo, amianto e idrocarburi clorurati. I sali di piombo e gli idrocarburi clorurati sono originati dalla corrosione degli anodi, mentre le particelle di amianto si formano dalla degradazione del diaframma in seguito all’utilizzo. Come detto in precedenza, durante gli ultimi venti anni gli anodi di piombo e grafite

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sono stati sostituiti da anodi in materiale stabile e i diaframmi sono stati modificati sostituendo parte dell’amianto con altre fibre, in modo da aumentare la resistenza alla corrosione e alla degradazione. Il piombo, l’amianto e gli idrocarburi clorurati non sono quindi più scaricati in quantità significative dalla maggior parte degli impianti che impiegano celle a diaframma. Ad ogni modo, quegli impianti che scaricano acque di trattamento della soda caustica in lagune, presentano ancora significativi livelli di questi contaminanti.

Le emissioni in aria di cloro sono di scarsa entità sia come fughe dalle celle che nei gas di

coda del processo. I gas di coda del processo sono sottoposti ad abbatimento umido con soluzioni di carbonato di sodio o soda caustica per rimuovere il cloro. Le emissioni di cloro residuo nei gas di coda dopo il trattamento sono trascurabili. La soluzione caustica esaurita è neutralizzata prima dello scarico.

I rifiuti solidi sono costituiti principalmente da particelle solide generate durante la

purificazione della salamoia e da parti delle celle scrostate, inclusi rivestimenti, tubature e diaframmi usati. Le parti dismesse delle celle sono destinate allo smaltimento. I catodi usati e gli anodi di materiale stabile sono mandati all’esterno per il recupero del titanio. • Impatti ambientali derivanti dall’uso delle celle a membrana

L’utilizzo di questo tipo di celle non crea problemi ambientali particolari, in quanto non sono impiegati, come nelle altre celle, materiali altamente tossici e pericolosi come mercurio ed amianto.

Rispetto agli altri due tipi di celle ed, in particolare, rispetto a quelle a mercurio, richiedono un minor consumo di energia elettrica, riducendo così il consumo di risorse non-rinnovabili.

Le acque di scarico sono originate dal condensatore barometrico utilizzato durante

l’evaporazione della soda caustica, dall’essiccamento del cloro e dalle acque di lavaggio della resina a scambio ionico usata per purificare la soluzione di salamoia. Queste acque sono formate da acido cloridrico diluito con piccole quantità disciolte di cloruro di calcio, di magnesio e di alluminio. Le acque di scarico sono aggiunte a tutte le altre acque di scarico del processo e sottoposte a neutralizzazione.

Le emissioni in aria del cloro sono di scarsa entità sia come fughe dalle celle che nei gas di

coda del processo. I gas di coda del processo sono sottoposte ad abbattimento umido con soluzioni di carbonato di sodio o soda caustica per rimuovere il cloro. Le emissioni di cloro residuo nei gas di coda dopo il trattamento sono trascurabili. La soluzione caustica esaurita è neutralizzata prima dello scarico.

I rifiuti solidi sono costituiti principalmente da particelle solide generate durante la

purificazione della salamoia e da parti delle celle usate, inclusi membrane, catodi e anodi stabili. Le membrane usate sono di solito restituite ai fornitori, mentre i catodi usati e gli anodi stabili sono mandati all’esterno per il recupero del titanio. B) Impatti ambientali derivanti dai processi ausili ari • Impatti ambientali derivanti dalla purificazione de lla salamoia

Le soluzioni di salamoia sono trattate con una serie di sostanze chimiche per rimuovere le impurezze prima di essere immesse nelle celle di elettrolisi. Nel caso che si utilizzino celle a mercurio e a membrana, la salamoia è innanzitutto acidificata con acido cloridrico per rimuovere il cloro disciolto. Sono aggiunti poi idrossido e carbonato di sodio per precipitare gli ioni calcio e magnesio come carbonato di calcio ed idrossido di magnesio. Viene quindi addizionato carbonato di bario per rimuovere gli ioni solfato precipitandoli come solfato di bario. I precipitati sono rimossi dalla soluzione di salamoia per sedimentazione e per filtrazione. Gli outputs inquinanti derivanti da questo processo includono cloro da fughe e fanghi della salamoia.

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I fanghi della salamoia sono una delle emissioni acquose più grandi dell’industria cloro-alcalina. In media ogni 1000 kg di cloro prodotto, sono prodotti infatti ben 30 kg di fango della salamoia. Il volume del fango varia a seconda della purezza del sale utilizzato. Alcuni impianti usano sali evaporati prepurificati che producono solo da 0.7 a 0.6 kg di fango di salamoia per 1000 kg di cloro prodotto. Il fango della salamoia contiene di solito idrossido di magnesio, carbonato di calcio e, nella maggior parte dei casi, solfato di bario. I fanghi degli impianti che utilizzano celle a mercurio contengono mercurio sia in forma elementare che come ione mercurico complesso HgCl4

2-. I fanghi contenenti mercurio sono di solito trattati con solfuro di sodio per convertire il mercurio alla forma insolubile di solfuro. I fanghi della salamoia vengono di solito segregati dagli altri rifiuti del processo e stoccati. • Impatti ambientali derivanti dal trattamento del cl oro

Il gas cloro raccolto dalle celle di elettrolisi è raffreddato per rimuovere il vapore d’acqua. L’acqua condensata è di solito riciclata per il trattamento della salamoia. Il vapore d’acqua rimanente viene rimosso attraverso l’abbattimento di gas cloro con acido solforico concentrato. Il gas cloro è quindi compresso e raffreddato per formare cloro liquido. Per 1000 kg di gas cloro prodotto sono generati da 6 a 35 kg di acido solforico al 79%.

La maggior parte del rifiuto contenente acido solforico è mandato al trattamento di rifortificazione per dare acido solforico concentrato o è usato in altri processi. Il rimanente è usato per controllare il pH e/o è scaricato in acqua o stoccato in terra.

Il processo di purificazione e liquefazione del gas cloro impuro comprende l’assorbimento del cloro in un flusso di tetracloruro di carbonio. Il cloro è successivamente rimosso in un processo di stripping nel quale il tetracloruro di carbonio è recuperato e riutilizzato oppure è emesso in atmosfera. • Impatti ambientali derivanti dal trattamento della soda caustica

La soluzione di soda caustica è sottoposta a purificazione e, nel caso si utilizzino celle a diaframma e a membrana, è anche concentrata per dare a soluzioni al 50%, al 73% oppure anidre. Circa 5 t di acqua devono essere fatte evaporare per produrre 1 t di soluzione di soda caustica al 50%.

Il vapore d’acqua prodotto negli evaporatori è condensato in condensatori barometrici e, nel caso si utilizzino celle a diaframma, conterrà all’inizio circa il 15% di soluzione di soda caustica ed elevate concentrazioni di sale. Se il solfato di sodio non viene rimosso durante il processo di purificazione della salamoia, il sale recuperato negli evaporatori viene spesso ricristallizzato per evitare l’accumulo di solfato nella salamoia. Se il sale è sottoposto a ricristallizzazione, le acque di scarico dal trattamento dell’idrossido di sodio conterranno anche solfato di sodio. In tali acque possono anche essere presenti elevati livelli di rame derivanti dalla corrosione delle tubature e di altro materiale. Se si impiegano celle a membrana le acque di scarico contengono la soluzione di soda caustica e, virtualmente, né sale, né solfato. Le acque di scarico sono di solito neutralizzate con acido cloridrico, stoccate e quindi scaricate.

La soda caustica generata impiegando celle a mercurio necessita solo di filtrazione per rimuovere le goccioline di mercurio che sono di solito recuperate per essere riutilizzate.

• Impatti ambientali derivanti dal trattamento dell’i drogeno

L’idrogeno prodotto in tutte e tre le celle di elettrolisi contiene piccole quantità di vapore d’acqua, idrossido di sodio e sale che è rimosso per raffreddamento.

La soluzione condensata di idrossido di sodio e di sale viene sia riciclata per il trattamento della salamoia, sia trattata con altri flussi di scarico.

L’idrogeno prodotto utilizzando le celle a mercurio contiene anche piccole quantità di mercurio che deve essere rimosso prima della liquefazione. La maggior parte del mercurio viene estratto per liquefazione del gas. Il mercurio condensato è quindi riutilizzato nelle celle

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elettrolitiche. Alcuni impianti purificano ulteriormente il gas idrogeno dal mercurio trattandolo con carbone attivo. Questo, una volta utilizzato, viene trattato come rifiuto pericoloso.

3) SOMMARIO DELLE SOSTANZE CHIMICHE INQUINANTI CHE POSSONO ESSERE IN GENERALE RILASCIATE DALL’INDUSTRIA CHIMIC A INORGANICA

Le sostanze chimiche inquinanti potenzialmente emesse dall’industria chimica inorganica sono assai numerose e includono anche composti organici, così che risulta impossibile stilarne un elenco esaustivo.

Seguirà comunque una breve descrizione di alcune sostanze chimiche che possono essere rilasciate da questo tipo di industria, della loro tossicità e del loro potenziale impatto ambientale: HCl

Usato comunemente nell’industria del ferro e dell’acciaio (es. come pulitore di metalli), come attivatore dei pozzi di petrolio, come neutralizzatore per le acque di scarico caustiche, etc..

È assai tossico ed è principalmente rilasciato nel sottosuolo. Gli aerosol acidi causano disturbi all’apparato respiratorio. Sia l’esposizione della pelle che

l’ingestione sono assai pericolose a causa della elevata corrosività. Ecologicamente rilasci accidentali di soluzioni di questo acido possono provocare gravi danni

agli ecosistemi acquatici a causa dell’abbassamento del pH. Cromo e composti del cromo

Pigmenti di cromo, cromati, acido cromico, sali di cromo, e altri composti inorganici del cromo, sono tra i prodotti a volume più grande dell’industria chimica inorganica.

Il cromo è usato per rivestire metalli e plastiche per prevenire la corrosione. Per lo più inquina il terreno sotto forma di acque di scolo contenenti cromo. Nonostante la forma del cromo presente in natura abbia tossicità molto bassa, il cromo

proveniente dalle emissioni industriali è altamente tossico a causa delle sue elevate caratteristiche ossidanti e della sua permeabilità della membrana cellulare.

L’esposizione al cromo metallico e a suoi sali insolubili produce disturbi all’apparato respiratorio e può recare danni alla pelle. Il cromo VI è identificato come agente cancerogeno in seguito ad inalazione.

Ecologicamente, benché il cromo sia presente in piccole quantità in tutti i tipi di suolo ed in tutte le piante, a concentrazioni più elevate risulta tossico per gli organismi vegetali. Si bioaccumula in piante ed animali con effetti tossici.

Essendo un metallo non volatile e con scarsa solubilità in acqua, esso si trova nello strato superiore del terreno e nei sedimenti presenti in acqua. Le particelle di cromo presenti in atmosfera tendono a non reagire e vanno incontro a deposizione umida.

Solfuro di carbonio

È il volume più grande rilasciato in aria dall’industria chimica inorganica, soprattutto dalle industrie che producono pigmenti e coloranti inorganici per idrolisi di tiocianato di ammonio o di potassio.

L’esposizione a basse concentrazione causa disturbi cutanei e al sistema nervoso, quella ad alte concentrazioni incoscienza e persino morte.

Se rilasciato in suolo o acqua si volatilizza e presenta un elevato tempo di residenza in atmosfera; non tende ad adsorbirsi sui sedimenti del suolo, né a bioconcentrarsi negli organismi acquatici.

Manganese e composti del manganese

Il manganese è sia un prodotto finale che un intermedio dell’industria chimica inorganica. È usato come agente purificante nella produzione di metalli, come intermedio nella produzione di

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alluminio e come costituente di leghe non ferrose per migliorare la resistenza alla corrosione e la durezza.

L’esposizione prolungata al manganese può avere effetti neurologici avversi. Ecologicamente, nonostante sia un nutriente essenziale per le piante e gli animali, in

concentrazioni eccessive, inibisce la crescita dei vegetali. Si accumula negli strati superiori del suolo, nei sedimenti delle acque superficiali e segue il

suo ciclo passando dal suolo agli organismi viventi. In atmosfera può essere trasportato come vapore o polvere. Ammoniaca

L’ammoniaca è usata in molti processi chimici e nella sintesi dei prodotti a base di azoto. Può essere anche un coprodotto dell’industria chimica inorganica. È usata nella produzione di cloruro di ammonio, idrossido di ammonio, ammonio tiosolfato, ammonio nitrato, idrazina e acido cianidrico.

In virtù delle sue proprietà chimico-fisiche è facilmente rilasciata sia in aria che in acqua.

L’ammoniaca anidra è tossica in quanto è irritante per la pelle, gli occhi ed il sistema respiratorio in generale.

L’ammoniaca è un composto fondamentale nel ciclo dell’azoto, ecologicamente essa fornisce questo elemento, indispensabile per la crescita delle piante acquatiche, e può quindi, se in eccesso, contribuire alla eutrofizzazione delle acque. L’ammoniaca acquosa risulta anche moderatamente tossica per gli organismi acquatici.

In atmosfera l’ammoniaca si combina con gli ioni solfato e ritorna al suolo ed alle acque superficiali con la pioggia.

L’industria chimica inorganica può inoltre contribuire pesantemente alla diminuzione della

qualità dell’aria emettendo in atmosfera quantità rilevanti di: - monossido di carbonio (CO)

- biossido di azoto (NO2)

- particolato

- biossido di zolfo (SO2)

- composti organici volatili (VOCs)

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II) INDUSTRIA CHIMICA ORGANICA

L’industria chimica organica produce sostanze chimiche a base di carbonio, che possono

essere utilizzate sia come prodotti chimici intermedi, che come prodotti finali. In base ai prodotti forniti questo tipo di industria si può suddividere in due categorie distinte:

industria chimica dei prodotti di base e industria chimica delle specialità. L’industria chimica di base fornisce prodotti a prezzi contenuti, produce grandi volumi di

insiemi ristretti di sostanze chimiche usando macchinari dedicati e processi efficienti che operano in continuo e richiedono, a parità di volume, meno lavoro dei prodotti dell’industria delle specialità e un lavoro di tipo meno professionale.

L’industria delle specialità mira maggiormente a soddisfare le richieste di mercato, fornisce

un ampio set di prodotti diversi e questi hanno bisogno, per essere ottenuti, di reazioni a due o tre step. In questo tipo di industria esiste una forte competizione per la tecnologia ed i prodotti hanno un valore aggiunto più elevato rispetto ai prodotti di base.

Come si può ben comprendere anche da tale suddivisione, il settore dell’industria chimica

organica include migliaia di sostanze chimiche e centinaia di processi, così che tracciare uno schema generale esaustivo dei processi coinvolti in questo tipo di industria risulta impossibile data la vastità del campo in cui essa opera. Come nel caso dell’industria chimica inorganica, anche per quella organica, ciascuna produzione industriale necessiterebbe di un trattamento specifico. Mentre per l’industria chimica inorganica è possibile individuare una industria principale (quella cloro-alcalina) e concentrarsi su di essa, per l’industria chimica organica non è possibile neppure attuare un approccio simile.

Nelle pagine seguenti sarà quindi riportata una descrizione generale dei processi industriali

della chimica organica, seguita dalla individuazione dei principali impatti potenziali derivanti da questo tipo di industria e da un sommario delle sostanze chimiche inquinanti che essa può in genere rilasciare.

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1) DESCRIZIONE GENERALE DEI PROCESSI DELL’INDUSTRIA CHIMICA ORGANICA

Nonostante, come già sottolineato, l’industria chimica organica comprenda moltissime sostanze chimiche e molteplici processi, si può comunque individuare un iter produttivo generale.

Un set di prodotti organici che potremmo definire primari viene combinato in una serie di

step di reazione per dar luogo sia a prodotti finiti, che a intermedi. I prodotti organici primari sono così denominati poiché derivano dalle materie prime e sono principalmente generati dalla raffinazione del petrolio.

Lo schema in Figura 3 riporta i principali prodotti chimici primari ottenuti dalle materie prime e

a loro volta utilizzati per ottenere outputs assai diversi tra loro. La Figura 4 rappresenta invece il diagramma generale di flusso dell’industria chimica organica e la Tabella 1 riporta, per ciascuno dei prodotti primari, i prodotti secondari e terziari da esso derivati.

Per passare sia da prodotti chimici primari a quelli secondari e terziari, che per ottenere il prodotto, sono utilizzate molteplici reazioni chimiche.

La maggior parte delle reazioni organiche avviene ad alta temperatura, richiede la catalisi metallica e include uno o due composti addizionali di reazione.

Dopo che la reazione è giunta a completamento il prodotto desiderato deve essere separato dagli altri coprodotti attraverso una tecnica di separazione come la sedimentazione, la distillazione o la refrigerazione.

Infine il prodotto finale deve essere trasformato nel prodotto da vendere tramite, ad esempio, essiccamento o riduzione in pellets. Spesso anche i coprodotti sono immessi sul mercato.

Anche se le reazioni che possono essere utilizzate dall’industria chimica organica sono

moltissime, risulta comunque possibile distinguere tre tipi di reazione maggiormente diffuse: • Polimerizzazione • Ossidazione • Addizione (Alchilazione compresa)

Se consideriamo ad esempio quattro prodotti assai usati nella chimica organica a grandi volumi, come l’etilene, il propilene, il benzene ed il cloruro di vinile, possiamo vedere come le reazioni che li utilizzano appartengano alle tre grandi categorie sopra introdotte. Si tenga presente che, come risulta dalla Tabella 1, etilene, propilene cloruro di vinile sono tutti e tre prodotti chimici primari, usati quindi per produrre altre sostanze chimiche, mentre il cloruro di vinile è un importante prodotto chimico terziario. Le reazioni impiegate nei processi di utilizzo dei quattro composti, sono qui di seguito riportate con riportati sulla destra i relativi “prodotti target” e sono, come detto, sostanzialmente riconducibili ai tre meccanismi di reazione introdotti in precedenza come i tipi maggiormente impiegati nell’industria chimica organica: Etilene • Polimerizzazione →polietilene (anche a bassa e ad alta densità) • Ossidazione →ossido di etilene, acetaldeide, acetato di vinile • Addizione: alogenazione/ idroalogenazione → dicloruro di etilene, cloruro di etilene alchilazione → etilbenzene idroformazione → propionaldeide Polipropilene

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• Polimerizzazione → polipropilene • Ossidazione → acrilonitrile, ossido di propilene • Addizione: cloroidrinazione → ossido di propilene idrolisi → alcol isopropilico Benzene • Ossidazione → fenolo, anidride maleica, stirene • Addizione: alchilazione → etilbenzene, cumene, xilenolo idrogenazione → cicloesanone, cicloesanolo, cicloesano, anilina nitrazione → nitrobenzene solfonazione → tensioattivi clorurazione → clorobenzene condensazione → bifenolo Cloruro di vinile • Polimerizzazione → polivinilcloruro • Addizione → acetato di vinile, alcolati, esteri ed eteri vinilici • Sostituzione al legame C-Cl → prodotti vari di addizione di alogeni

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Figura 3. Schema dell’utilizzo di materie prime da parte dell’industria organica per ottenere prodotti

MATERIE PRIME (petrolio, gas

naturale, carbone)

Butilene

Benzene

Etilene

Propilene

Xilene

Toluene

Butadiene

Metano

OUTPUTS

Prodotti chimici agricoli Schiume Imballaggi da cibo Isolanti Rivestimenti Vernici Pulitori a secco Mobili Fibre Impianti tubatura Bottiglie Resine • Prodotti farmaceutici • Cemento Gomma Giocattoli • Detergenti Cosmetici

Adesivi

Lubrificanti

PRODOTTI CHIMICI

PRIMARI

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Figura 4. Diagramma generale di flusso per l’indust ria chimica organica. Le frecce rappresentano reazioni di polimerizzazione, ossidazione e addizione

MATERIE PRIME

(petrolio, gas naturale,

carbone)

PRODOTTI ORGANICI

PRIMARI

PRODOTTI ORGANICI

SECONDARI

PRODOTTI ORGANICI

TERZIARI

PRODOTTI

PRODOTTI

PRODOTTI

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Tabella 1. Prodotti chimici primari, e prodotti chimici second ari e terziari da essi originati. Primari Secondari Terziari

Etilene Cloruro di etilene Ossido di etilene Etilbenzene

Cloruro di vinile Glicole etilenico Acetato di vinile

Propilene Benzene

Ossido di propilene Acrilonitrile Alcol isopropilico Etilbenzene Cumene Cicloesano

Acetone Stirene Fenolo Acetone Acido adipico

Metano Acido acetico Formaldeide Metil t-butil etere

Acetato di vinile

Toluene Xilene Acido Tereftalico Butadiene Butilene Fonte: Szmant Organic Building Blocks of The Chemical Industry

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2) PRINCIPALI IMPATTI AMBIENTALI POTENZIALI DERIVAN TI DALL’INDUSTRIA CHIMICA ORGANICA

Il potenziale inquinamento derivante dall’industria chimica organica e assai elevato, considerato che questa usa e genera grosse quantità di un largo numero di prodotti chimici, sia di natura organica che inorganica. Oltretutto il tipo di inquinanti che possono essere emessi da un certo impianto dipendono da un grande numero di fattori, quali: processi, macchinari in uso, manutenzione, etc. e possono variare da ora in ora in base alla parte del processo che sta avvenendo.

Particolare importanza è senza dubbio rivestita dalle possibili emissioni in aria di sostanze organiche volatili (es. DDT), dato che queste hanno un elevato grado di tossicità e diffondono rapidamente in atmosfera andando a costituire un problema ambientale di natura globale e non circoscritto al luogo di emissione.

Non da meno è il rilascio di sostanze organiche idrofobiche (es. PCBs) nelle acque superficiali, dove queste sostanze danno luogo a bioaccumulazione negli organismi acquatici ed entrano così nella catena alimentare, danneggiando gli ecosistemi acquatici e mettendo a repentaglio anche la stessa incolumità umana.

Sostanze chimiche inquinanti possono, comunque, essere emesse dall’industria chimica organica in tutti i mezzi, inclusi l’aria (attraverso emissione diretta o fughe), l’acqua (per scarico o runoff) e il suolo.

Qui di seguito è riportato un elenco delle sorgenti potenziali di inquinanti dell’industria chimica organica per mezzo: Aria: sorgenti puntiformi: ciminiere, sfiati (cappe di laboratorio, unità di distillazione, reattori,

serbatoi), operazioni di carico/scarico (serbatoi mobili, etc.). fughe: valvole, pompe, guarnizioni, serbatoi, etc.. emissioni secondarie: unità di trattamento rifiuti solidi e acquosi, torri di raffreddamento,

aree di riempimento, aree di fuoriuscita, etc.. Emissioni liquide (organiche ed acquose): acqua e solventi di lavaggio, campioni di laboratorio, prodotti chimici in

esubero, lavaggio e purificazione di prodotti, acqua di raffreddamento, getti di vapore, perdite, fuoriuscite, solventi usati, oli e lubrificanti esausti, etc..

Rifiuti solidi: catalizzatori esausti, filtri usati, fanghi, fanghi del trattamento biologico delle acque,

suoli contaminati, materiale isolante ed accessori vecchi, imballaggi, resine e carbonio esausti, prodotti secondari di reazione, essiccanti, etc..

Contaminazione falde: pompe, valvole, vasche per il trattamento delle acque di scarico, aree di

deposito, serbatoi, tubature esterne e sotterranee, aree di scarico e carico, magazzini, etc..

Tra gli impatti ambientali potenziali dell’industria chimica organica, vanno inoltre considerati: • consumo energetico (combustibili e elettricità); • consumo di acqua; • rischio incendi.

3) SOMMARIO DELLE SOSTANZE CHIMICHE INQUINANTI CHE POSSONO ESSERE IN GENERALE RILASCIATE DALL’INDUSTRIA CHIMIC A ORGANICA

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Le sostanze chimiche inquinanti potenzialmente emesse dall’industria chimica organica includono sia sostanze organiche, che inorganiche e sono così numerose che non è possibile stilarne un elenco esaustivo.

Seguirà comunque una breve descrizione di alcune sostanze chimiche che possono essere rilasciate da tale industria, della loro tossicità e del loro potenziale impatto ambientale:

Ammoniaca

In virtù delle sue proprietà chimico-fisiche è facilmente rilasciata sia in aria che in acqua. L’ammoniaca anidra è tossica in quanto è irritante per la pelle, gli occhi ed il sistema respiratorio in generale.

L’ammoniaca è un composto fondamentale nel ciclo dell’azoto, ecologicamente essa fornisce questo elemento, indispensabile per la crescita delle piante acquatiche, e può quindi, se in eccesso, contribuire alla eutrofizzazione delle acque. L’ammoniaca acquosa risulta anche moderatamente tossica per gli organismi acquatici.

In atmosfera l’ammoniaca si combina con gli ioni solfato e ritorna al suolo ed alle acque superficiali con la pioggia.

Acido Nitrico

L’acido nitrico è altamente tossico, in quanto si tratta di un potente corrosivo. Ecologicamente esso è uno dei principali responsabili del problema delle pioggie acide che

crea notevoli danni alle acque superficiali e agli organismi acquatici e terrestri causandone un abbassamento del pH delle acque e del suolo.

Metanolo

La tossicità del metanolo è dovuta alla sua elevata capacità di assorbimento da parte degli organismi viventi, all’interno dei quali si trasforma in formaldeide e acido formico.

Una esposizione prolungata ai vapori di questa sostanza causa, via inalazione, danni al fegato e al sangue degli animali.

Il metanolo liquido tende ad evaporare ed una volta in atmosfera produce formaldeide che contribuisce alla formazione degli inquinanti d’aria.

Inoltre, essendo altamente infiammabile, aumenta il rischio di incendio nei processi nei quali è utilizzato.

Glicole etilenico

Usato come anticongelante, agente di trasferimento di calore e solvente negli impianti dell’industria organica.

Una lunga esposizione può portare sano alla incoscienza. L’ingestione causa forti disturbi e può recare danni ai reni fino a causare la morte.

Il glicole etilenico è biodegradabile in acqua, perciò non causa danni agli organismi acquatici. In atmosfera è rapidamente degradato dai radicali idrossido.

Acetone

L’esposizione all’acetone causa numerosi disturbi. Le reazioni dell’acetone nella bassa atmosfera contribuiscono a formare l’ozono troposferico,

uno dei maggiori responsabili dello smog urbano, che causa forti disturbi all’apparato respiratorio.

In acqua viene degradata dai microorganismi o tende ad evaporare. Essendo altamente infiammabile, aumenta il rischio di incendio nei processi nei quali è

utilizzata.

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L’industria chimica organica può inoltre, come quella inorganica, contribuire pesantemente alla diminuzione della qualità dell’aria emettendo in atmosfera quantità rilevanti di: - monossido di carbonio (CO)

- biossido di azoto (NO2)

- particolato

- biossido di zolfo (SO2)

- composti organici volatili (VOCs)