Upload
habao
View
223
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Apprezzabile presenza di vapor d’acqua
Atmosfera
massa d'aria che circonda la terra, con caratteristiche
fisiche e chimico-fisiche variabili con l'altezza
Parametri da considerare: temperatura, pressione,
densità, tipologia e natura chimica dei costituenti
TROPOSFERA e STRATOSFERA
potenzialmente “inquinabili”
Struttura termica
verticale dell'atmosfera
STRATOSFERA: Temperatura aumenta con altezza
Riscaldamento per assorbimento UV dell'ozono
TROPOSFERA: Temperatura diminuisce con altezza
Il 99% della massa è
localizzato entro i Km30
la suddivisione in strati è in
relazione a temperatura/
densità che derivano dalle
interrelazioni nell'aria, tra
processi fisici e fotochimici
poli 7- equatore 15 km
ESOSFERA
Garantisce H2O allo stato
solido e impedisce la
perdita di H per
fotodissociazione Massa atm.=
5.14x1015ton=
1/1000.000msTerra
Variazione di P (linea intera) e T
(linea tratteggiata) con l'altitudine
Una particella con un
cammino libero medio
di 1 x 10–6 cm al livello
del mare ha un
cammino libero medio
> 1 x 106 cm ad
un'altitudine di 500 km,
dove la pressione è più
bassa di molti ordini di
grandezza (sostanze
reattive+ stabili)
1-5%
in proporzioni
estremamente
variabili
Particolato (inorganico: processi di erosione, aerosol marino ecc.)
(organico: pollini, fibre vegetali e animali)
INQUINAMENTO ATMOSFERICO
alterazione quali-quantitativa dell’aria per un tempo tale da influire sul
benessere della persona e da causare danni a piante, animali e cose
Scale spaziali e temporali di trasporto e trasformazione di inquinanti
MICROSCALA < 1 km, secondi-minuti
• effetti aerodinamici ostacoli → edifici, canyon, rugosità
Alterazioni acute della qualità dell’aria (traffico)
PICCOLA SCALA < 10 km, ore
• massimo impatto inquinanti primari
Alterazioni acute della qualità dell’aria (sorgenti puntiformi, aree
urbane ed industriali)
MESOSCALA 10-100 km, ore-giorni
• produzione inquinanti secondari in atm- Ozono troposferico
MACROSCALA > 100 km
• trasporto e diffusione non omogenei
precipitazioni acide, inquinamento transfrontaliero
SCALA GLOBALE
• alterazioni globali composizione atmosfera
effetto serra, assottigliamento strato di ozono stratosferico
quando l’inquinante si modifica
per reazione con altri inquinanti
e/o con componenti dell’aria
Gli agenti inquinanti possono essere distinti in:
PRIMARI quando mantengono le loro
caratteristiche una volta immessi
SECONDARI
E ancora in:
Gas e vapori
Particolato componenti solide e liquide degli aerosol
Macroinquinanti
Microinquinanti
Concentrazione:
Inquinanti primari
•SO2 (combustibili contenenti zolfo: carbone, gasolio)
•CO (combustione incompleta, veicoli a benzina in fase di
decelerazione, combustioni da impianti fissi)
•particolato (PTS, PM 10 , PM 2,5 ) (fuliggini di combustione,
usura freni, pneumatici, asfalto, emissioni industriali –
lavorazione metalli, superfici, attività estrattive)
•NO (ossidazione dell’N 2 atmosferico nei processi
di combustione da impianti fissi e mobili)
Inquinanti secondari per effetto di meccanismi fotochimici complessi e tipici del sito
(insolazione, tipologia emissioni)
•O 3
•NO 2
•Composti organici reattivi
Reattività chimica degli inquinanti atmosferici
residui inorganici della combustione
Gli aerosol ( compreso tra 0.01e100) possono essere distinti
prodotti della combustione incompleta costituiti
da particelle solide e liquide CARBONIOSE FUMI
CENERI VOLANTI
Polveri PTS
NEBBIE
ARTIFICIALI
costituite da composti in fase liquida (nebbie a
base organica di notevole persistenza e
opacità formate per la bassa tensione di
vapore degli idrocarburi olefinici
distinte in base al in sedimentabili (>10 )
e inalabili(≤10) che comprendono anche la
frazione respirabile ( ≤ 2.5 )
>10 µm processi meccanici naturali
(erosione, vento)
1 - 10 µm fonti naturali (terreno e sali marini)
polveri e combustione
0,1 - 1 µm combustione e aerosol fotochimici
< 0,1 µm processi di combustione
Diametro
particolato Provenienza tipica
se < 10 µm particelle inalabili
SORGENTI D’INQUINAMENTO
sono rappresentate da
PROCESSI DI COMBUSTIONE
USURA DEI MATERIALI
LAVORAZIONI INDUSTRIALI
(sia da impianti stazionari che mobili (produzione di
energia, riscaldamento, traffico motorizzato
Responsabili della contaminazione di fondo presente
indifferentemente in tutti i centri urbani
Emissioni di contaminanti diversi dal punto di vista quali-quantitativo
Differentemente distribuiti sul territorio
Disponibilità di sistemi tecnologici per il contenimento delle emissioni
Combustibile sotto forma di gas o vapore
Miscela ideale combustibile-comburente
Combustione a temperatura ideale
condizioni ideali per una perfetta combustione
CO2 e H2O (in quantità trascurabili) CO e NOx
Nelle combustioni incomplete si liberano oltre a
CO ed NOx
Fumi altamente inquinanti (goccioline di
catrame, idrocarburi, residui carboniosi,
ceneri)
Costituiti da particellato sedimentabile
(imbrattamento) e non sedimentabile
la diluizione avviene prevalentemente
entro 3- 4 m dal suolo
SORGENTI MOBILI PUNTIFORMI
attive tutto l’anno
l’emissione avviene a 30-50 cm dal suolo
emissioni nettamente differenziabili in base al tipo di motore
Motore a scoppio tipo Otto
ad accensione comandata Uso di miscele ricche
Diesel
ad accensione spontanea Uso di miscele povere
combustione reale combustione ideale
marmitta catalitica ossidante ossidazione di HC par e CO
riduzione di NO marmitta catalitica trivalente o a 3 vie
rapporto ideale aria/benzina
rapporto stechiometrico
14,7/1
Per ottenere l’abbattimento del 90% degli inquinanti
temperatura di esercizio
tra 300 e 900°C
assenza di Pb e S
iniezione elettronica
FAP
Euro5
deposizioni secche
AUTODEPURAZIONE DELL’ATMOSFERA
deposizioni umide
Meccanismi di Rimozione
rain-out inglobamento in gocce di pioggia in formazione
wash-out inglobamento in gocce di pioggia già formate
Meccanismi di trasformazione degli inquinanti:
ossidazioni, riduzioni, neutralizzazioni
evaporazione, condensazione,
sublimazione, nucleazione
chimici
chimico-fisici
temperatura, soleggiamento, venti ecc.)
DISPERSIONE DEGLI INQUINANTI è dovuta a:
Caratteristiche delle Sorgenti
altezza, temperatura delle emissioni
Condizioni Meteorologiche
Orografia della zona
La dispersione può essere:
VERTICALE
ORIZZONTALE
correlata al tipo di Gradiente
Termico Verticale
correlata al regime dei venti
• avvezione operata dal vento dominante
(trasporto orizzontale di masse d’aria
• diffusione turbolenta (soprattutto nelle
direzioni trasverersale al vento domin.
Nella bassa atmosfera il gradiente termico verticale (GT)
determina lo sviluppo di moti verticali favorendo il
rimescolamento e la dispersione degli inquinanti
Stabilità atmosferica e dispersione degli inquinanti
processo adiabatico
= senza scambio di
energia con le masse
d’aria circostanti
La temperatura della massa d’aria dipende dalla Pressione:
se P aumenta T aumenta (compressione)
se P diminuisce T diminuisce (espansione)
GTA = -0,976 °C/100m
Il moto verticale delle masse d’aria dipende dallo scostamento
tra gradiente termico reale (GT) in atmosfera (fz delle condizioni
meteoclimatiche) e GTA
Moto verticale dell’aria
T massa d’aria > T atm forza di galleg. esalta i moti
verticali
T massa d’aria < T atm frena i moti verticali
Gradiente termico superadiabatico
GT>GTA atmosfera instabile
I moti verticali dell’aria sono esaltati,
rapida dispersione degli inquinanti
Gradiente termico subadiabatico
GT<GTA atmosfera instabile
I moti verticali dell’aria sono smorzati, limitazione nella
dispersione degli inquinanti
atmosfera molto stabile = SOTERMIA
Si verifica in particolari condizioni meteo-climatiche
favorisce il ristagno degli inquinanti e
Fenomeni acuti di inquinamento i movimenti ascensionali richiederebbero energia
INVERSIONE TERMICA