Il sito utilizza cookie flash; utilizza anche cookie di tipo tecnico e di sessione, ma solo a carico dell'utente amministratore,unico ad aver accesso al pannello amministrativo LEGGI INFORMATIVA PRIVACY


L'Ozono e precipitazioni acide

L'Ozono e precipitazioni acide

Gli inquinanti primari nel corso della loro permanenza nell’atmosfera sono trasformati in altre specie (inquinanti secondari) principalmente in seguito a trasformazioni chimiche regolate in genere dalla radiazione solare, dall’umidità e dalla presenza di catalizzatori.
Un tipico percorso di produzione di inquinanti secondari coinvolge ossidi di azoto (NOx) e composti organici volatili (COV) reattivi per produrre ozono, perossidi (responsabili dello smog fotochimico) ed aerosol secondari organici (SOA) che vanno ad arricchire il particolato fine atmosferico PM10 e PM2.5, rispettivamente di granulometria (dimensione del diametro) < 10?m e < 2,5?m. Nel caso specifico dell’ozono ad attivare il processo è la radiazione solare di lunghezza d’onda v < 434 nm che determina la fotolisi dell’NO2 presente in atmosfera secondo la reazione:
NO2 ->?NO +O (1)

L’ossigeno atomico O generato dalla fotolisi attacca una molecola di ossigeno molecolare per produrre ozono secondo la (2):
O + O2 + M -> O3+ M (2)
dove M è una molecola di un componente dell’atmosfera che assorbe l’eccesso di energia vibrazionale e stabilizza l’ozono. L’ozono così formato reagisce con NO per rigenerare NO2 :
O3 + NO -> O2+ NO2 (3)
Complessivamente il processo è descritto dalla (4), in cui v1 è la velocità di formazione e v2 la velocità di distruzione:
v1
NO2 +?O2 <-> NO(4)
v2
Se non intervengono interferenze esterne alle specie reagenti considerate inizialmente, la (4) raggiunge l’equilibrio cosiddetto fotostazionario:
v1 = v2
Di norma le concentrazioni riscontrate nella troposfera possono essere significativamente superiori a quelle previste dall’equilibrio fotostazionario. Questo significa che intervengono altre sostanze che spostano l’equilibrio della (4) verso la formazione di ozono, sostanze ad esempio che incrementano la produzione di NO2, responsabile della formazione fotochimica di O3 con la (4).
L’equilibrio fotostazionario può essere così significativamente alterato, nel senso dell’incremento della produzione di ozono, dai composti organici volatili non metanici (COVNM) , indicati anche con il termine di COV reattivi.
Il radicale ossidrilico OH•, presente in quantità relativamente abbondante in atmosfera, è una delle specie più reattive implicate in molti processi fotochimici. Nel caso che il COV reattivo sia l’alcool metilico CH3OH l’attacco da parte di OH si sviluppa attraverso la (9):

CH3OH + OH• + O2 -> H2CO + •HO2 + H2O (9)

dove H2CO è l’aldeide formica e •HO2 il radicale perossidrilico che produce NO2, rigenerando l’OH per un nuovo attacco:

•HO2 + NO -> NO2 +OH• (10)

L’ NO2 così formato, grazie ai COV reattivi, porta alla produzione di ozono secondo la (1) e la (2). Di notte, in assenza di radiazione solare, l’ozono ossida l’NO2 ancora disponibile ad anidride nitrica N2O3 , che sulla superficie umida delle particelle sospese, genera acido nitrico HNO3 :

2NO2 + O3 -> N2O5 + O2 (11)
N2O5 + H2O ->?2 HNO3 (12)

La (11) e la (12) rappresentano uno dei principali meccanismi di rimozione di ossidi di azoto dall’atmosfera con produzione di precipitazioni acide.
L’emissione sia di ossidi di azoto che di COV reattivi va valutata, oltre che per la tossicità intrinseca dei composti stessi, anche per il loro potenziale di formazione dell’ozono. La riduzione delle emissioni di questi cosiddetti “precursori” diventa così il fulcro di tutte le iniziative per il controllo dei livelli di inquinanti nella troposfera.
Un altro significativo contributo all’acidità delle precipitazioni proviene dall’ossidazione dell’anidride solforosa, SO2, per azione prevalente del radicale OH in fase gassosa e dell’acqua ossigenata in fase liquida. In entrambi i casi il destino finale della specie è l’aerosol di acido solforico, che è l’altro componente fondamentale dell’acidità delle precipitazioni:

(OH)
fase gassosa : SO2 -> SO3 + H2O -> H2SO4 (aerosol) (13)
(H2O2)
fase liquida : SO2 ->?SO3 + H2O -> H2SO4 (aerosol) (14)

Poichè sia gli NOx che l’SO2 sono gas acidi provenienti in larga prevalenza dai processi di combustione di sorgenti fisse e mobili risulta chiaro come il tipo di relazione esistente tra l’inquinante primario e la specie secondaria che si produce può avere un ruolo importante nella strategia di controllo della qualità dell’aria.
La presenza di acidi in atmosfera nella forma gassosa di HNO3 e di aerosol liquido di H2SO4 dà infine un importante contributo, oltre che alla precipitazione acida, alla produzione secondaria, cioè non direttamente emesso da nessuna sorgente, di particolato fine PM10 e PM2.5, grazie alla reazione con ammoniaca ed alla formazione di nitrato e solfato d’ammonio:

HNO3 + NH3 -> NH4NO3 (15)
H2SO4 + 2 NH3 -> (NH4)2SO3 (16)

Il nitrato e solfato d’ammonio, assieme all’ aerosol secondario organico (SOA) costituiscono in molte aree , tra cui ad esempio la Lombardia, oltre il 50% in peso del particolato fine PM10, PM2.5.


Indietro

Bi-lab.it P.IVA 02053751000 - Copyright by GENOMEGA