Aria per la vita L'atmosfera è una componente essenziale per la vita sulla Terra poiché contiene l'ossigeno necessario alla respirazione degli organismi viventi. Inoltre funziona da filtro delle radiazioni nocive provenienti dal Sole, riflettendole e impedendo loro di raggiungere il suolo, e consente alla superficie terrestre di mantenere una temperatura adatta alla vita di piante ed animali. L'atmosfera è anche la sede dei principali fenomeni meteorologici (vento, pioggia, neve, ecc.), che nel loro insieme costituiscono il clima
La respirazione degli organismi animali e vegetali Attraverso la respirazione gli organismi vegetali ed animali si procurano l'energia necessaria per vivere e per crescere. La respirazione, che può essere considerata una combustione a bassa temperatura, libera l'energia accumulata nei composti organici, assunti dall'organismo mediante l'alimentazione, bruciando ossigeno e rilasciando anidride carbonica ed acqua. In pratica, ogni volta che inspiriamo, l'ossigeno presente nell'aria arriva ai polmoni, entra nel sangue, viene portato a tutte le cellule del corpo e lì utilizzato nei processi di combustione che producono l'energia necessaria a mantenerci in vita. Le cellule, a loro volta, restituiscono al sangue i prodotti residui della combustione: anidride carbonica e acqua. Queste sostanze sono portate dal sangue nei polmoni, da dove fuoriescono nel momento in cui espiriamo.
Fonti di inquinamento dell’aria L’aria è inquinata quando una o più sostanze ne alterano le caratteristiche rendendola nociva per l’uomo e per l’ambiente. Le fonti di inquinamento sono diverse:•Bruciatori (impianti di riscaldamento e centrali termoelettriche)•Trasporti (motori a scoppio dei veicoli)•Scarichi industriali Le sostanze inquinanti più pericolose sono:•Ossido di carbonio (CO), molto nocivo per la salute•Anidride solforosa (SO2), provoca le piogge acide•Ossidi di azoto (NO), nocivi per la salute•Benzene (C6H6), molto tossico•Ozono (O3), se inalato è nocivo•Polveri sottili (PM10), trasportano nei polmoni molte sostanze velenose Conseguenze dell’inquinamento dell’aria Alcune sostanze inquinanti, se presenti in eccesso, possono produrre alterazioni chimiche e fisiche dell'aria che ne compromettono la capacità di "funzionare" correttamente e garantirci le funzioni vitali. All'origine di questi inquinanti c’è di solito più l'attività dell'uomo (origine antropogenica) anche se in alcuni casi le sorgenti naturali contribuiscono in modo significativo. Gran parte dell'inquinamento dell'aria di origine umana proviene o dai combustibili fossili (la loro combustione è necessaria alla produzione di energia), o da processi chimici industriali. L'impatto sull'ambiente degli inquinanti dell'aria è variabile: alcuni composti agiscono prevalentemente su scala locale, cioè là dove sono prodotti e diffusi; altri, invece, coinvolgono intere regioni. Altri ancora hanno effetti su tutto il pianeta. Infatti, vi sono agenti atmosferici la cui "vita" è breve, dell'ordine di alcune ore o di qualche giorno, dopo di che cadono al suolo, mentre altri inquinanti rimangono attivi anche per lunghi periodi e possono diffondersi su un'area più vasta. Questo ultimo tipo di inquinanti é in grado di influenzare le condizioni dell'ambiente su scala continentale e perfino planetaria, con un impatto negativo sulla salute delle popolazioni anche in luoghi molto distanti dalla sorgente di inquinamento. Nella maggior parte dei casi, il tipo e la quantità di inquinanti emessi nell'atmosfera dipendono dalla natura delle fonti energetiche utilizzate (si veda questa sezione delle risorse naturali) e dalle materie prime impiegate dall'uomo nei processi produttivi. Le deposizioni acide (inquinamento acido) In atmosfera sono presenti dei composti a reazione acida che si depositano sulla superficie terrestre, inquinandola: sono le cosiddette “deposizioni acide”. I composti che conferiscono acidità alle deposizioni sono generalmente l'acido nitrico e quello solforico, che si formano in seguito alla reazione dell'acqua con gli ossidi di azoto e di zolfo (SOx) presenti nell'aria inquinata. (Vedi immagine)Gli ossidi di azoto provengono dalla combustione di fonti fossili di energia ricche di zolfo - in particolare il carbone e la lignite - e dalle eruzioni vulcaniche. Gli ossidi di zolfo, invece, possono avere origine naturale (fulmini, incendi, decomposizione batterica delle sostanze organiche, processi biologici degli oceani) o antropogenica, e provengono dalla combustione di fonti energetiche fossili. Le deposizioni acide modificano l'acidità delle acque dei laghi e dei fiumi (rendendo impossibile la vita a pesci e altri organismi acquatici) e quella dei suoli (alterando la disponibilità degli elementi nutritivi con conseguente riduzione della loro fertilità e produttività). Le deposizioni acide possono inoltre danneggiare direttamente la vegetazione (ad esempio sciogliendo le cere di protezione delle foglie e rendendole più vulnerabili all'attacco dei parassiti), gli edifici, i monumenti e, se particolarmente intense, anche l'uomo e gli animali. La distruzione della fascia di ozono stratosferico In questi ultimi anni l'ozono é diventato un problema di crescente importanza o perché presente in quantità eccessive o perché assente. Infatti, se è presente in quantità eccessive nella troposfera (ovvero nella parte di atmosfera più vicina al suolo, quella in cui viviamo e che respiriamo) costituisce uno dei composti più nocivi dello smog fotochimico (“ozono cattivo”). (Vedi grafico)Nella stratosfera, invece, (ovvero nella parte di atmosfera più alta e distante da noi), è estremamente utile e deve essere presente in grande quantità, poiché costituisce uno schermo naturale (“ozono buono”) per le radiazioni ultraviolette dannose provenienti dal sole (UV). (Vedi immagine)Da alcuni anni, però, la quantità di ozono nella stratosfera risulta diminuita per effetto di alcune sostanze di origine antropogenica (il famoso "buco nell'ozono"). (Vedi grafico) Le emissioni per uso industriale, agricolo e domestico di alcuni composti, come i clorofluorocarburi (CFC), il bromuro di metile, gli halons e il metilcloroformio, contribuiscono, direttamente o indirettamente, alla distruzione delle preziose molecole di ozono stratosferico. Anche se interessa tutta l'atmosfera, la rarefazione della fascia di ozono stratosferico risulta più accentuata ai poli. La conseguenza più diretta del buco nello strato d'ozono è l'aumento della quantità di radiazioni ultraviolette (UV-B) che riescono a raggiungere la superficie terrestre. Queste radiazioni sono causa di: • maggiore rischio di tumori cutanei e di malattie degli occhi • diminuzione delle difese immunitarie nell'uomo e negli animali • riduzione della fotosintesi e danneggiamento del DNA delle piante con effetti significativi sull'agricoltura • riduzione della produzione di fitoplacton nei mari, con danni rilevanti alla catena alimentare negli ecosistemi acquatici. La protezione dalle radiazioni solari e l’effetto serra L'atmosfera protegge la Terra dalle radiazioni solari nocive e ne regola il riscaldamento da parte del Sole. Vedi immagineLa prima funzione è resa possibile dall'ozono presente nella stratosfera, la seconda funzione è opera di una miscela di gas, presenti in tutta l'atmosfera, detti “gas serra”. (Vedi immagine) L'ozono che si accumula nella stratosfera (detto "ozono stratosferico") è essenziale per la sopravvivenza della vita sulla Terra, poiché costituisce una sorta di schermo naturale per una parte delle radiazioni solari, invisibili all'uomo e collocate nella regione dell'ultravioletto (frequenza da 100 a 400 nm). Queste radiazioni, se raggiungessero il suolo, sarebbero causa di mutazioni genetiche, di tumori alla pelle e di molti altri danni alla flora e alla fauna. Inoltre, l'ozono stratosferico, riscaldandosi e bloccando il vapore acqueo negli strati più bassi dell'atmosfera, gioca un ruolo essenziale nei fenomeni di costituzione delle nuvole e della pioggia. I gas serra sono invece responsabili del riscaldamento della bassa atmosfera e della superficie terrestre. Essi hanno, infatti, la proprietà di essere trasparenti alle radiazioni luminose (ad onda corta) provenienti dal Sole e di assorbire le radiazioni termiche (ad onda lunga) riemesse e diffuse dalla superficie terrestre. Come i vetri di una serra, essi consentono l'entrata delle radiazioni luminose solari, ma intercettano le radiazioni termiche restituite dalla superficie terrestre, mantenendo così elevata la temperatura della bassa atmosfera. (Vedi immagine)Il più importante gas serra è il vapore acqueo, che da solo riesce ad aumentare la temperatura dell'atmosfera di circa 30°C. In ordine di importanza seguono l'anidride carbonica (CO2), il metano (CH4), gli ossidi di azoto (NOx) e l'ozono (O3). (Vedi immagine)
