L'industria chimica

L'INDUSTRIA CHIMICA

L'industria chimica prevede, partendo da materiali che nel loro stato originale sono di basso valore, scarsamente o non utilizzabili alla loro diretta trasformazione, attraverso reazioni chimiche in prodotti di pregio, in quanto servono all'uomo (medicinali, coloranti, tessuti, alimenti, manufatti, carta, ecc.)

I materiali di partenza o materie prime vengono tratti dal mondo che ci circonda, dalla crosta terrestre (minerali, carbone, petrolio) o dal mare o dall'aria o dai vegetali (la cui coltivazione a sua volta richiede l'impiego di fertilizzanti oramai ottenuti in maggior parte per via chimica).

I primi tentativi di produzione chimica su piano industriale si ebbero al principio dell'800 con la messa in opera di primitivi impianti per la produzione della soda e in seguito dell'acciaio solforico e degli altri acidi solforici e minerali, dei sali per tintoria, degli alcooli, e per la distillazione secca del legno.

Ma sono poi state le guerre a determinare lo sviluppo della chimica moderna: si può ben dire, infatti, che abbia avuto il battesimo in occasione del conflitto franco-tedesco del 1870, e che in conseguenza delle guerre mondiali, del secolo scorso si è enormemente sviluppata, radicalmente trasformata e rinnovata assumendo addirittura un nuovo volto tecnologico e metodologico.

Anche i grandissimi edifici di un tempo, muniti d'alte ciminiere, sono sostituiti da soli fasci di tubi e condutture, da intrigate costruzioni di carpenteria metallica, eleganti torri, reattori, ricambiatori di calore che in lontananza appaiono quali strane forme architettoniche e che con l'illuminazione notturna quasi assumono le sembianze di vecchie cattedrali gotiche o d'alberi di Natale: sicché visitando uno stabilimento della materia che si trasforma, perchè questa viene convogliata e trasferita da reparto a reparto automaticamente e a distanza.

Anche l'uomo, che un tempo seguiva direttamente i vari trattamenti e interveniva per regolarne le singole fasi, ha abbandonato il reparto, per esercitare il proprio controllo attraverso le indicazioni degli indici sui quadri di misura, e di serie di lampadine a più colori che si accendono e si spengono.

I nuovi grandi impianti chimici, sia per la produzione di tipo classico (acido solforico, acido nitrico, ecc.) sia per le nuove tecniche della chimica organica (petrolchimica) sono completamente automatizzati.

Gli impianti chimici però hanno contribuito, nel corso degli anni, al minaccioso sviluppo dell'inquinamento.

L'inquinamento

Un consistente cambiamento della situazione ecologica si ebbe a cominciare dal XIX secolo, a seguito della rivoluzione industriale iniziata in Inghilterra e poi dilagata in molti Paesi.

Nel 1789 la forza motrice venne applicata per la prima volta all'attrezzo da lavoro e ciò segna l'inizio dell'impiego di energia proveniente dapprima dalla combustione

(CnH2n + 2  nCO2 + (n + 1)H2O + Q)

del carbon fossile e poi dal petrolio, entrambi fortemente inquinanti.

La nascita dell'industria richiama verso la città masse imponenti di braccianti e di piccoli proprietari affamati, espulsi dai loro fondi dall'ampliamento delle grandi proprietà terriere coltivate con metodi nuovi e razionali: la fabbrica è l'unica speranza di sopravvivenza.

Le città crescono caoticamente e spesso smisuratamente in tutto il mondo industrializzato. Saranno poi queste grandi agglomerazioni industriali ed urbane a rappresentare la principale fonte dell'inquinamento.

Inquinamento delle acque

Ogni giorno queste grandi agglomerazioni scaricano nei fiumi e nei mari un enorme volume di liquami contenenti prodotti del metabolismo umano, residui di cibo, detergenti sintetici, sostanze tossiche (cianuri, sali di cromo e di piombo ecc.), e rifiuti d'ogni genere molti dei quali non sono biodegradabili che sono la causa dell'ammossidi (schiuma bianca).

Particolarmente dannoso è il petrolio: ne basta una tonnellata per inquinare un milione di tonnellate d'acqua e ricoprire, con una sottile pellicola una superficie di 12 Kmq.

E poiché nel mare ogni anno ne entrano per cause diverse (perdite dei pozzi petroliferi marini, avarie delle petroliere, lavaggio dei serbatoi ecc.) da 6 a 15 milioni di tonnellate, circa un quarto delle acque marine risulta cosparso di un velo oleoso che provoca molte conseguenze negative: riduce l'evaporazione, impedisce la penetrazione di raggi solari nell'acqua, ostacola il ricambio dell'ossigeno e, quindi, frena lo sviluppo della fauna ittica.

Per disperdere il petrolio si usano sostanze solventi. Ma il rimedio è peggiore del male, perché si immettono nei mari altri dannosi elementi chimici.

Non meno grave è l'inquinamento connesso allo sviluppo tecnologico dell'agricoltura mediante il crescente uso di fertilizzanti chimici e fitofarmaci (insetticidi, fungicidi ed erbicidi) che, se da un lato accrescono la produttività del terreno, dall'altro determinano profonde alterazioni del suolo, impoverendolo di principi attivi, ed attraverso il deflusso delle acque correnti o della falda freatica anch'essi vanni a finire in buona parte, nel mare.

Dalla falda freatica attingono molti acquedotti urbani, e quindi diventano veicolo d'infezioni e di gravi malattie.

Nello stesso modo l'inquinamento del mare, attraverso il consumo dei pesci, trasmette all'organismo umano una grande quantità di microbi e di sostanze chimiche o metalliche.

Ciò risulta tanto più grave in quanto l'85% dei pesci, dei molluschi e dei crostacei venduti sui mercati di tutto il mondo proviene dalle acque litoranee e trascorre buona parte della sua esistenza presso la foce dei fiumi, dove si accumulano batteri e materie tossiche d'ogni tipo.

Una conseguenza diretta dell'inquinamento è anche il processo d'eutrofizzazione: consiste nell'alterazione delle specie vegetali che vivono nei fiumi, nei laghi e nelle zone litoranee.

Infatti, da un lato gli scarichi di molte industrie che utilizzano l'acqua per il raffreddamento degli impianti innalzano la temperatura delle acque fluviali e favoriscono una fotosintesi molto attiva, per cui si sviluppano specie vegetali amanti del caldo che fanno scomparire e rimpiazzano centinaia di altre specie prima esistenti; dall'altro lato gli scarichi delle industrie chimiche stimolano la crescita abnorme di alghe filamentose e maleodoranti, le quali vanno popolando sempre di più le spiagge dei mari bassi. In molti casi tali processi sono di natura irreversibile.

All'inquinamento dell'acqua si aggiunge quello radioattivo.

L'inquinamento radioattivo

Esso ha costituito uno dei maggiori pericoli che minacciavano l'uomo e l'insieme della biosfera. Ricordiamo qui la natura dei diversi tipi di radiazioni ionizzati e il significato delle diverse unità impiegate in fisica per misurare le dosi e l'intensità di una radiazione.

La radiazione è costituita da nuclei d'elio (2 protoni e due neutroni) carichi positivamente, è una radiazione poco penetrante.

La radiazione  è formata da elettroni dotati di grande velocità e cariche negative; questa radiazione è più penetrante: essa può arrivare fino a 8cm di tessuto vivente.

Le radiazioni  sono di natura elettromagnetica e simile ai raggi X. L'inquinamento radioattivo può verificarsi sia in conseguenze delle ricadute delle esplosioni nucleari, sia per effetto delle scorie dell'industria atomica.

Le ricadute radioattive, ecologicamente più importanti sono quelle dello stronzio, dello iodio, e del cesio che si ritrovano nei tessuti umani. Lo iodio si deposita sulla tiroide e lo stronzio nello scheletro a causa delle sue proprietà chimiche affini a quelle del colera..

I danni causati dall'accumulo di radioelementi nell'organismo, possono essere sia individuali, sia genetici.

Il pericolo è tanto più grande in quanto gli elementi radioattivi, come gli insetticidi, si concentrano poco a poco, lungo le catene alimentari.

L'inquinamento radioattivo può anche avere origine dalle scorie industriali. Lo scarico in mare dentro fusti impermeabili è un metodo pericoloso, perchè la corrosione degli imballaggi, da parte dell'acqua di mare rischia di liberare le scorie radioattive, prima che la loro radioattività si sia sufficientemente indebolita.

Numerosi progetti prevedono la moltiplicazione delle centrali nucleari, si è seriamente considerato il rischio di contaminazione posto da questi impianti e si è sicuri che sia trascurabile?

Le fughe di radioelementi sono un aspetto del funzionamento normale delle centrali.

Nell'anno 2000 la quantità di tritio formata produrrà una radioattività di fondo uguale a quella mossa dalle esperienze nucleari nelle aree americane e russe. Le cause dell'inquinamento della biosfera sono di giorno in giorno più numerose.

E' possibile classificarle in tre categorie: inquinamento da scorie industriali; inquinamento da pesticidi; inquinamento radioattivo.

Inoltre perdura sin dai tempi dell'antica Roma il problema dell'inquinamento del suolo.

Inquinamento del suolo

Il suolo è quella parte della biosfera dove l'uomo vive e svolge le sue attività; esso è il prodotto della trasformazione delle rocce da parte di fattori fisici, chimici e biologici e forma la pellicola esterna della superficie terrestre.

i fattori chimici più importanti sono rappresentati dall'azione della pioggia del mare, dei fiumi, dei ghiacciai, del vento, ecc.

i fattori chimici sono fondamentalmente l'acqua e i costituenti dell'atmosfera, che operano importanti trasformazioni chimiche nel terreno.

i fattori biologici sono i vegetali, gli animali, i microrganismi e, in modo notevolissimo l'uomo.

Il suolo è certamente l'ambiente dove si possono osservare le più profonde trasformazioni per opera dell'uomo. Tra queste ultime possiamo ricordare la deforestazione, la pratica dell'agricoltura, la creazione di piccoli e grandi centri urbani, la costruzione d'industrie ecc.

Purtroppo tali modificazioni hanno creato enormi problemi ecologici perché anche in questo caso il processo è avvenuto in modo irrazionale senza tener conto dei lati negativi che hanno accompagnato questo sviluppo.

La deforestazione: le foreste sono la sede d'importantissimi processi biosferici, come la fotosintesi, il riciclaggio dell'ossigeno, del carbonio e dell'azoto, il trasferimento dell'energia, ecc.

Proprio per il processo di fotosintesi in cui si consuma biossido di carbonio e si produce ossigeno, vengono chiamate polmoni del mondo.

La deforestazione, è purtroppo un processo che è stato realizzato già da epoche antiche, in varie località terrestri e che continua tuttora, ad un ritmo sempre più preoccupante.

Oggi un'area forestale vergine in grandissimo pericolo è quello dell'Amazonia, in cui ogni anno si distrugge una superficie pari a quella dell'Inghilterra con essa vengono definitamente perdute innumerevoli specie vegetali e numerosissime specie animali che vanno così incontro all'estinzione.

La responsabilità dell'agricoltura: la moderna agricoltura industrializzata che utilizza macchine e fertilizzanti chimici come antiparassitari ecc, è praticata particolarmente nei Paesi economicamente più sviluppati. Lo sviluppo dell'agricoltura che ha permesso di sfamare un numero enorme di popolazione, tentando di seguire la grande esplosione demografica dei nostri tempi, sta anche però inquinando l'ambiente naturale con quei prodotti che servono a incrementarla (insetticidi, fitofarmaci, diserbanti, ecc.)

L'erosione del suolo: consiste nella perdita di suolo fertile ad opera degli agenti naturali, quali l'acqua il vento, ma anche ad opera dell'attività umana che n'accelera il ritmo. L'azione d'erosione da parte dell'uomo è favorita da un eccessivo sfruttamento del suolo, dell'eliminazione degli alberi che esercitano una protezione del terreno, dall'irrigazione irrazionale, ecc

La forte urbanizzazione: oltre ad aver sottratto all'ambiente vaste aree naturali, ha modificato profondamente il territorio ed ha creato una serie di problemi ambientali partendo dall'inquinamento atmosferico all'inquinamento idrico e all'accumulo massiccio di rifiuti.

All'inquinamento del suolo si aggiunge quello dell'atmosfera

5 Inquinamento dell'atmosfera

L'atmosfera è un involucro gassoso che avvolge la terra; essa presenta densità molto ridotta e diversa alle differenti altitudini.

L'atmosfera ha un ruolo fondamentale nei processi biologici: in essa, infatti, sono presenti l'ossigeno, indispensabili alla vita per la maggioranza degli organismi viventi, ed altri elementi che prendono parte a cicli naturali, determinanti per la conservazione della vita.

I costituenti fondamentali dell'atmosfera, priva di vapor acqueo, sono: azoto (N2), ossigeno (O2), argo (Ar), biossido di carbonio (CO2), neon (Ne), elio (HE), metano (CH4), cripto (Kr), idrogeno (H2).

La concentrazione relativa di queste sostanze è abbastanza costante, mentre ci sono altre, la cui concentrazione dipende dalle condizioni locali, che si possono considerare componenti variabili dell'aria.

Esse sono, per esempio, il vapor acqueo, l'ozono (O3), il biossido di zolfo (SO2), il monossido di carbonio (CO), gli ossidi d'azoto NO e NO2, polveri, fumi ecc. Molti di questi composti derivano da reazioni chimiche che avvengono nell'atmosfera e costituiscono sostanze inquinanti.

L'inquinamento atmosferico non è un fenomeno limitato alle sole concentrazioni urbane ed industriali, che coprono appena il 2-3% della superficie terrestre ma si estende in tutto il nostro pianeta.

Infatti, le correnti d'aria che si generano nella troposfera, potendo percorrere tutta la Terra in due settimane, distribuiscono le sostanze inquinanti a tutte le latitudini e a tutte le altezze.

L'accumulo di gas e d'impurità nell'atmosfera crea il cosiddetto effetto serra. Lo strato di gas, infatti, si comporta come il vetro di una serra in quanto lascia filtrare i raggi ultravioletti provenienti direttamente dal Sole, mentre ostacola il passaggio dei raggi infrarossi riflessi dalla terra verso l'alto, provocando un aumento di temperatura negli strati più bassi dell'atmosfera.

Con il passare del tempo quindi, la temperatura media sulla Terra potrebbe salire d'alcuni gradi e provocare variazioni climatiche catastrofiche, con la desertificazione d'ampie aree.

Dalla metà del secolo scorso ad oggi, infatti, la temperatura media del pianeta si è innalzata di circa 1,5 gradi ed il ghiaccio si è ritirato sia nell'Artico che nelle Alpi.

Alcuni scienziati prevedono che, continuando l'attuale ritmo dell'inquinamento, già nelle prime decadi del 2000 la temperatura media globale potrebbe salire da un minimo di 1,6 ad un massimo di cinque gradi.

Un aumento di tali proporzioni sarebbe sufficiente a sciogliere le calotte polari, quindi il livello del mare subirebbe un innalzamento di oltre 50 metri.

Vaste regioni costiere, pertanto, sarebbero invase dal mare e di pertanto cambierebbero i loro contorni.

Altri studiosi, al contrario, calcolano il graduale impolverimento dell'atmosfera produca un offuscamento dell'aria pari a 25-30% per decennio e, conseguentemente, una riduzione della radiazione solare tale che già alla fine del nostro secolo la temperatura media potrebbe abbassarsi di 3-4 gradi sull'intero pianeta.

Si creerebbero, così, le condizioni favorevoli ad una nuova ed estesa glaciazione.

Le due ipotesi, sebbene contrastanti, portano a conclusioni ugualmente catastrofiche: la Terra in tempi abbastanza brevi potrebbe trasformarsi o in un inferno di fuoco o in un mare di ghiaccio.

Un altro grave danno causato dall'inquinamento è il buco nell'ozono.

L'ozono (O3) è la molecola triatonica dell'ossigeno e forma un sottile strato protettivo presente nella stratosfera, posto tra i 15-50 Km d'altezza.

La molecola dell'ozono assorbe, infatti, i raggi solari a minor lunghezza d'onda (UVB e UVC), i più nocivi, tanto che se la "coperta" d'ozono fosse totalmente assente la vita sulla terra sarebbe impossibile.

L'impoverimento in ozono può essere causa di gravi malattie (per esempio tumori della pelle e cataratta).

Le sostanze che distruggono questa miracolosa molecola O3 sono principalmente i gas cloro-fluoro- carburi (Cfc) che sono usati nelle bombolette spray, nei frigoriferi, negli impianti di condizionamento, nell'industria elettronica e, in molte industrie di materie plastiche.

Si stime che il 60% dell'inquinamento atmosferico proviene dalle automobili, seguito da quello proveniente dalla combustione del carbone e sempre di più dal petrolio.

I grandi accumuli di biossido di zolfo e ossidi di azoto nell'atmosfera, sotto l'effetto delle precipitazioni, provocano il gravissimo fenomeno delle piogge acide.

Queste sostanze chimiche al contatto con l'umidità dell'aria e con l'ossigeno, si trasformano in acido nitrico (Hn O3) ed acido solforoso (H2 SO3) e, cadendo a terra con le piogge bruciano le piante.

Tale fenomeno molto pericoloso in tutte le regioni fortemente industrializzate, ha già distrutto il 40% delle foreste tedesche e canadesi, cui le correnti aeree portano i fumi delle industrie inglesi e statunitensi.

Le piogge acide influiscono in misura notevole anche sull'erosione del suolo accelerandone i processi di disgregazione, con il conseguente deposito di una maggior quantità di detriti allo sbocco dei fiumi nel mare.

Le piogge acide inoltre danneggiano anche i monumenti perchè corrodono i marmi rendendoli più friabili. In questo caso si ricorre  al criticato restauro, "criticato".