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Consumo mondiale. 1° paese consumatore di : Petrolio sono gli USA con il 24,6% Gas naturale sono gli USA e la Russia con il 36%. 1° paese produttore di: Gas naturale : Russia con 197 Gm ³ ; Petrolio : Arabia Saudita 10% dei consumi mondiali; Carbone : Cina.
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Consumo mondiale 1° paese consumatore di : Petrolio sono gli USA con il 24,6% Gas naturale sono gli USA e la Russia con il 36% 1° paese produttore di: Gas naturale: Russia con 197 Gm³; Petrolio: Arabia Saudita 10% dei consumi mondiali; Carbone: Cina.
Combustibili fossili e l’ambiente Inquinamento dell’aria Effetto serra Modificazione degli equilibri
Inquinamento dell’aria Ossidi di zolfo Ossidi di azoto Ozono Benzene Monossido di carbonio PTS o PM10
Stiamo modificando gli equilibri Atmosfera Anidride carbonica CO2 150 anni CO2 sole CO2 Produzione di energia CO2 respirazione fotosintesi combustione piante animali Carbonio fossile Petrolio, carbone e gas Microrganismi CO2 interramento 25 milioni di anni
Prodotti di combustione • Il calore generato innalza la temperatura a valori tali per cui i partecipanti alla reazione emettono radiazione elettromagnetica con lunghezze d'onda comprese nel campo del visibile. • Le zone di reazione ci appaiono allora luminose e si parla di fiamme
Prodotti di combustione Nelle combustioni in aria si ha la formazione di acqua liquida o vaporizzata e di anidride carbonica dovuta alla presenza di carbonio e idrogeno nei combustibili Ma non solo !!!
Prodotti di combustione • Se l'aria non è sufficiente ad ossidare completamente il carbonio si ha presenza, più o meno elevata, di ossido di carbonio, prodotto tipico delle combustioni in atmosfera povera di ossigeno
Gas di combustione I gas di combustione sono quei prodotti della combustione che rimangono allo stato gassoso anche quando raggiungono, raffreddandosi, la temperatura ambiente di riferimento (15°C)
Gas di combustione Ossido di carbonio L’esposizione in ambienti contenenti l’1,3% di monossido di carbonio produce incoscienza quasi istantaneamente e la morte dopo pochi minuti. La percentuale dello 0,15% per 1 ora o dello 0,05% per 3 ore può risultare mortale. La percentuale dello 0,4% è fatale in meno di 1 ora.
Prodotti di combustione Altri prodotti di reazione sono derivati: • dello zolfo presente in quasi tutti i combustibili • di gas inerti come l'azoto • di gas derivanti dalla decomposizione termica di eventuali sostanze organiche
Prodotti di combustione e infine vi sono incombusti e residui minerali che vanno a formare i fumi
Inquinanti atmosfericicaratteristiche fisiche • Gas • Liquidi • Solidi • Aerosols: polveri (fini < 10), esalazioni (0,001-1), fumo (< 0,5), mist (0,1-50), nebbia (> 1), smog, nuclei di condensazione (<0,1 )
Inquinanti atmosfericicaratteristiche chimiche • Coefficiente di Henry o tensione di vapore (volatilità) • Solubilità
Combustioni • - combustioni incomplete o “fredde” ( CO, Particelle e Idrocarburi incombusti, intermedi di ossidazione) • - impurezze o additivi dei combustibili ( SO2 , SO3 , piombo tetraetile, BTX, ceneri) • a T elevata (>850°C) ossidazione dell’N atmosferico ad NO: • N2 + O2 2 NO (a T ambiente la [NO] di equilibrio è di soli 1,1•10-11 ppm) • - a T elevata (Inceneritori), produzione di PCDD e PCDF da clorurati
Fattori che condizionano la dispersione, il trasporto e la deposizione di inquinanti • Dispersione • turbolenza termica (convettiva): movimenti verticali turbolenza meccanica (asperità): movimenti orizzontali (venti) • stabilità atmosferica (profilo termico, inversioni)
Inventario delle emissioni per sorgenti %(CORINAIR 1990) FONTE: Europe’s Environment Statistical Compendium
Emissioni totali della Regione Lombardia (Risultati INEMAR del 15 Maggio 2000) Regione SO NO NMCOV CH CO CO N O NH X X 4 2 2 3 ton/anno ton/anno ton/anno ton/anno ton/anno kton/anno ton/anno ton/anno 1 produzione di elettricità, impianti di cogenerazione e riscald. 41,486 23,574 579 595 1,898 13,513 1,667 2 2 combustioni commerciali, istituzionali e residenziali 5,979 15,760 9,952 7,342 119,546 16,622 1,644 3 combustioni industriali e processi con combustioni 21,152 47,176 2,681 730 36,407 13,053 1,097 7 4 processi diversi dalla combustione 14,978 7,163 57,431 48 53,529 251 24 875 5 estrazione e distribuzioni combustibili 12,362 52,850 6 uso dei solventi 132 175,559 37 0 7 trasporti stradali (traffico diffuso + traffico lineare *) 3,924 130,844 72,676 2,139 320,309 14,282 1,494 1,328 8 altre modalità di trasporto 1,772 16,791 2,489 48 6,988 899 370 2 9 trattamento rifiuti e acque reflue 294 979 58 133,380 399 598 10 agricoltura 1,123 161 212,880 5,922 101,788 11 natura 443 1,947 29,963 55,976 62 443 Totale 90,029 245,489 363,911 410,013 595,090 59,218 12,279 104,445 * emissioni da traffico lineare stimate tramite estrapolazione dei dati Corinair 1990
L’andamento delle concentrazioni degli inquinanti Fonte : Rapporto 2001 sulla qualità dell’aria di Milano
Inquinante Valore limite per la protezione della salute umana Data alla quale il valore limite deve essere raggiunto Biossido di azoto (NO2) su base oraria:200 g/m3 (da non superare più di 18 volte all’anno) su base annuale: 40 g/m3 1° gennaio 2010 Monossido di carbonio (CO) Media massima giornaliera delle medie sulle 8 ore: 10 mg/m3 1° gennaio 2005 Polveri fini (PM10) FASE 1: su base giornaliera: 50 g/m3 da non superare più di 35 volte all’anno su base annuale: 40g/m3 1° gennaio 2005 Polveri fini (PM10) FASE 2: su base giornaliera: 50 g/m3 da non superare più di 7 volte all’anno su base annuale: 20g/m3 1° gennaio 2010 Benzene (C6H6) su base annuale : 5 g/m3 Valore limite attuale su base annuale: 10 g/m3 1° gennaio 2010 Valori limite – normativa in vigore e in fieri
Summary sulfur dioxide: no problem lead: no problem carbon monoxide no problem benzene diminishing problem nitrogen dioxide seriousproblem PM10 severe problem (to be tackled on local and European level) ozone serious problem, (to be tackled mainly on European level)
