LA CHIMICA E IL CAMBIAMENTO
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LA CHIMICA E IL CAMBIAMENTO GLOBALE DEL CLIMA. Presentazione del tema VARIAZIONE DELLA COMPOSIZIONE ATMOSFERICA E CONSEGUENZE CLIMATICHE. Indice. Buco dell’Ozono. Effetto Serra . Deforestazione. Smog fotochimico. Perché il clima cambia?. Perché il clima cambia?.

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LA CHIMICA E IL CAMBIAMENTO GLOBALE DEL CLIMA

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La chimica e il cambiamento globale del clima

LA CHIMICA E IL CAMBIAMENTO

GLOBALE DEL CLIMA


La chimica e il cambiamento globale del clima

Presentazione del tema

VARIAZIONE

DELLA

COMPOSIZIONE ATMOSFERICA

E

CONSEGUENZE CLIMATICHE


La chimica e il cambiamento globale del clima

Indice

Buco dell’Ozono

Effetto

Serra

Deforestazione

Smog

fotochimico

Perché il clima

cambia?


La chimica e il cambiamento globale del clima

Perché il clima cambia?

Le componenti fisiche del sistema climatico includono l’atmosfera, gli oceani, il ghiaccio marino, la terraferma e le sue rispettive componenti quali vegetazione, colore (quindi le capacità di riflessione della radiazione solare), biomassa ed ecosistemi, la copertura nevosa, i ghiacciai e il permafrost (componente perennemente gelata del sottosuolo), le componenti del ciclo idrologico: nubi, fiumi, laghi, acque superficiali e sub-superficiali.

Lo studio dettagliato del clima coinvolge tutte queste componenti e le interazioni tra esse.

Le ricerche indicano che lo stress delle risorse idriche potrà crescere in molti paesi tra i quali l’Australia, il Nordafrica, l’Africa meridionale, l’Europa meridionale, il Medio Oriente e l’America Latina e ridursi, in Asia e Africa equatoriale. I modelli indicano per la maggior parte delle aree una tendenza all’aumento del rischio di alluvioni e periodi di siccità. Il cambiamento climatico creerà poi significativi disequilibri negli ecosistemi per lunghi periodi di tempo e questo porterà una riduzione della biodiversità. Cambiamenti nella distribuzione di animali e piante sono già stati osservati e continueranno negli anni a venire, con spostamenti, di 400-600 chilometri verso Nord per un aumento di soli pochi gradi centigradi. Cambiamenti significativi sono attesi anche negli oceani: in particolare, riduzione delle aree ghiacciate al Polo nord, modificazione della salinità e delle correnti, riduzione della pescosità. Molte aree costiere sperimenteranno poi un aumento dell’invasione delle acque marine, dell’erosione e della salinizzazione delle falde. Il rischio è particolarmente alto nelle aree tropicali e subtropicali. Infine, per quanto riguarda la salute umana, la modifica delle condizioni climatiche potrebbe comportare l’aumento dei decessi dovuti ad ondate di caldo, l’aumento della frequenza e dell’intensità di eventi climatici estremi come alluvioni e cicloni con le relative conseguenze, una maggiore diffusione di malattie come la malaria.


La chimica e il cambiamento globale del clima

Così nel mondo

I cambiamenti previsti varieranno in maniera significativa tra le varie regioni del globo. Particolarmente gravi saranno le conseguenze per i Paesi in via di sviluppo, i più vulnerabili anche per effetto delle loro ridotte capacità di adattamento. Nel sèttore agricolo, ad esempio, i Paesi in via di sviluppo rischiano di andare incontro a crescenti incertezze per quanto riguarda la disponibilità di cibo e persino a un aumento della frequenza e della durata delle carestie. Per i Paesi industrializzati, gli impatti più significativi riguarderanno l’intensità e la frequenza degli eventi estremi, il ciclo idrologico e la disponibilità di acqua, la salute.

Il quadro degli impatti previsti risulta particolarmente critico per l’Italia, che soffre peraltro di condizioni di dissesto idrogeologico del territorio che compromettono la capacità di rigenerazione delle sue risorse, nonché la sua capacità di mitigare li effetti di eventi climatici estremi. Le analisi più recenti delle serie meteorologiche effettuata dal CNR mettono infatti in evidenza che, già oggi, l’andamento dei principali parametri climatici risulta in linea con quello riscontrato a livello globale e previsto dall’IPCC per il 21° secolo. In generale, il clima italiano sta infatti diventando più caldo e più secco, in particolare nel Sud, a partire dal 1930. Nello stesso tempo, in tutta l’Italia settentrionale, l’intènsità delle precipitazioni è andata crescendo negli ultimi 60-80 anni, con un aumento del rischio di alluvioni in questa regione, in particolare nella stagione autunnale quando il rischio di alluvioni è massimo. Infine, l’innalzamento delle temperature e il cambiamento del regime delle precipitazioni avranno serie conseguenze anche sui ghiacciai.

Le 4 cause principali del cambiamento climatico sono:

EFFETTO SERRA

BUCO DELL’OZONO

DEFORESTAZIONE

SMOG FOTOCHIMICO


La chimica e il cambiamento globale del clima

EFFETTO SERRA

L’effetto serra è un fenomeno senza il quale la vita come la conosciamo adesso non sarebbe possibile. Questo processo consiste in un riscaldamento del pianeta per effetto dell’azione dei cosiddetti gas serra, composti presenti nell’aria a concentrazioni relativamente basse (anidride carbonica, vapor acqueo, metano, ecc.). I gas serra permettono alle radiazioni solari di passare attraverso l’atmosfera mentre ostacolano il passaggio verso lo spazio di parte delle radiazioni infrarosse provenienti dalla superficie della Terra e dalla bassa atmosfera (il calore riemesso); in pratica si comportano come i vetri di una serra e favoriscono la regolazione ed il mantenimento della temperatura terrestre ai valori odierni.

Questo processo è sempre avvenuto naturalmente e fa sì che la temperatura della Terra sia circa 33°C più calda di quanto lo sarebbe senza la presenza di questi gas.

Ora, comunque, si ritiene che il clima della Terra sia destinato a cambiare perché le attività umane stanno alterando la composizione chimica dell’atmosfera. Le enormi emissioni antropogeniche di gas serra stanno causando un aumento della temperatura terrestre determinando, di conseguenza, dei profondi mutamenti a carico del clima sia a livello planetario che locale.

Prima della Rivoluzione Industriale, l’uomo rilasciava ben pochi gas in atmosfera, ma ora la crescita della

popolazione, l’utilizzo dei combustibili fossili e la deforestazione contribuiscono non poco al cambiamento nella composizione atmosferica.

  • Approfondimenti:

  • Comprendiamo il fenomeno Legislazione sull’effetto serra


La chimica e il cambiamento globale del clima

I GAS SERRA

I gas serra sono i gas atmosferici che assorbono la radiazione infrarossa e che per questo causano l’effetto serra. I gas serra naturali comprendono il vapor d’aqua, l’anidride carbonica, il metano, l’ossido nitrico e l’ozono. Certe attività dell’uomo, comunque, aumentano il livello di tutti questi gas e liberano nell’aria altri gas serra di origine esclusivamente antropogenica.

Il vapor d’acqua è presente in atmosfera in seguito all’evaporazione da tutte le fonti idriche (mari, fiumi, laghi, ecc.) e come prodotto delle varie combustioni.

L’anidridecarbonica è rilasciata in atmosfera soprattutto quando vengono bruciati rifiuti solidi, combustibili fossili (olio, benzina, gas naturale e carbone,), legno e prodotti derivati dal legno.

Il metano viene emesso durante la produzione ed il trasporto di carbone, del gas naturale e dell’olio minerale.

Grandi emissioni di metano avvengono anche in seguito alla decomposizione della materia organica nelle discariche ed alla normale attività biologica degli organismi superiori (soprattutto ad opera dei quasi 2 miliardi di bovini presenti sulla terra).

L’ossidonitroso è emesso durante le attività agricole ed industriali, come del resto nel corso della combustione dei rifiuti e dei combustibili fossili.


La chimica e il cambiamento globale del clima

I COMBUSTIBILI FOSSILI

  • L’energia che utilizziamo deriva per circa il 95%da combustibili fossili (carboni, idrocarburi, petrolio)e dal nucleare. Alla irrinunciabile funzione dei combustibili fossili, si contrappone il marcato impatto ambientale. I combustibili fossili sono infatti tra i maggiori responsabili di fattori inquinanti:

  • Anidride carbonica (CO2)

  • Ossidi di zolfo (SOx)

  • Ossidi di azoto (NOx)

  • Metano (CH4)

  • Composti organici volatili (COV)

  • DOVE SI POSSONO TROVARE?

  • Si potrebbe pensare di fare riferimento ai più moderni metodi di sfruttamento dei giacimenti di petrolio e, in particolare, alle tecniche della loro localizzazione nelle profondità degli oceani, da cui si potrebbe addirittura pensare di raddoppiare la attuale disponibilità. In più si stima la presenza di centinaia di miliardi di tonnellate di petrolio negli scisti bituminosi.

  • I RISCHI DELLE ESTRAZIONI

  • Non bisogna trascurare il fatto che sfruttare tali giacimenti comporterebbe elevati rischi ecologici connesse a:

  • possibili rotture di canalizzazioni profonde

  • rimozioni di enormi masse di suolo

  • emissione in atmosfera di enormi quantità di metano

  • possibile destabilizzazione degli equilibri ecologici con conseguenze anche catastrofiche

  • Molti rischi sono legati anche agli impianti di estrazione, lavorazione e distribuzione:

  • Incendi di pozzi petroliferi

  • Petrolio versato nelle acque

  • Smaltimento delle scorie radioattive


La chimica e il cambiamento globale del clima

Le emissioni

Dall’inizio della Rivoluzione Industriale, la concentrazione atmosferica dell’anidride carbonica è aumentata del 30% circa, la concentrazione del gas metano è più che raddoppiata e la concentrazione dell’ossido nitroso (N2O) è cresciuta del 15%.

Nei Paesi più sviluppati, i combustibili fossili utilizzati per le auto e i camion, per il riscaldamento negli edifici e per l’alimentazione delle numerose centrali energetiche sono responsabili in misura del 95% delle emissioni dell’anidride carbonica, del 20% di quelle del metano e del 15% per quanto riguarda l’ossido nitroso (o protossido di azoto).

Come si può vedere dai grafici a lato, la concentrazione dei principali gas serra è aumentata in maniera esponenziale a partire dall'avvento della Rivoluzione Industriale.

I dati che fanno riferimento al periodo in cui non erano ancora disponibili degli strumenti adatti al rilevamento delle concentrazioni dei gas serra sono stati ottenuti analizzando l'aria intrappolata nel ghiaccio risalente agli anni in esame.


La chimica e il cambiamento globale del clima

BUCO DELL’OZONO

Nella stratosfera,una fascia che circonda la Terra ad un’altezza che va dai 15 ai 40 km,si trova l’ozono che forma una zona chiamata appunto ozonosfera. La principale caratteristica di tale gas consiste nella capacità di fungere da schermo protettivo che assorbe le nocive radiazioni ultravioletti proveniente dal sole, denominate Uv. Tale gas nella stratosfera è continuamente soggetto alle reazioni chimiche di costruzione e demolizione delle proprie molecole nella stratosfera. Il risultato netto di questi due processi contrapposti è che la quantità di ozono si stabilizza in uno stato di equilibrio dinamico nel quale la velocità di formazione delle molecole corrisponde esattamente alle velocità di distruzione delle stesse.

Le cause del buco dell’ozono

Purtroppo la quantità costante dell’ozono è diminuita provocando così un buco nella stratosfera, che permette ai raggi ultravioletti di penetrare nella terra. La causa di questa variazione è l’attività umana, precisamente l’emissione di sostanze inquinanti primi fra tutti i clorofluorocarburi (CFC) impiegati in alcune produzione industriali, come quelle di frigoriferi, condizionatori, imballaggi e soprattutto nelle comunissime bombolette spray. Questi composti sono inerti, stabili, non tossici, non infiammabili, capaci di tornare al loro stato gassoso in seguito alla liquefazione. Proprio la loro stabilità costituisce un’inquietante problema , poiché possono vivere per 75-100 anni. Sembra incredibile che simili oggetti tanto quotidiani possano rivelarsi così devastanti ma non lo è affatto. Infatti accade che gli Uv spezzano le molecole di CFC liberando l’atomo di cloro, il quale a sua volta scompone le molecole di ozono O3 in ossigeno O2 e nell’atomo O col quale si lega..A questo punto l’ossigeno non è più in grado di bloccare le radiazioni, d’altra parte il cloro cede quell’atomo di O2 ritornando libero e pronto a ripetere le stesse reazioni con altre 30 –40 mila molecole di ozono.


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DEFORESTAZIONE

RUOLO E FUNZIONE DELLE FORESTE

  • forniscono legna da opera e combustibile, fibre, alimenti, sostanze medicinali;

  • costituiscono un immenso e incommensurabile ricettacolo di diversità biologica, ospitando la maggior parte delle specie viventi animali e vegetali;

  • sono il luogo in cui vivono migliaia di piante superiori, le quali generano strutture fisiche e creano nicchie ecologiche per altre piante e per gli animali;

  • consentono di rimettere in ciclo i nutrienti minerali;

  • forniscono acqua, ossigeno e quanto serve agli altri organismi viventi;

  • controllano l'erosione del suolo e la regimazione delle acque;

  • intervengono nella genesi stessa del suolo, nel ciclo dei nutrienti, nel trattamento dei rifiuti;

  • esercitano un controllo biologico sullo sviluppo di parassiti e patogeni;

  • rappresentano il luogo per la ricreazione, il tempo libero e per la spiritualità, nonché una risorsa basilare per le popolazioni indigene, custodi di culture rare e preziose;

  • scambiano e accumulano grandi masse di carbonio, contribuendo a mitigare i cambiamenti climatici;


La chimica e il cambiamento globale del clima

IL PROBLEMA:negli ultimi dieci anni 161 milioni di ettari di foreste naturali sono state erose al patrimonio mondiale


La chimica e il cambiamento globale del clima

DEFORESTAZIONE:


La chimica e il cambiamento globale del clima

SMOG FOTOCHIMICO

IL FENOMENO

Lo smog fotochimico è un inquinamento dell’aria che si verifica nelle giornate con particolari condizioni meteorologiche climatiche e con forte insolazione.

Gli ossidi di azoto (NOx) e i composti organici volatili (VOC), emessi nell’atmosfera da molti processi naturali od antropogenici, vanno incontro ad un complesso sistema di reazioni fotochimiche indotte dalla luce ultravioletta presente nei raggi del sole.

Il tutto porta alla formazione di:

Ozono ( O3 )

Perossiacetil nitrato ( PAN )

Perossibenzoil nitrato ( PBN )

Aldeidi e centinaia di altre sostanze

Lo smog fotochimico è facilmente individuabile per il suo caratteristico colore che va dal giallo-arancio al marroncino, per il fatto che nell’aria sono presenti grandi quantità di biossido d’azoto.

Da notare che il termine smog deriva da due parole inglesi: SMOKE (fumo) e FOG (nebbia), termine inizialmente impiegato per indicare lo SMOG INDUSTRIALE, detto anche smog classico.


La chimica e il cambiamento globale del clima

LA FORMAZIONE

Le condizioni per le quali può formarsi lo smog fotochimico si innescano durante il traffico di prima mattina quando, a causa degli scarichi degli autoveicoli, aumenta la presenza in atmosfera di idrocarburi e ossidi di azoto (monossido e biossido).

L’azione della luce del sole causa la fotolisi del biossido di azoto in monossido di azoto e un radicale ossigeno:

NO2 + luce del sole NO + O

Gli atomi di ossigeno che si formano nel corso di questa reazione possono poi reagire con le molecole di ossigeno presenti nell’aria per produrre l’ozono, incrementando così i livelli di ozono a livello del suolo.

O + O2 O3

L’ozono a sua volta può reagire con l’ossido nitrico per produrre biossido di azoto e ossigeno:

O3 + NO NO2 + O2

Queste tre reazioni costituiscono il cosiddetto CICLO FOTOSTAZIONARIO DELL’OZONO, tale ciclo avviene solamente in presenza della luce del sole, di notte l’ozono viene infatti consumato nel corso di altri processi.

CONDIZIONI AMBIENTALI

Perché si manifesti lo smog fotochimico devono verificarsi precise condizioni ambientali che comprendono:

La presenza della LUCE SOLARE (che funge da catalizzatore)

Una temperatura di ALMENO 18° C, necessaria perché molte delle reazioni del processo di formazione dello smog fotochimica richiedono specifiche energie di attivazione.

La presenza di COMPOSTI ORGANICI VOLATILI (VOC).

La presenza di OSSIDI DI AZOTO.


La chimica e il cambiamento globale del clima

Effetti sull’uomo

I cambiamenti climatici eserciteranno un’influenza molto vasta e dannosa sulla salute dell’uomo, con consistenti perdite di vite; nelle città, anche comprese in zone temperate, ondate di calore più lunghe e più intense causeranno la morte di migliaia di persone per problemi di cuore e di respirazione.

Con l’aumento delle temperature, alcune forme di inquinamento, i pollini, le spore, le muffe diventeranno più pericolosi; manifestazioni climatiche estese come gli uragani, uccideranno e feriranno, anche contaminando l’acqua potabile e infliggendo seri danni psicologici. In molte aree la penuria di cibo e di acqua causerà malattie e carestie.

L’attuale clima già più caldo e talvolta anche più umido sta favorendo la diffusione di alcune malattie infettive come la malaria, le febbri emorragiche, la febbre gialla e l’oncocercosi.

Tutti questi problemi sarebbero di difficile soluzione anche per i Paesi Occidentali che dispongono di un patrimonio economico ed industriale enorme.

Invece, nei Paesi del Terzo (e Quarto) Mondo, l’inasprimento delle condizioni ambientali provocherebbe delle situazioni sanitarie e sociali insostenibili.

Inoltre gli sbalzi di pressione destinati ad intensificarsi causa l’aumento della variabilità influenzano il sistema neurovegetativo e neuroendocrino con alcune spiacevoli conseguenze: aumento della sensibilità al dolore soprattutto per chi soffre di reumatismi, dolori muscolari o ha subito fratture ossee; possono influire anche sulla psiche con cambiamenti di umore e comportamento, carenza di concentrazione ed irritabilità, ansia e depressione.


La chimica e il cambiamento globale del clima

Effetti sull’ambiente

L’incremento della temperatura della Terra può provocare una serie di effetti

ambientali di notevoli proporzioni.

L’aumento della temperatura determina un’alterazione dei tassi di evaporazione e quindi delle precipitazioni medie su tutto il pianeta. Modificando la circolazione delle masse d’aria, si modifica il regime delle piogge; dove con un incremento e dove con una riduzione delle precipitazioni. Cambiano anche le modalità secondo cui piove.

La maggior parte dei modelli di previsione prevede che le precipitazioni estive in Europa si ridurranno, poiché un clima più caldo determinerebbe un incremento del tasso di evaporazione primaverile tale da ridurre la disponibilità di acqua per l’evaporazione e le precipitazioni durante la stagione estiva. Su scala maggiore si avrebbe un incremento delle precipitazioni medie invernali.

Il riscaldamento globale comporta anche una diminuzione complessiva delle superfici glaciali.

Attualmente si registra un aumento di circa 0,5 – 1 centimetri all’anno. Negli ultimi 200 anni il livello del mare è cresciuto di circa 15 – 20 cm.

Può sembrare poco, ma proseguendo per altri 50 anni sarà ampiamente sufficiente ad aggravare di molto i già drammatici problemi connessi con l’infiltrazione di acque marine nel sottosuolo, anche per chilometri nell’entroterra che porterà

ad un aumento della salinizzazione della falda acquifera costiera con relativa diminuzione

dell’acqua potabile. L’IPCC prevede un aumento del livello dei mari tra 9 e 88 centimetri

entro il 2100 rispetto al 1990. Inoltre, aumenti di questo genere nel livello del mare provocheranno un aumento consistente dei costi di manutenzione di molte aree di bonifica, oltre che più frequenti alluvioni nelle pianure costiere. Si calcola poi che vi sia il 30% di probabilità che nei prossimi 50 anni si verifichi lo scioglimento di buona parte della calotta antartica.


La chimica e il cambiamento globale del clima

Cambiamenti climatici

Il clima del nostro pianeta è dinamico e si sta ancora modificando da quando la Terra si è formata. Le fluttuazioni periodiche nella temperatura e nelle modalità di precipitazione sono conseguenze naturali di questa variabilità. Vi sono comunque delle evidenze scientifiche che fanno presupporre che i cambiamenti attuali del clima terrestre stiano eccedendo quelli che ci si potrebbe aspettare a seguito di cause naturali.

L’aumento della concentrazione dei gas serra in atmosfera sta causando un corrispondente incremento della temperatura globale della Terra. Le rilevazioni effettuate hanno dimostrato che negli ultimi 15 anni del XX° secolo vi sono stati i 10 anni più caldi di tutto il periodo; il 1998 è stato l’anno più caldo in assoluto. Inoltre si ritiene che la temperatura media globale superficiale possa aumentare di 0,6-2,5°C nei prossimi 15 anni e di 1,4-5,8°C nel secolo in corso, pur con significative variazioni regionali.

Al momento, l’incremento risulta maggiore per quanto riguarda le temperature minime che stanno aumentando ad una velocità che è doppia di quelle massime.

Il riscaldamento è maggiore nelle aree urbane sia a causa dei cambiamenti che si sono verificati nelle coperture dei terreni che per il consumo di energia che avviene nelle aree densamente sviluppate (fenomeno conosciuto come “isole di calore”).

Nella figura sono rappresentate graficamente le variazioni previste per la metà di questo secolo nelle temperature medie annuali. Le variazioni sono ipotizzate sulla base dei valori di temperatura odierni nel caso in cui vi sia un aumento totale nelle concentrazioni atmosferiche dei gas serra equivalente ad un aumento annuo di anidride carbonica dell'1%.


La chimica e il cambiamento globale del clima

Cambiamenti climatici si sono sempre verificati e ad essi la vegetazione e la fauna si sono adeguate. Proseguendo con l’attuale tasso di mutamento, moltissime popolazioni vegetali ed animali non avranno la possibilità di spostarsi in altre zone.

I rischi dell’estinzionedi una o più specie si ripercuotono poi sull’intero ecosistema.

Gli esperti internazionali concordano sul fatto che l’innalzamento della temperatura non sia omogeneo neanche

temporalmente ma localizzato in estate ed inverno. Se a questo si aggiunge la diminuzione di disponibilità di acqua, la variazione del regime delle piogge il risultato è una progressiva desertificazione di alcune aree ritenute a rischio e di notevoli difficoltà per l’agricoltura.

Altro ruolo fondamentale nell’aumento dell’effetto serra è svolto dalla deforestazione. Incendi dolosi per speculazione edilizia, per creare nuovi spazi per allevamenti e coltivazioni, taglio del legname pregiato, piogge acide fanno si che le aree boschive riducano ogni anno di una superficie maggiore a quella dell’Austria e della Svizzera messe insieme. La distruzione degli alberi diminuisce l’assorbimento della CO2 attraverso il processo di fotosintesi causando un incremento annuo della CO2 di 2 miliardi di tonnellate.


La chimica e il cambiamento globale del clima

COSA È STATO FATTO IN PASSATO

Accordi internazionali sul clima

Politica nazionale


La chimica e il cambiamento globale del clima

Protocollo di Kyoto

Obiettivi da raggiungere

È un accordo internazionale per la riduzione delle emissioni di gas a effetto serra. Impegna i Paesi industrializzati a diminuire le emissioni di questi gas del 5,2 per cento rispetto al livello del 1990, entro il 2008-2012. Gli Stati che hanno aderito a questo protocollo sono 141, di cui 39 industrializzati , tra i quali non compaiono gli Usa preoccupati di limitare il loro sviluppo industriale danneggiando l’economia.

I settori industriali sono maggiormente coinvolti nella riduzione delle emissioni: la produzione di energia termoelettrica, le industrie della raffineria petrolifera, del vetro, del cemento, dell’acciaio, delle ceramiche, dei materiali per l’edilizia e della carta. Anche l’agricoltura dovrà seguire le restrizioni imposte dal protocollo, perché deve contenere la produzione di metano e anidride carbonica. Le limitazioni riguarderanno anche i trasporti, le discariche e gli inceneritori di rifiuti. Oltre al controllo delle emissioni, il protocollo prevede anche la protezione e l’estensione delle foreste come fonte di assorbimento del carbonio. Se infatti aumenta l’assorbimento di anidride carbonica da parte delle piante, diminuiscono le emissioni nette in atmosfera.

Meccanismi flessibili

Il protocollo prevede essenzialmente tre meccanismi che permettono di raggiungere gli obiettivi riducendo al minimo i costi economici. Il primo meccanismo,chiamato “Borsa della CO2”, prevede che le imprese che hanno vincoli sulle emissioni possono scambiarsi le loro quote. Il secondo meccanismo è la “Joint implementation” (Ji) o applicazione congiunta. Prevede che i Paesi a cui si applicano le restrizioni del Protocollo possono realizzare progetti in comune per ridurre le emissioni e abbattere dove è più conveniente. Ultimo procedimento è il “Clean developement mechanism” (Cdm), meccanismo di sviluppo pulito. Analogo al Ji, ha, però, il doppio obiettivo di aiutare i Paesi industrializzati ad assolvere gli impegni a costi minori e promuovere lo sviluppo sostenibile degli altri Paesi. Consiste quindi nella realizzazione dei progetti “puliti” nei Paesi in via di sviluppo, finanziati dai Paesi che devono ridurre le loro emissioni.Entro il 2012 chi non ha raggiunto gli obiettivi di riduzione concordati e si presenta con un debito di CO2 può comprare quote di questo gas da chi è stato capace di accumulare crediti. Si apre così “la borsa dell’aria calda”. Ma considerato che oggi una tonnellata di CO2 è quotata 10-12 euro si prevede che già fra tre o quattro anni il valore triplicherà ; pertanto risanare il bilancio acquistando crediti sarà molto costoso.


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NUOVE SOLUZIONI IN VIA DI SPERIMENTAZIONE:

  • Methanococcus jannaschii

Banali e umili microbi, organismi dalla struttura primordiale, potrebbero presto rivelarsi più utili per il destino del mondo del recente summit di Joannesburg, concluso con un nulla di fatto su molti fronti. Questi organismi infatti si hanno molte carte in regola per rappresentare un’efficace soluzione al problema dell’effetto serra e del surriscaldamento dell’ambiente.

In che modo? Protagonista dell’operazione sarebbe il Methanococcus jannaschii.

Il terzo organismo del quale lo scienziato Craig Venter ha isolato il genoma è in grado di produrre metano metabolizzando anidride carbonica e secondo l'Institute for Genomics Research - la struttura fondata dallo stesso Venter - potrebbe essere utilizzato come filtro naturale per i gas di scarico. Per questo, negli Stati Uniti, il Department of Energy finanzierà cinque progetti su come produrre energia pulita e rimuovere l'anidride carbonica. I finanziamenti - 103 milioni di dollari in cinque anni - sono i primi del programma “Genomes to Life”.

In realtà, anche il metano contribuisce a creare l’effetto serra.

Ma il Methanococcus jannaschii verrebbe usato

per catturare le emissioni di anidride carbonica dai grandi impianti di generazione di elettricità. Il metano prodotto verrebbe quindi utilizzato in diversi modi, ad esempio convertendolo in biomassa utile o in fertilizzanti. L’Institute for Biological Energy Alternatives (IBEA) studierà il potenziale dei microbi per produrre energia pulita e contenere così al minimo il pericoloso effetto serra. È già al lavoro per individuare un organismo in grado di catturate CO2 e produrre idrogeno, la fonte energetica pulita per eccellenza. Anche in questo caso, l’attenzione è puntata sul Methanococcus Jannaschii. I ricercatori stanno cercando di ottimizzare i meccanismi del metabolismo del microbo per produrre idrogeno.

4H2 + CO2 ---> CH4 + 2H2O


La chimica e il cambiamento globale del clima

  • Bioetanolo

Il bioetanolo è un alcool (etanolo o alcool etilico) ottenuto mediante un processo di fermentazione di diversi prodotti agricoli ricchi di carboidrati e zuccheri quali i cereali (mais, sorgo, frumento, orzo), le colture zuccherine (bietola e canna da zucchero), frutta, patata e vinacce.

Il crescente peggioramento della qualità dell'ambiente, legato all'utilizzo di combustibili fossili e la necessità di garantire una maggiore sicurezza nell'approvvigionamento energetico implicano che, nell'ottica di uno sviluppo equilibrato e sostenibile, un ruolo di primaria importanza sia attribuito allo sfruttamento di fonti di energia pulita, sicura e rinnovabile. Tra le fonti di energia rinnovabile in primo piano vi è la biomassa, cioè la materia organica in decomposizione ottenuta da fonti vegetali o animali. Dalla biomassa si possono ottenere biocombustibili e questi a loro volta generano bioenergia. In Italia migliaia di ettari tolti alla produzione, a causa delle eccedenze agricole, possono essere destinati a colture dedicate per la produzione di biomassa a scopo energetico. Le colture destinate a produrre bioenergia possono essere classificate in: A) Colture per la produzione di alcol, bioetanolo, che devono essere ricche di amidi e zuccheri (cereali, sorgo, barbabietola). B) Colture destinate alla produzione di olio (girasole e colza) per la produzione di biodiesel.

I biocombustibili, contribuiscono con un bilancio sostanzialmente in pareggio alle emissioni di CO2, cioè, bruciando, liberano nell'atmosfera la stessa CO2 che le piante da cui sono prodotti hanno sottratto e inoltre non contengono piombo e zolfo. Sono completamente biodegradabili e difficilmente autoinfiammabili, e pertanto creano minori problemi di trasporto e stoccaggio. Possiedono buone proprietà chimico-fisiche in termini di potere calorifico, potere antidetonante e punto di volatilizzazione.


La chimica e il cambiamento globale del clima

Cosa può fare una Città

10 progetti per migliorare la vita delle città e per ridurre il riscaldamento globale del pianeta:

1. Per una Mobilità Sostenibile

2. Migliora il Parco auto comunale e i Mezzi Pubblici

Una parte significativa del CO2 prodotto in ambito urbano è connesso alla mobilità privata. Sarà importante connotare in senso sostenibile i Piani Urbani del Traffico

Verificare l'efficienza energetica del parco auto comunale e introdurre veicoli elettrici, ibridi, a gas naturale. Insieme alle aziende di trasporto Pubblico sarà inoltre possibile avviare un processo di riconversione in senso ecologico dei

per promuovere una serie di provvedimenti di Mobilità Sostenibile.

Andranno realizzati interventi per favorire l'uso della bicicletta (piste e percorsi ciclabili, parcheggi, ecc…); andranno promosse forme innovative di riduzione della mobilità privata (car-sharing e car-pooling, taxi collettivo); andranno estese le zone pedonali e le zone a traffico limitato; sarà necessario promuovere il sistema di trasporto pubblico in particolare con l'estensione delle linee tranviarie e metropolitane.

Mezzi Pubblici cittadini con l'introduzione di bus elettrici di piccole dimensioni, di bus a metano e tra breve di bus a celle a combustibile.

4. La diffusione delle Energie Rinnovabili

3. Un Piano Energetico Comunale

È necessario promuovere la diffusione e la produzione di energia da fonti rinnovabili. Le città del centro-sud potranno aderire al Programma Comuni Solarizzati, finanziato dal Ministero per l'Ambiente, che prevede l'installazione di 70.000 mq di collettori solari su edifici pubblici. È in corso inoltre il progetto pilota promossa da ENEA e Ministero Ambiente per la realizzazione di 10.000 Tetti Fotovoltaici. Le città con quote di partecipazione in Aziende Pubbliche per la produzione e gestione dell'Energia potranno svolgere una funzione fondamentale per l'incremento della produzione di energia eolica, idroelettrica, geo-termica, da bio-masse.

per i Comuni che ancora non si sono dotati di un Piano Energetico Comunale, la Campagna Città Italiane per la Protezione del Clima sarà l'occasione per intervenire sui consumi energetici e sulle emissioni della propria città.

Il Bilancio delle Emissioni di Gas Serra rappresenterà il punto di partenza per realizzare un Piano Energetico Comunale orientato alla riduzione dei consumi e alla promozione delle energie rinnovabili.


La chimica e il cambiamento globale del clima

5. Nuove regole per costruire in città

6. Per rendere energeticamente efficienti gli edifici pubblici

Circa il 35% del CO2 prodotto in Italia proviene dai consumi energetici degli edifici residenziali, commerciali e terziari.

Ogni comune potrà aggiornare il proprio Regolamento Edilizio cittadino introducendo nuove regole per riqualificare dal punto di vista energetico il patrimonio edilizio privato.

Gli edifici di proprietà comunale (dagli uffici alle case popolari) rappresentano una grande opportunità per sperimentare interventi di risanamento energetico delle strutture edilizie. Migliorare i sistemi di riscaldamento, ridurre le dispersioni termiche con interventi di coibentazione, migliorare l'efficienza dei corpi illuminanti, sono interventi che migliorano il comfort, riducono le emissioni e fanno risparmiare.

Anche in questo caso sarà possibile rendere obbligatori parametri di elevata efficienza energetica degli edifici cittadini.

7. Sistemi di illuminazione eco-efficienti

8. Acquisti Verdi

Sono oramai disponibili sul mercato lampadine e corpi illuminanti in gradi di consumare fra l'80% e il 90% in meno delle normali lampade a incandescenza. I nuovi sistemi di illuminazione hanno una vita più lunga, rendendo anche sotto questo aspetto conveniente l'investimento di riconversione energetica. I nuovi Sistemi di Illuminazione eco-efficienti a basso consumo energetico possono essere introdotti negli edifici comunali, nell'illuminazione stradale e negli impianti semaforici.

Ogni comune spende ogni anno ingenti risorse in acquisti e forniture. Introducendo parametri energetici nei capitolati d'appalto per l'acquisto di determinati beni si potrà contribuire in modo significativo alla riduzione dei consumi energetici e quindi alla produzione di gas climalteranti.

9. Ridurre, riusare, riciclare

Il riciclaggio dei rifiuti contribuisce alla riduzione delle emissioni di gas serra in due modi: i beni prodotti con materiali riciclati usano un minore quantitativo di energia; la differenziazione dei rifiuti e il loro riciclaggio riduce i quantitativi di rifiuti inviati in discarica che, decomponendosi, immettono nell'atmosfera metano. Raggiungere e superare gli obiettivi del Decreto Ronchi sui rifiuti contribuisce, quindi, in modo

significativo alla riduzione dei

gas serra.

10. Trasforma la tua discarica in un'opportunità

Molti rifiuti di natura organica inviati impropriamente in discarica, durante le loro fasi di decomposizione, producono metano che immesso nell'atmosfera contribuisce all'effetto serra. È necessario, quindi, catturare tutto il metano che viene immesso in atmosfera dalle discariche, realizzando impianti per la produzione di energia elettrica da bio-gas. In questo modo si riducono le emissioni e si produce anche energia elettrica.


La chimica e il cambiamento globale del clima

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La chimica e il cambiamento globale del clima

Legislazione sull’effetto serra

  • Ci sono due approcci al problema del riscaldamento globale:

    • Limitazione

    • Adattamento

Limitazione significa ridurre la quantità di gas serra rilasciati in atmosfera, limitando così gli effetti futuri di riscaldamento globale.

Adattamento significa cambiare il nostro modo di vivere per affrontare un aumento della temperatura globale.

Occorre indubbiamente procedere alla limitazione, ma ogni sforzo serio per combattere l'effetto serra

deve combinare le due strategie, in quanto il riscaldamento globale è già iniziato e continuerà per

molti anni, vista la quantità di gas serra già presenti in atmosfera.

Nel 1993, la Comunità Europea propose di imporre a tutti gli stati membri una tassa sui consumi

energetici che fosse proporzionale alla percentuale di carbone contenuta nei carburanti (se un

carburante contiene più carbone, bruciando esso produrrà più anidride carbonica, aumentando il

riscaldamento globale). Ma su questa proposta non venne raggiunto l'accordo.

Tutti i paesi del mondo hanno concordato di eliminare completamente l'uso dei CFC entro il 2000.

Nella Conferenza Mondiale sulle condizioni dell'ambiente tenutasi a Rio de Janeiro, in Brasile, nel

1992, venne chiesto a tutti i paesi industrializzati di far sì che le loro emissioni di gas serra restassero

ai livelli del 1990 fino al 2000. Ma questa richiesta non è in alcun modo vincolante e, mentre la

Comunità Europea la ha accolta, non tutte le altre nazioni coinvolte l'hanno accettata.


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