3.1 Il meccanismo di formazione dell ozono

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Agnello Quarta
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1 3 I PRECURSORI DELL OZONO 3.1 Il meccanismo di formazione dell ozono L'ozono si forma nella troposfera e nello strato limite inquinato, che si estende dalla superficie terrestre a un'altitudine compresa fra 1 e 3 m. L'inquinante si forma per ossidazione dei Composti Organici Volatili (COV) e CO in presenza di NOx e luce del sole. Nello strato limite inquinato, sono i COV, più reattivi, a fungere da principale "carburante" nel processo, mentre nelle zone remote il processo viene provocato soprattutto dall'ossidazione di CH4 e CO. La formazione di ozono dipende generalmente dalla disponibilità del catalizzatore NO. I processi che causano i diversi quadri di concentrazione dell'ozono sono molto complessi. Le misure tese a ridurre la loro incidenza e gravità possono avere l'effetto opposto a quello desiderato se non sono basate su un'adeguata comprensione dei processi fotochimici. Negli ambienti urbani inquinati, ad esempio, l'no appena emesso può combinarsi rapidamente con l'ozono e ridurne la concentrazione. A causa di questa e di altre reazioni chimiche, un calo delle emissioni di NOx può provocare aumento delle concentrazioni di ozono nelle città. In questi casi, le concentrazioni dell'ozono dipendono dalla presenza dei COV, che diventano gli elementi da contenere allo scopo di ridurre le concentrazioni dell'ozono. In aree meno inquinate, è necessario contenere le emissioni di NOx anziché di COV. La situazione può diventare ancora più complessa in quanto il "miscuglio" fotochimico può passare dalla situazione di COV-dipendenza a quella di NOx-dipendenza, a causa dei processi atmosferici, man mano che le masse di aria si allontanano da una conurbazione. Oltre all'ozono, l'azione della luce del sole sui COV e NOx provoca la formazione di numerosi altri ossidanti fotochimici, come il nitrato di perossiacetile (PAN), l'acido nitrico, aldeidi secondarie, acido formico e molti radicali. Le informazioni disponibili sulle concentrazioni e gli effetti di queste sostanze sono relativamente limitate. A causa dell'assenza di effetti significativi alle attuali concentrazioni, per questi ossidanti fotochimici non sono stati fissati orientamenti internazionali. È evidente che limitarsi a contenere i COV o gli NOx può risultare inefficace su scala regionale e transfrontaliera; per ridurre il problema in modo stabile, è necessario agire su entrambi. La riduzione degli NOx è auspicabile anche per contrastare i gravi effetti negativi dell'no2 e dei PAN sulla salute e a causa del ruolo svolto dagli NOx nei problemi dell'acidificazione e dell'eutrofizzazione. 3.2 Le emissioni regionali dei precursori di ozono I quantitativi annui immessi in atmosfera dalle sorgenti presenti sul territorio regionale dei principali inquinanti primari che influiscono sulla formazione di ozono sono stati stimati nell ambito dell inventario regionale delle emissioni. In particolare sono stati stimati i quantitativi annui, emessi negli anni 1995, 1999 e 21 dei seguenti inquinanti: gli ossidi di azoto (NOx), i composti organici volatili escluso il metano (COV), il metano (CH4) ed il monossido di carbonio (CO). 13

2 3.2.1 Analisi su scala regionale Dalla Tabella 3 che segue risulta in particolare che a livello regionale nel 21: La maggiore incidenza sulle emissioni di composti organici volatili è data dai trasporti, con un contributo di circa il 54%, se si tiene conto anche del macrosettore Altre sorgenti mobili e macchine nell ambito del quale sono valutate le emissioni dei porti e dell aeroporto, segue l uso di solventi, con circa il 17%, le emissioni naturali dovute alla vegetazione ( attività compresa nel macrosettore Altre sorgenti/assorbenti in natura ), con circa il 1%, l industria dell energia, con circa il 7%, il trasporto e deposito di combustibili, con circa 6%, ecc.; Tra i composti organici volatili è stato stimato il benzene, che è dovuto per l 83% al trasporto; di una certa rilevanza è il contributo della cokeria di Cairo Montenotte, le cui emissioni sono comprese da un lato nel Macrosettore combustione nell industria dell energia e trasformazione fonti energetiche e dall altro nel Macrosettore processi senza combustione. Sulle emissioni di ossidi di azoto oltre ai trasporti, circa il 49%, incidono pesantemente le emissioni dovute alla combustione nell industria dell energia, con un contributo pari al 3%; seguono gli impianti termici ed i processi di combustione nell industria, circa l 11% e gli impianti termici non industriali, circa il 5%; Tabella 3 Emissioni regionali al 21- principali inquinanti che influiscono sulla formazione di ozono - COV NOx C6H6 Macrosettore Tonnellate % Tonnellate % Kg % Combustione nell'industria dell'energia e 29, , , trasformaz.fonti energetiche Impianti di combustione non industriali 291, ,3 74,1 Impianti di combustione industriale e 11,34 226,27 251, processi con combustione Processi senza combustione 719 1, , ,8 Altro trasporto interno e immag. di comb., , ,21 liquidi Uso di solventi ,74,, Trasporti , , ,15 Altre sorgenti mobili e macchine , ,61, Trattamento e smaltimento rifiuti 963 2,17,, Agricoltura 628 1,42, 113,1 Altre sorgenti/assorbenti in natura 44 9,91 4,1, Totale Come emerge dalla Tabella 4, il contributo relativo degli ossidi di azoto dovuto alla combustione nell industria dell energia sale se viene riferito alle zone 1 e 2 della zonizzazione per gli inquinanti del DM 6/2 di cui alla d.g.r. 1144/4 (vedi Allegato 1), nelle quali sono presenti le tre centrali termoelettriche della regione. Tale zonizzazione ha evidenziato in particolare che nell ambito del Comune di Genova (Zona 1) e della Zona 2, che comprende La Spezia ed i Comuni di Savona, Vado e Quiliano, in alcune porzioni 14

3 delle aree urbane, per alcuni inquinanti, si registrano valori di qualità dell aria superiori ali limiti stabiliti dalla Comunità europea. Tabella 4 Contributo alle emissioni dei principali precursori dell ozono nelle principali aree urbane La Spezia Savona Vado Quiliano Genova COV % NOX % COV % NOX % COV % NOX % 1 Combustione nell'industria dell'energia 21,3 55,1 37,9 68,3 4,5 39,8 e trasformaz.fonti energetiche 2 Impianti di combustione non industriali,4 2,5,6 2,2,7 5,8 3 Impianti di combustione industriale e,2 6,9,7 4,8,4 1,1 processi con combustione 4 Processi senza combustione,4,,4,,7 9,3 5 Altro trasporto interno e immag. di 4,2, 6,5, 13,2, comb. liquidi 6 Uso di solventi 12,8, 1,5, 19,4, 7 Trasporti 36,6 1,3 33,1 18,9 52, 24,4 8 Altre sorgenti mobili e macchine 22,6 25,1 3, 5,8 5,5 1,5 9 Trattamento e smaltimento rifiuti 1,, 3,8, 2,9, 1 Agricoltura,1,,2,,2, 11 Altre sorgenti/assorbenti in natura,4, 3,3,,7, Totale 1 1 1, 1, 1, 1, Evoluzione temporale Come evidenziato dalla Figura 2 si è registrata nel tempo, a livello regionale, una diminuzione delle emissioni dei principali precursori dell ozono. Si evidenza in particolare che: la diminuzione registrata per i COV ed in particolare del benzene è essenzialmente dovuta ai trasporti stradali a causa del miglioramento della composizione delle benzine, dell introduzione della marmitta catalitica e dello svecchiamento del parco veicolare; un contributo significativo alla diminuzione delle emissioni di benzene, è stato dato anche dalla chiusura della cokeria dell ILVA di Cornigliano; la diminuzione per gli NOx è invece riconducibile principalmente al settore combustione nell industria dell energia e trasformazione fonti energetiche per via dei processi di ambientalizzazione attuati per le centrali di Vado e di La Spezia, anche se, per quest ultima centrale, va tenuto presente che nel 21 non era ancora stato completato il processo di ambientalizzazione e pertanto non è stato possibile un esercizio alla piena potenzialità. La diminuzione potrebbe pertanto essere più ridotta; anche il CO è diminuito, mentre per il metano, che è anche un gas ad effetto serra, si è avuto un aumento del 16% rispetto al 1995, prevalentemente dovuto al trattamento e smaltimento rifiuti ed alla estrazione e distribuzione combustibili fossili. 15

4 Figura 2 Evoluzione emissioni totali regionali di COV, NOx e benzene anni 1995, 1999, 21 NOx Tonnellate/anno Impianti di comb. Industr. e processi con comb. 4 Processi senza combustione 5 Altro trasporto interno e immag. di comb. liquidi 6 Uso di solventi 7 Trasporti 8 Altre sorgenti mobili e macchine 9 Trattamento e smaltimento rifiuti 1 Agricoltura 11 Altre sorgenti/assorbenti in natura COV Tonnellate Impianti di comb. Industr. e processi con comb. 4 Processi senza combustione 5 Altro trasporto interno e immag. di comb. liquidi 6 Uso di solventi 7 Trasporti 8 Altre sorgenti mobili e macchine 9 Trattamento e smaltimento rifiuti 1 Agricoltura 11 Altre sorgenti/assorbenti in natura 16

5 Benzene Kg (Kg ) 1999 (Kg ) 21 (Kg ) 3 Impianti di comb. Industr. e processi con comb. 4 Processi senza combustione 5 Altro trasporto interno e immag. di comb. liquidi 7 Trasporti 1 Agricoltura 17

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