I problemi ambientali

Alla base del rapporto difficile, e spesso conflittuale, tra uomo e ambiente sta il diverso modo di funzionare del tecnosistema umano, in particolare di quello economico, in relazione con l'ecosistema globale. Il tecnosistema è certo un sottoinsieme dell'ecosistema terrestre dal quale riceve flussi in entrata (risorse vegetali e animali, materie prime, fonti energetiche) e al quale rende flussi in uscita (trasformazioni della biocenosi, aumento della popolazione umana, scarti, rifiuti ecc.), ma presenta anche alcune specificità. Innanzi tutto perché il tecnosistema, in quanto tale, ha insita come tendenza quella di plasmare l'ambiente esterno a propria immagine e somiglianza, a trasformare, cioè, l'ecosistema in un sottoinsieme del tecnosistema . È questa tendenza che induce le società industrializzate ad affrontare la natura come "sfida" ambientale, e non come dimensione cui adattarsi. In secondo luogo, ma non meno importante, perché il sistema economico tende a sua volta spontaneamente a tradurre le proprie azioni in rendimenti a breve scadenza, della durata di anni, o, nella migliore delle ipotesi, di lustri, e di produttività, mentre, si è visto, le scansioni del geosistema seguono processi e tempi diversi.L'insieme di questi due fattori comporta diversi squilibri ambientali su diversa scala, una delle cui manifestazioni è rappresentata dagli inquinamenti.

• Gli inquinamenti

Col termine inquinamento intendiamo l'insieme delle alterazioni provocate nell'ambiente in seguito all'immissione nell'atmosfera, nelle acque e nel suolo di sostanze contaminanti, nocive sia per la loro intrinseca tossicità sia perché immesse in quantità eccedenti la naturale capacità di autodepurazione degli ecosistemi. Come risultato, le caratteristiche fisiche, chimiche e biologiche dell'ambiente vengono modificate in senso sfavorevole alla vita degli organismi vegetali e animali (uomo compreso). Le sostanze inquinanti sono costituite da residui o sottoprodotti dell'attività industriale (produzione di energia e di beni di consumo) e agricola (uso di fertilizzanti e pesticidi, deiezioni animali) e da rifiuti biologici civili. All'inquinamento concorre una serie di cause di fondo tra loro variamente intrecciate: tra queste, la crescita demografica, la progressiva ed esasperata concentrazione urbana della popolazione e il corrispondente aumento dei bisogni, cui fa riscontro un aumento esplosivo della produzione di beni di consumo. Le sostanze inquinanti introdotte nell'ambiente in modo continuativo e incontrollato agiscono negativamente sul ritmo di crescita e sullo stato di salute delle specie viventi e interferiscono con le catene alimentari: questi effetti, sommandosi alla distruzione degli habitat naturali operata dall'uomo (attraverso la deforestazione, l'alterazione idrogeologica del territorio, l'espansione di insediamenti urbani e industriali) hanno finito per intaccare l'integrità della biosfera in numerosi punti, compromettendo la qualità dell'esistenza dell'uomo stesso.Nei paragrafi che seguono prenderemo in esame le tre principali tipologie d'inquinamento (dell'aria, dell'acqua e del suolo), dando quindi risalto all'effetto serra e ad alcuni problemi emergenti.

• L'inquinamento dell'aria

Alcune sostanze, che vengono immesse nell'aria come conseguenza dell'attività umana, sono componenti "normali" dell'atmosfera, in quanto sono prodotte nel corso di processi naturali (per esempio, la decomposizione di materia organica, gli incendi della vegetazione): si tratta di gas presenti in piccola, o piccolissima concentrazione (vedi tabella 2.4.1), a cui vanno aggiunte particelle solide e liquide di varia natura (polveri, fumi, aerosol e nebbie).Tuttavia, mentre le emissioni naturali si possono considerare fenomeni che, seppur soggetti a fluttuazioni, sono relativamente stazionari nel tempo, le emissioni prodotte dall'uomo, soprattutto a partire dall'inizio del '900, hanno la caratteristica di tendere a una crescita continua. In tal modo, si sono registrati aumenti anomali della concentrazione di una serie di componenti atmosferici "normali", che li hanno trasformati in fattori di perturbazione degli equilibri chimici e fisico-climatici che caratterizzano l'atmosfera, cioè in fattori inquinanti. Esistono, poi, altre sostanze d'origine sintetica, che devono la loro presenza nell'atmosfera esclusivamente all'attività umana (per esempio, i clorofluorocarburi o CFC).

Il contributo prevalente alla produzione di inquinanti atmosferici è dato dai processi di combustione di combustibili fossili, cui si aggiungono gli incendi appiccati a scopo di diboscamento (pratica diffusa in taluni Paesi in via di sviluppo). Le principali fonti di inquinamento dell'aria sono gli impianti di riscaldamento domestico, i motori degli autoveicoli a combustione interna, gli impianti termici industriali, le centrali termoelettriche e gli inceneritori di rifiuti solidi. A queste fonti, cui si deve la liberazione nell'atmosfera di biossido di carbonio, monossido di carbonio, biossido di zolfo, ossidi di azoto, piombo, particelle sospese, idrocarburi, vanno anche aggiunti numerosi impianti industriali (dei comparti chimico, metallurgico, estrattivo, ma anche manifatturiero) responsabili dell'emissione di sostanze quali, per esempio, polveri e composti organici di varia natura (tra cui il metano e CFC menzionati sopra). Gli inquinanti atmosferici includono anche prodotti radioattivi artificiali dovuti, oltre che alle esplosioni atomiche sperimentali, a lavorazione di sostanze radioattive per l'utilizzazione pacifica dell'energia nucleare, all'impiego di nuclidi radioattivi nella ricerca scientifica, nell'industria e in campo medico (considerando anche le fughe di radioattività provocate da incidenti delle centrali nucleari).  I principali effetti su grande scala dell'inquinamento atmosferico sono il cosiddetto «buco» nell'ozono , ossia la diminuzione dello strato di ozono (CO3) che filtra i raggi ultravioletti più dannosi per la vita sulla Terra, lo smog fotochimico e il rafforzamento dell' effetto serra nonché le precipitazioni acide. Queste ultime, meglio note come piogge acide, sono così chiamate per la presenza nell'acqua piovana di acido solforico e acido nitrico, dovuti a reazioni di ossidazione, in seno all'atmosfera, del biossido di zolfo e degli ossidi di azoto provenienti dalla combustione di combustibili fossili. Esse colpiscono soprattutto gli ecosistemi forestali (per esempio, indebolendo le difese delle piante ed esponendole all'attacco di agenti patogeni) e lacustri (l'aumento di acidità può ridurre drasticamente il numero delle specie acquatiche), ma producono anche rilevanti danni a carico del patrimonio architettonico e archeologico, poiché tendono a disgregare le pietre da costruzione calcaree. Una caratteristica importante tali piogge è quella di ricadere frequentemente a grandi distanze , anche a 2000 km dal luogo di immissione degli agenti inquinanti, a causa del gioco delle correnti atmosferiche.

• L'inquinamento delle acque

Nel suo ciclo idrologico, l'acqua è interessata da svariatissime fonti d'inquinamento, alcune dovute all'immissione diretta di sostanze contaminanti, altre all'ingresso indiretto nei corpi idrici di inquinanti provenienti dall'atmosfera (per esempio, le piogge acide) e dal suolo (vedi tabella 2.4.2). Le acque naturali possiedono un potere autodepurante , che si manifesta nella capacità di decomporre biologicamente (biodegradare) le sostanze organiche di provenienza animale e vegetale, e anche alcune sintetiche, oltre ai sali inorganici del fosforo e dell'azoto e a vari composti inorganici. Questa capacità è dovuta all'azione di microrganismi presenti nelle acque, che sono in grado di ossidare i materiali biodegradabili demolendoli in molecole semplici che prendono parte ai cicli naturali (per esempio, biossido di carbonio, acqua, nitrati, solfati, ammoniaca). Tale processo avviene in condizioni aerobiche e richiede la presenza di ossigeno, che i microrganismi trovano disciolto nelle acque, e il cui consumo è gradualmente compensato dall'assorbimento di nuovo ossigeno atmosferico.

Se la richiesta di ossigeno di un corpo idrico è eccessiva, e quindi supera la capacità di riossigenazione, subentrano fenomeni putrefattivi, nel corso dei quali vengono liberate sostanze tossiche e/o maleodoranti, che provocano una degradazione dell'ecosistema acquatico. Questo fenomeno si manifesta in misura accentuata nell'eutrofizzazione, ossia in un'abnorme proliferazione di vegetazione sommersa, ciò che determina una sorta di asfissia più o meno grave delle specie animali acquatiche, le cui popolazioni si riducono pericolosamente e in certi casi scompaiono dall'ecosistema. Le cause dell'inquinamento idrico sono principalmente connesse all'immissione di effluenti urbani, industriali e agricoli che interessano sia le acque superficiali sia le acque sotterranee o di falda. Specifiche forme d'inquinamento delle acque sono quelle provocate da petrolio e quelle connesse agli scarichi di acque a elevata temperatura (inquinamento termico o da calore).

• L'inquinamento del suolo

Le cause d'inquinamento del suolo sono in parte le stesse che interessano l'aria (inquinanti atmosferici che ricadono sul terreno) e le acque (fertilizzanti, antiparassitari, acque irrigue contaminate), in parte specifiche, legate allo smaltimento dei rifiuti solidi urbani (RSU) e di fanghi provenienti dagli impianti di depurazione delle acque. Una causa spesso sottovalutata è l' allevamento. La separazione delle attività zootecniche da quelle agricole comporta, insieme con l'allevamento intensivo, lo scarico nei corsi d'acqua di ingenti quantità di nutrienti organici costituiti dalle deiezioni animali, che invece potrebbero essere proficuamente utilizzati in agricoltura, con beneficio della qualità dei prodotti e dei terreni. Gli effetti più gravi dell'inquinamento del suolo sono legati, oltre che alla perdita di fertilità e alla predisposizione all'erosione accelerata del terreno, a fenomeni di accumulo nelle catene alimentari (in particolare di antiparassitari e di sostanze tossiche contenute nei fertilizzanti come impurità, quali arsenico, cadmio, piombo). È il caso questo, per esempio, di veleni a elevata persistenza e stabilità chimica, come il DDT e le diossine, che si concentrano negli organismi e si diffondono nelle catene alimentari in concentrazioni assai più elevate di quelle di partenza e ritenute non pericolose.

• L'effetto serra

Con l'espressione effetto serra si definisce il fenomeno per cui l'energia che viene emessa dalla superficie terrestre verso lo spazio (in prevalenza come radiazione infrarossa), per bilanciare il flusso di energia ricevuta dal Sole, è parzialmente assorbita da alcuni gas presenti nell'atmosfera (detti gas serra ) e da questi rinviata nuovamente verso la Terra (fig. 2.4.2). In tal modo viene ritardata la dispersione di energia e s'instaura una temperatura media alla superficie terrestre maggiore di quella che si verificherebbe in assenza di atmosfera. I principali gas responsabili dell'effetto serra sono il vapore acqueo e l'anidride carbonica (biossido di carbonio, CO2). Finché la composizione dell'atmosfera e la quantità di radiazione solare ricevuta dalla Terra non variano, l'equilibrio tra i vari fattori fa sì che s'instauri un certo valore medio di temperatura alla superficie terrestre. Se uno dei fattori in gioco si modifica, l'equilibrio si sposta. Nel caso specifico, suscita allarme l'aumento rilevato del contenuto di biossido di carbonio nell'atmosfera, conseguente all'uso di combustibili fossili (petrolio, carbone, gas naturale) e, in parte, alla deforestazione. Si è anche constatato che altri gas, in gran parte legati all'attività umana, esercitano un effetto serra: tra questi figurano il metano , il protossido di azoto e i CFC (clorofluorocarburi). Il contributo di tutti questi gas all'effetto serra equivale a quello esercitato dal solo biossido di carbonio. Il risultato di questa intensificazione dell'effetto serra potrebbe essere un aumento della temperatura media terrestre, con conseguente parziale scioglimento dei ghiacci delle calotte polari e innalzamento del livello dei mari; inoltre, potrebbero verificarsi modificazioni climatiche che attualmente sono difficilmente valutabili.

• Gli altri grandi problemi ambientali

L'elenco dei problemi ambientali creati dall'uomo non si ferma qui, purtroppo. Una tra le nuove forme d'inquinamento è il cosiddetto elettrosmog, vale a dire l'aumento di radiazioni elettromagnetiche conseguente all'enorme diffusione di apparecchiature elettriche ed elettroniche verificatasi negli ultimi decenni. Numerosi studi dimostrano un'elevata probabilità di una correlazione fra esposizione a campi elettromagnetici ed effetti sanitari di varia gravità: dai disturbi nervosi, alla sterilità, alle disfunzioni dell'ipofisi, fino alle leucemie e altre forme tumorali.Destano preoccupazione anche le manipolazioni genetiche di specie vegetali destinate all'alimentazione animale e umana. I dubbi in proposito riguardano possibili rischi per la salute e per l'ambiente quali la diffusione di agenti patogeni resistenti agli antibiotici, l'abbassamento delle difese immunitarie, nonché modifiche imprevedibili dei processi biologici ed evolutivi naturali.Un problema cui si è più volte accennato è quello della perdita di biodiversità, ossia dello stock naturale di materiale genetico contenuto nei diversi biosistemi ed espresso in termini di specie esistenti. Stando alla Red List 2000 edita dall'Unione Internazionale per la conservazione della natura (International Union for Conservation of Nature, IUCN), fondata nel 1948 e ora ridenominata WCU ( World Conservation Union, sito Internet: www.iucn.org), le specie a rischio d'estinzione sarebbero più di 18 mila, il 60% delle quali direttamente minacciate dall'attività umana.

L'estinzione di specie naturali non è di per sé un fatto eccezionale nella storia della Terra. Nei 530 milioni di anni da quando è comparsa la vita sul nostro pianeta, si calcola si siano estinte 30 miliardi di specie, mentre quelle viventi ammontano a circa 30 milioni: appena lo 0,1% di tutte le specie mai esistite! Ciò che rende inquietante la situazione odierna, rispetto a quella del passato, è la velocità con cui scompaiono le specie. Secondo i dati riportati dell'organizzazione ambientalista World Watch Institute (sito Internet: www.worldwatch.org) questa è diventata da 1000 a 10.000 volte superiore al tasso naturale di estinzione, toccando punte, se si tiene conto anche della distruzione delle barriere coralline, di fino a 74 specie che si estinguono al giorno. Anche di deforestazione e di desertificazione abbiamo già parlato. In questo contesto vale la pena di ricordare due casi limite . Il primo è quello della foresta amazzonica, che con i suoi 7,5 milioni di km² di superficie rappresenta, come è noto, il maggior «polmone verde» della Terra, dal momento che in un solo ettaro di foresta si trovano 750 specie di alberi. Ebbene: in Amazzonia negli ultimi vent'anni sono andati distrutti 550 mila km² di foresta, quasi due volte la superficie dell'Italia. Tenuto conto dei piani di sviluppo messi in cantiere dal governo del Brasile, nei cui confini rientra circa il 67% della regione, si stima che fra vent'anni solo poco meno di un terzo della foresta amazzonica resterà intatto. Il secondo caso riguarda il Lago d'Aral, in Asia centrale, al confine tra Kazakistan e Uzbekistan, un tempo il quarto lago del mondo per dimensioni. Non solo la sua superficie si è ridotta del 40% a causa della deviazione dei suoi affluenti, utilizzati fin dagli anni '60 del '900, per irrigare le piantagioni di cotone uzbeche, ma i terreni resi disponibili sono inutilizzabili perché salati in profondità. Nel frattempo la salinità del lago è aumentata di tre volte, mentre presso le popolazioni rivierasche si raggiungono tassi di mortalità infantile e di cancro fuori dalla norma. Pare che questo non sia stato l'unico disastro ecologico della regione, dal momento che una sua isola ospitava un laboratorio di armi biologiche , precipitosamente abbandonato dopo la dissoluzione dell'URSS.Questo ci riporta alle molteplici forme d' impatto che l'intervento dell'uomo esercita sull'ambiente, sovente con esiti disastrosi, per una casistica dei quali rinviamo alla tabella 2.4.3.

 

Tabella 2.4.1 I principali inquinanti atmosferici

inquinante	origine ed effetti
biossido di carbonio (CO2)	si forma in ogni processo di combustione di sostanze contenenti carbonio (combustibili derivati dal petrolio, carbone, gas naturale, legna, rifiuti organici). Per quantit�, � l'inquinante prodotto in maggiore abbondanza (per ogni kilogrammo di carbonio si formano circa 3,6 kg di CO2): la sua concentrazione atmosferica � passata dalle 280-290 parti per milione (ppm) all'inizio del XX secolo, alle attuali 350 ppm all'incirca. Le conseguenze di questo aumento sono essenzialmente connesse al rafforzamento dell'effetto serra.
monossido di carbonio (CO)	si forma in seguito alla combustione incompleta dei combustibili contenenti carbonio, dovuta sia alla presenza di insufficienti quantit� di aria, sia a un'imperfetta miscelazione tra i combustibili e l'aria. La fonte principale di CO sono gli autoveicoli (le emissioni inquinanti degli autoveicoli sono costituite per circa l'80% da CO). L'ossido di carbonio � una sostanza velenosa, in quanto ha un'affinit� per l'emoglobina del sangue 240 volte superiore a quella dell'ossigeno: quando viene respirata, tende a fissarsi preferenzialmente all'emoglobina (formando carbossiemoglobina) e, oltre un certo livello di concentrazione, pu� compromettere del tutto la capacit� di trasporto dell'ossigeno ai tessuti, provocando la morte.
biossido di zolfo (SO2)	si forma nella combustione del carbone e del petrolio, per ossidazione dello zolfo e di suoi componenti presenti come impurit� (il petrolio contiene il 2�4% di zolfo) e in altri processi industriali, specialmente metallurgici. Le centrali termoelettriche e gli impianti termici industriali sono ritenuti le fonti principali di SO2. Il biossido di zolfo � un inquinante molto pericoloso per la salute umana, perch� esercita un'azione irritante sulle vie respiratorie. Nell'atmosfera il biossido di zolfo viene ossidato a triossido di zolfo, dal quale si forma acido solforico, che contribuisce alle piogge acide.
ossidi di azoto: monossido di azoto (NO) e biossido di azoto (NO2)	gli ossidi di azoto, spesso indicati come NOx, si formano per sintesi dagli elementi nei processi di combustione a elevata temperatura, specialmente se avvengono a pressione superiore a quella atmosferica, come nei motori a combustione interna. Sono entrambi pericolosi per la salute, essendo irritanti delle vie respiratorie. Concorrono, inoltre, a provocare lo smog fotochimico e le piogge acide, in seguito alla formazione di acido nitrico.
metano (CH4)	studi recenti hanno mostrato che la quantit� di metano CH4 attualmente presente nell'atmosfera, circa 1,7�1,8 ppm, � raddoppiata negli ultimi due secoli. Questa circostanza � preoccupante, perch� il metano contribuisce in modo significativo all'effetto serra. Il metano si origina in natura nei processi di decomposizione anaerobica (in assenza di ossigeno) della materia organica e viene inoltre emesso dai vulcani. Tuttavia, grandi quantit� di questo gas vengono liberate nell'atmosfera come conseguenza dell'attivit� umana legata all'allevamento (i bovini producono metano nei loro processi digestivi) e soprattutto alla trasformazione in risaia di grandi superfici di territorio, favorendo in tal modo i processi di decomposizione.
piombo	le emissioni gassose di piombo nell'atmosfera si originano principalmente in seguito alla combustione di benzina che lo contiene in forma di piombotetraetile o piombotetrametile, con funzione antidetonante. Il piombo, assunto per inalazione o ingestione attraverso i cibi, pu� provocare una forma di avvelenamento detta saturnismo. Per tale motivo, in molti paesi ci si va sempre pi� orientando verso l'uso di benzine senza piombo, che in certi casi � obbligatorio.
clorofluorocarburi	sono composti derivati dal metano, dall'etano e da altri idrocarburi alifatici per sostituzione totale o parziale di atomi di idrogeno con atomi di fluoro e di cloro caratterizzati da elevata inerzia chimica (hanno vita media superiore ai 65 anni); trovano vari impieghi (propellenti per bombole aerosol, fluidi frigorigeni per impianti frigoriferi, agenti espandenti per materie plastiche, solventi in elettronica). Sembra dimostrato che essi provocano la diminuzione dell'ozono stratosferico in seguito al distacco di cloro atomico; � comunque in corso la loro sostituzione graduale con prodotti meno dannosi, secondo un programma sancito da accordi internazionali.
particelle sospese	si tratta di particelle solide o liquide costituite da elementi o composti chimici provenienti da processi di combustione o da altre attivit� industriali (fonderie, cementifici, fabbriche di ceramiche) che rimangono in sospensione per tempi pi� o meno lunghi nell'atmosfera. Sono dette ceneri volanti se il loro diametro � superiore a 1 mm (= un millesimo di millimetro), fumi se il loro diametro � inferiore. Le ceneri volanti possono contenere ossidi di metalli, quali cadmio, cromo, mercurio, piombo selenio (detti metalli pesanti), pericolosi per la salute umana. I fumi sono costituiti sostanzialmente da particelle di carbone (fuliggine) e da goccioline di catrame. Le particelle sospese sono dannose, in quanto possono penetrare nell'apparato respiratorio e provocare danni locali o altri disturbi in seguito ad assorbimento nel sangue. Contribuiscono, inoltre, all'imbrattamento degli edifici e concorrono a formare quella dispersione atmosferica di "fumo" e nebbia nota come smog.
composti organici volatili	vengono cos� designati gli idrocarburi provenienti dalla combustione incompleta soprattutto di combustibili liquidi. Accanto a essi, si formano alcuni loro derivati ossigenati quali aldeidi, chetoni e alcoli, oltre a idrocarburi aromatici policiclici, alcuni dei quali, come il 3-4-benzopirene (presente anche nel fumo di sigaretta), si sono dimostrati cancerogeni. I composti organici volatili contribuiscono a formare lo smog fotochimico.

Tabella 2.4.2 Principali fonti d'inquinamento delle acque

inquinante	origine ed effetti
effluenti urbani	contengono soprattutto sostanze organiche biodegradabili provenienti dal metabolismo umano, accanto a prodotti chimici di varia natura (tra cui solventi organici) derivati da attivit� artigianali e commerciali e dall'impiego domestico di prodotti, quali i detersivi; hanno elevato contenuto di microrganismi patogeni (colibatteri e streptococchi fecali).
effluenti industriali	possono contenere una vasta serie di composti chimici inorganici e organici provenienti dalla produzione di varie attivit� industriali (principalmente chimica, farmaceutica, petrolchimica, cartaria, tessile, galvanica, conciaria e alimentare); i composti inorganici comprendono acidi e basi forti, solfuri, cianuri, fluoruri, solfiti, sali metallici e non, metalli tossici (arsenico, cadmio, cromo esavalente, rame, mercurio, nichel, piombo, selenio); i composti organici includono oli minerali, fenoli, solventi (aromatici, clorurati e azotati) e, per quanto riguarda l'industria alimentare, materiali organici biodegradabili.
effluenti agricoli	provengono dallo smaltimento di deiezioni animali degli allevamenti (in particolare suini), non utilizzate come concimi naturali; a queste si sommano fertilizzanti e antiparassitari, che, mediante la pioggia, sono in parte trascinati nei corsi d'acqua superficiali e in parte possono penetrare nel terreno fino a raggiungere la falda acquifera, contaminando l'acqua potabile.
scarichi di petrolio	il petrolio � l'inquinante marino pi� diffuso a causa della pratica deprecabile di scaricare in mare dalle petroliere le acque di lavaggio delle cisterne, del ripetersi di incidenti che coinvolgono petroliere, dell'estrazione di petrolio dalle piattaforme marine continentali.
immissione di calore	l'inquinamento termico � dovuto in gran parte al crescente impiego di acqua nei processi di raffreddamento industriali, specie nelle centrali termoelettriche e nucleari, ma vi contribuiscono sensibilmente anche le emissioni di tutti i numerosi processi industriali che richiedono, alla fine della lavorazione, lo smaltimento del calore residuo. L'aumento della temperatura dell'acqua ha, come primo effetto, la diminuzione della solubilit� dell'ossigeno; inoltre, accelera tutti i processi di sviluppo delle forme di vita acquatica, accentuando i fenomeni di eutrofizzazione. Recenti esperienze hanno per� appurato che gli effetti pi� gravi dell'i. termico sono dovuti agli improvvisi abbassamenti di temperatura che provocano, negli animali ormai adattati a un ambiente pi� caldo, i cosiddetti "stress freddi", che possono anche essere letali.