Reazioni in atmosfera

Premessa

A prescindere dalla loro origine, gli inquinanti vengono distinti in:

Sono detti primari gli inquinanti che vengono immessi direttamente nell’ambiente durante o dopo la loro generazione da sorgenti naturali o artificiali; in altre parole, la loro sorgente non è l’atmosfera stessa.
Gli inquinanti secondari, invece, sono sostanze generate in atmosfera per decadimento dei contaminanti primari (sia antropogenici che naturali) in conseguenza di reazioni chimiche, innescate in massima parte dalla radiazione solare.

I principali inquinanti primari sono emessi nell’atmosfera nel corso dei processi di combustione di qualunque tipo; essi sono il monossido e il biossido di carbonio, gli ossidi di azoto, il particolato carbonioso e gli idrocarburi incombusti. Successivamente all’emissione in atmosfera, gli inquinanti primari sono soggetti a fenomeni di diffusione, trasporto e deposizione. Subiscono inoltre dei processi di trasformazione chimico-fisica che inducono la formazione di specie chimiche nuove, spesso più tossiche e con più vasto raggio d'azione dei composti originari.

Reazione degli aromatici

Gli idrocarburi policiclici aromatici subiscono facilmente reazioni di sostituzione piuttosto che di addizione sull’anello. Questo avviene perché le reazioni di sostituzione non distruggono la nuvola di elettroni p delocalizzati, nuvola che contribuisce alla stabilità della molecola. La reattività chimica degli IPA è influenzata da molti fattori ambientali fra i quali la temperatura, la luce, i livelli di ossigeno e di ozono, la presenza di co-inquinanti e di materiale capace di adsorbirli.
Si è notato che la cinetica degli aromatici in atmosfera è influenzata dalla concentrazione di radicale OH e dalla temperatura. Ulteriori esperimenti indicano che il toluene ha una cinetica differente dal benzene trisostituito col metile. I risultati riportati in letteratura [4] indicano che c'è competizione tra due meccanismi: a differenti temperature si sono ottenute differenti cammini di reazione. L'addizione dell'OH all'insaturazione avviene a temperature basse e preferibilmente in posizione orto in presenza di metile; mentre l'estrazione di H dal metile avviene a temperature minori (nonvengono mai estratti gli H dell'anello benzenico a causa della stabilità del composto aromatico). La reazione ad alte temperature è riportata di seguito:


A basse temperature sono favorite queste reazioni:


Le reazioni che avvengono con maggiore facilità sono la 1) e la 2), poichè l'energia di attivazione delle reazioni sono notevolmente più basse: difatti non si riscontra competizione fra la 3) e le altre reazioni. E' da aggiungere che i prodotti di reazione conosciuti sono davvero pochi poichè non si conoscono a fondo i meccanismi.


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