Chimica Ambientale, Acquatica e Biochimica: Fondamenti e Applicazioni

Discipline Ambientali e Biologiche

Chimica dell'Atmosfera: Piogge Acide e Smog

Nell'aria sono presenti diversi prodotti chimici. Spesso, queste sostanze chimiche si combinano tra loro tramite reazioni chimiche, creando nuove varietà di prodotti chimici. Questo processo è definito la Chimica dell'Atmosfera.

L'atmosfera della Terra ha differenti livelli. Lo strato più basso è chiamato troposfera, ed è lo strato in cui viviamo. Alcune delle sostanze chimiche presenti nell'aria derivano dall'inquinamento.

Composizione e Gas Serra

La maggior parte del gas nella nostra atmosfera è azoto (circa i 4/5 dell'aria). Quasi tutto il restante 1/5 è ossigeno, l'aria di cui abbiamo bisogno per respirare. Ci sono anche piccole quantità di altri gas, i cosiddetti gas serra, che intrappolano il calore del sole nella nostra atmosfera. La Terra sarebbe molto più fredda se non avessimo i gas serra. L'anidride carbonica e il metano sono due importanti gas a effetto serra.

Inquinamento e Formazione di Acidi

Alcune delle sostanze chimiche provengono dall'inquinamento atmosferico. Quando si brucia carbone in una fabbrica, o quando si usa la benzina nelle nostre auto, si genera aria inquinata. Sia il carbone che il petrolio contengono zolfo. Quando vengono bruciati, lo zolfo viene convertito in sostanze chimiche note come ossidi di zolfo. Quando questi si mescolano con le gocce d'acqua nell'aria, possono trasformarsi in acido solforico. Le goccioline di acido possono cadere a terra come pioggia acida.

Auto e camion emettono anche sostanze chimiche chiamate ossidi di azoto. Gli ossidi di azoto si combinano con altre sostanze chimiche e danno luogo allo smog. Inoltre, contribuiscono a formare l'acido nitrico, un altro acido presente nella pioggia acida.

Chimica Acquatica (Geochimica)

Conoscere l'origine e i processi dei componenti chimici dei sistemi acquatici ci permette di comprendere il funzionamento degli ecosistemi e di valutare l'impatto delle diverse attività umane su di essi.

La composizione chimica di acqua, sedimenti e organismi permette:

• La definizione di norme che stabiliscono la salute degli ecosistemi acquatici.
• Di dedurre l'origine dei componenti chimici nel sistema.
• Di studiare il moto dei corpi idrici superficiali e dei sedimenti nelle aree costiere.

La geochimica è anche uno strumento importante in quanto fornisce informazioni specifiche su tempo, quantità, conservazione o degrado di diversi elementi, come i metalli pesanti e il ciclo dei nutrienti (che spesso diventano inquinanti). Attraverso questo tipo di analisi, vengono generati progetti di biorisanamento (bioremediation) in diversi contesti: marino, costiero e limnologico.

Biochimica

La Biochimica è la scienza che studia i componenti chimici degli esseri viventi, in particolare proteine, carboidrati, lipidi e acidi nucleici, oltre ad altre piccole molecole presenti nelle cellule.

La biochimica si basa sul concetto che ogni essere vivente contiene carbonio e che le grandi molecole biologiche sono composte principalmente da carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, fosforo e zolfo.

È la scienza che studia la base stessa della vita: le molecole che compongono le cellule e i tessuti, che catalizzano le reazioni chimiche della digestione, della fotosintesi e dell'immunità, tra le altre. L'inizio della biochimica potrebbe essere fatto risalire alla scoperta del primo enzima, la diastasi, nel 1893 da Anselme Payen. La pietra angolare della ricerca biochimica si concentra sulle proprietà delle proteine, molte delle quali sono enzimi.