Science For Passion

10 giugno 2012

Cockeria e distillazione del carbone: storia, impianti e ripercussioni sulla salute

Chiedilo a Tania

Federica mi ha scritto un messaggio sulla pagina di Facebook di Science for passion.
Ecco il testo del suo messaggio.

Ho visto il suo sito, davvero molto interessante, tra poche settimane farò gli esami di maturità, e vorrei chiederle un consiglio se è possibile.
Per la mia tesina, porterò come argomento principale la Diossina, facendo per le materie scientifiche, i seguenti collegamenti:
Chimica: Struttura della molecola della diossina;
Microbiologia: Inquinamento alimentare, con accenno alla Salmonella;
Biotecnologia: Mutazioni genetiche;
Impianti: Distillazione del carbone (suggerita dal prof, visto che non avevo nessuna idea.)
Siccome su internet riguardante la distillazione del carbone, c'è poco e niente, non saprei proprio come fare... per caso ha materiale riguardante questo argomento, e riguardante anche gli argomenti citati sopra, per poter approfondire? Grazie
Federica

Oggi l'ultimo post per Federica.

Carbone naturale e carbone artificiale
Il carbone è un materiale solido costituito prevalentemente da carbonio, che si forma attraverso un lento processo di trasformazione di resti organici vegetale; nella trasformazione c'è una perdita progressiva di idrogeno e ossigeno con un aumento della percentuale di carbonio. Si parla di carbon fossile perchè il processo si trasformazione riguarda intere ere geologiche.
Comunemente con la parola carbone ci si riferisce al residuo solido della combustione della legna, in atmosfera povera di ossigeno. Oltre ai carboni naturali esistono carboni artificiali: sono prodotti per distillazione di sostanze ricche di carbonio. La distillazione del carbon fossile produce il coke, un combustibile a largo impiego industriale. [1]

Un po' di storia
In Inghilterra, verso la fine del Settecento, William Murdock realizzò l'illuminazione a gas, dopo gli studi sulla distillazione del carbon fossile.
"Per produrre il carbone di legna carbonella o il carbon coke si procedeva a una combustione senza fiamma, cioè in difetto di ossigeno, accumulando la legna o il carbone in grandi cataste ricoperte di terra, dalle quali fumi e prodotti volatili si disperdevano in atmosfera.
Dal carbone fossile si poteva ricavare non solo il coke, utilizzato per la produzione della ghisa, ma anche un gas combustibile." [2]

Per un altro approfondimento storico più recente consiglio la lettura di La miniera di Zollverein: "Alla fine dell'Ottocento nella regione della Ruhr era in corso la rivoluzione industriale favorita dalle ingenti risorse di carbone fossile presenti nei terreni sottostanti Zollverein e per tutto il Novecento il coke, ottenuto dalla distillazione secca del carbon fossile a temperatura elevata è utilizzato come combustibile nei forni fusori dei minerali metalliferi, e negli altoforni." [3]

Ecco anche un video storico del 1940 Stabilimento per la distillazione del carbone di Sant'Antioco, in Sardegna.

Data di trasmissione: 15/04/1940 Programma: Giornale Luce
Raccolta: Archivio Istituto Luce

Cockeria
Con il termine cokeria ci si riferisce agli impianti per la produzione di coke dalla distillazione del carbon fossile.
Per comprenderne il funzionamento mi avvalgo di questo lavoro ricco di immagini, intitolato appunto cokeria. Il lavoro è stato realizzato dell'ITIS G. Galilei di Conegliano. Per accedere alla risorsa ed approfondire l'argomento, cliccare su cokeria oppure su una delle due immagini esplicative proposte di seguito.

Distillazione del carbone e salute
Il processo di distillazione del carbone, se avviene in modo imperfetto (o in vecchi impianti), emette contaminanti, in particolare IPA (Idrocarburi policiclici aromatici) e particolato aerodisperso, pericolosi per la salute. Gli IPA si trovano nel carbone, nei derivati del petrolio e originano dalla combustione incompleta di sostanze organiche. Tra le sorgenti principali: le emissioni dei veicoli, le centrali termiche e alcune attività industriali (come appunto cokerie, inceneritori).
Non dimentichiamo che anche il fumo di tabacco, gli alimenti affumicati, tostati e grigliati sono fonte di IPA. [5]

Tipici IPA (Wikipedia inglese)

In questo interessante lavoro "Metodologie di biomonitoraggio dell'alterazione ambientale" condotto dall'Università di Trieste, il monitoraggio ambientale ha rilevato la presenza di scorie "derivate dall’impiego di carbone e di minerali per l’attività di cokeria ed altoforno, rifiuti industriali vari e ceneri di inceneritore con presenza di metalli pesanti, idrocarburi, IPA, diossine, amianto." [6]

Fonti:
[1] "Carbone." Microsoft® Student 2008 [DVD]. Microsoft Corporation, 2007.
[2]http://www.ilsussidiario.net/News/emmeciquadro/Emmeciquadro-n-45/2012/5/28/SCIENZAeSTORIA-Londra-1814-comincia-l-avventura-del-gas-illuminante/285107/
[3]http://www.archeologiaindustriale.org/musei-monumenti-e-parchi/estero/189-la-miniera-di-zollverein-germania.html
[4] http://www.itisconegliano.it/studenti/Altoforno3_pdf.pdf
[5]http://www.ispesl.it/urp/schedeTecniche/dml/3.DML_Fumi_di_asfalto.pdf

[6] http://www.openstarts.units.it/dspace/bitstream/10077/3166/1/Tesi_LdM.pdf

Se anche voi avete delle domande o delle curiosità da soddisfare leggete qui e scrivetemi!

Un saluto a Federica e in bocca al lupo per gli esami a te e a tutti i ragazzi che in questi giorni si stanno impegnando al massimo per il grande evento! :-)

Tania Tanfoglio

09 giugno 2012

Le anomalie dei cromosomi e le mutazioni genetiche

Chiedilo a Tania

Federica mi ha scritto un messaggio sulla pagina di Facebook di Science for passion.
Ecco il testo del suo messaggio.

Ho visto il suo sito, davvero molto interessante, tra poche settimane farò gli esami di maturità, e vorrei chiederle un consiglio se è possibile.
Per la mia tesina, porterò come argomento principale la Diossina, facendo per le materie scientifiche, i seguenti collegamenti:
Chimica: Struttura della molecola della diossina;
Microbiologia: Inquinamento alimentare, con accenno alla Salmonella;
Biotecnologia: Mutazioni genetiche;
Impianti: Distillazione del carbone (suggerita dal prof, visto che non avevo nessuna idea.)
Siccome su internet riguardante la distillazione del carbone, c'è poco e niente, non saprei proprio come fare... per caso ha materiale riguardante questo argomento, e riguardante anche gli argomenti citati sopra, per poter approfondire? Grazie
Federica

Oggi gioco in casa, si parla di genetica e, in particolare di mutazioni!

Una mutazione è un cambiamento stabile ed ereditabile del DNA (definizione storica, e particolarmente azzeccata, della mia professoressa dell'Università :-)
Per approfondire la struttura del DNA, cliccare qui.

Vediamo ora di comprendere come si verifica una mutazione.

Quando le cellule si riproducono, per permettere all'organismo di crescere e per sostituire le cellule invecchiate, il primo passaggio è la duplicazione del materiale genetico: se si verificano degli errori si formano cellule anomale, con un DNA contenente informazioni errate
Se le mutazioni avvengono nel DNA contenuto nei gameti, possono essere trasmesse alla prole se, invece, si verificano nelle altre cellule del corpo (cellule somatiche), danno l'avvio allo sviluppo di un tumore.

Le mutazioni possono essere spontanee e casuali oppure possono essere indotte da agenti chimici, fisici o biologici.

Esistono numerosi esempi di agenti chimici in grado di danneggiare in DNA e compromettere la salute dell'organismo: il benzene, il mercurio, l'amianto, il fumo da sigaretta, la diossina.

Oltre alle sostanze chimiche, anche gli agenti fisici, come i raggi ultravioletti o le radiazioni ionizzanti, sono in grado di interferire con il nostro materiale genetico, danneggiandolo.

Infine, per quanto riguarda gli agenti biologici, esistono alcuni virus in grado di compromettere il nostro materiale ereditario, alcuni papilloma virus umani (Hpv) oppure virus che causa l'epatite B, ne sono degli esempi.

Per approfondire ulteriormente l'argomento, ed avere anche una breve descrizione degli agenti (chimici, fisici e biologici) che ho elencato, consiglio il mio post: le mutazioni genetiche.

Per approfondire riguardo alla diossina consiglio questo post: Diossina, della Lega Svizzera contro il Cancro.

Naturalmente esistono diverse tipologie di mutazioni genetiche, vediamo quali sono.

Le mutazioni del numero dei cromosomi sono chiamate mutazioni genomiche: alcune di queste sono compatibili con la vita, ma la maggior parte non lo sono e causano aborti spontanei. Le patologie più note sono: la sindrome di Down, (trisomia 21: cromosoma 21 soprannumerario), la sindrome di Edwards (trisomia 18: cromosoma 18 soprannumerario), la sindrome di Patau, (trisomia 13: cromosoma 13 soprannumerario), la sindrome di Turner, monosomia nella quale la donna ha un solo cromosoma X anziché due e la sindrome di Klinefelter, nella quale l'uomo, ha due cromosomi X ed un Y.

Cariotipo di una Trisomia 21, dalla Wikipedia spagnola.

Le mutazioni nelle struttura del cromosoma, dette mutazioni cromosomiche, sono dovute, invece, a delezioni, duplicazioni, inversioni o trasferimenti di pezzi più o meno estesi di un cromosoma.

Esplicativa immagine di Wikipedia con i diversi tipi di mutazione cromosomica.

I geni si vengono così a trovare in una posizione diversa da quella originale: poiché la corretta localizzazione di un gene è fondamentale per il suo funzionamento, le mutazioni di questo tipo hanno, generalmente, esiti estremamente gravi. Un esempio è costituito dalla sindrome di cri du chat: è una malattia dovuta alla delezione parziale di una parte del cromosoma 5.

Infine ci sono le mutazioni geniche (submicroscopiche) cioè quelle che colpiscono le singole basi azotate che costituiscono il DNA. Le basi azotate sono quattro: l'adenina, la timina, la citosina e la guanina; l'adenina è sempre legata alla timina, la citosina alla guanina: in questo modo contribuiscono a formare la struttura ad elica del DNA. Nel caso più frequente si assiste alla mutazione di una singola base azotata, che può essere sostituita da un nucleotide diverso e dare una mutazione puntiforme. Più raramente, una o due paia di basi possono essere inserite o delete, con conseguenze comunque gravi. Le mutazioni geniche sono le alterazioni più subdole perché, pur interessando frammenti piccolissimi di materiale genetico, causano gravi malattie: la fibrosi cistica, l'anemia falciforme, la malattia di Huntington, l'emofilia o la distrofia muscolare di Duchenne ne sono degli esempi.

Per approfondire ulteriormente l'argomento, ed avere anche una breve descrizione delle patologie che ho elencato, consiglio il mio post: le anomalie dei cromosomi.

A domani con l'ultimo post per Federica!

Se anche voi avete delle domande o delle curiosità da soddisfare leggete qui e scrivetemi!

Tania Tanfoglio

08 giugno 2012

Il bacillo della salmonella

Chiedilo a Tania

Le salmonelle sono bacilli Gram-negativi, asporigeni, aerobi facoltativi. Sono parassiti di molte specie animali e, proprio per questo, sono estremamente diffusi.

L'infezione da salmonelle è trasmessa per via oro-fecale attraverso l'ingestione di cibi o bevande contaminate.

Salmonella typhimurium (Wikipedia)

Questi batteri si trovano nell'intestino di persone ammalate o infette; non è necessario manifestare i sintomi per espellere il batterio e trasmetterlo ad altre persone. La contaminazione avviene per via oro-fecale, in seguito a manipolazione degli alimenti in scarse condizioni igieniche.

Gli alimenti che vengono maggiormente contaminati sono: uova, carni crude, maionese, ortaggi inquinati da liquami.

Le salmonelle si moltiplicano negli alimenti e, dopo 12-24 ore dall’ingestione, provocano dolori addominali, diarrea, vomito; ma anche: malessere generale, mal di testa e febbre. Al di sotto di +4°C e al di sopra di +60°C i batteri della salmonella non si moltiplicano.

Uno degli aspetti più problematici è che alcuni individui contraggono l'infezione ma rimangono asintomatici, diventando portatori della malattia per un lungo periodo.

E' molto importante lavarsi le mani dopo l’uso dei servizi igienici ed imparare a proteggere gli alimenti: separare i cibi crudi da quelli cotti; conservandoli a temperature adeguate.

Per approfondire ulteriormente il discorso consiglio il portale dell'epidemiologia per la sanità pubblica alla voce salmonella (cliccare sul link per accedere alla risorsa).

Per concludere una curiosità da Wikipedia: Il 25 settembre 2007, Cheryl Nickerson del centro di malattie infettive e vaccini della Arizona State University, affermò che nello spazio il batterio della Salmonella typhimurium (contenuta in una apposita scorta di cibo durante la missione spaziale STS-115 nel settembre del 2006) aveva cambiato l'espressione di 167 geni (regolati dalla proteina Hfq). Divenne tre volte più virulento rispetto al batterio terrestre.

A domani con le mutazioni genetiche.

Se anche voi avete delle domande o delle curiosità da soddisfare leggete qui e scrivetemi!

Tania Tanfoglio

07 giugno 2012

Contaminazioni degli alimenti e malattie trasmesse dagli alimenti

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CONTAMINAZIONE DI TIPO CHIMICO:
Gli alimenti possono essere contaminati anche da sostanze chimiche, come: pesticidi, residui di ormoni e/o medicinali, prodotti utilizzati per la pulizia, ecc.

Parlando di inquinamento alimentare, solitamente, ci si riferisce ad una contaminazione di tipo chimico.
Sono diverse le sostanze che si trovano nascoste negli alimenti e che possono danneggiare la nostra salute. Per fare altri esempi concreti: la diossina (di cui ho parlato nel post precedente), le aflatossine, il mericurio, i nitrati o l'acido fosforico.
Per approfondire l'argomento consiglio il post Inquinanti e contaminanti negli alimenti sul sito http://www.alimentazione-salute.it

CONTAMINAZIONE DI TIPO BIOLOGICO:
I pericoli biologici sono rappresentati da microrganismi patogeni che possono essere presenti nelle derrate alimentari. I contaminanti biologici comprendono: batteri, virus, parassiti, funghi e muffe.

Esistono diverse malattie di origine alimentare.

TOSSINFEZIONI ALIMENTARI
La malattia è provocata da microrganismi che si moltiplicano nel nostro corpo producendo tossine. Ad esempio: Stafilococco enterotossico, Clostridium botulinum, Clostridium perfrigens... Le tossine sono prodotte all'interno del tratto gastrointestinale.

INFEZIONI ALIMENTARI
La causa della malattia è da imputare alla presenza di microrganismi nell'alimento, che vengono ingeriti vivi. I microrganismi invadono la mucosa intestinale e si moltiplicano. Esempi: infezioni da Salmonella spp o Lysteria monocytogenes.

INTOSSICAZIONI ALIMENTARI
Sono causate da sostanze tossiche o tossine prodotte dagli organismi nell’alimento ed ingerite. Affinchè si parli di intossicazioni alimentari, non necessariamente si rileva anche la presenza dell’agente patogeno: la sostanza tossica è sufficiente a scatenare la malattia. Esempi: intossicazioni da tossina di Staphylococcus aureus e Clostridium botulinum, Bacillus cereus.

Con il termine malattie di origine alimentare ci si riferisce a qualsiasi malattia causata o trasmessa da alimenti e causata da sostanze chimiche o agenti biologici.

Per approfondire: Le Tossinfezioni alimentari : generalità e definizioni della facoltà di Medicina Veterinaria dell'Università di Parma.

I sintomi sono: diarrea, vomito, crampi addominali, febbre. Il loro decorso è solitamente benigno ma, in persone con più debole condizione fisica, possono avere anche un esito più grave o letale.

Per prevenire i disturbi di origine alimentare è necessario formare adeguatamente gli operatori del settore alimentare ed informare i cittadini sui corretti comportamenti anche in ambito domestico.

Le persone possono contaminare gli alimenti con microrganismi che provengono da: lesioni cutanee, infezioni del cavo orale, infezioni dell'apparato respiratorio, batteri eliminati con le feci.
Le cosiddette malattie a trasmissione oro-fecale, come la salmonellosi, sono provocate dalla ingestione di microbi che a loro volta provengono dalle feci di uomini e/o animali.
Non è necessario essere malati per immettere nell’ambiente batteri patogeni: alcuni microrganismi, come la salmonella, possono essere presente nelle feci di una persona che non accusa alcun disturbo.
Lo stafilococco può trovarsi nella gola di una persona “sana” e, per un colpo di tosse, può contaminare un alimento, riprodursi e provocare la malattia in chi consuma l’alimento.

A domani con l'altro argomento chiesto da Federica: le salmonelle.

Se anche voi avete delle domande o delle curiosità da soddisfare leggete qui e scrivetemi!

Tania Tanfoglio

06 giugno 2012

Le diossine: caratteristiche chimiche, bioaccumulo, effetti sulla salute umana

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Struttura base: 4 atomi di carbonio e due di ossigeno (Wikipedia)

All'interno di questo gruppo, le diossine più note sono le dibenzodiossine, formate dalla condensazione di un anello centrale di diossina con due anelli benzenici.

Condensazione di un anello centrale di diossina con due anelli benzenici: dibenzodiossine (Wikipedia)

Quando si parla di diossine, comunemente ci si riferisce alle dibenzodiossine policlorurate, composti organici aromatici clorurati la cui struttura è ben rappresentata con gli esempi riportati nella figura:

policloro-dibenzo-p-diossine (Wikipedia).

Si tratta di policloro-dibenzo-p-diossine (PCDD), ovvero molecole con due anelli benzenici legati tra loro attraverso due atomi di ossigeno e con legati uno o più atomi di cloro.
Sono molecole chimicamente e termicamente stabili, solubili nelle sostanze grasse.

La diossina più nota e pericolosa, per contaminazioni ambientali e alimentari, è la 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-diossina, abbreviata con TCDD (prima struttura tra quelle proposte nell'immagine).

È chimicamente degradabile in pochi giorni dalla radiazione ultravioletta del sole in presenza di donatori di ioni idrogeno, ad esempio a contatto con il fogliame verde delle piante. Se, invece, viene dilavata nel terreno, si lega al materiale organico presente e viene degradata molto lentamente, nell’arco di parecchi mesi o anni. Le emissioni industriali di diossine possono anche essere trasportate lontano dalle correnti atmosferiche. [3]

Le diossine vengono prodotte, come sottoprodotto della combustione, in: inceneritori per rifiuti urbani (26%), fonderie (18%), inceneritori rifiuti ospedalieri (14%), attività metallurgiche diverse dal ferro (4%).
Impianti riscaldamento domestico a legna trattata, incendi e traffico (38% complessivamente). [3]

Il più grave problema legato a queste sostanze è quello del bioaccumulo, splendidamente spiegato nel post Diossina: una visione generale che potete leggere su ChemBlog di Filippo Amato.
Riporto una breve parte di questo interessante post.
Immaginatevi che la diossina si depositi in un campo utilizzato per il foraggio del bestiame e leggete cosa scrive Amato:
"Una vacca, durante la sua vita, mangia una notevole quantità di erba. Ogni pianta che viene ingerita contiene delle diossine, le quali, una volta assunte, poichè non si sciolgono nelle soluzioni acquose, cerca il posto nel quale sta più comoda, ovvero i tessuti adiposi, il cui grasso è in grado di scioglierla . Da questi tessuti non uscirà più!. [...] Mangiando piante contaminate, la vacca aumenta sempre di più il contenuto di diossine nei suoi tessuti adiposi. Il latte è un alimento molto ricco di grassi e quindi, quando la vacca viene munta, una parte delle diossine che ha ingerito, finirà nel latte. Ora, un essere umano, nell’arco della sua vita ingerisce anche latte, latticini e carne. A noi succede la stessa cosa che è successa alla vacca...".

Nell'uomo le diossine causano lesioni cutanee (acne clorica) ed alterano la catena biosintetica dell’EME.
Interferiscono con il metabolismo dei lipidi e degli zuccheri; alterano la funzionalità del fegato, la funzionalità respiratoria e causano danni al sistema nervoso. Molti studi indicano che sono teratogene, ovvero causano danni allo sviluppo dell'embrione e del feto. Al gruppo delle diossine appartengono anche composti cancerogeni.

Uno dei più gravi incidenti legato alla diossina si è verificato nel 1976, in un impianto chimico nei pressi di Seveso: la fuoriuscita di una nube di diossina ha arrecato ingenti danni alle persone e all'ambiente.

Vorrei concludere il post con una curiosità: esistono anche diossine naturali! La spongiadiossina, ad esempio, è un repellente prodotto dalla spugna di mare Dysidea dendyi.

Spongiadiossina: si vede chiaramente l'anello centrale di diossina con due anelli benzenici.
Si tratta di un composto bromurato, ovvero con legati atomi di bromo (Wikipedia).

Fonti
[1] http://it.wikipedia.org/wiki/Diossine
[2] http://it.wikipedia.org/wiki/PCDD
[3] http://farmacia.unich.it/farmacologia/didattica/tossicologia/dia/diossine_cianuri_bn.pdf
[4] http://it.wikipedia.org/wiki/Disastro_di_Seveso
[5] http://wwwthechemblog.blogspot.it/2011/01/diossina-una-visione-generale.html

Se anche voi avete delle domande o delle curiosità da soddisfare leggete qui e scrivetemi!

Un consiglio per Federica e per tutti i maturandi: nelle vostre tesine citate sempre la fonte delle informazioni ed evitate il "copia incolla".
L'elaborazione personale darà i suoi frutti e renderà il vostro lavoro più semplice da capire e da memorizzare.

Un saluto,
Tania Tanfoglio

05 giugno 2012

Informatica per tutti!

Oggi voglio proporvi un'interessante risorsa che ho scoperto su Ludoteca del Registro .it
Il Registro.it è l’organismo responsabile dell’assegnazione e della gestione dei domini Internet a targa .it

L'obiettivo è quello di avvicinare bambini e ragazzi al mondo dell'informatica e di internet in modo consapevole e divertente!

Le risorse proposte sono suddivise per fasce d'età.

6-10 anni: il Prof Itti vi accompagna alla coperta di internet! Insieme ai suoi amici, vi insegna a navigare sicuri. Se volete, in simpatico professore, ha anche qualche gioco in serbo per voi!
Per accedere alla risorsa, cliccare sull'immagine!

10-15 anni: è il momento di saperne un po' di più per poter navigare in tutta sicurezza, "al riparo da virus, furti di identità, violazione della privacy, cyberbullismo".

15-18 anni: si parla ancora di sicurezza informatica e soprattutto di e-mail, social network e chat.

Buon divertimento alla scoperta del mondo di internet,
Tania Tanfoglio

02 giugno 2012

Il diritto di voto alle donne

Il 2 giugno 1946 gli italiani e le italiane sono stati chiamati alle urne per scegliere tra monarchia e repubblica.

La scheda del referendum tra Monarchia e Repubblica. Da Il blog della prof. di diritto

12.717.923 voti per la Repubblica

10.719.284 voti per la Monarchia

1.509.735 schede bianche o nulle

Il voto fu, per la prima volta, esteso anche alle donne.
Il diritto di voto fu riconosciuto alle donne con il Decreto n. 23 del 1 febbraio 1945.

Il 2 giugno '46 votò l'89,2% delle aventi diritto, senza rossetto. La scheda doveva essere incollata e, umettandosi le labbra con il rossetto, avrebbero potuto lasciare un segno di riconoscimento involontario e rendere nullo il loro voto.

Vi propongo un video storico di Rai storia.

Il video "ripercorre la storia dell’emancipazione della donna a partire dal 1848, anno in cui in Italia vennero pubblicati i primi giornali femminili, fino alla conquista del voto nel 1946."
(Dal sito Rai storia)

10 minuti ben spesi.

Affinché, per i nostri ragazzi, il 2 giugno non sia solo un giorno in cui non si va a scuola...

Tania Tanfoglio