CHIMICA DELL’ AMBIENTE

1. Riccardo Zanasi Dipartimento di Chimica e Biologia Università degli Studi di Salerno 089 969590 rzanasi@unisa.it CHIMICADELL’AMBIENTE Testi consigliati: (1) Stanley E. Manahan “Chimica dell’Ambiente” Piccin, Padova; (2) Colin Baird, Michael Cann “Chimica Ambientale” Zanichelli, Bologna. Materiale didattico: diapositive del corso in formato elettronico

2. The systematic, scientific study of our environment as well as our role in it. • Environmental science is the science of the interactions between the physical, chemical, and biological components of the environment, including their effects on all types of organisms but more often refers to human impact on the environment. • La scienza ambientale è, nel suo significato più ampio, l’insieme di interazioni che avvengono tra gli ambienti terrestre, acquatico, vivente e antropologico. In modo più specifico, è lo studio della terra, dell’aria, dell’acqua e degli ambienti viventi e degli effetti della tecnologia su di essi. 1. SCIENZA AMBIENTALE

3. AMBIENTE Anthroposphere

4. ATMOSFERA: sottile strato di gas che circonda la superficie terrestre. • riserva di gas • mitiga la temperatura della Terra • assorbe le radiazioni provenienti dal sole • trasporta l’energia lontano dalle regioni equatoriali • funge da veicolo nel ciclo idrologico • IDROSFERA: contiene tutta l’acqua terrestre. • gli oceani ne costituiscono oltre il 97% • la maggior parte dell’acqua dolce è sotto forma di ghiaccio • solo una piccola parte partecipa al ciclo idrologico

5. GEOSFERA: la totalità della terra solida. • la parte coinvolta nei processi ambientali attraverso il contatto con l’atmosfera, l’idrosfera e la biosfera è la litosfera (50-100 Km di spessore) • la parte più importante della litosfera dal punto di vista dell’interazione con le altre “sfere” è la crosta (minerali leggeri a base di silicati) • BIOSFERA: comprende tutti gli esseri viventi. • questi organismi e gli aspetti dell’ambiente che li influenzano sono detti biotici • le altre parti dell’ambiente sono abiotiche

6. CHIMICA DELL’AMBIENTE(definizione) La chimica dell’ambiente include molti differenti aspetti. Si va dalle reazioni di freons nella stratosfera all’analisi di bifenili policlorurati (PCB) nel fondo degli oceani. Environmental chemistry is the scientific study of the chemical and biochemical phenomena that occur in natural places. It includes aquatic chemistry and soil chemistry but should not be confused with Green chemistry. La chimica dell’ambiente può essere definita come lo studio delle sorgenti, delle reazioni, del trasporto, degli effetti e del destino delle specie chimiche in acqua, suolo e aria e degli effetti della tecnologia su di essi.

7. Tutto sommato, la chimica dell’ambiente non è una nuova disciplina. Inoltre, i primi lavori di chimica dell’ambiente vennero svolti in ambiti diversi da quello chimico, da persone la cui preparazione di base non era di chimica. Con la constatazione che i prodotti della chimica (pesticidi, detersivi, combustibili, idrocarburi alogenati, materie plastiche ecc..) hanno causato e continuano a causare enormi danni all’ambiente, la chimica ambientale ha assunto un ruolo sempre più importante nella società attuale per studiare nuove soluzioni eco-compatibili di produzione, metodi per limitare i danni provocati all’ambiente e per cercare rimedi all’inquinamento. Tali soluzioni, metodi e rimedi sono inevitabilmente di tipo chimico. Conseguentemente, la chimica dell’ambiente è entrata a far parte degli insegnamenti previsti presso ogni buon corso di laurea in chimica.

8. I concetti più importanti di chimica dell’ambiente devono far parte della formazione di ogni studente di chimica. Il chimico privo di preparazione ecologica può essere molto pericoloso. I chimici devono essere consapevoli dei possibili effetti che i loro processi ed i loro prodotti possono avere sull’ambiente. Ogni serio tentativo di risolvere problemi ambientali comporta necessariamente un uso intensivo di prodotti e processi chimici.

9. La chimica dell’ambiente non è una riedizione della vecchia chimica. Trattando di fenomeni naturali è più complessa della chimica “pura”. Nella maggior parte dei casi è impossibile risolvere problemi di chimica dell’ambiente con risposte semplici. Una delle maggiori sfide della chimica dell’ambiente consiste nel determinare la natura e la quantità di specifici inquinanti. Per questo l’analisi chimica è spesso il primo passo vitale della ricerca in chimica dell’ambiente. Le difficoltà dell’analisi di molti inquinanti ambientali possono essere impressionanti, poiché richiedono limiti di rivelabilità molto bassi. Comunque non si deve confondere la chimica analitica con la chimica ambientale: è sì una parte fondamentale, ma non è tutto.

10. Acqua ed idrosfera L’acqua, nonostante la sua semplice formula chimica, è una sostanza di importanza vitale. Essa copre il 70% circa della superficie della Terra e si trova in tutte le sfere dell’ambiente: negli oceani  come vasta riserva di acqua marina; sulle terre emerse  come acqua di superficie (laghi, fiumi); nel sottosuolo  come falde idriche; nell’atmosfera  come vapore acque; nelle calotte polari  come ghiaccio. L’acqua è una parte essenziale di tutti i sistemi viventi ed è il mezzo dal quale la vita si è evoluta e in cui esiste.

11. La materia e l’energia sono trasportate dall’acqua attraverso le varie sfere dell’ambiente. L’acqua scioglie i costituenti solubili dei minerali e li trasporta fino agli oceani o li lascia come depositi minerali ad una certa distanza dalle loro sorgenti. L’acqua trasporta il nutrimento per le piante dal suolo all’interno di esse attraverso le radici. L’energia solare assorbita nell’evaporazione dell’acqua degli oceani viene trasportata come calore latente e rilasciata sulla terra emersa. Il rilascio del calore latente fornisce l’energia che trasporta il calore dalle regioni equatoriali verso i poli terrestri causando fortissime tempeste.

12. Aria ed atmosfera L’atmosfera è un mantello protettivo che alimenta la vita sulla Terra e la protegge dall’ambiente ostile dello spazio. L’atmosfera è sorgente di biossido di carbonio per la fotosintesi delle piante; contiene l’ossigeno per la respirazione; fornisce l’azoto per le molecole vitali. L’atmosfera è parte fondamentale del ciclo idrologico per il trasporto dell’acqua dagli oceani alle terre emerse. L’atmosfera protegge la vita sulla terra assorbendo le radiazioni più dannose provenienti dal sole. L’atmosfera stabilizza la temperatura della Terra.

13. Suolo e geosfera La geosfera, o terra solida, è quella parte della Terra sulla quale vivono gli esseri umani e dalla quale essi traggono la maggior parte del loro cibo, dei minerali e dei combustibili. La scienza dell’ambiente si interessa principalmente della litosfera, che è costituita dalla parte più esterna del mantello e dalla crosta. La parte più importante della geosfera, per la vita sulla Terra, è il suolo, formato dall’azione di erosione disintegrativa dei processi fisici, chimici e biologici sulle rocce. Sul suolo crescono le piante e tutti gli organismi terrestri dipendono da esso per la loro esistenza.

14. Vita e biosfera Come già detto la biosfera è costituita da tutti gli esseri viventi. La biologia è la scienza della vita. Essa può essere studiata a livello microscopico (cellulare e macromolecolare) e a livello macroscopico. In quest’ultimo caso si osserva come le popolazioni di specie diverse interagiscono tra loro e con l’ambiente (ecologia). La chimica acquatica, ad esempio, ha effetti cruciali sulla vita dei microrganismi che vivono nell’acqua e viceversa.

15. Tecnologia e antroposfera La tecnologia tratta dei modi in cui gli uomini utilizzano i materiali e l’energia ricavati dall’ambiente. Inoltre, i processi produttivi rilasciano nell’ambiente scorie e rifiuti di ogni genere. Pertanto, è essenziale considerare la tecnologia e le conseguenti attività costruttive ed industriali nello studio della scienza dell’ambiente. Poiché gli uomini usano (ed useranno) la tecnologia per procurarsi cibo, difesa e beni per il loro benessere e sopravvivenza, la sfida è e sarà quella di adoperare la tecnologia tenendo conto dell’ambiente. Sviluppo Sostenibile. Modello innovativo di crescita economica basato su una politica di conservazione ed accrescimento delle principali risorse ambientali.

16. Energia Le attività che avvengono nelle sfere “naturali” dell’ambiente (non nell’antroposfera) e, pertanto, tutti i processi naturali che avvengono sulla Terra sono azionati dall’energia che proviene dal sole. In pratica il sole emette radiazioni (come un corpo nero) ed è sotto questa forma che l’energia del sole giunge sulla Terra. L’energia nei sistemi naturali viene trasferita come calore oppure come lavoro. Questi trasferimenti sono governati dalle leggi della termodinamica.

17. Nei sistemi viventi l’energia solare può essere utilizzata direttamente per far avvenire reazioni utili, la più importante delle quali è la fotosintesi.

18. Durante gli ultimi due secoli l’impatto umano sull’ambiente dovuto all’uso e alla conversione dell’energia è stato enorme ed ha avuto come risultato molti di quei problemi che ora il genere umano deve affrontare. Combustibili fossili 90% Petrolio Gas naturale Carbone Energia nucleare 5%

19. I combustibili fossili sono fonti di energia limitate ed altamente inquinanti. • L’estrazione del carbone è distruttiva per l’ambiente. • La combustione di carbone ad alto contenuto di zolfo rilascia biossido di zolfo causa primaria delle piogge acide. • Tutti i combustibili fossili producono biossido di carbonio, un gas responsabile dell’effetto serra. • Perciò sarà necessario sostituire i combustibili fossili con fonti di energia alternativa, in particolare quelle rinnovabili: • energia solare; • biomassa; • eolica.

20. Nucleare?

22. Inquinamento Le esigenze di una popolazione moderna, insieme al desiderio delle persone di uno standard di vita più elevato, hanno portato ad un livello di inquinamento su scala mondiale. Inquinamento dell’acqua “ dell’aria “ del suolo Queste tre aree sono tutte collegate tra loro. Per esempio, alcuni gas immessi nell’atmosfera possono essere convertiti in acidi forti e ricadere sulla terra come piogge acide ed inquinare l’acqua abbassandone il pH. I rifiuti pericolosi, impropriamente scaricati e/o abbandonati, possono permeare nell’acqua di falda, che può essere utilizzata per uso civile o immessa nei fiumi e nei laghi.

23. 2. CHIMICA DELL’AMBIENTE E CICLI CHIMICI Abbiamo definito la chimica dell’ambiente come lo studio delle sorgenti, delle reazioni, del trasporto, degli effetti e del destino delle specie chimiche in acqua, suolo e aria e degli effetti della tecnologia su di essi. Introduciamo, pertanto, la chimica dell’ambiente sulle basi delle definizione date.

24. Acqua e Chimica Acquatica Qualità e quantità di acqua disponibile hanno determinato le condizioni di vita degli uomini nel corso dei secoli. Siccità  diminuzione dei raccolti  carestie Alluvioni  inondazioni, danni su vasta scala Acqua inquinata  epidemie (colera, tifo ecc.) Problemi globali: aumento dell’uso di acqua per scopi civili (incremento della popolazione), agricoli ed industriali; Contaminazione dell’acqua causata dall’abbandono incontrollato di rifiuti pericolosi.

25. La chimica acquatica, che è la branca della chimica dell’ambiente che si occupa dei fenomeni chimici in acqua, considera l’acqua sotterranea, l’acqua dei fiumi, laghi, estuari e oceani ed i fenomeni che determinano la circolazione e la distribuzione delle specie chimiche nelle acque naturali. L’ambiente in cui vengono a trovarsi le acque naturali influenza notevolmente le specie e le reazioni chimiche che avvengono in esse. La chimica dell’acqua esposta all’atmosfera è nettamente diversa dalla quella che si trova sul fondo dei laghi. I microrganismi hanno un ruolo fondamentale nel determinare la composizione chimica dell’acqua. Limnologia  studia le caratteristiche chimiche, fisiche e biologiche delle acque dolci Idrologia Oceanografia  si occupa degli oceani e delle loro caratteristiche chimiche e fisiche

26. La riserva d’acqua mondiale è distribuita nelle cinque partidel ciclo idrologico 2 3 4 1 5 Idrosfera, atmosfera e litosfera sono fortemente connesse dal ciclo idrologico. Le attività umane influenzano tutte e tre.

27. L’acqua utilizzata dagli uomini è prevalentemente acqua dolce superficiale o sotterranea. In Italia le precipitazioni portano in media 300 miliardi di metri cubi d’acqua all’anno pari a 1000 millimetri all’anno. In Europa 650 mm all’anno Negli U.S.A. 760 mm all’anno. Il problema più importante relativo alla disponibilità di acqua è la sua distribuzione non uniforme rispetto allo spazio ed al tempo

30. L’acqua ha un certo numero di proprietà uniche, essenziali per la vita, molte delle quali sono dovute all’abilità con la quale è in grado di formare legami ad idrogeno.

33. L’elevato calore specifico (1 cal/g per ogni grado centigrado) previene ampi e repentini cambiamenti della temperatura dei grandi corpi d’acqua, proteggendo, in tal modo, gli organismi acquatici dallo shock di variazioni brusche di temperatura. Il grande calore di evaporazione (585 cal/g) ha un effetto stabilizzante sui grandi corpi d’acqua e permette il trasferimento di grandi quantità di energia verso l’atmosfera. L’acqua ha la sua densità massima a 4 gradi centigradi, superiore al punto di congelamento. La favorevole conseguenza è che il ghiaccio galleggia e raramente un intero corpo d’acqua ghiaccia completamente. Inoltre, le modalità di circolazione in verticale dell’acqua nei laghi sono ampiamente governate da questa relazione tra temperatura e densità, che è propria unicamente dell’acqua.

35. Le caratteristiche dei corpi d’acqua Le condizioni fisiche di un corpo d’acqua influenzano notevolmente i processi chimici e biologici che vi avvengono. Acque superficiali fiumi, laghi, bacini artificiali Paludi aree allagate poco profonde da permettere la crescita di piante con radici sul fondo Estuari costituiscono un altro tipo di corpo d’acqua in cui la mescolanza di acque dolci e salate provoca condizioni chimiche e biologiche uniche

36. La particolare relazione densità-temperatura dà luogo alla formazione di strati distinti nei corpi d’acqua fermi. Stratificazione termica. Durante l’estate uno strato d’acqua superficiale (epilimnio) è riscaldato dalla radiazione solare e, a causa della sua minore densità, galleggia sopra uno strato più freddo (più denso) che si trova sul fondo (ipolimnio). luce Grande sviluppo algale, livello di ossigeno disciolto relativamente alto, aerobico. epilimnio termoclino ipolimnio (termoclino = metalimnio) L’attività batterica ed il materiale organico biodegradabile possono essere la causa di uno stato anaerobico. Tendono ad essere predominanti le specie chimiche in forma ridotta.

37. Campagne di misura effettuate sul lago di Caldonazzo

39. La vita acquatica Gli organismi viventi (biota) di un ecosistema acquatico possono essere classificati come autotrofi  utilizzano l’energia solare o l’energia chimica per produrre biomassa CO2, NO3- e H2PO4-/HPO42- sono fonti rispettivamente di C,N e P per gli organismi autotrofi. eterotrofi utilizzano come fonte di energia e materiale grezzo per produrre biomassa le molecole organiche prodotte dagli organismi autotrofi Gli organismi autotrofi che utilizzano l’energia solare per sintetizzare materia organica da materia inorganica sono detti produttori. Le alghe sono tipici organismi produttori. I decompositori o riduttori sono un sottogruppo degli organismi eterotrofi, costituito principalmente da batteri e funghi, che terminano il processo di degradazione del materiale biologico nei composti semplici originariamente fissati dai produttori.

40. La capacità di un corpo d’acqua di produrre materiale vivente è detta produttività, risultante di una combinazione di fattori chimici e fisici. Acque con bassa produttività sono preferibili come acqua potabile e per uso sportivo. Per la vita dei pesci sono richieste acque con una produttività relativamente elevata. Una produttività eccessiva può condurre al soffocamento dei vegetali e a problemi di cattivo odore. In acque molto produttive la crescita delle alghe può diventare abnorme, con il risultato che la concomitante decomposizione delle alghe morte determina una riduzione dell’ossigeno disciolto a valori molto bassi eutrofizzazione

41. Le forme di vita più complesse rispetto ad alghe e batteri (pesci per esempio) rappresentano una frazione della biomassa comparativamente piccola nella maggior parte dei sistemi acquatici. L’influenza di queste forme di vita superiore sulla chimica acquatica è minima. Le condizioni chimiche e fisiche influenzano fortemente qualsiasi forma di vita acquatica. Temperatura, trasparenza e turbolenza sono le tre proprietà fisiche che maggiormente influenzano la vita acquatica. Bassa temperatura  bassa attività biologica Alta temperatura  letale per quasi tutte le forme di vita acquatica Trasparenza  necessaria per la crescita delle alghe Turbolenza  fattore importante per i processi di mescolamento e per il plancton

42. L’ossigeno disciolto (DO) è frequentemente una sostanza chiave nel determinare il grado di diffusione ed il tipo di vita in un corpo d’acqua Una deficienza di ossigeno è fatale per molti animali acquatici come i pesci. La presenza di ossigeno può essere altrettanto fatale per molti tipi di batteri anaerobici. La domanda biochimica di ossigeno (BOD) si riferisce alla quantità di ossigeno utilizzata quando il materiale organico presente in un certo volume d’acqua è degradato biologicamente. Il livello di nutrienti in acqua frequentemente determina la sua produttività. Le forme di vita vegetale richiedono anidride carbonica, nitrati, ortofosfati ed elementi in tracce come il ferro. La salinità è tollerata dalla vita marina, mentre molti organismi di acqua dolce sono intolleranti ai sali.

43. I fenomeni chimici dell’ambiente acquaticocoinvolgono processi familiari ai chimici: • reazioni acido-base • formazione di precipitati • solvatazione di ioni metallici e formazione di ioni idrati • complessazioni e complessi chelati • ossido riduzioni • interazioni tra fasi (dissoluzione e sviluppo di gas, in particolare CO2, O2) • fotosintesi • Discuteremo i fenomeni di chimica acquatica da un punto di vista • termodinamico. La cinetica delle reazioni acquatiche è comunque • molto importante e verrà considerata nei casi in cui sarà indispensabile. • Le particelle colloidali molto piccole sono importanti specie in acqua. Una delle loro caratteristiche più rilevanti è l’enorme sviluppo superficiale rispetto al volume. Concorrono nei fenomeni di scambio delle specie chimiche tra soluzione acquosa e fase solida.

44. Table 7a-1: Average composition of the atmosphere up to an altitude of 25 km. Average composition of the atmosphere up to an altitude of 25 km. Atmosfera e Chimica Atmosferica • L’atmosfera è formata da sottili strati di miscele di gas • che ricoprono la superficie della Terra. • In base alla temperatura l’atmosfera è divisa in • diversi strati. I più significativi sono: • troposfera (15°C : –56°C, 0-11 Km) • stratosfera (– 56°C: – 2°C, 11-50 Km) • L’aumento di temperatura nella stratosfera • è dovuto all’assorbimento da parte dell’ozono • delle radiazioni ultraviolette del sole. * variable gases * variable gases

45. Average composition of the atmosphere up to an altitude of 25 km. Altri gas sono: kripton, monossido d’azoto, xenon, anidride solforosa, ammoniaca e monossido di carbonio.

46. Le reazioni fotochimiche sono la caratteristica più importante della chimica atmosferica. Esse sono attivate dall’assorbimento di fotoni da parte di molecole. La radiazione ultravioletta ha una frequenza più alta della radiazione visibile, è più energetica ed è maggiormente in grado di spezzare i legami chimici nelle molecole che la assorbono. Una delle reazioni fotochimiche più significative è quella responsabile della presenza di ozono nella stratosfera O2 + h  O + O O + O2 + M  O3 + M La prima reazione assorbe radiazione tra 135-176 e 240-260 nm; l’ozono formato nella seconda reazione assorbe in maniera efficace la radiazione ultravioletta nel range di lunghezze d’onda 220-330 nm.

47. Gli ossidi di carbonio, azoto e zolfo sono importanti costituenti dell’atmosfera e sono inquinanti a livelli di concentrazione più elevati. Il biossido di carbonio (CO2), il più abbondante, è un costituente atmosferico naturale, ed è necessario per la crescita delle piante. Il livello attuale è dell’ordine di 350 ppm in volume ed aumenta di un ppm all’anno per le attività dell’uomo. (effetto serra?) L’ossido di carbonio (CO), sebbene non rappresenti una minaccia a livello globale, può essere estremamente pericoloso per la salute poiché impedisce al sangue di trasportare ossigeno ai tessuti. I due ossidi di azoto più importanti sono NO e NO2. Generalmente viene immesso nell’atmosfera NO ed in seguito a processi fotochimici si converte in NO2. Il biossido d’azoto assorbe radiazione a lunghezza d’onda minore di 430 nm per produrre O atomico altamente reattivo. Questo è il primo passo verso la formazione si smog fotochimico. Il biossido di zolfo (SO2), proviene dalla combustione di combustibili contenenti zolfo, in particolare il carbone. In atmosfera parte di questo biossido di zolfo è convertito in acido solforico, principale responsabile delle piogge acide.

48. L’idrocarburo più abbondante nell’atmosfera è il metano (CH4). Viene rilasciato da sorgenti sotterranee e prodotto dalla fermentazione di materiale organico. Il metano è poco reattivo, cosicché è minima la sua partecipazione nelle reazioni fotochimiche. I più importanti idrocarburi atmosferici inquinanti sono quelli contenuti nei gas di scarico delle automobili. In presenza di NO, inversione termica, bassa umidità e sotto l’azione delle radiazioni solari questi idrocarburi producono smog fotochimico che si manifesta con la presenza di materiale particolato, che riduce la visibilità, di ossidanti, come l’ozono, e di specie organiche nocive, come le aldeidi. Il termine particolato indica materiale di vario tipo disperso nell’atmosfera formato sia da particelle costituite da poche molecole che particelle di polvere visibili ad occhio nudo. Le particelle più piccole sono generalmente le più pericolose perché possono essere inalate fino ad arrivare negli alveoli polmonari. Aeresol: particelle di dimensioni colloidali presenti in atmosfera. Ceneri: particelle provenienti da fornaci.

49. Geosfera e Suolo La geosfera, o terra emersa,è quella parte della Terra sulla quale vivono gli uomini e dalla quale essi traggono la maggior parte dei loro alimenti, dei minerali e dei carburanti. Neanche tanto tempo fa, si pensava che la Terra avesse una capacità pressoché illimitata di tamponare i danni causati dall’uomo. Ora si sa che la geosfera è fragile. L’estrazione dei minerali, le piogge acide, l’erosione, l’abbandono di rifiuti pericolosi, ecc. stanno causando danni irreparabili alla geosfera. La preservazione della geosfera è una delle grandi sfide dell’umanità. Il suolo è costituito da una grande varietà di materiale, tra cui anche aria ed acqua.In media la parte solida del suolo è formata dal 95% di materiale minerale e dal 5% di materiale organico. Il suolo si è formato dall’erosione delle rocce madri, è poroso e risulta stratificato verticalmente per azione dell’acqua. Il suolo è un sistema aperto soggetto a scambi continui con atmosfera, idrosfera e biosfera. La parte più importante del suolo è lo strato superficiale, dove le piante mettono le radici e in cui avvengono la maggior parte delle attività biologiche. * variable gases * variable gases

50. La Biosfera La biosfera è quella parte dell’ambiente costituita da organismi e materiale biologico vivente. Virtualmente tutta la biosfera è contenuta nella geosfera e nell’idrosfera, nel sottilissimo strato in cui entrambe queste sfere entrano in contatto con l’atmosfera. La biosfera influenza fortemente le altre parti dell’ambiente e ne è, a sua volta, influenzata. Ad esempio, ci sono prove per pensare che l’atmosfera, originariamente riducente, sia stata stata trasformata nell’atmosfera attuale ricca di ossigeno dall’azione di alcuni microrganismi. L’aspetto più importante della biosfera è la fotosintesi della piante, che fissa il carbonio della CO2 dell’atmosfera e l’energia solare, sotto forma di biomasse ad alto contenuto energetico CO2(g) + H2O  {CH2O} +O2(g) In questo modo piante ed alghe si comportano da organismi autotrofi. Il processo opposto, la biodegradazione, decompone la biomassa {CH2O} +O2(g)  CO2(g) + H2O (respirazione aerobica) 2{CH2O}  CO2(g) + CH4 (g)(respirazione anaerobica) L’ultima reazione rappresenta la fonte principale di metano atmosferico. I resti non degradati vanno a costituire il materiale organico presente nei sedimenti. Il carbonio, fissato dalla fotosintesi, forma la base di tutti i combustibili fossili presenti nella geosfera.