Ambiente e Aria

In genere la composizione dell’aria è abbastanza costante, però in particolari ambienti possono aumentare le percentuali di certi componenti.

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Grafico tratto da Noi e l'aria

L’aria che respiriamo è fatta di elementi chimici in concentrazione alta e elementi chimici e molecole in concentrazione bassa (Neon, Elio, Metano, Kripton, Idrogeno, Protossido di Azoto, Ossido di Carbonio, Ozono, Anidride Solforosa, Biossido di Azoto) di cui alcune, purtroppo, nocive ad immissioni dovute anche ad alcune attività umane.

L'aria pulita è considerata un requisito fondamentale per la salute umana e il benessere. Tuttavia, l'inquinamento atmosferico continua a rappresentare una minaccia significativa per la salute in tutto il mondo.

(Organizzazione Mondiale della Sanità, OMS)

Nelle città l'inquinamento dell'aria esterna è causato da una miscela di inquinanti provenienti da

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Grafici tratti da noi e l'aria

Il monitoraggio viene effettuato misurando la presenza delle sostanze inquinanti, che hanno rilevanza sull'inquinamento dell'aria e sulla salute umana.  Di seguito si illustra il significato  dell'indice msp# e di ognuno dei parametri essaminati. Vengono evidenziati i valori limite, oltre i quali aumenta il rischio per la salute umana definito dai riferimenti legislativi europei e nazionali, (decreto legislativo n.155) e dalle raccomandazioni dell’OMS (Organizzazione Mondiale della Sanità e Linee guida per la qualità)

A Milano e in tutta la pianura padana, la presenza di Alpi e Appennini determina condizioni meteorologiche che ostacolano la dispersione degli inquinanti e ne favoriscono l’accumulo al suolo, rendendo più difficile raggiungere gli obiettivi che la normativa italiana ed europea, così come le linee guida dell’Organizzazione Mondiale della Sanità, richiedono.

(Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale, ISPRA)

IL MATERIALE PARTICOLATO

PM (particulate matter in inglese) cioè particolato, è un mix di particelle solide e liquide, che si trovano in sospensione nell’aria. Minore la dimensione del particolato e maggiore è la sua capacità di ‘infiltrarsi’ nel nostro organismo e tanto più è pericoloso. Tanto maggiore è il fattore di rischio, tanto è maggiore  la probabilità di insorgenza di malattie croniche alle vie respiratorie, come: asma, bronchiti, enfisemi, ma anche malattie più gravi cardiovascolari e tumori.

La popolazione più vulnerabile ai rischi connessi all’esposizione sono quelli con malattie cardiache o polmonari, gli anziani e i bambini.

Tra gli inquinanti atmosferici il particolato è quello con il maggior impatto sulla salute umana.

Il PM deriva da due componenti principali: una primaria (direttamente emessa da sorgenti come l’industria, il riscaldamento, i trasporti o alcuni fenomeni naturali) e una secondaria che invece proviene dalle trasformazioni che avvengono in atmosfera a partire da altre sostanze inquinanti come NOx (ossidi d’azoto), i composti organici volatili (VOC), il biossido di zolfo (SO2), l’ammonica (NH3) e altre sostanze ancora.

La formazione del PM secondario non è direttamente proporzionale alle quantità delle molecule che gli formano (precursori), in quanto le reazioni fisico-chimiche che avvengono in atmosfera sono molto complesse, coinvolgono migliaia di specie di molecule e sono influenzate dalle condizioni ambientali (es. radiazione solare, umidità, temperatura, ecc.).

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Il PM10 o particelle di diametro aerodinamico inferiore o uguale ai 10μm è un inquinante dalla natura chimico-fisica complessa, alla cui costituzione contribuiscono più sostanze.

Ai fini della protezione della salute umana, la OMS stabilisce un valore limite annuale di PM10 di 20 μg/m³ e giornaliero di 50 μg/m³ da non superare più di 35 volte in un anno. La normativa italiana è invece più tollerante e stabilisce un valore limiti annuale di 40 μg/m³ e il valore giornaliero di 50 μg/m³ può superare più di 35 volte in un anno.

Il PM2.5 o particelle di diametro aerodinamico inferiore o uguale ai 2.5μm. Date le ridotte dimensioni esse, una volta inalate, penetrano in profondità nel sistema respiratorio umano e, superando la barriera tracheo-bronchiale, raggiungono le profondità degli alveoli polmonari, potenziando quelli che sono i possibili effetti tossici e sistemici associabili al particolato atmosferico.

Ai fini della protezione della salute umana, la OMS stabilisce un valore limite annuale di PM2.5 di 10 μg/m³ e giornaliero di 25 μg/m³. La normativa italiana è invece più tollerante e stabilisce un limiti annuale di 25 μg/m³ e non stabilisce valore di riferimento per la media giornaliera.

 

Per entrambi gli inquinanti, la percentuale di popolazione urbana esposta mediamente a valori superiori alle soglie è del 82% nel caso del PM10 e del 79% nel caso del PM2.5. (ISPRA)

A Milano nel 2016 il 10-20% della popolazione è stato esposto a 41-50 ug/m3 PM10 e >25 ug/m3 di PM2.5. (ISPRA)

 

Il PM1 o particelle di diametro aerodinamico inferiore o uguale ai 1μm è potenzialmente più dannoso che PM2.5, perché per la sua piccolissima dimensione può arrivare in profondità nel sistema respiratorio umano. Per il PM1 non vengono indicati valori di riferimento.

IL MONOSSIDO DI CARBONIO

Il monossido di carbonio (CO) è un gas incolore e inodore che può essere dannoso se inalato in grandi quantità. Il CO viene rilasciato in sede di combustione. Le maggiori fonti di CO per l'aria esterna nelle zone urbane è il trasporto e gli impianti che bruciano combustibili fossili. Altre fonti sono il cherosene non ventilato e le stufe a gas, i camini e i forni e che possono influenzare la qualità dell'aria al chiuso.

Il CO2 è un prodotto della respirazione delle essere vivente (animali, piante, batterie, ecc.), e nella giusta quantità è essensiale per il mantenimento della vita ma, il ecesso di CO2 puo avere effeti negative sul pianeta (gas serra). Alcontempo il CO ragiunte certe quantità può influisre negativamente sulla salute umana.

Le concentrazioni di fondo globali di CO variano tra 0,06 mg/m3 e 0,14 mg/m3. Negli ambienti di traffico urbano di grandi città europee, la concentrazione media di CO nell'intevalo di 8 ore, è generalmente inferiore a 20 mg/m3 con picchi di breve durata di 60 mg/m3. Nei microambienti interni (ad esempio parcheggi sotterranei, gallerie stradali), in cui i motori a combustione vengono utilizzati in condizioni di ventilazione insufficiente, i livelli medi di CO possono superare i 115 mg/m3 per diverse ore. Nelle case con cucine a gas, sono state misurate concentrazioni di CO picco fino a 60-115 mg/m3.

Il fumo ambientale del tabacco in abitazioni, uffici, veicoli e ristoranti può aumentare la concentrazione media nell'8 ore di CO a 23-46 mg/m3.  

Il CO si diffonde rapidamente attraverso le membrane alveolari, capillari e placentare. Approssimativamente l'80-90% del CO assorbito si lega all'emoglobina per formare carbossiemoglobina (COHb). L'affinità dell'emoglobina per CO è 200-250 volte quella per l'ossigeno. Questa capacità legante riduce la capacità di trasportare ossigeno del sangue e compromette il rilascio di ossigeno nei tessuti extra vascolari.

Dati epidemiologici e clinici indicano che la CO derivante dal fumo recente e le esposizioni ambientali o occupazionali possono contribuire alla mortalità cardiovascolare e al decorso precoce dell'infarto miocardico. In contrasto con la maggior parte degli altri inquinanti atmosferici prodotti dall'uomo a concentrazioni molto elevate (ben al di sopra dei livelli ambientali), la CO causa un gran numero di decessi acuti e suicidi nella popolazione generale.

Per proteggere i gruppi di popolazione non fumatori, di mezza età e anziani con malattia coronarica documentata o latente da attacchi di cuore ischemico acuto e per proteggere i feti di donne gravide non fumatori da effetti ipossici indesiderati, un livello di COHb del 2,5% non dovrebbe essere superato.

I seguenti valori indicativi e periodi di esposizione media ponderata nel tempo sono stati determinati in modo tale che il livello di COHb del 2,5% non sia stato superato (WHO-Europe):

  • 100 mg/m3 for 15 minutes
  • 60 mg/m3 for 30 minutes
  • 30 mg/m3 for 1 hour
  • 10 mg/m3 for 8 hours

A partire dai primi anni ’90 le concentrazioni di CO hanno presentato una pro­gressiva netta diminuzione dovuta principalmente al miglioramento tecnologico applicato alle fonti emissive nel settore automobilistico (in particolare all’introdu­zione del catalizzatore nelle vetture a benzina), e alla diffusione della motorizza­zione diesel, avente un minor impatto su questo inquinante. Negli ultimi anni le concentrazioni si sono assestate su valori di molto inferiori al limite di legge.  

IL BIOSSIDO DI AZOTO

Il biossido di azoto (NO2) è un gas incoloro inquinante prodotto dell’ossidazione del monossido di azoto (NO) in atmosfera; solo in parte è emesso direttamente da fonti antropiche (combustioni nel settore dei trasporti, negli impianti industriali, negli impianti di produzione di energia elettrica, di riscaldamento civile e di incenerimento dei rifiuti) o naturali (suoli, vulcani e fenomeni temporaleschi).  

L’NO2 ha effetti negativi sulla salute umana e insieme all’NO contribuisce ai fenomeni di smog fotochimico (è precursore per la formazione di inquinanti secondari come ozono troposferico e particolato fine secondario), di eutrofizzazione e delle piogge acide.

Il NO2 è un gas irritante delle vie respiratorie e degli occhi, e in combinazione con il particolato e altri inquinanti prodotti dal traffico veicolare è stato associato in molti studi epidemiologici con disturbi respiratori e cardiovascolari. Studi scientifici hanno anche connesso l’esposizione a breve termine all’NO2, con sintomi respiratori, come l’infiammazione delle vie aeree, anche in persone sane nonché un aumento dei sintomi respiratori in persone asmatiche.

In ambito urbano le maggiori concentrazioni di NO2 e NOx (NO2+NO) sono generalmente rilevate vicino le strade trafficate nonché all’interno delle auto stesse, e la concentrazione va riducendosi, avvicinandosi ai livelli del fondo, a partire dai 50 m dal bordo della strada. Ragion per cui una certa percentuale di popolazione, che vive 

o lavora nelle vicinanze delle principali arterie di traffico urbano sarà, in media, esposta a valori superiori a quelli di fondo urbano.

Le concentrazioni di NO2 sono spesso fortemente correlate con quelle di altri inquinanti tossici ed essendo il metodo più facile da misurare è spesso usato come surrogato dell'insieme della sostanza inquinante. (OMS)

Le concentrazioni di NO2 sono spesso fortemente correlate con quelle di altri inquinanti tossici ed essendo il metodo più facile da misurare è spesso usato come surrogato dell'insieme della sostanza inquinante. WHO

NO2 presenta un dilemma rispetto alle linee guida. È chiaro che il pubblico dovrebbe essere protetto da un'eccessiva esposizione, ma la raccomandazione di una linea guida è complicata a causa delle difficoltà poste dalle incertezze nella relazione esposizione-risposta sia per l'esposizione acuta (> 3 ore) che a lungo termine, e incertezze nello stabilire un adeguato margine di protezione. Inoltre, non è possibile discernere chiaramente i contributi relativi dei livelli di NO2 all'interno e all'esterno.

Per la protezione della salute umana, la normativa Italina e d’accordo con la OMS che stabiliscono come valore limite orario di NO2 200 μg/m³ da non superare più di 18 volte in un anno e un valore limite annuale di 40 μg/m³.

I COMPOSTI ORGANICI VOLATILI

I composti organici volatili (in inglese volatil organic compounds o VOC) comprendono diversi composti chimici formati da diverse molecole con comportamenti fisici e chimici differenti, caratterizzati da la volatilità. A queste gruppo appartengono centinaia di sostanze di origine industrial (idrocarburi (alifatici e aromatici)) e naturale (volatile emessi dalle piante o gli animali (respirazione, traspirazione).  

Il benzene (C6H6) fa parte della classe dei composti organici volatili, per la relativa facilità di passare in fase vapore a temperatura e pressione ambiente. Le principali sorgenti di emissione sono i veicoli a motore (gas di scarico e vapori di automobili e ciclomotori), gli impianti di stoccaggio e distribuzione dei combustibili, i processi di combustione che utilizzano derivati dal petrolio e l'uso di solventi contenenti benzene.

Le concentrazioni di benzene sono diminuite a partire dalla metà degli anni ’90, in seguito alla diminuzione all’1% del contenuto massimo consentito nelle benzine e alla diffusione di nuove auto dotate di marmitta catalitica. Altri interventi nor­mativi hanno imposto la progressiva introduzione del ciclo chiuso nei circuiti di distribuzione dei carburanti, con particolare riguardo al momento del carico delle autobotti in deposito e a quello dello scarico presso i punti vendita. I valori medi annui sono da diversi anni inferiori ai limiti previsti dalla normativa.

I IDROCARBURI POLICICLICI AROMATICI 

Gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) sono prodotti nei processi di combustione incompleta di materiali organici (cottura alla brace, affumicatura di alimenti e fumo di tabacco) e sono emessi in atmosfera quasi totalmente adsorbiti sul materiale particolato. Molti composti sono cancerogeni, anche se l’evidenza di cancerogenicità sull’uomo relativa a singoli IPA è estremamente difficile, poiché in condizioni reali si verifica sempre una esposizione simultanea a miscele complesse di molte decine di IPA.

Il Benzo[a]pirene (BaP) è un IPA classificato come cancerogeno per l’uomo (categoria 1). Il BaP è ritenuto un buon indicatore di rischio cancerogeno per la classe degli IPA valutati; è stato stimato un rischio incrementale pari a 9 casi di cancro polmonare ogni 100.000 persone esposte per tutta la vita ad una concentrazione media di 1 ng/m3 di BaP. L’OMS ha quindi raccomandato un valore guida di 1 ng/m3 per la concentrazione media annuale di BaP.

OZONO

L’ozono troposferico (O3) è un inquinante tossico per l’uomo, irritante delle mucose delle vie respiratorie anche a livelli relativamente bassi e può causare disturbi respiratori e cardiovascolari. I soggetti più vulnerabili ai rischi connessi all’esposizione sono i bambini, gli anziani e i soggetti asmatici, ma anche chi lavora all’aperto. Studi scientifici hanno dimostrato come l’inalazione di ozono può essere causa di: tosse, irritazione della gola, infiammazione delle vie respiratorie, riduzione della funzionalità respiratoria, aumento della suscettibilità alle infezioni e dolore toracico. Nei soggetti con patologie respiratorie può peggiorare le condizioni di bronchite, enfisema e asma, nonché aumentare il rischio di morte prematura nei soggetti con malattie cardio-polmonari.

L’O3 è un inquinante secondario che si forma attraverso processi fotochimici in presenza di inquinanti precursori (quali gli NOx e VOC).

Dopo il particolato, l’O3 è l’inquinante atmosferico che, per tossicità e per i livelli di concentrazione che possono essere raggiunti, incide maggiormente sulla salute umana. Può causare seri problemi anche all’ecosistema, all’agricoltura e ai beni materiali.

Per la normativa Italiana l’O3, ai fini della protezione della salute umana un obiettivo a lungo termine (OLT, pari a 120 μg/m3, calcolato come valore massimo giornaliero della media della concentrazione di O3 su 8 ore consecutive), una soglia di informazione (180 μg/m3) e una soglia di allarme (240 μg/m3) entrambe come media oraria.

Per la OMS invece, il valore massimo giornaliero della media della concentrazione di O3 su 8 ore consecutive è di 100 μg/m3.

DIOSSIDO DI SOLFO

Attualmente le concentrazioni di Diossido di solfo (SO2) sono largamente al di sotto dei limiti di legge. Il limite per la media giornaliera e quello per la media oraria non vengono superati attual­mente in nessuna stazione di misura regionale.

Le concentrazioni di SO2 hanno raggiunto valori molto elevati alla fine degli anni ’60. Successivamente, l’adozione di misure legislative sulla riduzione del contenuto di zol­fo nel gasolio per riscaldamento, nell’olio combustibile, nella benzina e nel gasolio per autotrazione, nonché la diffusione della metanizzazione degli impianti termici civili ed industriali hanno contribuito in maniera decisiva a far diminuire le emissioni di SO2 da­gli impianti industriali, dagli impianti per il riscaldamento domestico, ma anche dagli automezzi.

Al decremento di questo inquinante ha contribuito la trasformazione delle centrali termoelettriche da ciclo a vapore, con caldaie alimentate ad olio combustibile, a ciclo combinato, con turbogas alimentate a metano, la delocalizzazione/dismissione degli impianti produttivi a maggiore emissione nonché il divieto di uso di olio combu­stibile negli impianti per il riscaldamento civile e la diminuzione del tenore di zolfo nei carburanti.

Per la protezione della salute umana, la OMS stabilisce un valore limite giornaliero di SO2 di 20 μg/m³ e 500 μg/m3 per la media di 10 minuti. La normativa italiana è più permissiva e stabilisce un valore medio giornaliero di 125 μg/m3 da non superare più di 3 volte in un anno e un valore medio orario di 350 μg/m3 da non superare più di 24 volte in un anno.

CONCLUSIONE

L’andamento, generalmente decrescente delle emissione, è anche dovuto all'utilizzo dei combustibili, qualli gas naturali come il metano, in sostituzione di combustibili come carbone e olio, e all’introduzione dei catalizzatore nei veicoli, all’adozione di misure volte al miglioramento dei processi di combustione nella produzione energetica e di tecniche di abbattimento dei fumi.

Tuttavia, continuano a verificarsi superamenti del valore limite giornaliero dei parametri, fra qui: il PM10, l'ozono e l’NO2.

Nei ultimi anni c’è stata una lenta riduzione dei livelli di PM10 e NO2 in Italia è il risultato della riduzione congiunta delle emissioni di particolato primario e dei principali precursori del particolato secondario (ossidi di azoto NOx, ossidi di zolfo (SOx), ammoniaca).

(ISPRA)

ALCUNE ESPERIENZE E STUDI

Le informazioni sopra introdote sono desunte dai seguenti documenti:

Normative: Decreto Legislativo 13 agosto 2010, n. 155: Attuazione della direttiva 2008/50/CE relativa alla qualità dell’aria ambiente e per un’aria più pulita in Europa

Fondazione Umberto Veronesi: Inquinamento e salute: Dal traffico al fumo, dalla chimica all’attività lavorativa: come l’ambiente influenza il rischio di ammalarsi di tumore

Rapporto Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale  (ISPRA): Inquinamento dell’aria e cambiamento climatici

Agenzia Regionale per la Protezione Ambientale (ARPA):

Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS):

ALTRE LINK UTILI

Ministero della salute

Ministero dell'ambiente

Fondazione per lo Sviluppo Sostenibile

 

PER BAMBINI:

Progetto Ambientiamoci

Noi e l'aria

World Wide Fund for Nature (WWF): Che aria tira