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 Il PM deriva da sorgenti dirette come l’industria, il riscaldamento, i trasporti o alcuni fenomeni naturali e dalle trasformazioni che avvengono in atmosfera a partire da altre sostanze come NOx (ossidi d’azoto), i composti organici volatili (VOC), il biossido di zolfo (SO2), l’ammonica (NH3) e altre sostanze (indirette). Il PM è pericoloso perché può contenere sostanze tossiche come gli idrocarburi aromatici policiclici (IPA), i metalli pesati, ecc.

Il PM10 o particelle di diametro aerodinamico inferiore o uguale ai 10μm: 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: 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.

Il PM1 o particelle di diametro aerodinamico inferiore o uguale ai 1μm: è potenzialmente più dannoso che PM2,5. Per il PM1 non vengono indicati valori di riferimento.

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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 BIOSSIDO DI AZOTO

Il biossido di azoto (NO2) è un gas inquinante prodotto dell’ossidazione del monossido di azoto (NO) in atmosfera. NO2 e NO (ossidi d’azoto o NOx) sono in parte emessi direttamente nella atmosfera (fonti umane (trasporto, industria, produzione di energia elettrica, riscaldamento, incenerimento dei rifiuti) e naturale (suoli, vulcani e fenomeni temporaleschi)) e in parte prodotti dalla trasformazioni che avvengono in atmosfera a partire da sostanze come l’ammonica (NH3), i composti organici volatili (VOC) e altre sostanze (indirette).
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.

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 (il trasporto, gli impianti che bruciano combustibili fossili, i camini, tabacco, ecc.). 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.
Il CO2 invece è un prodotto della respirazione delle essere vivente (animali, piante, batterie, ecc.), e è essenziale per il mantenimento della vita ma, il eccesso di CO2 può avere effetti negative sul pianeta (gas serra).
I seguenti valori indicativi e periodi di esposizione media ponderata nel tempo sono stati determinati in modo tale che il livello di carbossiemoglobina (complesso stabile formato da monossido di carbonio (CO) ed emoglobina all'interno dei globuli rossi) del 2,5% non sia stato superato (OMS e normativa Italina): 100 mg/m3 per 15 minuti, 60 mg/m3 per 30 minuti, 30 mg/m3 per 1 ora e10 mg/m3 per 8 ore.

I COMPOSTI ORGANICI VOLATILI

I composti organici volatili (COV, o dall’inglese VOC) sono composti chimici che evaporano molto facilmente a normali condizioni ambientali di pressione e temperatura. I VOC sono sia di origine naturale che sintetica, sono naturalmente contenuti in moltissimi materiali, sono emessi da piante e animali (uomo compreso) e possono essere aggiunti ad un materiale industriale per migliorarne le prestazioni o la semplicità di manifattura.Appartengono ai VOC sia i terpeni del legno (come l’alfapinene o il betapinene, responsabili del caratteristico profumo di resina), sia il benzene contenuto nei carburanti. Ma mentre i primi non sono dannosi per l’uomo, se inalati in dose modeste, il secondo è un noto cancerogeno, da evitare a qualunque concentrazione. Un altro VOC ampiamente conosciuto nel mondo edile è la formaldeide, che era largamente utilizzata nella manifattura di colle per la produzione dei pannelli di particelle e travi lamellari perché estremamente versatile, mentre oggi è sottoposta a precisi vincoli d’impiego.
Direttiva 2004/42/CE - Decreto Legislativo 27 marzo 2006 n.161 su: Limitazione delle emissioni di VOC dovuti all’uso di solventi organici in alcune vernici e pitture (2006). La Direttiva subordina l’immissione sul mercato delle pitture e dei i rivestimenti utilizzati in edilizia a: un contenuto massimo di COV diverso per ogni categoria, specifici obblighi di etichettatura; include diverse sanzioni; delinea i metodi analitici di calcolo del tasso di COV; definisce i valori limite per le diverse sottocategorie di prodotti. La Direttiva introduce l’obbligo di apporre sui prodotti inclusi nel suo ambito di applicazione un’apposita etichetta da cui risultino evidenti alcune informazioni basilari: la natura del prodotto ed il relativo contenuto di COV.
Legare la presenza di uno o più VOC all’effetto sulla salute delle persone è estremamente complesso.
Come nel caso delle medicine, ci sono fattori legati a ciascun individuo (età, sesso, patologie…), alle molecole chimiche dei VOC (concentrazione, interazioni…), alla somministrazione (frequenza di inalazione, durata…). Ci sono VOC che hanno un accertato impatto negativo sulla salute (VOC cancerogeni come il benzene, per esempio), ed altri su cui non esistono risultati di ricerca che correlino in modo univoco la molecola con un effetto negativo sulla salute. Anzi, ci sono numerosi VOC che vengono venduti anche in farmacia, a scopo benefico! Quali oli essenziali, vapori e unguenti balsamici per inalazioni o profumi per ambienti.
Le attività di monitoraggio dei VOC e la valutazione dei fattori di rischio per la salute, risultano elementi fondamentali all’individuazione delle misure necessarie a prevenire e a ridurre i livelli di concentrazione degli inquinanti nell’ambiente domestico (indoor).
La qualità dell’aria indoor (IAQ) si riferisce all’aria interna che si respira negli ambienti confinati, quali: abitazioni, uffici, strutture comunitarie, ambienti destinati ad attività ricreative e sociali, mezzi di trasporto.
In Tutte le principali politiche di sostenibilità, la qualità dell’aria indoor nominata solo per l’efficienza energetica degli edifici e riguarda solo i parametri microclimatici (illuminazione, temperatura, ventilazione) ma non per le emissioni e le concentrazioni di inquinanti chimici. È necessario migliorare la valutazione della IAQ per la prevenzione dell’emissioni dei materiali da costruzione e dei prodotti di consumo.

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 gas che si forma attraverso processi fotochimici in presenza di inquinanti precursori come gli ossidi di (NOx) e i composti organici volatili (VOC) (inquinante secondario). Dopo il PM, l’O3 è l’inquinante atmosferico che, per tossicità e per i livelli di concentrazione che possono essere raggiunti, incide maggiormente sulla salute umana.
Per la normativa Italiana l’O3, ai fini della protezione della salute umana viene stabilito un valore obiettivo di 120 μg/m3, calcolato come valore massimo giornaliero della media della concentrazione di O3 su 8 ore consecutive, una soglia di informazione di 180 μg/m3 e una soglia di allarme di 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

Il diossido di solfo (SO2) sono è stato un inquinante molto pericoloso negli anni ‘50. Nel 1952 a Londra in una settimana a causa della grande quantità di SO2, morirono 12 mila persone. L’adozione di misure legislative sulla riduzione del contenuto di zol¬fo 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.
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.

L'AMMONIACA

L’ammoniaca o NH3 è un gas incolore dall'odore pungente molto forte, irritante e tossico. L’ NH3 è emessa principalmente dalle attività agricole (allevamenti zootecnici e fertilizzanti) e, in minori quantità dai trasporti stradali, smaltimento dei rifiuti, combustione della legna e combustione di combustibili fossili.
Le emissioni di NH3 dei 33 paesi membri della Agenzia Europea Ambietale (European Environment Agency, EEA-33, che includono i 27 stati membri dell'Unione Europea insieme a Islanda, Liechtenstein, Norvegia, Svizzera e Turchia) sono diminuite del 25% tra gli anni 1990 e 2011. L'agricoltura è stata responsabile del 94% delle emissioni di NH3 nel 2011.
Nel contesto ambientale, NH3 contribuisce alla deposizione acida e all'eutrofizzazione. I successivi impatti della deposizione acida possono essere significativi, inclusi effetti negativi sugli ecosistemi acquatici in fiumi e laghi e danni a foreste, raccolti e altra vegetazione. L'eutrofizzazione può portare a gravi riduzioni della qualità dell'acqua con conseguenti impatti tra cui diminuzione della biodiversità, cambiamenti nella composizione e dominanza delle specie ed effetti di tossicità. L'NH3  contribuisce anche alla formazione di aerosol di particolato secondario (PM).
La normativa nazionale ed europea non stabiliscono valori limite o standard da rispettare per le concentrazioni in aria ambiente di NH3 . Le Linee Guida WHO (Air Quality Guidelines for Europe – second edition, 2000) stabiliscono il livello critico per l’ambiente per i composti azotati. I livelli critici sono basati su un’indagine di evidenze scientifiche pubblicate di effetti fisiologici ed ecologicamente importanti solo sulle piante, in particolare acidificazione ed eutrofizzazione. Il livello critico fissato per l’NH3  è di 270 µg/m3 come media giornaliera.
Non ci sono invece riferimenti a valori limite per la protezione della salute umana per l’NH3, mentre sono fissate le soglie di esposizione professionale (TLV-TWA (time-weighted average; 8 ore/giorno; 40 ore settimanali): 25 ppm pari a 17 mg/m3 e TLVSTEL (Threshold Limit Value o la concentrazioni ambientali delle sostanze chimiche aerodisperse al di sotto delle quali si ritiene che la maggior parte dei lavoratori possa rimanere esposta ripetutamente giorno dopo giorno, per una vita lavorativa, senza alcun effetto negativo per la salute): 35 ppm pari 24 mg/m3) che risultano di almeno tre ordini di grandezza superiori rispetto alle concentrazioni usualmente registrate in campagne di monitoraggio di NH3  in aria ambiente.

CARBONIO ELEMENTARE, ORGANICO O BLACK CARBON

Il black carbon (BC) si riferisce al insieme delle particelle che contengono solo carbonio (in cui il carbonio tetravalente è chimicamente legato con altri atomi di carbonio, con l’idrogeno e altri elementi quali, ad esempio, ossigeno, zolfo, azoto, fosforo, cloro, ecc.) in grado di assorbire luce con lunghezza d'onda caratteristica nello spettro del visibile (380-760 nm).
A questa frazione carboniosa del particolato sono attribuiti impatti negativi sulla salute umana, sull'ecosistema e sulla visibilità. Grazie alla loro natura fisica di nano particella e alla loro elevata superficie specifica sono in grado di veicolare all'interno dell'organismo umano sostanze cancerogene e genotossiche come gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) e i metalli.

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, il PM2.5, 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):

European Environmental Agency:

Fondazione per lo Sviluppo Sostenibile:

Legislazione e normativa Nazionale ed Europea inerente le emissioni di Composti Organici Volatile Indoor

Ambiente, clima, salute e strategie nazionali per l'andamento 

 

ALTRE LINK UTILI

Ministero della salute

Ministero dell'ambiente

Agenzia Mobilità Ambiente Territorio

Composti Organici Volatili (COV)

Ammonia (NH3) emissions

 

ALTRE RETE

  • Rete di sensori locali di Nairobi a basso costo, che fornisce dati preziosi alle comunità.
  • Rete di sensori di polveri fini e auto-costruzione con sede in Germania ma con utenti in tutta Europa.
  • Rete di centraline low cost per il monitoraggio della qualità dell’aria a Firenze.
  • Studio che valuta l’effetto dell'inquinamento atmosferico dell'attività urbana al variare delle inquinanti, visitatori e residenti e diversi tipi di attività in Cina.

 

PER BAMBINI:

Progetto Ambientiamoci

Noi e l'aria

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

NASA Climate