Gli inquinanti principali da traffico

E’ APERTA LA RACCOLTA DI FIRME PER LA PETIZIONE ALLA IUPAC per dare il nome Levio ad uno dei 4 nuovi elementi:FIRMATE!

https://www.change.org/p/international-union-of-pure-and-applied-chemistry-giving-name-levium-to-one-of-the-4-new-chemical-elements

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Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Luigi Campanella, ex Presidente SCI

Premesso che gli autoveicoli circolanti in italia sono circa 37 milioni (il totale dei veicoli sfiora i 50 milioni) con un rapporto di circa 1:1 fra benzina e gasolio, che il consumo di gasolio e’ circa 2-3 volte superiore a quello della benzina (22-23 milioni di tonnellate contro 7-8), che l’inquinamento da motori diesel si caratterizza per valori elevati di  ossido di carbonio, idrocarbuti incombusti, particolato atmosferico, al pari di quello da benzina e soprattutto di NO_x (si veda anche il nostro post a riguardo), superiori quest’ultimi all’inquinamento da motori a benzina per le piu’ alte temperature e pressioni che li caratterizzano, dovute alle esigenze dell’autoaccensione, quello che segue è un post che affronta soltanto i problemi posti dall’inquinamento da benzina.

Gli inquinanti principali da traffico e da impianti di riscaldamento sono sostanzialmente divisi in quattro categorie:

Ossidi di azoto

Particelle sospese

Ossido di carbonio

Composti organici volatili

Si noti che ben il 60% dell’inquinamento da queste quattro classi di inquinanti è dovuto al traffico.

In Italia circolano circa 37 milioni di auto. Il consumo di benzina verde e rossa, a parte la Germania, (bisogna però tenere conto che con l’unificazione della Germania Est e della Germania Ovest la popolazione è di molto aumentata), è uno dei più alti di Europa ,7-8 milioni di tonnellate. Si può quindi affermare che l’Italia contribuisce effettivamente in modo massiccio all’inquinamento da traffico.

In un giorno feriale nella capitale Roma avvengono 6 milioni di spostamenti: di questi, 1,4 milioni a piedi o in bicicletta, ben 4,4 milioni con mezzi motorizzati: 1,3 milioni con mezzi pubblici; 3,1 milioni con mezzi privati. Di fatto, quindi, l’80% delle persone si sposta con mezzi motorizzati, e per la maggior parte mezzi privati con una sola persona a bordo, una situazione a cui è francamente difficile porre rimedio senza l’impegno ed il sacrificio di ognuno.

In effetti con la benzina verde si pensava di avere in parte risolto o perlomeno ridotto i problemi del traffico. Se però percorriamo gli ultimi 25 anni notiamo che si sono succeduti tre tipi di combustibile per le macchine:

La benzina rossa (degli anni ’80)

La benzina verde (degli anni ’90)

La benzina verde nuova (degli anni 2000)

A questi tre tipi di benzina hanno sempre corrisposto dei problemi ambientali, vere e proprie emergenze: alla benzina rossa hanno corrisposto i metalli, alla benzina verde i BTX, e alla benzina verde di nuova generazione il PM (particolato).

Il problema della benzina rossa era collegato al fatto che essa conteneva i composti a base di piombo con funzione antidetonante. Questo piombo veniva smaltito nell’ambiente, da cui numerosi casi di piombemia ed avvelenamento.

La benzina verde che ha progressivamente sostituito la rossa, ha una composizione diversa e non contiene piombo: contiene tuttavia BTX (benzene,toluene,xilene), idrocarburi cancerogeni.

I dati rilevati nelle stazioni sperimentali del comune di Roma alcuni anni fa (immediatamente dopo la sostituzione della benzina rossa con quella verde) denunciavano per questi composti un valore anche 10 volte superiore a quello che oggi è considerato il livello di guardia, cioè 5-10  microgrammi/m³.

Negli ultimi anni, il livello di BTX è sceso: nel 2001 esso è arrivato a valori di 10, cioè al livello di qualità. Ciò è stato possibile con le campagne contro il benzene e con le leggi che hanno stabilito nello 0,5% la quantità massima di aromatici nella benzina (benzina verde corretta).

In questa nuova benzina non c’è piombo e il benzene è ridotto sotto lo 0,5%. Dopo un paio di anni di relativa tranquillità, è poi sorto un nuovo problema: la combustione della benzina produce delle particelle piccole (quasi invisibili) e carboniose. Si tratta del particolato atmosferico, pericoloso in quanto, assumendolo attraverso la respirazione o la pelle produce dei danni agli organi respiratori. La normativa di riferimento (fra cui le direttive europee sull’inquinamento urbano 1999/30/EC e 96/62/EC) ha cercato di porre un freno al problema, fissando i limiti annuali di PM₁₀ per la protezione della salute a 50 (microgrammi/ m³) μg/m³ da non superare più di 35 volte l’anno (una soglia che dal 2010 scenderà a 20 μg/m³ per un massimo di 7 volte l’anno) e i limiti giornalieri a 40 μg/m³. Il problema però è tutt’altro che sotto controllo: 104 superamenti del limite giornaliero a Torino, 91 a Bari, 87 a Venezia, 80 a Milano, 67 a Roma, 59 a Bologna. Anche secondo le ultimissime valutazioni le responsabilità sono da attribuire per il 50% al trasporto su strada che in città come Roma raggiunge quote del 70%, ma è anche decisamente sensibile soprattutto al Centro-Nord, il contributo fornito dal riscaldamento e dal settore industriale, che raggiunge i suoi picchi nelle metropoli e nelle grandi aree produttive.

Il particolato può essere immaginato come un contenitore di molti composti chimici e di altre sostanze, in forma variabile. Ciò rende ovviamente difficili le previsioni anche sulla tossicità dello stesso: è dunque un nemico particolarmente pericoloso, in quanto muta.

La normativa tecnica e giuridica non è stata ancora in grado di fornire le linee guida per tracciare un quadro completo e rappresentativo delle emissioni in atmosfera delle polveri sottili. Nel 2006 l’Oms, riconoscendo la correlazione fra esposizione alle polveri sottili e insorgenza di malattie cardiovascolari e l’aumentare del danno arrecato all’aumentare della finezza delle polveri, ha indicato il limite del PM_2.5 come misura aggiuntiva di riferimento delle polveri sottili nell’aria e ha abbassato i livelli di concentrazione massimi “consigliati” a 20 e 10 microgrammi/m³ rispettivamente per PM₁₀ e PM_2.5. Un caso più sintomatico è quello che riguarda la componente cosiddetta “condensabile” generata dai processi di combustione, una frazione non facilmente definibile con le norme tecniche attualmente in vigore, ma che pure fornisce un contributo sensibile alla formazione del particolato secondario, massimo responsabile dei livelli delle polveri fini (PM₁₀, PM_2.5, PM₁) nell’aria. Dando uno sguardo oltre confine si scopre che l’Epa (l’Agenzia federale americana per la protezione dell’ambiente) è l’unica ad aver sviluppato un protocollo di campionamento ed una metodologia vera e propria “a condensazione” sul particolato emesso dai fiumi di una centrale di riscaldamento.

Il sistema comporta una gestione abbastanza complessa, per cui, al momento, appare come una strumentazione adatta per studi di ricerca, ma difficilmente utilizzabile per misure di controllo”. E per il futuro? Un’evoluzione auspicabile sarebbe sicuramente quella di poter riprodurre anche gli effetti fotochimici a cui sono soggetti i fumi una volta introdotti in atmosfera e valutare così il contributo alla formazione di particolato secondario in modo specifico per ogni combustibile.

Come agisce il particolato atmosferico? Di preciso non si sa ancora. Secondo alcuni la causa dei problemi alla salute è da ricercarsi nella alta capacità di queste particelle di penetrare nei polmoni (il che porta ad una carenza di ossigenazione). Secondo altri, questo particolato, carico di acidi, corroderebbe organi e tessuti. Secondo altri ancora, infine, i metalli in esso contenuti sarebbero catalizzatori di reazioni di degradazione e comporterebbero la formazione di sostanze tossiche: in altre parole, il particolato agirebbe come un qualsiasi altro tossico. Sono ipotesi diverse, ma il risultato unico è che il particolato è un pericolo reale da cui dobbiamo difenderci. Ma come? I provvedimenti recenti circa il traffico sono appunto un tentativo di difesa in questo senso.

Tuttavia, si è già visto che se si corregge la benzina ed il sistema di utilizzo in modo tale che il PM₁₀ venga ridotto, aumenta il PM_2.5: queste particelle più piccole sono ancora più pericolose in quanto sono in grado di penetrare lì dove quelle da 10 micron non erano in grado di fare. Si tratta in definitiva di continue battaglie e non è sempre detto che quelli che pensavamo essere stati dei passi avanti in ultima analisi effettivamente lo siano.

L’atmosfera urbana è caratterizzata dalla presenza di un insieme vasto ed eterogeneo, da un punto di vista chimico-fisico, di particelle aerodisperse di dimensioni comprese tra 0,005 e 100 μm, costituite essenzialmente da minerali della superficie terrestre, prodotti di combustione e di attività industriali, artigiane, domestiche, sali provenienti da aerosol marini, prodotti di reazione in atmosfera. Le quantità di materiale particellare riscontrabili nelle atmosfere urbane sono in genere dell’ordine di 50-250 μg/m³.

Fra queste particelle viene considerata con sempre maggiore interesse per i suoi effetti sulla salute della popolazione esposta la frazione inalabile, ovvero la frazione granulometrica di diametro aerodinamico minore di 10 μm (PM 10). La frazione granulometrica del PM₁₀ formata da particelle di diametro aerodinamico maggiore di 2,5μm costituisce la frazione coarse, che una volta inalata può raggiungere l’apparato respiratorio superando il livello naso-faringeo, quella costituita da particelle con diametro aerodinamico minore di 2,5μm (PM 2,5) costituisce la frazione fine, che una volta inalata, è in grado di arrivare fino al livello degli alveoli polmonari.

Le polveri fini, o particolato, hanno soprattutto tre origini:

1. Mezzi di trasporto che bruciano combustibili
2. Impianti industriali
3. Impianti di riscaldamento

Le attuali conoscenze sul potenziale rischio cancerogeno per l’uomo dovuto all’esposizione del particolato, derivano da studi di epidemiologia ambientale e di cancerogenesi sperimentale su animali e da saggi biologici a breve termine, quali test di genotossicità, mutagenesi e trasformazione cellulare.

Si è riscontrata un’elevata attività mutagena nell’aria urbana di tutte le città del mondo e risulta crescente la preoccupazione per un possibile effetto cancerogeno sulla popolazione in seguito all’esposizione da particolato urbano. E’ infatti noto da molto tempo che estratti della componente organica da particolato urbano possono indurre cancro alla pelle in animali da esperimento e risultano mutageni in alcuni dei test adottati per tale valutazione.

Inoltre in alcuni studi è stato mostrato come l’esposizione ad aria urbana abbia provocato la formazione di addotti multipli al DNA, sia nel DNA batterico che nel DNA della pelle e del polmone del topo. Infine estratti della componente organica da particolato sono risultati positivi anche in saggi di trasformazione cellulare in cellule di mammifero.

Uno studio dell’US Environmental Protection Agency (USEPA) sui tumori “ambientali” negli Stati Uniti stima che il 35% dei casi di tumore polmonare “urbano” attribuibili all’inquinamento atmosferico sia imputabile all’inquinamento da particolato.

L’organizzazione Mondiale della Sanità ha riconosciuto che in Italia, nelle città più inquinate la percentuale de decessi che si possono addebitare alle polveri può arrivare fino al 5%.

http://www.isprambiente.gov.it/files/pubblicazioni/statoambiente/tematiche2011/03_Qualita_dellaria_2011.pdf

La variabilità della composizione chimica del particolato atmosferico fa si che, ai fini della protezione dei cittadini e degli esposti, la misura solo quantitativa di questo indice non sia del tutto significativa.

E’ per questo che negli ultimi anni vanno moltiplicandosi gli studi su questo inquinante, riguardanti il campionamento, l’analisi, la valutazione di tossicità.

La presenza nel particolato di elementi e composti diversi a differenti concentrazioni comporta quindi che, a parità di quantità, la qualità di esso possa essere differente da caso a caso e determinante ai fini della individuazione di situazioni di rischio e pericolo. È ovvio che, per gli aspetti più strettamente fisici del rischio ambientale, tale considerazione è relativamente meno influente in quanto tale azione si esercita attraverso un’ostruzione delle vie respiratorie da parte del particolato; ma quando da questi si passa a quelli chimici e quindi alle interazioni chimiche e biochimiche fra l’ecosistema, l’organismo umano, che ne fa parte, ed il particolato, si rende necessaria una valutazione integrale di tipo anche tossicologico finalizzata a valutare le potenzialità nocive del particolato in studio.

http://www.gruppoalis.it/laboratorio/procedure-di-campionamento/

I test di tossicità integrale nascono con il fine di fornire in tempo reale risposte finalizzate a possibili interventi tempestivi in caso di situazione di allarme, superando i tempi morti dell’attesa dei risultati delle complesse e complete analisi chimiche e microbiologiche di laboratorio.

Le metodiche di campionamento da adottarsi devono essere compatibili con le procedure e le tecniche di preparazione dei campioni dell’analisi successiva. I metodi adatti a tale fine sono essenzialmente due: il metodo del filtro a membrana che permette di raccogliere direttamente il particolato su un supporto adatto alla successiva analisi mediante microscopio elettronico (MEA) ed il campionamento mediante impattori inerziali.

Certamente, tra traffico e salute c’è una correlazione: lo dimostrano la netta differenza tra città e campagna del numero di malattie broncopolmonari , lo dicono le percentuali di gas tossici di cui il traffico può essere considerato responsabile per circa il 60% del totale.

Cieli sporchi

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Mauro Icardi

Il titolo del pezzo è ripreso da quello di un volume della collana scientifica Zanichelli uscito nel 1967. Quasi cinquant’anni fa quando i diversi problemi di inquinamento ambientale erano ormai evidenti, destando preoccupazione sia nell’opinione pubblica, sia nella comunità scientifica e tecnica. Il libro che è ormai fuori catalogo inizia con il racconto di quanto accadde a Londra nel dicembre del 1952. Nei giorni tra il cinque e il nove dicembre una situazione meteorologica del tutto simile a quella che si sta verificando in Italia proprio in questi giorni (alta pressione stabile, assenza di precipitazioni, calma di vento e inversione termica) provocò la morte di quattromila persone, per lo più anziani e persone già sofferenti per patologie respiratorie. Per gli asmatici fu una tortura, ma anche le persone giovani respiravano con difficoltà. Quella che a tutti gli effetti fu una catastrofe ambientale ebbe questi effetti anche per l’utilizzo di carbone come combustibile per il riscaldamento domestico. Il carbone che veniva destinato al mercato interno in quel periodo in Inghilterra era di qualità inferiore a quello che veniva esportato, in particolare era carbone ad alto tenore di zolfo. La situazione economica inglese risentiva della crisi economica successiva al secondo conflitto mondiale, ma tutta l’Europa stava faticosamente risollevandosi dai danni e dalle distruzioni di quella guerra.

Oggi in Italia stiamo assistendo all’ennesima emergenza smog. E le prime pagine dei giornali ci informano delle decisioni che i sindaci delle principali città italiane stanno per emanare. Ordinanze di blocco totale del traffico come a Milano, o circolazione a targhe alterne come a Roma. Decisioni che ogni volta provocano discussioni e polemiche soprattutto perché interferiscono in qualche modo con il nostro modo di intendere la mobilità urbana, che è ancora incentrato sull’utilizzo massiccio dell’automobile. Per non parlare della situazione di Pechino, che non è esagerato definire apocalittica.

Le riflessioni che intendo fare in questo articolo non esulano dall’argomento chimica. La conoscenza della chimica la sua diffusione a livello divulgativo tra il pubblico di non chimici sarebbe di grande aiuto sia nella comprensione dei fenomeni, sia nella maturazione di una presa di coscienza della gravità del fenomeno che spesso viene sottovalutato. Sostengo da sempre che un chimico o un appassionato di questa scienza abbia strumenti di conoscenza adatti per adottare anche a livello di azioni personali decisioni che a prima vista sembrerebbero faticose. Faticose perché nonostante le tante evidenze dei danni da smog le politiche ambientali, o per meglio dire le politiche sulla mobilità, i piani urbanistici si scontrano ancora con troppe abitudini consolidate. Per anni ho sentito invocare la “cura del ferro” per le città o gli ambiti metropolitani. Ma sono poche le città italiane che possono vantare la presenza di reti tranviare. E dove queste sono presenti spesso vengono ridotte o limitate fortemente.

E’ pur vero che scontiamo gli errori del passato, quando il petrolio a basso prezzo scatenò un’illogica corsa alla motorizzazione privata. Ma oggi non possiamo (o non dovremmo) più tardare nel cambiare decisamente rotta.

Ma nel combattere l’inquinamento atmosferico ci troviamo di fronte ad un problema in più, cioè la necessità di un’azione decisamente capillare di informazione e di educazione ambientale. Se per l’inquinamento idrico si sono costruiti depuratori consortili che hanno nel tempo contribuito a limitare l’inquinamento dei fiumi collettando le acque reflue verso impianti centralizzati di depurazione, altrettanto non è possibile fare per le emissioni atmosferiche. I filtri alle ciminiere o le marmitte catalitiche non intercettano tutti gli inquinanti. L’atmosfera è un sistema dinamico e le sostanze inquinanti si disperdono e raggiungono gli strati più alti. Esistono poi inquinanti secondari che reagiscono con quelli già dispersi causando il fenomeno dello smog fotochimico. Di molti inquinanti conosciamo gli effetti sulla salute umana. Conosciamo le caratteristiche chimiche per esempio dell’SO₂ e sappiamo che è molto solubile in acqua. E quindi viene assorbita facilmente dalle mucose e dal tratto superiore del nostro apparato respiratorio.

Per i PM (particulate matters) sappiamo ormai da tempo che in Italia (dati ANPA riferiti al 1994) il 50% delle emissioni è dovuto alle attività industriali, il 30% al traffico veicolare ed il 15% al riscaldamento domestico.

da Aria Pulita di Stefano Caserini, ed, Bruno Mondadori 2013

Un’altra fonte significativa di emissione di PM da attribuire al traffico è quella dovuta all’usura di freni, gomme, asfalto stradale.
Sempre nei centri urbani, una frazione variabile, che può raggiungere il 60-80% in massa del particolato fine presente in atmosfera è di origine secondaria, ovvero è il risultato di reazioni chimiche che, partendo da inquinanti gassosi sia primari (cioè emessi direttamente in atmosfera come gli idrocarburi e altri composti organici, gli ossidi di azoto, gli ossidi di zolfo, il monossido di carbonio, l’ammoniaca) che secondari (frutto di trasformazioni chimiche come l’ozono e altri inquinanti fotochimici), generano un enorme numero di composti in fase solida o liquida come solfati, nitrati e particelle organiche.

Ai fini degli effetti sulla salute è molto importante la determinazione delle dimensioni e della composizione chimica delle particelle. Le dimensioni determinano il grado di penetrazione all’interno del tratto respiratorio mentre le caratteristiche chimiche determinano la capacità di reagire con altre sostanze inquinanti (IPA, metalli pesanti, SO₂). Le particelle che si depositano nel tratto superiore o extratoracico (cavità nasali, faringe e laringe) possono causare effetti irritativi locali quali secchezza e infiammazione; quelle che si depositano nel tratto tracheobronchiale (trachea, bronchi e bronchioli) possono causare costrizione e riduzione della capacità epurativa dell’apparato respiratorio, aggravamento delle malattie respiratorie croniche (asma, bronchite ed enfisema) ed eventualmente neoplasie.

Sono chimico e ciclista urbano. In questi giorni durante le mie uscite ho percepito distintamente l’odore pungente dell’ozono nell’aria. Sarà anche deformazione professionale, ma ho capito forse meglio di altri quanto la situazione sia oggettivamente grave. Continuo ad essere fortemente convinto che i chimici siano coloro che possono essere effettivamente impegnati in più settori per dare un contributo reale per modificare questa situazione.

Il primo è quello di un forte impegno divulgativo e didattico. Generalizzato ma rivolto soprattutto agli studenti anche giovanissimi, anche quelli delle scuole elementari. Conoscere i fenomeni di inquinamento, le modalità di diffusione degli inquinanti, le provenienze può contribuire a mio parere a formare cittadini consapevoli ed informati. Meno soggetti a credere a leggende e sciocchezze che circolano in rete e su alcuni articoli di giornale. Non sarà un ‘impresa facile, ma non si può rinunciarvi.

Cercare di essere propositivi e di informare anche i decisori politici ad ogni livello, iniziando da quello locale.

La terza cosa che auspico è la possibilità di un grande sviluppo nella ricerca in chimica. Perché la sfida di essere meno dipendenti dai combustibili fossili passa anche attraverso lo sviluppo di tutte le tecnologie legate alle energie rinnovabili, alle tecnologie di accumulo dell’energia prodotta, all’elettrochimica. Non sarà una transizione immediata.

Ma non solo abbiamo un solo pianeta abitabile, abbiamo anche una sola atmosfera, un guscio protettivo di pochi chilometri che ci permette di sopravvivere. Riempirla di ogni tipo di inquinanti è fondamentalmente un comportamento stupido ed irrazionale. Quasi come versarsi il veleno nella minestra. Se qualcuno ci ha avvisato che i cieli sono sporchi già nel 1967 non credo che si possa attendere oltre. Anche se questo potrà costare qualche sacrificio. E un cambiamento di mentalità. Un liberarsi da falsi bisogni indotti da pubblicità e necessità di approvazione sociale. Un cambiamento non facile, una rivoluzione culturale.

Riferimenti

per la situazione climatica di questi giorni si veda qui

un bel testo sul tema dell’inquinamento scritto di recente è Aria Pulita di Stefano Caserini, ed. Bruno Mondadori 2013, scritto da Stefano Caserini dell’Università di Milano

http://www.caserinik.it/ariapulita/

Non c’è fumo senza arrosto. 1.

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Claudio Della Volpe

La combustione è stata per la nostra specie (Homo) il principale metodo di ottenimento dell’energia da circa un milione di anni su questo pianeta; negli ultimi 200.000 anni Homo Sapiens è diventato un raffinato utilizzatore della combustione, anche se inevitabilmente con il crescente uso dei combustibili fossili i prodotti della combustione (ossidi di carbonio, di azoto, di zolfo) hanno piano piano alterato la composizione atmosferica in modo irreversibile (per esempio cambiando il peso molecolare medio dell’aria), provocando fra l’altro il global warming. Ma non voglio parlarvi di questo oggi.

La combustione è stata (insieme con l’astronomia) anche il principale banco di prova della scienza moderna; la teoria del flogisto è stata la prima teoria “scientifica” della chimica, contrapposta all’alchimia, ed ha permesso uno sviluppo notevole della nostra disciplina, compreso il salto di qualità che si verificò allorquando, con la sua critica ed il suo superamento da parte di Lavoisier, è iniziata la parabola della chimica moderna e la teoria atomica della materia.

La combustione è anche un esempio del comportamento dialettico del nostro appropriarci della realtà e della realtà medesima; per un milione di anni il fuoco, la fiamma è stato il simbolo del processo di combustione, casomai nella forma sferica di una fiamma in microgravità;

ma lo sviluppo della teoria della combustione ha consentito di comprendere che la più efficiente forma di combustione è una combustione senza fiamma, ossia ottenuta in uno spazio omogeneo in cui il mescolamento dei reagenti sia ottimale e continuo e senza quella separazione e quei gradienti tipici di una fiamma normale, che sono di fatto elementi dissipativi: la combustione priva di fiamma o flameless è diventata il punto di arrivo della combustione, e insieme la sua negazione dialettica.

Probabilmente il completo rovesciamento dialettico della combustione sarà costituito dall’uso delle celle a combustibile, in cui la produzione di elettricità avviene direttamente e senza passare attraverso alcuna fiamma o fumo. Al momento tuttavia la gran parte della nostra energia è ancora ottenuta dalla combustione diretta, con i problemi che ne derivano, che non sono nati oggi o ieri.

Questa trasformazione dialettica della combustione dalla fiamma gialla e fumosa dei nostri antenati cavernicoli alla fiamma azzurra e “pulita” della pubblicità, alla combustione senza fiamma nè fumo, flameless appunto, ed infine alla fuel cell, la cella a combustibile, è iniziata molto tempo fa ed ha una lunga storia.

Già Orazio nel I sec. a.C. si lamentava del fumo che anneriva i templi della sua Roma (Orazio Odi 3-6 trad. Mario Rapisardi 1883)

Delicta maiorum inmeritus lues,Romane, donec templa refecerisAedisque labentis deorum etFoed nigro simulacra fumo

Le colpe avite non meritevole Tu sconterai, Roman, se i tempi E l’are cadenti e le statue Non restauri dal fumo annerite.

 E ancora appena più avanti (Orazio Odi 3 – 29 trad. G. Zanghieri)

Fastidiosam desere copiam etMolem propinquam nubibus arduis:Omitte mirari beataeFumum et opes strepitumque Romae.

Suvvia lascia quel lusso, che finiscePer generare sempre disgusto e sazietà,Ed il tuo bel palazzo che si innalzaquasi fino alle nubi…..e smetti di ammirare di continuo,il fumo che si leva, il fasto ed il frastuono dell’opulenta Roma

E il fumo non era solo “esterno” ma perfino “interno” alle case romane; scrive Seneca in una lettera a Lucilio (Epistola 44,1-7: trad. Boella):

Non facit nobilem atrium plenum fumosis imaginibus

L’atrio pieno di ritratti degli antenati anneriti dal fumo non rende l’uomo nobile

 

E più avanti (Epistola 104 6, trad. Zanichelli 2010):

Quaeris ergo quomodo mihi consilium profectionis cesserit? Ut primum gravitatem urbis excessi et illum odorem culinarium fumantium quae motae quidquid pestiferi vaporis sorbuerunt cum pulvere effundunt , protinus mutatam valetitudinem sensi.

Mi chiedi come è andata questa idea di partire? Non appena ho lasciato la pesantezza della città e quell’odore di cucine fumanti che emanano vapori pestilenziali assieme alla polvere, ho subito cominciato a sentirmi guarire

 Oltre mille anni dopo la situazione non era cambiata, se, nel 1285, l’aria di Londra era così inquinata che Edoardo I dovette nominare una commissione che doveva controllare l’attività dei fabbri ferrai che usavano il carbone come fonte di energia.

Insomma la lotta all’inquinamento iniziò ben presto e la necessità di studiare i processi di combustione e filtrarne i sottoprodotti anche. Ma la situazione non ha cominciato a cambiare nei paesi occidentali fino al sopravvenire di situazioni di estrema gravità; Stefano Caserini di Polimi (http://www.leap.polimi.it/leap/images/Documenti/news/20140609_Bergamo/caserini_2_traffico_e_inquinamento_aria.pdf) ci racconta che nel 1952, durante il famoso episodio di smog a Londra che portò a più di 2000 vittime il numero di morti fu proprozionale alla concentrazione di inquinanti:

Solo negli ultimi decenni leggi severe hanno obbligato i produttori di combustibili e di dispositivi di combustione a rispettare parametri confacenti alla salute delle persone e dell’ambiente.

Ora è chiaro che l’applicazione di metodi di controllo è complessa e difficile e la soluzione non è dietro l’angolo. Lo sviluppo di metodi di controllo efficaci e scientificamente testati richiede ricerca ed investimenti molto importanti ed offre anche il verso a chi si inserisce nel mercato vantando virtù fuori dalla scienza conosciuta; il Tubo Tucker è stato un esempio significativo ma non è l’unico; nel solo settore dei filtri cosidetti “elettromagnetici” esistono in tutto il mondo circa una ventina di brevetti, che pretendono di risolvere il problema dell’efficienza delle combustioni e dell’inquinamento in modo definitivo senza dire come fanno veramente. D’altra parte l’esistenza di un brevetto non garantisce la bontà del dispositivo, ma solo che è stato inventato da Tizio e non da Sempronio.

Eppure metodi testati esistono; nella medesima presentazione Stefano Caserini ci fa vedere come la concentrazione di SO₂ si sia ridotta nell’aria delle principali città italiane; e la stessa cosa è avvenuta per le famigerate PM10.

 

Sebbene non sia l’unica sorgente di particelle in atmosfera, certamente il traffico cittadino è una delle sorgenti principali di inquinamento e l’invenzione e la messa a punto dei cosiddetti Filtri Anti-Particolato (FAP o DPF) che vengono usati prevalentemete nei diesel (e sono aggiunti anche alle auto a benzina visto il loro enorme successo già dal 1 settembre 2014) è stata una delle cause della riduzione di questo tipo di inquinamento.

Come funzionano i FAP-DPF? Vale la pena di ripetere qui brevemente come funzionano anche perchè la loro efficacia è stata ripetutamente messa in dubbio dai mass media, da certi siti poco informati o in conflitto di interesse e da trasmissioni come Report, che hanno una certa autorevolezza, ma che in questo caso hanno preso un abbaglio.

Anzitutto diciamo che, anche se non è la sorgente unica del particolato e degli inquinanti atmosferici, la combustione produce un notevole numero di prodotti sia gassosi che condensati e che questi ultimi hanno un diametro medio variabile da qualche nanometro a qualche micron; i prodotti gassosi sono essenzialmente ossidi dei componenti del combustibile e del comburente: CO₂, CO, NO, NO₂, SO₂, etc. alcuni dei quali continuano a reagire producendo altre sostanze come l’ozono; inoltre abbiamo una parte del combustibile che non ha reagito e particelle metalliche di varia provenienza; le particelle condensate o solide possono quindi essere distinte in “soot” (depositi carboniosi, fuliggine) e “ash” ossia ceneri, particelle già ossidate e prevalentemente metalliche provenienti dal motore o dal lubrificante o da altri additivi (ancora mi ricordo la vergogna che ho provato molti anni fa quando, ancora studente, davanti all’amico e docente, mio padre mi chiese, e non seppi rispondere, di cosa era fatta la cenere).

I filtri si dividono in varie classi che vanno da filtri costituiti da una sola struttura metallica o ceramica a quelli modificati aggiungendo un catalizzatore anch’esso di natura metallica sulla sua superficie; in un caso commerciale (il filtro del gruppo PSA, http://www.psa-peugeot-citroen.com/en/featured-content/diesel-technology/DPF-diesel-particulate-filter) si aggiunge a monte al carburante un composto del cerio che funge da catalizzatore, ma questa scelta (che come vedremo potrebbe avere conseguenze) non copre la maggioranza dei casi.

La mia auto diesel per esempio ha un filtro DPF catalizzato ma senza aggiunta di cerio.

Il limite imposto dalle attuali normative Euro 5 ed Euro 6 [1,2] sul numero di particelle totali in uscita dal filtro è di 6*10¹¹ /km, ovvero numero di particelle solide, con diametro aerodinamico nel range 23 nm ÷ 2,5 µm, emesse al chilometro (tenete presente che le famose PMXX hanno un diametro dell’ordine dei MICRON; qua stiamo parlando invece di valori da 0.023micron in su) non superiore a 600 miliardi per chilometro.

Ricordate questi numeri di cui poi parleremo in seguito.

Un testo generale che ho trovato molto utile anche se non è aggiornatissimo è stato scritto da Avella e Faedo, due colleghi della Stazione Combustibili di S. Donato Milanese [3].

Da questo testo riprendo qui qualche immagine esplicativa.

I filtri dal punto di vista costruttivo si dividono in due tipologie differenti in base al criterio di filtrazione scelto: sistemi a flusso a parete (Wall-Flow Particulate Filter) e sistemi a flusso parzialmente libero (Flow-Through Diesel Filter).

 

Il filtro antiparticolato è in effetti una parte di un sistema complesso di gestione dell’inquinamento il cui schema è qui di sotto mostrato:

Fai clic per accedere a emissioni_autoveicolari_PV_2007.pdf

Il meccanismo lavora in questo modo: il filtro intrappola ceneri e fuliggine; la CPU analizza la situazione filtro attraverso i sensori di pressione e temperatura e, quando i parametri vanno oltre i valori critici, attiva un ciclo di rigenerazione in cui la temperatura viene innalzata e i residui fuligginosi bruciati trasformandoli in gas, vaporizzandoli. In questa fase, che avviene ogni alcune centinaia di chilometri, la produzione di particelle da parte del filtro che di solito è ordini di grandezza sotto quella dei motori senza filtro vi si avvicina almeno momentaneamente.

Un grafico che mostra l’andamento generale dell’emissione di particelle è mostrato in questo grafico che si riferisce ad un filtro Euro3 (siamo ad Euro6) tratto da un altro lavoro di Avella e fornito ad un blog di discussione sulle auto (http://put.edidomus.it/auto/mondoauto/attualita/foto/368642_4081_big_grafico-fap.jpg).

Come si vede solo durante la rigenerazione lo spettro delle particelle emesse si avvicinava a quello delle auto senza filtro GIA’ per gli euro3. Oggi siamo ad euro6.

Per amore di precisione vorrei citare anche un lavoro recentemente pubblicato su ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY  Volume: 47   Issue: 22   Pages: 13077-13085   Published: NOV 19 2013

(lo scaricate da http://kblee.rutgers.edu/wp-content/uploads/Environ.-Sci.-Technol._-2013.pdf)

Nel quale si parla degli effetti della cerina (un composto organico del cerio) aggiunta da alcuni produttori di filtri al carburante, ipotizzando che essa possa aumentare la quota di particelle molto piccole rispetto ad un motore diesel privo di filtro, almeno durante la fase di rigenerazione; la cosa ricorda le critiche sviluppate da alcuni contro i FAP-DPF e le misure effettuate sembrerebbero supportare questa posizione. Ma fate attenzione; a parte che questo lavoro contraddice altri risultati pubblicati, nel lavoro si usa come motore diesel un motore da laboratorio al cui carburante si aggiunge la cerina (composto organico di cerio) in uno dei formati usati nel mondo, pero’ leggendo con attenzione si apprende che il motore usato è molto diverso da quelli effettivi ed usati in Europa sulle auto; infatti il motore usato (da 400cc) produce con un consumo di 1.7 litri/ ora 5.5KW, mentre per esempio il mio (4 cilindri 1500cc 66KW) con una cilindrata solo 4 volte superiore produce (alla coppia massima) quasi 8 volte più potenza e con un consumo inferiore. Difficile fare paragoni dunque, i motori europei sono molto più efficienti di quelli usati nel lavoro citato; inoltre mentre un motore euro5 produce al massimo 6×10¹¹ particelle/km e quindi in un’ora poniamo a regime di copia massima, a 100km/ora, produce all’incirca 60x 10¹² particelle, il motore usato nel lavoro ne produce 5-10 volte tanto in qualunque condizione e quindi non è un motore euro5! Inoltre questo risultato non trova conferma nel resto della letteratura. Comunque è chiaro che la questione degli effetti del Cerio (ambientali e di salute) merita di essere approfondita, dato che si tratta di un nuovo elemento inserito nell’ambiente in quantità molto superiori alla sua concentrazione precedente.

Nella seconda parte discuteremo di alcuni dei dispositivi che sostengono di poter sostituire i filtri antiparticolato con metodi “elettromagnetici” che agirebbero sul combustibile attivandolo e il cui antenato, ossia il Tubo Tucker, (per carità antenato solo nel senso che ha preteso per primo di usare metodi “elettromagnetici” non meglio precisati, per il resto l’alone di mistero sui metodi ci impedisce altri confronti a costo di querela!) è stato ahimè bollato UFFICIALMENTE come una truffa. (continua)

Riferimenti.

[1] Regulation (EC) No 715/2007 of the European Parliament and of the Council of 20 June 2007 on type approval of motor vehicles with respect to emissions from light passenger and commercial vehicles (Euro 5 and Euro 6) and on access to vehicle repair and maintenance information (Text with EEA relevance)

[2] UNECE Regulation N. 83, Uniform provisions concerning the approval of vehicles with regard to the emission of pollutants according to engine fuel requirements, Revision 5, 22 January 2015.

[3] Francesco Avella e Davide Faedo LE TECNOLOGIE DI RETROFITTING

PER LA RIDUZIONE DELL’EMISSIONE DI PARTICOLATO DEGLI AUTOVEICOLI http://www.innovhub-ssi.it/c/document_library/get_file?uuid=381847a9-35ce-4cc7-9bcb-8ac4b258f8f5&groupId=11648

[4] approfondimenti su: http://www.climalteranti.it/2015/04/18/riduzione-delle-emissioni-di-black-carbon-funzionano-i-filtri-antiparticolato/#sthash.vLYbyFGB.dpuf

Il caso Terni

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo.

intervista ad Andrea Liberati di Italia Nostra, con un breve commento finale di Luigi Campanella, ex Presidente SCI

Come molti di voi lettori anche noi della redazione apprendiamo spesso le notizie dell’inquinamento del bel paese dai giornali, ma altre volte sono le organizzazioni culturali di “volontari” sociali come Italia Nostra od altre analoghe che si fanno carico di denunciare i problemi. A Terni, una cittadina di quella ridente Umbria che fino a qualche tempo fa conoscevamo solo come “cuore verde” del nostro paese, Italia Nostra (IN) ha denunciato con forza la situazione di inquinamento causata dalla esistenza di una grande acciaieria che coesiste con la città da molti decenni. Ci siamo quindi rivolti ad Andrea Liberati che ci racconta il punto di vista di IN.

Andrea Liberati, Italia Nostra, Terni

Caro professore mi sento di dire questo:

DA DOVE SIAMO PARTITI: I SUOLI
A fine dicembre 2013, dopo aver ottenuto da Arpa Umbria alcune carte relative alla concentrazione dei metalli pesanti nei suoli, documenti grezzi, senza indicazione dei livelli massimi, suggeriti o di legge, dopo averle analizzate assieme al Wwf, abbiamo ritenuto di denunciare pubblicamente, anche in sede giudiziaria, una situazione a nostro avviso di assoluta emergenza: come forse ha letto, il livello di nichel nei suoli di uno dei quartieri contigui alle Acciaierie cittadine, Prisciano, è risultato mensilmente anche superiore di ben 23 volte rispetto al limite della normativa tedesca, mediamente comunque sforata di 10 volte, normativa considerata benchmark pure in Italia, nell’attesa che da noi si legiferi puntualmente al riguardo.
Questa storia, a nostro avviso, non può essere irrilevante in termini di rischio sanitario: nel gennaio 2014 abbiamo chiesto al sindaco di avviare la perimetrazione della zona di pericolo, con particolare riferimento a coltivazioni e allevamenti. Al momento, 20 marzo, nessuna risposta.

1.METALLI nelle deposizioni 2011-2013

IL CONFRONTO
Abbiamo poi comparato la situazione locale con quella di Aosta, dove insiste la Cogne Acciai Speciali, verificando che, nel nostro stesso quartiere di Prisciano, si registrano anche concentrazioni medie annuali di cromo nei suoli pari a quelle che ad Aosta si verificano solo sul tetto delle locali acciaierie.
E’ stato questo l’unico confronto a noi possibile: infatti possiamo
attestare in modo incontrovertibile che in Italia, non esiste un modello standard di analisi delle emissioni siderurgiche o, ancor peggio, la raccolta dati può risultare fortemente carente. Differentemente, ad Aosta si è fatto un lavoro meritorio, con la disposizione tutt’attorno l’azienda di deposimetri e numerose centraline provviste di caratterizzazione dei metalli.

LE CENTRALINE
A Terni, invece, su questo genere di controlli siamo indietro. E’ vero che le centraline c’erano in numero adeguato, ma erano utili per il controllo del solo PM 10 e l’unico apparecchio che ci ha fornito notizie sui metalli nell’aria si trova a km 3 circa dai forni fusori, qui comunque si registra da tempo un preoccupante dato annuale di nichel attorno al valore limite di soglia superiore.
Questa centralina poi si troverebbe, secondo Arpa, in quel che è stato definito quale punto di massima ricaduta, conformemente a proiezioni matematico-digitali.
Pur non essendo tecnici, abbiamo contestato tali calcoli, chiedendo ufficialmente di collocare invece punti di prelievo aria-suolo nelle zone più densamente abitate e vicine agli impianti, centro città incluso, con centraline nuove e capaci di caratterizzare i metalli.
Tali dispositivi si stanno disponendo in parte adesso, ma l’importantissima centralina peraltro vecchia e misurante il solo PM10- che insisteva nel citato quartiere di Prisciano, contiguo all’azienda, è spenta da ormai 15 mesi, stavolta non a causa di Arpa: conformemente alle prescrizioni dell’AIA rilasciata alle Acciaierie nel 2010, sono loro a dover provvedere alla sostituzione.
Ora ci sarebbe un braccio di ferro con Arpa proprio su tali ritardi. Non è escluso che entro breve ci rivolgeremo anche qui alla Magistratura, poiché le Acciaierie intenderebbero prendersi -sembra- altri tre mesi per installare un impianto che, con ogni probabilità, ci dirà verità pesantissime anche in merito al tasso di nichel nell’aria.

CONTROLLI SULLE INDUSTRIE SIDERURGICHE ITALIANE: VERSO UNO STANDARD COMUNE?
Noi stiamo muovendoci soltanto sulla base di pochi dati, per quanto rilevanti e comunque ufficiali.
Forse non è un caso che proprio a Terni, alla fine di febbraio 2014, si siano riunite tutte le Arpa d’Italia, decidendo ˆsembra- uno standard comune nelle verifiche degli impianti siderurgici, oltre quelle imposte dalla legge sui camini, a nostro parere del tutto minimali, considerando che, ad esempio, moltissimo resta fare nello studio delle emissioni diffuse e non captate, largamente presenti anche in loco.
Su questo specifico tema, quanto eseguito dall‚Arpa della Vallée aiuta a capire meglio l’argomento e la sua complessità.

LE DISCARICHE DI SCORIE, LA NUOVA GALLERIA DEI VELENI‚ E IL S.I.N.

A questi problemi se ne aggiungono altri: due discariche di scorie
siderurgiche vecchie di decenni che, scarsamente impermeabilizzate e per lo più a cielo aperto, col loro percolato stanno visibilmente distruggendo la galleria stradale sottostante, impermeabilizzata anch’essa forse non proprio ad opera d’arte, costruita assurdamente proprio lì sotto appena cinque anni or sono, ma nel concorso unanime di tutti gli attori: Comune, Provincia, Regione, Stato, Soprintendenze, Autorità di Bacino, istituzioni varie, come abbiamo dimostrato trovando i relativi documenti e conferenze di servizi.
Trattandosi però di zona SIN è stata altresì accertata la mancanza del placet da parte dell‚ex Ufficio Qualità della vita del Ministero dell’Ambiente, competente per le attività in zona SIN: il risultato?
Oggi, a fronte del caos totale che sta montando e delle conferenze di servizi straordinarie convocate in questi giorni con tutti gli interessati presso il Ministero suddetto, alla luce dell‚emergere di almeno una vittima sul lavoro che quello stesso tunnel ha disseminato per via della contaminazione da cromo esavalente, questo tracciato è divenuto figlio di N.N., con un assurdo scaricabarile istituzionale.
In questo inestricabile groviglio, è comunque emerso che le acciaierie, pur in ritardo nei processi di recupero della scoria, loro prescritti dall’AIA entro fine 2012 e non attuati se non quali studi sperimentali, stanno portando avanti la tesi di un‚ulteriore espansione delle suddette discariche, una delle quali andrebbe così a interferire con un sito di pregio, vocato alla World Heritage List Unesco, l’area della Cascata delle Marmore, realizzate dai romani nel 220 a. C.
Il Ministero dell‚Ambiente non sembra favorevole a tale allargamento, mentre gli Enti Locali si sono espressi favorevolmente al riguardo sin dal 2005, confermando tale orientamento nell’AIA 2010, pur in assenza di uno studio idrogeologico.
Quelli recentemente effettuati da autorità locali e dalla stessa Acciaieria sono stati considerati lacunosi finora dal Ministero dell’Ambiente. Esami che comunque hanno appurato la pesante contaminazione delle falde superficiali e profonde -almeno- della zona delle discariche, con contrasti tra azienda e istituzioni sulle effettive cause e responsabilità di ognuno.
La situazione è oggettivamente molto grave e abbiamo pertanto richiesto formalmente di poter partecipare alle prossime Conferenze di servizi che si terranno al Ministero dell’Ambiente relativamente al SIN e alle discariche. Si tenga poi presente che questi dati li abbiamo ottenuti soltanto grazie alla nostra abnegazione; nonostante l’estrema delicatezza della situazione, la trasparenza è talora ancora un miraggio e la gente non sa alcunché.

SENTIERI

Domanda: Come mai secondo lei il documento Sentieri, che è stato un progetto nazionale sugli effetti dell’inquinamento sulla salute pur evidenziando  per Terni Papigno “un eccesso della mortalità per tutte le cause e per tutti i tumori rispetto all’atteso; tra le donne si è osservato un eccesso di mortalità per tutti i tumori e per le patologie dell’apparato digerente ”
alla fine per il sito Terni Papigno poi consiglia un’approfondimento solo per gli addetti all’impianto?

Risposta:

Quanto a Sentieri‚ non è vero affatto che, almeno per Terni, tale
progetto dice che va tutto bene.  E’ vero il contrario, tanto che, quando venne pubblicato, si registrarono polemiche a non finire, facilmente rinvenibili on line (ternioggi.it). La inviterei pertanto a rileggere quel documento, perché anzitempo segnalava delle criticità che non abbiamo voluto o potuto vedere. E che ora, e sempre più pesantemente, scontiamo.

Ovviamente, qualora avesse suggerimenti specie su nichel e cromo, non esiti a fornirceli.
La ringrazio.
Un saluto cordiale

******************************************************************************* da Luigi Campanella, ex presidente SCI

Caro Claudio,
in merito alla questione acciaierie di Terni ti riporto le mie osservazioni:

1.
La contaminaziona dei suoli da parte dei metalli pesanti è evidente dai dati dell’ARPA UMBRIA. Qualche perplessità la destano la variabilità dei dati e la mancanza apparente di correlazioni significative. Inoltre la concentrazione dei metalli pesanti nei suoli richiederebbe opportunatamente anche una valutazione delle relative speciazioni. Ad esempio nel caso del cromo, poi citato come responsabile della morte di una persona, è ben drammaticamente nota la differenza fra cromo (III) e cromo (IV).Con riferimento al nichel poi l’incertezza dei risultati ne preclude la significatività rispetto ai 3 valori di 10,14 e 20 microgrammi/metro cubo che sanciscono i limiti inferiore,superiore e di allarme

2.
Le emissioni siderurgiche generalmente coinvolgono aree molto estese rispetto al sito di emissione. I modelli  matematici di valutazioni di tale estensione risultano spesso non completamente attendibili in quanto troppo soggetti a fattori climatici imprevisti In ogni caso è opportuno disporre sistemi deposimetrici fino ad almeno 3-5 km di distanza della sorgente. Tali sistemi non dovrebbero limitarsi alla valutazione gravimetrica del particolato atmosferico in quanto il pericolo da questo rispetto ai danni all’ambiente ed alla salute non è correlabile solo alla quantità, ma piuttosto alla qualità. Questo è però un discorso critico che l’Europa non vuole capire e non ha ancora affrontato in quanto i limiti fissati fanno esclusivamente riferimento alla quantità del PM senza alcun riferimento alla composizione. Sarebbe anche opportuno rilevare la curva di distribuzione del PM in quanto i PM 1 e 2,5 sono certamente più pericolosi del PM10 ancorché quantitativamente compresi in questo.

3.
Per quanto riguarda i percolamenti fermo restando che la costruzione di gallerie e di insediamenti sotterranei andrebbe rigorosamente collegata a quanti insiste su di essi, in particolare eventuali siti di smaltimento, il monitoraggio è indispensabile in quanto da un lato segnala la presenza di sostanze pericolose nel terreno sovrastante e dall’altro allerta rispetto a una condizione ambientale in questi insediamenti che può portare a dei pericoli per l’ambiente sottostante ed i cittadini.

4.
C’è sempre da tenere presente che il monitoraggio è di tipo differenziale: fornisce cioè dati relativi a singoli metalli,senza considerare gli effetti integrali che derivano dalla contemporanea presenza di più elementi pericolosi. Da qui la necessità – ed anche questo è un discorso generale – di indicatori integrali di tossicità che purtroppo non vengono considerati, eppure sarebbero disponibili: vengono infatti utilizzati in altri settori (medicina del lavoro, qualità alimentare).

Atmosfera inurbana.

a cura di Luigi Campanella, ex Presidente SCI

L’atmosfera urbana è caratterizzata dalla presenza di un insieme vasto ed eterogeneo, da un punto di vista chimico-fisico, di particelle aerodisperse di dimensioni comprese tra 0,005 e 100 μm, costituite essenzialmente da minerali della superficie terrestre, prodotti di combustione e di attività industriali, artigiane, domestiche, sali provenienti da aerosol marini, prodotti di reazione in atmosfera. Le quantità di materiale particellare riscontrabili nelle atmosfere urbane sono in genere dell’ordine di 50-250 μg/m3.

Fra queste particelle  viene considerata con sempre maggiore interesse per i suoi effetti sulla salute della popolazione esposta la frazione inalabile, ovvero la frazione granulometrica di diametro aerodinamico minore di 10 μm (PM 10). La frazione granulometrica del PM 10 formata da particelle di diametro aerodinamico maggiore di 2,5μm costituisce la frazione coarse, che una volta inalata può raggiungere l’apparato respiratorio superando il livello naso-faringeo, quella costituita da particelle con diametro aerodinamico minore di 2,5μm (PM 2,5) costituisce la frazione fine, che una volta inalata, è in grado di arrivare fino al livello degli alveoli polmonari.
Le polveri fini, o particolato, hanno soprattutto tre origini:

1. Mezzi di trasporto che bruciano combustibili
2. Impianti industriali
3. Impianti di riscaldamento

Le attuali conoscenze sul potenziale rischio cancerogeno per l’uomo dovuto all’esposizione del particolato, derivano da studi di epidemiologia ambientale e di cancerogenesi sperimentale su animali e da saggi biologici a breve termine, quali test di genotossicità, mutagenesi e trasformazione cellulare.

PM2,5 – Stazioni di monitoraggio e superamenti del valore limite annuale (2011)
Fonte: ISPRA

PM10 – Stazioni di monitoraggio e superamenti del valore limite annuale (2011)
Fonte: ISPRA

Si è riscontrata un’elevata attività mutagena nell’aria urbana di tutte le città del mondo e risulta crescente la preoccupazione per un possibile effetto cancerogeno sulla popolazione in seguito all’esposizione da particolato urbano. E’ infatti noto da molto tempo che estratti della componente organica da particolato urbano possono indurre cancro alla pelle in animali da esperimento e risultano mutageni in alcuni dei test adottati per tale valutazione.
Inoltre in alcuni studi è stato mostrato come l’esposizione ad aria urbana abbia provocato la formazione di addotti multipli al DNA, sia nel DNA batterico che nel DNA della pelle e del polmone del topo. Infine estratti della componente organica da particolato sono risultati positivi anche in saggi di trasformazione cellulare in cellule di mammifero.
Uno studio dell’US Environmental Protection Agency (USEPA) sui tumori “ambientali” negli Stati Uniti stima che il 35% dei casi di tumore polmonare “urbano” attribuibili all’inquinamento atmosferico sia imputabile all’inquinamento da particolato.
L’organizzazione Mondiale della Sanità ha riconosciuto che in Italia, nelle città più inquinate la percentuale dei decessi che si possono addebitare alle polveri può arrivare fino al 5%.
La variabilità della composizione chimica del particolato atmosferico fa si che, ai fini della protezione dei cittadini e degli esposti, la misura solo quantitativa di questo indice non sia del tutto significativa.
E’ per questo che negli ultimi anni vanno moltiplicandosi gli studi su questo inquinante, riguardanti il campionamento, l’analisi, la valutazione di tossicità.
La presenza nel particolato di elementi e composti diversi a differenti concentrazioni comporta quindi che, a parità di quantità, la qualità di esso possa essere differente da caso a caso e determinante ai fini della individuazione di situazioni di rischio e pericolo. È ovvio che, per gli aspetti più strettamente fisici del rischio ambientale, tale considerazione è relativamente meno influente in quanto tale azione si esercita attraverso un’ostruzione delle vie respiratorie da parte del particolato; ma quando da questi si passa a quelli chimici e quindi alle interazioni chimiche e biochimiche fra l’ecosistema, l’organismo umano, che ne fa parte, ed il particolato, si rende necessaria una valutazione integrale di tipo anche tossicologico finalizzata a valutare le potenzialità nocive del particolato in studio.
I test di tossicità integrale nascono con il fine di fornire in tempo reale risposte finalizzate a possibili interventi tempestivi in caso di situazione di allarme, superando i tempi morti dell’attesa dei risultati delle complesse e complete analisi chimiche e microbiologiche di laboratorio.

tratta da http://www.coboldi.it/dionex/milano_060607/PDF/Vecchi.pdf

Le metodiche di campionamento da adottarsi devono essere compatibili con le procedure e le tecniche di preparazione dei campioni dell’analisi successiva. I metodi adatti a tale fine sono essenzialmente due: il metodo del filtro a membrana che permette di raccogliere direttamente il particolato su un supporto adatto alla successiva analisi mediante microscopio elettronico (MEA) ed il campionamento mediante impattori inerziali. Proposte sono anche venute da ricercatori chimici per adottare filtri di raccolta capaci di indicare la qualità del particolato in relazione alla sua tossicità.

per approfondire:

http://www.arpa.veneto.it/temi-ambientali/aria/qualita-dellaria/approfondimenti/metodi-di-misura-inquinanti-atmosferici

http://www.coboldi.it/dionex/padova_280208/PDF/bernardoni_PD280208.pdf

http://www.coboldi.it/dionex/milano_060607/PDF/Vecchi.pdf