Caratteristiche, fonti e valori di riferimento
L’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) stima che ogni anno nel mondo circa 8 milioni di persone muoiono per danni riconducibili all’inquinamento dell’aria in ambiente domestico o esterno (indoor o outdoor).
In Italia le statistiche riportano dati in linea con quelli mondiali (oltre 65.000 morti premature nel 2018), tra i più alti in Europa.
I principali inquinanti responsabili di questi decessi prematuri sono le polveri sottili o particolato (PM10 e PM2,5), gli ossidi di azoto (NOx) e l’Ozono (O3). Ci sono vari altri inquinanti dell’aria, anch’essi letali, di cui tenere conto:
- Monossido di Carbonio (CO)
- Biossido di Zolfo (SO2)
- Radon (Rn)
- Benzene (C6H6)
- Idrocarburi (IPA)
- Formaldeide (CH2O)
- Altri
Microinquinanti
Accanto agli inquinanti “convenzionali” emerge l’importanza igienico-sanitaria di altri contaminanti, nella maggior parte dei casi ancora non regolati dalla normativa nazionale, le cui proprietà̀ chimico-fisiche e tossicologiche conferiscono loro una significativa pericolosità̀ per la salute umana, nonostante siano presenti in aria in concentrazioni estremamente basse. Tali contaminanti denominati “microinquinanti” includono alcuni metalli, i composti organici volatili (COV), gli IPA, le policloro- dibenzodiossine e policlorodibenzofurani (PCDD/F) e i policlorobifenili (PCB).
TABELLA 1. I principali Inquinanti
Ossidi di zolfo (SOX)
|
Caratteristiche |
Sono costituiti essenzialmente da biossido di zolfo (SO2) e in minima parte da anidride solforica (SO3). Il biossido di zolfo (SO2) è un gas dal caratteristico odore pungente che reagisce facilmente con tutte le principali classi di biomolecole: in vitro sono state dimostrate interazioni con gli acidi nucleici, le proteine, i lipidi e varie altre componenti biologiche. |
|
Zone di più probabile accumulo |
Rappresentano i tipici inquinanti delle aree urbane e industriali dove l'elevata densità degli insediamenti ne favorisce l'accumulo soprattutto in condizioni meteorologiche di debole ricambio delle masse d'aria. |
|
Periodicità critiche |
A seguito della diffusa metanizzazione degli impianti di riscaldamento domestici il contributo inquinante degli ossidi di zolfo è notevolmente diminuito nel corso degli anni. Tale inquinante non rappresenta una criticità per il territorio regionale. |
|
Fonti di emissione (attività antropiche) |
Le emissioni di origine antropica sono dovute prevalentemente all'utilizzo di combustibili solidi e liquidi e correlate al contenuto di zolfo, sia come impurezze, sia come costituenti nella formulazione molecolare del combustibile (gli oli). |
|
Effetti sulla salute |
A causa dell'elevata solubilità in acqua l’SO2 viene assorbito facilmente dalle mucose del naso e del tratto superiore dell'apparato respiratorio (solo piccolissime quantità raggiungono la parte più profonda del polmone). Fra gli effetti acuti imputabili all'esposizione ad alti livelli di SO2 sono compresi: un aumento della resistenza al passaggio dell'aria a seguito dell'inturgidimento delle mucose delle vie aeree, l'aumento delle secrezioni mucose, bronchite, tracheite, spasmi bronchiali e/o difficoltà respiratoria negli asmatici. Fra gli effetti a lungo termine ricordiamo le alterazioni della funzionalità polmonare e l'aggravamento delle bronchiti croniche, dell'asma e dell'enfisema. I gruppi più sensibili sono costituiti dagli asmatici e dai bronchitici. E' stato accertato un effetto irritativo sinergico in seguito all'esposizione combinata con il particolato, probabilmente dovuto alla capacità di quest'ultimo di veicolare l'SO2 nelle zone respiratorie profonde del polmone. |
Ossidi di azoto (NOX)
|
Caratteristiche |
Comprendono il monossido (NO) e il biossido di azoto (NO2). L'ossido di azoto è un gas inodore e incolore che costituisce il componente principale delle emissioni di ossidi di azoto nell'aria e viene gradualmente ossidato a NO2. Il biossido di azoto ha un colore rosso-bruno ed è caratterizzato, ad alte concentrazioni, da un odore pungente e soffocante. |
|
Zone di più probabile accumulo |
In aree ad elevato traffico veicolare caratterizzate da scarso ricambio di aria. |
|
Periodicità critiche |
La pericolosità degli ossidi di azoto e in particolare del biossido, è legata anche al ruolo che essi svolgono nella formazione dello smog fotochimico. In condizioni meteorologiche di stabilità e di forte insolazione (primavera-estate), le radiazioni ultraviolette possono determinare la dissociazione del biossido di azoto e la formazione di ozono, che può ricombinarsi con il monossido di azoto e ristabilire una situazione di equilibrio. |
|
Fonti di emissione (attività antropiche) |
Le fonti antropiche, rappresentate da tutte le reazioni di combustione, comprendono principalmente gli autoveicoli, le centrali termoelettriche e il riscaldamento domestico. |
|
Effetti sulla salute |
L’NO2 è circa 4 volte più tossico dell’NO. I meccanismi biochimici mediante i quali l’NO2 induce i suoi effetti tossici non sono del tutto chiari anche se è noto che provoca gravi danni alle membrane cellulari a seguito dell'ossidazione di proteine e lipidi. Gli effetti acuti comprendono: infiammazione delle mucose, decremento della funzionalità polmonare, edema polmonare. Gli effetti a lungo termine includono: aumento dell'incidenza delle malattie respiratorie, alterazioni polmonari a livello cellulare e tissutale, aumento della suscettibilità alle infezioni polmonari batteriche e virali. Il gruppo a maggior rischio è costituito dagli asmatici e dai bambini. |
Monossido di carbonio (CO)
|
Caratteristiche |
Gas prodotto dalla combustione incompleta delle sostanze contenenti carbonio. Il monossido di carbonio è un gas incolore e inodore. |
|
Zone di più probabile accumulo |
In prossimità delle sorgenti di traffico. |
|
Periodicità critiche |
Le condizioni più favorevoli al ristagno degli inquinanti si verificano nei periodi invernali. Il CO non presenta criticità nel territorio regionale Veneto. |
|
Fonti di emissione (attività antropiche) |
Le fonti antropiche sono costituite dagli scarichi delle automobili, soprattutto a benzina, dalla combustione di biomassa in carenza di ossigeno, dal trattamento e smaltimento dei rifiuti, dalle industrie e raffinerie di petrolio, dalle fonderie. |
|
Effetti sulla salute |
Il CO raggiunge facilmente gli alveoli polmonari e quindi il sangue dove compete con l'ossigeno per il legame con l'emoglobina. La carbossiemoglobina così formatasi è circa 250 volte più stabile dell'ossiemoglobina e quindi riduce notevolmente la capacità del sangue di portare ossigeno ai tessuti. Gli effetti sanitari sono essenzialmente riconducibili ai danni causati dall'ipossia a carico del sistema nervoso, cardiovascolare e muscolare. Comprendono i seguenti sintomi: diminuzione della capacità di concentrazione, turbe della memoria, alterazione del comportamento, confusione mentale, alterazione della pressione sanguigna, accelerazione del battito cardiaco, vasodilatazione e vasopermeabilità con conseguenti emorragie, effetti perinatali. I gruppi più sensibili sono gli individui con malattie cardiache e polmonari, gli anemici e le donne in stato di gravidanza. |
Ozono (O3)
|
Caratteristiche |
E’ un gas bluastro dall'odore leggermente pungente che non viene direttamente emesso come tale dalle attività umane. |
|
Zone di più probabile accumulo |
Nelle aree rurali, lontano dalle sorgenti di emissione degli NOx. |
|
Periodicità critiche |
Le concentrazioni ambientali di O3 tendono ad aumentare durante i periodi caldi e soleggiati dell'anno. Nell'arco della giornata, i livelli sono bassi al mattino (fase di innesco del processo fotochimico) raggiungono il massimo nel primo pomeriggio e si riducono progressivamente nelle ore serali con il diminuire della radiazione solare. |
|
Fonti di emissione (attività antropiche) |
E' un tipico inquinante che si forma nell'atmosfera in seguito alle reazioni fotochimiche a carico di inquinanti precursori prodotti dai processi di combustione (NOx, idrocarburi, aldeidi). |
|
Effetti sulla salute |
A livello cellulare l'O3 agisce ossidando i gruppi sulfidrilici presenti in enzimi, coenzimi, proteine e acidi grassi insaturi interferendo così con alcuni processi metabolici fondamentali e provocando il danneggiamento delle membrane degli organelli cellulari. Il bersaglio principale dell'O3 è l'apparato respiratorio dove i danni principali sono a carico dei macrofagi e delle pareti delle piccole arterie polmonari. Gli effetti acuti comprendono secchezza della gola e del naso, aumento della produzione di muco, tosse, faringiti, bronchiti, diminuzione della funzionalità respiratoria, dolori toracici, diminuzione della capacità battericida polmonare, irritazione degli occhi, mal di testa. Le conseguenze a seguito di esposizioni a lungo termine (croniche) sono: fibrosi, effetti teratogeni, effetti sulla paratiroide e sul sistema riproduttivo. Il ruolo dell'O3 nell'eziologia dei tumori polmonari non è stato ancora completamente chiarito. |
Particolato atmosferico (PM)
|
Caratteristiche |
Il particolato è costituito da un insieme estremamente eterogeneo di particelle la cui origine può essere primaria (emesse come tali) o secondaria (derivata da una serie di reazioni fisiche e chimiche). Una caratterizzazione esauriente del particolato sospeso si basa oltre che sulla misura della concentrazione e l’identificazione delle specie chimiche coinvolte anche sulla valutazione della dimensione media delle particelle. Le particelle di dimensioni maggiori (diametro >10 µm) hanno un tempo medio di vita nell’atmosfera che varia da pochi minuti ad alcune ore e la possibilità di essere trasportate in aria per una distanza massima di 1-10 Km. Le particelle di dimensioni inferiori hanno invece un tempo medio di vita da pochi giorni fino a diverse settimane e possono venire veicolate dalle correnti atmosferiche per distanze fino a centinaia di Km. |
|
Zone di più probabile accumulo |
L’inquinamento da PM è di tipo diffuso; elevate concentrazioni di PM si osservano sia in siti di traffico che di fondo. |
|
Periodicità critiche |
Nel periodo invernale, quando sono più frequenti le condizioni di ristagno degli inquinanti atmosferici. |
|
Fonti di emissione (attività antropiche) |
Le fonti antropiche di particolato sono essenzialmente la combustione della biomassa per il riscaldamento domestico, il traffico veicolare, e le attività agricole. L'inventario INEMAR 2015 redatto da ARPAV Osservatorio Aria stima, a livello regionale i seguenti contributi principali alle emissioni primarie di PM10: combustione della biomassa per il riscaldamento domestico (69%), traffico veicolare (13%), agricoltura (4%), altre sorgenti mobili e macchinari (4%). Soprattutto durante gli episodi di accumulo di PM10 si ha formazione di particolato secondario derivato dalla combinazione chimica di composti quali ammoniaca e biossido di azoto e biossido di zolfo. Il settore agricolo è il principale emettitore di ammoniaca, così come il biossido di azoto ha come sorgente principale il traffico. Per tale motivo il contributo di agricoltura e traffico al PM10 misurato è maggiore rispetto alle % sopra indicate ed è quindi necessario intervenire sinergicamente in tutti e tre i settori (traffico, riscaldamento domestico con biomassa e agricoltura). Per informazioni più dettagliate si invita a consultare le pagine dedicate all'inventario delle emissioni (relazione annualità 2015). |
|
Effetti sulla salute |
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. Le particelle con un diametro inferiore ai 5-6 µm possono depositarsi nei bronchioli e negli alveoli e causare infiammazione, fibrosi e neoplasie. |
Benzene (C6H6)
|
Caratteristiche |
E' un liquido incolore e dotato di un odore caratteristico. Il benzene è un idrocarburo aromatico tipico costituente delle benzine. |
|
Zone di più probabile accumulo |
Nei siti di traffico. |
|
Periodicità critiche |
Nel periodo invernale, quando sono più frequenti le condizioni di ristagno degli inquinanti atmosferici. |
|
Fonti di emissione (attività antropiche) |
Le principali fonti di emissione sono costituite dal traffico, dalla combustione della biomassa e dal settore industriale. |
|
Effetti sulla salute |
L'intossicazione di tipo acuto è dovuta all'azione del benzene sul sistema nervoso centrale. A concentrazioni moderate i sintomi sono stordimento, eccitazione e pallore seguiti da debolezza, mal di testa, respiro affannoso, senso di costrizione al torace. A livelli più elevati si registrano eccitamento, euforia e ilarità, seguiti da fatica e sonnolenza e, nei casi più gravi, arresto respiratorio, spesso associato a convulsioni muscolari e infine a morte. Fra gli effetti a lungo termine vanno menzionati interferenze sul processo emopoietico (con riduzione progressiva di eritrociti, leucociti e piastrine) e l'induzione della leucemia nei lavoratori maggiormente esposti. Il benzene è stato inserito da International Agency for Research on Cancer (IARC) nel gruppo 1 cioè tra le sostanze che hanno un accertato potere cancerogeno sull'uomo. |
Limiti di riferimento (D.Lgs.155/2010)
|
Inquinante |
Limite |
Periodo di mediazione |
Limite |
Superamenti in 1 anno |
|
PM10 (µg/m3) |
Valore limite sulle 24 ore per la protezione della salute umana |
Media giornaliera |
50 µg/m3 |
massimo 35 |
|
|
Valore limite annuale per la protezione della salute umana |
anno civile |
40 µg/m3 |
|
|
PM2,5 (µg/m3) |
Valore Limite annuale per la protezione della salute umana |
anno civile |
25 µg/m3 |
|
|
NO2 (µg/m3) |
Valore limite orario per la protezione della salute umana |
Media massima oraria |
200 µg/m3 |
massimo 18 |
|
|
Valore limite annuale per la protezione della salute umana |
anno civile |
40 µg/m3 |
|
|
O3 (µg/m3) |
Soglia d'informazione |
Media massima oraria |
180 µg/m3 |
|
|
|
Soglia d'allarme |
Media massima oraria |
240 µg/m3 |
|
|
|
Valore obiettivo |
Media massima giornaliera calcolata su 8 ore |
120 µg/m3 |
<= 25 volte/anno come media su 3 anni |
|
|
Valore obiettivo per la protezione della vegetazione |
AOT40, calcolato sulla base dei valori di 1 ora da maggio a luglio |
18000 µg/m3 come media su 5 anni |
|
|
CO (mg/m3) |
Valore limite orario per la protezione della salute umana |
Media massima giornaliera calcolata su 8 ore |
10 mg/m3 |
|
|
SO2 (µg/m3) |
Valore limite giornaliero |
Media giornaliera |
125 µg/m3 |
massimo 3 |
|
|
Valore limite su 1 ora per la protezione della salute umana |
Media massima oraria |
350 µg/m3 |
massimo 24 |
|
Benzene (µg/m3) |
Valore limite su base annua |
anno civile |
5 µg/m3 |
|
|
Benzo(a)pirene (ng/m3) |
Concentrazione presente nella frazione PM10 del materiale particolato, calcolato come media su un anno civile |
anno civile |
1 ng/m3 |
|
|
Metalli pesanti (ng/m3) |
Arsenico |
anno civile |
6 ng/m3 |
|
|
|
Cadmio |
anno civile |
5 ng/m3 |
|
|
|
Nichel |
anno civile |
20 ng/m3 |
|
|
|
Piombo |
anno civile |
0,5 µg/m3 |
|
L’OMS ha emesso delle linee guida che indicano i valori massimi consentiti per alcuni inquinanti, che sono stati recepiti in parte dalla UE e che anche in Italia adottiamo.
Si nota comunque che i limiti consentiti adottati dalla UE sono in certi casi significativamente più alti di quelli proposti dall’OMS, come è meglio evidenziato nella bella seguente:
La rilevazione della qualità dell’aria e l’esperienza Toscana
La qualità dell'aria in Toscana è monitorata attraverso la rete regionale di rilevamento gestita da ARPAT secondo quanto previsto dalla normativa comunitaria (Direttiva 2008/50/CE), nazionale (D.Lgs. 155/2010) e regionale (LR 9/2010 e DGRT 964/2015, 1182/2015 e 814/2016).
Esistono però anche altre reti private e pubbliche (ad esempio la rete di “citizen science”) che contribuiscono a rendere noti alcuni parametri significativi dell’inquinamento benché tali dati non abbiano valore “fiscale” (ufficiale).
Obiettivo del monitoraggio è quello di garantire una valutazione ed una gestione della qualità dell’aria su base regionale, slegata dai confini amministrativi delle province a favore di un sistema fondato sulla ripartizione del territorio in zone omogenee dal punto di vista delle fonti di inquinamento, delle caratteristiche orografiche e meteo-climatiche e del grado di urbanizzazione. Il numero e il posizionamento delle stazioni di monitoraggio nelle singole zone dipendono dalla popolazione residente e dallo storico delle misure effettuate nella zona, nonché dai criteri di classificazione in riferimento al tipo di area (urbana, periferica, rurale) e all'emissione dominante (traffico, fondo, industria). Ad oggi la rete di monitoraggio è composta da 37 centraline ed è in fase di valutazione da parte della Regione Toscana la nuova configurazione della stessa con le modifiche derivanti dai risultati del monitoraggio degli ultimi 5 anni. I dati raccolti dalla rete vengono diffusi giornalmente nel bollettino della qualità dell'aria sul sito di ARPAT.
Il panorama dello stato della qualità dell’aria ambiente della regione toscana emerso dall’analisi dei dati raccolti dall’Agenzia indica una situazione positiva per la qualità dell’aria nell’ultimo anno (2020).
La criticità più evidente è quella nei confronti del rispetto dei valori obiettivo per l'ozono che, nonostante i valori piuttosto buoni registrati nel 2020, sono un traguardo ancora molto lontano da raggiungere. Le altre criticità riguardano i due inquinanti PM10 ed NO2 per i quali, nonostante il miglioramento degli ultimi anni, confermato nel 2020, ci sono ancora dei siti per i quali il rispetto dei limiti non è ancora stato raggiunto (LU-Capannori per il PM10 e FI-Gramsci per NO2).
A seguire è una tabella che mostra la media annuale delle PM2,5 rilevate nelle 2 stazioni di Firenze dal 2010 al 2019:
NB: Si nota comunque che ancora restiamo sopra il limite di 10 µg/m3 che l’OMS consiglia per questo inquinante.
Il PM10, per il quale la normativa conferma valori limiti per la media annuale e giornaliera, rispettivamente di 40 μg/m3 e 50 μg/m3 e un numero massimo di 35 superamenti giornalieri per anno, è stato rilevato in 381 stazioni di monitoraggio (83% del totale), che hanno garantito una copertura temporale minima del 75%. Il limite più stringente giornaliero è stato rispettato dal 52% delle stazioni di monitoraggio, mentre il valore limite annuale dall’87% delle stazioni. L’analisi evidenzia la ben nota criticità delle grandi aree urbane, in particolare dell’area padana, dove le concentrazioni in aria raggiungono più frequentemente i valori maggiori. Focalizzando l’attenzione sulle macro Regioni, si osserva che il limite dei 35 superamenti non è rispettato dal 73%, 62%, 45% e 20% delle stazioni di monitoraggio rispettivamente localizzate nell’Italia Nord-Occidentale, Nord-Orientale, Centrale, Meridionale e Isole.
È evidente quindi che occorre essere particolarmente coscienti della qualità dell’aria che respiriamo andando oltre la consapevolezza che possiamo acquisire dagli organi istituzionali preposti a far rispettare i limiti di legge.
I punti di rilevamento delle agenzie ufficiali sono molti in Italia ma non capillarmente distribuite sul territorio (nel comune di Firenze sono 5, 8 nella provincia, circa 500 in Italia) e quindi possono garantire solo misure medie sia nello spazio che nel tempo.
I metodi di rilevamento degli inquinanti si basano generalmente su sensori dedicati per ciascun parametro, interfacciati o integrati in centraline elettroniche che provvedono a rendere disponibili i dati localmente o accessibili tramite WEB.
Il costo di tali centraline può spaziare da alcune decine di euro a molte migliaia a seconda dell’accuratezza/affidabilità e dei tipi di inquinanti che sono in grado di rilevare. La rilevanza del prezzo è data anche dall’ambiente a cui sono destinate (indoor più economiche, outdoor più care).
Per far rientrare il livello delle sostanze inquinanti in atmosfera nei limiti fissati dalla normativa, la Regione Toscana ha predisposto nel 2018 il PRQA (Piano Regionale per la Qualità dell’Aria) che prevede una serie di misure che le amministrazioni devono mettere in atto. Tra le misure principali sono previste regolamentazioni delle combustioni a biomasse, incentivi per efficientamento energetico e mobilità elettrica, limitazioni alla circolazione dei mezzi diesel, ampliamento delle piste ciclabili, delle aree alberate e del trasporto pubblico. L'accordo di programma per l'adozione di misure per il miglioramento della qualità dell'aria, che la Regione ha sottoscritto nel 2020 con il Ministero, prevede specifiche misure attuative del PRQA.
Per quanto riguarda l’”Agglomerato di Firenze”, visto che negli ultimi 5 anni nell’area non si sono registrati valori della media giornaliera di PM10 superiori al massimo consentito, non è più valutato come critico per il PM10 e di conseguenza i Comuni dell’Agglomerato non sono più ricompresi dalla Regione Toscana nell’elenco dei Comuni con situazioni di rischio superamento dei valori limite e delle soglie di allarme e quindi tenuti all’inserimento degli interventi contingibili e urgenti all'interno dei propri Piani di azione comunale (PAC). Nell’area in questione persiste invece, come detto, il superamento della media annua per il biossido di azoto, per cui i comuni ricompresi sono ancora tenuti all’attuazione di quanto previsto dal PAC di agglomerato e dal PRQA.
Per maggiori approfondimenti si consiglia di esplorare i seguenti link:
- ARPAT - Agenzia regionale per la protezione ambientale della Toscana
- https://www.arpa.veneto.it/temi-ambientali/aria/qualita-dellaria/approfondimenti/inquinanti-atmosferici
- www.cittadiniperlaria.org
- https://www.isprambiente.gov.it/it
- QUALITA-ARIA-ITALIA.pdf (snpambiente.it)
a cura di
G.Righini, M.Bavazzano , F.Bergesio