Informativa inquinamento atmosferico

Le domande più frequenti:
Che cos’è l’inquinamento atmosferico?
Quali sono i principali inquinanti?
E’ importante le meteorologia?
Chi inquina?
Proviamo a rispondere…………….
Arpa Piemonte
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SC 08 Dipartimento provinciale della Provincia di Asti
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L’INQUINAMENTO ATMOSFERICO
L’atmosfera è una miscela di gas che circonda il nostro pianeta ed è caratterizzata da
profili di temperatura, pressione e composizione variabili con la latitudine.
L’atmosfera è un comparto ambientale molto dinamico e la sua composizione,
temperatura e capacità di autodepurazione hanno subito molteplici variazioni fin dalla
formazione del nostro pianeta.
La fascia maggiormente interessata dall’inquinamento è chiamata troposfera ed è quella
più prossima alla superficie terrestre e si estende per circa 14 Km. In questa zona la
composizione gassosa è pressoché costante: 78.00% di N2, 20.95% di O2, 0.93% di Ar,
0.037% di CO2, 0.00005% di H2 e Ne, He, Kr e Xe in tracce.
Molti degli inquinanti presenti nell’aria provengono da sorgenti naturali: i vulcani emettono
SO2 e altri composti solforati, gli oceani SO42-, Cl- e CO32-, gli incendi di foreste CO, CO2 e
idrocarburi incombusti; le piante emettono terpeni ed altri idrocarburi non metanici ed
infine le tempeste di sabbia contribuiscono al trasporto di particelle metalliche.
Ma a partire dalla metà del XVIII secolo, prima con la Rivoluzione Industriale e poi con la
crescita smisurata degli agglomerati urbani, abbiamo assistito ad una sempre maggiore
richiesta di energia, di prodotti chimici e di combustibili fossili per le produzioni industriali
ed i trasporti. Le emissioni generate da queste attività antropogeniche hanno alterato la
naturale composizione dell’aria come in nessun altro periodo storico.
Di fronte a questi tragici eventi è nata l’esigenza di conoscere l’origine dell’inquinamento
dell’aria, i meccanismi di dispersione, le conseguenze e i modi per combatterlo. Alla fine
degli anni ’50 appaiono, in alcuni paesi americani ed europei, le prime leggi aventi come
obiettivo il controllo della qualità dell’aria. Progressivamente, l’Unione Europea ha creato
una legislazione sopranazionale che, sostituendo le legislazioni nazionali dei Paesi
aderenti all’Unione, ha lo scopo di determinare gli obiettivi comuni di qualità dell’aria e i
valori limite delle sostanze inquinanti.
Gli inquinanti primari
Vengono definiti primari gli inquinanti direttamente emessi dalle sorgenti.
I principali inquinanti primari sono emessi dai processi di combustione di qualunque
natura, ovvero gli idrocarburi incombusti, il monossido di carbonio, gli ossidi di azoto
(principalmente NO), il diossido di zolfo, il particolato ed i COV(Composti Organici Volatili).
I COV, alcuni dei quali cancerogeni, rivestono un ruolo di fondamentale importanza nelle
reazioni di smog fotochimico.
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Gli inquinanti secondari
Vengono definiti tali le specie che si formano a seguito di trasformazioni chimico-fisiche
degli inquinanti primari.
Fra i processi di formazione degli inquinanti secondari, particolare importanza è assunta
dalla serie di reazioni che avvengono fra gli ossidi di azoto e gli idrocarburi in presenza di
luce solare.
Questa catena di reazioni porta all’ossidazione di NO a NO2, alla produzione di O3,
formaldeide, HNO3, nitrati e nitroderivati in fase particellare. L’insieme degli inquinanti
secondari così prodotti viene definita smog fotochimico e rappresenta una delle forme di
inquinamento più dannose per l’ecosistema.
L’uso del termine smog, derivante dall’unione di smoke (fumo) e fog (nebbia), è dovuto
alla forte riduzione della visibilità che si determina nel corso degli episodi di inquinamento
fotochimico. In questi casi si assiste alla formazione di un grande numero di particelle di
notevoli dimensioni, che contribuiscono alla diffusione e all’assorbimento della radiazione
solare.
Per innescare questo processo è necessaria la presenza di luce solare, ossidi di azoto e
composti organici volatili. Le città poste in aree geografiche caratterizzate da radiazione
solare intensa e temperature elevate (es. aree mediterranee) sono i candidati ideali per gli
episodi di inquinamento fotochimico, poiché gli ossidi di azoto ed i COV sono fra i
componenti principali delle emissioni nelle aree urbane.
Gli effetti dell’inquinamento atmosferico
I fumi e le polveri prodotti dalle attività agricole ed industriali, agendo da nuclei di
condensazione per il vapore acqueo, favoriscono la formazione di nebbie, foschie e
precipitazioni. Tutto ciò causa l’aumento della torbidità atmosferica e la riduzione della
visibilità, soprattutto nelle aree altamente industrializzate.
L’immissione in atmosfera di gas acidi, quali SO2 e NO2, provoca la diminuzione del pH
delle precipitazioni, che possono avvenire per via umida o secca. Gli effetti principali sono:
solfatazione dei carbonati di edifici e monumenti; dissoluzione del terreno, con
conseguente perdita di sali nutritivi; morie di pesci per shock acido; riduzione della
fotosintesi nella vegetazione.
Ma sono l’effetto serra e la riduzione dello strato di ozono a preoccupare di più, poiché i
danni da essi provocati si ripercuotono sull’intero Pianeta.
L’effetto serra è provocato dall’aumento del tenore di CO2 nella troposfera, in conseguenza
dell’incremento del consumo di combustibili fossili e del disboscamento, attuato per
disporre di nuovi spazi agricoli. Nell’arco di poco più di un secolo la sua concentrazione è
aumentata da 285 ppm a 350 ppm.
La terra emette, come un corpo nero, a circa 300 K. Tale emissione cade nell’IR, cioè
nella regione spettrale in cui cade anche l’assorbimento di CO2. Il calore che la terra
rilascerebbe quindi nello spazio è trattenuto dal diossido di carbonio, che a sua volta lo
riemette a λ maggiore verso la terra, provocandone il riscaldamento.
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Per quanto concerne la riduzione della fascia di ozono sull’Antartide si sono avanzate
diverse ipotesi. Quella più accreditata considera come causa principale l’azione di
sostanze chimiche come i CFC (clorofluorocarburi), che accelerebbero i cicli di distruzione
dell’ozono nella stratosfera. Queste molecole sono inerti nella troposfera ed essendo
molto leggere giungono nella stratosfera, dove invece reagiscono con l’ozono,
contribuendo alla sua distruzione.
Per questo motivo i CFC, utilizzanti come propellenti nelle bombolette spray e come
refrigeranti, sono stati messi al bando con il trattato di Montreal del 1987.
I PRNCIPALI INQUINANTI
Ossidi di azoto (NO, NO2)
Gli ossidi di azoto (NO, N2O, NO2 ed altri) sono generati in tutti i processi di
combustione in cui venga impiegata l’aria come comburente, qualsiasi sia il tipo di
combustibile utilizzato.
L’ossido di azoto (NO) è un gas incolore, insapore ed inodore. E’ prodotto soprattutto nel
corso dei processi di combustione ad alta temperatura assieme al biossido di azoto, viene
poi ossidato in atmosfera dall’ossigeno e più rapidamente dall’ozono producendo biossido
di azoto. Il biossido di azoto (NO2) è un gas tossico di colore giallo-rosso, dall’odore forte
e pungente e con grande potere irritante; è un energico ossidante, molto reattivo e quindi
altamente corrosivo. L’ NO2 svolge un ruolo fondamentale nella formazione dello smog
fotochimico in quanto innesca, in presenza di COV e irraggiamento solare, la formazione
di ozono ed altri inquinanti secondari. La principale fonte antropogenica di ossido di azoto
è data dalle combustioni ad alta temperatura, come quelle che avvengono nei motori degli
autoveicoli: l’elevata temperatura che si origina durante lo scoppio provoca la reazione fra
l’azoto dell’aria e l’ossigeno formando monossido di azoto.
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Quando i fumi vengono mescolati con aria allo scarico si forma una significativa quantità di
biossido di azoto per ossidazione del monossido ad opera dell’ossigeno.
In generale le emissioni di ossidi di azoto, in particolare per l’NO2, è maggiore quando il
motore funziona ad elevato numero di giri (arterie urbane a scorrimento veloce,
autostrade, ecc.).
Essendo un gas molto irritante il biossido di azoto può provocare patologie a carico
dell’apparato respiratorio (bronchiti,allergie,etc) ed agisce inoltre sull’emoglobina
ossidandone il ferro contenuto in essa perdendo così la capacità di trasportare ossigeno.
Gli ossidi di azoto contribuiscono inoltre alla formazione di piogge acide e favoriscono
l’accumulo di nitrati sul suolo che possono provocare alterazioni di equilibri ecologiciambientali.
Ozono (O3)
E’ un gas tossico di colore bluastro, di odore pungente, dotato di un elevato potere
ossidante. E’ presente nella stratosfera (la fascia dell’atmosfera che va dai 10 ai 50 Km di
altezza) dove viene prodotto dall’ossigeno molecolare per azione dei raggi ultravioletti
solari. In stratosfera costituisce una fascia protettiva nei confronti delle radiazioni UV
generate dal sole.
Quando questo inquinante è presente nelle immediate vicinanze della superficie terrestre
è un responsabile della formazione di smog fotochimico, che si verifica soprattutto nei
mesi estivi quando l’irraggiamento solare è più intenso e la temperatura è più elevata.
L’ozono si forma attraverso reazioni fotochimiche che coinvolgono gli ossidi di azoto e i
COV.
Basse concentrazioni di ozono possono provocare irritazioni alla gola, all’apparato
respiratorio e agli occhi, a livelli più elevati possono verificarsi alterazioni alle funzioni
dell’apparato respiratorio e attacchi di asma .
Gli effetti principali sulla salute dell’uomo sono irritazione della gola e bruciore degli occhi,
che si manifestano già a concentrazioni basse, soprattutto sui soggetti aventi problemi
d’asma.
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Per quanto riguarda la vegetazione, l’effetto ossidante della molecola si esplica
nell’inibizione della fotosintesi e del trasporto delle sostanze nutrienti dalle radici alle foglie
e nell’accelerazione dell’invecchiamento.
L’ozono provoca inoltre danni ai materiali ed ai monumenti, causando un depauperamento
del patrimonio artistico e culturale, nonché ingenti perdite economiche.
Tra gli effetti dell’ozono troposferico sull’ecosistema si deve annoverare il suo contributo
all’effetto serra, dovuto alla capacità di assorbire nell’infrarosso, con un effetto pari a 2000
volte quello di una molecola di CO2.
Monossido di carbonio (CO)
Il carbonio, che costituisce lo 0.08% della crosta terrestre, è in grado di legarsi
chimicamente con l’ossigeno formando il monossido di carbonio (CO) ed il biossido di
carbonio (CO2). L’ossido di carbonio (CO) o monossido di carbonio è l’inquinante
gassoso più abbondante in atmosfera ed è infatti l’unico per i quale le unità di misura sono
espresse in mg al m3. Il CO è un gas incolore, inodore, infiammabile, e molto tossico, in
quanto si fissa nell’emoglobina del sangue, bloccando il trasporto dell’ossigeno nelle varie
parti del corpo colpendo così il sistema nervoso centrale ed il sistema cardio-vascolare.
Si forma durante le combustioni delle sostanze organiche, quando sono incomplete per
difetto di aria (cioè per mancanza di ossigeno). Le emissioni naturali e quelle
antropogeniche sono oramai dello stesso ordine di grandezza, e questo fa chiaramente
comprendere quale sia il trend inquinante che si è instaurato nel corso dell’ultimo secolo. Il
monossido di carbonio è estremamente diffuso soprattutto nelle aree urbane a causa
dell’inquinamento prodotto dagli scarichi degli autoveicoli, soprattutto a benzina. Le
concentrazioni più elevate nei gas di scarico si riscontrano quando il motore funziona al
minimo, condizioni tipiche di traffico urbano intenso e rallentato.
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Le principali emissioni naturali sono dovute agli incendi delle foreste, alle eruzioni dei
vulcani, alle emissioni da oceani e paludi e all’ossidazione del metano e degli idrocarburi
in genere messi naturalmente in atmosfera.
Materiale Particolato (PMx)
Il materiale particolato è formato da tutto il materiale non gassoso che è presente in
sospensione nell’aria. La natura delle particelle è molto varia: polveri sospese, materiale
organico disperso dai vegetali (pollini), dall’erosione del suolo e dei manufatti, lavorazioni
industriali, dall’usura di asfalto, pneumatici, freni, frizioni, dalle emissioni di scarico degli
autoveicoli, in particolare quelli dotati di ciclo diesel.
Il traffico veicolare urbano contribuisce in maniera considerevole all’inquinamento da
particolato e sospeso e costituisce inoltre il principale veicolo di trasporto e diffusione di
altre sostanze nocive. Il rischio sanitario legato alle particelle sospese dipende, oltre che
dalla loro concentrazione, dalla loro dimensione:
particelle con diametro superiore a 10 µn → si fermano nelle prime vie respiratorie
particelle con diametro compreso tra i 5 e i 10 µn → raggiungono la trachea ed i
bronchi
particelle con diametro inferiore ai 5 µn → possono raggiungere gli alveoli
polmonari
gli studi epidemiologici dimostrano una correlazione tra le polveri sospese e la
manifestazione di malattie croniche delle vie respiratorie, in particolare asma, bronchiti ed
enfisemi. Non bisogna inoltre dimenticare gli effetti indiretti, in quanto il particolato agisce
da veicolo di adsorbimento di sostanze ad elevata tossicità, quali ad esempio gli
idrocarburi policiclici aromatici (IPA) e i metalli.
Per queste ragioni il D.M. 25/11/94 ha affiancato alla tradizionale misura del particolato
totale sospeso quella del PM10 (frazione inalabile), cioè della frazione con diametro
aerodinamico inferiore a 10 µn e con il D.M. 60 del 2/4/02 ha previsto limiti esclusivamente per
la frazione PM10. Inoltre, con il D.M. 60 del 2/4/02 viene indicata la misurazione della frazione di
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polveri con diametro aerodinamico inferiore a 2.5 µn, per il quale però non sono ancora previsti
limiti normativi.
Benzene
Il Benzene è un idrocarburo aromatico incolore, liquido, volatile ed infiammabile.
In aria è presente ovunque, derivando dai processi di combustione sia naturali (incendi
boschivi, emissioni vulcaniche) che artificiali (provenienti sopratutto dalle emissioni
industriali e gas di scarico dei veicoli a motore alimentati a benzina) nonché dalla
combustione della materia organica (come il fumo di tabacco).
I carburanti per autotrazione contengono anche altri idrocarburi aromatici come il toluene e
parecchi isomeri meta, orto e para dello xilene. La normativa italiana fissa, a partire dal 1
luglio 1998, il tenore massimo di benzene nelle benzine all’1%.
Il benzene viene inoltre impiegato come additivo in vernici, lacche, coloranti, tinture,
linoleum e come solvente per resine, oli e cere.
La maggior fonte di esposizione per la popolazione deriva dai gas di scarico degli
autoveicoli alimentati a benzina (70% del totale delle emissioni di tale inquinante), ma non
deve essere sottovalutata l’esposizione “indoor”, poiché il benzene tende ad accumularsi
nei luoghi chiusi, dove l’aria ristagna di più che all’aperto ed impregna tessuti e materiali
porosi.
Il Benzene è una sostanza cancerogena per l’uomo. E’ stata classificata:
• dalla UE come cancerogena di categoria 1 (R45);
• dalla I.A.R.C. (International Agency for Research on Cancer) nel gruppo 1
(cancerogene accertate per l’uomo);
• dalla A.C.G.I.H (American Conference of Governamental Industrial Hygienist) in
classe A1 (cancerogeno accertato per l’uomo).
Dall’esposizione ad elevate concentrazioni si riscontrano danni acuti al midollo osseo,
mentre un’esposizione cronica può causare la leucemia. Studi di mutagenesi evidenziano
inoltre che il benzene agisce sul bagaglio genetico delle cellule.
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IPA (idrocarburi policiclici aromatici)
Gli IPA costituiscono un numeroso gruppo di composti organici formati da uno o più anelli
benzenici. Si tratta di sostanze solide a temperatura ambiente, sostanze scarsamente
solubili in acqua, degradabili in presenza di radiazione ultravioletta, sono contenuti nel
carbone e nei prodotti petroliferi, ad esempio gasolio e olii combustibili.
Vengono emessi in atmosfera come residui di combustioni incomplete in alcune attività
industriali e nelle caldaie Gli IPA sono inoltre presenti nelle emissioni degli autoveicoli sia
diesel che benzina. Negli autoveicoli a benzina l’utilizzo di marmitte catalitiche riduce
l’emissione di IPA nell’ordine dell’80-90% (European Commission Ambient air pollution by
PAH). A livello di ambienti confinati il fumo di sigaretta e le combustioni domestiche prive
di ventilazione possono costituire un’ulteriore fonte di inquinamento da IPA.
L’emissione di IPA nell’ambiente risulta molto variabile a seconda del tipo di sorgente, del
tipo di combustibile e della qualità di combustione.
La parziale sostituzione del carbone e degli oli combustibili con il gas naturale ai fini della
produzione di energia ha costituito un indubbio beneficio in termini di emissioni di IPA. Si
rileva però che si sta parallelamente diffondendo la combustione di biomasse per il
riscaldamento domestico. Se da un lato questa tendenza è favorevole in quanto non incide
sul bilancio dei gas serra, va tenuto sotto controllo per quanto riguarda le emissioni di IPA,
NOx e polveri. Le emissioni di tali sostanze da un impianto a biomassa sono infatti da 5 a
10 volte superiori rispetto ad un impianto alimentato con combustibile liquido (kerosene,
gasolio da riscaldamento, ecc.). La diffusione di tali combustibili non deve dunque
contrastare con gli obiettivi di risanamento della qualità dell’aria!
La maggior concentrazione di IPA si trova nelle aree urbane attraversate da traffico
veicolare intenso, sono adsorbiti e trasportati da particelle carboniose (fuliggine) emesse
dalle stesse fonti che li hanno originati, soprattutto nella frazione < 2.5 um.
Gli IPA sono tra i composti organici volatili più pericolosi per la salute dell’uomo, il loro
assorbimento può avvenire per inalazione di polveri, aerosol o vapori, essendo presenti
come sostanze adsorbite sul particolato (per IPA con 5 o più anelli), per ingestioni di
alimenti contaminati o attraverso la cute.
In particolare il benzo(a)pirene è stato scelto anche a livello normativo come indicatore di
esposizione per l’intera classe degli IPA poiché è disponibile una vasta letteratura
scientifica ed è stato classificato dalla IARC come cancerogeno accertato per l’uomo.
Il valore obiettivo da raggiungere secondo il 2004/107/CE è pari a 1 ng/m3 su media
annuale.
METALLI
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I metalli pesanti costituiscono una classe di sostanze inquinanti diffusi in tutte le matrici
ambientali (aria, acqua e suolo) e derivanti da fenomeni naturali di erosione e da attività
antropiche.
Veicolati dal particolato atmosferico,i metalli provengono dalle sorgenti descritte nella
tabella seguente, in cui si riportano anche i principali effetti sull’organismo ed i valori
obiettivo:
METALLO
ORIGINE
Cadmio
Industrie minerarie
siderurgiche
Cromo
Industrie minerarie e
siderurgiche, Materiali
cementizi
Industrie minerarie e
siderurgiche
Arsenico
e
Rame
Combustione, Materiali
cementizi
nichel
combustione
Cobalto
Materiali cementizi
Zinco
Materiali cementizi
piombo
Batterie, benzina
EFFETTI SULL’UOMO
VALORE OBIETTIVO
entro il 31/12/2012
Enfisema polmonare.
I
suoi
composti
sono
classificati come cancerogeni
dalla IARC
Dermatiti da contatto, cancro
polmonare
5 ng/m3
fortemente tossico e risulta
letale se assunto in dosi
maggiori
di
200
mg.
L'avvelenamento può avvenire
per ingestione o inalazione di
polveri
o
gas
che
lo
contengono.
Alterazione
della
sintesi
dell’emoglobina e del tessuto
connettivo osseo , promozione
di epatite, cirrosi, danni renali
Dermatiti da contatto, cancro
polmonare.
I
suoi
composti
sono
classificati come cancerogeni
dalla IARC
Gozzo
da
ipotiroidismo,
alterazioni
fibre
muscolari
cardiache e disturbi neurologici
Disturbi del sistema nervoso
centrale,
anemia,
febbre,pancreatite
Anemia emolitica e danni
neurologici
6 ng/m3
/
/
20 ng/m3
/
/
1 ug/m3
Cadmio
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E’ un metallo di transizione tossico e raro, tenero di colore bianco-argenteo con riflessi
azzurri.
L’immissione naturale del cadmio nella biosfera deriva da attività vulcanica, incendi
boschivi etc..
Circa l’85-90% delle emissioni di cadmio nell’aria deriva però da fonti antropogeniche,
principalmente dalla fusione e dal raffinamento dei metalli non ferrosi, dalla combustione di
combustibili fossili e dall’incenerimento di rifiuti urbani. Inoltre, l’impiego in campo agricolo
di fertilizzanti fosfatici e pesticidi, contenenti il cadmio come impurità e l’incremento di
batterie ricaricabili al Nichel-Cadmio hanno dato luogo ad un notevole incremento di
questo elemento nell’ambiente.
Nichel
E’ un metallo bianco-argenteo, duro, malleabile e duttile.
E’ un metallo poco presente sulla crosta terrestre (0.008%), contrariamente al nucleo,
dove è un componente principale. Viene utilizzato nell’industria dell’acciaio e delle leghe,
soprattutto per i componenti elettrici. Il 90% di nichel immesso in atmosfera deriva da da
fumi sviluppatisi nei processi di fusione, incenerimento di rifiuti e dal fumo di sigaretta.
Non è tossico per le piante che possono accumularne quantità elevate, il nichel è
considerato un oligoelemento essenziale per la crescita di alcuni mammiferi.
Nell’uomo il solo composto conosciuto in grado di causare effetti nocivi è il Nichel
carbonile, per il quale vi sono sospetti sulla sua responsabilità al cancro polmonare.
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Piombo
E’ un metallo molto tenero, denso, duttile e malleabile, di colore bianco-azzurro appena
tagliato e grigio scuro se esposto all’aria, possiede anche una bassa conducibilità elettrica.
Il Piombo risulta essere il metallo più tossico presente nell’aria ambiente, fonte principale è
la combustione delle benzine da autotrazione, dove quest’ultimo è presente negli additivi
antidetonanti, ma notevole è l’apporto dovuto alle fonderie e alla combustione del carbone.
Fonti secondarie sono la produzione di cavi e accumulatori. La presenza del piombo
nell’aria è diminuita però negli ultimi 15 anni grazie all’eliminazione del piombo dalle
benzine e all’adozione di sistemi di raccolta e riciclaggio delle batterie per auto.
Numerosi studi riportano che la contaminazione da Piombo dovuta al traffico veicolare
segue una duplice funzione a partire dalla strada: un primo esponente è il particellato
grossolano che si deposita entro 5 metri dal margine stradale ed un secondo esponente
sono le particelle più piccole che si depositano entro un raggio di 150 metri.
Arsenico
Dal punto di vista chimico, l'arsenico manifesta proprietà intermedie fra i metalli e i non
metalli. In natura si ritrova allo stato libero sotto forma di masse granulari grigio-biancastre,
ed è un costituente di vari minerali.
L'arsenico è usato in grandi quantità nell'industria vetraria per eliminare il colore verde
causato alla presenza di impurezze di composti del ferro. Viene talvolta aggiunto al
piombo per aumentare la durezza di quest'ultimo, ed è usato nella preparazione dei gas
tossici militari (come la lewisite e l'adamsite).
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Fino alla scoperta della penicillina, l'arsenico era utilizzato in medicina, in particolare per il
trattamento della sifilide; attualmente è stato sostituito dai sulfamidici e da altri medicinali.
LA METEOROLOGIA
La concentrazione degli inquinanti nell’atmosfera è determinata dal numero e dall’intensità
delle sorgenti, dalla distanza da tali sorgenti, dalle trasformazioni chimico-fisiche a cui
vengono sottoposti, ma soprattutto dalle condizioni meteorologiche locali (per i fenomeni di
inquinamento a scala locale) e dalle condizioni meteorologiche locali e a grande scala (per
i fenomeni di inquinamento a grande distanza dalle sorgenti).
La meteorologia dell’atmosfera rappresenta molto spesso il parametro chiave per lo studio
della genesi, dell’entità e dello sviluppo, sia nel tempo che nello spazio, di un evento di
inquinamento atmosferico.
Dato che i moti dell’aria interessano scale temporali che vanno dalla frazione del secondo
alle decine di anni e scale spaziali che vanno dal centimetro alla lunghezza del cerchio
massimo terrestre, i fenomeni in studio possono essere visti su diverse scale.
La circolazione degli inquinanti su scala locale dipende dal tipo di sorgente, dalla
topografia del sito, dall’intensità del vento, dai profili adiabatici di temperatura e dalle
condizioni meteorologiche.
L'inversione termica ad esempio è un particolare fenomeno atmosferico e meteorologico
che impedisce la dispersione locale degli inquinanti provocando un ristagnamento degli
stessi sulla superficie terrestre. Mentre, normalmente, all'aumentare della quota altimetrica
la temperatura dell'aria diminuisce, perché, al contatto con il suolo l'aria si riscalda e tende
a diminuire il suo peso specifico e ad alzarsi. Questo ha come risultato che - una volta
riscaldata e salita di quota - l'aria è sottoposta a una pressione inferiore, essa pertanto si
espande e si raffredda nuovamente. La temperatura del suolo e quella dell'aria sono
dunque in ogni caso strettamente legate. Durante un'inversione termica accade il
fenomeno opposto: salendo, l'aria si riscalda, invece di raffreddarsi. Ciò può accadere sia
in quota che al suolo. L'inversione termica genera aria è fortemente stabile, quindi blocca
ogni rimescolamento verticale.
Le inversioni termiche al suolo sono più frequenti durante la stagione invernale durante i
periodi di alta pressione e scarsa circolazione dell'aria. Durante le notti serene e con
assenza di vento a causa della rapida perdita di calore degli strati prossimi al suolo si
forma un cuscinetto di aria gelida a basse quote. Durante il giorno i raggi solari non
riescono tuttavia a riscaldare il suolo sia per la loro ridotta inclinazione sia per la corta
durata delle giornate, sia infine spesso a causa della neve che riflette la luce (fenomeno
detto "albedo"), l'aria a contatto con il terreno si raffredda dunque molto rapidamente,
raggiungendo temperature inferiori rispetto agli strati sovrastanti. La temperatura risulta
quindi più bassa in pianura che in montagna.
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Il fenomeno può essere accompagnato dalla formazione di nebbia fitta e persistente o
smog nello strato di aria fredda bloccato a basse quote.
Anche la nuvolosità, il vento e le disomogeneità topografiche influenzano le caratteristiche
dispersive dell’atmosfera.
Le nuvole riducono sia il riscaldamento diurno che il raffreddamento notturno, mentre il
vento, rimescolando l’atmosfera, tende a riportare i gradienti di temperatura al valore
adiabatico.
Le caratteristiche topografiche creano invece una disomogeneità orizzontale di
temperatura. In città, ad esempio, si assiste ad una dispersione del calore dal centro alle
campagne circostanti, generando la discesa di aria ricca di inquinanti in periferia.
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GLOSSARIO
Aromatici (composti):
Termine che fa riferimento al gruppo di idrocarburi e di loro derivati caratterizzati dalla
presenza di uno o più anelli di atomi di carbonio. Sono presenti nel greggio e si formano in
alcuni processi di raffinazione finalizzati alla produzione di componenti per benzina. La
particolare attenzione rivolta negli ultimi anni agli idrocarburi aromatici deriva dalla
evidenziata nocività dei loro vapori, specialmente del benzene, che ha portato alla
limitazione dei contenuti massimi ammessi nelle benzine finite e all’adozione, a breve, di
specifiche cautele operative nelle stazioni di servizio stradali.
Atmosfera:
La miscela di gas che avvolge la Terra. L’atmosfera può essere suddivisa in una serie di
strati sovrapposti sulla base della sua composizione o dei moti, generalmente determinati
dalla temperatura. La fascia più vicina alla Terra à la Troposfera che raggiunge un’altezza
di circa 8 km nelle regioni polari e 15 km a livello dell’Equatore. La Stratosfera, che
raggiunge un’altezza di circa 50 km sovrasta la troposfera. La Mesosfera si estende dai 50
agli 80-90 km di altezza. Sopra di essa è presente la Termosfera (che comprende la
Ionosfera). Al di sopra dei 400 km di altezza si estende la Esosfera che gradualmente si
dirada fino allo spazio esterno. Lo scambio di gas fra i vari strati atmosferici è
relativamente ridotto.
Benzene:
Sostanza chimica costituita da 6 atomi di carbonio e 6 atomi di idrogeno, con struttura
aromatica, dal caratteristico odore pungente; a temperatura ambiente volatilizza assai
facilmente.
Benzina:
Carburante ottenuto dalla raffinazione del petrolio e costituito da numerosi composti
idrocarburici presenti in proporzioni variabili a seconda del ciclo produttivo e del tipo di
utilizzo.
Benzina verde (benzina super senza piombo):
Miscela di idrocarburi. Si presenta liquida alle normali condizioni ambientali di temperatura
e pressione. È costituita da tagli di diverse lavorazioni di raffineria, senza l’aggiunta di
additivi di piombo. Deve necessariamente essere usata dai veicoli equipaggiati con la
marmitta catalitica.
Combustibile:
Un materiale o una sostanza che dà origine ad una reazione di combustione. Sulla base
dello stato in cui si presentano a temperatura e pressione normale, i combustibili si
distinguono in solidi, liquidi o gassosi. Vengono utilizzati per generare riscaldamento, luce,
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vapore o energia. Quelli utilizzati per alimentare i motori a combustione interna sono detti
carburanti.
Combustibile fossile:
Sostanze combustibili di origine vegetale o animale (petrolio, carbone, gas naturale, oli
pesanti); si sono originate nel corso di milioni di anni per l’esposizione ad elevati valori di
pressione e calore all’interno della crosta terrestre. L’utilizzo di questi prodotti comporta la
liberazione in atmosfera di anidride carbonica e spesso di idrocarburi incombusti, metano
e monossido di carbonio, gas nocivi responsabili dell’effetto serra e delle piogge acide.
Combustione:
Ossidazione chimica accompagnata da generazione di energia.
Degradazione dell’ozono:
La distruzione chimica della fascia dell’ozono per azione di reazioni chimiche.
Effetto serra:
Fenomeno che si verifica quando l’irradiamento verso l’alto del calore che la terra riceve
dal sole, è bloccato da uno strato di gas presenti nell’atmosfera, in modo simile a quanto
avviene con la parete di una serra. Questo provoca l’aumento della temperatura del
pianeta. L'inquinamento atmosferico e l’abbattimento delle foreste, sono tra le cause di
questo fenomeno che ha indotto un aumento del 30% della anidride carbonica e dell’1%
della temperatura. Conseguenti all’effetto serra sono alcuni cambiamenti climatici che si
manifestano in alcune regioni con piogge ed uragani frequenti e con siccità in altre.
Gas serra:
Ogni gas che assorbe la radiazione infrarossa nell’atmosfera. Fra i gas serra vi sono il
vapore acqueo, l’anidride carbonica, il metano, l’ossido nitroso, i fluorocarburi alogenati e
l’ozono.
Idrocarburi:
Gli idrocarburi sono composti formati unicamente da aggregazione di atomi di Carbonio e
Idrogeno. I combustibili fossili sono costituiti per lo più da idrocarburi. Alcuni di questi sono
i maggiori inquinanti dell’aria. A seconda delle loro caratteristiche chimiche si distinguono
in: saturi (tutti i legami sono semplici) e insaturi (contenenti doppi o tripli legami), lineari e
ramificati, alifatici e aromatici (vedi voce).
Impatto ambientale:
L’insieme delle modifiche apportate all’ambiente da un processo, un’attività o un’opera
dell’uomo. Comprende le emissioni gassose, i rifiuti solidi e i consumi di acqua, di energia
e di materie prime.
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Indicatore ambientale:
Parametro qualitativo o quantitativo capace di rappresentare una situazione ambientale
complessa, cioè lo “stato” di uno spazio geografico costituito da componenti naturali,
biotiche e abiotiche, e da componenti antropiche (attività residenziali e di consumo, attività
economiche, testimonianze storiche e culturali ecc.). L’indicatore ambientale è
necessariamente costituito dalla sintesi di diversi indicatori settoriali quali indicatori
ecologici, socio-economici, urbanistici, culturali.
Inquinamento atmosferico:
Ogni variazione della normale composizione o stato fisico dell’aria atmosferica, dovuta alla
presenza nella stessa di uno o più sostanze in quantità e con caratteristiche tali da alterare
le normali condizioni ambientali e di salubrità dell’aria, da costituire pericolo ovvero
pregiudizio diretto o indiretto per la salute dell’uomo, da compromettere le attività ricreative
e gli altri usi legittimi dell’ambiente, da alterare le risorse biologiche e gli ecosistemi ed i
beni materiali pubblici e privati.
Inquinante:
Qualsiasi sostanza immessa direttamente o indirettamente dall’uomo nell’aria ambiente,
che può avere effetti dannosi sulla salute umana o sull’ambiente nel suo complesso.
Monitoraggio ambientale:
Controllo svolto attraverso la rilevazione e misurazione nel tempo di determinati parametri
bio-fisici che caratterizzano l’ambiente.
NOx Ossidi di azoto :
Un gruppo di gas che causano le piogge acide e altri problemi ambientali come lo smog.
L’utilizzo di combustibili fossili, come il carbone e la benzina rilascia gli NOx nell’atmosfera.
Ossidazione:
La trasformazione chimica di una sostanza combinandola con l’ossigeno.
Ossidi:
Composti formati da due elementi dei quali uno è sempre lvossigeno. Alcuni ossidi sono le
principali sostanze inquinanti dellvatmosfera.
Ozono:
Gas formato da tre atomi di ossigeno (O3) presente in concentrazioni rilevanti negli strati
alti dell’atmosfera terrestre (da 15 a 60 km di altezza) dove costituisce una fascia
protettiva nei confronti della radiazione ultravioletta del sole. Negli strati bassi (troposfera)
in determinate concentrazioni può costituire un fattore inquinante per l’ambiente e la salute
umana.
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Pioggia acida :
Il risultato della contaminazione da biossido di zolfo e da ossidi di azoto dell’acqua
atmosferica, in forma di pioggia, nebbia, neve, ecc.
Precursori dell’ozono:
Composti chimici, come il monossido di carbonio, il metano, composti organici volatili e
ossidi di azoto, che in presenza della radiazione solare reagiscono con altri composti
chimici per formare ozono, per lo più nella troposfera.
Smog (termine derivato dall’unione di smoke=fumo e fog=nebbia):
Nebbia mista a fumo che ristagna sulle grandi città. Lo smog propriamente detto è lo
Smog Invernale causato da elevate concentrazioni di particolato e anidride solforosa, in
presenza di alta umidità (>80%) e temperature da -3° a 5°C. Il termine smog fa comunque
riferimento anche allo Smog Fotochimico causato da elevate concentrazioni di ozono e di
ossidanti fotochimici, in condizioni di temperatura sui 25-35°C, bassa umidità e velocità del
vento inferiore a 2 m/s. Le emissioni di ossidi di azoto e di composti organici volatili dovute
ai gas di scarico automobilistico sono la principale causa di formazione dei precursori dello
smog fotochimico, degli ossidanti fotochimici e dell’ozono.
Soglia di allarme:
Livello oltre il quale vi è un rischio per la salute umana in caso di esposizione di breve
durata e raggiunto il quale si deve immediatamente intervenire (a norma del D.L. 4-081999 n. 351).
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