ARIA

Per analizzare un campione d'aria pulita e determinare le sostanze che lo compongono si parte prima di tutto escludendo dall'analisi il vapore acqueo che dipende dai fattori climatici della zona specifica e quindi non è sempre lo stesso.

Come mostrato nella tabella qui sotto l’aria secca (priva di vapore acqueo) è composta di diverse sostanze, principalmente al 99% è composta di azoto e ossigeno. Il restante punto percentuale racchiude sostanze diverse in quantità differenti . Il vapore acqueo può variare da 0,4 a 0,7 ppm.

I fenomeni metereologici sono generati proprio da questi ultimi due fattori, vapore acqueo e 1% composto di diverse sostanze.

Questa è l’aria che ognuno di noi dovrebbe respirare. Nella realtà però questo dosaggio di sostanze è alterato da polveri e gas, in parte di origine naturale e in parte generati dall’attività dell’uomo.

La natura è in grado, entro certi limiti, di ripulire l’aria di sostanze inquinanti come una specie di lotta tra il bene e il male. Al giorno d’oggi però, nella maggior parte del territorio italiano popolato, il male prevale decisamente. Conosciamo meglio i “buoni e i cattivi”.

IDENTIKIT DEI BUONI

PIANTE E VEGETALI

Hanno la capacità di immagazzinare CO2 rilasciando ossigeno durante il giorno grazie all’effetto della fotosintesi clorofilliana (link) di notte al contrario emettono CO2 respirando ossigeno ma il bilancio è comunque di una maggiore emissione di Ossigeno diurno.

Dagli anni '50 la NATO ha portato avanti dei programmi di ricerca per individuare soluzioni che permettessero agli astronauti di respirare aria di qualità migliore una volta nello spazio. All'interno di questa ricerca sono stati trovati diversi esemplari specifici in grado di assorbire e cibarsi di sostanze tossiche o dannose per l'uomo. Oggi vengono comunemente definite con il termine MANGIA-SMOG e le più diffuse sono:dracena (ad esempio il tronchetto della felicità), tillandsie, filodendro, spatifillo, gerbera, aloe, ciclamino, begonia, stella di natale, varie specie di ficus, edera helix, chamaedorea, pothus, sanseviera, beaucarnea, felci, frassino, betulla, larice, pino, il tiglio selvatico, biancospino.

FORZE DELLA NATURA

acqua, sole, vento, vapore... tutte le forze che ci circondano possono o potranno in futuro essere utilizzate per supportare le nostre atività così come un tempo i mulini a vento venivano usati come unico strumento per la pressa del grano. Oltre alle forme più comuni di sfruttamento delle forze naturali per la produzione di energia o di calore riportate nella pagina tecnologie, al giorno d’oggi la mente umana è arrivata a sfruttare anche le onde del mare così come le correnti sottomarine, o l'energia talassotermica che sfrutta le differenze di temperatura tra la superficie marina e le profondità oceaniche.

IDENTIKIT DEI CATTIVI

POLVERI SOTTILI - PM

Con il termine polveri sottili sospese o particelle sospese o particolato si intende l’insieme di sostanze che a causa delle loro piccole dimensioni si trovano sospese nell’aria per tempi più o meno lunghi, allo stato solido o liquido  . Tali sostanze possono essere di origine naturale o antropica (causata dall’uomo) e vengono anche indicate come Particular Matter (PM)

I fattori naturali possono essere:

-    polvere, terra, sale marino alzati dal vento, incendi, microrganismi, pollini e spore, erosione di rocce,

I Fattori antropici sono:

-  emissioni della combustione dei motori a combustione interna (veicoli e aeroplani); emissioni del riscaldamento domestico (in particolare gasolio, carbone e legna); residui dell'usura del manto stradale, dei freni e delle gomme delle vetture; emissioni di lavorazioni meccaniche, dei cementifici, dei cantieri; lavorazioni agricole; inceneritori e centrali elettriche; fumo di tabacco.

In base alla natura e alle dimensioni delle particelle possiamo distinguere:

- gli aerosol, costituiti da particelle solide o liquide sospese in aria e con un diametro inferiore a 1 micron (1 µm);

- le foschie, date da goccioline con diametro inferiore a 2 micron;
- le esalazioni, costituite da particelle solide con diametro inferiore ad 1 micron e rilasciate solitamente da processi chimici e metallurgici;
- il fumo, dato da particelle solide di solito con diametro inferiore ai 2 µm e trasportate da miscele di gas;
- le polveri (vere e proprie), costituite da particelle solide con diametro fra 0,25 e 500 micron;
- le sabbie, date da particelle solide con diametro superiore ai 500 µm.

Le particelle primarie sono quelle che vengono emesse come tali dalle sorgenti naturali ed antropiche, mentre le secondarie si originano da una serie di reazioni chimiche e fisiche in atmosfera. Le particelle fini sono quelle che hanno un diametro inferiore a 2,5 µm, le altre sono dette grossolane. Da notare che il particolato grossolano è costituito esclusivamente da particelle primarie.
Si suddividono ulteriormente a seconda della dimensione in:
- PM10 rappresentano il particolato che ha un diametro inferiore a 10 micron. E' costituito dall'insieme di tutto il materiale non gassoso, generalmente solido, sospeso nell'aria.
- PM2,5 costituiscono circa il 60% delle PM10, rappresentano il particolato che ha un diametro inferiore a 2,5 micron.

Per la nostra salute è invece utile la suddivisione in:
- polveri inalabili quelle in grado di penetrare nel tratto superiore dell’apparato respiratorio (dal naso alla laringe).
- polveri toraciche sono quelle in grado di raggiungere i polmoni.
- polveri respirabili possono invece penetrare nel tratto inferiore dell’apparato respiratorio (dalla trachea fino agli alveoli polmonari).

BIOSSIDO DI AZOTO (NO2)
Il Biossido di Azoto è generato da qualunque processo di combustione. È un gas dall’odore forte e pungente ed è uno degli inquinanti atmosferici più pericolosi, sia per la sua natura irritante, sia perché in condizioni di forte irraggiamento solare provoca delle reazioni fotochimiche secondarie che creano altre sostanze inquinanti (smog fotochimico). Tra i principali fattori che contribuiscono vi è la combustione ad alta temperatura di idrocarburi nelle industrie, negli impianti di riscaldamento e negli autoveicoli. I fumi di scarico degli autoveicoli contribuiscono all’inquinamento da NO2; la quantità di emissioni dipende dalle caratteristiche del motore e dalla modalità del suo utilizzo (velocità, accelerazione, ecc.). In generale, la presenza di NO2 aumenta quando il motore lavora ad elevato numero di giri o in condizioni di cattiva manutenzione del motore.

OZONO
L’Ozono è un gas altamente reattivo, di odore pungente, dotato di un elevato potere ossidante. L'Ozono ha due ruoli:
(1) Ruolo naturale positivo in quanto si concentra nella stratosfera ad un altezza compresa fra i 30 e i 50 chilometri dal suolo, la sua presenza protegge la superficie terrestre dalle radiazioni ultraviolette emesse dal sole che sarebbero dannose per la vita degli esseri viventi. L'assenza di questo composto nella stratosfera è chiamata generalmente "buco dell’Ozono".
(2) Ruolo dannoso se presente nelle immediate vicinanze della superficie terrestre (tra il livello del mare e i 10 km di quota) è invece un componente dello "smog fotochimico" che si origina soprattutto nei mesi estivi in concomitanza di un intenso irraggiamento solare e di un’elevata temperatura. L’Ozono non ha sorgenti dirette, ma si forma all’interno di un ciclo di reazioni fotochimiche che coinvolgono in particolare gli Ossidi di Azoto e i Composti Organici Volatili

MONOSSIDO DI CARBONIO
Il Monossido di Carbonio (CO) o ossido di carbonio è l’inquinante gassoso più abbondante in atmosfera. È un gas inodore ed incolore, infiammabile e tossico e viene generato durante la combustione di sostanze organiche quando la quantità di Ossigeno a disposizione è insufficiente. La principale sorgente di CO è rappresentata dal traffico veicolare (circa l'80% delle emissioni a livello mondiale), in particolare dai gas di scarico dei veicoli a benzina. La concentrazione di CO emessa dagli scarichi dei veicoli è strettamente connessa alle condizioni di funzionamento del motore: si registrano concentrazioni più elevate con motore al minimo ed in fase di decelerazione, condizioni tipiche di traffico urbano intenso e rallentato. E' l'unico inquinante per il quale l'unita di misura con la quale si esprimono le concentrazioni è il milligrammo per metro cubo (mg/m3).
Il monossido di carbonio, caratteristico inquinante primario, ha evidenziato nell'ultimo ventennio un nettissimo calo delle concentrazioni dovuto al costante sviluppo della tecnologia dei motori per autotrazione ad accensione comandata e, a partire dai primi anni 90, dall’introduzione del trattamento dei gas esausti tramite i convertitori catalitici a tre vie. Nonostante tutto rimane uno dei principali inquinanti da eliminare in quanto potenzialmente incontrollabile dato l'aumento di automobili in circolazione soprattutto nei paesi in via di sviluppo o del terzo mondo.

BIOSSIDO DI ZOLFO
È un gas incolore, di odore pungente. Le principali emissioni di biossido di zolfo derivano dai processi di combustione che utilizzano combustibili di tipo fossile (gasolio, olio combustibile, carbone), in cui lo zolfo è presente come impurità e dai processi metallurgici. Una percentuale molto bassa di biossido di zolfo nell’aria (6-7%) proviene dal traffico veicolare, in particolare dai veicoli con motore diesel.
Il biossido di zolfo era ritenuto, fino a pochi anni fa, il principale inquinante dell’aria ed è certamente tra i più studiati, anche perché è stato uno dei primi composti a manifestare effetti sull’uomo e sull’ambiente. Il biossido di zolfo era il principale responsabile del fenomeno delle piogge acide che hanno avuto il loro massimo impatto negli anni ‘70 e ’80.
IDROCARBURI
Il termine IPA è l’acronimo di Idrocarburi Policiclici Aromatici, una classe numerosa di composti organici tutti caratterizzati strutturalmente dalla presenza di due o più anelli aromatici condensati fra loro.
L’IPA più semplice dal punto di vista strutturale è il naftalene, un composto a due anelli che come inquinante aerodisperso si trova più che altro in forma gassosa a temperatura ambiente. Gli IPA costituiti da tre a cinque anelli possono essere presenti sia come gas che come particolato, mentre quelli caratterizzati da cinque o più anelli tendono a presentarsi per lo più in forma solida.
All’aumentare del peso molecolare decresce la volatilità e la già bassa solubilità in acqua, mentre cresce il punto di ebollizione e di fusione. Nella forma più pura gli IPA si presentano solidi e trasparenti, oppure bianchi o di un colore che va dal giallo chiaro al verde pallido.
I vari IPA variano fra loro sia per le diverse fonti ambientali che per le caratteristiche chimiche. Si formano nel corso delle combustioni incomplete di prodotti organici come il carbone, il petrolio, il gas o i rifiuti; molti vengono utilizzati per condurre delle ricerche e alcuni vengono sintetizzati artificialmente; in alcuni casi si impiegano nella produzione di coloranti, plastiche, pesticidi e medicinali.
Anche se esistono più di cento diversi IPA, quelli più imputati nel causare dei danni alla salute di uomini e animali sono: l’acenaftene, l’acenaftilene, l’antracene, il benzoantracene, il dibenzoantracene, il crisene, il pirene, il benzopirene, l’indenopirene, il fenantrene, il fluorantene, il benzofluoroantene, il benzofluoroantene, il benzoperilene e il fluorene.
Solitamente nell’aria non si ritrovano mai come composti singoli, ma all’interno di miscele dove sono presenti molte decine di IPA diversi e in proporzioni che in alcuni casi possono anche variare di molto. Il fatto che l’esposizione avvenga ad una miscela di composti, di composizione non costante, rende difficile l’attribuzione delle conseguenze sulla salute alla presenza di uno specifico idrocarburo policiclico aromatico.
Pur essendo lo studio di queste miscele particolarmente complicato, è stato comunque dimostrato che l’esposizione alle miscele IPA comporta un aumento dell’insorgenza del cancro, soprattutto in presenza di benzopirene (l’unico IPA che è stato studiato approfonditamente).

BENZENE
Il benzene presente in atmosfera viene prodotto dall’attività umana, in particolare dall’uso del petrolio, degli oli minerali e dei loro derivati.
La maggior fonte di esposizione per la popolazione deriva dai gas di scarico degli autoveicoli, in particolare dei veicoli alimentati a benzina; stime effettuate a livello di Unione Europea attribuiscono a questi ultimi la responsabilità di più del 70% del totale delle emissioni di benzene.
Il benzene è presente nelle benzine come tale oltre a prodursi durante la combustione a partire da altri idrocarburi aromatici.
Il benzene è un idrocarburo aromatico strutturato ad anello esagonale ed è costituito da 6 atomi di carbonio e 6 atomi di idrogeno (formula C6H6). Anche conosciuto come benzolo, rappresenta la sostanza aromatica con la struttura molecolare più semplice e per questo lo si può definire il composto-base della classe degli idrocarburi aromatici.
Il benzene a temperatura ambiente si presenta come un liquido incolore che evapora all’aria molto velocemente. E' caratterizzato da un odore pungente e dolciastro che la maggior parte delle persone può già percepire alla concentrazione di 1,5-4,7 ppm (nell’acqua, dove si dissolve piuttosto lentamente, il sapore inizia a sentirsi a 0,5-4,5 ppm).
Il benzene è una sostanza altamente infiammabile, ma la sua pericolosità è dovuta principalmente al fatto che è un carcinogeno riconosciuto per l’uomo. A seguito di esposizioni variabili da meno di 5 anni a più di 30, molte persone hanno sviluppato varie forme di leucemia. Esposizioni a lungo termine e a concentrazioni relativamente basse possono colpire il midollo osseo e la produzione del sangue, quelle a breve termine e ad alti livelli possono provocare sonnolenza, giramenti, perdita di coscienza e morte.
Pur essendo la pericolosità del benzene ampiamente dimostrata da numerose ricerche mediche, per il suo ampio utilizzo questa sostanza è praticamente insostituibile. Molte industrie lo utilizzano per produrre altri composti chimici come lo stirene, il cumene (per realizzare varie resine) ed il cicloesano (per creare il nylon e molte fibre sintetiche). Il benzene viene anche utilizzato per produrre alcuni tipi di gomme, lubrificanti, coloranti, inchiostri, collanti, detergenti, solventi e pesticidi. La produzione mondiale annua di benzene supera oramai i 30 milioni di tonnellate ed è dovuta per la maggior parte alla distillazione del petrolio, anche se una proporzione notevole di benzene viene ancora ottenuta dalla distillazione dell’olio di catrame di carbon fossile.

OSSIDI DI ZOLFO
Normalmente gli ossidi di zolfo presenti in atmosfera sono la ANIDRIDE SOLFOROSA (SO2) e la ANIDRIDE SOLFORICA (SO3); questi composti vengono anche indicati con il termine comune SOx.
L’anidride solforosa o biossido di zolfo è un gas incolore, irritante, non infiammabile, molto solubile in acqua e dall’odore pungente. Dato che è più pesante dell’aria tende a stratificarsi nelle zone più basse.
Rappresenta l’inquinante atmosferico per eccellenza essendo il più diffuso, uno dei più aggressivi e pericolosi e di gran lunga quello più studiato ed emesso in maggior quantità dalle sorgenti antropogeniche.
Deriva dalla ossidazione dello zolfo nel corso dei processi di combustione delle sostanze che contengono questo elemento sia come impurezza (come i combustibili fossili) che come costituente fondamentale.
Dall’ossidazione dell’anidride solforosa si origina l’anidride solforica o triossido di zolfo che reagendo con l’acqua, sia liquida che allo stato di vapore, origina rapidamente l’acido solforico, responsabile in gran parte del fenomeno delle piogge acide. Dato che la reazione di ossidazione che conduce alla formazione dell’anidride solforica è molto lenta, e data la reattività di questo composto con l’acqua, in genere la concentrazione del triossido di zolfo varia fra l’1 e il 5% della concentrazione del biossido di zolfo (che viene considerato l’inquinante di riferimento).

RADON
Il radon (Rn) è un gas radioattivo naturale estremamente pericoloso: rappresenta la seconda causa di morte per tumore ai polmoni dopo il fumo di sigaretta. Si stima che causi il decesso di più di 50 mila persone in tutto il mondo ogni anno (più di mille solo in Italia). Per i suoi effetti è stato inserito dalla Commissione Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC) nel Gruppo 1 degli agenti cancerogeni riconosciuti.
Chimicamente è un gas nobile, come l’elio o l’argon, è inodore, incolore, insapore e reagisce difficilmente con gli altri composti chimici. Ben 8 volte più pesante dell’aria, è un gas che si origina in seguito al decadimento radioattivo di elementi come l’uranio e il radio (presenti in quantità variabile in tutta la crosta terrestre). La sua concentrazione viene solitamente misurata in Becquerel su metro cubo (Bq/mc) dove un Becquerel rappresenta una disintegrazione al secondo.
Il radon tipicamente si sprigiona dal suolo e si può diffondere nell’aria delle abitazioni liberandosi da aperture o microfratture delle fondamenta. L’edificio intrappola il gas radioattivo limitandone la dispersione in atmosfera e per questo motivo la sua concentrazione aumenta. Il radon è pericoloso per inalazione: tanto maggiore è la sua concentrazione nell’aria tanto più alta è la possibilità di sviluppare un tumore in seguito all’esposizione delle cellule dell’apparato respiratorio alle radiazioni sprigionate nel corso del decadimento radioattivo. Questo gas si può liberare anche da alcuni materiali da costruzione (come per esempio il tufo) o dall’acqua sorgiva o prelevata dal sottosuolo.
Per limitare i rischi dovuti al radon è quindi necessario limitare la sua concentrazione nell’aria: aerare bene gli ambienti dove si trascorre la maggior parte della propria vita e, nei casi più gravi, attuare una bonifica della propria abitazione rivolgendosi a persone specializzate.

AMIANTO
Asbesto, o amianto, è il nome dato ad un gruppo di minerali altamente fibrosi che si possono trovare naturalmente nell’ambiente: il Crisotilo (anche detto amianto bianco), appartenente alla serie mineralogica del serpentino; e gli anfiboli Crocidolite (amianto blu), Amosite (amianto bruno), Antofillite, Actinolite e Tremolite.
Questi minerali non hanno alcun odore o sapore chiaramente individuabili, sono molto resistenti al calore ed alla maggior parte delle sostanze chimiche e sono facilmente lavorabili. Comodamente reperibili, venivano ricavati per lo più da miniere a cielo aperto in seguito alla macinazione della roccia madre e successivo arricchimento.
Per le loro proprietà dovute essenzialmente alla struttura fibrosa, per la facile reperibilità e per il basso costo, sono stati utilizzati in un’ampia gamma di prodotti ed in varie attività industriali; l’asbesto veniva utilizzato puro o più solitamente miscelato ad altri materiali in percentuali diverse, per sfruttarne meglio le caratteristiche chimico-fisiche e per produrre una quantità innumerevole di prodotti.
Purtroppo tutti questi beni hanno dimostrato nel tempo una deperibilità più o meno alta, ed il loro deterioramento provoca il rilascio nell’ambiente di una quantità di fibre direttamente proporzionale alla loro friabilità.
L’amianto friabile è in grado di disgregarsi alla semplice pressione delle dita e si è dimostrato estremamente pericoloso, mentre l’amianto compattato (miscelato a cemento o a sostanze che ne garantiscano una notevole durezza) è pericoloso nel caso in cui sia stato deteriorato da eventi meteorologici o da interventi più o meno accidentali.
Le fibre minerali rilasciate da questi materiali risultano potenzialmente inalabili e, una volta nei polmoni, possono provocare dei danni estremamente gravi come l’asbestosi, il mesotelioma ed il tumore dei polmoni.
Per tutti questi motivi fin dal 1994 l’amianto è stato abbandonato e ne è vietata per legge l’estrazione, la lavorazione ed il commercio (da notare che la relazione fra la presenza dell’asbesto e l’insorgenza dei tumori era già scientificamente dimostrata fin dagli anni ’60).
Quindi a tutt’oggi la pericolosità dell’asbesto è dovuta essenzialmente alla presenza di quella sterminata serie di prodotti ancora in circolazione che lo contengono in quantità variabile e che lentamente vengono smaltiti in aree appositamente predisposte.

OSSIDI DI AZOTO
Pur essendo presenti in atmosfera diverse specie di ossidi di ozoto, per quanto riguarda l’inquinamento dell’aria si fa quasi esclusivamente riferimento al termine NOx che sta ad indicare la somma pesata del MONOSSIDO DI AZOTO (NO) e del BIOSSIDO DI AZOTO (NO2).
Il monossido di azoto o ossido di azoto (NO) è un gas incolore, insapore ed inodore; è anche chiamato ossido nitrico. E’ prodotto soprattutto nel corso dei processi di combustione ad alta temperatura assieme al biossido di azoto (che costituisce meno del 5% degli NOx totali emessi). Viene poi ossidato in atmosfera dall’ossigeno e più rapidamente dall’ozono producendo biossido di azoto. La tossicità del monossido di azoto è limitata, al contrario di quella del biossido di azoto che risulta invece notevole.
Il biossido di azoto 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. Il noto colore giallognolo delle foschie che ricoprono le città ad elevato traffico è dovuto per l’appunto al biossido di azoto. Rappresenta un inquinante secondario dato che deriva, per lo più, dall’ossidazione in atmosfera del monossido di azoto. Il biossido di azoto svolge un ruolo fondamentale nella formazione dello smog fotochimico in quanto costituisce l’intermedio di base per la produzione di tutta una serie di inquinanti secondari molto pericolosi come l’ozono, l’acido nitrico, l’acido nitroso, gli alchilnitrati, i perossiacetililnitrati, ecc. (per maggiori informazioni consiglio di fare riferimento alla parte del sito che tratta dello smog fotochimico).
Si stima che gli ossidi di azoto contribuiscano per il 30% alla formazione delle piogge acide (il restante è imputabile al biossido di zolfo e ad altri inquinanti). Gli NOx vengono per lo più emessi da sorgenti al suolo e sono solo parzialmente solubili in acqua, questo influenza notevolmente il trasporto e gli effetti a distanza

CLORURO DI VINILE
Il cloruro di vinile è un gas tossico, cancerogeno, infiammabile e talmente instabile alle normali condizioni ambientali che miscelato con l’aria può diventare esplosivo.
Anche conosciuto come cloroetene o cloroetilene, solitamente viene indicato come cloruro di vinile monomero (CVM) per distinguerlo dal principale composto che si ottiene dalla sua polimerizzazione: il polivinil cloruro o PVC. Da notare che il PVC, al contrario del monomero, è pressochè innocuo (sempre a patto che la concentrazione di cloruro di vinile monomero che permane disciolto all’interno sia bassa).
L’estrema importanza del cloroetilene nella società industriale moderna è proprio dovuta al fatto che questa sostanza rappresenta il costituente base per la produzione dell’onnipresente PVC, materiale utilizzato per realizzare diversi prodotti plastici di uso comune come tubi, cavi, rivestimenti per auto, materiali per impacchettare gli alimenti, arredamenti, finestre, coperture murali, articoli per la casa, ecc. Fino alla metà degli anni ’70 il cloruro di vinile veniva impiegato anche come gas refrigerante, propellente per spray e come componente di alcuni cosmetici.
Tutto il cloruro di vinile esistente è stato prodotto dall’uomo o è il risultato della degradazione di altre sostanze artificiali come il tricloroetilene, il tricloroetano o il tetracloroetilene.
Quindi tutto l’inquinamento ambientale e i danni alla salute dovuti a questa sostanza sono da imputare esclusivamente all’uomo.