A PROPOSITO DI POLVERI ATMOSFERICHE...

IL FENOMENO DELLE POLVERI

Gli abitanti delle grandi città hanno recentemente sentito parlare dell’inquinamento atmosferico causato dalle cosiddette "polveri atmosferiche".

È ormai noto che l’aria dei grandi centri urbani è interessata dalla presenza di molteplici inquinanti. Tra questi le polveripresentano un crescente interesse per i possibili effetti sanitari sulla popolazione: in molte aree urbane i blocchi del traffico possono essere decisi in relazione al fenomeno delle polveri.

L’interesse suscitato dalle polveri atmosferiche trae origine storicamente dallo studio di fenomeni acuti di smog, nel corso dei quali le polveri, in combinazione con il biossido di zolfo, hanno determinato il verificarsi di pesanti effetti sanitari.

Tra gli avvenimenti più eclatanti si ricordano gli episodi di inquinamento atmosferico manifestatisi negli anni ‘50 e ‘60 nella città di Londra, che fecero registrare un eccesso di ricoveri ospedalieri per problemi respiratori nella popolazione.

Per comprendere con maggiore chiarezza i problemi ambientali e sanitari derivanti dall’inquinamento da polveri atmosferiche cerchiamo di capire:

• Cosa sono e quali caratteristiche dimensionali e chimiche rendono le polveri atmosferiche pericolose per la salute umana
• Quali sono le principali sorgenti di emissione delle polveri nell’atmosfera
• Come agiscono sull’organismo umano e come danneggiano l’ambiente
• Con quali misure è possibile contenere la loro presenza nell’aria che respiriamo.

COSA SONO LE POLVERI ATMOSFERICHE

Con il termine di polveri atmosferiche, o di materiale particellare, si intende una miscela di particelle solide e liquide, sospese in aria, che varia per caratteristiche dimensionali, composizione e provenienza.

Parte delle particelle che costituiscono le polveri atmosferiche sono emesse come tali da diverse sorgenti naturali ed antropiche (cd. "particelle primarie"); parte invece derivano da una serie di reazioni chimiche e fisiche che avvengono nell’atmosfera (cd. "particelle secondarie").

A seconda del processo di formazione, le particelle che compongono le polveri atmosferiche possono variare sia in termini dimensionali sia di composizione chimica.

Diversi sono anche i meccanismi di rimozione cui le polveri vanno incontro: meccanismi che le "allontanano" dall’ambiente atmosferico facendole ricadere al suolo o verso l’ambiente idrico (fiumi, laghi, mari, …).

POLVERI TOTALI, INALABILI O RESPIRABILI ?

Le polveri atmosferiche sono definite con i nomi più diversi, tra i quali i più usati sono: PTS (polveri totali sospese) e PM (dall’inglese "particulate matter").

Le polveri totali sospese (PTS) sono un insieme molto eterogeneo di particelle solide e liquide che, a causa delle ridotte dimensioni, restano in sospensione nell’aria.

Esistono diversi sistemi di classificazione del materiale particellare.

I regolatori hanno scelto di distinguere le diverse classi di polveri a seconda della dimensione del diametro delle particelle (misurato in micrometri o µm) e di quantificarne la presenza in aria in termini di concentrazione (espressa in µg/m³, ovvero microgrammi di particelle in sospensione per metro cubo di aria ambiente).

Il diametro delle particelle può variare da un valore minimo di 0,005 µm fino ad un massimo di 100 µm. All’interno di quest’intervallo si definiscono:

• grossolane le particelle con diametro compreso tra 2,5 e 30 µm (paragonabile a quello di un capello umano, che è compreso tra 50-100 µm)
• fini le particelle con diametro inferiore a 2,5 µm.

Le polveri grossolane si originano a seguito di combustioni incontrollate e per processi meccanici di erosione e disgregazione dei suoli. Pollini e spore fanno parte di questa classe dimensionale.

Le polveri fini derivano dalle emissioni prodotte dal traffico veicolare, dalle attività industriali, dagli impianti di produzione di energia elettrica nonché a seguito di combustioni di residui agricoli.

Studi epidemiologici, condotti in diverse città americane ed europee nel corso degli ultimi vent’anni, hanno mostrato che esiste una notevole correlazione fra la presenza di polveri fini ed il numero di patologie dell’apparato respiratorio, di malattie cardiovascolari e di episodi di mortalità riscontrati in una determinata area geografica.

Oltre alle PTS, la legislazione italiana in materia di inquinamento atmosferico regolamenta la presenza in aria delle polveri PM₁₀, aventi diametro inferiore a 10 µm e comprendenti un sottogruppo di polveri più sottili denominate PM_2,5, aventi diametro inferiore a 2,5 µm.

Nonostante tra PM₁₀ e PM_2,5 vi sia una certa sovrapposizione dimensionale, le due classi sono generalmente ben distinte sia in termini di sorgenti di emissione e di processi di formazione, sia per quanto riguarda la composizione chimica ed il comportamento nell’atmosfera.

Le polveri PM₁₀ sono comunque costituite per circa il 60% dalla frazione più sottile denominata PM_2,5.

Tanto inferiore è la dimensione delle particelle, tanto maggiore è la loro capacità di penetrare nei polmoni e di produrre effetti dannosi sulla salute umana. Per questo motivo le polveri PM₁₀ e PM_2,5 presentano un interesse sanitario sicuramente superiore rispetto alle PTS.

Le polveri PM₁₀ sono denominate anche polveri inalabili, in quanto sono in grado di penetrare nel tratto superiore dell’apparato respiratorio (dal naso alla laringe).

Le polveri PM_2,5 sono invece denominate polveri respirabili in quanto sono in grado di penetrare nel tratto inferiore dell’apparato respiratorio (dalla trachea sino agli alveoli polmonari).

LE SORGENTI DI EMISSIONE DELLE POLVERI

Le polveri PM₁₀ e PM_2,5 sono prodotte da un’ampia varietà di sorgenti sia naturali sia antropiche.

Mentre le particelle più grossolane derivano principalmente dal suolo e da altri materiali, le particelle più fini sono prodotte, in misura prevalente, dalla combustione di combustibili fossili utilizzati nei trasporti, nell’industria e nella produzione di energia.

Le più importanti sorgenti naturali sono così individuate:

• aerosol marino (sali, …)
• suolo risollevato e trasportato dal vento
• aerosol biogenico (spore, pollini, frammenti vegetali, …)
• emissioni vulcaniche
• incendi boschivi

Le più rilevanti sorgenti antropiche sono:

• emissioni prodotte dal traffico veicolare
• emissioni prodotte da altri macchinari e veicoli (attrezzature edili/agricole, aeroplani, treni, navi, …)
• processi di combustione di carbone ed oli (centrali termoelettriche, riscaldamenti civili), legno, rifiuti,…
• processi industriali (cementifici, fonderie, miniere, …)
• combustione di residui agricoli

COME AVVIENE L’ESPOSIZIONE ALLE POLVERI

Una volta emesse, le polveri PM₁₀ possono rimanere in sospensione nell’aria per circa 12 ore, mentre le particelle aventi diametro pari ad 1 µm rimangono in circolazione per circa un mese. Questa è una delle caratteristiche che rende le polveri inalabili e respirabili particolarmente insidiose per la salute dell’uomo.

Gli elevati livelli di PM₁₀ che si manifestano di frequente nell’aria delle grandi città, possono incrementare il numero e la gravità degli attacchi di asma, causare od aggravare bronchiti ed altre malattie dei polmoni e ridurre la capacità dell’organismo di combattere le infezioni. Le persone maggiormente vulnerabili sono i bambini, gli anziani e chiunque svolga intensa attività fisica all’aperto, nonché le persone sofferenti di asma e bronchiti.

Le fonti urbane di emissione delle polveri PM₁₀ sono principalmente due:

• i trasporti su gomma
• gli impianti di riscaldamento civili

Sono invece sempre meno presenti, all’interno delle aree urbane, fonti di inquinamento industriali.

Gli inquinanti emessi da camini di altezza elevata possono tuttavia essere trasportati dagli agenti meteorologici anche su grandi distanze.

Parte dell’inquinamento "di fondo" riscontrato in una determinata città può dunque provenire da un’industria situata a diversi km di distanza dal centro urbano.

Trasporti su gomma. Tutti i mezzi di trasporto emettono polveri fini. In ogni caso i veicoli diesel, sia leggeri sia pesanti, emettono un quantitativo di polveri, per km percorso, maggiore rispetto ai veicoli a benzina, riconosciuti comunque responsabili della produzione di piccole quantità di questo inquinante. Le emissioni sono in parte attribuibili anche all’usura di freni e pneumatici e al risollevamento di polvere presente sulla carreggiata.

Riscaldamenti civili. Possono emettere polveri in particolare gli impianti alimentati a gasolio, olio combustibile, carbone o legname. Sembrano invece trascurabili le emissioni di polveri dagli impianti alimentati a metano.

EFFETTI SULLA SALUTE UMANA E SULL’AMBIENTE

Le polveri PM₁₀ possono costituire un serio pericolo per la salute umana.

• Un’esposizione di breve periodo può irritare i polmoni e causare broncocostrizione, tosse e mancanza di respiro.
• Le sostanze che si dissolvono dal materiale particellare possono causare danni alle cellule.
• Un’esposizione di lungo periodo a basse concentrazioni può indurre il cancro.

Le particelle che si depositano nel tratto respiratorio superiore o extratoracico (cavità nasali, faringe e laringe) possono causare effetti irritativi quali secchezza ed infiammazione di naso e gola.
Le particelle che si depositano nel tratto tracheobronchiale (trachea, bronchi e bronchioli più grandi) possono invece provocare costrizioni bronchiali, aggravare malattie respiratorie croniche (asma, bronchite, enfisema) ed eventualmente indurre neoplasie.

Le polveri PM₁₀ sono costituite da una miscela di sostanze che includono:

• elementi quali il carbonio, il piombo, il nichel;
• composti come i nitrati, i solfati o composti organici;
• miscele complesse come particelle di suolo o gli scarichi dei veicoli diesel.

Le polveri PM_2,5 risultano, a loro volta, potenzialmente pericolose per la presenza di un certo numero di sostanze:

• i solfati prodotti dalle emissioni di biossido di zolfo sono di natura acida e possono reagire direttamente con i nostri polmoni;
• il carbonio prodotto durante la combustione della benzina può catturare sostanze chimiche cancerogene come il benzo(a)pirene e consentirgli il libero accesso all’interno dei polmoni;
• diversi studi hanno mostrato la presenza di metalli tossici quali il piombo, il cadmio ed il nichel in concentrazioni maggiori nella frazione PM_2,5 rispetto al particellato di dimensioni maggiori.

Un altro impatto prodotto sull’ambiente atmosferico dalle polveri aerodisperse è la riduzione della visibilità.
Accumulandosi nell’atmosfera, infatti, le particelle assorbono e deviano la luce.
Tale fenomeno può risultare particolarmente pericoloso in vicinanza di aeroporti o di grandi arterie di traffico quali le autostrade.

COME LIMITARE I LIVELLI DI CONCENTRAZIONE NEI CENTRI URBANI ?

A partire dagli anni ’70, in tutti i paesi industrializzati il numero di veicoli in circolazione è andato incontro ad una crescita costante.
Attraverso l’emissione di polveri fini, monossido di carbonio, ossidi di azoto e composti organici volatili (come gli idrocarburi), le automobili e gli altri mezzi di trasporto stradali contribuiscono in misura preponderante a determinare una scarsa qualità dell’aria nei centri urbani.
La limitazione dei livelli di concentrazione delle polveri nelle nostre città non può che avvenire attraverso la riduzione dell’inquinamento da traffico veicolare e, in particolare quello causato dalle polveri fini.

Diverse sono le soluzioni che si possono adottare. Alcune elencate di seguito presentano caratteristiche di innovazione tecnologica, altre di "educazione" ad un uso alternativo del mezzo di trasporto privato.

• Incentivazione di forme alternative di mobilità urbana, come il trasporto pubblico, il car-pooling (condivisione del mezzo privato da parte di più passeggeri) e l’uso della bicicletta.
• Riduzione delle emissioni per km di strada percorso, attraverso l’impiego di veicoli e di carburanti più puliti.
• Utilizzo di mezzi di trasporto elettrici e di autoveicoli più piccoli e leggeri, in modo da ridurre il consumo di carburante e dunque le emissioni di natura inquinante.
• Contenimento delle polveri risollevate dalla carreggiata attraverso un frequente lavaggio delle strade, specie durante i periodi nei quali le concentrazioni in aria sono più elevate e le precipitazioni piovose scarse.
• Controlloperiodico delle emissioni dallo scarico dell’automobile per monossido di carbonio, ossidi di azoto ed idrocarburi, inquinanti che partecipano alla formazione delle particelle secondarie.

QUANDO PREOCCUPARSI PER LE POLVERI ?

La normativa italiana ha fissato un valore di soglia annuale definito "obiettivo di qualità", al fine di monitorare gli effetti delle polveri inalabili PM₁₀ sull’uomo, per fenomeni di esposizione di lungo periodo e a bassi valori di concentrazione.

• Il Decreto del Ministero dell’Ambiente del 25 novembre 1994 identifica le aree urbane per le quali è obbligatorio il monitoraggio annuale delle polveri PM₁₀ e stabilisce che la concentrazione media annuale rilevata in almeno tre differenti siti di monitoraggio, presenti in ciascun ambito urbano, non debba superare l’obiettivo di qualità pari a 40 µmg/m³.
• Il Decreto del Ministero dell’Ambiente n° 163 del 21 aprile 1999 individua i criteri ambientali e sanitari in base ai quali i Sindaci possono applicare misure di limitazione della circolazione veicolare al fine di ottenere un concreto miglioramento della qualità dell’aria in ambito urbano. Il superamento dell’obiettivo di qualità per le polveri PM₁₀ in una o più aree del centro urbano può far scattare la misura di limitazione della circolazione per i veicoli ad accensione spontanea (veicoli diesel).

È bene precisare che l’obiettivo di qualità indica un valore di concentrazione medio annuale cui tendere progressivamente nel tempo, attraverso politiche di contenimento da adottare a cura degli organi di governo e di controllo territoriale.

PM₁₀=>Obiettivo di qualità annuale pari a 40 mg/m³

Le polveri respirabili PM_2,5 costituiscono un parametro inquinante sul quale si intende investire, in termini di azioni di monitoraggio, nei prossimi anni, dal momento che ad oggi non è presente sul territorio regionale alcuna stazione adibita al loro controllo.
Sono attualmente in corso di esecuzione una serie di studi a livello europeo ed italiano, finalizzati all’individuazione entro l’anno 2005, dei limiti relativi alle concentrazioni in aria di tale inquinante, secondo i tempi ed i modi indicati dalla Direttiva Europea 99/30/CE.