I veleni del traffico
GLI INQUINANTI UBIQUITARI
Anche le polveri più fini, cioè quelle composte da granuli che hanno le dimensioni più piccole, sono prodotti dalla combustione, principalmente del gasolio.
Le polveri in generale sono considerate un inquinante, sia per il loro effetto diretto sia come veicolo di altri inquinanti. Fra questi, particolarmente importanti alcuni metalli.
Nell’atmosfera si vengono a trovare anche idrocarburi incombusti; tale presenza è dovuta a perdite che si verificano nelle varie fasi di trasporto, distribuzione e trattamento, o all’incompleta combustione. Fra di essi si deve evidenziare una classe particolare, costituita dagli idrocarburi policiclici aromatici (IPA), che si trovano anche adsorbiti nelle polveri.
Particolare importanza fra i vari idrocarburi ha il benzene, per la sua elevata nocività.
Infine un rilievo crescente ha assunto in questi anni la presenza dell’ozono, O3, dovuta a reazioni che avvengono nell’atmosfera, favorite dall’inquinamento da composti organici volatili e dall’irraggiamento solare.
Nel seguito si riportano le principali caratteristiche dei principali inquinanti.
Nota: le concentrazioni sono spesso espresse con riferimento al normal metro cubo, simbolo Nm3, definito come un metro cubo di aria alla temperatura di 25°C e alla pressione di 1 atmosfera (101,3 kpascal).
Monossido di carbonio (CO)
Gas incolore, inodore, insapore, poco più leggero dell’aria. La sua concentrazione di fondo nell’aria non inquinata è inferiore a 0,1 mg/Nm3. E’ un prodotto della combustione incompleta, cioè in carenza di ossigeno, delle sostanze organiche. La fonte principale è costituita dagli autoveicoli, soprattutto quelli alimentati a benzina. Altre fonti, decisamente meno importanti, sono le centrali termoelettriche, gli impianti di riscaldamento, gli inceneritori di rifiuti e alcune attività industriali (impianti siderurgici e raffinerie). E’ un vero e proprio veleno. A contatto con l’emoglobina del sangue dà origine alla carbossiemoglobina, composto stabile che inibisce la fondamentale funzione di scambio dell’ossigeno, provocando una sindrome di asfissia. I primi sintomi dell’intossicazione da CO sono torpore e nausea. Nei casi più gravi l’esito può essere letale.
Denominato anche anidride solforosa, è un gas incolore, dall’odore pungente. E’ solubile in acqua originando soluzioni fortemente acide, da cui le piogge acide. E’ prodotto dalla combustione di combustili fossili (carbone, oli combustibili, gasolio, benzina) che, in varia misura, contengono come impurezza lo zolfo, il quale viene ossidato a SO2 e, in misura minore, a SO3. La fonte principale sono le centrali termoelettriche, seguite dagli impianti di riscaldamento a nafta (e in misura minore a gasolio) e da alcune attività industriali (raffinerie, cementifici, fonderie). Ha un effetto fortemente irritante sulle vie respiratorie e di tutte le mucose in genere. Può provocare broncocostrizione, ipersecrezione, lesioni della mucosa.
Gas rosso bruno di odore pungente, poco solubile in acqua, si forma per combinazione tra il monossido d’azoto (NO) e l’ossigeno. Il monossido d’azoto si forma per combinazione diretta dell’azoto e dell’ossigeno dell’aria, in presenza di elevate temperature, quindi processi di combustione, scariche elettriche, ecc. E’ presente nel fumo di sigaretta. Le fonti principali sono il traffico veicolare, gli impianti termici, le centrali termoelettriche, diverse attività industriali. Ha un’azione tossica che si manifesta principalmente sulle strutture polmonari profonde (alveoli). Provoca lesioni alle basse vie aeree e bronchiolite obliterante. Riacutizza le sindromi asmatiche.
Anidride carbonica (CO2)
E’ presente nell’atmosfera in una concentrazione di circa 0,04%. E’ il risultato della combustione completata, cioè con adeguato apporto di ossigeno, delle sostanze organiche. E’ prodotta anche dai processi di fermentazione. Le fonti sono tutti i processi di combustione in cui sono coinvolti composti del carbonio (produzione di energia elettrica, impianti di riscaldamento, traffico veicolare, varie attività industriali, ecc.) Non ha effetti tossici in condizioni normali; anzi è necessaria in molti processi fisiologici. Possono intervenire difficoltà respiratorie in ambienti chiusi saturi di CO2. Il suo interesse è legato soprattutto ai cambiamenti climatici. E’ infatti il gas serra più importante, e un aumento della sua produzione a livello mondiale può provocare un innalzamento della temperatura del globo.
Ozono (O3)
Gas azzurro, molto reattivo, dall’odore pungente. E’ un costituente naturale dell’atmosfera e la sua concentrazione è fortemente variabile con l’altezza: raggiunge un massimo nella zona alta della stratosfera, fra i 25 e i 30 km. L’ozono stratosferico svolge l’importante funzione di filtro della radiazione solare. La sua distruzione ( “buco” dell’ozono), provocata da certe sostanze (CFC, ecc.) immesse nell’ambiente, può avere conseguenze sul clima globale. Negli strati bassi dell’atmosfera la presenza dell’ozono dev’essere invece considerata una forma di inquinamento, generata da complesse reazioni fra gli inquinanti primari presenti, sollecitate dalla radiazione solare. L’ozono si forma soprattutto nei mesi estivi, nelle ore diurne, a partire da contaminanti emessi prevalentemente dagli autoveicoli: ossidi di azoto e idrocarburi non metanici. Pertanto è una tipica forma di inquinamento delle aree urbane a traffico elevato. Ciò non esclude che possa formarsi al di fuori di conglomerati urbani, nelle località dove la concomitanza fra presenza di precursori e condizioni meteorologiche favorisce l’ inquinamento fotochimico, come le aree intensamente industrializzate, specialmente quelle con alta densità di industrie petrolchimiche. Si verificano anche casi di inquinamento fotochimico in aree rurali, per trasporto eolico degli inquinanti precursori dalle aree metropolitane e dalle zone ad alta industrializzazione. Ha un effetto irritante sulle vie respiratorie. E’ una delle cause della bronchite cronica. Come il biossido d’azoto, agisce in profondità fino a livello degli alveoli polmonari. Può provocare lesioni alle basse vie respiratorie e, a forti concentrazioni, anche l’edema polmonare. Ha effetti tossici anche sulla vegetazione.
E’ un idrocaburo aromatico, liquido a temperatura ambiente, dal particolare odore, molto volatile, quindi facilmente presente sotto forma di vapore. E’ il più importante, dal punto di vista dell’inquinamento, degli idrocarburi. Viene prodotto dai processi di aromatizzazione del petrolio o dalla distillazione secca ad alta temperatura (pirolisi) del carbon fossile. Più del 50% del benzene prodotto al mondo proviene dagli Stati Uniti d’America. E’ presente soprattutto nelle benzine; si trova in commercio anche come prodotto contenente altri composti omologhi superiori e viene talvolta denominato benzolo. La sua presenza nell’aria è dovuta principalmente alle emissioni dei veicoli a benzina, alla combustione del legno ed altra materia organica. E’ presente nel fumo di tabacco. La fonte principale, nell’ambiente esterno, è il traffico veicolare. Gli effetti sulla salute sono di natura cronica (disturbi ematici con induzione della leucemia) dovuti alla sostanza stessa e/o a sostanze prodotte nell’organismo (metaboliti) come il benzenepossido, che risultano mutagene, cioè capaci di provocare alterazioni cromosomiche a livello del midollo osseo, con conseguente alterazione dei precursori dei globuli bianchi e rossi. L’intossicazione acuta provoca effetti anche sul Sistema Nervoso Centrale e può dare, a seconda della concentrazione dell’inquinante, stordimento, sonnolenza, perdita della coscienza fino alla morte. Gli effetti tossici del benzene colpiscono anche altri apparati come il cardiovascolare, il digerente e il cutaneo. L’assorbimento per via cutanea causa effetti locali che, a seconda della concentrazione, vanno dall’eritema, alla desquamazione secca, alla formazione di papule, fino alle lesioni di primo grado. Non sono disponibili molti dati epidemiologici sulla risposta dose–effetto ma gli organismi di ricerca sono ormai unanimi nel riconoscere per il benzene un effetto cancerogeno sull’uomo ( IARC, ACGIH 98).
Altri idrocarburi
Comprendono una vasta classe di composti gassosi, liquidi e solidi derivati dal carbonio e dall’idrogeno. Nell’aria pulita gli idrocarburi sono costituiti nella quasi totalità dal metano, che deriva dalla decomposizione di alcune sostanze organiche. E’ per questo motivo che la normativa disciplina gli idrocarburi con esclusione del metano. Gli idrocarburi presenti come inquinanti nell’atmosfera derivano per la maggior parte dalla combustione incompleta dei combustibili fossili solidi e, soprattutto, liquidi. Le fonti principali sono gli autoveicoli, particolarmente quelli alimentati a benzina, e, in misura minore, gli impianti termici, le centrali termoelettriche e gli inceneritori di rifiuti. Nei gas di scarico dei veicoli a motore si trovano componenti delle benzine (paraffine, olefine, aromatici) incombusti, oppure frammenti più leggeri prodotti da reazioni che avvengono durante la combustione. Una classe particolarmente importante di idrocarburi emessi sono gli Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA); fra questi, la norma italiana cita esplicitamente il benzo(a)pirene. La produzione media di idrocarburi da parte di una motore a benzina in buono stato, nel traffico cittadino, corrisponde a circa il 3% della benzina consumata. Quantità più elevate sono prodotte dai motori in cattivo stato. Fra le industrie che emettono idrocarburi vi sono le raffinerie e gli impianti petrolchimici. Molti idrocarburi sono cancerogeni. In particolare gli IPA sono cancerogeni accertati.
Particelle sospese
Si tratta di elementi o composti allo stato solido oppure sotto forma di goccioline che, a causa delle piccole dimensioni, restano in sospensione nell’aria. Le particelle sospese costituiscono un’importante categoria di inquinanti sia perché contengono sostanze nocive sia semplicemente per la loro concentrazione troppo elevata. Possono essere costituite da sostanze organiche ed inorganiche; nella frazione inorganica sono stati identificati più di 20 elementi metallici, mentre in quella organica, più complessa, possono essere contenuti un gran numero di idrocarburi alifatici e aromatici, acidi, basi, fenoli e altri composti. Adsorbiti nelle particelle carboniose o minerali si possono trovare anche gli IPA. Una classe molto importante è costituita dalle particelle con diametro aerodinamico inferiore ai 10 mm, indicate con la sigla PM10 (Particulate Matter 10). Queste particelle, a causa delle ridotte dimensioni, possono superare le barriere offerte dalle alte vie respiratorie e raggiungere le basse vie, fino agli alveoli polmonari. Con analogo criterio vengono definite le PM2,5 ed anche le PM1. La maggior parte delle particelle sospese proviene dai processi di combustione. La quantità, la dimensione, la composizione e lo stato fisico delle particelle trascinate dai gas di combustione è estremamente variabile a seconda del tipo di combustibile e delle caratteristiche dell’impianto (fumi, fuliggine, ceneri, ecc.). Nei gas di scarico degli autoveicoli sono presenti particelle carboniose incombuste (specialmente nei fumi emessi dai motori diesel), ossidi e sali, in quantità complessivamente maggiori per i motori alimentati a gasolio. I motori alimentati a benzina super o normale emettono piombo. Fra i processi industriali che generano particelle sospese vi sono i cementifici, gli impianti metallurgici, le raffinerie, le attività estrattive e, in generale, tutte quelle attività che comportano macinazione, frantumazione, smerigliatura, ecc. Gli effetti delle particelle sospese dipendono dalle dimensioni (quanto minori sono le dimensioni tanto maggiore è la probabilità che le particelle raggiungano gli alveoli polmonari) e dalla composizione chimica. Si sottolinea il fatto che le particelle possono veicolare sostanze cancerogene.
Il metallo “storicamente” più importante fra gli inquinanti atmosferici è il piombo, presente nei gas di scarico dei veicoli a motore alimentati a benzina normale o super, cioè non verde. In queste benzine infatti sono contenuti additivi antidetonanti (piombo tetrametile, piombo tetraetile) la cui combustione dà luogo a numerosi composti del piombo. Il crescente utilizzo della benzina verde, priva degli additivi contenenti piombo, ha ridotto sensibilmente la concentrazione del piombo nell’atmosfera. Altri metalli sono venuti ad affiancare il piombo nella più recente normativa: arsenico, cadmio, nichel e mercurio. Si tratta di sostanze altamente tossiche, anche a basse concentrazioni, e con effetti cancerogeni.
