Inquinanti

Per le principali sostanze inquinanti viene riportata una descrizione comprensiva dei limiti stabiliti dal D.lgs. 155/2010 per le concentrazioni a diversi tempi si esposizione.

Ossidi di zolfo

Gli ossidi di zolfo presenti in atmosfera sono l’anidride solforica (SO₃) e l’anidride solforosa (SO₂), indicati collettivamente col termine SO_x. L’ossido di maggior interesse è l’anidride solforica, che è stata in passato l’inquinante principale nelle zone industriali, soprattutto a causa della combustione di carboni ad alto tenore di zolfo. Tale sostanza è un gas incolore, irritante, non infiammabile, molto solubile in acqua e dall’odore pungente, che reagisce facilmente con tutte le principali biomolecole. Essendo più pesante dell’aria, tende a stratificarsi nelle zone più basse.

Le principali sorgenti naturali di ossidi di zolfo, in particolare di SO_2, sono costituite dalle attività vulcaniche (eruzioni e altre manifestazioni di vulcanismo); le sorgenti antropiche sono date dalla combustione di materiali in cui sia presente zolfo quale contaminante, ad esempio gasolio, nafta, carbone, legna e altro, utilizzati in misura molto maggiore sino a qualche anno fa, per la produzione di calore, vapore ed energia elettrica.

Valori limite per la protezione della salute umana (d.lgs. n.155/2010)

Ossidi di azoto

I due più importanti ossidi di azoto dal punto di vista dell’inquinamento atmosferico sono l’ossido di azoto NO, e il biossido di azoto NO₂, la cui origine primaria nei bassi strati dell’atmosfera è costituita dai processi di combustione e, nelle aree urbane, dai gas di scarico degli autoveicoli e dal riscaldamento domestico.

La loro somma pesata prende il nome di NO_x e la loro origine deriva dalla reazione di due gas (N₂ e O₂) comunemente presenti in atmosfera. Sono inquinanti primari, ovvero vengono emessi da sorgenti o naturali o antropiche; tuttavia il biossido NO₂ è anche uno dei più importanti inquinanti secondari, derivanti cioè dalla reazione in atmosfera di specie chimiche differenti e quindi non emessi direttamente.

L’NO₂ è un gas tossico di colore giallo-rosso, dall’odore forte e pungente e con un forte potere irritante. E' un energico ossidante, molto reattivo e quindi altamente corrosivo. Il ben noto colore giallognolo delle foschie che ricoprono le città a elevato traffico è dovuto, appunto, all’NO₂.

L’NO è un gas incolore, insapore e inodore e la sua tossicità è decisamente inferiore a quella dell’NO₂.

Valori limite per la protezione della salute umana (d.lgs. n.155/2010)

Monossido di carbonio

Il monossido di carbonio è un gas incolore e inodore, è molto tossico per la salute umana, ha densità molto simile a quella dell’aria (il 96.5% circa) e non è apprezzabilmente solubile in acqua. La sua presenza nella troposfera, e in particolare nelle aree urbane, deriva principalmente da combustione incompleta (in difetto di aria) di combustibili fossili, fenomeno che ha luogo frequentemente nei motori degli autoveicoli in condizioni di regime di marcia irregolare e a bassi regimi ricorrenti nelle aree urbane. I periodi più critici sono quelli invernali durante i quali è più frequente il ristagno delle masse d’aria.

La presenza di CO nei bassi strati dell’atmosfera non ha effetti particolarmente critici sull’ambiente, mentre è molto pericolosa per la salute umana. L’attenzione posta recentemente sul miglioramento dei motori degli autoveicoli e sulla razionalizzazione del traffico ha contribuito a una drastica riduzione della presenza di CO in atmosfera.

Valori limite per la protezione della salute umana (d.lgs. n.155/2010)

Particolato

Col termine “materiale particolato (PM)” si indica un insieme molto eterogeneo di particelle solide o liquide (aerosol) che, a causa delle ridotte dimensioni caratteristiche, restano sospese nella parte bassa della troposfera per periodi più o meno lunghi. Le particelle che lo costituiscono sono di varia dimensione e contengono diverse sostanze quali: sabbia, ceneri, polveri, fuliggine, sostanze silicee, sostanze vegetali, composti metallici, sali, elementi come il piombo e altri metalli pesanti, composti chimici inorganici (solfato di ammonio e nitrato di ammonio, ecc.) e composti chimici organici. Dato che la sua presenza in aria può avere ripercussioni negative sulla salute umana, è considerato una sostanza inquinante (indipendentemente dalla sua costituzione chimica) e, assieme al biossido di azoto e all’ozono, è una delle principali fonti di preoccupazione per lo stato di qualità dell’aria. Va rilevato che la presenza del particolato in atmosfera, soprattutto nelle aree urbane, ha ormai raggiunto livelli preoccupanti soprattutto in inverno quando sono più frequenti i periodi di limitata ventilazione atmosferica.

Il materiale particolato è presente nell’aria sia per cause naturali che per cause legate alle attività umane. Nel primo caso può essere sicuramente considerato un inquinante primario, mentre nel secondo caso può essere un inquinante sia primario (emesso direttamente dalle varie sorgenti emissive presenti sul territorio), sia secondario (formato cioè dall’interazione chimica di altre sostante, che, reagendo, producono un aerosol che poi si disperde nell’aria).

Una classificazione del particolato si basa su una drastica semplificazione descrittiva della granulometria che lo caratterizza. L’insieme di tutte le particelle presenti in aria vengono suddivise in due sole classi:

• la frazione grossolana (coarse) costituita dal sottoinsieme di particelle con diametro medio compreso tra 2.5 e 30 µm (dimensione paragonabile a un capello umano). Esse si originano prevalentemente a seguito della combustione incontrollata e dai processi meccanici di erosione e disgregazione dei suoli. Pollini e spore fanno parte di questa classe dimensionale;
• la frazione fine costituita dal sottoinsieme di particelle con diametro inferiore a 2.5 µm. Esse derivano prevalentemente dalle emissioni prodotte dal traffico veicolare, dalle attività industriali, dagli impianti di produzione di energia elettrica, ecc. E’ in questa classe che vanno a collocarsi le particelle generate nei processi di chimica dell’atmosfera.

Valori limite per la protezione della salute umana (d.lgs. n.155/2010)

IPA e Metalli

Nel particolato possono essere presenti sostanze di elevata pericolosità intrinseca come:

• gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) il cui rappresentante principale è il benzo(a)pirene;
• alcuni metalli quali l’arsenico, il cadmio, il mercurio, il nichel e il piombo.

A causa della tossicità intrinseca di tali sostanze la normativa attuale pone molta attenzione alla concentrazione nel particolato (PM₁₀) di alcuni dei metalli e del benzo(a)pirene.

Gli IPA sono una classe eterogenea di composti alcuni dei quali noti per le proprietà cancerogene, come il benzo(a)pirene (BaP). Sono sostanze aromatiche a struttura piana contenenti due o più anelli aromatici condensati. Dal punto di vista strutturale, sono molecole molto stabili e relativamente poco volatili, condensano facilmente e si trovano spesso adsorbite al particolato. Nell’aria delle zone urbane normalmente si riscontrano concentrazioni di IPA dell’ordine dei nanogrammi, concentrazioni che possono aumentare di un ordine di grandezza in ambienti particolarmente inquinati.

La fonte più importante di origine antropica è rappresentata dalle emissioni veicolari, seguita dagli impianti termici, dalle centrali termoelettriche e dagli inceneritori.

Per quanto riguarda l’Arsenico, il Cadmio, il Nichel e il Benzo(a)pirene (utilizzato come indice del potenziale cancerogeno degli IPA totali) è stato stabilito un valore obiettivo di concentrazione nel PM₁₀. In questo caso il valore obiettivo è definito come la media annua di ognuna di tali sostanze nel PM₁₀.

Valore obiettivo per la protezione della salute umana e per l’ambiente. (d.lgs. n.155/2010)

Ozono

L'ozono (O₃) è un gas tossico di colore azzurro chiaro dall’odore leggermente pungente, costituito da molecole instabili formate da tre atomi di ossigeno. Queste molecole si scindono facilmente, liberando ossigeno molecolare (O₂) e un atomo di ossigeno estremamente reattivo. Per queste caratteristiche l’ozono è un energico ossidante, capace di reagire con materiali sia organici che inorganici.

Il suo peso molecolare è circa doppio rispetto a quello dell'aria e assorbe fortemente la radiazione solare nella regione spettrale da 200 nm a 350 nm (ultravioletto) e più debolmente la radiazione attorno a 600 nm costituendo, quindi, un formidabile schermo di protezione per le temibili radiazioni ultraviolette (UV), pericolose per le forme di vita del nostro pianeta.

Nella troposfera non vi sono emissioni significative di ozono di origine antropica e l'ozono presente è quasi totalmente di origine secondaria, il risultato, cioè, di una serie di reazioni chimiche e fotochimiche che hanno luogo in aria tra i vari inquinanti primari precursori (in particolare ossidi di azoto ed idrocarburi) emessi dalle varie sorgenti al suolo, soprattutto urbane (traffico autoveicolare, emissioni industriali, ecc.), in presenza di radiazione solare di opportuna intensità e lunghezza d’onda.

Valore obiettivo per la protezione della salute umana (d.lgs. n.155/2010)

Benzene

Il benzene (C₆H₆) è un idrocarburo aromatico strutturato ad anello esagonale contenente 6 atomi di carbonio e 6 atomi di idrogeno. Rappresenta la sostanza aromatica a struttura molecolare più semplice e per questo lo si può definire composto-base della classe degli idrocarburi aromatici.

A temperatura ambiente il benzene si presenta come un liquido incolore che evapora velocemente nell’aria, è caratterizzato da un odore pungente e dolciastro. E' una sostanza altamente infiammabile, ma la sua pericolosità è dovuta principalmente al fatto che è un cancerogeno riconosciuto per l’uomo. Pur essendo ampiamente dimostrata la sua pericolosità per l’uomo, per il suo ampio utilizzo, questa sostanza è praticamente insostituibile. Molte industrie lo impiegano per produrre altri composti chimici come lo stirene, il rumene (per realizzare varie resine) e il cicloesano (per produrre nylon e molte fibre sintetiche). Il benzene viene anche utilizzato per ottenere alcuni tipi di gomme, lubrificanti, coloranti, inchiostri, collanti, detergenti, solventi e pesticidi. Il benzene è, inoltre, assieme ad altri aromatici, uno dei componenti delle benzine impiegato per conferire le volute proprietà antidetonanti e per aumentare il numero di ottani in sostituzione totale del piombo.

Le sorgenti di benzene di origine antropica sono le emissioni industriali e quelle derivanti in maniera diretta o indiretta dal traffico degli autoveicoli.

Le emissioni industriali di benzene sono causate dalla combustione incompleta del carbone e del petrolio (dei quali è un costituente naturale) e dagli usi industriali vari del benzene (vapori liberati dai prodotti che contengono benzene come colle, vernici e detergenti e durante i processi di fabbricazione di plastiche e resine sintetiche).

Valore limite per la protezione della salute umana (d.lgs. n.155/2010)

Ammoniaca

L’ammoniaca è un gas incolore tossico, dall'odore pungente caratteristico, solubile in acqua. Interviene nel ciclo dell’azoto, contribuendo, quindi, a fornire i nutrienti principali per piante e animali.

La maggior parte dell'ammoniaca prodotta dall'uomo è utilizzata come fertilizzante e, in misura minore, per la produzione di fibre sintetiche, plastica, esplosivi e prodotti detergenti.

Il d.lgs. n.155/2010 non prevede limiti per questo inquinante.