L’OZONO E I SUOI PRECURSORI

dott. Luciano Sabolla

Secondo l’Agenzia Europea per l’Ambiente (European Environment Agency = EEA) la mortalità registrata in Italia nell’anno 2013 come conseguenza dell’esposizione atmosferica all’ozono è stata la più elevata tra tutti i 41 Paesi europei: 3.380 decessi in valore assoluto.

Se rapportiamo questa drammatica riduzione della speranza di vita al numero degli abitanti, nel nostro Paese registriamo 61 morti ogni 100 mila abitanti, alla pari col Kosovo, secondi solo al Principato di Monaco (62), al Montenegro (64) e alla Grecia, che registra 78 morti/100 mila abitanti.

Questo triste primato italiano non può essere spiegato unicamente con le ondate di calore estivo perché, ad esempio, la Spagna presenta solo 43 morti per 100 mila abitanti, pur avendo estati torride come le nostre.

La risposta deve allora prendere in considerazione anche l’eccesso di precursori atmosferici dell’ozono, tenendo presente che l’O3 si forma per azione della radiazione solare su numerosi precursori aerei: il biossido d’azoto (NO2), i composti organici volatili non metanici (COVNM), il metano (CH4) e il monossido di carbonio (CO).

BIOSSIDO D’AZOTO (NO2)

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Nell’atmosfera della città metropolitana di Milano, nell’anno 2015, sono state immesse 1.009 tonnellate di NO2, generate anzitutto dalle attività in agricoltura (58%), quindi dal trattamento e smaltimento dei rifiuti (15%) e dal traffico su strada con autoveicoli a motori diesel (14%).

La concentrazione massima ammissibile per legge di NO2 è di 200 µg/m³ d’aria, come media oraria, da non superare per più di 18 volte all’anno e di 40 µg/m³, come media annuale. La soglia di allarme è di 400 µg/m³ registrata per tre ore consecutive.

Di seguito riportiamo le concentrazioni medie annuali di NO2 rilevate a Milano dall’ARPA Lombardia (report 2015).

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E’ evidente la costante progressiva riduzione dei valori assoluti dell’inquinante nel corso degli anni, fino al 2014. Ma nel 2015 notiamo un viraggio incrementale che sfora il limite di legge e che potrebbe essere confermato dai dati del 2016, a tutt’oggi non ancora resi disponibili al pubblico sul web.

Per confrontare le concentrazioni di NO2 di tutti i Paesi europei osserviamo il seguente grafico (di ARPA Lombardia).

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Per entità delle emissioni di NO2 l’Italia rimane indietro di ben 16 posti rispetto alla Spagna, Paese simile al nostro per posizione geografica ed economia.

Per questo la Spagna è gravata da un indice di mortalità per O3 migliore del nostro.

Il biossido di azoto (NO2) è un gas di colore rosso bruno, dall’odore forte e pungente, fortemente ossidante. Essendo più denso dell’aria tende a rimanere a livello del suolo.

Gli ossidi di azoto, in particolare il biossido, sono gas nocivi per la salute umana in quanto possono provocare irritazione delle mucose, bronchiti e patologie gravi come l’edema polmonare. I soggetti più a rischio sono i bambini e le persone già affette da patologie all’apparato respiratorio.

L’NO2 svolge un ruolo fondamentale nella formazione dello smog fotochimico, fungendo da intermediario nella produzione di pericolosi inquinanti secondari come l’ozono, l’acido nitrico e l’acido nitroso. Questi, una volta formati, possono depositarsi al suolo per via umida (ad esempio con le piogge acide) o secca provocando danni alla vegetazione e agli edifici.

COMPOSTI VOLATILI NON METANICI (CVNM)   

Nell’atmosfera della Città metropolitana di Milano sono stati emessi COVNM, nell’anno 2015, nella misura di 37.536 tonnellate provenienti per il 57% dai solventi, per il 15% dall’agricoltura e per il 12% dalla circolazione degli autoveicoli con motori non elettrici.

La maggiore fonte di COVNM liberati in atmosfera è quindi l’industria, responsabile della metà delle emissioni complessive in Europa, nel 2014, pur nel contesto di un trend decrescente del 40% nel decennio 2002-2010 (dato EMEP = European Monitoring and Evaluation Programme). Segno contrario presentano purtroppo le emissioni industriali in Europa del benzene, sostanza volatile compresa tra i COVNM, aumentate di ben il 31% nel quindicennio 2000 – 2014.

Nei 28 Paesi che compongono la Comunità Europea (UE-28) le emissioni atmosferiche dei COVNM da attività agricole hanno contribuito per l’11% alle emissioni totali nel 2014, ma sono aumentate della stessa misura nel quindicennio tra il 2000 e il 2014, soprattutto per quanto riguarda il propano e il butano impiegati nelle zone agricole.

Appartengono alla classe dei COVNM anche la formaldeide, il cloroformio, colle, adesivi, solventi, vernici (eccetto quelle a base di acqua) e sostanze presenti nell’aria degli ambienti chiusi quali: cosmetici, deodoranti, prodotti di pulizia, fumo di sigaretta, nuovi arredi, moquette etc.

Emettono COVNM anche molte stampanti e fotocopiatrici nonché la combustione di biomasse organiche in caldaie e camini domestici

METANO (CH4)

Il metano è uno dei greenhouse gas (GHG), responsabile per il 18% del riscaldamento globale da cause antropiche, presentando un potenziale effetto serra  di 21 volte superiore alla CO2.

D’estate esso funge da precursore per l’ozono.

Le emissioni dovute ad attività umane di questo inquinante nell’atmosfera della Città metropolitana di Milano sono state, nell’anno 2015, pari a 58.392 tonnellate per il 40% derivate da processi di estrazione e di distribuzione dei combustibili, per il 36% dal trattamento e smaltimento dei rifiuti (waste management) e per il 22% dall’agricoltura, principalmente dagli animali ruminanti.

Anche nella UE-28 il trattamento dei rifiuti rappresenta la seconda fonte di emissione di metano in atmosfera, contribuendo per il 29% alle emissioni totali nel 2014 di questo gas. La sua liberazione in atmosfera è diminuita in ambito continentale del 41% tra il 2000 e il 2014.

Sempre nell’EU‑28, anno 2014, il settore agricolo costituisce la più consistente causa delle emissioni di ammoniaca (NH3) e di metano, responsabile rispettivamente del 94% e del 52% del totale di questi inquinanti. La differenza nelle fonti fa comprendere quanto più sviluppata sia la zootecnica nell’Europa centrale e settentrionale rispetto all’Italia.

Nel quindicennio 2000-2014 l’UE-28 ha ridotto globalmente del 7% le emissioni di entrambi gli aero-contaminanti.

Invece il settore industriale dell’UE-28 ha complessivamente aumentato nell’ultimo quindicennio l’immissione in atmosfera del metano di ben il 17%.

Il metano è poco impiegato nell’industria chimica perché è l’idrocarburo meno reattivo, dato il suo forte legame covalente carbonio-idrogeno, mentre è un eccellente combustibile quindi capillarmente distribuito nelle reti energetiche come gas naturale. Il calore si libera quando la molecola di metano brucia, in presenza di ossigeno, nella reazione esotermica: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O.

MONOSSIDO DI CARBONIO (CO)

Il CO è l’inquinante gassoso più abbondante in atmosfera ove contribuisce a formare l’ozono nei periodi molto caldi

E’ un gas incolore ed inodore che viene prodotto durante la combustione di materiali organici, quando la quantità di ossigeno a disposizione è insufficiente.

La principale sorgente di CO è rappresentata dal traffico su gomma (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 degli autoveicoli è strettamente connessa alle condizioni di funzionamento del motore: si registrano concentrazioni più elevate di CO con motore al minimo e in fase di decelerazione, evenienza che tipicamente si verifica nel traffico urbano intenso e rallentato.

Nella Città metropolitana di Milano sono state liberate in atmosfera, nel 2015, 30.392 tonnellate di CO, generato per il 62% dal trasporto su strada (soprattutto da motori a benzina), e per il 20% dalla combustione non industriale.

Il limite di legge del CO in atmosfera è di 10 mg/m3 come media mobile su 8 ore in una giornata. Esso non è mai stato superato in Lombardia nell’anno 2015 ed è in costante diminuzione, eccetto una ripresa incrementale segnalata a Milano (vedi grafico sottostante. Fonte: ARPA Lombardia), relativa all’anno 2015, che merita un confronto col dato 2016, che però non è ancora stato messo a disposizione del pubblico in rete.

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Il CO è più leggero dell’aria e diffonde rapidamente negli ambienti.

Concentrazioni ambientali elevate di questo inquinante possono condurre i soggetti che respirano il gas anche a morte per asfissia, data la proprietà del CO di fissarsi all’emoglobina del sangue di chi ne inala grandi quantità, impedendo il normale trasporto ematico dell’ossigeno e la sua liberazione nelle varie parti del corpo.

Per inalazioni meno intense ma ripetute il CO colpisce soprattutto il sistema nervoso centrale e il sistema cardio-vascolare. Gli effetti nocivi del CO sono amplificati nei fumatori.

Alle concentrazioni abitualmente rilevabili nell’atmosfera urbana, tuttavia, gli effetti sulla salute del CO sono più discreti e reversibili.

 

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