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Inquinamento Atmosferico: Effetti tossicologici Prof. M. Chiara Pietrogrande Lauree Scientifiche: CHIMICA Gennaio-Marzo 2007.

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1 Inquinamento Atmosferico: Effetti tossicologici Prof. M. Chiara Pietrogrande Lauree Scientifiche: CHIMICA Gennaio-Marzo 2007

2 distribuzione delle fonti demissione contribuiscono ad aumentare la concentrazione dei GAS ad EFFETTO SERRA CO 2 processi di combustione contributi per comparto emissivo anno 1997 Traffico veicolare Produzione di energia Eventi naturali Riscaldamento domestico Attività industriali Incenerimento dei rifiuti

3 Inquinanti dellatmosfera Fonti Direttamente emessi dalle sorgenti Processi di combustione di qualunque natura Attività Produttive specifiche CH O 2 CO H 2 O + calore combustibile + O 2 + N 2 CO 2 + H 2 O + calore + Industria Agricoltura Allevamento Acido nitrico e solforico: HNO 3 H 2 SO 4 Ozono : O 3 e perossidi Idrocarburi incombusti Biossido e Monossido di carbonio : CO 2 e CO Ossidi di azoto e zolfo : NO x SO 2 Materiale Particolato Clorofluorocarburi(CFC): es. CCl 2 F 2 Metano : CH 4 inquinanti primari Ideale Reale Prodotti di trasformazione chimico-fisica degli inquinanti primari inquinanti secondari Aumento effetto serra Deplezione strato di ozono Deposizioni acide Smog chimico e fotochimico

4 Aerosol atmosferico sistema multifase disperso, contenente gas e particelle sospese: costituito da una miscela di fase liquida e/o solida con dimensioni del diametro da pochi nm a 100 µm.

5 Analisi emissione di caldaia alimentata a gasolio mediante SEM e caratterizzazione mediante spettroscopia X

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8 Effetto variabili meterologiche su PM

9 Monitoraggio di Inquinamento Atmosferico

10 COMPOSIZIONE CHIMICA PARTICOLATO ATMOSFERICO Milano: composizione chimica media 43% FRAZIONE INORGANICA (IONI INORGANICI + ELEMENTI) 42% FRAZIONE CARBONIOSA (elemental carbon +organic carbon) 15% FRAZIONE SCONOSCIUTA (es. H20, ossidi, eteroatomi fraz. organica) EC ( 10%) + OC ( 30%) Idrocarburi policiclici aromatici (IPA): solo 0.01% massa totale del particolato atmosferico ma importanti dal punto di vista tossicologico IONI INORGANICI (NH 4 +, SO 4 2-, NO 3 - ): analisi cromatografia ionica ELEMENTI = mineral dust (Al, SI, K, Ca; Ti) e trace elements (V, Cr, Mn, Fe, Ni, CU, Zn, Br, Pb): analisi EDX-XRF TC= OC+EC: analisi termogravimetrica combinata con spettrofotometro infrarosso (TGA-FTR) (P.Fermo, 2003)

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12 Gli IPA (Idrocarburi policiclici aromatici ) sono stati identificati come sospetti cancerogeni, responsabili di parte della mutagenicità del PM: 16 IPA sono stati dichiarati inquinanti prioritari Leffetto cancerogeno del B[a]P é principalmente legato alla formazione del legame covalente tra BPDE e DNA (addotto BPDE-DNA). Se questa modificazione non viene riparata, può dare origine a mutazioni che costituiscono levento iniziale del processo di cancerogenesi.

13 ALCANI LINEARI NEL PARTICOLATO ATMOSFERICO Composti primari apolari presenti in atmosfera dal C 14 al C 35 sia in fase particolata che gassosa Stabilità dei composti data la scarsa reattività in atmosfera Non presentano tossicità Derivano sia da sorgenti antropiche (emissioni autoveicolari e combustioni incomplete) sia da sorgenti naturali (cere epicuticolari di piante vascolari, pollini e microrganismi) Alcani di origine vegetale: presentano una preferenza dispari/pari di numero di atomi di carbonio, con un forte contributo di C 27,C 29,C 31 Alcani di origine antropica: presentano un tipico andamento monomodale senza preferenza dispari/pari di numero di atomi di carbonio e con moda tra C 20 e il C 25

14 CAMPIONAMENTO PM10 NEL TUNNEL DELLA STAZIONE CENTRALE DI MILANO (INVERNO 2001) Elevato contributo della sorgente autoveicolare Stima delle concentrazioni medie degli alcani per un sito antropico Analisi del pattern degli alcani solo per la sorgente autoveicolare Stima del contributo degli alcani totali rispetto al PM10 Contributo minimo di Sorgenti naturali di particolato atmosferico Attività fotochimica Fenomeni meteorologici

15 DISTRIBUZIONE DEGLI ALCANI Assenza di una distribuzione monomodale Prevalenza di alcani di origine vegetale C 27, C 29, C 31 Carbon Preference Index CPI = 1.3 ± 0.07 PM10 A MILANO VIA MESSINA Contributo degli alcani di origine vegetale rispetto agli alcani totali 12 ± 2 % Confronto agosto – novembre Contributo maggiore di alcani vegetali nel mese di agosto

16 Effetti sulla salute: PM10 e PM2,5

17 Informazioni per studi tossicologici

18 Di quali informazioni abbiamo bisogno per valutare i rischi per la salute?

19 Gli studi epidemiologici indicano che PM nellambiente è associato a malattie respiratorie e patologie cardiovascolari Unassociazione molto forte è stata descritta con i decesssi per complicazioni respiratorie e cardiovascolari, specialmente negli anziani Lo stress ossidativo, indotto dalle particelle inalate e che determina lattivazione di geni del processo infiammatorio, potrebbe essere il meccanismo alla base degli effetti osservati Le particelle ultrafini (diametro <100 nm) sono considerate ampiamente responsabili per questi effetti (nanoparticelle di diossido di titanio hanno un alto potenziale tossico) Particelle ultrafini e effetti sulla salute: che cosa sappiamo

20 Brook et al, Air Pollution and Cardiovascular Disease American Heart Association Malattie cardiovascolari legate al PM

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24 Il PM induce tumore?

25 Studi per valutare i rischi per la salute

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28 Parametri correlabili con mutagenicità PM 2.5 Concentrazione IPA

29 GRAZIE !!!

30 Emilia Romagna ESA (http://www.esa.int/esaCP/index.html La mappa dell'inquinamento della Terra da NO 2 costruita grazie a SCIAMACHY lo spettrometro del satellite Envisat ( )

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32 Quantitative summary estimate for the change in all-cause all-age mortality for a 10 ìg/m3 increase in PM10 from different regions of the world.

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