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INQUINAMENTO ATMOSFERICO A MOTTOLA Prima valutazione degli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) Gabriella Pansini, Domenico Potenz Gruppo di Lavoro.

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1 INQUINAMENTO ATMOSFERICO A MOTTOLA Prima valutazione degli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) Gabriella Pansini, Domenico Potenz Gruppo di Lavoro di AVAMPOSTO.EDUCATIVO Contributi Giuseppe DAuria -Elaborazione dei dati Marco Montemurro -Ricerche bibliografiche Lisanna DOnghia, Antonella Campanelli, Francesca Abatematteo -Misure sperimentali Ringraziamenti per la strumentazione messa a disposizione Alessandro Marescotti –PeaceLink

2 Motivazioni e finalità della ricerca Obiettivi: Prima valutazione del livello da inquinamento da IPA a Mottola, attraverso le misure fatte nelle diverse postazioni prese in esame, a sviluppo di una sensibilità e unattenzione alle problematiche che minano il benessere del proprio territorio. Ricerca come momento conclusivo di un percorso formativo di Chimica organizzato per i neo maturati nella.s per far acquisire in maniera organica le conoscenze essenziali di chimica, sia per affrontare i test dingresso alle Facoltà Scientifiche e iniziare un corso di laurea, sia per cogliere alcuni aspetti importanti della relazione tra scienza, tecnologia e società.

3 Organizzazione del report I risultati di una ricerca scientifica vanno trascritti secondo una prassi definita che comprende: Introduzione che racchiude le finalità della ricerca, la presentazione a grandi linee della problematica presa in esame e la valutazione dello stato dellarte (le caratteristiche degli Idrocarburi Policiclici Aromatici - dal punto di vista chimico, fisico e della tossicità- e la valutazione della loro entità sul territorio); Presentazione dei materiali e dei metodi utilizzati nellindagine, con gli strumenti impiegati ed eventualmente il principio di funzionamento e le caratteristiche, e le modalità di campionamento e di analisi, legati ai valori di riferimento legali o assunti dalla comunità scientifica sulla scorta di criteri oggettivi; Presentazione e discussione dei dati sperimentali raccolti, tenendo presente i vari ambiti in cui è stata indirizzato il lavoro; Conclusione, nella quale si cerca di evidenziare, attraverso una visione dinsieme, come sono state raggiunte le finalità prefissate; Bibliografia utilizzata.

4 Gli IPA: Tipi di composti Gli idrocarburi policiclici aromatici -IPA o PAH nell'acronimo inglese-, sono idrocarburi costituiti da due o più anelli benzenici condensati che si formano generalmente durante i processi di combustione, per polimerizzazione di frammenti delle molecole del combustibile, in condizioni di carenza di ossigeno. Rappresentazioni del Benzene Alcuni IPA hanno effetti inquinanti e presentano una alta tossicità, in particolare, per luomo: Pirene Benzo(a)Pirene Indeno(1,2,3,-c,d)Pirene Benzo(b)fluorantene

5 Gli IPA: Provenienza Gli IPA possono provenire da: Fonti naturali, essenzialmente per emissioni in atmosfera durante le eruzioni vulcaniche e lincendio di boschi; Fonti antropiche, essenzialmente sistemi di riscaldamento domestico, traffico veicolare e processi industriali (processi siderurgici, di incenerimento e di produzione di energia termica e di trasformazione di combustibili fossili).

6 Gli IPA: Proprietà fisiche e chimiche Gli IPA immessi in atmosfera: Con un numero di anelli benzenici minore o uguale a quattro tendono a restare allo stato gassoso e in un tempo ridotto subiscono una degradazione radicalica; Con un numero superiore a quattro benzeni condensati subiscono un processo di adsorbimento sul particolato, particelle comunemente di cenere o di fuliggine disperse in atmosfera, che tendono a raggiungere la superficie terrestre, cadendo sul suolo o su superfici acquose. Le dimensioni del particolato hanno una notevole importanza, infatti mentre le particelle con diametro superiore a 10 µm sono sedimentabili e non generano problemi respiratori, quelle con diametro inferiore penetrano nel tratto respiratorio. Sono sostanze altamente lipofili e persistenti e ciò spiega la tendenza ad accumularsi negli organismi per ingestione, respirazione o semplice contatto, raggiungendo concentrazioni nettamente superiori allambiente circostante (bioaccumulo).

7 Effetti degli IPA - 1 Linquinamento atmosferico degli IPA, in alcune città, è responsabile di danni alla salute della popolazione. Gli IPA risultano generare anche un inquinamento delle acque, in particolare marine. Ne sono responsabili la produzione di distillati del catrame di carbone, la fuoriuscita del petrolio dalle raffinerie, dalle petroliere e dalle trivellazioni del petrolio in mare aperto. Vari IPA sono stati classificati dalla IARC (International Agency for Research on Cancer) come "possibili cancerogeni per l'uomo", e il Benzo(a)Pirene -BaP- è stato recentemente (2008) inserito nella categoria 1 come "cancerogeno per l'uomo" e assunto al ruolo di marker degli IPA.IARC La normativa italiana, legata al DM e al D.lgs. 152/07, fissa per il Benzo(a)Pirene il valore obiettivo di 1,0 ng/m 3 calcolato come media su un anno civile.

8 Effetti degli IPA - 2 Gli IPA, come il Benzo(a)Pirene, possiedono una regione di recesso (bay region) che nellorganismo subisce unossidazione ad opera dei sistemi enzimatici presenti negli organi bersaglio come il fegato. Si genera cosi un carcinogeno genotossico. Questo composto può dare un legame con lRNA o il DNA attraverso la base azotata Adenina, che può condurre a delle mutazioni e ad una aumento considerevole della probabilità di cancerogenesi, in particolare ai polmoni, alla pelle ed al tratto genito- urinario.

9 Valutazione IPA sul territorio -1 LARPA Puglia (Agenzia Regionale per la Prevenzione e lAmbiente) nella relazione Tecnica Preliminare del 04 Giugno 2010 offre una valutazione della problematica degli IPA e in particolare del BaP a Taranto e nelle vicinanze, rapporto che risulta essere un obiettivo e valido riferimento per la valutazione dellinquinamento atmosferico da IPA sul nostro territorio. A Taranto, in via Machiavelli a meno di un chilometro di distanza dallarea a caldo del centro siderurgico dellILVA, il valore obiettivo è stato superato sia nel 2008 che nel 2009: - BaP: 1,26 ng/m 3 - Valutazione da maggio a dicembre BaP: 1,31 ng/m 3 - Valutazione anno solare 2009

10 Valutazione IPA sul territorio -2 FIGURA N.1 Dati mensili delle concentrazioni di Benzo(a)Pirene a Taranto e zone limitrofe SitoSituazione VentoPeriodo IPA TotaliBenzo(a)Pirene ng/m 3 Via Lago di Bolsena Sottovento11-29/08/08226,11,19 Sopravento11-29/08/0814,30,11 Calma di vento11-29/08/0856,90,50 Tamburi Chiesa Sottovento23/02-05/03/09638,523,88 Sopravento23/02-05/03/0952,090,042 Calma di vento23/02-05/03/09689,161,76 TABELLA N.1 Rilevazioni di microinquinanti organici

11 Metodi e Strumenti utilizzati -1 I metodi previsti dalle diverse normative per la misura degli IPA prevedono un campionamento di volumi elevati di aria, lestrazione con opportuni solventi, la purificazione e lanalisi con HPLC (cromatografia liquida ad alta pressione) o GCMS (gas cromatografia con lo spettrometro di massa) Queste metodiche comportano tempi lunghi di analisi e strumentazione complessa, ed esigono unalta specializzazione degli operatori per cui rendono difficile lampiezza e la continuità dei rilevamenti. Per ovviare a questi inconvenienti oggi si utilizza lanalizzatore EcoChem Pas 2000 CE, che consente misure continue e in tempi rapidi, richiedendo il ricorso alle tecniche ufficiali solo per la calibrazione e il controllo dei dati ottenuti. Le misure sperimentali sono state eseguite con lo strumento citato, messo gentilmente a disposizione da Alessandro Marescotti -responsabile di PeaceLink (Taranto)-

12 Metodi e Strumenti utilizzati -2 Lanalizzatore EcoChem Pas 2000 CE funziona sul principio della fotoionizzazione selettiva degli IPA adsorbiti sulle particelle di aerosol carboniose con diametro compreso tra 0,01 e 1 μ m, particelle che rappresentano una frazione pari o superiore al 95% degli IPA aereodispersi (PAS è lacronimo di Photoelectric Aerosol Sensor). Gli aerosol sono esposti ad una radiazione UV di lunghezza donda 185 nm che ionizza solo le particelle che contengono molecole di IPA adsorbiti. Gli elettroni emessi vengono rimossi applicando un campo elettrico e le particelle cariche positivamente rimanenti sono raccolti su un filtro all'interno di un elettrometro, dove si misura la carica. La corrente elettrica risultante è proporzionale alla concentrazione degli IPA. Ionizzazione di particelle di aerosol con IPA adsorbiti

13 I dati rilevati -1 Il campionamento è stato eseguito tra le ore e le ore del , intervallo di tempo dove il traffico urbano è in genere sostenuto. Le condizioni meteorologiche, desunte dai bollettini, risultano essere: Temperatura tra 19 e 23°C; Vento NNE moderato (velocità tra 12 e 25 Km/h) I siti scelti per il campionamento esterni nellatmosfera, ritenuti significativi, sono stati: °Via Matteotti, prima dellincrocio con via Madonna delle 7 Lampade (traffico ridotto) °Belvedere –Rotonda- (traffico ridotto) °Largo S. Nicola (centro storico) °Bivio Mottola, c/o Supermercato Penny (traffico elevato, misure sotto vento) °Incrocio via De Gasperi - Via Palagianello (traffico intenso) °Via Palagianello, all'altezza della Farmacia Lasalvia La scala di riferimento è stata costruita assumendo come riferimento, in prima approssimazione, la conc. di BaP più sfavorevole pari a 100 ng/m 3 : Intervallo di accettabilità: IPA < 20 ng/m 3 Intervallo di Attenzione: 20 ng/m 3 < IPA < 50 ng/m 3 Intervallo di pre-allarme: 50 ng/m 3 < IPA < 100 ng/m 3 Zona di allarme: IPA > 100 ng/m 3

14 I dati rilevati -2 TABELLA N. 2 Rilevazione IPA tot nei siti selezionati SitoData e Ora Stato del Traffico / Vento Numero di Ripetizioni IPA Errore Standard della Media Intervallo Fiduciale ng/m 3 Via Matteotti Ore Minimo4680,78± 1 Belvedere Ore Assente70110,811± 2 Largo S.Nicola (Centro storico) Ore Assente6860,36± 1 Bivio Mottola Ore Elevato / Sottovento ± 11 Incr. De Gasperi - Palagianello Ore Intenso ± 51 Via Palagianello Ore Elevato ± 4

15 I dati rilevati -3 TABELLA N. 3 Confronto tra misure sottovento e controvento SitoData e Ora Stato del Traffico / Vento Numero di Ripetizioni IPA Errore Standard della Media Intervallo Fiduciale ng/m 3 Bivio Mottola* Ore Elevato / Sottovento ± 11 Bivio Mottola Ore Elevato/ Sopravento 66110,411± 1 FIGURA N. 4 Confronto tra i valori medi degli IPA nei diversi siti

16 TABELLA N. 4 Confronto tra misure effettuate allesterno e allinterno di ambienti SitoData Numero di Ripetizioni IPA Errore Standard della Media Intervallo Fiduciale ng/m 3 Via Matteotti* - Esterno ,7 8± 1 Via Matteotti - Interno ,4 10± 1 Via Palagianello* - Esterno ± 4 Via Palagianello - Interno ± 4 *Dati inseriti nella Tabella N. 2

17 Conclusioni Il tipo di inquinamento è essenzialmente dovuto al traffico auto veicolare, non sono pensabili altre fonti quali gli impianti di riscaldamento. Non è ipotizzabile un effetto della zona industriale di Taranto in quanto intorno alle ore 15,30 sono state fatte delle misure sulla statale 100, costeggiando lILVA, dalle quali emerge un valore medio di IPA pari a 34 ng/m 3. La concentrazione di IPA, nelle situazioni di traffico peggiori riscontrate -vedi Bivio- raggiunge valori elevati con punte di 790 ng/m 3. In queste situazioni è importante essere sopravento perché i valori possono rientrare nellintervallo di accettabilità. Le osservazioni per gli ambienti chiusi, portano a dire che, in assenza di fonti interne di inquinamento, si può pensare alla diffusione degli inquinanti atmosferici tra fuori e dentro i locali, in tali situazioni sarebbe utile un opportuno ricambio di aria. La ricerca ci auguriamo che riservi per i giovani, in particolare indirizzati verso studi scientifici, il desiderio di interessarsi alle problematiche del proprio habitat, a conoscere i vari aspetti della realtà del territorio e ad appassionarsi al suo sviluppo, generando condizioni di vita migliori per la sua popolazione

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