Parametri di qualità Claudio Lubello

Caratteristiche generali La qualità di un mezzo (acqua, aria e suolo) si definisce attraverso una serie di parametri che possono essere classificati in 3 principali categorie: Chimici Fisici Microbiologici

Parametri chimici I parametri chimici possono essere suddivisi Esprimono la concentrazione delle sostanze nel mezzo considerato, a partire dagli ioni più comuni fino alle più complesse sostanze organiche. I parametri chimici possono essere suddivisi in due grandi categorie: INORGANICI e ORGANICI.

Modi di esprimere la concentrazione Concentrazione di massa: peso/volume………..es. mg/l peso/peso……………ppm volume/volume………ppmV ppm = parti per milione ppb = parti per miliardo Molarità: numero di moli/l numero di moli = peso (gr)/peso molecolare Peso Equivalente: basato sulla carica ionica Peso molecolare/carica ionica basato sulle reazioni acido-base Peso molecolare/n H+ o (n OH-) basato sulle reazioni red-ox Peso molecolare/n e- scambiati Normalità: numero di equivalenti/l La concentrazione è uno degli parametri di maggiore interesse per lo studio dell’inquinamento dei sistemi naturali e l’analisi dei processi di trattamento. Infatti la concentrazione determina il movimento dei composti all’interno del mezzo in cui sono presenti (acqua, aria o suolo) e la velocità delle reazioni chimiche cui essi sono soggetti. Inoltre, come abbiamo già avuto modo di vedere nelle scorse lezioni, la concentrazione è fortemente connessa con la severità degli effetti tossici che il composto può causare. La concentrazione dei composti chimici è solitamente espressa in un’ampia varietà di unità di misura. La scelta dell’unità di misura dipende dal tipo di composto, dal mezzo in cui è presente e, spesso, dalla consuetudine con cui la misura viene riportata. E’ importante ricordare i prefissi solitamente utilizzati: pico (p,10-12), nano (n,10-9), micro (, 10-6), milli (m, 10-3), chilo (k, 103)!

Pressione parziale In caso di miscugli di gas, come l’atmosfera, la pressione totale può essere espressa come somma delle pressioni parziali. La pressione parziale è pari a quella che avrebbe la singola componente se fossero eliminate tutte le altre. Si ricordi che per la Legge dei gas Perfetti fissata la temperatura ed il volume la pressione è direttamente proporzionale al numero di moli, pertanto la pressione parziale è pari alla frazione molare (o alla frazione di volume, come visto). Pertanto in aria, in condizioni standard, la pressione parziale dell’ossigeno è pari a 0.21 atm.

Composti organici

Tensioattivi

Struttura dei tensioattivi Sono costituiti da molecole composte da un gruppo lipofilo (affine quindi alle sostanze grasse) combinato con un gruppo fortemente idrofilo (affine quindi a sostanze polari come l’acqua). In genere il gruppo idrofobo è rappresentato da un radicale idrocarburico (R).

Meccanismo di azione Per questa ragione si orientano sull’interfaccia aria-acqua o grasso-acqua provocando una diminuzione della tensione superficiale: bagnano prontamente le superfici, rimuovono lo sporco, penetrano nei materiali porosi, disperdono le particelle solide, emulsionano oli, grassi e producono schiuma per agitazione. Per queste proprietà sono largamente utilizzati come detergenti.

Meccanismo di azione L’azione del tensioattivo permettere di ridurre la tensione superficiale e quindi l’angolo di contatto acqua-superficie

Tensioattivi di sintesi I primi prodotti di sintesi erano caratterizzati da bassa biodegradabilità, l’introduzione di molecole più semplici a catena lineare (LAS= alchilbenzeni solfonati linerari) ha ridotto questo problema. Si tratta di un’ampia classe di sostanze che possono essere suddivisi in cationici, anionici (denominati anche MBAS) e non ionici (denominati anche BiAS), a seconda della carica assunta in acqua dalla parte attiva della molecola. La loro presenza è causa di problemi di ordine tecnico, perché creano difficoltà alla sedimentazione ed agli scambi gassosi all’interfaccia liquido gas, ed organolettico in quanto a basse concentrazioni (0.2 ppm) producono sapori sgradevoli. Alcuni additivi dei detergenti commerciali sono implicati in problemi ambientali (p.es. polifosfati). Composti della biodegradazione di alcuni tensioattivi non ionici (alchilfenoli etossilati) possono essere fortemente tossici (p.es. nonilfenolo). Usati nell’industria dei pesticidi possono avere un effetto sinergico per la tossicità di questi ultimi che possono penetrare più facilmente.

Pesticidi

Pesticidi: insetticidi ed erbicidi Sostanze utilizzate allo scopo di distruggere, reprimere o comunque controllare la crescita di insetti, roditori, piante, malerbe o altre forme di vita indesiderate. I comuni pesticidi possono essere classificati in tre gruppi: Pesticidi inorganici, pesticidi organici naturali e pesticidi organici sintetici. Per quanto attiene gli insetticidi attualmente vengono utilizzati principalmente quelli organici sintetici: insetticidi organoclorurati, insetticidi organofosforati e insetticidi carbammati. I pesticidi organoclorurati (p.es. DDT), soprattutto sotto forma di insetticidi, furono introdotti fra gli anni 1940-1950. Gli effetti ambientali sono risultati molto gravi (bassa biodegradabilità, bassa solubilità in acqua, elevata solubilità nelle sostanze organiche, persistenza ambientale e bioaccumulo). Gli erbicidi più frequentemente utilizzati sono quelli organici.

Idrocarburi

Idrocarburi Gli idrocarburi sono composti organici, che contengono soltanto atomi di carbonio e di idrogeno. Gli atomi di carbonio (C) sono legati tra loro a formare lo scheletro della molecola, mentre gli idrogeni (H) sporgono da questo scheletro.

Solubilità in acqua Sono sostanze apolari poco solubili in acqua, e rientrano, pertanto, fra le sostanze dette NAPL: Non Aqueous Phase Liquid DNAPL Più dense dell’acqua LNAPL Meno dense dell’acqua

Oli minerali Sono tutti i derivati del petrolio (nafta, lubrificanti,…). Possono ritrovarsi in acque superficiali (perdite). Non presentano elevata tossicità (a meno che non siano presenti additivi). Conferiscono sapore e odore sgradevole.

Benzene Il benzene è un idrocarburo aromatico strutturato, come molecola planare, ad anello esagonale ed è costituito da 6 atomi di carbonio e 6 atomi di idrogeno (formula C6H6). Rappresenta la sostanza aromatica con la struttura molecolare più semplice e per questo lo si può definire il composto-base della classe degli idrocarburi aromatici. Il benzene a temperatura ambiente si presenta come un liquido incolore che evapora all’aria molto velocemente. E' caratterizzato da un odore pungente e dolciastro che la maggior parte delle persone può già percepire alla concentrazione di 1,5-4,7 ppm (nell’acqua, dove si dissolve piuttosto lentamente, il sapore inizia a sentirsi a 0,5-4,5 ppm). E’ un composto cancerogeno.

Utilizzo del Benzene Prima di essere riconosciuto come cancerogeno, trovava largo impiego come additivo anti-detonante nella cosiddetta “benzina verde” in sostituzione del piombo tetraetile. Ora il suo impiego è fortemente ridotto per le stringenti normative sui carburanti. Viene inoltre usato nella produzione del napalm. È un importante solvente nonché un reattivo basilare nella sintesi di numerosi composti, farmaci, materie plastiche, gomme sintetiche, polimeri, coloranti. Si trova in natura nel petrolio greggio, ma in genere viene sintetizzato partendo da altri composti ottenuti dal petrolio.

Sottoprodotti e Prodotti di sintesi

Idrocarburi policiclici aromatici (IPA) Simili al benzene sono costituiti da numerosi anelli uniti fra loro attraverso una coppia di atomi di carbonio. I più importanti sono il naftalene, l’antracene ed il fenantrene. Tali composti sono presenti come contaminanti in diversi tipi di aree industriali (raffinerie, cockerie). Alcuni sono usati nella preparazione dei coloranti. Possono essere prodotti da processi incompleti di combustione, in particolare del legno e del carbone. Nelle acque sono adsorbiti dai sedimenti o assimilati dai mitili.

PCB I policlorobifenili (PCB) sono una serie di composti largamente impiegati a livello industriale come plasticizzanti, deinchiostranti e come fluidi refrigeranti nelle apparecchiature elettriche (trasformatori e condensatori). Chimicamente i bifenili si formano dal benzene ad alta temperatura. Dal punto di vista ambientale presentano un comportamento simile a quello degli insetticidi organoclorurati. Tali composti sono oggi molto diffusi in ambiente a causa del largo uso che ne è stato fatto a partire dagli anni ’50.

Diossine Le diossine sono una classe di composti organici aromatici clorurati la cui struttura consiste di due anelli benzenici legati da due atomi di ossigeno e con legati uno o più atomi di cloro. Formula di struttura delle diossine

Nella terminologia corrente il termine diossina è spesso usato come sinonimo di TCDD o 2,3,7,8-tetracloro-dibenzo-p-diossina (figura 2): in realtà si conoscono 210 tipi diversi tra diossine (73 tipi) e furani, strettamente correlati per caratteristiche e tossicità (figure 3, 4). Le fonti di diossine possono essere diverse: incenerimento di legname trattato con fungicidi a base di clorofenoli, uso di sbiancanti a base di cloro nell’industria cartaria, impianti di incenerimento di rifiuti solidi (senza camera di post-combustione). La diossina, altamente lipofila, tende a bioaccumularsi nella catena alimentare.

Furani Un forte riscaldamento dei PCB in presenza di ossigeno porta alla formazione di dibenzofurani, composti strutturalmente simili alle diossine. Come la diossina i furani si formano in numerosi processi industriali, in particolare nella produzione della carta e nell’incenerimento dei rifiuti solidi urbani.

Fenoli Sono i composti derivati dal fenolo. Utilizzati come intermedi chimici in un ampio numero di processi industriali. Possono essere formati da processi di degradazione microbica di altri composti organici. La loro presenza in acque è quasi certamente di origine antropica. composti fenolici, sono caratterizzati da elevata tossicità nei confronti delle specie animali.

Solventi

Si tratta di una classe che comprende un numero estremamente elevato di composti naturali e, spesso, di sintesi di varia natura. Si tratta solitamente di composti poco biodegradabili e molto tossici già a concentrazioni molto basse (g/l). Molti di questi sono cancerogeni. I più pericolosi sono quelli caratterizzati da notevole volatilità.

Quali sono i composti definibili come solventi gli idrocarburi aromatici (benzene, toluene, xilene, stirene, cumene) - gli idrocarburi alifatici ed aliciclici (petrolio, benzina, nafta solvente) - gli idrocarburi alogenati a) bromosostituiti (bromuro di metile) b) iodio-sostituiti (iodoformio e ioduro di metile) c) fluorosostituiti (fluoroalcani o freon e fluoroalcheni) d) clorurati (Alifatici: cloruro di metile e di etile, diclorometano, tetracloruro di carbonio, cloroformio, monocloroetano, dicloroetano, tricloroetano e tetracloroetano, monocloroetilene, dicloroetilene, tricloroetilene e tetracloroetilene. Aromatici: monoclorobenzene e diclorobenzene) - gli alcoli (metilico, etilico, isopropilico, isobutilico) - i chetoni (acetone, metiletilchetone, metilisobutilchetone, cicloesanone, metilcicloesanone) - gli esteri (acetati, lattati, formiati, ftalati, dimetilsolfati) - le aldeidi (acetaldeide, glutaraldeide) - gli eteri (etere etilico) - i glicoli e derivati (glicole etilenico, propilenglicole, metilcellosolve, diossano) - il disolfuro di carbonio.

Solventi clorurati I solventi clorurati sono composti derivati dagli idrocarburi alifatici o dagli idrocarburi ciclici, nei quali uno o più atomi di idrogeno sono sostituiti da altrettanti atomi di cloro. Si tratta di sostanze dotate, nella massima parte, di un ottimo potere solvente, propellente, refrigerante e di scarsa infiammabilità. Per le loro caratteristiche trovano largo impiego nell'industria chimica, tessile, della gomma, delle materie plastiche, degli estintori di incendio, dei liquidi refrigeranti, nelle operazioni di sgrassaggio e pulitura di metalli, pelli e tessuti.

Composti organici di recente interesse

Negli ultimi anni si è iniziato a valutare il possibile impatto inquinante causato da altri composti organici, di largo consumo, presenti solitamente in concentrazione molto basse: Antibiotici ad uso umano ed animale; Farmaci; Ormoni.

Principali parametri caratteristici delle acque

BOD-COD e TOC BOD - COD - TOC Il contenuto complessivo di sostanze organiche nelle acque viene espresso attraverso appositi parametri: BOD - COD - TOC

Parametri chimici - Organici BOD: acronimo di ‘Biochemical Oxygen Demand’. Esprime la quantità di ossigeno necessaria ad ossidare biologicamente le sostanze organiche contenute nell’acqua. Il BOD NON E’ UN COMPOSTO INQUINANTE! Materia organica + batteri + O2  nuovi batteri + CO2 + H2O Viene determinato secondo una metodica di analisi standardizzata. Il parametro si misura in mg O2/l. frazione carboniosa e azotata possibili errori di interpretazione (esempio tossicità); il valore del BOD dipende anche dal tipo di sostanze presenti (difficile il confronto tra acque diverse); determinazione lunga; importanza della temperatura.

Parametri chimici - Organici Andamento del BOD nel tempo Di solito ci si riferisce al BOD5 : quantitativo di ossigeno consumato in 5 giorni alla temperatura costante di 20 °C.

Parametri chimici - Organici

Parametri chimici - Organici COD: acronimo di ‘Chemical Oxygen Demand’. Esprime la quantità di ossigeno necessaria ad ossidare chimicamente le sostanze ossidabili contenute nell’acqua. Il COD NON E’ UN COMPOSTO INQUINANTE! CxHyOz + Cr2O7--  (x+3) CO3-- + (y/2) H2O + 2 Cr3+ Viene determinato secondo una metodica di analisi standardizzata (titolando l’eccesso di cromo o per via spettrofotometrica). Il parametro si misura in mg O2/l. per una certa acqua il COD è sempre maggiore del BOD; si elimina il problema della tossicità; le sostanze organiche non ossidate sono solamente quelle molto refrattarie; determinazione breve (2 ore); la reazione di ossidazione viene fatta avvenire a 150 °C.

Parametri chimici - Organici Aggiunta di un volume noto di campione ad una provetta contenente i reagenti. La provetta è messa per 2 ore in una piastra che mantiene la T a 150 °C. In seguito alle reazioni di ossidazione la soluzione si colora di giallo. Al termine si misura per via spettrofotometrica l’intensità della colorazione sviluppata e si ricava il valore del COD in mgO2/l.

Parametri chimici - Organici TOC: acronimo di ‘Total Organic Carbon’. Esprime la quantità totale di sostanze organiche contenute nell’acqua. Il TOC NON E’ UN COMPOSTO INQUINANTE però da una misura globale dell’inquinamento organico! Reazione di combustione: Sostanza organica + O2  CO2 Viene determinato misurando la CO2 che si forma dalla combustione delle sostanze organiche. Le sostanze inorganiche non bruciano. Il parametro si misura in mg di Carbonio Organico/l. Vengono determinate tutte e sole le sostanze organiche; per una certa acqua il TOC è sempre maggiore del BOD; si elimina il problema della tossicità; determinazione breve; determinazione molto costosa; non viene effettuata di routine come le precedenti.

Parametri chimici - Inorganici Fondamentali: sodio (Na+), potassio (K+), calcio (Ca2+), magnesio (Mg2+), cloruri (Cl-), solfati (SO42-) silice (SiO2). Sono detti fondamentali perché derivano dalla solubilizzazione dei sali delle rocce e del terreno. Altri: Carbonato (CO32-) Bicarbonato (HCO3-), Nitrati (NO3-), Nitriti (NO2-), Ammonio (NH4+), Fosforo (in pratica PO43-), Ferro (Fe2+/3+), Manganese (Mn2+). Elementi in traccia. Con questo termine vengono definiti gli elementi contenuti nelle acque in quantità generalmente modesta che presentano un comportamento analogo. Boro (B), cromo (Cr), cadmio (Cd), rame (Cu), nichel (Ni), piombo (Pb), zinco (Zn), alluminio (Al), molibdeno (Mo), Vanadio (V), arsenico (As), mercurio (Hg). Molti di questi sono definiti metalli pesanti a causa della loro densità (>5 gr/cm3). Alcuni di questi risultano tossici.

Parametri chimici - Inorganici Ossigeno disciolto. È un parametro di fondamentale importanza per la salute dei corpi idrici in quanto è legato alla vita degli organismi superiori presenti in acqua. Si misura solitamente per mezzo di apposite sonde (OSSIMETRI) potenziometriche (si sfruttano i potenziali di reazioni red-ox) e si esprime in mg O2/l. La concentrazione a saturazione dell’ossigeno nell’acqua varia con la T: i valori sono compresi tra 14 e 7,6 mg/l per T di 0 e 30 °C.

Parametri chimici derivati Sono quei parametri che non misurano direttamente la concentrazione di una o più specie ma ne derivano in modo diretto. pH. E’ definito come il cologaritmo della concentrazione idrogenionica in soluzione: pH = - log [H+]. E’ un parametro fondamentale perché: regola tutti gli equilibri chimici in soluzione; regola le reazioni biologiche; determina le specie chimiche che si trovano in soluzione. Ha un campo di variazione tra 0 e 14 e si esprime in unità di pH: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Ambiente acido Ambiente basico Neutralità

Parametri chimici derivati Si misura in modo veloce utilizzando una coppia di elettrodi (elettrodo di riferimento e elettrodo a idrogeno).

Parametri chimici derivati Alcalinità. E’ definita come la capacità di neutralizzare le specie acide ed è dovuta alla presenza di ioni carbonato CO3--, ioni bicarbonato HCO3- e ioni ossidrili OH-. Si determina per titolazione e si esprime in mg CaCO3 /l o in meq CaCO3 /l. Un’acqua con elevata alcalinità riuscirà a tamponare le variazioni di pH conseguenti all’aggiunta di acidi.

Parametri chimici derivati DUREZZA: somma delle concentrazioni dei cationi metallici (no alcalini e idrogeno). In pratica è data dalla concentrazione degli ioni Calcio e Magnesio. Si determina per titolazione dei due cationi o anche diretta. Durezza (°F) = Ca++ (mg/l)/4 + Mg++ (mg/l)/2,43 La durezza si esprime in GRADI FRANCESI (°F) o in mg/l CaCO3 (1 °F=10 mg/l CaCO3 ). In base alla durezza le acque si definiscono: Tendenza delle acque dure a causare incrostazioni in seguito alla formazione di precipitati (carbonato di calcio CaCO3 e idrossido di magnesio Mg(OH)2). 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Dolci Medie Dure Molto dure

Parametri fisici TEMPERATURA. Influenza le reazioni chimiche; Influenza le reazioni biologiche. Influenza la solubilità dei gas (OSSIGENO). Si misura con i termometri. Si esprime in °C.

Parametri fisici Conducibilità. Rappresenta la capacità di una soluzione di condurre corrente elettrica. Il passaggio di corrente attraverso una soluzione richiede la presenza di ioni per cui la conducibilità rappresenta una misura indiretta del contenuto salino. Si parla di conducibilità specifica o conduttanza nel caso della conducibilità di un volume unitario di soluzione. Si misura mediante apparecchi detti conduttimetri e si esprime solitamente in S/cm . E’ un parametro dipendente dalla Temperatura: all’aumentare della temperatura aumenta la conducibilità. Di norma si misura alla T di 25°C altrimenti è bene riportare il valore a cui è fatta la misura. RESIDUO FISSO. La conducibilità è legata al contenuto di solidi disciolti totali (TDS) che si esprime di fatto con il RESIDUO FISSO: tutto ciò che rimane dopo aver fatto evaporare un volume noto di acqua e riscaldato il tutto a 180°C. Approssimativamente si ha: TDS (mg/l) = 0,64 · ECw (S/cm)

Parametri fisici Strumento per misure on-line Portatile

Parametri fisici TORBIDITA’. E’ dovuta alla presenza di sostanze in sospensione spesso di dimensioni molto ridotte (classificazione solidi).

Principio di funzionamento di un Nefelometro: si misura l’intensità della radiazione diffusa nella direzione a 90° rispetto a quella incidente. Principio di funzionemente di un Torbidimetro: si misura l’intensità della radiazione trasmessa nella stessa direzione di quella incidente.

Parametri fisici Unità di misura Candele Jackson (JTU) Formazine Turbidity Unit (FTU) Unità silice (mg/l SiO2) Nephelometric Turbidity Unit (NTU)

Parametri fisici SS = (peso iniziale - peso finale)/Volume COLORE. E’ dovuto alla presenza di sostanze in soluzione (naturali o meno) in grado di interagire con la luce incidente. Può essere misurato: per diluizione e il risultato è espresso come fattore di diluizione (es. 1:10); per confronto con soluzioni standard Platino/Cobalto (cloroplatinato di potassio e cloruro di cobalto). In questo caso il risultato si esprime in mg/l di Pt; come assorbimento ad una specifica lunghezza d’onda dello spettro UV CONTENUTO DI SOLIDI SOSPESI. Sono costituiti dai solidi presenti in acqua che vengono trattenuti da un filtro che per convenzione è stato stabilito della porosità di 0.45 m (figura classificazione solidi). Si determinano mediante la differenza di peso di un filtro utilizzato per filtrare un volume noto di acqua. Si esprime di solito in mg/l. SS = (peso iniziale - peso finale)/Volume

Metodi di analisi Titolazione: si esegue mediante aggiunta di una soluzione a titolo noto (soluzione standard) di un composto in grado di reagire con il parametro cercato fino a che la reazione non è ritenuta completa: raggiungimento del punto equivalente. Il raggiungimento del punto equivalente viene rilevato mediante osservazione del cambiamento di una proprietà della soluzione: - Colore; - pH; - potenziale red-ox Il calcolo della concentrazione è fatto in base alla reazione e alla quantità di titolante aggiunto.

Metodi di analisi Tecniche di analisi spettroscopiche. Si basano sull’interazione della luce con le soluzioni. b Trasmittanza (T) = I/I0 I0 I Assorbanza (A) = log I0/I b = cammino ottico (cm) Soluzione da analizzare Legge di Beer-Lambert A = log (Io/I) =  b c  = assorbanza specifica molare (l/ cm mol); c = concentrazione (mol/l)

Tecniche di analisi spettroscopiche. Metodi di analisi Tecniche di analisi spettroscopiche. Spettroscopia di assorbimento molecolare Selettore lunghezza d’onda Rivelatore e registratore Campione Sorgente luminosa Con questa tecnica si possono analizzare molti parametri chimici: Azoto nitrico COD Ossigeno Azoto ammoniacale Tensioattivi non ionici Ozono Azoto nitroso Argento Piombo Fosfati Cadmio Colore Cloruri Solfato Trasmittanza Calcio Potassio Alluminio Magnesio Manganese ….. Ferro Azoto totale

Tecniche di analisi spettroscopiche. Metodi di analisi Tecniche di analisi spettroscopiche. Spettroscopia di assorbimento molecolare: esempio di spettrofotometro

Esempi di qualità delle acque: acque naturali

Esempi di qualità delle acque: acque minerali

Esempi di qualità delle acque: acque reflue e depurate

Parametri di controllo delle acque destinate al consumo umano Parametri chimico-fisici Temperatura pH Conducibilità cloruri solfati silice calcio Magnesio Sodio Potassio Alluminio Durezza Residuo fisso Ossigeno disciolto Anidride carbonica libera Parametri organolettici Colore Odore Sapore Torbidità

Parametri di controllo delle acque destinate al consumo umano Sostanze indesiderabili Nitrati Nitriti Ammoniaca Azoto Kjedhahl Ossidabilità TOC Idrogeno solforato Sostanze estraibili con cloroformio Idrocarburi Fenoli Boro Tensioattivi Composti organoalogenati Ferro Manganese Rame Zinco Cobalto Fluoro Materie in sospensione Bario Argento Cloro libero residuo

Parametri di controllo delle acque destinate al consumo umano Sostanze tossiche Arsenico Berillio Cadmio Cianuri Cromo Mercurio Nichel Piombo Antimonio Selenio Vanadio Antiparassitari Idrocarburi policiclici aromatici

Principali parametri caratteristici dell’aria

Il particolato sospeso Abbiamo già visto i principali costituenti naturali dell’aria. Vediamo ora alcuni parametri che possono influenzarne negativamente la qualità. La concentrazione del particolato sospeso può variare da meno di uno a molte centinaia di g/m3. Le particelle di particolato che hanno diametro inferiore a 10 m sono dette PM10. A Città del Messico il valore di PM10 può raggiungere il valore di 300 g/m3. Oggi si tendono ad analizzare anche frazioni più fini come i PM1. Fra gli inquinanti presenti nelle città italiane il particolato atmosferico riveste oggi un ruolo di primo piano per i suoi effetti dannosi sulla salute. Diversi studi hanno messo in evidenza come siano le particelle più fini le più pericolose, a causa della loro capacità di penetrare più a fondo nel sistema respiratorio e per il loro carico di materiale organico biologicamente attivo. Livelli elevati di PM10 portano all'insorgenza di disturbi polmonari e cardiovascolari.Per la risoluzione di questo problema sono già stati intrapresi provvedimenti drastici e onerosi, quali il divieto di circolazione nelle città in alcune fasce orarie o in alcuni giorni della settimana. Le particelle PM10 possiedono una composizione chimica complessa che rispecchia la diversità delle fonti. Il particolato PM10 urbano contiene almeno sette grandi classi di sostanze chimiche: solfati, nitrati, ammoniaca, carbonio elementare, carbonio organico, minerali e sali. Le emissioni di inquinanti sono costituite tipicamente da particelle composte da materiali organici e nitrati per quanto riguarda il traffico, mentre per il riscaldamento domestico e le attività industriali, da solfati; l'edilizia provoca emissioni di polveri minerali e l'agricoltura di ammonio. Attualmente non è noto quale di queste emissioni sia maggiormente nociva per la salute. Il Radon viene generato continuamente da alcune rocce della crosta terrestre ed in particolar modo da Lave, tufi, pozzolane, alcuni graniti etc. Sebbene sia lecito immaginare che le concentrazioni di Radon siano maggiori nei materiali di origine vulcanica spesso si riscontrano elevati tenori di radionuclidi anche nelle rocce sedimentarie come marmi, marne, flysh etc. Come gas disciolto viene veicolato anche a grandi distanze dal luogo di formazione. Puo' essere presente nelle falde acquifere. Infine e' nota la sua presenza in alcuni materiali da costruzione. La via che generalmente percorre per giungere all'interno delle abitazioni e' quella che passa attraverso fessure e piccoli fori delle cantine e nei piani seminterrati. L'interazione tra edificio e sito, l'uso di particolari materiali da costruzione, le tipologie edilizie sono pertanto gli elementi piu' rilevanti ai fini della valutazione dell'influenza del Radon sulla qualita' dell'aria interna delle abitazioni ed edifici in genere. Alcuni studi nell'ultimo decennio hanno dimostrato che l'inalazione di radon ad alte concentrazioni aumenta di molto il rischio di tumore polmonare. I risultati di tali studi supportano l'opinione che, in alcune regioni europee, il radon può essere la seconda causa in ordine di importanza, di cancro ai polmoni.

Altri parametri di qualità dell’aria Nell’aria possono essere presenti metalli in traccia (Cu, Hg, Pb, Zn, Cd, …) e composti organici di sintesi: le concentrazioni sono solitamente comprese fra 0.001 e 10 ng/m3. Nelle aree densamente popolate la concentrazione di Ozono può raggiungere i 200 ppb, contro un valore massimo ottimale intorno a 80 ppb. Elementi radioattivi come il radon possono accumularsi in aree urbane. In California sono stati rilevati valori di 0.10 pCi/l (picoCurie al litro). 1 Curie corrisponde a 3.7 x 1010 disintegrazioni al secondo di un elemento radioattivo.