INQUINAMENTO ATMOSFERICO

AMBIENTE Tutto ciò che ci riguarda e con il quale veniamo direttamente o indirettamente a contatto Insieme di fattori ecologici capaci di esercitare un’influenza significativa sulla vita di tutti gli organismi viventi Insieme di quei fattori e di quelle influenze esterne (fisiche, chimiche, biologiche e sociali) che esercitano un effetto significativo e apprezzabile per la salute umana ( OMS 1972)

abitudini personali

AMBIENTE –O.M.S. L’ insieme di tutti i fattori fisici,chimici e biologici esterni all’individuo e di tutti i comportamenti correlati. L’Ambiente fisico e sociale agisce sulla salute umana con svariati fattori molti dei quali fortemente influenzati dall’attività umana, suscettibili di controllo con azioni correttive e preventive. L’O.M.S ha valutato il peso dei fattori ambientali sulle morti e sulle malattie espresso sia come frazione di mortalità attribuibile (23%) sia come DALYS(Disability adjusted life years) anni di vita produttiva persi per disabilità ( 24%)

AMBIENTE UOMO EFFETTI ACUTI EFFETTI CRONICI Inquinamento idrico Rischi occupazionali Contaminazione alimentare Inquinamento atmosferico UOMO EFFETTI ACUTI EFFETTI CRONICI Malattie neurologiche Stati tossici sistemici Malattie respiratorie Tumori Malattie cardiovascolari Avvelenamenti Malattie ereditarie

RAPPORTI UOMO - AMBIENTE L’AMBIENTE SI TROVA IN UNO STATO DI AVANZATO DEGRADO DIVERSI FATTORI AMBIENTALI SONO RAPPRESENTATI NEL COMPLESSO MODELLO ETIOLOGICO DELLA PATOLOGIA OGGI PREVALENTE PATOLOGIA CRONICA, INGUARIBILE, INVALIDANTE LA SALVAGUARDIA DELL’AMBIENTE RAPPRESENTA OGGI UNA DELLE PIÙ PROFICUE MISURE DI PREVENZIONE

COMPOSIZIONE CHIMICA DELL’ARIA: ARIA ATMOSFERICA: miscuglio gassoso che circonda la terra per un’altezza di oltre 150 Km. TROPOSFERA: la porzione più bassa di spessore variabile dai poli (< 8 Km) all’equatore (16-18 Km); sede dei fenomeni metereologici, presenza di un gradiente termico negativo. STRATOSFERA: zona isotermica PARAMETRI FISICI: Pressione Temperatura Velocità Umidità COMPOSIZIONE CHIMICA DELL’ARIA: Azoto: 78% Ossigeno: 21% Argon, elio, kripton, gas inerti:0,9% Anidride carbonica :0,03%

IMPORTANZA FISIOLOGICA DELL’ARIA ATTRAVERSO L’APPARATO RESPIRATORIO L’UOMO RICAMBIA GIORNALMENTE 15-18 m3 DI ARIA DAI QUALE TRAE 900 g DI OSSIGENO ATTRAVERSO LA SUPERFICIE CUTANEA CONTRAE CONTINUI RAPPORTI DI SCAMBI IMPORTANTI PER I PROCESSI DI TERMOREGOLAZIONE

INQUINAMENTO ATMOSFERICO D. L. n. 152 – 3 aprile 2006 Modificazione dell’aria atmosferica dovuta all’introduzione nella stessa di una o più sostanze in quantità e con caratteristiche tali da ledere o da costituire un pericolo per la salute umana o per la qualità dell’ambiente oppure tali da ledere i beni materiali o compromettere gli usi legittimi dell’ambiente

MECCANISMI CHE REGOLANO LA DIFFUSIONE DEGLI INQUINANTI Caratteristiche delle sostanze inquinanti emesse: stato fisico, granulometria, proprietà fisico – chimiche Caratteristiche delle sorgenti emittenti: altezza, velocità di efflusso dell’aria, temperatura dei fumi. Caratteristiche meteo – climatiche : venti, temperatura, umidità. SMOG = smoke (fumo) + fog (nebbia) stato fisico costituito dall’associazione fra polveri sospese e nebbia

dalle condizioni metereologiche dalla presenza di vento Il livello di inquinamento dell’aria dipende non solo dall’entità delle emissioni ma anche: dalle condizioni metereologiche dalla presenza di vento dalla bassa temperatura dell’aria dal basso grado di umidità Gli inquinanti sono rapidamente dispersi e diluiti per : Movimenti orizzontali del vento Moti ascensionali (gli inquinanti sono emessi a temperatura più elevata rispetto all’aria e tendono a salire verso l’alto) I più elevati livello di inquinamento si hanno: In assenza di vento In condizioni di inversione termica In presenza di un elevato grado di umidità

EMISSIONE quantità di inquinanti che vengono eliminati da una sorgente d’inquinamento IMMISSIONE concentrazione che gli inquinanti raggiungono al livello del suolo INQUINANTI PRIMARI: emessi nell’atmosfera mantengono immodificata la loro composizione originaria. INQUINANTI SECONDARI: molecole con elevata reattività chimica, intrinseca o indotta dalla luce solare, in grado di interagire con altre sostanze presenti nell’aria e dare luogo attraverso reazioni chimiche complesse a prodotti del tutto nuovi e diversi da quelli originari. OSSIDANTI FOTOCHIMICI: generati per reazione fra gli ossidi di azoto e gli idrocarburi: nitrolefine, perossiacetilnitrati, aldeidi secondarie, chetoni, OZONO è il più importante, ha effetto irritante sulla congiuntiva e sulle mucose. Limite è di 120 μg/mc (concentrazione media di 8h da non superare più di 25 volte l’anno)

SORGENTI ARTIFICIALI SORGENTI FISSE: industrie SORGENTI MOBILI: traffico veicolare SORGENTI PUNTIFORMI: camini industriali SORGENTI DIFFUSE: strade e città

SORGENTI D’ INQUINAMENTO ATMOSFERICO PROCESSI DI COMBUSTIONE CIVILI E INDUSTRIALI MOTORI DI AUTOVEICOLI: sorgenti mobili, presenti tutto l’anno nell’ambiente urbano IMPIANTI DI COMBUSTIONE DOMESTICA: sorgenti fisse presenti nei mesi invernali nell’ambiente urbano IMPIANTI DI COMBUSTIONE INDUSTRIALI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA: centrali termoelettriche IMPIANTI DI SERVIZI: inceneritori municipali, officine del gas

SORGENTI D’ INQUINAMENTO ATMOSFERICO USURA E DISPERSIONE DI MATERIALI DAL MANTO STRADALE, DA PNEUMATICI DI AUTOVEICOLI PROCESSI INDUSTRIALI PER SPECIFICHE ATTIVITA’ PRODUTTIVE

LAVORAZIONI INDUSTRIALI: ENORME VARIETA’ DI INQUINANTI È localizzato Le concentrazioni sono direttamente correlate ai cicli di lavorazione È di tipo cronico Può diventare acuto in occasione di incidenti SO2 – Nox – Fluoro e derivati – Solventi – Polveri di cementifici (Silicati) – Polveri di industrie metallurgiche

INQUINANTI ATMOSFERICI PRIMARI MONOSSIDO DI CARBONIO (CO): prodotto dalla combustione incompleta; in termini quantitativi è il più importante inquinante atmosferico allo stato gassoso. Sorgenti maggiori: traffico automobilistico, impianti di combustione domestici e industriali. Tossicità correlata al legame con l’emoglobina (COHb) con conseguenti fenomeni di ipossia in tessuti e organi. BIOSSIDO di CARBONIO (CO2): è il contaminante quantitativamente più importante prodotto di combustione completa, emesso da impianti di combustione civili ed industriali. Agisce come gas serra, assieme ad altri gas serra (clorofluorocarburi) è capace di assorbire e trattenere le radiazioni infrarosse

INQUINANTI ATMOSFERICI PRIMARI OSSIDO DI AZOTO: NO, NO2 si ritrovano nelle emissioni di scarichi ed autoveicoli e di impianti di combustione civili ed industriali. Causano fenomeni irritativi e bronco–costrizione a livello dell’apparato respiratorio nei settori più distali (bronchioli ed alveoli) OSSIDO DI ZOLFO: SO2 e SO3 si formano dalla combustione di prodotti contenenti zolfo. In maggiore quantità si forma SO2 che è dotata di azione irritante sulla congiuntiva, faringe ed intero tratto respiratorio. SO2+ vapore acqueo = HSO3, H2SO4

INQUINANTI ATMOSFERICI PRIMARI BENZENE: proviene dagli scarichi degli autoveicoli, viene utilizzato come antidetonante alla benzina. Cancerogeno, responsabile di leucemie. IPA: dai processi di combustione incompleta si ha formazione di numerosi composti organici, il più importante è il Benzo–a–pirene; proviene dagli scarichi degli autoveicoli, da impianti termici, da processi industriali

INQUINANTI ATMOSFERICI PRIMARI 7)- COV -COMPOSTI ORGANICI VOLATILI: Sono caratterizzati dall’alta volatilità e hanno caratteristiche chimiche diverse si liberano da idrocarburi combustibili, solventi, adesivi, inchiostri, vernici ,durante il trasporto, lo stoccaggio.

INQUINANTI ATMOSFERICI PRIMARI SOSTANZE ORGANICHE PERSISTENTI DIOSSINE: famiglia di inquinanti resistenti alla degradazione, possono prodursi dalla combustione dei rifiuti, combustione nei motori degli autoveicoli e in procedimenti industriali. Possono depositarsi e resistere nei vegetali, accumularsi nei tessuti adiposi degli animali e contaminare la catena alimentare. Causano alterazione genetiche (malformazioni e cancro)

LIMITE GIORNALIERO(b) VALORI LIMITE E SOGLIE DI ALLARME AI FINI DELLA TUTELA DELLA SALUTE E DELL’AMBIENTE (DM 60/2002, D.Lgs. 183/2004 E IL D.Lgs. 152/2007) SOSTANZA LIMITE ORARIO(a) LIMITE GIORNALIERO(b) LIMITE ANNUALE(b) SOGLIA DI ALLARME OBIETTIVO Anidride solforosa 350 125 - 500 Ossidi di azoto 200 40 400 CO 10 30 Ozono 120 240 Piombo 0,5 Benzene 5 PM10 50 20 300 Benzo(a)pirene(c) 0,001 Arsenico(c) 0,006 Cadmio(c) 0.005 Nichel(c) 0,02 (a) Da non superare più di 25 volte l’anno (b) Da non superare più di 3 volte l’anno (c) Nella frazione PM10 Tutte le concentrazioni sono espresse in µg/m3

PARTICOLATO TOTALE (PTS): INSIEME DELLE PARTICELLE SOSPESE NELL’ARIA NEGLI STRATI PIÙ BASSI Proviene da: Ambiente naturale (polvere, pollini, spore) Emissioni di autoveicoli Impianti di combustione Usura del manto stradale, pneumatici

POLVERI SOTTILI PM (particulate matter-materiale particellato) Il più importante fra tutti gli inquinanti atmosferici, essendo in grado di esercitare numerosi e gravi effetti sulla salute PM 10 (Ø 10 μm) si fermano a livello del naso, faringe, laringe PM 2,5 particolato fino (Ø 2,5 μm) possono essere inalate e giungere fino ai bronchi PM 1 particolato ultrafine (Ø 1 μm) possono giungere agli alveoli polmonari NANOPOLVERI (Ø 2-200 nm penetrano all’interno delle singole cellule) PM 10: 20 μg/mc limite massimo della media dell’anno dei valori medi giornalieri

CONVERSIONE TERMICA

INFLUENZA DEL CLIMA SUGLI INQUINANTI INVERSIONE TERMICA DA RADIAZIONE Terra si ricopre di ghiaccio o neve e l’irraggiamento solare è impedito (inverno) INVERSIONE TERMICA DA STASI 900-1500m masse d'aria si spostano verso zone di ristagnano dove si comprimono (brezze di mare verso terra arrestate dalle montagne)

INVERSIONE TERMICA AL SUOLO

SMOG RIDUCENTE Inversione termica con base a livello del suolo, bassa temperatura Elevata umidità relativa, elevati quantitativi di SO2 Si verifica d’inverno nelle ore più fredde (3-4 a.m.) EFFETTI SULLA SALUTE A BREVE TERMINE: Gravi malesseri a carico dell’apparato respiratorio e cardiocircolatorio

INVERSIONE TERMICA IN QUOTA

Esempio di inversione termica (da stasi) con base in quota

SMOG OSSIDANTE Inversione termica con base in quota Intenso irraggiamento solare, cielo sereno, elevata temperatura, presenza di Ossido di carbonio, Ossidi di azoto, Aldeidi, Idrocarburi Si verifica nei mesi e nelle ore più calde (1-5 p.m.) EFFETTI SULL’UOMO A BREVE TERMINE: forme irritative a carico dell’apparato oculare, mucose nasali, gola

EFFETTI IMMEDIATI A BREVE TERMINE EFFETTI A DISTANZA A LUNGO TERMINE EFFETTI SULL’UOMO EFFETTI IMMEDIATI A BREVE TERMINE EFFETTI A DISTANZA A LUNGO TERMINE Sensazioni di molestia (odori sgradevoli) FORME IRRITATIVE A CARICO: APPARATO OCULARE MUCOSE NASALI GOLA CARCINOMA DEL POLMONE BRONCHITE CRONICA

Iniziazione e promozione in diversi tessuti: Meccanismi di azione biologica dei principali inquinanti: AZIONE CANCEROGENA IPA Benzene Asbesto Nichel Alluminio ? Cromo Particolato (PM10-PM2,5) Iniziazione e promozione in diversi tessuti: Polmone Pleura Fegato Midollo osseo

Meccanismi di azione biologica dei principali inquinanti: AZIONE TOSSICA CO Nox Pb Benzene Dibenzodiossine Pesticidi Nichel Cromo IPA Riduzione del trasporto di ossigeno da parte del sangue Blocco delle ciglia vibratili Depressione dell’attività linfocitaria Riduzione della fertilità dei maschi ed induzione di aborti nelle donne Neurotossicità

Nitrati Solfati Ozono Ammonio Cloruri Aldeidi Particolato (PM10-PM2,5) Meccanismi di azione biologica dei principali inquinanti: AZIONE PRO-INFIAMMATORIA - IRRITANTE Nitrati Solfati Ozono Ammonio Cloruri Aldeidi Particolato (PM10-PM2,5) ↑ Rilascio di fattori pro-infiammatori (GM-CSF-IL6, IL-8, TNF-a, IL1b, MIP-2, PG, PAF) Alterazione del surfattante polmonare Perossidazione dei lipidi delle membrane cellulari ↑ radicali ossidanti ↑ rilascio fattore natriuretico Attivazione dei macrofagi e neutrofili

MECCANISMI DI PROTEZIONE DELL’ALBERO RESPIRATORIO 1 ) Meccanismo di tipo meccanico :La sedimentazione avviene in funzione del diametro aerodinamico. 2) Clearance bronchiale: le sostanze estranee che si depositano o si disciolgono nell’epitelio ciliato della trachea, dei bronchi e dei bronchioli sono portate verso l’esterno dal movimento continuo delle ciglia vibratili 3) Clearance alveolare: le particelle sono inglobate dai macrofagi polmonari che risalgono verso la faringe con il muco ,possono anche metabolizzare le sostanze nocive.

PENETRAZIONE IN FUNZIONE DELLE DIMENSIONI PARTICELLARI

Entità della popolazione interessata PIRAMIDE DEGLI EFFETTI DI DANNO SULL’UOMO CONNESSI ALL’INQUINAMENTO ATMOSFERICO Mortalità prematura Incremento dei ricoveri per cause respiratorie e cardio-vascolari Riduzione delle capacità fisiche Incremento di uso di medicinali e prestazioni mediche Aggravamento dei quadri di asma e bronchite cronica Sintomi respiratori nei bambini Riduzione della funzionalità respiratoria Entità della popolazione interessata

PIRAMIDE DEGLI EFFETTI ACUTI Proporzione della popolazione affetta Mortalità Prematura Ricoveri ospedalieri Visite al P.S. Visite mediche Riduzione delle capacità fisiche Uso di farmaci Sintomi Alterazione della funzionalità polmonare Effetti subclinici Gravità dell’effetto Proporzione della popolazione affetta

EFFETTI DANNOSI DELL’INQUINAMENTO ATMOSFERICO SUL CLIMA: EFFETTO SERRA EFFETTO FRIGORIFERO EFFETTO U.V.

ALCUNI EPISODI ACUTI DA INQUINAMENTO ATMOSFERICO (SMOG RIDUCENTE) Località (Topografia) Periodo Contaminanti identificati Fonti Principali Mortalità (eccesso) Morbosità (Attribuibile) Valle della Mosa 1-5 dic SO2-H2-SO4 Acciaierie, impianti ad H2-SO4, vetrerie 63 Numero di casi 300-400 Belgio (valle di un fiume) 1930 Fluoruri Donora – USA (valle di un fiume) 25-31 ott 1948 SO2-corpuscolato Acciaierie, fonderie Zn, impianti ad H2-SO4 20 6000-6500 Poza Rica – Messico (pianura) 24 nov 1950 H2S Scarico accidentale da un impianto 22 300-350 Londra (pianura) 5-9 dic 1952 Corpuscolato Inquinamento urbano di fondo 3500-4000 Imprecisato New York (pianura) 23-25 nov 1956 168

Livelli di inquinamento atmosferico e numero di decessi. Londra 1952

SVILUPPO DEGLI INQUINANTI: ULTIMI 40 ANNI Anidride solforosa Piombo “Fumi neri” Ozono Benzene PM 10

CICLO ATMOSFERICO CO2

MISURE E NORME CONTRO L’INQUINAMENTO DELL’ARIA CONTROLLO DELLE EMISSIONI:uso di combustibili a basso tenore di zolfo (metano), adozione di impianti efficienti,abbattimento degli inquinanti. INTERVENTI A LIVELLO TERRITORIALE: Limitazioni del traffico degli autoveicoli Impianti di riscaldamento: riduzione dell’impiego di combustibili, temperatura degli ambienti di 19°C

INTERVENTI A LUNGO TERMINE TRAFFICO MOTORIZZATO FAVORIRE LO SCORRIMENTO DEL TRAFFICO MEDIANTE STRADE LARGHE ED IDONEI ACCORGIMENTI PORTARE IL TRAFFICO FUORI DAI CENTRI STORICI LIMITARE IL TRAFFICO INDIVIDUALE E SOSTITUIRLO CON QUELLO DEI MEZZI PUBBLICI ESTENDERE GLI SPAZI VERDI URBANI