Monitoraggio qualità dell’aria: classificazione degli inquinanti e AQI

Attraverso laboratori mobili di proprietà il Gruppo C.S.A. esegue tutte le tipologie di prelievo necessarie per il monitoraggio della matrice ambientale aria e, sfruttando analizzatori automatici per inquinanti specifici, è in grado di fornire in breve tempo dati sui livelli di determinati contaminanti.

Esistono due tipologie di inquinanti: quelli atmosferici e quelli gassosi (particelle e gas).

Il particolato atmosferico è formato da una miscela complessa di particelle solide e liquide di sostanze organiche ed inorganiche che tendono a rimanere sospese in aria.

Il particolato atmosferico è indicato dalla sigla “PM” (dall’inglese “particulate matter”) seguito da un numero che lo classifica in base alle dimensioni delle particelle, in particolare si distingue principalmente in:

• PM10 con diametro aerodinamico inferiore a 10 µm;
• PM2.5 con diametro aerodinamico inferiore a 2.5 µm.

A seconda della capacità di attraversare il sistema respiratorio umano, è possibile fare una distinzione delle tipologie di particolato tra:

• “frazione inalabile“, che può raggiungere la faringe e la laringe proprio in seguito a inalazione attraverso la bocca o il naso e comprende tutto il particolato in sospensione;
• “frazione toracica“, che è in grado di raggiungere la trachea e i bronchi e che può essere assimilata al PM10;
• “frazione respirabile” in grado di raggiungere gli alveoli e attraverso questi trasmettersi nel sangue e che può essere assimilata al PM2,5;

Anche se la maggior parte di queste particelle è il risultato delle attività umane (scarichi dei veicoli, emissioni industriali, combustione delle colture e, in generale, tutti i fenomeni legati all’industrializzazione), ci sono alcune particelle che derivano da fonti naturali come fumo di incendi o tempeste di polvere.

Gli inquinanti particellari sono classificati in:

• PM10: in questa categoria rientrano le particelle con una dimensione compresa tra i 10 ed i 2.5 micron. Ecco qualche esempio: polline, polvere, particelle di combustione, spora delle muffe. Penetrando attraverso le vie respiratorie, le particelle PM10 possono provocare irritazioni ad occhi, naso e gola e causare sintomi nel breve periodo come tosse e starnuti o pruriti;
• PM 2.5: sono particelle molto fini con una dimensione compresa tra 2.5 e 0.3 micron prodotte dai fumi di combustione, gli scarichi dei veicoli o incendi boschivi. Questi inquinanti sono molto pericolosi in quanto riescono a penetrare attraverso il flusso sanguigno ed il tessuto polmonare, aumentando il rischio di patologie cardiache e polmonari;
• PM1: queste particelle sono caratterizzate da una dimensione minore rispetto a quelle appena descritte, compresa tra 1 e 0.3 micron. Le particelle PM1 trasportano sostanze chimiche altamente tossiche;
• UFP: le particelle ultrafini hanno una dimensione minore di 0.1 micron. Possono entrare nell’organismo attraverso l’apparato respiratorio o il flusso sanguigno, provocando danni cerebrali, malattie polmonari o cardiache.

La natura dei gas rende particolarmente difficile il monitoraggio di questa tipologia di inquinanti.

Sono inquinanti gassosi:

• Ozono (O3): le molecole di ozono rappresentano uno scudo contro le radiazioni ultraviolette del sole. Quando la luce del sole reagisce con le sostanze chimiche presenti nelle emissioni in atmosfera, si forma ozono a livello del suolo. Queste circostanze sono pericolose per la salute delle persone in quanto causano respiro affannoso e tosse, aggravando patologie come asma ed enfisema;
• Anidride carbonica (CO2): quando la concentrazione dell’anidride carbonica è intorno a 400 ppm (particelle per milione) non è pericolosa per la salute; concentrazioni maggiori di 1.000 ppm provocano patologie cognitive, mentre quando si superano le 5.000 ppm la CO2 diventa mortale;
• Ossidi di azoto NO, NO2, NOx: L’ossido di azoto, NO, è formato principalmente per reazione dell’azoto con l’ossigeno in processi che avvengono ad elevata temperatura e in speciale modo durante le combustioni per la produzione di calore, vapore, energia elettrica, energia meccanica, incenerimento, ecc.. L’ossido di azoto, interagendo con l’ossigeno durante il processo di raffreddamento dei fumi, sempre in eccesso in un processo di combustione, si trasforma parzialmente in biossido di azoto (NO2) con formazione di un miscuglio dei due ossidi (NOx);
• Il monossido di carbonio (CO): è un gas prodotto principalmente dalla combustione endotermica, oltre che da alcune attività industriali. Le fonti antropiche sono costituite dagli scarichi delle automobili, soprattutto a benzina, dalla combustione di biomassa in carenza di ossigeno, dal trattamento e smaltimento dei rifiuti, dalle industrie e raffinerie di petrolio, dalle fonderie;
• Biossido di zolfo SO2: o anidride solforosa, è un gas la cui presenza in atmosfera è da ricondursi alla combustione di combustibili fossili poco raffinati quali carboni, petroli e derivati;
• Acido solfidrico H2S: Tutte le operazioni di trattamento dei prodotti petroliferi a qualsiasi livello hanno la possibilità di emettere quantità più o meno abbondanti di H2S sia sottoforma di un continuo rilascio nell’ambiente che durante le fasi di estrazione, stoccaggio, lavorazione e trasporto di petrolio;
• Idrocarburi totali, metano e non metanici THC, CH4, NMHC: il metano è un potente gas ad effetto serra ed è normalmente presente nell’aria, deriva sia da processi antropici che da fonti naturali. Con la dizione “idrocarburi non metanici” – NMHC. si intende indicare tutti gli idrocarburi leggeri presenti nell’aria ad esclusione del metano. Esistono decine di migliaia di composti organici noti ed usati dall’industria che possiamo ritrovare nell’aria sottoforma di gas o vapore, appartengono alla classe più ampia dei Composti Organici Volatili e sono precursori dell’ozono troposferico. Gli idrocarburi totali-THC rappresentano l’insieme costituito dai NMHC e metano;
• BTEX-Benzene-Etilbenzene-Toluene-Xileni: Il Benzene è’ un gas e dotato di un odore caratteristico. Il benzene è un idrocarburo aromatico tipico costituente delle benzine. Oltre ad essere uno dei composti aromatici più utilizzati è anche uno dei più tossici, in quanto è stato accertato che il benzene è una sostanza cancerogena per l’uomo. Nell’atmosfera la sorgente più rilevante di benzene è rappresentata dal traffico veicolare,
  principalmente dai gas di scarico dei veicoli alimentati a benzina, nei quali il benzene viene aggiunto al carburante come antidetonante, miscelato con altri idrocarburi (toluene, xilene, ecc.) in sostituzione del piombo tetraetile impiegato in passato. Le principali fonti di emissione di BTEX sono costituite dal traffico, dalla combustione della biomassa e dal settore industriale.