Per inquinamento dell'aria s'intende il rilascio di sostanze solide e liquide nell'aria che reca danni alla salute umana. Quando si parla di inquinamento dell'aria si fa riferimento specialmente al PM10 o PM2.5, le celebri polveri sottili. Il numero indica il diametro (aerodinamico euivalente) della particella: il PM2.5 ha un diametro massimo di 2,5 µm (millesimi di millimetro), mentre il PM10 ha un diametro fino a 10 µm. Secondo la World Health Organisation oltre il 99% della popolazione mondiale respira aria inquinata. L'inquinamento dell'aria è una delle più grandi minacce ambientali per la vita umana, che causa circa sette milioni di morti premature all'anno.

Che cos'è l'inquinamento dell'aria?

L'inquinamento dell'aria viene definito come l'insieme di tutti quegli agenti fisici, chimici  e biologici che modificano le caratteristiche naturali dell'atmosfera. Ma realmente che cosa vuol dire? Stiamo parlando di particelle solide, liquide e gassose che si originano dalle fonti più disparate. Mai sentito parlare di PM10, ozono, benzene? Bene, questi sono solo alcuni degli inquinanti più pericolosi che possiamo trovare nell'aria, assieme ad altre molecole e composti di cui sappiamo ancora poco.
Quando si parla di inquinamento una delle prime cose da chiarire è la differenza tra inquinante e contaminante. Sono sinonimi? Bella domanda.

Due foto scattate nello stesso luogo a Pechino nell’agosto 2005. A sinistra la città dopo due giorni di pioggia. A destra prima della pioggia.
in foto: Due foto scattate nello stesso luogo a Pechino nell’agosto 2005. A sinistra la città dopo due giorni di pioggia. A destra prima della pioggia.

La differenza tra inquinante e contaminante

Entrambi vanno a modificare gli equilibri di un sistema naturale, con la differenza che gli inquinanti generano degli effetti nocivi per la vita, i contaminanti non necessariamente. Un inquinante è sempre un contaminante, ma non viceversa.
Un esempio? Ne facciamo uno volutamente estremo per darvi l'idea: immaginiamo di  aggiungere del pepe in una minestra; questo cambierà l'equilibrio dei sapori, ma dopo mangiato non avremo problemi di salute. Invece se aggiungessimo dell'ammoniaca non solo cambierà l'equilibrio dei sapori, ma dopo pranzo avremo "qualche" problemino!
In questo fantasioso esempio il pepe rappresenta il contaminante e l'ammoniaca l'inquinante.

Come si classificano gli inquinanti?

Esistono diversi metodi di classificazione degli inquinanti, ma possiamo facilmente distinguerli in base alla loro composizione chimica (composti che contengono zolfo, azoto, carbonio ecc.), in base allo stato fisico (solidi, liquidi, gassosi) o in base alla loro reattività in atmosfera: gli inquinanti chiamati primari sono quelli che vengono emessi in atmosfera come i prodotti della combustione, sia naturale che antropica, mentre esistono sostanze che che si formano direttamente in atmosfera come l'ozono, che vengono chiamate secondarie.
Bando alle ciance: ecco l'elenco che stavate aspettando.

Quali sono gli inquinanti principali?

Gli inquinanti principali secondo le Agenzie Regionali di Protezione Ambientale (ARPA) sono:

  • Particolato o PM, di cui fanno parte anche i metalli pesanti
  • il biossido di zolfo (SO2)
  • il monossido di carbonio (CO)
  • il biossido di azoto (NO2)
  • l’ozono (O3), presente nello strato più basso dell’atmosfera (cioè non lo strato di ozono "buono" che ci protegge dai raggi UV)
  • il benzene (C6H6)
  • gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA)
Immagini al microscopio elettronico a scansione. Da sinistra a destra: cenere vulcanica, polline, sale marino e fuliggine. [Micrografie per gentile concessione di USGS, UMBC (Chere Petty) e Arizona State University (Peter Buseck).]
in foto: Immagini al microscopio elettronico a scansione. Da sinistra a destra: cenere vulcanica, polline, sale marino e fuliggine. [Micrografie per gentile concessione di USGS, UMBC (Chere Petty) e Arizona State University (Peter Buseck).]

Polveri sottili o particolato o PM

Il termine particolato è molto generico e comprende tutte quelle particelle solide e goccioline liquide presenti nell'aria. Alcune particelle, come polvere, sporco, fuliggine o fumo, sono grandi o abbastanza scure da essere viste ad occhio nudo. Altri sono così piccoli che possono essere rilevati solo utilizzando un microscopio elettronico. Possiamo trovarli anche sotto il nome di pulviscolo, polveri totali sospese o aerosol.
Quando si parla di inquinamento dell'aria si fa riferimento specialmente al PM10 o PM2.5, le celebri polveri sottili. Il numero indica il diametro (aerodinamico euivalente) della particella: il PM2.5 ha un diametro massimo di 2,5 µm (millesimi di millimetro), mentre il PM10 ha un diametro fino a 10 µm.
Gli effetti sulla salute causati dalle polveri sottili sono piuttosto gravi, in quanto le particelle  inferiori a 10 micrometri possono penetrare in profondità nei polmoni e addirittura nel flusso sanguigno.

Ossidi di zolfo (SOx)

Alla famiglia degli ossidi di zolfo appartiene il biossido di zolfo (SO2) che può essere identificato come il rappresentante di questa categoria. È un gas molto reattivo, in grado di legarsi con molte categorie di molecole organiche (proteine, lipidi, acidi nucleici), il cui odore pungente lo rende facilmente identificabile. Le emissioni derivano principalmente dalla combustione di materiali che contengono zolfo sotto forma di impurità: utilizzo di combustibili fossili, combustione di legna, processi metallurgici, produzione della carta e della plastica, ma anche incenerimento dei rifiuti, desolforazione di gas naturali e produzione di acido solforico. Relativamente ai carburanti fossili utilizzati per i nostri veicoli, essendo raffinati, hanno un basso tenore di zolfo.

Ossidi di azoto (NOx)

Gli NOx sono composti da azoto e ossigeno, sotto forma di monossido di azoto (NO) e biossido di azoto (NO2). Sono gas incolori, il cui odore pungente si presenta solamente a concentrazioni elevate. Derivano dagli incendi boschivi, dall'azione dei fulmini e dai vari processi microbiologici, ma soprattutto da attività antropiche di combustione come l'utilizzo di autoveicoli a benzina, gasolio, gas, riscaldamento, incenerimento dei rifiuti.

Monossido di carbonio (CO)

Lo avrete sentito nominare spesso, a causa dei suoi effetti noti sull'apparato respiratorio. È prodotto dalla combustione incompleta di sostanze contenenti carbonio, in primis la benzina, concentrandosi nelle zone urbane. È un gas incolore e inodore, e se presente a concentrazioni superiori a 35 ppm (parti per milione), risulta particolarmente tossico per gli animali. Si forma quando, in presenza di una combustione di materiale organico (olio, legno ecc.), l'ossigeno presente nell'aria non è sufficiente a convertire tutto il carbonio in CO2. La produzione di CO avviene anche naturalmente, come in caso di incendi boschivi o attività vulcanica.

Ozono (O3)

Fermiamoci un secondo per ripetere questo concetto: non stiamo parlando di ozono "buono" o stratosferico (la stratosfera è lo strato che va da 15 a 50 km di altitudine all'incirca) ma di quello troposferico, che si trova nello strato dell'atmosfera più vicino alla Terra (dal livello del mare fino a circa 15 km di altitudine). È un gas dall'odore pungente che fa parte degli inquinanti secondari. Vi ricordate cosa abbiamo detto sopra? Si forma direttamente in atmosfera, quando in aria si incontrano e reagiscono molecole chiamate precursori, precedentemente emessi (e quindi primari): composti organici volatili (detti VOC) ed NOx. Questo è l'unico inquinante tra quelli nominati che non si trova solitamente in zone urbane, ma in luoghi rurali dove abbiamo grandi quantità di VOC prodotti dalla vegetazione.

Benzene (C6H6)

E' un liquido incolore e dotato di un odore caratteristico. Il benzene è un idrocarburo aromatico tipico costituente delle benzine. Le fonti principali di benzene sono il traffico veicolare, la combustione della biomassa e l'industria.

Idrocarburi policiclici aromatici

Sono composti organici contenenti carbonio a forma di anello, particolarmente pericolosi perché molto persistenti. Si formano dalla combustione incompleta e i la loro concentrazione aumenta durante il periodo invernale, in conseguenza dell'intensificarsi del riscaldamento domestico.

Perché la CO2 non è nell’elenco?

Potrebbe esservi capitato di vederla tra gli inquinanti, ma è un errore! La CO2 non causa problemi diretti alla salute umana, non a caso beviamo acqua effervescente, le bevande gasate, ma addirittura possiamo respirarla. Allo stesso modo le piante la usano per la fotosintesi. Se si parla tanto di CO2 è perché è un gas serra, co-responsabile del riscaldamento globale.
Non confondiamo CO2 e inquinamento! Se volete approfondire, qui trovate un video ad hoc.

Cause dell'inquinamento atmosferico

Sebbene alcuni inquinanti possano derivare da fonti naturali, la causa principale dell’inquinamento atmosferico resta l’attività umana, ecco perché esso si concentra maggiormente nei contesti urbani.  Tra le sostanze di origine naturale troviamo i prodotti delle eruzioni vulcaniche, il fumo degli incendi, mentre tra quelle di origine antropica c’è soprattutto l’utilizzo di combustibili fossili.
Tra le maggiori fonti di inquinamento troviamo:

  • la produzione di energia
  • il traffico dei veicoli
  • il riscaldamento di case e uffici
  • le emissioni degli stabilimenti industriali
  • l'agricoltura e l'allevamento

Un recente studio pubblicato nel dicembre 2020 (Maione et al., 2020) ha dimostrato come la nostra percezione sul tema dell'inquinamento sia distorta rispetto alle sue cause reali. Da questo studio risulta che tendiamo ad attribuire a settori come industria e trasporti una "colpa" maggioritaria, quando invece sono settori come l'agricoltura e l'allevamento ad essere i più coinvolti. Vi chiederete perché…

Agricoltura e allevamento emettono quantità massive di ammoniaca nell'ambiente che, una volta evaporata, forma sali di ammonio, i quali sono i maggiori costituenti del PM.
Le cause dell'inquinamento sono molte, e tutte intrinsecamente legate tra loro: è scorretto attribuire ad un singolo processo o ad un fattore l'intera colpa dell'inquinamento, mentre è bene parlare di concause piuttosto che singole cause. Gli effetti dei singoli inquinanti possono addizionarsi e alimentarsi a vicenda! Ricordiamoci che l'emissione di un singolo inquinante non avviene quasi mai: i processi chimici e fisici dati da combustione e trasformazione delle sostanze vanno a produrre una moltitudine di molecole, che possono essere più o meno pericolose. Ecco perché non è per niente semplice studiare, misurare e monitorare gli inquinanti considerando, oltretutto, che questi si muovono in un'atmosfera dinamica.

Rischi per la salute e l'ambiente

Secondo la World Health Organisation oltre il 99% della popolazione mondiale respira aria inquinata, i cui livelli di tossicità superano le WHO guidelines limits previsti per legge. Si stima che l'aria inquinata da sola sia la responsabile di circa 7 milioni di morti ogni anno. Gli effetti sulla salute riguardano principalmente malattie cardiache, infarti, cancro e malattie respiratorie croniche. Non si parla solo di condizioni temporanee, bensì di effetti a lungo termine e, in alcuni casi, dovuti ad esposizioni molto brevi (addirittura nella scala dei minuti)!
Anche la vegetazione risente dell'inquinamento atmosferico, sebbene gli effetti possano non essere direttamente visibili (altresì detti subliminali). In poche parole, oltre a causare effetti diretti come perdita della chioma, riduzione delle dimensioni della pianta e deturpamento fogliare, l'organismo può soffrire di squilibri nel metabolismo, nella fotosintesi, nello stoccaggio di CO2 e, di conseguenza, diminuire le prestazioni di crescita che sono importanti specialmente per le specie utilizzate per la produzione alimentare (i crops). Insomma, come ben si sa, uno stress porta sempre ad un altro stress, indebolendo così gli organismi viventi, rendendoli meno capaci di affrontare nuove sfide.

Bibliografia
https://link.springer.com/article/10.1007/s13280-020-01450-5
Articolo a cura di
Redazione