- Gli inquinanti si dividono in primari e secondari; tra gli indicatori chiave figurano PM, SO2, CO, O3, COV e NOx.
- Le sorgenti comprendono traffico, industria, combustione di biomassa e processi naturali come vulcani e polveri desertiche.
- Impatti principali: problemi respiratori, piogge acide, smog fotochimico, effetto serra e danni a ecosistemi e patrimoni.
- Controllo: mobilità sostenibile, combustibili puliti, abbattimento industriale, verde urbano e politiche basate sul monitoraggio.
L’inquinamento dell’aria è il risultato della presenza in atmosfera di sostanze che alterano le sue proprietà naturali. Qualsiasi composto che, per concentrazione e tempo di esposizione, renda l’aria inadatta o nociva alla salute e al benessere, danneggi materiali, fauna e flora o interferisca con la sicurezza e le attività della comunità è considerato un inquinante. Questa definizione include gas, vapori, aerosol e particelle solide e liquide sospese.
Per comprendere e gestire il problema è essenziale misurare cosa respiriamo. Il livello di inquinamento atmosferico si determina valutando la quantità di sostanze inquinanti presenti nell’aria, focalizzandosi su un gruppo di indicatori universali scelti per frequenza di comparsa, impatto sanitario e disponibilità di metodi di monitoraggio, come nei tipi di inquinamento ambientale. La varietà dei contaminanti è ampia, perciò la classificazione e la priorità di misurazione sono fondamentali per fissare standard e politiche efficaci.
Che cos’è un inquinante atmosferico e come si misura la qualità dell’aria
In termini generali, un inquinante atmosferico è una sostanza che nell’aria raggiunge concentrazioni tali da provocare effetti avversi su persone, animali, piante o materiali. Gli effetti dipendono da concentrazione, durata dell’esposizione, reattività chimica, dimensione delle particelle e condizioni meteorologiche.
Per praticità, gli inquinanti si distinguono in primari e secondari: i primari sono emessi direttamente da sorgenti specifiche (ad esempio scarichi di veicoli, camini industriali, incendi), mentre i secondari si formano in atmosfera a seguito di reazioni tra inquinanti primari e componenti naturali dell’aria, spesso guidate dalla radiazione solare.
Diversi Paesi e agenzie ambientali, tra cui enti statali e regionali in Brasile come la CETESB, monitorano sistematicamente un set di inquinanti indicatori come particolato (PTS, PM10, PM2,5, fumo), biossido di zolfo, monossido di carbonio, ozono troposferico, composti organici volatili e ossidi di azoto, talvolta includendo metalli pesanti come il piombo e composti di zolfo ridotto.
Dopo i parametri principali, la qualità dell’aria viene descritta con indici che sintetizzano i livelli misurati. Questi indici aiutano cittadini e autorità a capire quando limitare attività all’aperto o attuare piani di emergenza, in particolare in presenza di condizioni meteorologiche sfavorevoli alla dispersione degli inquinanti.
Categorie e grande famiglia di inquinanti: esempi e reazioni in aria
La categoria operativa più diffusa è la distinzione tra inquinanti primari (emessi direttamente) e inquinanti secondari (formati in atmosfera). Un caso emblematico di secondario è l’ozono troposferico, che si produce da reazioni fotochimiche tra NOx e COV in presenza di luce solare e temperature elevate.
Considerando i gruppi chimici, gli inquinanti atmosferici possono essere raggruppati in famiglie con esempi tipici e comportamento caratteristico, come di seguito:
| Composti dello zolfo | Composti dell’azoto | Composti organici | Monossido di carbonio | Alogenati | Metalli pesanti | Materiale particolato | Ossidanti fotochimici |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SO2, SO3, solfati | NO, NO2, NH3, HNO3, nitrati | idrocarburi, alcoli, aldeidi, chetoni, acidi organici | CO | HCl, HF, cloruri, fluoruri | Pb, Cd, As, Ni, ecc. | Miscela di solidi e liquidi sospesi | O3, aldeidi reattive: formaldeide, acroleina; PAN |
| Composti di zolfo ridotto: H2S, mercaptani, CS2 |
Nel dettaglio, i composti dello zolfo derivano dalla combustione di combustibili con zolfo (olio combustibile, diesel), processi industriali e attività vulcanica; gli ossidi di azoto si formano nei processi di combustione ad alta temperatura; i composti organici volatili provengono da combustioni incomplete, evaporazione di solventi e carburanti, e da attività industriali e naturali.
Gli alogenati includono specie come cloruri e fluoruri, mentre i metalli pesanti comprendono piombo, cadmio, arsenico e nichel. Il materiale particolato è un insieme eterogeneo di particelle solide e liquide in sospensione, con dimensioni e composizione variabili, spesso responsabile di riduzione della visibilità e impatti sanitari significativi.
Materiale particolato: PTS, PM10, PM2,5 e fumo
Sotto il termine generico di materiale particolato rientrano polveri, fumi e aerosol di diversa origine e dimensione. La dimensione delle particelle è direttamente legata al potenziale di danno sanitario: in generale, più sono piccole, più penetrano in profondità nel sistema respiratorio.
Particelle totali sospese (PTS) includono, in modo semplificato, particelle con diametro aerodinamico fino a 50 µm. Una frazione di queste è inalabile e può impattare la salute; il resto può compromettere la qualità della vita per effetti estetici e depositi su superfici e infrastrutture.
Particolato inalabile PM10 comprende particelle con diametro aerodinamico fino a 10 µm. A seconda della distribuzione dimensionale tra 0 e 10 µm, possono fermarsi nelle vie aeree superiori o raggiungere gli alveoli, contribuendo all’insorgenza o aggravamento di patologie respiratorie.
Particolato inalabile fine PM2,5 raccoglie particelle con diametro fino a 2,5 µm. Data la loro dimensione minuta, penetrano più profondamente fino agli alveoli polmonari e sono associate a rischi cardiovascolari e respiratori più elevati.
Fumo (FMC) è collegato al particolato dei processi di combustione. Il metodo di misura del fumo si basa sulla riflettanza della luce di un campione raccolto su filtro, parametro correlato al contenuto di fuliggine in atmosfera, utile per rappresentare l’impatto dei motori e delle combustioni urbane.
Le principali sorgenti di particolato sono veicoli, processi industriali, combustione di biomassa e risospensione di polvere dal suolo. Parte del particolato nasce in atmosfera da precursori gassosi (SO2, NOx, COV) attraverso reazioni chimiche che generano aerosol secondari.
Gas chiave: SO2, CO, O3, COV e NOx
Il biossido di zolfo SO2 deriva soprattutto dalla combustione di combustibili solforati come diesel e olio combustibile. È un importante precursore della pioggia acida e può trasformarsi in particelle di solfato, contribuendo alla riduzione della visibilità e a effetti respiratori avversi.
Il monossido di carbonio CO è un gas incolore e inodore, prodotto da combustioni incomplete in contesti domestici e industriali e, in città, principalmente dal traffico. Si lega all’emoglobina con affinità superiore all’ossigeno, riducendo l’ossigenazione dei tessuti e, ad alte concentrazioni, può provocare asfissia; per le conseguenze per la salute consultare le analisi sugli effetti sanitari.
Gli ossidanti fotochimici, primo fra tutti l’ozono O3 troposferico, sono miscele secondarie generate dalla reazione tra NOx e COV alla luce del sole. Lo smog fotochimico riduce la visibilità e irrita le vie respiratorie, causando problemi alla salute e perdite agricole. L’ozono a bassa quota è tossico, mentre quello in stratosfera svolge un ruolo protettivo contro i raggi UV.
I composti organici volatili COV comprendono gas e vapori emessi da combustioni incomplete, evaporazione di carburanti e solventi, stoccaggio e trasferimento di combustibili. Tra i COV più comuni in area urbana vi sono benzeni e aromatici monociclici come toluene, etilbenzene e xilen i, precursori di ozono, alcuni dei quali con effetti avversi sulla salute.
Gli ossidi di azoto NOx (soprattutto NO e NO2) si formano nei processi di combustione; nei grandi centri urbani, il traffico è spesso la sorgente dominante. In presenza di luce, NO si ossida a NO2 e partecipa in modo cruciale alla formazione di ozono e altri ossidanti; il NO2 a certe concentrazioni è irritante e nocivo.
Metalli pesanti e altri composti: il caso del piombo e dello zolfo ridotto
Il piombo in passato era emesso principalmente dal parco veicolare attraverso la benzina additivata. In Brasile, la sostituzione del piombo con alcool etilico anidro come additivo ha portato all’eliminazione del piombo dalla benzina entro i primi anni Novanta, con conseguente drastico calo delle concentrazioni atmosferiche nelle aree urbane. Oggi le emissioni principali provengono da fonderie e industrie di batterie al piombo-acido.
I composti di zolfo ridotto totale (come solfuro di idrogeno, metil-mercaptano, dimetil-solfuro e dimetil-disolfuro) sono tipici di raffinerie petrolifere, cartiere, impianti di trattamento delle acque reflue e produzione di rayon-viscosa. Possono anche originarsi naturalmente da processi microbiologici anaerobici di materia organica con solfati. A basse concentrazioni producono odori sgradevoli simili a uovo marcio o cavolo, spesso percepibili prima che gli strumenti rilevino altri parametri.
Meteorologia: inversione termica, calma di vento e umidità
Le condizioni meteorologiche influenzano fortemente la concentrazione degli inquinanti. Alta frequenza di calma, venti deboli e inversioni termiche basse favoriscono accumuli di inquinanti, specialmente durante l’inverno quando le notti fredde sono seguite da rapidi riscaldamenti diurni.
L’inversione termica si caratterizza per uno strato di aria più calda sovrastante l’aria fredda vicino al suolo, che agisce come coperchio e intrappola gli inquinanti impedendone la dispersione. In città densamente popolate questo fenomeno può generare episodi acuti di qualità dell’aria scadente.
La bassa umidità relativa sommata ad alta concentrazione di inquinanti provoca secchezza delle mucose, epistassi, irritazione oculare e cutanea. In base all’umidità relativa si raccomanda: 20–30% evitare esercizio all’aperto tra le 11 e le 15, umidificare gli ambienti; 20–12% sospendere attività all’aperto tra le 10 e le 16 ed evitare assembramenti in spazi chiusi; sotto il 12% interrompere le attività all’aperto nelle ore centrali, umidificare in modo continuativo gli interni, soprattutto camere dei bambini e ospedali.
In tutte queste condizioni è utile idratare frequentemente e usare soluzione fisiologica o acqua boricata per occhi e narici, oltre a preferire aree ombreggiate e alberate quando si è all’esterno.
Cause antropiche e naturali dell’inquinamento dell’aria
L’inquinamento atmosferico ha origini sia umane sia naturali. Tra le cause antropiche spiccano crescita urbana, traffico veicolare, combustione di fossili per industria ed energia, oltre ad altre attività economiche come l’agricoltura intensiva, che può rilasciare ammoniaca da fertilizzanti. Per approfondire l’impatto delle attività umane sulla natura si trovano analisi dettagliate sulle fonti e gli effetti.
Le cause naturali includono eruzioni vulcaniche (con grandi flussi di composti solforati), incendi boschivi non dolosi, polveri trasportate dal vento da aree desertiche, emissioni biogeniche da vegetazione e rilascio di metano da animali e dalla decomposizione di materia organica.
Le sorgenti emissive si distinguono in mobili (in movimento, come auto e aerei) e fisse (puntuali o areali, come ciminiere industriali, impianti, vulcani). La gestione efficace dell’inquinamento parte dalla mappatura di quali sorgenti dominano in ciascun territorio, per calibrare interventi e controlli.
Tipi di inquinamento dell’aria e inquinanti emblematici
Una vista per sostanze mette in risalto alcuni inquinanti emblematici. I clorofluorocarburi CFC sono composti sintetici di cloro, fluoro e carbonio, un tempo diffusi in spray e refrigeranti. Reagendo con l’ozono stratosferico ne causavano la distruzione; per questo sono stati progressivamente eliminati su scala globale con il Protocollo di Montreal.
Il biossido di carbonio CO2, prodotto da combustioni di qualsiasi materiale organico, è presente anche nei cicli biologici (respirazione, fotosintesi). In elevate emissioni antropiche intensifica l’effetto serra, contribuendo al riscaldamento globale e ai cambiamenti climatici; per le conseguenze del riscaldamento globale si rimanda alle analisi sugli impatti climatici.
Gli ossidi di zolfo SO2 e SO3 e gli ossidi di azoto NOx derivano da combustioni industriali, energia e traffico; sono i maggiori responsabili delle piogge acide, che acidificano suoli e acque con impatti su vegetazione, fauna e patrimonio edilizio.
Il già citato monossido di carbonio è estremamente pericoloso per la salute umana a causa della sua affinità con l’emoglobina, mentre l’ozono troposferico, potente ossidante, irrita le vie respiratorie e danneggia colture e vegetazione.
Effetti sulla salute, sull’ambiente e sul clima
A livello sanitario, l’esposizione a inquinanti atmosferici è associata a irritazioni oculari e delle vie aeree, tosse secca, allergie, asma e bronchiti, con aggravamento dei casi preesistenti. In situazioni severe o croniche, aumentano i rischi di enfisema e di alcune forme di tumore, tra cui polmone e vescica.
Per l’ambiente, le piogge acide corrodono monumenti e infrastrutture, alterano il pH di suoli e corsi d’acqua e impoveriscono ecosistemi. Lo smog fotochimico e le polveri riducendo la visibilità trasformano il microclima urbano, mentre su scala globale l’aumento di gas serra amplifica l’effetto serra, accelerando i cambiamenti climatici.
La presenza di smog e inversioni termiche incide sulla qualità della vita in città, costringendo a limitazioni temporanee delle attività all’aperto e a interventi emergenziali. Gli impatti combinati sanitari e ambientali motivano accordi internazionali quali il Protocollo di Kyoto e l’Accordo di Parigi, volti a ridurre le emissioni.
Misure di controllo e buone pratiche
La riduzione dell’inquinamento richiede strategie condivise. A livello individuale, privilegiare il trasporto pubblico, la mobilità attiva e i veicoli meno inquinanti riduce sensibilmente le emissioni urbane, specie di NOx e PM.
Sul fronte produttivo, sostituire combustibili fossili con biocombustibili e fonti rinnovabili, migliorare l’efficienza energetica, adottare filtri, catalizzatori e sistemi di abbattimento per polveri e gas sono azioni determinanti.
È cruciale evitare pratiche nocive: non bruciare rifiuti, sterpaglie o residui agricoli, limitare l’uso di apparecchi domestici che rilasciano gas inquinanti e curare lo stoccaggio di carburanti e solventi per ridurre i COV.
Nelle politiche pubbliche, servono piani di qualità dell’aria con standard stringenti, monitoraggio continuo e soglie di allerta, zone a basse emissioni, forestazione urbana e ampliamento del verde per sequestrare CO2 e migliorare il microclima.
Il caso del Brasile: città, qualità dell’aria e incendi
Nei grandi centri urbani brasiliani, le concentrazioni di particolato e ozono risultano spesso elevate. Analisi sulla qualità dell’aria nelle capitali evidenziano che San Paolo e Rio de Janeiro hanno registrato numerosi giorni sotto gli standard OMS, con contributi importanti da traffico e condizioni meteorologiche sfavorevoli.
A Belo Horizonte si è osservato un peso significativo del particolato, mentre Salvador e Porto Alegre hanno presentato gli indicatori generalmente migliori, sebbene la disponibilità e copertura del monitoraggio non sia omogenea su tutto il territorio (in alcuni casi sono mancanti dati di specifiche aree metropolitane).
Negli ultimi anni, gli incendi e le bruciature della biomassa hanno avuto un ruolo rilevante: le particelle trasportate dal vento possono viaggiare per centinaia di chilometri, interessando regioni lontane come Centro-Ovest, Nord e Sud-Est e generando episodi come la cosiddetta pioggia nera, quando le precipitazioni depositano fuliggine su superfici e corpi idrici.
Tabella riassuntiva: principali inquinanti, caratteristiche, fonti ed effetti
| Inquinante | Caratteristiche | Fonti | Effetti |
|---|---|---|---|
| Biossido di zolfo (SO2) |
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| Biossido di azoto (NO2) |
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| Monossido di carbonio (CO) |
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| Particolato (PM10, PM2,5) |
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| Ozono (O3) |
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| Benzeno (C6H6) e aromatici |
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Indicatori, protocolli e monitoraggio
Per tutelare la salute pubblica, le agenzie ambientali adottano indicatori internazionalmente condivisi e allineano gli standard con le linee guida OMS. Alcuni enti, come CETESB in Brasile, oltre ai classici parametri, monitorano piombo e composti di zolfo ridotto in aree a rischio specifico, come zone industriali e di produzione di batterie.
A livello globale, accordi come il Protocollo di Montreal hanno ridotto l’uso di CFC per proteggere l’ozono stratosferico; strumenti come il Protocollo di Kyoto e l’Accordo di Parigi mirano a contenere le emissioni climalteranti CO2 e altri gas serra, integrando azioni locali e nazionali.
In città, reti di centraline e modelli previsionali supportano allerte a breve termine, restrizioni temporanee del traffico e piani d’azione durante episodi critici, ottimizzando le risposte sanitarie e logistiche.
Alla luce di tutto ciò, migliorare la qualità dell’aria è un obiettivo trasversale che unisce salute, ambiente, economia e pianificazione urbana: dalla scelta dei carburanti ai trasporti, dall’efficienza energetica alla gestione dei rifiuti, passando per verde urbano e sensibilizzazione dei cittadini.
La conoscenza delle fonti e dei meccanismi di formazione degli inquinanti, l’influenza della meteorologia e le ripercussioni su salute e clima consentono di mirare gli interventi dove hanno il maggior impatto. Adottare tecnologie pulite, politiche robuste e abitudini quotidiane più sostenibili rende l’aria più respirabile e le città più vivibili.
