Poluarea aerului

Această intrare sau secțiune pe tema ecologiei lipsește sau lipsește de note specifice și referințe bibliografice . Deși există o bibliografie și / sau legături externe , nu există o contextualizare a surselor cu note de subsol sau alte referințe precise care indică cu exactitate originea informațiilor. Puteți îmbunătăți această intrare citând mai precis sursele . Urmați sfaturile de proiectare de referință .

Poluarea aerului de la un cuptor cu cocs.

Poluarea atmosferică este o formă de poluare , adică ansamblul tuturor agenților fizici, chimici și biologici care modifică caracteristicile naturale ale atmosferei terestre .

Efectele asupra sănătății umane datorate calității slabe a aerului implică în principal sistemul respirator și sistemul cardiovascular ^[1] . Reacțiile individuale la poluarea aerului depind de tipul de poluant la care este expusă o persoană, de gradul de expunere, de sănătatea și de genetica individului . Poluarea aerului interior și calitatea slabă a aerului urban sunt enumerate drept două dintre cele mai grave probleme de poluare toxică din lume în raportul din 2008 ^{[ neclar ]} . Poluarea aerului în aer liber cauzează 2,1-4,21 milioane de decese în fiecare an. În ansamblu, poluarea aerului cauzează decesul a aproximativ 7 milioane de oameni în întreaga lume în fiecare an și este cel mai mare risc pentru sănătatea mediului din lume. ^{[ fără sursă ]}

Se estimează că pierderile de productivitate și calitatea vieții degradate cauzate de poluarea aerului vor costa economiei mondiale 50 de miliarde de euro pe an. Sunt disponibile diverse tehnologii și strategii de control al poluării pentru a reduce poluarea aerului. ^{[ fără sursă ]}

Descriere

În 1973, Williamson a propus distincția între poluant și contaminant: un contaminant este „orice se adaugă mediului care provoacă o abatere de la compoziția geochimică medie”; poluantul, pe de altă parte, este un contaminant care provoacă efecte dăunătoare mediului . ^[2]

Fenomenele de poluare atmosferică sunt rezultatul unei competiții complexe între factori, care duc la o acumulare de poluanți și alții care, în schimb, determină îndepărtarea și diluarea lor în atmosferă. Extinderea și modalitățile de emisie (surse punctuale sau difuze, înălțimea emisiilor), timpii de persistență a poluanților și gradul de amestecare a aerului sunt câțiva dintre principalii factori care produc variații spațio-temporale în compoziția aerului.

Aceasta este una dintre problemele cele mai resimțite de populațiile marilor aglomerări urbane, care a început să-și facă griji abia din anii șaptezeci . De atunci, de fapt, în unele țări au fost implementate treptat politici de reducere a agenților chimici și a altor numeroși contaminanți prezenți în aer; aceste politici au produs scăderea concentrațiilor unor poluanți precum dioxidul de sulf , plumbul și monoxidul de carbon ; dar pentru alții, de exemplu dioxid de azot , ozon și particule atmosferice , agenți pentru care criticitatea lor în ceea ce privește sănătatea a fost descoperită mai recent, nu au adus rezultatele dorite. ^{[ fără sursă ]}

În general, poluarea aerului este mai răspândită în marile orașe datorită gazelor de eșapament ale vehiculelor publice și private și încălzirii clădirilor , dar este prezentă și în industriile (companii de inginerie , oțel , farmaceutice , chimice , depozite de deșeuri ) care nu echipează cu sisteme de reducere a poluanților atmosferici. Datorită circulației atmosferice și a difuziei chimice a poluanților, fenomenul poluării atmosferice tinde să afecteze chiar și zonele necontaminate, departe de sursa primară de poluare.

Definiția pollutant

Același subiect în detaliu: Poluant .

Descărcări de instalații de producere a energiei din surse fosile , un potențial factor de poluare.

Poluantul atmosferic este un factor sau o substanță care determină modificarea unei situații staționare prin:

• modificarea parametrilor fizici și / sau chimici și biologici;
• variația raporturilor cantitative ale substanțelor deja prezente;
• introducerea de compuși străini dăunători vieții direct sau indirect.

Aerul este un amestec eterogen format din gaze și particule de diferite tipuri și dimensiuni. Compoziția sa se schimbă în spațiu și timp din cauze naturale, astfel încât este dificil de definit caracteristicile sale de calitate.

Imposibilitatea identificării proprietăților unui mediu de referință necontaminat duce la introducerea conceptului de poluare atmosferică prin stabilirea unui standard convențional pentru calitatea aerului. Prin urmare, aerul este considerat poluat dacă compoziția sa depășește limitele stabilite de lege pentru a evita efectele nocive asupra oamenilor, animalelor, vegetației, materialelor sau ecosistemelor în general.

Faptul că poluanții reacționează duce la o distincție între poluanți:

• primar: prin poluanți primari înțelegem acei poluanți care sunt emiși direct în atmosferă așa cum sunt, adică nu suferă alte modificări odată emise, eliberarea lor în mediu derivă din eliberarea de substanțe sau particule produse de compartiment; monoxidul de carbon este un exemplu de poluant primar, deoarece este un produs secundar al arderii , dar la fel și praful care se dezvoltă din evenimente naturale.
• secundar: prin poluanți secundari, pe de altă parte, ne referim la toți poluanții care se formează în atmosferă prin reacții chimice între diferite substanțe prezente (aceste substanțe pot fi sau nu poluanți primari); formarea ozonului în smog este un exemplu de poluant secundar.

Există, de asemenea, poluanți, cum ar fi particulele fine, în care, conform multor studii, componentele primare și secundare sunt echivalente numeric.

Principalele cauze

Spectaculoasă erupție a Muntelui Sf. Elena , statul Washington (18 mai 1980 ), care a eliberat o cantitate impresionantă de praf în aer.

Interstate 80 , lângă Berkeley

Cauzele poluării aerului pot fi împărțite în naturale sau antropice. ^[3]

• cauze naturale: vulcani (SO ₂ ), incendii (PM10), gheață (azbest), procese biologice (alergeni).
• cauze antropice: trafic vehicul, încălzire casnică, activități industriale și meșteșugărești, vehicule off-road (trenuri, tractoare, vehicule de carieră etc.), autoturisme, agricultură și alte activități.

Cauze antropice

Principalele cauze atropice ale poluării sunt:

• traficul vehiculelor: (A se vedea și Poluarea automobilelor pe Wikiversitate ), în esență, emisiile cauzate de traficul vehiculelor depind de tipul de combustibil, de tipul vehiculului și de vechimea acestuia; toate motoarele termice produc apă, dacă sunt alimentate cu combustibili fosili produc dioxid de carbon (CO ₂ ), vehiculele cu motorină emit în principal particule precum PM10 și mai jos, hidrocarburi (HC), oxizi de azot (NOx) și dioxid de sulf (SO ₂₎ ).
  Un vehicul pe benzină emite particule, NO _x și CO, în timp ce vehiculele cu metan și GPL emit NO _x , particule ultrafine și hidrocarburi reduse.
  În ultimii ani, s-au încercat adoptarea unei logici de reducere a emisiilor vehiculelor și cu introducerea benzilor de 1,2,3 euro etc. și obligarea convertorului catalitic și a filtrului de particule;
• încălzirea casnică: și aici poluanții emiși depind în esență de combustibilul utilizat, de tipul de încălzire, de vechimea și întreținerea acesteia, poluanții emiși sunt aproximativ aceiași ca la vehiculele cu diferențe produse de cărbune și lemn;
• industrie și meșteșuguri: poluanții emiși sunt cei mai variați, acest lucru se datorează faptului că există multe procese în domeniul industrial care, prin urmare, determină poluanți foarte diferiți în funcție de procesarea efectuată și pot varia de la solvenți, vapori acizi la metale, praf și multe altele. .., în domeniul industrial, emisiile sunt extrem de reglementate și din acest motiv industriile trebuie să utilizeze sisteme de reducere a poluanților care variază în funcție de poluanții înșiși, de exemplu, ciclonii, filtrele pentru saci, filtrele de buzunar și electrofiltrele sunt utilizate pentru cei săraci. în timp ce pentru ceați sau mai general pentru substanțe chimice, se folosesc filtre cu cărbune activ sau filtre umede.

Diferitele mijloace de transport pot avea un impact diferit asupra mediului în funcție de caracteristicile lor, în primul rând cu cât dimensiunea și greutatea vehiculului sunt mai mari, cu atât este mai mare energia necesară pentru a accelera și opri vehiculul, generând un impact mai mare decât un vehicul mic. aceeași tehnologie, atât în ​​ceea ce privește poluanții produși de motor, cât și sursa de putere a acestuia (benzină, motorină, GPL, metan, electricitate etc.) și praful produs de anvelope și frâne, dar și impactul asupra mediului pentru producerea vehiculului variază foarte mult atât în ​​ceea ce privește dimensiunea și tehnologia, cât și în procesul de producție adoptat de compania relativă, ultimul factor este eliminarea la sfârșitul ciclului de viață al vehiculului, unele soluții care pot fi foarte valabile pentru a reduce producția de poluanți (motoarele nu produc CO₂ și praf fin ) în timpul fazei de utilizare în ciclul de viață nu sunt întotdeauna aceleași pentru producție și d emisiile vehiculului și, de asemenea, în ceea ce privește producția de combustibil sau electricitate ^[4] , în unele cazuri s-a văzut cum vehiculele tradiționale, transformate în vehicule cu gaze naturale, pot fi competitive cu vehiculele electrice în emisia de CO₂ și modul în care aceasta variază enorm în funcție de modul în care este produs gazul natural (tradițional, din deșeuri sau biomasă sau sintetic ^[5] ) ^[6] .

Rămânând cu motoarele tradiționale pe benzină și diesel, studii recente efectuate de Transport & Environment (centrul pentru studii de mediu cu sediul la Bruxelles), au analizat aceste 2 tipuri de motoare, în special întregul proces vital, rezultatul a evidențiat o producție mai mare de poluanți cu CO₂ în cazul motorului diesel, deși acesta are emisii mai mici la gazele de eșapament ale motoarelor pe benzină ^[7] .

Poluarea auto, cum ar fi praful fin, afectează apoi locuințele, unde se acumulează împreună cu praful produs din alte surse, cum ar fi șemineele și sobele, țigările și bucătăriile, cu toate acestea, impactul prafului produs de vehicule este proporțional mai mic decât celelalte surse din casă ^{[ 8]} .

Principalii poluanți

Având în vedere marea varietate de substanțe prezente în atmosferă, au fost propuse numeroase metode de clasificare: în primul rând, acesta poate fi clasificat în funcție de compoziția chimică, pentru care vorbim în principal de compuși care conțin sulf, compuși care conțin azot, care conțin carbon și halogen compuși. În al doilea rând, poate fi clasificat în funcție de starea fizică: gazos, lichid sau solid; în cele din urmă, poate fi împărțit în funcție de gradul de reactivitate din atmosferă, în substanțe primare sau secundare.

Poluanții primari pot fi gazoși sau particulari .

Printre gazele pe care le remarcăm: ^[10]

• compuși ai sulfului: principalii compuși care conțin sulf în atmosferă sunt: ​​dioxid de sulf (SO ₂ ), sulfură de carbonil (COS), sulfură de carbon (CS ₂ ), hidrogen sulfurat (H ₂ S), dimetil sulfat (CH ₃ ) ₂ SO ₄ . Principalele lor surse sunt descompunerea biologică, arderea combustibililor fosili și a materiei organice, pulverizarea marină și erupțiile vulcanice. Dioxidul de sulf, care constituie 95% din totalul emisiilor antropogene de sulf, provine din procesele de ardere, în funcție de conținutul de sulf al combustibilului utilizat. Este foarte solubil în apă și, prin urmare, are un timp de ședere relativ scurt în atmosferă (de la 12 ore la 7 zile), deoarece este îndepărtat prin precipitații; este îndepărtat prin oxidarea sa la anhidridă sulfurică în prezența catalizatorilor precum particule carbonice, compuși de azot, fier și mangan;
• compuși ai azotului: principalii compuși care conțin azot sunt: N ₂ O, NO, _{NO2, NH3, HNO3,} HONO, N ₂ O ₅ și sărurile de NO _3, NO _2, NH _4. Cel mai abundent dintre acestea în atmosferă este N ₂ O care este emisă în principal prin acțiunea bacteriilor din sol și secundar , prin reacții chimice în partea superioară a atmosferei. Nu este considerat poluant, deoarece este chimic inert la temperaturi obișnuite. Pe de altă parte, monoxidul de azot și dioxidul de azot (NO și NO ₂ ) sunt considerați poluanți. Primul este produs atât din surse naturale, cât și din surse antropice și, în special, în toate procesele de ardere, NO _x (NO + NO ₂ ) se formează, de fapt, în mare parte prin fuziunea moleculelor de oxigen și azot, alcătuind atmosfera, fuziunea favorizată de temperaturile de ardere. _X Amestecul NO emis este format în principal din NO, în timp ce o mare parte din NO ₂ are origine secundară și se formează în atmosferă prin oxidarea monoxidului.
• Compuși ai carbonului: În această categorie, principalii compuși anorganici sunt monoxidul de carbon (CO) și dioxidul sau dioxidul de carbon (CO ₂ ). Dioxidul de carbon produs de activitățile umane provine din procesele de ardere, în timp ce până acum un secol emisiile erau echilibrate prin eliminarea de către vegetație prin fotosinteza clorofilei, creșterea bruscă a emisiilor (cauzată de utilizarea extensivă a combustibililor fosili) a dus la creșterea concentrațiile de fond. Interesul care s-a dezvoltat în jurul acestui compus se datorează schimbărilor climatice la scară planetară de care este responsabil. Monoxidul de carbon, pe de altă parte, este considerat extrem de toxic deoarece afinitatea cu hemoglobina previne oxigenarea țesuturilor. Sursa sa principală sunt gazele de eșapament ale mașinilor și, într-o măsură mai mică, centralele termoelectrice și sistemele de încălzire; are un timp de ședere în atmosferă de aproximativ o lună și este îndepărtat de reacțiile fotochimice din troposferă. Compușii organici, adică compușii compuși din carbon, hidrogen și oxigen, joacă un rol fundamental în chimia atmosferei și în special în reglarea capacității oxidative a atmosferei în sine. Această categorie include mulți compuși clasificați în clase mari, dintre care principalii sunt: ​​hidrocarburi (împărțite la rândul lor în alcani cum ar fi metanul, alchene precum etena, alchine precum acetilena), aromatice precum benzenul, aldehide precum formaldehida, cetone precum ca acetonele;
• HAP: Hidrocarburi policiclice aromatice, o gamă largă de substanțe produse prin arderea lemnului, a naftei și a motorinei, cea mai importantă și numai reglementată este Benzo (a) pirena, considerat un puternic cancerigen.
• compuși halogenați (HCI, HF, HBr, HCFC);
• radicali: rolul fundamental al radicalilor este inerent definirii lor. De fapt, un radical liber este un atom excitat sau un grup de atomi care conțin cel puțin un electron impar (care ocupă doar un orbital). Prin urmare, radicalii sunt de obicei foarte reactivi deoarece au tendința de a împerechea electroni. Radicalii de cel mai mare interes, deoarece reacționează cu majoritatea compușilor organici și anorganici, sunt radicalul hidroxil (OH) și hidroperoxidul (HO ₂ ) în timpul zilei și radicalul nitrat (NO ₃ ) noaptea. Sursa principală de OH în aer este fotoliza ozonului, un proces care produce atomi de oxigen excitați electronic care reacționează cu vaporii de apă prezenți întotdeauna în atmosferă. Alte surse directe de radicali OH sunt fotodisociațiile acidului azotat (HONO) și peroxidului de hidrogen (H ₂ O ₂ ) și reacția dintre HO ₂ și monoxidul de azot;

Particulele sunt clasificate în funcție de diametrul particulelor; cele cu un diametru mai mare de 2,5 µm sunt considerate grosiere și cele cu un diametru mai mic de 2,5 µm sunt considerate fine. Particulele cu un diametru mai mic de 10 µm (PM10) se disting, de asemenea, ca inhalabile.

Principalii poluanți secundari gazoși sunt:

• NO ₂ formată de NO primar;
• Sau ₃ formate fotochimic.

Ambele gaze sunt implicate în mecanismele complexe de reacție care alcătuiesc așa-numitul „ smog fotochimic”.

Particulele secundare pot proveni din reacții chimice și fizico-chimice care implică atât poluanți gazoși primari, cât și secundari. Cele mai cunoscute sunt:

• transformarea SO ₂ în SO ₄ sulfați;
• transformarea NO ₂ în NO ₃ nitrați;
• transformarea compușilor organici în particule organice.

Contaminanți gazoși

Contaminanții gazoși importanți sunt:

• monoxid de carbon , (CO): emis în principal de procesele de ardere, în special din evacuările vehiculelor cu motoare cu hidrocarburi, datorate arderii incomplete. Cele mai mari concentrații se găsesc în general lângă drumuri. Inhalarea unor cantități mari poate provoca dureri de cap, oboseală și probleme de respirație. Limita maximă stabilită prin lege în Italia este de 10 mg / m³ într-o medie de 8 ore (DM 02-04-2002). Peste 500 mg / m³ poate fi letal.
• dioxid de carbon , (CO ₂ ): acest gaz este de asemenea emis în principal prin procese de ardere, în special din evacuările vehiculelor cu motoare cu hidrocarburi. Se estimează că concentrația de dioxid de carbon dincolo de ușoarele variații sezoniere a crescut cu 31% începând cu 1750. În 2004, concentrația în atmosferă a fost de 379 ppm în era preindustrială de 280 ppm. Este gazul cu efect de seră cel mai responsabil pentru încălzirea globală datorită activităților antropice.
• halogenuri de alchil ușoare (C _n H _{(2n + 2 - m)} X _m , 1≤C≤4): de exemplu clorofluorocarburi (H _x CCl _y F _z ), care distrug stratul de ozon al stratosferei .
• metale grele (Cd, Hg, Cr, Pb) și alte așa-numite (adesea nu elemente metalice): toxice și adesea cancerigene , mutagene și teratogene, inclusiv plumbul (Pb) printre alte metale grele foarte răspândit pentru utilizarea industrială extinsă a acestora .
• oxizi de azot (NO _x ): emisiile sunt în principal sub formă de NO, care este oxidat de ozon (O ₃ ) pentru a forma dioxid de azot (NO ₂ ). Oxidul nitric este iritant pentru ochi și căile respiratorii. Inhalarea poate provoca edem pulmonar , poate afecta și sângele , provocând formarea methemoglobinei . Diferitii oxizi de azot reacționează și cu hidrocarburile din atmosferă pentru a genera smog fotochimic. Se poate așeza în locuri sensibile din punct de vedere ecologic, provocând acidificare și eutrofizare . Oxizii de azot, precum și oxizii de sulf, sunt, de asemenea, precursori ai particulelor fine.
• dioxid de sulf (SO ₂ ): generat de arderea combustibililor care conțin sulf, în principal în centralele electrice și în timpul topirii metalelor și a altor procese industriale. Poate fi conținut în combustibilii auto. Dioxidul de sulf provoacă ploi acide
• ozon (O ₃ ): dacă este prezent în straturile inferioare ale atmosferei este un poluant secundar, format din reacții fotochimice care implică oxizi de azot și unii compuși organici volatili . Deși ozonul prezent în straturile superioare ale atmosferei ( stratosfera ) ajută la reducerea cantității de radiații ultraviolete care ajunge la suprafața pământului, cea prezentă în atmosfera inferioară este un gaz iritant și poate provoca probleme de sănătate și în special aparatul. respirator . Oxidant puternic, poate ataca țesuturile biologice și unele materiale, în special materialele plastice .
• compuși organici volatili (clasă largă de compuși cu presiune scăzută a vaporilor, adesea prescurtată în COV, compuși organici volatili ): includ mai mulți compuși chimici organici, inclusiv benzen (C ₆ H ₆ ). Acestea provin din vopsele, solvenți, produse de curățat și din mai mulți combustibili volatili ( benzină și gaze naturale ). Benzenul este cancerigen , în timp ce alții contribuie, printre multe consecințe, la efectul de seră . Acestea includ atât hidrocarburi, cât și compuși care conțin oxigen sau / și halogeni , cum ar fi aldehide , eteri , alcooli , esteri , halogenuri de alchil . În Italia, COV sunt definiți ca fiind compuși organici care la 20 ° C au o presiune de vapori de 0,01 K Pa sau mai mare.

Particule

Același subiect în detaliu: Particule , Nano Dust , Nanotoxicology , Global Dimming și PM10 .

Particulele sunt un aerosol de particule solide mici clasificate în funcție de mărimea lor. Particulele atmosferice sunt de obicei măsurate în PTS (P olveri T otali ospese S): PM ₁₀ când diametrul aerodinamic mediu este mai mic de 10 microni (poate ajunge la plămâni ), PM _2,5 când diametrul lor aerodinamic mediu este mai mic de 2,5 microni (mai mult dăunătoare deoarece pot trece prin filtrele căilor respiratorii superioare).

Atenția se concentrează acum asupra impactului asupra sănătății a particulelor chiar mai mici, PM _0,1 și așa-numitele nanopulberi (chiar mai fine), care, pătrunzând mai adânc, sunt considerate chiar mai dăunătoare.

Aerul interior

Același subiect în detaliu: calitatea aerului interior .

Poluarea aerului este în general definită ca fiind cea a mediului liber; calitatea aerului din interior, un parametru important pentru sănătatea umană, este evident modificată nu numai de emisiile în casă, ci și de calitatea aerului în afara mediului în cauză, o bază pe care se suprapun orice alți poluanți.

Efecte

Despre mediu

Principalele efecte pe care le provoacă poluanții în mediul înconjurător sunt efectul de seră și ploile acide , apoi, desigur, conduc și la alte probleme, cum ar fi gaura de ozon și alte probleme mai puțin vizibile asupra florei și faunei .

Efectul de seră: este un fenomen climatic care constă în încălzirea straturilor inferioare ale atmosferei, datorită ecranării pe care o oferă unele gaze conținute în ea ( gaze cu efect de seră ), acestea din urmă sunt transparente la radiații cu lungime de undă mai mică și opace la cele cu o lungime de undă mai mare, aceasta înseamnă că radiațiile cu o lungime de undă mai mică sunt capabile să traverseze aceste gaze ajungând la suprafața pământului, unde sunt parțial absorbite și parțial reflectate; partea absorbită este eliberată sub formă de raze infraroșii care au o lungime de undă mai mare și, prin urmare, rămân prinse de gazele cu efect de seră. Creșterea efectului de seră după revoluția industrială a fost cauzată în principal de eliberarea de CO2 fosil în atmosferă.

Trebuie remarcat faptul că efectul de seră este cauzat în mare măsură de substanțe nepoluante, în special de vapori de apă. În sine nu este un fenomen negativ deoarece fără acesta suprafața pământului ar avea o temperatură medie sub -18 ° C în locul curentului +15 ° C, dar poate deveni dăunătoare dacă continuăm să emitem gaze cu efect de seră într-un mod necontrolat. .

Efectele ploii acide asupra vegetației

Ploaia acidă: apa de ploaie are de obicei un pH de aproximativ 5,5, prin urmare ușor acidă datorită prezenței dioxidului de carbon (CO ₂ ) care formează acid carbonic, datorită poluării și a dioxidului de sulf (SO ₂ ) și a diferiților oxizi de azot care formează respectiv acid sulfuric ( H ₂ SO ₄ ) și acid azotic (HNO ₃ ), care scad considerabil pH-ul formând ploi acide; ploaia acidă are un impact semnificativ asupra mediului, principalele efecte sunt coroziunea monumentelor, dăunează frunzelor plantelor prin prevenirea fotosintezei, interferează cu dezvoltarea embrionilor animalelor acvatice, distruge bacteriile necesare descompunerii substanțelor organice cu acumularea consecventă de substanțe toxice în fundul mării și prin creșterea acidității solului, acesta influențează tipul de plante care pot crește acolo și favorizează, de asemenea, trecerea în soluție a metalelor grele toxice precum mercurul.

În 2017 s-a observat că de-a lungul anilor, datorită reglementărilor privind gazele poluante, impactul acestor substanțe asupra mediului a fost redus, ale cărui emisii au fost reduse progresiv, dar această reducere nu a fost omogenă între NOx (redus semnificativ) și ne-ars. hidrocarburi (reduse parțial), aceasta a condus la formarea unei autoxidări în faza gazoasă a hidrocarburilor și la formarea hidroperoxizilor organici (acest studiu a fost condus de Paul Wennberg de la Caltech și Henrik Kjaergaard de la Universitatea din Copenhaga ), fenomen care apare în mod normal deja în zonele rurale în care nu există o producție semnificativă a acestor substanțe, observând totuși că acest fenomen se repetă și în zonele poluate unde există un puternic dezechilibru între hidrocarburi și NOx, acești hidroperoxizi constituind un element iritant și poluant, care tinde să formează particule de aerosoli (suspendate în aer). Având în vedere evoluția recentă a fenomenului, riscurile pentru sănătate și modul în care acest fenomen va avea un impact asupra mediului nu sunt încă clare ^[11] .

Despre sănătatea umană

În zona euro, potrivit OMS, poluarea cu particule este responsabilă pentru reducerea medie a unui an de viață. ^[12] Patologiile care prezintă un risc semnificativ mai mare sunt cele care afectează sistemul cardiovascular și respirator, inclusiv tumorile pulmonare (trebuie remarcat faptul că riscul relativ al acestora din urmă este încă foarte scăzut în comparație cu tutunul).

Monoxid de carbon , (CO): Efectele negative ale monoxidului de carbon asupra sănătății umane sunt legate de capacitatea CO de a se alătura hemoglobinei din sânge pentru a forma carboxihemoglobina (COHb). În acest fel, CO ocupă locul ocupat în mod normal de oxigen, astfel încât să reducă capacitatea sângelui de a transporta oxigen și, în consecință, cantitatea de oxigen pe care sângele o lasă în țesuturi. Mai mult, există posibilitatea ca CO să se alăture cu unii compuși prezenți în țesuturi, reducând capacitatea lor de a absorbi și utiliza oxigen. (Horowitz, 1982) ^{[ neclar ]} . Concentrația de COHb prezentă în sânge este legată în mod natural de concentrația de CO prezentă în aerul care se respiră (Cobrun și colab., 1965) ^{[ neclar ]} .

Există multe studii efectuate pentru a înțelege legătura dintre procentul de COHb din sânge și efectele macroscopice asupra sănătății. Daunele cauzate de COHb sănătății umane sunt în esență legate de efectele asupra sistemului cardiovascular și asupra sistemului nervos.

• PM10: il PM10 interessa principalmente l'apparato respiratorio e cardiocircolatorio, il PM10 tende a depositarsi nelle vie respiratorie e va ad interessare varie parti del sistema respiratorio in base alla propria dimensione, infatti il PM10 (particelle con diametro minore a 10 micron) tendono a depositarsi nella parte superiore (faringe) mentre con diametri inferiori le polveri tendono a depositarsi sempre più in profondità fino a raggiungere anche le pareti alveolari (PM0,65), queste polveri possono comportare l'insorgenza di tumori e di disturbi vari.
• benzo(a) pirene: è una sostanza classificata da vari enti e associazioni internazionali come cancerogeno o sospetto cancerogeno.
• ozono: l'ozono ha effetti a carico del sistema respiratorio tra cui alterazioni irritative delle prime vie aeree e dei polmoni, cefalea e lacrimazione, dolori toracici, faringiti, bronchiti ed altri disturbi minori.
• ossidi di azoto: interessano sempre l'apparato respiratorio, causano effetti acuti come infiammazione delle mucose, diminuzione delle funzionalità respiratoria ed edema polmonare; come effetti cronici può provocare alterazioni polmonari a livello cellulare, ed aumento della suscettibilità alle infezioni batteriche.
• anidride solforosa: può provocare bronchiti, tracheiti, spasmi bronchiali, difficoltà respiratoria, asma ed enfisema
• benzene: è stato classificato dalla IARC come sostanza cancerogena per l'uomo di classe I in grado di produrre varie forme di leucemia.
• metalli pesanti: cadmio, mercurio, cromo e piombo sono quelli maggiormente tossici dato che, a seguito di accumulo, possono causare danni ai reni, al sistema nervoso, sistema immunitario e anche in alcuni casi effetti cancerogeni.

Effetti sull'agricoltura

In India , nel 2014, è stato riferito che l'inquinamento atmosferico dovuto al carbonio nero e all' ozono a livello del suolo avevano ridotto i raccolti nelle aree più colpite di quasi la metà nel 2011 rispetto ai livelli del 1981

Effetti economici

L'inquinamento atmosferico costa all' economia mondiale € 4 trilioni di euro all'anno a causa delle perdite di produttività e del degrado della qualità della vita, secondo uno studio congiunto della Banca mondiale . ^{[ non chiaro ]} Queste perdite di produttività sono causate da decessi dovuti a malattie causate dall'inquinamento atmosferico. Nel 2013 un decesso su dieci è stato causato da malattie associate all'inquinamento atmosferico e il problema sta peggiorando. Il problema è ancora più acuto nei paesi in via di sviluppo. Il rapporto ^{[ non chiaro ]} afferma che ulteriori perdite economiche causate dall'inquinamento atmosferico, compresi i costi sanitari e gli effetti negativi sulla produttività agricola e di altra natura, non sono state calcolate nel rapporto, e quindi i costi effettivi per l'economia mondiale sono di gran lunga superiori a € 4 trilioni di euro.

Contromisure

Lo stesso argomento in dettaglio: PM10 § Prevenzione per coloro che vivono in aree inquinate .

Disastri storici

La peggiore crisi di inquinamento civile a breve termine del mondo è stata il disastro di Bhopal del 1984 in India . I vapori industriali fuoriusciti rivelano che i decessi sono almeno 3787 persone e feriti da 150.000 a 600.000. Il Regno Unito subì il suo peggior evento di inquinamento atmosferico quando il Grande Smog del 4 dicembre del 1952 si formò su Londra . In sei giorni sono morti più di 4.000 e stime più recenti hanno portato la cifra a quasi 12.000. Si ritiene che una perdita accidentale di spore di antrace da un laboratorio di guerra biologica nell'ex Unione Sovietica nel 1979 vicino a Sverdlovsk abbia causato almeno 64 morti. Il peggior singolo incidente di inquinamento atmosferico che si è verificato negli Stati Uniti si è verificato a Donora, in Pennsylvania, alla fine di ottobre 1948, quando 20 persone sono morte e oltre 7000 sono stati feriti.

Meteorologia dell'inquinamento atmosferico

Inquinamento atmosferico

Lo stesso argomento in dettaglio: Dispersione degli inquinanti in atmosfera .

Pressoché la totalità dei fenomeni di inquinamento atmosferico avviene nella porzione più bassa dell'atmosfera chiamata " Planetary Boundary Layer " ( Strato Limite Planetario), o PBL. Il PBL comprende la parte di troposfera nella quale la struttura del campo anemologico risente dell'influenza della superficie terrestre e si estende fino a oltre 1 km di altezza.

I più importanti fattori meteorologici che interessano i fenomeni di inquinamento atmosferico sono: ^[10]

• il vento orizzontale (velocità e direzione), generato dalla componente geostrofica e modificato dal contributo delle forze di attrito del terreno e da effetti meteorologici locali, come brezze marine, di monte e di valle, circolazioni urbano-rurali, ecc.;
• la stabilità atmosferica , che è un indicatore della turbolenza atmosferica alla quale si devono i rimescolamenti dell'aria e quindi il processo di diluizione degli inquinanti;
• la quota sul livello del mare ;
• le inversioni termiche che determinano l'altezza del PBL;
• i movimenti atmosferici verticali dovuti a sistemi baroclini od orografici.

La stabilità atmosferica assume un ruolo fondamentale nella dispersione degli inquinanti. Nella troposfera la temperatura dell'aria normalmente decresce all'aumentare dell'altitudine. Il profilo di temperatura di riferimento per valutare il comportamento delle masse d'aria è quello osservato per una particella d'aria che si innalza espandendosi adiabaticamente. Quando il profilo reale coincide con quello di riferimento, una particella d'aria - a qualsiasi altezza venga portata - si trova in equilibrio indifferente, cioè non ha alcuna tendenza né a salire né a scendere (atmosfera neutra). Quando la temperatura decresce con l'altezza più velocemente del profilo di riferimento, le particelle d'aria ad ogni quota si trovano in una condizione instabile perché se vengono spostate sia verso il basso che verso l'alto continuano il loro movimento nella medesima direzione allontanandosi dalla posizione di partenza. Se invece la temperatura decresce con l'altezza più lentamente del profilo adiabatico, o addirittura aumenta (situazione detta di inversione termica), le particelle d'aria sono inibite sia nei movimenti verso l'alto che verso il basso e la situazione è detta stabile. Condizioni neutre si verificano tipicamente durante le transizioni notte-giorno, in presenza di copertura nuvolosa, o con forte vento. Condizioni instabili si verificano quando il trasporto di calore dal suolo verso l'alto è notevole, come accade nelle giornate assolate. Le condizioni stabili, che si verificano tipicamente nelle limpide notte continentali con vento debole, sono le più favorevoli ad un ristagno ed accumulo degli inquinanti.

I più gravi episodi di inquinamento si verificano in condizioni di inversione termica; in questi casi infatti gli inquinanti emessi al di sotto della quota di inversione (a meno di possedere un'energia meccanica sufficiente a forare l'inversione), non riescono ad innalzarsi poiché risalendo si trovano ad essere comunque più freddi e dunque più pesanti dell'aria circostante.

• il vento: il vento è un importante variabile da considerare nell'inquinamento atmosferico, in alcune zone può avere un effetto positivo perché disperde gli inquinanti, in altre invece può avere un effetto negativo perché sposta le masse d'aria inquinata in zone meno inquinate;
• precipitazioni: hanno un ruolo molto importante per la qualità dell'aria, infatti riescono a intrappolare gli inquinanti dispersi in atmosfera e portarli al suolo ripulendo in questo modo l'aria; la pioggia, in particolare se con eventi piovosi di una certa consistenza risulta molto efficace, invece la neve in quanto più soffice non è altrettanto efficace, inoltre si accompagna spesso con peggioramenti del traffico veicolare (intasamenti) per cui provoca un aumento dell'incidenza del traffico.
• orografia: l'orografia del territorio è un altro fattore importante, in particolare nelle zone montane, per orografia si intende la conformazione del territorio considerando i monti, valli, pianure, ecc., questo fattore è importante in particolare nelle valli, dove, in base alla loro conformazione (valli strette, larghe, protette dai venti, ecc.) può crearsi un accumulo di sostanze inquinanti, in particolare nei periodi invernali, dove, in condizioni di valli strette in sole riesce difficilmente ad arrivare in fondo alla valle e quindi è molto facile l'instaurazione di condizioni di inversione termica, che come già detto provoca un ristagno degli inquinanti.
• urbanistica: anche l' urbanistica delle zone abitate è un fattore che incide sulla qualità dell'aria, infatti strade strette con edifici alti molto vicini tra loro si comportano come le pareti di una valle, o meglio di un canyon dove l'aria rimane imprigionata, queste situazioni determinano un forte accumulo di inquinanti.

Normativa italiana

Alcune norme riguardanti gli inquinanti atmosferici per la Comunità Europea (CEE) e attuati in Italia sono elenati di seguito:

• DPR nº203/88
• DPCM nº30/83
• Art. 174 TCE
• Direttiva CE 96/62 cosiddetta (direttiva quadro)
• Direttive CE "figlie" 1999/30, 2000/69, 2002/03, 2004/107
• Direttiva CE 2008/50
• D.Lgs nº155/2010

La direttiva CE 2008/50 definisce e riorganizza le normative precedenti in un testo unico, tiene in considerazioni e linee guida sviluppate dall'OMS su base di studi scientifici, definisce un elenco di inquinanti normati, fornisce le definizioni di aria e ambiente, inquinanti e livelli, delinea gli obbiettivi da ottenere in futuro, definisce i limiti, i livelli critici soglie di allarme e di informazione ecc. Il D.Lgs 155 del 2010 recepisce l'ultima direttiva europea e ne costituisce l'applicazione a livello italiano.

Scenari futuri

Si prevede che l' Africa possa rappresentare la metà delle emissioni inquinanti del mondo entro il 2030. Secondo un rapporto ^{[ non chiaro ]} , l'Africa sub-sahariana sta vivendo un inquinamento in rapido aumento, derivato da molte cause, tra cui la combustione della legna per cucinare e dei rifiuti abbandonati, il traffico, le industrie agroalimentari e chimiche, la polvere di sabbia del Sahara trasportata dai venti attraverso l'area del Sahel , tutto ciò rafforzato da una maggiore crescita demografica e densità urbana.

Note

Bibliografia

• Paolo Zannetti, Air pollution modeling: theories, computational methods, and available software , Computational Mechanics Publications, 1990, ISBN 978-1-4757-4465-1 , OCLC 644022518 . URL consultato il 4 luglio 2021 .

Voci correlate

• Bioaccumulo
• Convenzione di Stoccolma sugli inquinanti organici persistenti
• Convertitore catalitico
• Diossine
• Emissioni zero
• Idrocarburi policiclici aromatici
• Indice di danno fogliare
• Inquinamento
• Inquinamento del suolo
• Inquinamento idrico
• Nanotossicologia
• Particolato
• PM10
• Policlorobifenili
• Qualità dell'aria interna
• Scia chimica
• Smog
• Targhe alterne

Altri progetti

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su inquinamento atmosferico

Collegamenti esterni

• ( EN ) Inquinamento atmosferico / Inquinamento atmosferico (altra versione) , su Enciclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
• Consiglio Nazionale delle Ricerche - Istituto sull'Inquinamento Atmosferico , su iia.cnr.it .
• Dati sulla qualità dell'aria in Italia sul sito dell' APAT
• Articolo dell'ottobre 2006 su danni da polveri super sottili (Corriere della Sera) , su corriere.it .
• ( EN ) THE TOXIC 100: Top Corporate Air Polluters in the United States , su peri.umass.edu . URL consultato il 16 febbraio 2008 (archiviato dall' url originale il 1º ottobre 2011) .
• Maria Neira, direttore del dipartimento di salute pubblica del WHO, Cosa fa l'inquinamento al cervello? , TED conferenze, 2019, [1]

Portale Chimica

Portale Ecologia e ambiente

Portale Ingegneria