3.

Principali indicatori di qualità dell’aria

1.

Ossidi di zolfo

Alcuni composti dello zolfo, chiamati genericamente SO_X (biossido di zolfo o anidride solforosa, SO₂; anidride solforica, SO₃, generata dall’ossidazione di SO₂), sono inquinanti particolarmente aggressivi per la loro elevata reattività chimica. Basse concentrazioni di anidride solforosa, gas dall’odore caratteristico e incolore, producono nell’uomo disturbi dell’apparato respiratorio come asma e bronchiti, e irritazione della pelle e degli occhi; concentrazioni molto elevate possono aumentare la frequenza cardiaca e causare, in casi estremi, l’asfissia.

Con una reazione di ossidazione, l’anidride solforosa diviene anidride solforica, che reagisce con l’acqua producendo acido solforico; questo composto è molto reattivo e, disciogliendosi nelle piogge, contribuisce al fenomeno delle piogge acide.

Le piante assorbono l’anidride solforosa attraverso le foglie trasformandola in solfiti e, per ossidazione, in solfati, che a loro volta possono essere metabolizzati; se i solfiti sono in quantità eccessiva, creano accumuli tossici per la pianta.

La SO₂ è immessa nell’atmosfera dalle eruzioni vulcaniche e dalle attività umane. In questo caso, la fonte principale è la combustione di carbon fossile, petrolio e gasolio che libera SO₂ per più del 90%, SO₃ fino al 2% e solfati; per la quasi totalità è a carico dei paesi industrializzati dell’emisfero boreale. Le combustioni avvengono negli impianti di riscaldamento, negli inceneritori, nelle centrali termoelettriche, durante l’arrostimento dei solfiti (vedi Metallurgia), nella produzione di materie plastiche. Gli SO_X prodotti dalle attività umane superano largamente quelli naturali e ammontano a circa 150 milioni di tonnellate annue contro 20 milioni.

2.

Ossidi di azoto

Il monossido di azoto, NO, e il biossido di azoto, NO₂, sono indicati genericamente con la sigla NO_X. Il monossido di azoto, inodore e incolore, di per sé non è particolarmente nocivo ma nell’atmosfera viene facilmente ossidato dall’ossigeno e dall’ozono, convertendosi in NO₂, molto tossico. NO₂ si riconosce per il colore giallastro e l’odore pungente, e ha forte azione ossidante e alta reattività. Nell’uomo l’esposizione prolungata a basse concentrazioni di NO₂ può favorire disturbi respiratori, come asma e bronchite.

Nell’atmosfera NO₂, entrando in soluzione nella pioggia, contribuisce al fenomeno delle piogge acide (anche se in misura inferiore rispetto agli SO_x); ricadendo al suolo, lo rende progressivamente più acido, fenomeno che influenza il comportamento chimico di alcuni elementi metallici del terreno rendendoli pericolosi per le piante. NO₂ nell’atmosfera può anche formare acido nitroso e acido nitrico, e composti organici più complessi, che contribuiscono alla formazione dello smog: è all’NO₂ che si deve il tipico colore giallastro della nebbia nelle città in cui si registra un elevato traffico veicolare e inquinamento atmosferico.

Le fonti naturali degli NO_X sono le eruzioni vulcaniche; in misura minore, questi composti sono immessi nell’atmosfera anche da reazioni di decomposizione, operate dai batteri denitrificanti, e indirettamente dai fulmini che, agendo su composti atmosferici, contribuiscono alla formazione di NO.

L’uomo immette NO nell’atmosfera con le combustioni che si verificano nei motori a scoppio (in piccola percentuale, circa il 4-5%, si libera anche NO₂); la temperatura elevata della combustione fa reagire l’azoto e l’ossigeno dell’aria e determina la formazione del monossido di azoto.

3.

Microinquinanti: piombo e benzene

Il piombo viene liberato nell’atmosfera dalla combustione della benzina; questo metallo pesante infatti, addizionato al carburante, serve da antidetonante. Fuoriesce dal tubo di scappamento dei veicoli come cloruro di piombo o ossido di piombo; può depositarsi al suolo o aderire alle polveri sospese ed essere trasportato dal vento. Questo metallo pesante è estremamente dannoso per l’uomo: è neurotossico, cioè dannoso per il sistema nervoso, in particolare il cervello; si accumula nelle ossa, nelle ghiandole e nel fegato. L’introduzione nei primi anni Settanta del Novecento di “benzine senza piombo” (o “benzine verdi”) ha ridotto le emissioni del metallo pesante; tuttavia, alcuni dei composti che possono essere addizionati alle benzine come sostituti del piombo (come il benzene, il toluene e altri aromatici, o le olefine), hanno anch’essi effetti nocivi.

Del benzene, in particolare, è stata riconosciuta la cancerogenicità, cioè la capacità di provocare tumori (soprattutto leucemie, tumori del rene e del fegato). Si libera dalla combustione incompleta del carburante ed è immesso nell’atmosfera soprattutto dai veicoli che non hanno marmitta catalitica, e anche da alcune lavorazioni industriali.

4.

Particolato: PTS e PM 10

Sospese nell’atmosfera vi sono anche polveri di origine naturale, che si sollevano dalle regioni desertiche come il Sahara, o derivano da processi di erosione del suolo, e vengono trasportate dai venti anche a migliaia di chilometri di distanza. Anche i vulcani possono immettere nell’aria ceneri e particelle; in realtà, ciò avviene occasionalmente, nel corso di eruzioni particolarmente violente come quella del monte Saint Helens, nello stato di Washington, avvenuta nel 1980. Di solito, queste particelle hanno un diametro superiore a 10 µm; quanto più le particelle sono piccole, tanto più possono essere inalate e trattenute dalle vie respiratorie dell’uomo, causando disturbi come tosse, attacchi d’asma, bronchite.

Per questo motivo, sono inquinanti (e considerate un importante parametro per valutare la qualità dell’aria) le cosiddette PTS o polveri totali sospese, liberate durante i processi di combustione, e quindi di origine antropica. Particolare attenzione merita la frazione delle PTS detta PM10, che comprende le particelle di diametro inferiore ai 10 µm, spesso contenente piombo e altri metalli pesanti, e idrocarburi aromatici; la tipologia del particolato è comunque molto variabile.

Attualmente si stanno compiendo studi anche su frazioni più piccole delle polveri sospese, con diametro inferiore a 5 µm (PM5) e a 1 µm (PM1): le dimensioni microscopiche rendono queste particelle capaci di insediarsi fino all’interno degli alveoli polmonari, e quindi molto nocive.

5.

Monossido di carbonio

È sempre la combustione incompleta dei combustibili fossili a provocare l’immissione nell’aria del monossido di carbonio, CO, soprattutto nei veicoli privi di marmitta catalitica. Questo gas, incolore e inodore, è l’inquinante più presente nelle aree urbane, a causa del traffico veicolare, ma è immesso nell’atmosfera anche da lavorazioni industriali come la produzione dell’acciaio e della ghisa e la raffinazione del petrolio. Nell’uomo è molto pericoloso perché si lega alla emoglobina e rende insufficiente il trasporto di ossigeno ai tessuti; è responsabile di una vera e propria forma di avvelenamento.

6.

Ozono

L’ozono, O₃, è normalmente presente nella stratosfera, dove svolge un ruolo fondamentale per la vita sulla Terra, perché “filtra” le radiazioni UV del Sole, nocive per gli organismi. Tuttavia anche nella troposfera (lo strato d’aria in cui viviamo) dei centri urbani con intenso traffico veicolare si registra la presenza di ozono: il gas deriva da reazioni chimiche tra NO₂ e alcuni composti organici liberati da processi di combustione.

L’ozono troposferico è nocivo per l’apparato respiratorio e può causare disturbi come tosse e asma.