Inquinamento urbano e inquinanti atmosferici

L'aria e inquinanti

L'aria è il primo degli elementi necessari alla vita. Ogni giorno respiriamo circa 14 kg di aria, ovvero 11 litri.

Gli esseri umani introducono nell'atmosfera sostanze con conseguenze dannose per la salute e l'ambiente. Queste sostanze sono emesse da fonti fisse e mobili: caldaie, attività industriali, domestiche e agricole, trasporto su strada di persone e merci, ecc.

Gli inquinanti vengono dispersi dai venti, sciolti dalle piogge o bloccati quando l'atmosfera è stabile.

La normale composizione chimica dell'aria è: azoto 78%, ossigeno 21%, argon 0,9 e altri gas 0,1%

inquinanti

L'aria che respiriamo può contenere centinaia di inquinanti in forma gassosa, liquida o solida. I seguenti inquinanti sono considerati indicatori di inquinamento e sono quindi soggetti a regolamentazione.

L'origine dei principali inquinanti

Biossido di zolfo (SO2)

Questo gas deriva essenzialmente dalla combinazione dello zolfo, contenuto nei combustibili fossili (carbone, olio combustibile, gasolio di scarsa qualità, ecc.) Con l'ossigeno presente nell'aria durante la loro combustione. Le industrie e gli impianti di riscaldamento sono i principali emettitori.

Ossido di azoto (NO, NO2)

Sono il risultato della reazione dell'azoto e dell'ossigeno nell'aria che avviene ad alta temperatura nei motori e negli impianti di combustione. I veicoli emettono la maggior parte di questo inquinamento; poi vengono i sistemi di riscaldamento.

Particelle sospese (PM10 e PM2,5)

Si tratta di polvere di diametro inferiore a 10 µm o 2,5 µm e che rimane sospesa nell'aria. Derivano dalla combustione, dall'usura del veicolo sulla carreggiata e dall'erosione. Questa polvere può anche trasportare altri inquinanti come metalli pesanti e idrocarburi. I principali emettitori sono veicoli diesel, inceneritori, cementifici e alcune industrie.

Le PM2,5 sono particolarmente pericolose perché passano più velocemente attraverso il corpo mentre le PM10 sono già più visibili ma soprattutto più facilmente bloccate dalle mucose.

Altro: particelle fini

Monossido di carbonio (CO)

È il risultato della combustione incompleta di combustibili e combustibili. Nell'aria ambiente, si trova principalmente vicino alle corsie di circolazione.
Soprattutto dai veicoli a benzina: recente motore freddo, piccolo motore (ad esempio il giardinaggio) e vecchi veicoli non catalizzati ancora passano il controllo tecnico.

Composti organici volatili (COV)

Sono molteplici, sono principalmente idrocarburi la cui origine è naturale o legata all'attività umana: trasporti stradali, uso industriale o domestico di solventi, evaporazione da depositi di petrolio e giacimenti. automobili e combustione.

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Idrocarburi aromatici policiclici (IPA)

Sono composti la cui molecola è ciclica, molto tossica e persistente.
Sono costituiti da atomi di carbonio e idrogeno la cui struttura delle molecole comprende almeno due anelli aromatici condensati. Fanno parte dei POP (vedi sotto)

Gli IPA "pirolitici" sono generati da processi di combustione incompleti di materia organica ad alta temperatura. I meccanismi messi in gioco durante la loro formazione comportano la produzione di radicali liberi mediante pirolisi ad alta temperatura (≥ 500 ° C) di materiale fossile (petrolio, olio combustibile, materia organica, ecc.) In condizioni di carenza di ossigeno. Gli IPA di origine pirolitica provengono dalla combustione di carburante per automobili, combustione domestica (carbone, legno), produzione industriale (acciaierie), produzione di energia (centrali elettriche alimentate a petrolio o carbone, ecc.) O più inceneritori.

Inquinanti organici persistenti (POP)

Gli inquinanti organici persistenti (POP) non sono una famiglia di sostanze inquinanti, ma piuttosto una classificazione che comprende diverse famiglie.
Quindi sono molecole definite dalle seguenti proprietà:
- Tossicità: hanno uno o più effetti nocivi comprovati sulla salute umana e sull'ambiente.
- Persistenza nell'ambiente: sono molecole che resistono alla naturale degradazione biologica.
- Bioaccumulo: le molecole si accumulano nei tessuti viventi e quindi le concentrazioni aumentano lungo la catena alimentare.
- Trasporto a lunga distanza: in virtù della loro persistenza e proprietà di bioaccumulo, queste molecole tendono a viaggiare su distanze molto lunghe e si depositano lontano dai luoghi di emissione, tipicamente ambienti caldi (con elevata attività umana) verso gli ambienti freddo (soprattutto l'Artico).

Esempio di POP: diossine, furani, PCB, clordecone ...

Metalli (Pb, As, Ni, Hg, Cd ...)

Questo termine comprende tutti i metalli presenti nell'atmosfera. I principali a carattere tossico sono: piombo (Pb), cadmio (Cd), arsenico (As), nichel (Ni), mercurio (Hg). Nell'aria si trovano principalmente sotto forma di particolato. La maggior parte proviene dal traffico stradale, dalle industrie siderurgiche e dagli inceneritori di rifiuti.

Ozono (O3)

Questo gas è il prodotto della reazione fotochimica di alcuni inquinanti, in particolare gli ossidi di azoto (NOX) e i composti organici volatili (VOC), sotto l'effetto della radiazione solare. Questo inquinante ha la particolarità di non essere emesso direttamente da una sorgente; è un inquinante secondario. Si trova principalmente in estate, alla periferia delle città.

Gli effetti dell'inquinamento

Sono numerosi e vanno studiati caso per caso! Di tutti gli ambienti con cui l'uomo è in contatto, l'aria è l'unico da cui non può sfuggire: è infatti necessario respirare per vivere.

Gli effetti dell'inquinamento atmosferico dipendono dalla quantità di inquinante con cui l'organismo viene a contatto; si parla di "dose". Questa dose varia in base a 3 fattori:

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- La concentrazione di inquinanti nell'atmosfera,
- La durata della mostra,
- L'intensità dell'attività fisica,

I disordini si manifestano principalmente in persone sensibili che sono:
- Bambini,
- Anziani,
- asmatici,
- L'insufficienza respiratoria,
- Cardiaci,
- Bronchite cronica,
- fumatori,
- Donne incinte,
- Professionisti a contatto con prodotti chimici (proprietari di garage, imprese edili, agenti del settore, ecc.)

Impatti sulla salute

A seconda della natura degli inquinanti, le conseguenze per la salute sono diverse, anche se i diversi costituenti dannosi agiscono spesso in sinergia.

Gli effetti sulla salute umana di alcuni inquinanti

Biossido di zolfo (SO2)

È un gas irritante. Provoca un'alterazione della funzione polmonare nei bambini e un'esacerbazione dei sintomi respiratori acuti negli adulti (tosse, disturbi respiratori, ecc.).
Le persone con asma sono particolarmente sensibili.

Ossido di azoto (NO, NO2)

È un gas irritante che penetra nei rami più fini del tratto respiratorio, causando iperreattività bronchiale nei pazienti asmatici e una maggiore sensibilità dei bronchi alle infezioni nei bambini.

Particelle in sospensione (PM10)

Le particelle più grandi vengono trattenute dal tratto respiratorio superiore. Sono quindi meno dannosi per la salute rispetto alle particelle PM2,5 più fini (<10 µm di diametro) che penetrano più in profondità nel corpo.
Quindi irritano il tratto respiratorio inferiore e alterano la funzione respiratoria e persino, in definitiva, cardiovascolare.

Alcuni, a seconda della loro natura, hanno anche proprietà mutagene e cancerogene.

Monossido di carbonio (CO)

Gas mortale. Si lega invece dell'ossigeno all'emoglobina nel sangue portando a una mancanza di ossigenazione del sistema nervoso, del cuore e dei vasi sanguigni. Il sistema nervoso centrale e gli organi sensoriali sono i primi ad essere colpiti, provocando mal di testa, vertigini, astenia o disturbi sensoriali. In caso di esposizione molto elevata e prolungata, può essere fatale o lasciare sequele neuropsichiche irreversibili.

Composti organici volatili (COV) incluso benzene

Queste molecole hanno effetti molto diversi a seconda della loro famiglia. Semplice disagio olfattivo (odori), alcuni causano irritazione (aldeidi) o anche una diminuzione della capacità respiratoria. Altri, come il benzene, provocano effetti mutageni e cancerogeni.

Metalli (Pb, As, Ni, Hg, Cd ...)

Questi diversi elementi si accumulano nel corpo, il che comporta un rischio di tossicità a lungo termine con possibili proprietà cancerogene.

Ozono (O3)

Questo gas altamente ossidante penetra facilmente nelle più sottili vie respiratorie. Provoca tosse e danni ai polmoni, soprattutto nei bambini e negli asmatici, nonché irritazione agli occhi.

Impatto sull'ambiente

A lungo termine gli effetti sull'ambiente possono avvenire con concentrazioni inferiori a quelle dannose per l'uomo.

Le conseguenze più visibili sono spesso l'oscuramento di edifici e monumenti, il cui costo è spesso molto pesante.
Gli ossidi di azoto e l'anidride solforumsa contribuiscono fortemente al fenomeno delle piogge acide che distruggono l'ambiente naturale così come i materiali da costruzione.

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Gli inquinanti più ossidanti (ozono) riducono l'attività fotosintetica delle piante, che è visibile nella comparsa di macchie (necrosi) sulla superficie delle foglie delle piante più sensibili. Ciò causa rallentamenti della crescita nelle piante. Sono state persino osservate riduzioni della resa agricola.

L'influenza del tempo sull'inquinamento

Gli inquinanti vengono dispersi dai venti, sciolti dalle piogge o bloccati quando l'atmosfera è stabile.

Pertanto, i periodi di alta pressione caratterizzati da tempo calmo, con vento debole, talvolta accompagnato da un'inversione di temperatura in inverno, contribuiscono ad un rapido aumento della concentrazione di inquinanti al suolo.
In condizioni normali, la temperatura dell'aria diminuisce con l'altitudine. L'aria calda contenente gli inquinanti tende a salire naturalmente. Gli inquinanti si disperdono verticalmente.

In un'inversione di temperatura, il terreno si raffredda notevolmente durante la notte (ad esempio, l'inverno in una giornata serena). La temperatura ad un'altitudine di poche centinaia di metri è quindi superiore a quella misurata a livello del suolo. Gli inquinanti vengono così intrappolati sotto una "copertura" di aria calda, chiamata strato di inversione.

L'indice ATMO

L'indice ATMO è stato progettato, su iniziativa del Ministero della Pianificazione Territoriale e dell'Ambiente, al fine di qualificare la qualità dell'aria di un'unità urbana omogenea.

Questo indice è rappresentativo dell'inquinamento atmosferico di fondo urbano di un agglomerato, avvertito dalla maggioranza dei suoi abitanti. Viene calcolato su un giorno (da 0 ha 24 ore). Per fornire informazioni il più rapidamente possibile, viene calcolato un indice parziale a fine giornata con i valori misurati fino alle ore 16.

Non consente di evidenziare fenomeni di inquinamento particolari o localizzati, ad esempio la vicinanza. È una figura sintetica dello stato dell'aria, associata a un qualificatore:

1 molto bene
2 molto bene
3 bene
4 bene
5 medio
6 mediocre
7 mediocre
8 male
9 male
10 molto male

Per costruire l'indice ATMO vengono utilizzati quattro inquinanti: anidride solforumsa (SO2), biossido di azoto (NO2), ozono (O3) e particelle sospese (PM10).

Queste specie chimiche sono considerate come indicatori di inquinamento atmosferico.

Per ciascuno di questi inquinanti viene determinato un sottoindice con riferimento ad una tabella di correlazione dove ad ogni range di concentrazione viene assegnato un valore. L'indice finale è il sottoindice che è il più grande.

Esempio di misure:
Sottoindice SO2 = 1
Sotto-indice PM10 = 2
Sottoindice O3 = 5
Sottoindice NO2 = 2
Indice ATMO = 5

Per saperne di più

- I morti di inquinamento in Francia
- Studio sull'inquinamento urbano e sui trasporti alternativi

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