ARIA

Gli ossidi di zolfo sono gas incolori, di odore acre e pungente, prodotti dalla combustione di materiale contenente zolfo. Le forme più comunemente presenti in atmosfera sono il biossido di zolfo e l’anidride solforica.
Gli ossidi di azoto sono inquinanti atmosferici. Il maggiore responsabile dell’inquinamento da ossidi di azoto in aree abitate è il traffico autoveicolare che rappresenta quasi il 50% della produzione globale ed in particolare per l’utilizzo dei motori diesel.
L’ozono è un gas naturale di colore bluastro, un energico ossidante nei confronti di materiali organici ed inorganici.
Il monossido di carbonio è un gas incolore, inodore e insapore. La sua concentrazione nell’aria, lontano da sorgenti naturali o artificiali di emissione, è estremamente bassa. Fonti naturali di tale gas sono rappresentate da incendi boschivi, eruzione di vulcani, reazioni di ossidazione del metano.
Il benzene è un composto chimico che si presenta sotto forma di liquido volatile incolore altamente infiammabile, dall'odore caratteristico. Si riscontra naturalmente nel petrolio greggio, mentre è prodotto accidentalmente in tutti i processi naturali o antropici che implicano combustione di materia organica (ad esempio fumo di sigaretta, combustione del legno, eruzione di vulcani, incendi). La principale fonte di immissione artificiale di benzene in ambiente è rappresentata complessivamente dai processi di produzione, stoccaggio, trasporto, volatilizzazione e combustione della benzina per auto.

Modalità

Tramite campagne di campionamento con Laboratorio Mobile, dotato di strumentazione di misura in continuo, è stato condotto il monitoraggio dei seguenti inquinanti atmosferici:

  • Monossido di Carbonio
  • Biossido di Zolfo
  • Ossidi di Azoto
  • Benzene
  • Ozono

Dalla fase “prima dell’opera” a giugno 2016 sono state effettuate oltre 18.700 misurazioni di questi agenti.
Il controllo della qualità dell’aria è stato effettuato
su 4 stazioni distribuite sul territorio:

  • Comuni di CHIOMONTE-GRAVERE:
    Gravere – Centro sportivo S. Barbara
    Chiomonte – Frazione La Maddalena
    Chiomonte – Scuola Elementare
  • Comune di SUSA:
    Susa – Savoia, Scuola Media

Risultati

In tutte le campagne non si sono registrati, per queste sostanze, significativi scostamenti dalle concentrazioni ambientali né rispetto alle soglie ambientali fissate a norma di legge, né rispetto alla situazione analizzata e verificata nella fase “prima dell’opera”.

APPROFONDIMENTI

Ossidi di zolfo (SOx)

Gli ossidi di zolfo, anche indicati con il termine comune SOx, sono gas incolori, di odore acre e pungente, prodotti dalla combustione di materiale contenente zolfo secondo le seguenti reazioni chimiche:
S + O2 → SO3
2SO2 + O2 → 2SO3 (reazione lenta)

Le forme più comunemente presenti in atmosfera sono il biossido di zolfo (SO2) e l’anidride
solforica (SO3).
La maggior parte dei composti dello zolfo prodotti dall’attività umana viene convertita in SO3; solo l’1-3% si trova sotto forma di SO2. L’ossidazione di SO2 in SO3 è favorita dalle alte temperature e dai prodotti delle reazioni fotochimiche che coinvolgono O3, NO2 e idrocarburi.
L’SO3 deriva dall’ossidazione dello zolfo durante processi di combustione di sostanze che lo contengono sia come impurezza (per esempio combustibili fossili) sia come costituente fondamentale. Nell’atmosfera persiste anche diversi giorni. In particolari condizioni meteorologiche e in presenza di quote elevate di emissioni, può diffondersi nell’atmosfera e interessare territori situati anche a grandi distanze. Viene rimosso mediante le precipitazioni e la deposizione secca (WHO Air Quality Guidelines, 2006). È il principale responsabile delle piogge acide, in quanto in presenza di umidità si trasforma in acido solforico.
Per quanto concerne i possibili effetti avversi sulla salute, studi epidemiologici hanno mostrato come l’esposizione al biossido di zolfo sia correlata ad alterazioni a carico dell’apparato respiratorio e della funzionalità polmonare, oltre a determinare fenomeni irritativi a livello oculare. Il processo infiammatorio a carico dell’apparato respiratorio può manifestarsi attraverso tosse, incremento delle secrezioni mucose, peggioramento del quadro asmatico, bronchiti croniche, oltre ad incrementare la suscettibilità alle infezioni respiratorie.
Il biossido di zolfo rappresenta uno dei principali precursori del PM 2.5, che si associa, come descritto precedentemente, a diversi effetti avversi sulla salute umana. (Report Air Quality in Europe, 2012).

I limiti normativi ambientali relativi al biossido di zolfo (SO2) sono i seguenti:

  • 500 µg/m3, 3h – D.Lgs.155/2010 (soglia di allarme)
  • 350 µg/m3, 1h – D.Lgs.155/2010 (limite orario – max 24 superamenti/anno)
  • 125 µg/m3, 24 h – D.Lgs.155/2010 (limite giornaliero – max 3 superamenti/anno)
  • 20 µg/m3, anno civile – D.Lgs.155/2010 (limite protezione ecosistemi);

Ossidi di azoto (NOx)

Gli ossidi di azoto (NOx), a temperatura ambiente, si presentano in forma gassosa e sono rappresentati dal monossido di azoto (NO), chiamato anche ossido nitrico, e dal biossido di azoto (NO2). L’NO è un gas incolore e inodore, mentre l’NO2 è rossastro e di odore forte e pungente. L’NO è prodotto soprattutto durante processi di combustione ad alta temperatura insieme a piccole quantità di NO2, viene poi ossidato in atmosfera dall’ossigeno e, più rapidamente, dall’ozono (O3) producendo NO2. L’NO2 rappresenta quasi esclusivamente un inquinante secondario, derivando dall’ossidazione dell’NO in atmosfera; svolge un ruolo fondamentale nella formazione dello smog fotochimico essendo l’intermedio di base per la produzione di una serie di inquinanti secondari molto dannosi come l’ozono, l’acido nitrico, l’acido nitroso, gli alchilnitrati, i perossiacetilnitrati.
Gli NOx permangono in atmosfera per 4-5 giorni. Vengono rimossi in seguito a reazioni chimiche che portano alla formazione di acidi, con il vapore acqueo, o di sostanze organiche, con idrocarburi e radicali (Fenger, 2003; U.S. Environmental Protection Agency, 2007).
Gli ossidi di azoto (NOx), così come gli ossidi di zolfo (SOx), possono formare i rispettivi nitrati e solfati di natura solida contribuendo alla produzione del particolato secondario, cioè alla diffusione di particelle che si formano in atmosfera per effetto della reazione chimica di sostanze inizialmente emesse in forma gassosa.
Gli effetti avversi sulla salute determinati dall’esposizione a NO2 possono derivare sia per esposizioni a breve termine, manifestandosi principalmente con alterazioni della funzionalità respiratoria in soggetti suscettibili, sia per esposizioni a lungo termine con un incremento della suscettibilità alle infezioni respiratorie. Studi epidemiologici effettuati su popolazioni di bambini asmatici hanno mostrato un incremento di sintomi bronchitici in associazione ad esposizioni a lungo termine di NO2. Una riduzione della funzionalità polmonare è stata, altresì, correlata in relazioni a concentrazioni correnti di NO2 in città sia Europee sia Nord Americane. E’necessario sottolineare come la presenza di NO2 sia strettamente correlata ad altri inquinanti ambientali, in particolar modo al PM, pertanto risulta difficile differenziare gli effetti sulla salute attribuibili esclusivamente al biossido di azoto nei diversi studi epidemiologici (Air Quality in Europe - Report 2012).

I limiti normativi ambientali relativi agli ossidi di azoto sono i seguenti:

  • 30 µg/m3, anno civile – D.Lgs.155/2010 (limite protezione vegetazione)
  • 350 µg/m3, 1h - European Air Quality Standards
  • 125 µg/m3, 24h - European Air Quality Standards

Ozono (O3)

L’ozono è un gas naturale di colore bluastro costituito da tre atomi di ossigeno (O3) che si scindono facilmente tra loro liberando ossigeno molecolare ed un atomo di ossigeno estremamente reattivo, secondo la seguente reazione:
O3 → O2+O
Per tali proprietà questo gas è un energico ossidante nei confronti di materiali organici ed inorganici.
L’O3 è presente nella stratosfera ma, per effetto della circolazione atmosferica viene in piccola parte trasportato anche nella troposfera, nei quali si forma anche per effetto di scariche elettriche durante i temporali. Tale reazione avviene prettamente nel periodo estivo, per via dell’interazione tra radiazione solare e sostanze chimiche (idrocarburi e NO2) che, a temperature elevate, attivano e alimentano le reazioni fotochimiche producendo O3, radicali liberi, perossidi e altre sostanze organiche fortemente ossidanti.
L’O3 viene trasportato con le masse d’aria anche a diversi chilometri dalla fonte e, pertanto, può rilevarsi in alte concentrazioni anche a grandi distanze. I sistemi di rimozione sono strettamente correlati all’irraggiamento solare che determina la dissociazione della molecola e alla presenza di inquinanti primari (idrocarburi e NO) con i quali l’O3 reagisce velocemente (Fenger, 2003).
Concentrazioni elevate di ozono si associano ad effetti avversi sulla salute umana:

  • insorgenza di sintomi respiratori;
  • asma;
  • decremento della funzionalità respiratoria;
  • patologie dell’apparato respiratorio.

Studi epidemiologici europei che hanno valutato gli effetti a breve termine per le esposizioni correnti ad ozono hanno evidenziato l’insorgenza di alterazioni della funzionalità respiratoria, della permeabilità polmonare, dei processi infiammatori polmonari ed un incremento della morbidità e della mortalità.(Air Quality in Europe - Report 2012)

I limiti normativi ambientali relativi all’ozono sono i seguenti:

  • 180 µg/m3, 1h – D.Lgs.155/2010 (soglia di informazione)
  • 240 µg/m3, 1h – D.Lgs.155/2010 (soglia di allarme)
  • 120 µg/m3, max 8h – D.Lgs.155/2010 (valore bersaglio soglia di protezione salute umana)

Monossido di Carbonio (CO)

Il monossido di carbonio è un gas incolore, inodore e insapore prodotto dai processi di combustione incompleta di materiali contenenti carbonio. La sua concentrazione nell’aria, lontano da sorgenti naturali o artificiali di emissione, è estremamente bassa (0,009-0,200 ppm) grazie all’esistenza di meccanismi naturali di eliminazione (ossidazione atmosferica a CO2, solubilizzazione in acqua, metabolizzazione da parte di microrganismi, trasformazione in CO2 e metano da parte di alcuni vegetali). Fonti naturali di tale gas sono rappresentate da incendi boschivi, eruzione di vulcani, reazioni di ossidazione del metano.
Sorgenti artificiali in grado di produrre elevate concentrazioni atmosferiche di CO sono rappresentate dal traffico veicolare (circa l’80% delle emissioni a livello mondiale), in particolare dai gas di scarico dei veicoli a benzina e da diversi impianti a combustione. La concentrazione di CO emessa dagli scarichi dei veicoli è strettamente connessa alle condizioni di funzionamento del motore: si registrano concentrazioni più elevate con motore al minimo ed in fase di decelerazione, condizioni tipiche di traffico urbano intenso e rallentato. L’evoluzione tecnologica dei motori veicolari ha consentito negli anni una significativa riduzione delle emissioni.
I processi di dispersione e di diluizione che il gas subisce sono condizionati dai parametri meteorologici, il più importante dei quali è costituito dalla velocità del vento.
L’effetto delle condizioni meteorologiche può, infatti, rendere, a parità di emissioni, le concentrazioni ambientali dell’inquinante estremamente variabili, ma pesa, ovviamente, in misura minore quando vengono considerate le concentrazioni medie di lungo periodo (ad esempio annuali).
Dal punto di vista tossicologico, gli effetti dell’esposizione al monossido di carbonio sono correlati principalmente all’ipo-ossigenazione tessutale, causata dal legame del CO con l’emoglobina. La carbossiemoglobina (HbCO), caratterizzata dal ferro fortemente legato con il CO, non può più assolvere al suo fisiologico compito di trasportare l’ossigeno ai tessuti. Pertanto, se si superano determinati valori ematici di carbossiemoglobina, si può verificare una ridotta ossigenazione periferica. I principali effetti sulla salute umana osservati in seguito ad esposizione a basse dosi di CO sono a danno del sistema nervoso centrale e del sistema cardiovascolare.

Il limite normativo ambientale relativo al monossido di carbonio è il seguente:

  • 10 mg/m3, 8h – D.Lgs.155/2010

Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA)

Gli Idrocarburi policiclici aromatici (IPA) sono composti organici formati da due o più anelli aromatici condensati, sempre presenti in miscele, che si formano durante la combustione incompleta e la pirolisi di materiale organico e risultano inquinanti ubiquitari degli ambienti di vita e di lavoro sotto forma sia di particolato sia di vapore, libero o adsorbito su particolato atmosferico (Serra, 2003).
Le principali fonti di emissione in ambito urbano sono costituite dagli autoveicoli alimentati a benzina o gasolio e dalle combustioni domestiche e industriali che utilizzano combustibili solidi o liquidi. Negli autoveicoli alimentati a benzina l’utilizzo di marmitte catalitiche ha ridotto l’emissione di IPA dell’80-90%. Per quanto riguarda i combustibili, la parziale sostituzione del carbone e degli oli combustibili con il gas naturale ai fini della produzione di energia ha costituito un indubbio beneficio anche in termini di emissioni di IPA. La diffusione della combustione di biomasse per il riscaldamento domestico, invece, va tenuta attentamente sotto controllo in quanto la quantità di IPA emessi da un impianto domestico alimentato a legna è 5 - 10 volte maggiore di quella emessa da un impianto alimentato con combustibile liquido (es. kerosene, gasolio da riscaldamento).
A livello di ambienti confinati (indoor) il fumo di sigaretta e le combustioni domestiche costituiscono la principale fonte di inquinamento da IPA.
La lipofilicità degli IPA ne influenza anche l’accumulo nei tessuti degli organismi esposti; la loro eliminazione dipende dalla capacità dell’organismo stesso di trasformarli in metaboliti idrosolubili, eliminabili attraverso l’escrezione.
Gli IPA possono manifestare il loro effetto tossico principalmente attraverso due tipi di interazione con le strutture cellulari: in primo luogo possono formare dei legami reversibili con siti lipofilici che possono impedire i normali processi della cellula (tossicità acuta); secondariamente possono portare alla formazione di metaboliti idrofilici, reattivi ed elettrofili, che si legano alle strutture cellulari, provocando danni a lungo termine (tossicità cronica).
Numerosi studi hanno indicato che i composti a uno due e tre anelli aromatici sono estremamente tossici (Sims, 1983) mentre gli IPA a più alto peso molecolare sono considerati genotossici (Lijinsky, 1991; Mersch-Sundermann, 1992; Nylund, 1992; Phillips, 1983).
La sospetta cancerogenicità sarebbe correlata alla presenza di quattro o più anelli aromatici da cui prendono origine metaboliti quali i diidrodioloepossidi, nei quali il gruppo attivo tossicologicamente è collocato nella cosiddetta bay region, cioè l’ansa che si forma dalla fusione angolare di tre anelli aromatici.
L’interesse scientifico per questa classe di composti è legato soprattutto alla riconosciuta azione cancerogena che alcuni di questi hanno dimostrato.
Per questo motivo la United States Environment Protection Agency (EPA) e la World Health Organization (WHO) hanno identificato, all’interno di questa classe, 16 composti definiti “inquinanti prioritari”: naftalene, acenaftilene, acenaftene, fluorene, fenantrene, antracene, fluorantene, pirene, crisene, benzo[a]antracene, benzo[b]fluorantene, benzo[k]fluorantene, benzo[a]pirene, dibenzo[a,h]antracene, benzo[ghi]perilene, indeno[1,2,3-cd]pirene. (Harvey, 1997; Neff, 1979).
Relativamente alla classificazione di cancerogenicità secondo lo SCOEL (Scientific Committee on Occupational Exposure Limits, per la Comunità Europea): gli IPA appartengono “ai cancerogeni per i quali, in base alle conoscenze attuali, non è possibile identificare livelli di esposizione al di sotto dei quali non vi sia rischio di effetto cancerogeno. Nondimeno, a livello probabilistico si può formulare l’ipotesi che quanto più bassa è l’esposizione, tanto minore sarà il rischio di insorgenza di cancro.” (Metodologia per la derivazione dei limiti di esposizione professionale – Documento di riferimento – Relazione EUR 19253 IT - 1999). Posizione largamente diffusa e riconosciuta dal mondo scientifico.

Benzene

Il benzene è un composto organico aromatico formato da 6 atomi di carbonio e 6 di idrogeno, disposti ad esagono. E’incolore altamente infiammabile e dall'odore caratteristico. A temperatura ambiente e pressione atmosferica si presenta sotto forma di liquido ad elevata tensione di vapore e, quindi, molto volatile.
Si riscontra naturalmente nel petrolio greggio (livelli superiori a 4 g/l), mentre è prodotto accidentalmente in tutti i processi naturali o antropici che implicano combustione di materia organica (ad esempio fumo di sigaretta, combustione del legno, eruzione di vulcani, incendi).
La principale fonte di immissione artificiale di benzene in ambiente è rappresentata complessivamente dai processi di produzione, stoccaggio, trasporto, volatilizzazione e combustione della benzina per auto (che può contenerlo fino ad un massimo dell’1% in volume permesso dalla normativa italiana e comunitaria – direttiva 2003/17/CE; D.Lgs 66/05), infatti viene da tempo utilizzato come antidetonante in alternativa al Piombo.
La maggior fonte di esposizione per la popolazione generale deriva dai gas di scarico degli autoveicoli, in particolare dei veicoli alimentati a benzina; stime effettuate a livello dell’Unione Europea attribuiscono a questa categoria di veicoli più del 70% del totale delle emissioni di benzene.
L’ampia variabilità dei livelli di benzene aerodispersi è connessa a una serie di variabili meteorologiche (variazioni stagionali e giornaliere), socio-economiche (volume di traffico giornaliero ed orario) e geografiche (distribuzione degli assi stradali principali, morfologia del territorio). Generalmente i valori sono minori nelle aree rurali e più alti nelle aree industriali, presso discariche di rifiuti pericolosi, raffinerie, industrie petrolchimiche e stazioni di servizio.
Il benzene depositato in acqua o nel terreno può andare incontro a biodegradazione, che, in condizioni aerobiche, avviene nel giro di poche ore o giorni, mentre in condizioni anaerobiche avviene più lentamente, nell’ordine di giorni o mesi.
Il benzene penetra nell'organismo principalmente per via inalatoria; tuttavia può essere assorbito per via digestiva e per via cutanea, in particolare se l'esposizione è elevata.
Gli effetti tossici correlati all’esposizione a benzene comprendono:
- intossicazione acuta: l'inalazione di vapori di benzene produce effetti a carico del SNC; l'esposizione a concentrazioni comprese fra 250 e 500 ppm determina l’insorgenza dei primi effetti caratterizzati da disturbi dell’equilibrio, cefalea, nausea e vertigini; a concentrazioni superiori (1500 ppm), dopo un iniziale effetto eccitante che si manifesta con euforia, compare sonnolenza, astenia, perdita di coscienza con possibili crisi convulsive e coma; l'exitus può intervenire per paralisi dei centri bulbari. L’esposizione a concentrazioni superiori a 2000 ppm è rapidamente fatale. L’inalazione di elevate concentrazioni del tossico può provocare polmonite chimica ed edema polmonare emorragico. Soggetti cardiopatici sono maggiormente a rischio di sviluppare aritmie cardiache in seguito all’esposizione a benzene, in quanto il tossico determina un aumento della sensibilità del muscolo cardiaco all’effetto delle catecolamine endogene;
- intossicazione cronica: il benzene è in grado di determinare un danno del midollo osseo che può assumere aspetti polimorfi, differentemente definiti come "benzolismo" o “benzenismo”. Osservazioni recenti suggeriscono che il benzene epossido sia il vero responsabile della tossicità sul tessuto midollare: sembra che a questo livello, negli eritroblasti, esista un'attività monossigenasica capace di formare benzene epossido, il quale può stabilire un legame covalente con strutture macromolecolari come quelle degli acidi nucleici, dando origine ad addotti del DNA e dell'RNA. Secondo altri Autori sarebbe invece il fenolo il mediatore più importante del danno midollare; da esso infatti, dopo idrossilazione a idrochinolo e catecolo, si producono i benzochinoni corrispondenti. Generalmente il quadro clinico prodotto è una progressiva riduzione del numero di piastrine, globuli bianchi ed eritrociti fino all’aplasia midollare, verosimilmente conseguenza della riduzione dell'attività replicativa e/o maturativa delle cellule staminali. Il quadro clinico, il decorso e la prognosi dell’aplasia indotta dal benzene non differiscono da quelli delle forme a eziologia diversa. Alcuni fattori di suscettibilità individuale possono svolgere un ruolo importante. Fra le modificazioni che più frequentemente precedono l’effetto mielodepressivo si segnalano macrocitosi, aumento della fragilità osmotica e riduzione della vita media degli eritrociti, anomalie morfologiche e funzionali dei polinucleati con riduzione del potere fagocitario e dell’attività della fosfatasi alcalina leucocitaria, alterazione della funzione piastrinica ed aumento della quota di emoglobina fetale. Ad uno stadio più avanzato possono comparire anemia e policitemia, leucopenia e leucocitosi. Tuttavia l’evoluzione progressiva è verso un quadro pancitopenico midollare. I sintomi connessi con lo stabilirsi delle alterazioni ematologiche sono rappresentati da diatesi emorragiche (porpora, sanguinamento gengivale, epistassi, ecchimosi, emorragie cerebrali), infezioni (gengiviti, stomatiti, angine catarrali) e da una sintomatologia connessa con lo stato anemico (cefalea, vertigini, pallore, astenia, irritabilità). L'esame citologico del midollo osseo rivela un quadro di ipocellularità, con predominanza di linfociti ed aumento del tessuto adiposo in sostituzione di quello eritropoietico. Il rischio di sviluppare aplasia midollare risulta molto elevato quando si verificano esposizioni a concentrazioni ambientali superiori a 50 ppm (160 mg/m³) della durata anche solo di pochi giorni. Il benzene può anche provocare forme di leucemia (mieloblastica acuta, mielomonocitica acuta, promielocitica ed eritroleucemia). È discussa la correlazione fra esposizione a benzene e altre forme neoplastiche dell’apparato emolinfopoietico.(Pira E et al, 2015. In press)

I limiti normativi ambientali relativi al benzene sono i seguenti:

  • 5 µg/m3, anno civile – D.Lgs.155/2010 (valore limite)
  • 5 µg/m3, anno civile – European Air Quality Standards

Il limite normativo definito dal D.Lgs 81/2008:

  • 1 ppm (3,25 mg/m3) - valore limite di esposizione professionale nell’aria ambientale per un periodo di esposizione di otto ore.

I valori TLV proposti dalla ACGIH 2014 (ACGIH. 2014) sono:

  • TLV - TWA pari a 0,5 ppm (1,6 mg/m3)
  • TLV - STEL di 2,5 ppm (8 mg/m3)