Inquinamento atmosferico: caratteristiche e pericolosità del particolato atmosferico

In questo approfondimento l'ing. Guido Caposio, partendo dalla descrizione delle varie tipologie e classificazioni del particolato atmosferico affronta il tema dei suoi effetti sulla salute e sull'ambiente.

L'interessante documento affronta poi il tema della valutazione e del monitoraggio della qualità dell'aria in Italia e i limiti imposti dalla normativa per concludere con un'analisi di quelli che sono gli ambiti di ricerca per ridurre la quantità di PM10 focalizzata soprattutto nel settore dei trasporti con studi sull’usura dei freni, dei pneumatici, delle pavimentazioni, dalla temperatura della superficie stradale.

Di seguito un brevissimo excursus dei temi approfonditi all'interno del documento integrale.

La qualità dell'aria dell'ambiente e la concentrazione di polveri sottili

L'aria che si respira nella troposfera, primissimo strato dell’atmosfera, è un aerosol costituito da una miscela di gas, indispensabili per la sopravvivenza di organismi animali, vegetali, in cui sono sospese particelle solide e liquide che costituiscono il particolato atmosferico. 

Dal punto di vista dimensionale le particelle del particolato sono classificabili in un intervallo diametrale compreso tra 100 ÷ 0,0002 µm. 

Le frazioni di particelle catalogate di maggior interesse sono quelle corrispondenti ai valori diametrali di 10 µm, classificate come PM10, di 2,5 µm, classificate come PM2,5. 

L’intervallo di particelle ultrafini PM0,1 - PM0,0002 costituisce il particolato aerodisperso di interesse sanitario. I meccanismi di formazione di queste nanopolveri e della loro dispersione in atmosfera sono ancora oggetto di studio, ma in ambito scientifico stanno emergendo evidenze della loro dannosità.

Le concentrazioni di massa di PM10 o di PM2,5 di particolato in sospensione nell'aria ambiente si determinano campionando il particolato sui filtri e pesandoli mediante una bilancia. La norma europea che descrive un metodo di procedura standardizzata è la EN 12341:2014 Aria ambiente.” Metodo standard di misurazione gravimetrica per la determinazione della concentrazione di massa PM10 o PM2,5 del particolato sospeso”.

La misurazione quantitativa delle nanopolveri, difficile e poco accurata tramite i classici metodi gravimetrici adottati per il particolato e basati sulla misura della massa con bilancia analitica, può essere effettuata tramite microscopio elettronico a trasmissione TEM (Trasmission Elettron Microscope).

ll particolato atmosferico è in grado di arrecare gravi danni sia alla salute umana che all’ambiente. Tale fatto ha portato l’Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro a classificarlo come cancerogeno di classe 1.

Le particelle possono influenzare il clima in due modi diversi: con effetto diretto causando la dispersione delle particelle e l’assorbimento della radiazione solare ed infrarossa nell’atmosfera, con effetto indiretto più complesso e di difficile valutazione.

Il monitoraggio della qualità dell'aria in Italia

Per gli effetti del decreto D.Lgs. 13-8-2010, che stabiliva l’obbligo di una suddivisione del territorio nazionale in zone per una valutazione preliminare della qualità dell’aria, la zonizzazione è stata effettuata dalle Regioni e dalle Province autonome sulla base dei criteri indicati dal decreto.

Le zone sono state classificate in funzione del livello di inquinamento e ad ognuna di esse è stato affiancato un sistema informativo idoneo, identificato con un monitoraggio in continuo, una campagna periodica di misura o una simulazione ad opera di modelli. Le misurazioni dei siti fissi possono essere integrate, da tecniche di modellizzazione o da misurazioni indicative al fine di fornire un adeguato livello di informazione circa la qualità dell'aria ambiente. L’EPA, (Environmental Protection Agency) Agenzia Americana per la protezione dell’ambiente, consapevole dei vantaggi che oggi i modelli possono offrire, ha creato al suo interno un gruppo operativo nel campo della modellistica.

Il D. Lgs. 13-08-2010, n.155 ha recepito la direttiva 2008/50/CE relativa alla qualità dell'aria ambiente e per un'aria più pulita in Europa ed ha sostituito le disposizioni di attuazione della direttiva 2004/107/CE, istituendo un quadro normativo unitario in materia di valutazione e di gestione della qualità dell'aria ambiente. 

In particolare sono stati fissati i valori limite per le concentrazioni nell'aria ambiente del PM10, il valore limite, il valore obiettivo, l'obbligo di concentrazione dell'esposizione e l'obiettivo nazionale di riduzione dell'esposizione per le concentrazioni nell'aria ambiente di PM2,5.

Il Sistema nazionale a rete per la protezione dell’ambiente SNPA ha pubblicato il Report La Qualità dell’Aria Edizione 2020. Nel rapporto sono riportati lo stato e il trend della qualità dell’aria in Italia nel periodo 2010–2019.

Verso dove sta andando la ricerca

Le ricerche teoriche e applicative, in campo mondiale, mirate ad ottenere una riduzione delle emissioni di polveri sottili, principalmente nell’ambiente urbano dove si registrano elevate concentrazioni, sono state indirizzate al settore dei trasporti.

Sono in continua evoluzione studi e applicazioni finalizzati alla riduzione o contenimento delle emissioni di PM e delle non-exhaust emissions NEE generate dai mezzi di trasporto e dalle relative infrastrutture; in particolare dall’usura dei freni, dei pneumatici, delle pavimentazioni, dalla temperatura della superficie stradale e dalla risospensione nelle strade durante il transito dei veicoli.

Si ringrazia l'Ordine degli Ingegneri di Torino per la gentile collaborazione.

Indice degli argomenti

1. TIPOLOGIE DI PARTICOLATO
2. CLASSI DI ORIGINE DEL PARTICOLATO
3. CAMPIONAMENTO DEL PARTICOLATO
4. GLI EFFETTI DEL PARTICOLATO SULLA SALUTE E SULL’AMBIENTE
5. LA VALUTAZIONE DELLA QUALITA' DELL'ARIA E LE TECNICHE DI MODELLIZZAZIONE
6. IL PROGETTO POLVIRUS
7. I LIMITI NORMATIVI SUL PARTICOLATO
8. IL RAPPORTO NAZIONALE DEL 2020 SULLA QUALITÀ DELL’ARIA
9. RICERCHE TECNOLOGICHE PER LA RIDUZIONE DEL PM NEL SETTORE DEI TRASPORTI

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