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L'inquinamento atmosferico si verifica quando alcune sostanze nocive, comprese particelle o particolato, polveri sottili e molecole biologiche, vengono introdotte per varie cause nell'atmosfera terrestre. L'inquinamento dell'aria può talvolta provocare malattie, allergie o addirittura morte, come conseguenza di varie patologie; può anche causare danni ad altri organismi viventi come animali e coltivazioni alimentari, creando problemi all'ambiente naturale o a quello edificato dall'uomo. L'attività umana stessa, nonché alcuni processi naturali, possono generare l'inquinamento atmosferico. L'inquinamento atmosferico e la scarsa qualità dell'aria urbana sono elencati come due fra i problemi peggiori causati complessivamente dall'inquinamento nel mondo, secondo un rapporto del Blacksmith Institute stilato nel 2008. Inoltre, in base al rapporto dell'Organizzazione Mondiale della Sanità del 2014, l'inquinamento atmosferico ha causato nel 2012 la morte di circa 7 milioni di persone in tutto il pianeta, una stima approssimativa riportata anche dall'Agenzia Internazionale per l'Energia.

Un inquinante atmosferico è una sostanza dispersa nell'aria che può avere effetti negativi sugli esseri umani e sull'ecosistema, compresi animali, piante e microrganismi. La sostanza può essere costituita da particelle solide, goccioline di liquido o gas. Un inquinante può essere di origine naturale o artificiale, e gli agenti inquinanti sono classificati come primari o secondari. Gli inquinanti primari sono di solito prodotti da un processo specifico, come la cenere di un'eruzione vulcanica. Altri esempi includono il gas di monossido di carbonio proveniente dagli scarichi dei veicoli a motore o l'anidride solforosa liberata da alcune tipologie di fabbriche. Gli inquinanti secondari non vengono emessi direttamente; piuttosto, essi si formano nell'aria quando gli inquinanti primari reagiscono o interagiscono fra di loro. L'ozono è un esempio importante di inquinante secondario, anche se ad alta quota ha una funzione utile. Alcuni inquinanti possono essere sia primari sia secondari: vengono emessi direttamente e formati da altri inquinanti primari.

Inquinamento Atmosferico

 

Alcune cause ed effetti dell'inquinamento atmosferico sono: 1) Effetto serra. 2) Contaminazione a base di particolato. 3) Aumento delle radiazioni ultraviolette o UV. 4) Pioggia acida. 5) Concentrazione di ozono aumentata a livello del suolo. 6) Ossido d'azoto. Gli ossidanti termici sono le opzioni di abbattimento dell'inquinamento atmosferico per gli inquinanti atmosferici pericolosi o HAP, i composti organici volatili o VOC e le emissioni odorose. Le sostanze emesse nell'atmosfera da attività umane includono l'anidride carbonica o CO2. A causa del suo ruolo di gas ad effetto serra è stato descritto come "l'inquinante principale" e "l'inquinamente climatico peggiore". L'anidride carbonica è una componente naturale dell'atmosfera, essenziale per la vita delle piante ed emessa dal sistema respiratorio umano. Tale questione di terminologia ha effetti pratici, come per esempio la scrittura delle leggi o legislazione. La CO2 attualmente costituisce circa 405 parti per milione o ppm dell'atmosfera terrestre, rispetto a circa 280 ppm nei tempi preindustriali, e miliardi di tonnellate di CO2 vengono emesse annualmente bruciando combustibili fossili. L'aumento della CO2 nell'atmosfera della Terra sta accelerando.

Fra gli ossidi di zolfo o SOx, c'è un particolare agente inquinante chiamato anidride solforosa, un composto chimico con formula SO2.  Esso è prodotto dai vulcani ed in vari processi industriali. Il carbone e il petrolio contengono spesso composti di zolfo e la loro combustione genera anidride solforosa. L'ulteriore ossidazione della SO2, di solito in presenza di un catalizzatore come l'NO2, forma H2SO4 (acido solforico) e quindi la pioggia acida. Questa è una delle cause di preoccupazione per l'impatto ambientale dell'utilizzo di questi carburanti come fonti di energia.
Gli ossidi di azoto o NOx, ed in particolare il biossido di azoto, vengono espulsi dalla combustione ad alta temperatura e vengono prodotti anche durante i temporali mediante i fulmini. Possono essere considerati come una cupola di nebbia marrone sopra o un pennacchio sotto i venti delle città. Il biossido di azoto è un composto chimico avente formula NO2. È uno dei diversi ossidi di azoto. Si tratta di uno dei più diffusi inquinanti atmosferici; questo gas tossico ha un colore bruno-rossastro ed un caratteristico odore pungente.

Il monossido di carbonio o CO è un gas incolore, inodore, tossico e non irritante. È un prodotto della combustione incompleta di combustibili come il gas naturale, il carbone o il legno. Lo scarico delle automobili è una delle principali fonti di monossido di carbonio.

I composti organici volatili o VOC sono dei noti inquinanti atmosferici esterni. Sono classificati come metano (CH4) o non metano (NMVOC). Il metano è un gas ad effetto serra estremamente efficiente che contribuisce all'aumento del riscaldamento globale, almeno secondo la maggior parte degli studiosi. Altri VOC a base di idrocarburi sono anche significativi gas a effetto serra a causa del loro ruolo nella creazione di ozono, e per il fatto che prolungano la vita del metano nell'atmosfera. Questo effetto varia a seconda della qualità dell'aria locale. Il benzene, il toluene e lo xilene aromatici NMVOC sono cancerogeni e possono portare alla leucemia per esposizione prolungata. Il 1,3-butadiene è un altro composto pericoloso spesso associato all'uso industriale.

Le particelle o polveri sottili, in alternativa denominate PM, particolato atmosferico o particelle fini, sono piccole particelle di solido o liquido sospese in un gas. Al contrario, l'aerosol si riferisce a particelle combinate al gas. Alcuni particolati si formano naturalmente nei vulcani e nelle tempeste di polvere, negli incendi boschivi e nei prati, nella vegetazione vivente e negli spruzzi marini. Le attività umane, come la combustione di combustibili fossili nei veicoli, nelle centrali elettriche e nei vari processi industriali, generano anch'esse quantità significative di aerosol. A livello mondiale, gli aerosol antropogenici (provenienti dalle attività umane) rappresentano attualmente circa il 10% della nostra atmosfera. L'aumento dei livelli di particelle sottili nell'aria è legato a rischi per la salute come le malattie cardiache, l'alterazione della funzionalità polmonare e il cancro ai polmoni. I radicali liberi persistenti connessi alle particelle sottili dell'aria sono legati alle malattie cardiopolmonari.

Anche i metalli tossici, come il piombo e il mercurio, ed in particolare i loro composti, possono essere trovati dispersi in varie forme nell'aria.

I clorofluorocarburi o CFC sono nocivi allo strato di ozono dell'alta atmosfera; vengono emessi da alcuni dispositivi che sono attualmente "proibiti". Questi sono gas che vengono rilasciati dai condizionatori d'aria, dai frigoriferi, dagli spruzzi aerosolici, etc. Quando sono nell'aria, i CFC salgono verso la stratosfera. Qui vengono a contatto con altri gas e danneggiano lo strato di ozono. Ciò consente ai raggi ultravioletti dannosi di raggiungere la superficie della Terra. Ciò può portare a cancro della pelle, alle malattie degli occhi e può anche causare danni alle piante. Anche il noto "buco dell'ozono" è essenzialmente causato dai CFC.

L'ammoniaca (NH3) è solitamente emessa dai processi agricoli. Di solito si riscontra come gas con un caratteristico odore pungente. L'ammoniaca contribuisce in modo significativo alle esigenze nutrizionali degli organismi terrestri, servendo da precursore a prodotti alimentari e fertilizzanti. L'ammoniaca, direttamente o indirettamente, è anche un blocco di costruzione per la sintesi di molti prodotti farmaceutici. Anche se usata ampiamente, l'ammoniaca è caustica e quindi pericolosa. Nell'atmosfera, l'ammoniaca reagisce con ossidi di azoto e zolfo per formare particelle secondarie.

Altri inquinanti atmosferici non sono di per sé pericolosi, ma causano "odori", come quelli provenienti dai rifiuti, dalle fognature e dai processi industriali.

Gli inquinanti radioattivi sono prodotti da esplosioni nucleari, eventi nucleari, esplosivi e munizioni da guerra (come nel caso dell'uranio impoverito) e da processi naturali come il decadimento radioattivo del gas radon.

 

 

Gli inquinanti secondari includono: Particelle generate da inquinanti primari gassosi e composti del cosiddetto "smog fotochimico". Lo smog è una specie di inquinamento atmosferico. Lo smog classico deriva da grandi quantità di carbone bruciato in una determinata area, e provoca la formazione di una miscela di fumo e di anidride solforosa. Lo smog moderno non è di solito proveniente dal carbone, ma dalle emissioni veicolari e industriali, che vengono trasformate nell'atmosfera dalla luce ultravioletta del Sole per formare inquinanti secondari, i quali si combinano anche con le emissioni primarie per formare smog fotochimico. L'ozono a livello del terreno è formato da NOx e VOC. L'ozono (O3) è un componente chiave della troposfera. È anche un componente importante di alcune regioni della stratosfera, nelle quali si forma lo strato di ozono. Le reazioni fotochimiche e chimiche che lo formano guidano molti dei processi chimici che si verificano nell'atmosfera di giorno e di notte. A concentrazioni anormalmente elevate provocate dalle attività umane (in gran parte per la combustione di combustibile fossile) è un inquinante e costituente di smog. Il nitrato di perossiacetile (C2H3NO5) è formato similmente da NOx e VOC.

Gli inquinanti atmosferici minori includono una varietà di inquinanti organici persistenti, che possono attaccarsi ai particolati. Gli inquinanti organici persistenti o POP sono composti organici resistenti al degrado ambientale attraverso processi chimici, biologici e fotolitici. A causa di ciò, sono stati visti persistere nell'ambiente, essere trasportati a lungo raggio, bioaccumularsi nei tessuti umani e animali, essere presenti nelle catene alimentari e avere impatti potenzialmente significativi sulla salute umana e sull'ambiente.

Ci sono vari luoghi, attività o fattori responsabili della liberazione di inquinanti nell'atmosfera. Queste fonti possono essere classificate in due categorie principali: 1) Fonti antropogeniche o artificiali, principalmente legate alla combustione di più tipi di carburante. 2) Fonti naturali. Le fonti stazionarie includono le colonne di fumo provenienti dalle centrali elettriche, gli impianti di produzione (fabbriche) e gli inceneritori di rifiuti, nonché forni e altri tipi di impianti per il riscaldamento a combustibile. Nei Paesi in via di sviluppo e nei Paesi poveri la bruciatura tradizionale della biomassa è la principale fonte di inquinanti atmosferici; la biomassa tradizionale comprende legno, rifiuti del raccolto e sterco. Le fonti mobili includono veicoli a motore, navi marittime e aeromobili. Le pratiche di combustione controllate nell'agricoltura e nella gestione forestale: la bruciatura controllata o prescritta è una tecnica talvolta utilizzata nella gestione forestale, nella coltivazione, nel rinnovamento della prateria o nella riduzione del gas serra. Il fuoco è una parte naturale dell'ambiente forestale e del prato e il fuoco controllato può essere uno strumento per i forestali. La bruciatura controllata stimola la germinazione di alcuni alberi foresta desiderabili, rinnovando così la foresta. Fumi di vernice, spray per capelli, vernice, spruzzi aerosolici e altri solventi.

Depurazione dei rifiuti nelle discariche, che genera metano. Il metano è altamente infiammabile e può formare miscele esplosive con l'aria. Il metano può inoltre spostare l'ossigeno in uno spazio chiuso, creando asfissia negli esseri umani e animali presenti. Se la concentrazione di ossigeno viene ridotta al di sotto del 19,5% per spostamento, può verificarsi asfissia o soffocamento. Le risorse militari come le armi nucleari, i gas tossici, i microrganismi per la guerra batteriologica e le emissioni di razzi e missili sono tutti agenti inquinanti.

Fonti naturali: Polvere da fonti naturali, generalmente proveniente da aree di grandi dimensioni con poca o nessuna vegetazione. Metano, emesso dalla digestione di alimenti da parte di animali, ad esempio bovini. Gas radon da decadimento radioattivo all'interno della crosta terrestre. Il radon è un gas nobile incolore, inodore, naturale e radioattivo che si forma dal decadimento radioattivo. È considerato un pericolo per la salute. Il gas radon proveniente da fonti naturali può accumularsi negli edifici, soprattutto in zone confinanti con le fondamenta ed è la seconda causa più frequente di cancro ai polmoni, dopo il fumo di sigarette. Fumo e monossido di carbonio provenienti da incendi. La vegetazione, in alcune regioni, emette quantità significativamente elevate di composti organici volatili o VOC in tempi più caldi. Questi VOC reagiscono con gli inquinanti antropogeni primari, specificamente NOx, SO2 e composti organici di carbonio antropogeni, per produrre un oscurità stagionale di inquinanti secondari. Gomma nera, pioppo, quercia e salice sono alcuni esempi di vegetazione che possono produrre abbondanti VOC. La produzione di VOC da parte di queste specie determina livelli di ozono fino a otto volte superiori a quelli delle specie di alberi a basso impatto. Attività vulcanica, che produce particolato di zolfo, cloro e cenere.

Ci sono 12 composti nell'elenco degli inquinanti organici persistenti. Le diossine e i furani sono due di loro e sono formati dalla combustione di composti organici, come la bruciatura aperta delle materie plastiche. Questi composti sono anche disgregatori endocrini e possono mutare i geni umani. Il rischio correlato all'inquinamento atmosferico è in funzione della pericolosità dell'agente inquinante e dell'esposizione a tale inquinante. L'esposizione all'inquinamento atmosferico può essere espressa per un individuo, per determinati gruppi (ad esempio, quartieri o bambini che vivono in un paese), o per intere popolazioni. L'inquinamento atmosferico è un fattore di rischio significativo per una serie di malattie legate all'inquinamento e condizioni sanitarie, fra cui infezioni respiratorie, malattie cardiache, BPCO, ictus e cancro ai polmoni. Gli effetti sulla salute causati dall'inquinamento atmosferico possono includere difficoltà di respirazione, sospiri, tosse, asma e peggioramento delle condizioni respiratorie e cardiache esistenti. Questi effetti possono determinare un aumento dell'uso dei farmaci, un aumento delle visite mediche o di accesso ai servizi di emergenza, ulteriori ricoveri ospedalieri e morte prematura. Gli effetti sulla salute umana causati dalla scarsa qualità dell'aria interessano principalmente l'apparato respiratorio e il sistema cardiovascolare. Le reazioni individuali agli inquinanti atmosferici dipendono dal tipo di inquinante esposto a una persona, dal grado di esposizione e dalla salute e dalla genetica dell'individuo. Le fonti più comuni di inquinamento atmosferico comprendono particelle, ozono, biossido di azoto e anidride solforosa. I bambini di meno di cinque anni che vivono nei Paesi in via di sviluppo sono la popolazione più vulnerabile in termini di morti totali attribuibili all'inquinamento atmosferico interno ed esterno.

 

 

L'Organizzazione Mondiale della Sanità ha stimato nel 2014 che ogni anno l'inquinamento atmosferico provoca la morte prematura di circa 7 milioni di persone nel mondo. L'India ha il tasso di mortalità più elevato a causa dell'inquinamento atmosferico. L'India ha anche più morti da asma rispetto a qualsiasi altra nazione secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità. Nel dicembre 2013 si è stimato che l'inquinamento atmosferico ha ucciso 500.000 persone in Cina ogni anno. C'è una correlazione positiva fra le morti legate alla polmonite e l'inquinamento atmosferico provocato dalle emissioni di autoveicoli.

In Europa si stima che la morte prematura annuale causata dall'inquinamento atmosferico interessi 430.000 persone. Una causa importante di queste morti è il biossido di azoto e altri ossidi di azoto o NOx emessi dai veicoli stradali. In un documento di consultazione del 2015, il governo britannico ha reso noto che il biossido di azoto è responsabile di 23.500 morti precoci nel Regno Unito all'anno. In tutta l'Unione europea, si stima che l'inquinamento atmosferico riduca l'aspettativa di vita di quasi nove mesi. Le cause di morte includono malattie cardiache, BPCO, cancro ai polmoni e infezioni polmonari. I bambini sono particolarmente a rischio a causa dell'immaturità dei loro sistemi di organi respiratori.

L'inquinamento atmosferico sta emergendo anche come fattore di rischio per l'ictus, in particolare nei Paesi in via di sviluppo, in cui i livelli di inquinanti sono più alti. Uno studio del 2007 ha rilevato che nelle donne l'inquinamento atmosferico non è associato a emorragia ma ad ictus ischemico. Anche l'inquinamento atmosferico è stato associato ad una maggiore incidenza e mortalità da ictus coronarico in uno studio di coorte nel 2011. Le associazioni sono ritenute causali e gli effetti possono essere mediati da vasocostrizione, da infiammazione e da aterosclerosi a basso grado. Sono stati inoltre suggeriti altri meccanismi come lo squilibrio del sistema nervoso autonomo. La ricerca ha dimostrato che esiste un aumento del rischio di sviluppare l'asma e la BPCO per l'aumento dell'esposizione all'inquinamento atmosferico dovuto al traffico. Inoltre, l'inquinamento atmosferico è stato associato ad una maggiore ospedalizzazione e mortalità da asma e BPCO. La malattia polmonare ostruttiva cronica o BPCO comprende malattie come la bronchite cronica e l'enfisema.

Nel 2011, un grande studio epidemiologico danese ha riscontrato un aumento del rischio di cancro ai polmoni per i pazienti che vivevano in aree con elevate concentrazioni di ossido di azoto. In questo studio, l'associazione era più alta per i non fumatori che per i fumatori. Un ulteriore studio danese, anch'esso effettuato nel 2011, ha evidenziato le possibili associazioni fra inquinamento atmosferico e altre forme di cancro, incluso il cancro cervicale e il cancro al cervello. Nel dicembre 2015, gli scienziati medici hanno riferito che il cancro è in gran parte un risultato di fattori ambientali. Mantenere un peso sano, alimentarsi con una dieta sana, minimizzare l'alcol ed eliminare il fumo sono tutte buone abitudini che abbassano il rischio di sviluppare la malattia.

I dati che si stanno accumulando mostrano inoltre che l'esposizione all'inquinamento atmosferico colpisce anche il sistema nervoso centrale. In uno studio del giugno 2014 condotto dai ricercatori dell'Università di Rochester Medical Center, pubblicato sulla rivista Environmental Health Perspectives, è stato scoperto che l'esposizione precoce all'inquinamento atmosferico provoca gli stessi cambiamenti dannosi nel cervello come l'autismo e la schizofrenia. Lo studio mostra anche che l'inquinamento atmosferico ha anche influenzato la memoria a breve termine, la capacità di apprendimento e l'impulsività. La ricercatrice Prof.ssa Deborah Cory-Slechta ha affermato: "Quando guardavamo attentamente i ventricoli, potevamo vedere che la materia bianca che li circonda normalmente non era pienamente sviluppata. Sembra che l'infiammazione abbia danneggiato quelle cellule cerebrali e che impedisca lo sviluppo di tale regione del cervello, e i ventricoli si sono semplicemente ampliati per riempire lo spazio. I nostri risultati aumentano la crescente prova che l'inquinamento atmosferico può svolgere un ruolo nell'autismo, così come in altri disturbi dello sviluppo neurologico." L'inquinamento atmosferico ha un effetto negativo più significativo sui maschi che sulle femmine.

Nel 2015, alcuni studi sperimentali hanno segnalato l'individuazione di significative perdite cognitive episodiche (situazionali) causate dalle impurità nell'aria interna, respirata da soggetti che non sono stati informati sulle variazioni della qualità dell'aria. I ricercatori dell'Università di Harvard, del SUNY Upstate Medical University e dell'Università di Siracusa hanno misurato le prestazioni cognitive di 24 partecipanti in tre differenti atmosfere controllate di laboratorio che hanno simulato quelle che si trovano negli edifici "convenzionali" e "verdi", nonché negli edifici verdi con ventilazione rafforzata. La performance è stata valutata oggettivamente utilizzando uno strumento di simulazione software strategico di gestione, che è un test di valutazione ben validato per il processo decisionale esecutivo in una situazione senza restrizioni che consente l'iniziativa e l'improvvisazione. Deficit significativi sono stati osservati nei risultati ottenuti in concentrazioni crescenti di composti organici volatili o anidride carbonica, pur mantenendo costanti altri fattori. I livelli di impurità più elevati raggiunti non sono rari in alcuni ambienti come le classi o gli uffici.

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