inquinamento atmosferico. ambiente 1. tutto ciò che ci riguarda e con il quale veniamo direttamente...
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INQUINAMENTO ATMOSFERICO
AMBIENTE
1. Tutto ciò che ci riguarda e con il quale veniamo direttamente o
indirettamente a contatto
2. Insieme di fattori ecologici capaci di esercitare un’influenza
significativa sulla vita di tutti gli organismi viventi
3. Insieme di quei fattori e di quelle influenze esterne (fisiche,
chimiche, biologiche e sociali) che esercitano un effetto
significativo e apprezzabile per la salute umana ( OMS 1972)
abitudini
personali
AMBIENTE –O.M.S.L’ insieme di tutti i fattori fisici,chimici e
biologici esterni all’individuo e di tutti i comportamenti correlati. L’Ambiente fisico e sociale agisce sulla salute umana con svariati fattori molti dei quali fortemente influenzati dall’attività umana, suscettibili di controllo con azioni correttive e preventive.
L’O.M.S ha valutato il peso dei fattori ambientali sulle morti e sulle malattie espresso sia come frazione di mortalità attribuibile (23%) sia come DALYS(Disability adjusted life years) anni di vita produttiva persi per disabilità ( 24%)
AMBIENTE
UOMO
Inquinamento idrico
Contaminazione alimentare
Rischi occupazionali
Inquinamento atmosferico
EFFETTI ACUTI
EFFETTI CRONICI
Avvelenamenti
Stati tossici sistemici
Malattie respiratorie
Tumori
Malattie ereditarie
Malattie cardiovascola
ri
Malattie neurologich
e
RAPPORTI UOMO - AMBIENTE
1. L’AMBIENTE SI TROVA IN UNO STATO DI AVANZATO DEGRADO
2. DIVERSI FATTORI AMBIENTALI SONO RAPPRESENTATI NEL COMPLESSO MODELLO ETIOLOGICO DELLA PATOLOGIA OGGI PREVALENTE
3. PATOLOGIA CRONICA, INGUARIBILE, INVALIDANTE
LA SALVAGUARDIA DELL’AMBIENTE RAPPRESENTA OGGI UNA DELLE PIÙ PROFICUE MISURE DI PREVENZIONE
ARIA ATMOSFERICA: miscuglio gassoso che circonda la terra per un’altezza
di oltre 150 Km.
1) TROPOSFERA: la porzione più bassa di spessore variabile dai poli (< 8 Km) all’equatore (16-18 Km); sede dei fenomeni metereologici, presenza di un gradiente termico negativo.
2) STRATOSFERA: zona isotermica
COMPOSIZIONE CHIMICA DELL’ARIA:
Azoto: 78%
Ossigeno: 21%
Argon, elio, kripton, gas
inerti:0,9%
Anidride carbonica :0,03%
PARAMETRI FISICI:
Pressione
Temperatura
Velocità
Umidità
IMPORTANZA FISIOLOGICA DELL’ARIA
1. ATTRAVERSO L’APPARATO RESPIRATORIO L’UOMO RICAMBIA GIORNALMENTE 15-18 m3 DI ARIA DAI QUALE TRAE 900 g DI OSSIGENO
2. ATTRAVERSO LA SUPERFICIE CUTANEA CONTRAE CONTINUI RAPPORTI DI SCAMBI IMPORTANTI PER I PROCESSI DI TERMOREGOLAZIONE
INQUINAMENTO ATMOSFERICOD. L. n. 152 – 3 aprile 2006
Modificazione dell’aria atmosferica dovuta
all’introduzione nella stessa di una o più
sostanze in quantità e con caratteristiche tali
da ledere o da costituire un pericolo per la
salute umana o per la qualità dell’ambiente
oppure tali da ledere i beni materiali o
compromettere gli usi legittimi dell’ambiente
MECCANISMI CHE REGOLANO LA DIFFUSIONE DEGLI INQUINANTI
1. Caratteristiche delle sostanze inquinanti emesse: stato fisico, granulometria, proprietà fisico – chimiche
2. Caratteristiche delle sorgenti emittenti: altezza, velocità di efflusso dell’aria, temperatura dei fumi.
3. Caratteristiche meteo – climatiche : venti, temperatura, umidità.
SMOG = smoke (fumo) + fog (nebbia)stato fisico costituito dall’associazione fra polveri sospese e nebbia
I più elevati livello di inquinamento si hanno:
- In assenza di vento- In condizioni di inversione termica- In presenza di un elevato grado di umidità
Il livello di inquinamento dell’aria dipende non solo dall’entità delle emissioni ma anche:
dalle condizioni metereologichedalla presenza di ventodalla bassa temperatura dell’ariadal basso grado di umidità
Gli inquinanti sono rapidamente dispersi e diluiti per :
o Movimenti orizzontali del ventoo Moti ascensionali (gli inquinanti sono emessi a temperatura più elevata rispetto all’aria e tendono a salire verso l’alto)
INQUINANTI PRIMARI: emessi nell’atmosfera mantengono immodificata la loro composizione originaria.
INQUINANTI SECONDARI: molecole con elevata reattività chimica, intrinseca o indotta dalla luce solare, in grado di interagire con altre sostanze presenti nell’aria e dare luogo attraverso reazioni chimiche complesse a prodotti del tutto nuovi e diversi da quelli originari.
OSSIDANTI FOTOCHIMICI: generati per reazione fra gli ossidi di azoto e gli idrocarburi: nitrolefine, perossiacetilnitrati, aldeidi secondarie, chetoni, OZONO è il più importante, ha effetto irritante sulla congiuntiva e sulle mucose.
Limite è di 120 μg/mc (concentrazione media di 8h da non superare più di 25 volte l’anno)
EMISSIONE quantità di inquinanti che vengono eliminati da una sorgente
d’inquinamento
IMMISSIONE concentrazione che gli inquinanti raggiungono al livello del suolo
SORGENTI ARTIFICIALI
SORGENTI FISSE: industrie
SORGENTI MOBILI: traffico veicolare
SORGENTI PUNTIFORMI: camini industriali
SORGENTI DIFFUSE: strade e città
SORGENTI D’ INQUINAMENTO ATMOSFERICO
A. PROCESSI DI COMBUSTIONE CIVILI E INDUSTRIALI
1) MOTORI DI AUTOVEICOLI: sorgenti mobili, presenti tutto l’anno nell’ambiente urbano
2) IMPIANTI DI COMBUSTIONE DOMESTICA: sorgenti fisse presenti nei mesi invernali nell’ambiente urbano
3) IMPIANTI DI COMBUSTIONE INDUSTRIALI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA: centrali termoelettriche
4) IMPIANTI DI SERVIZI: inceneritori municipali, officine del gas
SORGENTI D’ INQUINAMENTO ATMOSFERICO
B. USURA E DISPERSIONE DI MATERIALI DAL MANTO STRADALE, DA PNEUMATICI DI AUTOVEICOLI
C. PROCESSI INDUSTRIALI PER SPECIFICHE ATTIVITA’ PRODUTTIVE
LAVORAZIONI INDUSTRIALI: ENORME VARIETA’ DI INQUINANTI
È localizzatoLe concentrazioni sono direttamente correlate ai
cicli di lavorazioneÈ di tipo cronicoPuò diventare acuto in occasione di incidenti
SO2 – Nox – Fluoro e derivati – Solventi – Polveri di cementifici (Silicati) – Polveri di industrie metallurgiche
INQUINANTI ATMOSFERICI PRIMARI
1. MONOSSIDO DI CARBONIO (CO): prodotto dalla combustione incompleta; in termini quantitativi è il più importante inquinante atmosferico allo stato gassoso. Sorgenti maggiori: traffico automobilistico, impianti di combustione domestici e industriali. Tossicità correlata al legame con l’emoglobina (COHb) con conseguenti fenomeni di ipossia in tessuti e organi.
2. BIOSSIDO di CARBONIO (CO2): è il
contaminante quantitativamente più importanteprodotto di combustione completa, emesso da impianti di combustione civili ed industriali. Agisce come gas serra, assieme ad altri gas serra (clorofluorocarburi) è capace
di assorbire e trattenere le radiazioni infrarosse
3. OSSIDO DI AZOTO: NO, NO2 si ritrovano nelle emissioni di scarichi ed autoveicoli e di impianti di combustione civili ed industriali. Causano fenomeni irritativi e bronco–costrizione a livello dell’apparato respiratorio nei settori più distali (bronchioli ed alveoli)
4. OSSIDO DI ZOLFO: SO2 e SO3 si formano dalla combustione di prodotti contenenti zolfo. In maggiore quantità si forma SO2 che è dotata di azione irritante sulla congiuntiva, faringe ed intero tratto respiratorio. SO2+ vapore acqueo = HSO3, H2SO4
INQUINANTI ATMOSFERICI PRIMARI
6. IPA:dai processi di combustione incompleta si ha formazione di numerosi composti organici, il più importante è il Benzo–a–pirene; proviene dagli scarichi degli autoveicoli, da impianti termici, da processi industriali
5. BENZENE:proviene dagli scarichi degli autoveicoli, viene utilizzato come antidetonante alla benzina. Cancerogeno, responsabile di leucemie.
INQUINANTI ATMOSFERICI PRIMARI
7)- COV -COMPOSTI ORGANICI VOLATILI: Sono caratterizzati dall’alta volatilità e hanno caratteristiche chimiche diverse si liberanoda idrocarburi combustibili, solventi, adesivi,inchiostri, vernici ,durante il trasporto, lo stoccaggio.
INQUINANTI ATMOSFERICI PRIMARI
8. SOSTANZE ORGANICHE PERSISTENTI DIOSSINE:famiglia di inquinanti resistenti alla degradazione, possono prodursi dalla combustione dei rifiuti, combustione nei motori degli autoveicoli e in procedimenti industriali. Possono depositarsi e resistere nei vegetali, accumularsi nei tessuti adiposi degli animali e contaminare la catena alimentare. Causano alterazione genetiche (malformazioni e cancro)
INQUINANTI ATMOSFERICI PRIMARI
SOSTANZALIMITE
ORARIO(a
)
LIMITE GIORNALIERO(
b)
LIMITE ANNUALE(
b)
SOGLIA DI
ALLARMEOBIETTIVO
Anidride solforosa
350 125 - 500 -
Ossidi di azoto 200 - 40 400 -
CO - 10 - 30 -
Ozono 120 - - 240
Piombo - - 0,5 - -
Benzene - - 10 - 5
PM10 50 - 20 300 -
Benzo(a)pirene(c) - - - - 0,001
Arsenico(c) - - - - 0,006
Cadmio(c) - - - - 0.005
Nichel(c) - - - - 0,02
VALORI LIMITE E SOGLIE DI ALLARME AI FINI DELLA TUTELA DELLA SALUTE E DELL’AMBIENTE
(DM 60/2002, D.Lgs. 183/2004 E IL D.Lgs. 152/2007)
(a) Da non superare più di 25 volte l’anno(b) Da non superare più di 3 volte l’anno(c) Nella frazione PM10
Tutte le concentrazioni sono espresse in µg/m3
PARTICOLATO TOTALE (PTS):
INSIEME DELLE PARTICELLE SOSPESE NELL’ARIA
NEGLI STRATI PIÙ BASSI
Proviene da:
1.Ambiente naturale (polvere, pollini, spore)
2.Emissioni di autoveicoli
3.Impianti di combustione
4.Usura del manto stradale, pneumatici
POLVERI SOTTILIPM (particulate matter-materiale particellato)Il più importante fra tutti gli inquinanti atmosferici, essendo in
grado di esercitare numerosi e gravi effetti sulla salute
a) PM 10 (Ø 10 μm) si fermano a livello del naso, faringe, laringe
b) PM 2,5 particolato fino (Ø 2,5 μm) possono essere inalate e giungere fino ai bronchi
c) PM 1 particolato ultrafine (Ø 1 μm) possono giungere agli alveoli polmonari
d) NANOPOLVERI (Ø 2-200 nm penetrano all’interno delle singole cellule)
PM 10: 20 μg/mc limite massimo della media dell’anno dei valori medi giornalieri
CONVERSIONE TERMICA
INFLUENZA DEL CLIMA SUGLI INQUINANTI
INVERSIONE TERMICA DA RADIAZIONEINVERSIONE TERMICA DA RADIAZIONE
Terra si ricopre di ghiaccio o neve e l’irraggiamento solare è impedito (inverno)
INVERSIONE TERMICA DA STASIINVERSIONE TERMICA DA STASI
900-1500m masse d'aria si spostano verso zone di ristagnano dove si comprimono (brezze di mare verso terra arrestate dalle
montagne)
INVERSIONE TERMICA AL SUOLO
SMOG RIDUCENTE
Inversione termica con base a livello del suolo, bassa temperatura
Elevata umidità relativa, elevati quantitativi di SO2
Si verifica d’inverno nelle ore più fredde (3-4 a.m.)
EFFETTI SULLA SALUTE A BREVE TERMINE:
Gravi malesseri a carico dell’apparato respiratorio e
cardiocircolatorio
INVERSIONE TERMICA IN QUOTA
Esempio di inversione termica (da stasi) con base
in quota
SMOG OSSIDANTE
Inversione termica con base in quota
Intenso irraggiamento solare, cielo sereno, elevata temperatura, presenza di Ossido di carbonio, Ossidi di azoto, Aldeidi, Idrocarburi
Si verifica nei mesi e nelle ore più calde (1-5 p.m.)
EFFETTI SULL’UOMO A BREVE TERMINE:
forme irritative a carico dell’apparato oculare, mucose
nasali, gola
EFFETTI SULL’UOMO
EFFETTI IMMEDIATI A BREVE TERMINE
EFFETTI A DISTANZA A LUNGO TERMINE
Sensazioni di molestia
(odori sgradevoli)
FORME IRRITATIVE A CARICO:
APPARATO OCULARE
MUCOSE NASALI
GOLA
CARCINOMA DEL POLMONE
BRONCHITE CRONICA
Meccanismi di azione biologica dei principali inquinanti:
AZIONE CANCEROGENA
• IPA• Benzene• Asbesto• Nichel• Alluminio ?• Cromo
Particolato(PM10-PM2,5)
Iniziazione e promozione in diversi tessuti:
Polmone
Pleura
Fegato
Midollo osseo
Meccanismi di azione biologica dei principali inquinanti: AZIONE TOSSICA
• CO
• Nox
• Pb
• Benzene
• Dibenzodiossine
• Pesticidi
• Nichel
• Cromo
• IPA
Riduzione del trasporto di ossigeno da parte del sangue
Blocco delle ciglia vibratili
Depressione dell’attività linfocitaria
Riduzione della fertilità dei maschi ed induzione di aborti nelle donne
Neurotossicità
Meccanismi di azione biologica dei principali
inquinanti:
AZIONE PRO-INFIAMMATORIA - IRRITANTE
• Nitrati• Solfati• Ozono• Ammonio• Cloruri• Aldeidi
Particolato(PM10-PM2,5)
↑ Rilascio di fattori pro-infiammatori (GM-CSF-IL6, IL-8, TNF-a, IL1b, MIP-2, PG, PAF)
Alterazione del surfattante polmonare
Perossidazione dei lipidi delle membrane cellulari↑ radicali ossidanti↑ rilascio fattore natriuretico
Attivazione dei macrofagi e neutrofili
MECCANISMI DI PROTEZIONEDELL’ALBERO RESPIRATORIO
1 ) Meccanismo di tipo meccanico :La sedimentazione avviene in funzione del diametro aerodinamico.2) Clearance bronchiale: le sostanze estranee che si depositano o si disciolgono nell’epitelio ciliato della trachea, dei bronchi e dei bronchioli sono portate verso l’esterno dal movimento continuo delle ciglia vibratili3) Clearance alveolare: le particelle sono inglobate dai macrofagi polmonari che risalgono verso la faringe con il muco ,possono anche metabolizzare le sostanze nocive.
PENETRAZIONE IN FUNZIONE DELLE DIMENSIONI PARTICELLARI
Mortalità prematura
Incremento dei ricoveri per cause
respiratorie e cardio-vascolari
Riduzione delle capacità fisiche
Incremento di uso di medicinali e prestazioni
mediche
Aggravamento dei quadri di asma e bronchite cronica
Sintomi respiratori nei bambini
Riduzione della funzionalità respiratoria
Entità della popolazione interessata
PIRAMIDE DEGLI
EFFETTI DI DANNO
SULL’UOMO
CONNESSI
ALL’INQUINAMENTO
ATMOSFERICO
Mortalità Prematura
Ricoveri ospedalieri
Visite al P.S.
Visite mediche
Riduzione delle capacità fisiche
Uso di farmaci
Sintomi
Alterazione della funzionalità
polmonare
Effetti subclinici
Proporzione della popolazione affetta
PIRAMIDE
DEGLI EFFETTI
ACUTI
Gravità
dell’effetto
EFFETTI DANNOSI DELL’INQUINAMENTO
ATMOSFERICO SUL CLIMA:
1. EFFETTO SERRA
2. EFFETTO FRIGORIFERO
3. EFFETTO U.V.
Località (Topografia)
PeriodoContaminanti identificati
Fonti Principali
Mortalità (eccesso)
Morbosità (Attribuibile
)
Valle della Mosa 1-5 dic SO2-H2-SO4 Acciaierie, impianti ad H2-SO4, vetrerie
63
Numero di casi
300-400Belgio
(valle di un fiume)
1930 Fluoruri
Donora – USA (valle di un
fiume)
25-31 ott1948
SO2-corpuscolato
Acciaierie, fonderie Zn,
impianti ad H2-SO4
20 6000-6500
Poza Rica – Messico
(pianura)
24 nov1950
H2SScarico
accidentale da un impianto
22 300-350
Londra (pianura)5-9 dic1952
SO2-H2-SO4
CorpuscolatoInquinamento
urbano di fondo3500-4000 Imprecisato
New York (pianura)
23-25 nov1956
SO2-corpuscolato
Inquinamento urbano di fondo
168 Imprecisato
ALCUNI EPISODI ACUTI DA INQUINAMENTO ATMOSFERICO (SMOG RIDUCENTE)
Livelli di inquinamento atmosferico e numero di decessi. Londra 1952
SVILUPPO DEGLI INQUINANTI: ULTIMI 40 ANNI
Anidride solforosa
Piombo
“Fumi neri”
OzonoBenzenePM 10
CICLO ATMOSFERICO CO2
MISURE E NORME CONTRO L’INQUINAMENTO DELL’ARIACONTROLLO DELLE EMISSIONI:uso di
combustibili a basso tenore di zolfo (metano), adozione di impianti efficienti,abbattimento degli inquinanti.
INTERVENTI A LIVELLO TERRITORIALE:
Limitazioni del traffico degli autoveicoli
Impianti di riscaldamento: riduzione dell’impiego di combustibili, temperatura degli ambienti di 19°C
INTERVENTI A LUNGO TERMINE TRAFFICO MOTORIZZATO
1. FAVORIRE LO SCORRIMENTO DEL TRAFFICO MEDIANTE STRADE LARGHE ED IDONEI ACCORGIMENTI
2. PORTARE IL TRAFFICO FUORI DAI CENTRI STORICI
3. LIMITARE IL TRAFFICO INDIVIDUALE E SOSTITUIRLO CON QUELLO DEI MEZZI PUBBLICI
4. ESTENDERE GLI SPAZI VERDI URBANI
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