inquinamento atmosferico: effetti tossicologici
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Inquinamento Atmosferico: Effetti tossicologici. Prof. M. Chiara Pietrogrande. Lauree Scientifiche: CHIMICA Gennaio-Marzo 2007. Traffico veicolare. Incenerimento dei rifiuti. Attività industriali. distribuzione delle fonti d’emissione. contributi per comparto emissivo. anno 1997. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Inquinamento Atmosferico:
Effetti tossicologici
Prof. M. Chiara Pietrogrande
Lauree Scientifiche: CHIMICAGennaio-Marzo 2007
distribuzione delle fonti d’emissione
contribuiscono ad aumentare
la concentrazione dei GAS ad EFFETTO SERRA
CO2
processi di combustione
contributi per comparto emissivo
anno 1997
Traffico Traffico veicolareveicolare
Produzione di Produzione di energiaenergia
Eventi Eventi naturalinaturali
Riscaldamento Riscaldamento domesticodomestico
Attività Attività industrialiindustriali
Incenerimento dei Incenerimento dei rifiutirifiuti
Inquinanti dell’atmosfer
a
Fonti Direttamente emessi dalle
sorgentiProcessi di combustione di qualunque natura
Attività Produttive specifiche
CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O + calore
combustibile + O2 + N2 CO2 + H2O + calore +
IndustriaAgricolturaAllevamento
Acido nitrico e solforico: HNO3 H2SO4 Ozono : O3 e perossidi
Idrocarburi incombustiBiossido e Monossido di carbonio : CO2 e CO
Ossidi di azoto e zolfo : NOx SO2
Materiale ParticolatoClorofluorocarburi(CFC): es. CCl2F2
Metano : CH4
inquinanti primari
Ideale
Reale
Prodotti di trasformazione chimico-fisica degli inquinanti primari
inquinanti secondari
Aumento effetto serra Deplezione strato di ozono Deposizioni acide Smog chimico e fotochimico
Aerosol atmosferico sistema multifase disperso, contenente gas e particelle sospese: costituito da una miscela di fase liquida e/o solida con dimensioni del diametro da pochi nm a 100 µm.
Analisi emissione di caldaia alimentata a gasolio medianteSEM e caratterizzazione mediante spettroscopia X
Effetto variabili meterologiche su PM
Monitoraggio di Inquinamento Atmosferico
COMPOSIZIONE CHIMICA PARTICOLATO ATMOSFERICO
PM2.5
16%
1%
15%
16%10%
2%
42%
PM10
43%
1%
14%
9% 11%
14%8%
NH4+
NO3-
SO42-
TC
Mineral dust
trace elements
other
Milano: composizione chimica media
43% FRAZIONE INORGANICA (IONI INORGANICI + ELEMENTI)42% FRAZIONE CARBONIOSA (elemental carbon +organic carbon)15% FRAZIONE “SCONOSCIUTA” (es. H20, ossidi, eteroatomi fraz. organica)
EC ( 10%) + OC ( 30%) Idrocarburi policiclici aromatici (IPA): solo 0.01% massa totale del particolato atmosferico ma importanti dal punto di vista tossicologico
IONI INORGANICI (NH4+, SO4
2-, NO3-): analisi cromatografia ionica
ELEMENTI = mineral dust (Al, SI, K, Ca; Ti) e trace elements (V, Cr, Mn, Fe, Ni, CU, Zn, Br, Pb): analisi EDX-XRF
TC= OC+EC: analisi termogravimetrica combinata con spettrofotometro infrarosso (TGA-FTR) (P.Fermo, 2003)
Gli IPA (Idrocarburi policiclici aromatici) sono stati identificati come sospetti cancerogeni, responsabili di parte della mutagenicità del PM: 16 IPA sono stati dichiarati “inquinanti prioritari”
L’effetto cancerogeno del B[a]P é principalmente legato alla formazione del legame covalente tra BPDE e DNA (addotto BPDE-DNA). Se questa modificazione non viene riparata, può dare origine a mutazioni che costituiscono l’evento iniziale del processo di cancerogenesi.
ALCANI LINEARI NEL PARTICOLATO ATMOSFERICO
• Composti primari apolari presenti in atmosfera dal C14 al C35 sia in fase particolata che gassosa • Stabilità dei composti data la scarsa reattività in atmosfera • Non presentano tossicità• Derivano sia da sorgenti antropiche (emissioni autoveicolari e combustioni incomplete) sia da sorgenti naturali (cere epicuticolari di piante vascolari, pollini e microrganismi)
Alcani di origine vegetale: presentano una preferenza dispari/pari di numero di atomi di carbonio, con un forte contributo di C27,C29,C31
Alcani di origine antropica: presentano un tipico andamento monomodale senza preferenza dispari/pari di numero di atomi di carbonio e con moda tra C20 e il C25
CAMPIONAMENTO PM10 NEL TUNNEL DELLA STAZIONE CENTRALE DI MILANO (INVERNO 2001)
Elevato contributo della sorgente autoveicolare
Stima delle concentrazioni
medie degli alcani per un sito antropico
Analisi del pattern degli
alcani solo per la sorgente
autoveicolare
Stima del contributo degli
alcani totali rispetto al PM10
Contributo minimo di Sorgenti naturali di particolato atmosferico
Attività fotochimica Fenomeni meteorologici
DISTRIBUZIONE DEGLI ALCANI Assenza di una distribuzione monomodale Prevalenza di alcani di origine vegetale C27, C29, C31
Carbon Preference Index CPI = 1.3 ± 0.07
PM10 A MILANO VIA MESSINA
Contributo degli alcani di origine vegetale rispetto agli alcani totali
12 ± 2 %
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22 C23 C24 C25 C26 C27 C28 C29 C30 C31 C32
Alcani
% s
ing
oli
alc
ani
risp
etto
ag
li a
lcan
i to
tali
Contributo antropico Contributo vegetale
Confronto agosto – novembre
Contributo maggiore di alcani vegetali nel mese di agosto0
5
10
15
20
25
30
35
40
C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22 C23 C24 C25 C26 C27 C28 C29 C30 C31 C32
Alcani
% s
ing
oli
alc
ani
risp
etto
ag
li a
lcan
i to
tali
Novembre Agosto
Effetti sulla salute: PM10 e PM2,5
Informazioni per studi tossicologici
Di quali informazioni abbiamo bisogno per valutare i rischi per la salute?
Gli studi epidemiologici indicano che PM nell’ambiente è associato a malattie respiratorie e patologie cardiovascolari Un’associazione molto forte è stata descritta con i decesssi per complicazioni respiratorie e cardiovascolari, specialmente negli anziani Lo stress ossidativo, indotto dalle particelle inalate e che determina l’attivazione di geni del processo infiammatorio, potrebbe essere il meccanismo alla base degli effetti osservati Le particelle ultrafini (diametro <100 nm) sono considerate ampiamente responsabili per questi effetti (nanoparticelle di diossido di titanio hanno un alto potenziale tossico)
Particelle ultrafini e effetti sulla salute: che cosa sappiamo
Brook et al, 2004. Air Pollution and Cardiovascular Disease American Heart Association
Malattie cardiovascolari legate al PM
Il PM induce tumore?
Studi per valutare i rischi per la salute
Parametri correlabili con mutagenicità
PM2.5
Concentrazione IPA
GRAZIE !!!
Emilia Romagna
ESA (http://www.esa.int/esaCP/index.html
La mappa dell'inquinamento della Terra da NO2
costruita grazie a SCIAMACHY lo spettrometro del satellite Envisat (2003-
2004)
Quantitative summary estimate for thechange in all-cause all-age mortality for a 10ìg/m3 increase in PM10 from different regions of the world.