Gli inquinanti immessi nell'atmosfera possono essere distinti sulla base dellecaratteristiche fisiche in:

• aerosol (polveri, nuclei di condensazioni, fumi, nebbie, smog), gas e vapori

oppure sulla base delle caratteristiche chimiche in:

• sostanze inorganiche (minerali: silice, asbesto, metalli; non minerali: CO, CO2,NOx, SOx, O3)

• organiche (composti organometallici: metilmercurio; composti organoclorurati:idrocarburi alifatici, aromatici, composti carbonilici, idrocarburi policicliciaromatici o IPA, idrocarburi clorurati).

La caratterizzazione di questi inquinanti ne consente la classificazione in:

i.u. primari (particolato, SO2 e SO3, NO, NO2, CO, CO2, IPA, idrocarburi alifatici,metalli)

i. u. secondari (smog fotochimico:ozono, PAN, ecc.).

Classificazione di inquinanti nell’atmosfera urbana

METALLI

CadmioTallioMercurioAntimonioArsenicoCobaltoCromoManganeseNichelPiomboRameStagnoVanadio

PORTATA aria combustioneTEMPERATURAOSSIGENOANIDRIDE CARBONICA

Ossido di CarbonioOssidi di AzotoOssidi di zolfoPolveri totaliComposti organici volatili (COV)Particolato PM10

COMPOSTI ORGANICIBenzeneTolueneEtilbenzeneXileniAcetonen-Pentanon-EsanoAltri composti organici(n-Esano)Idrocarburi Policicliciaromatici IPAPoliclorobifenili (PCB)Dibenzodiossine edibenzofurani(PCDD/PCDF)

Parametri ed Inquinanti misurati alle emissioni

-Ossido di Carbonio [CO, gas inodore, incolore e insapore che si produce nellecombustioni incomplete di materiali contenenti carbone e nei veicoli a motore.E' un tracciante di inquinamento automobilistico e delle aree urbane essendol'inquinante più emesso dagli autoveicoli. Esercita una alta tossicità per via dellegame che contrae se inalato con l'emoglobina (formando COHb,carbossiemoglobina), con cui ha una alta affinità (240 volte > dell'O2); i valoridi CO ambiente (in mg/mc, determinazioni su 8 ore) consueti nelle atmosfereurbane sono inferiori a 20 mg/mc ma a volte raggiungono picchi > di 60mg/mc, i limiti massimi accettabili di legge sono le concentrazioni medie di 10mg/mc (x 8 h) e di 40 mg/mc (x 1 h); il limite tossicologico è 1,145 mg/mc (1ppm). Effetti fisiopatologici: alterazioni psicomotorie come diminuzione dellavigilanza, dell'acuità visiva, della capacità di apprendimento, di esecuzione ditest manuali, alterazioni cardiovascolari e polmonari, deficit respiratori, coma emorte]-

- Ossidi di Azoto (NOx) [il monossido (NO) e il biossido di azoto (NO2) sonogas presenti come fondo naturale anche in aree disabitate, tuttavia l'apportomaggiore viene dato dalle combustioni (da motoveicoli, da sorgenti fisse:centrali termiche, riscaldamento domestico); i rapporti di NO e NO2 neglieffluenti di combustioni sono di circa 9:1. Nell'atmosfera l'NO vieneprontamente trasformato in NO2 per la presenza di sostanze ossidanti comel'O3; gli ossidi di azoto partecipano con gli idrocarburi alla formazione, inpresenza di radiazioni solari, del cosiddetto "smog fotochimico" miscelaparticolarmente irritante. Le concentrazioni urbane come medie annuali siaggirano per NO2 intorno ai 20-90mg/mc, con valori medi giornalieri chearrivano a 400 mg/mc e medie orarie che possono raggiungere 850 mg/mc. Illimite di legge è di 200 mg/mc (medie di 1 h durante l'anno); il limitetossicologico è di 1,88 mg/mc (1 ppm). Gli ossidi di azoto determinanoaumento delle infezioni respiratorie e risultano particolarmente irritanti sugliasmatici.

Ossidi di Zolfo (SO2 , SO3 )Gas prodotti dalla combustione di fossili contenenti solfuri (carbone, petroliogrezzo). Le fonti di maggior emissione sono le raffinerie di petrolio, gliimpianti di energia elettrica, le industrie della carta, le fonderie e ilriscaldamento per uso domestico (cherosene). L'SO2 è un tracciantedell'inquinamento da impianti fissi di combustione: gran parte dello zolfo deicombustibili si ritrova nei fumi come SO2. Fra i derivati più tossici dell' SO2 èl'acido solforico (H2SO4) che rappresenta la maggior componente acidadell'inquinamento atmosferico. L'acido solforico in atmosfera si presenta sottoforma di aerosol, spesso associato ad altri inquinanti in gocce o particellesolide; i livelli di H2SO4 dipendono in gran parte dal grado di ossidazione dell'SO2. Insieme ad altri prodotti non solforati, l'SO2 e i suoi derivati formano losmog pesante delle aree urbane industrializzate in inverno caratterizzato daazione riducente o acida. Negli ultimi anni a seguito delle nuove discipline suicombustibili e per l'utilizzazione di nuovi combustibili i livelli di SO2 nell'ariaurbana sono scesi sotto i 100 mg/mc.

- Benzene [Solvente organico ampiamente utilizzato nell'industria chimica. E' uncostituente del petrolio grezzo e delle benzine (che ne contengono il 2-5%);nelle atmosfere urbane se ne dosano da 3 a oltre 150 mg/mc. I limiti per ariaesterna sono in Italia di 15 mg/mc, mentre negli USA sono di 10 mg/mc.Esposizioni acute ad alte concentrazioni di benzene può determinare la morteper depressione del SNC con perdita di coscienza o per comparsa di aritmiecardiache fatali. E' un cancerogeno accertato, nell'uomo può determinare inpopolazioni professionalmente esposte un aumento di casi leucemia mieloideacuta e di anemia aplastica; esercita una marcata azione immunosoppressiva]

- Idrocarburi policiclici aromatici (IPA, PAH) [Composti che sono il prodotto

di processi pirolitici e specialmente di combustioni incomplete. Il componentemaggiore per quantità ed effetto tossicologico è il benzo[a]pirene. Negli ultimidue decenni le concentrazioni di IPA nelle atmosfere urbane delle città europeesono passate da 100 ng/mc o più a meno di 10 ng/mc. Sono molecole dalmarcato profilo oncogeno, dimostrato per esposizione inalatoria in animali dilaboratorio; i tumori polmonari si riscontrano con maggiore frequenza insoggetti esposti professionalmente ad elevate concentrazioni di IPA]

Acenaftilene Fluorantene

pirene Crisene

Idrocarburi Policiclici aromatici

1 benzo(a)pirene

2 dibenzo(a,h)antracene

3 benzo(a)antracene

4 benzo(b)fluorantene

5 benzo(j)fluorantene

6 benzo(k)fluorantene

7 dibenzo(a)pirene

IPA inclusi nelle sostanze cancerogene

Diossine. Il termine "diossine" si riferisce ad un gruppo di 210 compostichimici aromatici policlorurati divisi in due famiglie e simili per strutturaformati da carbonio, idrogeno, ossigeno e cloro detti congeneri. 75 congenerihanno struttura chimica simile a quella della policlorobibenzo-diossina (PCDD)e 135 hanno struttura simile al policlorodibenzo-furano (PCDF);17 di questicongeneri, sono considerati tossicologicamente rilevanti. Sono sostanze inodori,termostabili, insolubili in acqua e fortemente liposolubili cioè solubili neigrassi. Le diossine sono tossiche per l'organismo umano. Proprio per la lorotendenza ad accumularsi nei tessuti viventi, anche un'esposizione prolungata alivelli minimi può recare danni.Le diossine causano una forma persistente di acne, nota come cloracne; suglianimali hanno effetti cancerogeni ed interferiscono con il normale sviluppofisico. L'effetto sugli esseri umani è ancora controverso, ma per molti governisono ormai agenti cancerogeni riconosciuti.

419 tipi di diossine identificate solo 29 di queste sono considerate tossiche,

2,3,7,8-TCDD (tetraclorodibenzo-para-diossina) la più tossica.

Diossine

Policloro dibenzo-para-diossine (PCDDs) Policloro dibenzofurani (PCDFs) Policlorobifenili (co-PCB).

Particolato sospeso [Le particelle atmosferiche rappresentano una complessamiscellanea di sostanze organiche e inorganiche, solide e liquide derivate dafonti naturali (es. vulcani, polvere del terreno) o da attività antropiche (es.centrali termiche, processi industriali, traffico veicolare, riscaldamentodomestico a carbone, inceneritori industriali). Chimicamente il particolatorisulta composto da carbonio elementare ed inorganico, metalli di varianatura, nitriti e solfati (responsabili della componente acida del particolato).Le misure delle particelle sospese vengono abitualmente fatte in termini di"fumo nero" e tradotte convenzionalmente in peso, oppure come particolatototale raccolto in filtri da grossi volumi di aria e determinatogravimetricamente. Le frazioni di particolato più pericolose sono quellerespirabili di diametro inferiore a 10 µm (PM10). Il limite massimo accettabilein aria esterna e limite tossicologico è 150 mg/mc (media per 24h).

Funzione di distribuzione dimensionale dell’aerosol atmosferico

PM: 40 µg/m3 PM: 8 µg/m3

Effetto della concentrazione di particolato sulla visibilità

PM2,5

PM1,0

PM0,1

Ripartizione del particolato in frazioni organiche e inorganiche

Particolato organico: definizioni

Linee guida per il contenimento delle emissioni inquinanti degli impiantiindustriali e la fissazione dei valori minimi di emissione.

a) le linee guida per il contenimento delle emissioni degli impianti esistenticome definiti dal combinatodisposto dall'art. 2, comma 10, del decreto del Presidente della Repubblica n.203/88 e dal punto 9 deldecreto del Presidente del Consiglio dei Ministri 21 luglio 1989 in attuazione edinterpretazione deldecreto stesso;b) i valori di emissioni minimi e massimi per gli impianti esistenti;c) i metodi generali di campionamento, analisi e valutazione delle emissioni;d) i criteri per l'utilizzazione di tecnologie disponibili per il controllo delleemissioni;e) i criteri temporali per l'adeguamento progressivo degli impianti esistenti.

Inquinante Tossicità Relativa

Monossido di carbonio 1.00

Idrocarburi Incombusti 2.07

Ossidi di zolfo 28.00

Ossidi di Azoto 77.80

Particolato sospeso 106.70

benzene 10 µg/m3

Polveri Totali 40-100 µg/m3

Monossido diCarbonio 10 mg/m3

PM10 50 µg/m3

IPA 1 ng/m3

Polveri Totali 5 - 3 5 0mg/m3

Monossido diCarbonio

5 - 1 0 0 0mg/m3

SOV 1 0 - 3 0 0mg/m3

Valori annuali limite diconcentrazione di inquinantinell’atmosfera

Valori limite di concentrazione in terminidi massa dell’inquinante per volume dieffluente gassoso (mg/m3)

SO2 125 µg/m3

NO2 56 µg/m3

NOx 2 0 0mg/m3

SO2 4 0 0mg/m3

IPAbenzene 0.1 mg/m3

5 mg/m3

Controllo delle emissioni inquinanti

Controllo a monte• qualità del combustibile (rapporto CH, zolfo, cloro, ecc.)• qualità del processo di combustione

Controllo a valle

•Trattamento fumi

Composti Organici Volatili (COV, VOC)BENZENETOLUENE

ETILBENZENEXILENI

STIRENEMETANOLOETANOLO

N -PROPANOLOISOPROPANOLO

N-BUTANOLOSEC-BUTANOLOISOBUTANOLO

1 METOSSI 2 PROPANOLO2-ETOSSI ETANOLO

2-BUTOSSI ETANOLODIACETON ALCOOL

ETIL ACETATOPROPIL ACETATO

ISOPROPIL ACETATON-BUTIL ACETATO

ISOBUTIL ACETATO2-METOSSI ETIL ACETATO2-ETOSSI ETIL ACETATO

METIL ETIL CHETONEMETIL ISOBUTIL CHETONE

METIL ISOPROPIL CHETONEACETONE

ACETONITRILETETRAIDROFURANO

CICLOESANON-ESANO

N-PENTANOISOTTANO

ETERE ETILICON,N-DMF

CICLOESANONE2-METOSSI ETANOLO

ALTRI COMPOSTI ORG. (come n-esano)