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Inquinamento atmosferico

Legislazione -Valutazione

Osvaldo Sapini

ASL della Provincia di Varese

Dipartimento di Prevenzione Medico

Servizio Igiene Alimenti e Nutrizione

Definizioni• Inquinamento: degrado ecologico causato dall'azione

dell'uomo con l'introduzione di sostanze (microrganismi, rifiuti ecc.) o la produzione di effetti (rumore, vibrazioni, radiazioni ecc.) e conseguenze (es. eutrofizzazione) che alterano l'equilibrio tra l'ambiente e le specie viventi: inquinamento atmosferico, delle acque, del suolo; inquinamento industriale, chimico, radioattivo, acustico

• Inquinante: si dice di ciò che produce inquinamento: sostanze, agenti inquinanti; inquinante organico; inquinante biodegradabile, non biodegradabile; inquinante atmosferico, idrico

Quando una risorsa è inquinata?

• Si ha inquinamento tutte le volte che una risorsa (aria, acqua, suolo) diventa non idonea ad un determinato uso e ne viene alterata la naturale composizione

• Nel caso dell’acqua si distingue tra “idoneità al consumo umano”, “idoneità alla vita dei pesci” ma si può parlare anche di inquinamento di un’acqua destinata a determinati utilizzi industriali

Inquinamento naturale

• Gli inquinanti naturali derivano sia da fonti inanimate o viventi quali piante, decomposizione di sostanze radioattive naturali, incendi di foreste, vulcani od altre fonti geotermiche (geyser, soffioni boraciferi), erosione del suolo e trasporto ad opera del vento (la sabbia del deserto che arriva fino da noi)

• Si può quindi affermare che esiste un “valore di fondo” che dipende dalle fonti e dalle condizioni climatiche locali

Inquinanti di origine antropica

• L’uomo ha cominciato a produrre inquinamento atmosferico da quando ha imparato ad usare il fuoco ma il processo ha subito un rapido e costante incremento con l’industrializzazione

• Al crescere dell’inquinamento dovuto all’uso di combustibili fossili per produrre energia, al crescere dell’industria manifatturiera ed infine all’incremento dell’impiego di prodotti chimici ha fatto seguito una crescente consapevolezza e preoccupazione sugli effetti deleteri dell’inquinamento per la salute e l’ambiente

Da tempo l’uomo sa …• Ippocrate (IV secolo a.C.) rileva gli effetti tossici

del piombo nell’industria mineraria• Plinio il Vecchio ( I secolo d.C.) intuisce il rischio

degli addetti alla lavorazione di zinco e zolfo ed idea una maschera realizzata con la vescica di animali per proteggere i lavoratori dalla polvere e dai fumi di piombo

• Galeno (II secolo d.C.) descrive in modo puntuale l’avvelenamento da piombo e riconosce il rischio della esposizione a nebbie acide per i minatori del rame

In epoca recente

• Si prende atto dei problemi sanitari dell’inquinamento atmosferico e se ne misurano le conseguenze:– 1909: mille morti a Glasgow. Per la prima

volta si parla di smog (smoke + fog)

– 1952: la “nebbia Londra”

Inquinamento transfrontaliero• Negli anni ’60 del secolo scorso fu dimostrata la

correlazione tra le emissioni di biossido di zolfo e l’acidificazione dei laghi scandinavi

• In risposta a questo problema nel 1974, 34 nazioni e la Comunità Europea sottoscrissero una prima convenzione nell’ambito delle Nazioni Unite per risolvere questo problema

• Successive estensioni della convenzione riguardano gli ossidi di azoto, i composti organici volatili (VOC), i metalli pesanti ed i precursori dell’ozono

Inquinamento: definizione legale

• ogni modificazione della normale composizione o stato fisico dell'aria atmosferica, dovuta alla presenza nella stessa di una o più sostanze con qualità e caratteristiche tali da alterare le normali condizioni ambientali e di salubrità dell'aria; da costituire pericolo, ovvero pregiudizio diretto o indiretto per la salute dell'uomo; da compromettere le attività ricreative e gli altri usi legittimi dell'ambiente; da alterare le risorse biologiche ed i beni materiali pubblici e privati

Composizione dell’aria

1

21

78

azoto

ossigeno

an.carb, gas nobili, idrogeno

Quanta aria respiriamo?

• Un adulto respira, in condizioni di riposo, da 6 a 9 l/min di aria (circa 9 – 13 m3/giorno); durante una moderata attivitàfisica si raggiungono i 60 l/min fino arrivare a 130 l/mindurante una intensa attività. Questi volumi d’aria sono “filtrati” da una superficie respiratoria (alveoli polmonari) che si sviluppa per una estensione complessiva di 130 –150 m2

• Questi dati rendono conto del perché anche concentrazioni di inquinanti apparentemente piccole possono avere un rilevante significato sanitario e spiegano perché in estate, in presenza di forti concentrazioni di ozono, venga sconsigliata una intensa attività fisica all’aperto

Normativa

• La normativa comunitaria e di conseguenza quella nazionale si articola su due piani: la qualitàdell’aria e la disciplina delle emissioni in atmosfera

• La prima fissa limiti di accettabilità e requisiti di qualità per l’aria che respiriamo nelle città e più in generale sul territorio; la seconda è rivolta al controllo dell’inquinamento prodotto dalle aziende e fissa limiti ben precisi per la concentrazione di un numero rilevante di parametri misurati ai camini

Il passato

• la legge 13 luglio 1967 n. 615 “provvedimenti contro l’inquinamento atmosferico” c.d. “antismog” il cui art. 1 era: “L'esercizio di impianti termici, alimentati con

combustibili minerali solidi o liquidi, a ciclo continuo o

occasionale, nonché l'esercizio di impianti industriali e di

mezzi motorizzati, che diano luogo ad emissione in

atmosfera di fumi, polveri, gas e odori di qualsiasi tipo atti

ad alterare le normali condizioni di salubrità dell'aria e di

costituire pertanto pregiudizio diretto o indiretto alla

salute dei cittadini e danno ai beni pubblici o privati, sarà

sottoposto alle norme di cui alla presente legge.”

Principio

• “Contenere le emissioni entro i più ristretti limiti che il progresso della tecnica consenta, favorendone la dispersione, in tutte le condizioni di funzionamento degli impianti industriali a servizio dei quali sono realizzati. Per i più ristretti limiti che il progresso della tecnica consenta si intendono i valori delle portate di inquinanti contenuti nelle emissioni che si rilevano quando, nella documentazione presentata per l'approvazione del progetto, risulti che gli impianti di abbattimento sono fra quelli piùefficienti e praticamente realizzabili in relazione al tipo di impianto industriale cui sono collegati e alle caratteristiche qualitative e quantitative delle emissioni da trattare.”

Qualità dell’aria

• I criteri per la tutela dalla salute umana e dell’ambiente connessi alla qualità dell’aria, nonché i limiti per gli inquinanti areodispersi sono stati inizialmente definiti nella normativa nazionale con il D.P.C.M. 28/03/1983 e il D.P.R. n. 203 del 24/05/1988

• Tali decreti fissano gli standard di qualità e i valori guida per gli inquinanti in ambiente esterno

• Il D.M. 20/05/1991 ha introdotto nuovi criteri per un controllo piùsistematico ed uniforme dell’inquinamento atmosferico definendo un’importante strumento di gestione: i piani di risanamento della qualità dell’aria

• Il D.M. 25/11/1994 ha aggiornato i valori limite di concentrazione ed i livelli di attenzione e di allarme e introduceva gli obiettivi di qualitàper la frazione sottile delle particelle sospese (PM10), per il benzene e per gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA)

Qualità dell’aria (II)

• Con il D.M. 16/05/1996 vennero introdotti dei valori limite per l’ozono specifici per la protezione sia della salute umana che della vegetazione

• Tali limiti saranno aggiornati non appena verrà recepita la nuova direttiva 2002/03/CE che stabilisce i valori obiettivo, i valori bersaglio, le soglie di allarme e di informazione proprio per tale inquinante

• Una svolta decisiva nella gestione dell’inquinamento atmosferico si è avuta con l’emanazione della direttiva europea 96/62/CE che ha uniformato i metodi di controllo, gestione e valutazione della qualità dell’aria tra tutti i paesimembri dell’UE

Qualità dell’aria (III)

• In Italia questa direttiva quadro è stata recepita con D.Lgs. n. 351 del 4/08/1999 ed attraverso i suoi decreti attuativi ha definito (per ora solo in parte) i parametri tecnico-operativi specifici per ciascun inquinante.– D.M. n. 60/2002 Recepimento della direttiva 1999/30/CE del

Consiglio del 22 aprile 1999 concernente i valori limite di qualitàdell'aria ambiente per il biossido di zolfo, il biossido di azoto, gli ossidi di azoto, le particelle e il piombo e della direttiva 2000/69/CE relativa ai valori limite di qualità aria ambiente per il benzene ed il monossido di carbonio con il quale sono stabiliti sia i valori limite e soglie di allarme per il biossido di zolfo, ossidi di azoto, PM10 e benzene, sia il termine entro cui debbono essere raggiunti ed il numero massimo di superamenti consentiti nell’arco di un anno

DM 351 del 4 agosto 1999. Attuazione della direttiva 96/62/CE in materia di valutazione e di gestione della qualitàdell'aria ambiente.

• VALORE GUIDA O OBIETTIVO: livello fissato al fine di evitare, sul lungo periodo, effetti dannosi per la salute umana o per l’ambiente nel suo complesso. Può costituire parametro di riferimento per l’istituzione di zone specifiche di protezione ambientale; tale livello deve essere raggiunto entro un ben determinato termine e da quel momento non più superato

• VALORE LIMITE: livello fissato in base alle conoscenze scientifiche disponibili al fine di evitare, prevenire o ridurre gli effetti dannosi sulla salute umana o per l’ambiente nel suo complesso; tale livello deve essere raggiunto entro un dato periodo e non più superato

• SOGLIA DI ALLARME: livello oltre il quale vi è un rischio accertato per la salute anche in caso di brevi esposizioni. Raggiunto tale livello si devono adottare provvedimenti specifici per garantire la protezione della salute umana

• MARGINE DI TOLLERANZA: percentuale di superamento concesso rispetto al valore limite fissato

Altre definizioni

• VALORE LIMITE DI EMISSIONE: la concentrazione e/o la massa di sostanze inquinanti nell’emissione degli impianti in un dato intervallo di tempo che non devono essere superate. Possono essere caratterizzate per:– concentrazione: rapporto tra massa di sostanza inquinante emessa e

volume dell’effluente gassoso

– flusso di massa: massa di sostanza inquinante emessa per unità di tempo

– fattore di emissione: rapporto tra massa di sostanza inquinante emessa ed unità di misura specifica di prodotto elaborato o fabbricato

Valutazione della qualità dell'aria

• Il Decreto Ministeriale n.° 60 del 02/04/2002 stabilisce per biossido di zolfo, biossido di azoto, ossidi di azoto, materiale particolato, benzene e monossido di carbonio, i seguenti criteri:– I valori limite, vale a dire le concentrazioni atmosferiche fissate in

base alle conoscenze scientifiche al fine di evitare, prevenire o ridurre gli effetti dannosi sulla salute umana e sull'ambiente

– Le soglie di allarme, ossia la concentrazione atmosferica oltre il quale vi è un rischio per la salute umana in caso di esposizione di breve durata e raggiunto il quale si deve immediatamente intervenire

– Il margine di tolleranza, cioè la percentuale del valore limite nella cui misura tale valore può essere superato e le modalità secondo le quali tale margine deve essere ridotto nel tempo

Valutazione della qualità dell'aria (II)

– Il termine entro il quale il valore limite deve essere raggiunto

– La soglia di valutazione superiore, vale a dire la concentrazione atmosferica al di sotto della quale le misurazioni possono essere combinate con le tecniche di modellizzazione

– La soglia di valutazione inferiore, ossia una concentrazione atmosferica al di sotto della quale è consentito ricorrere soltanto alle tecniche di modellizzazione o di stima oggettiva

– I periodi di mediazione, cioè il periodo di tempo durante il quale i dati raccolti sono utilizzati per calcolare il valore riportato

Valori limite e soglia di allarme per il Biossido di Zolfo

Periodo di mediazione

Valore Limite Margine di tolleranza

Data di raggiungimento del valore limite

Valore limite orario per la protezione della salute umana

1 ora

350 µg/m³ SO2 da non superare più di 24 volte all'anno

150 µg/m³. Tale valore è ridotto ogni 12 mesi, per raggiungere il valore limite al 01/01/2005

01/01/2005

Valore limite di 24 ore per la protezione della salute umana

24 ore

125 µg/m³ SO2 da non superare più di 3 volte all'anno

nessuno 01/01/2005

Valore limite per la protezione degli ecosistemi

01.10 – 31.03 20 µg/m³ SO2 nessuno 19/07/2001

La soglia di allarme è pari a 500 µg/m³ misurati su tre ore consecutive in un sito rappresentativo della qualità dell'aria su un area di almeno 100 km2.

Valori limite per il biossido di azoto e per gli ossidi di azoto e

soglia di allarme per il biossido di azoto




Valore limite orario per la protezione della salute umana

1 ora

200 µg/m³ NO2 da non superare più di 18 volte per anno civile


01/01/2010

Valore limite annuale per la protezione della salute umana

Anno civile 40 µg/m³ NO2


01/01/2010

Valore limite per la protezione della vegetazione

Anno civile 30 µg/m³ NOx Nessuno 19/07/2001

La soglia di allarme è pari a 400 µg/m³ misurati su tre ore consecutive in un sito rappresentativo della qualità dell’aria su un area di almeno 100 km2

Valori Limite per il Materiale Particolato (PM 10) Fase I





24 ore

50 µg/m³ PM10 da non superare più di 35 volte per anno civile


01/01/2005


Anno civile 40 µg/m³ PM10


01/01/2005

Valori Limite per il Materiale Particolato (PM 10) Fase II





24 ore

50 µg/m³ PM10 da non superare più di 7 volte per anno civile

Da stabilire in base ai dati in modo che sia equivalente alla fase 1

01/01/2010


Anno civile 20 µg/m³ PM10


01/01/2010

La Provincia di Varese

• Ha una superficie di circa 1199 km2 e comprende 141 Comuni; ècaratterizzata dalla presenza di una zona di montagna a nord (con estensione di circa 300 km2 e 49 Comuni), da una zona collinare al centro (552 km2 e 69 Comuni) e da una zona di pianura al sud (347 km2 e 22 Comuni)

• La popolazione residente è costituita da 812477 abitanti ed i Comuni maggiormente popolati sono

• Centri maggiori: Varese (82282 residenti), Busto Arsizio (76138), Gallarate (46262) e Saronno (36805) (fonte: ISTAT - Censimento 2001)

• La densità abitativa è molto più elevata nella zona meridionale della provincia: circa 1200 ab/km2 contro una media provinciale di 678ab/km2 (fonte: Provincia di Varese - Rapporto sulla gestione dei rifiuti urbani nella provincia di Varese, anno 2002)

Densità industriale ed emissioni

• Secondo dati ISTAT del 1996 nell'area delle Comunità Montane il numero di imprese dedite ad attività industriali o connesse al settore dei servizi è pari a circa 7300, nell'area di Varese e Laghi si passa a 18000 e nel Basso Varesotto si arriva a 28100

Il censimento delle emissioni in atmosfera

• È stato condotto dalla Regione Lombardia nell’ambito del progetto “INEMAR” (INventario EMissioni ARia)

• È un database realizzato per effettuare l'inventario delle emissioni in atmosfera, ovvero stimare le emissioni a livello comunale dei diversi inquinanti, per diverse attività (riscaldamento, traffico, agricoltura, industria) e tipo di combustibile

Contributi all’inquinamento

La situazione in Lombardia

Emissioni biodiesel

Zonizzazione del territorio

Criteri per la localizzazione delle centraline

• Il Decreto Ministeriale n.° 60 del 02/04/2002 definisce il numero di stazioni necessarie per la valutazione degli ossidi di azoto e di zolfo (NOxSO2), delle polveri sottili (PM10), piombo (Pb), benzene e monossido di carbonio (CO) ed il Decreto Legislativo n.° 183 del 21/05/04 per l‘ozono (O3). Il rispetto di tali criteri assicura una valutazione della qualità dell'aria utile per la protezione della salute umana e degli ecosistemi

Distribuzione per popolazione

Interno di una stazione

Cosa misurano

• Analizzatore di biossido di zolfo (SO2)

• Analizzatore di ossidi di azoto (NO, NO2, NOx)

• Campionatore di polveri sottili (PM10)

• Analizzatore di monossido di carbonio (CO)

• Analizzatore di ozono (O3)

• Analizzatore di benzene, toluene, xileni

Le centraline di Saronno

Tipi di zone

• zone critiche (in cui i livelli di uno o più inquinanti comportino il superamento dei valori limite e delle soglie di allarme, o i livelli di uno o più inquinanti eccedono il valore limite aumentato del margine di tolleranza)

• zone di risanamento (in cui i livelli di uno o piùinquinanti sono compresi tra il valore limite ed il valore limite aumentato del margine di tolleranza)

• zone di mantenimento (in cui i livelli degli inquinanti sono inferiori ai valori limite e tali da non comportare il rischio di superamento degli stessi) secondo le definizioni del D.Lgs. 351/99

Le zone in Provincia di Varese

• La zona critica sovracomunale del Sempione che comprende i 10 comuni di Busto Arsizio, Caronno Pertusella, Cassano Magnago, Castellanza, Gallarate, Gerenzano, Origgio, Samarate, Saronno e Uboldo, con una popolazione residente di 247796 abitanti (dati ISTAT 97)

• Il territorio del comune capoluogo di provincia (Varese) in cui risiedono circa 82282 persone (fonte: ISTAT - Censimento 2001)

Zonizzazione

Andamento inquinanti a Saronno

Principali inquinanti atmosferici - 2004

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

genn

aio_

04

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mar

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4

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e_04

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sette

mbr

e_04

otto

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04

nove

mbr

e_04

dice

mbr

e_04

µµ µµg

/m3 PM10

ozono

NO2

Smog fotochimico

Variazioni nel tempo

Effetti degli inquinanti atmosferici

sulle acque superficiali

• potenziali effetti sulle acque superficiali di cinque categorie di inquinanti: azoto, mercurio, altri metalli, prodotti della combustione, pesticidi

• danno luogo alla deposizione atmosferica che puòessere di due tipi: umida e secca– la prima si verifica quando gli inquinanti ricadono al suolo

con la pioggia, la neve o la nebbia– la deposizione secca si ha quando gli inquinanti ricadono

come gas o particelle secche

Conseguenze

• I composti azotati contribuiscono al fenomeno della eutrofizzazione ossia della eccessiva crescita algale (in presenza anche di fosforo) ma anche alle deposizioni acide

• Gli NOx e SOx reagiscono con l'acqua e l'ossigeno formando acido nitrico e solforico; gli effetti di queste sostanze sulle acque sono differenti e dipendono dalle caratteristiche del ricettore: l'acqua di mare ha una elevata capacità di "assorbire" e neutralizzare gli acidi mentre le acque dolci sono molto sensibili e non sono in grado di neutralizzarli.

Conseguenze II

• Effetti sulla fauna acquatica– danni allo scheletro (perdita di calcio), indebolimento dei gusci delle

uova, alterazione della permeabilità delle membrane (branchie).– l'aumento della acidità può inoltre accrescere la mobilità di alcuni

metalli (alluminio, cadmio, manganese, ferro, arsenico e mercurio presenti nei sedimenti)

• La (ri)dissoluzione dei metalli può interessare anche l'uomo attraverso la catena alimentare (bioaccumulazione) dato che alcuni metalli possono attraversare la barriera ematica (Pb)

• Anche i pesticidi possono dar luogo a bioaccumulazione• Tra i prodotti derivanti dalla combustione si possono ricordare le

diossine, gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) ed ipoliclorobifenili (PCB)

Inquinamento atmosferico aeroportuale

• Fonti fisse– gli impianti termici

– gli impianti di cogenerazione (calore ed energia elettrica)

– i depositi di carburante

– le officine di manutenzione di aerei e del parco macchine dell’aeroporto

– i motori ausiliari degli aerei (APU, Auxiliary Power Unit) utilizzati a terra per produrre elettricità ed aria compressa necessari per il funzionamento delle apparecchiature di bordo

• Fonti mobili– veicoli privati e pubblici per il trasporto di merci e persone

– veicoli utilizzati sulle piste (trattori per lo spostamento degli aerei ecc.)

– aeromobili (durante le operazioni di rullaggio, decollo ed atterraggio)

Inquinanti “aeroportuali”• ossidi di azoto (ed in particolare NO2) da processi di

combustione, • monossido di carbonio: si forma per incompleta

combustione di sostanze organiche (gas, combustibili liquidi, legna); la fonte principale è il traffico veicolare

• composti organici volatili (acronimo inglese:VOC, in italiano COV): sono componenti principali dei combustibili ma anche solventi, colle, vernici e sono emessi nella combustione di combustibili liquidi, loro depositi e movimentazione

• biossido di zolfo• idrocarburi incombusti• idrocarburi non metanici• metalli pesanti

Inquinanti specifici degli aerei

• CO2, H2O, NO e NO2,VOC, CO, idrocarburi incombusti, SO2, polveri sospese

• Odori dovuti alla miscela di un grande numero di molecole (si diffondono durante le operazioni di rifornimento)

Qualità dell’aria vicino agli aeroporti

• Misure effettuate in prossimità dell’aeroporto di Malpensa e di aeroporti esteri (Tolosa) evidenziano concentrazioni di inquinanti primari (NO2 , SO2 , BTX) hanno dati risultati simili a quelli eseguite in prossimità di vie di comunicazione

• Anche misure effettuate sotto le rotte degli aeromobili non hanno evidenziato differenze con siti urbanizzati non interessati dal traffico aereo

• Dati riferiti all’aeroporto di Schiphol (Amsterdam) indicano che il traffico aere contribuisce per 1 – 3% degli idrocarburi mentre il 28% deriva dal traffico veicolare indotto

Inquinamento a Malpensa

Altri parametri

Microinquinanti• Nel 2003 il Dipartimento ARPA della Provincia di

Varese ha compiuto una campagna di rilevazione di PM10, PM2,5 e BTX

• Il termine BTX indica in modo sintetico i seguenti composti: benzene, toluene, etilbenzene e xileni(meta, orto e para) – derivano in larga misura dal traffico veicolare: il benzene, in

particolare, in modo pressoché esclusivo, mentre per gli altri composti (soprattutto per il toluene) può essere significativo il contributo derivante dalle attività produttive

Effetti sanitari e limiti per il benzene

• I più significativi effetti negativi derivanti da una prolungata esposizione al benzene siano di tipoematotossico, genotossico e carcinogenico(esposizioni a concentrazioni il cui ordine di grandezza cade nel range 0,1-100 mg/m³)

• Stante la carcinogenicità del benzene, l’OMS non fissa un livello di sicurezza per l’esposizione, indicando nelle linee guida per l’aria che le concentrazioni associate ad un eccesso di rischio di contrarre una leucemia nell’arco della vita sono 17 e 1.7 µg/m³

Effetti e limiti per il toluene

• Ha effetti cronici ed acuti sul sistema nervoso centrale

• Il valore di linea-guida è fissato al livello di 0.26 mg/m³, intesa come concentrazione media settimanale

• Una linea-guida basata sulla soglia olfattiva fissa il limite a 1 mg/m³ come media su 30 minuti

Variazioni della concentrazione del PM10

Variazioni della concentrazione dei BTX

Nuovi inquinamenti

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