Download - Air Pollution and Health
Air Air Pollution Pollution
and Healthand Health
P. Avino, L. Lepore, P. Quercia,P. Avino, L. Lepore, P. Quercia,M.V. Russo e V.I. ValenziM.V. Russo e V.I. Valenzi
Inquinamento Inquinamento AtmosfericoAtmosferico
• Valle della MosaValle della Mosa 19301930
• PensilvaniaPensilvania 19481948 (SO(SO22: 1,4-5,5 : 1,4-5,5 mg/mmg/m33))
• Londra (*)Londra (*) 19521952 (SO(SO22: 3,75 mg/m: 3,75 mg/m33))
(*) 4.000 decessi direttamente o indirettamente (*) 4.000 decessi direttamente o indirettamente correlati al fenomeno di inquinamentocorrelati al fenomeno di inquinamento
Sorgenti
AtmosferaTrasporto e
Trasformazione Chimiche
RicevitoriUomo, Piante, Animali, ecc.
Legame Causa-Legame Causa-EffettoEffetto
Fattori che Influenzano la Fattori che Influenzano la Massa delle Specie Massa delle Specie
InquinantiInquinanti• EmissioniEmissioni
• Trasformazioni chimico-fisicheTrasformazioni chimico-fisiche
• DeposizioniDeposizioni
EmissioniEmissioni ΦΦii(t) (t) flussi emissivi dovuti alle sorgentiflussi emissivi dovuti alle sorgenti
Trasformazioni chimico-fisicheTrasformazioni chimico-fisiche
ΣΣFFii processi di formazioneprocessi di formazione
ΣΣRRii processi di rimozione chimicaprocessi di rimozione chimica
DeposizioniDeposizioni DDSS perdite per deposizione delle perdite per deposizione delle superficisuperfici
Fattori che Influenzano il Fattori che Influenzano il Volume delle Specie Volume delle Specie
InquinantiInquinanti• Trasporto orizzontale delle masse d’aria (fenomeni Trasporto orizzontale delle masse d’aria (fenomeni
avvettivi)avvettivi)
• Rimescolamento verticale delle masse d’aria Rimescolamento verticale delle masse d’aria (fenomeni convettivi)(fenomeni convettivi)
Trasporto orizzontaleTrasporto orizzontale
AdAdνν parametro descrittivo dei processi di trasportoparametro descrittivo dei processi di trasporto
Rimescolamento verticaleRimescolamento verticale
αα parametro descrittivo delle condizioni di stabilità parametro descrittivo delle condizioni di stabilità dello strato superficialedello strato superficiale
ββ{C{Cii}} parametro descrittivo dei processi di parametro descrittivo dei processi di rimescolamentorimescolamento
LegislativaLegislativa SanitariaSanitaria Chimico-FisicaChimico-Fisica
Processo di analisi:Processo di analisi:
• causecause emissioniemissioni Naturali/AntropicheNaturali/Antropiche
• effettieffetti immissioniimmissioni
• legame tra causa ed effettilegame tra causa ed effetti
Emissioni: concentrazione degli inquinanti emessi direttamente dalle Emissioni: concentrazione degli inquinanti emessi direttamente dalle sorgenti.sorgenti.
Immissioni: concentrazione degli inquinanti al livello del suolo.Immissioni: concentrazione degli inquinanti al livello del suolo.
Indicazione sulle caratteristiche del legame cause/effetti:Indicazione sulle caratteristiche del legame cause/effetti:
• fortemente non linearefortemente non lineare
• dipendente da molteplici variabili in ingressodipendente da molteplici variabili in ingresso
• dipendente da molteplici fattori di influenzadipendente da molteplici fattori di influenza
Processo di sintesi: necessità di possedere strumenti in grado di descrivere il Processo di sintesi: necessità di possedere strumenti in grado di descrivere il legame cause-effettilegame cause-effetti
Problematiche Problematiche AperteAperte
Inquinamento daInquinamento daProcessi di CombustioneProcessi di Combustione
Composizione reale dei prodotti di combustione CO2, H2O, CO, NO+NO2, SOx, idrocarburi incombusti, particolato
• Descrizione della situazione Descrizione della situazione ambientale (stato iniziale ambientale (stato iniziale dell’ambiente)dell’ambiente)
• Definizione degli Scenari di ImpattoDefinizione degli Scenari di Impatto
• Previsione degli impatti (situazione Previsione degli impatti (situazione post-operam)post-operam)
• Misure di mitigazioneMisure di mitigazione
Aspetti Aspetti FondamentaliFondamentali
Sorgenti
Antropiche e Naturali
Emissione di Inquinanti Primari
Aria Ambiente
Meteorologia (diffusione
turbolenta, processi avvettivi di
trasporto, intensità radiazione solare)
Trasformazioni chimico-fisiche(formazione di
inquinanti secondari)
Classificazione degli InquinantiClassificazione degli Inquinanti
PrimariPrimari SecondariSecondari
• COCO
• NONOxx (95% NO, 5% NO(95% NO, 5% NO22))
• SOSO22
• Composti Organici Composti Organici Volatili Volatili (Benzene, (Benzene, Toluene, ecc.)Toluene, ecc.)
• IPAIPA
• OO33
• NONO22, HNO, HNO33,, HNOHNO22
• PerossiacetilnitratoPerossiacetilnitrato
• FormaldeideFormaldeide
• NanoparticelleNanoparticelle
• PM10PM10
• Nitroderivati OrganiciNitroderivati Organici• NitratiNitrati• SolfatiSolfati
particelleparticellegas e vaporigas e vapori
InquinantInquinantee
SorgentSorgentee
Livello Livello AccettabilAccettabil
ee
Livello di Livello di AttenzioAttenzio
nene
Livello Livello di di
AllarmeAllarme
Effetti sulla Effetti sulla SaluteSalute
SOSO22Combustione Combustione di olio e di olio e petroliopetrolio
100 µg/m100 µg/m33
(media (media giornaliera)giornaliera)
250 µg/m250 µg/m33
(media (media giornaliera)giornaliera)
600 µg/m600 µg/m33
(media (media oraria)oraria)
Increasing of Increasing of mortality; increasing mortality; increasing of hospitalization for of hospitalization for respiratory respiratory treatmenttreatment
NONO22Traffico Traffico auto-auto-veicolare e veicolare e ImpImpianti di ianti di combustionecombustione
135 µg/m135 µg/m33
(media oraria)(media oraria)200 µg/m200 µg/m33
(media oraria)(media oraria)400 µg/m400 µg/m33
(media (media oraria)oraria)
Increasing of Increasing of mortality; increasing mortality; increasing of hospitalization for of hospitalization for respiratory respiratory treatmenttreatment and and asthmaasthma
COCO Traffico Traffico auto-auto-veicolare e veicolare e Combustione Combustione del petrolio del petrolio
10 mg/m10 mg/m33
(media mobile (media mobile su 8 ore)su 8 ore)
30 mg/m30 mg/m33
(media oraria)(media oraria)Increasing of daily Increasing of daily mortality; increasing mortality; increasing of respiratory and of respiratory and cardio diseasescardio diseases
OzonoOzono Reazioni Reazioni fotochimichefotochimiche
130 µg/m130 µg/m33
(media oraria)(media oraria)180 µg/m180 µg/m33
(media oraria)(media oraria)360 µg/m360 µg/m33
(media (media oraria)oraria)
Increasing of Increasing of mortality; increasing mortality; increasing of hospitalization for of hospitalization for respiratory respiratory treatmenttreatment
PM10PM10 Traffico Traffico autoveicolarautoveicolaree
50 µg/m50 µg/m33
(media (media giornaliera)giornaliera)
Increasing of Increasing of mortality, expecially mortality, expecially for respiratory for respiratory diseasesdiseases
Sorgenti, Livelli ed Effetti Sorgenti, Livelli ed Effetti sulla Salute Umanasulla Salute Umana
Principale Normativa sulla qualità dell’aria
Criteri per la raccolta dei dati inerenti la qualità dell'aria.
Norme tecniche in materia di livelli e di stati di attenzione e di allarme per gli inquinanti atmosferici nelle aree urbane.
Aggiornamento delle norme tecniche in materia di limiti di concentrazione e di livelli di allarme per gli inquinanti atmosferici nelle aree urbane e disposizioni per la misura di alcuni inquinanti.
Valori limiti di qualità dell’aria ambiente per il biossido di zolfo, gli ossidi di azoto, le particelle ed il piombo.
Definizione del sistema finalizzato al controllo ed assicurazione di qualità dei dati di inquinamento atmosferico ottenuti dalle reti di monitoraggio.
Valutazione e gestione della qualità dell’aria ambiente.
Valori limite di qualità dell’aria per il benzene ed il monossido di carbonio.
D.M. 20/5/91
D.M. 6/5/92
D.M. 15/4/94
D.M. 25/11/94
D.Lgs. 4/8/99 n.351
Direttiva 99/30/CE
Direttiva 00/69/CE
D.M. n.60 2/4/02
Recepimento della direttiva 1999/30/CE del Consiglio del 22 aprile 1999 e della direttiva 2000/69/CE.
PM10 in Varie Città ItalianePM10 in Varie Città Italiane
40 µg/m3 valore limite al 2005; 20 µg/m3 valore limite al 2010 (D.M. 60/02)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005Anno
PM
10
Torino MilanoFirenze RomaNapoli Palermo
Benzene in Varie Città ItalianeBenzene in Varie Città Italiane
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005Anno
Ben
zene
Torino MilanoFirenze RomaPalermo
n.b.: su Napoli non sono disponibili dati ufficiali di benzene fino al 2005
Giorni di Superamento di OGiorni di Superamento di O33 in in Varie Città Italiane (>120 Varie Città Italiane (>120
µµg/mg/m33))
Da non superare più di 25 giorni in un anno civile (D.Lgs. 183/04)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005Anno
# su
pera
men
to d
i O3
Torino MilanoFirenze RomaNapoli Palermo
NONO22 in Varie Città Italiane in Varie Città Italiane
40 µg/m3 valore limite al 2010; 18 max superamenti permessi (D.M. 60/02)
0
20
40
60
80
100
120
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005Anno
NO
2
Torino MilanoFirenze RomaNapoli Palermo
Sorgenti di Particolato AtmosfericoSorgenti di Particolato Atmosferico
PM
naturale
eruzione vulcanicheincendi spontaneieventi di elevata ventosità, risospensione atmosfericatrasporto di materiale particolato naturale da regioni arideecc.
antropogenica
emissioni industriali
riscaldamento domestico
traffico autoveicolare
Bilancio di Massa del PM10Bilancio di Massa del PM10
n-Alcani70-75 %
IPA1-2 %
Acidi n-Alcanoici25-30 %
Composti identificati10-15 %
Composti non identificati85-90 %
OC30-40 %
EC60-70 %
Frazione Carboniosa (TC)30-40 %
Cd, Cr, Fe, Ni, Pb, V, Zn
Metalli pesanti2-5 %
Frazione non identificata95-98 %
Frazione non idrosolubile50-60 %
Solfati40-45 %
Nitrati20-25 %
Ammonio15-20 %
Altri (Ca, Cl, Na, ecc.)15-20 %
Frazione idrosolubile40-50 %
Frazione Inorganica60-70 %
PM100 µg/m3
Definizione delle Frazioni Granulometriche
F. inalabile (inalata attraverso naso bocca)
F. extratoracica (non penetra oltre la laringe)
F. toracica (penetra oltre la laringe, PM10)
F. tracheobronchiale (penetra oltre la laringe, non giunge alle vie respiratorie non ciliate)F. respirabile, PM2.5
(penetra nelle vie respiratorie non ciliate)
Andamento delle PUF e degli IPAAndamento delle PUF e degli IPA
Hourly averages
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
100000
4/6 4/7 4/8 4/9 4/10 4/11 4/12 4/13 4/14 4/15
Day
#/cm
3 (2
0-88
0 nm
)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
PA
H (
ng/m
3)
Particles 20-880 nm
PAH
Livelli di Hg in AtmosferaLivelli di Hg in Atmosfera
Specie In aria(ng/m3)
Deposizione(ng/L)
Hg Totale 1,2-3,7 5-80
Hg0 1,0-3,6 <0,005
RGM 1-50a 5-50
TPM 1-50a 5-50
MeHg 1-20a 0,005-0,5
a: espresso come pg/m3
LocalitàLocalità nn-- ions ions nn++ ions ions nn--/n/n++ ratioratio
Small Small ionsions
(K≥1) (K≥1) %%
Big Big ionsions(K<1(K<1) %) %
Best (++++Best (+++++) and worst +) and worst
(+) (+) perceptionperception
Campagna, sole, Campagna, sole, maremare
306,7306,7 251,6251,6 1,211,21 88,088,0 12,012,0 ++++++++
Mare, quiete, no Mare, quiete, no ventovento
436,7436,7 354,4354,4 1,231,23 84,784,7 15,315,3 ++++++++++
Montagna 2000 mMontagna 2000 m 560,3560,3 602,5602,5 0,920,92 92,092,0 8,08,0 ++++++++++
Città, strada, no Città, strada, no trafficotraffico
120,5120,5 108,7108,7 1,101,10 66,066,0 44,044,0 ++++++
Città, strada, trafficoCittà, strada, traffico 30,830,8 150,4150,4 0,200,20 25,025,0 75,075,0 ++
Valore medioValore medio 291,0291,0 293,5293,5 0,930,93 71,171,1 28,928,9 ++++ (3,6)++++ (3,6)
SDSD ±218,±218,99
±197,±197,22
±0,4±0,400
±27,6±27,6 ±28,±28,44
±+ (1,6)±+ (1,6)
Ioni e Percezione Umana in Ioni e Percezione Umana in Differenti LocalitàDifferenti Località
Confronto tra Soggetti Sani Confronto tra Soggetti Sani e Meteoropatici in Giornate e Meteoropatici in Giornate
SoleggiateSoleggiate
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
Soggetti
Un
ità
Arb
itra
ria
(%
)
Tutti i soggetti sani (sereno) Meteoropatici e Meteorosensibili (sereno)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
Soggetti
Un
ità
Arb
itra
ria
(%
)
Tutti i soggetti in sani (coperto) Meteoropatici e Meteorosensibili (coperto)
Confronto tra Soggetti Sani Confronto tra Soggetti Sani e Meteoropatici in Giornate e Meteoropatici in Giornate
NuvoloseNuvolose
Un Aspetto più … GlobaleIl problema dell’inquinamento va visto anche in modo globale, ossia considerando tutto il pianeta e l’universo circostante. Come si collega il problema dell’inquinamento e conseguente cancerogenesi con l’ambiente extraterrestre?
Il collegamento è prodotto dalle forma di vita scoperte alcuni anni fa nei laboratori INFN-ENEA di Frascati.
Tali batteri, chiamati “Ralstonia De Tusculanense” , sono degli Archeobatteri Estremofili che risalgono alle origini del creato e vivono in condizioni estreme. Tali specie batteriche resistono in ambienti estremi e sono capaci di combattere quasi tutti i tipi di inquinamento, specialmente quello di tipo radioattivo (Prof. Quercia).
Pasquale AvinoPasquale AvinoISPESL, RomaISPESL, Roma
Domenico BroccoDomenico BroccoCentro Studi di Biometeorologia, RomaCentro Studi di Biometeorologia, Roma
Luca LeporeLuca LeporeCentro Studi di Biometeorologia, RomaCentro Studi di Biometeorologia, Roma
Giuseppe QuartieriGiuseppe QuartieriUniLudes, Lugano (Svizzera)UniLudes, Lugano (Svizzera)
Piero QuerciaPiero QuerciaInstitute Basic Research, Florida (USA)Institute Basic Research, Florida (USA)
Mario V. RussoMario V. RussoUniversità del Molise, CampobassoUniversità del Molise, Campobasso
Vincenzo I. ValenziVincenzo I. ValenziTelesio Galileo Telesio Galileo AcademyAcademy, Londra (UK), Londra (UK)
I tipi di cambiamenti I tipi di cambiamenti possono essere possono essere gerarchizzati con un gerarchizzati con un network che permetta network che permetta di evidenziare una di evidenziare una priorità nella priorità nella considerazione degli considerazione degli effetti anche diversa effetti anche diversa da quella che da quella che imporrebbe imporrebbe l’associazione di una l’associazione di una maggiore importanza maggiore importanza agli effetti immediati agli effetti immediati al rilascioal rilascio
Scenario degli Scenario degli ImpattiImpatti
SUPERFICI IMPEGNATE A SECONDA DELLE FONTI ENERGETICHE
CENTRALE POTENZA COSTO SUPERFICIE NECESSARIA
Nucleare 4 GW 5x103 MEuro 1 Kmq
Fotovoltaica 4 GW 216 x 103 MEuro
200 Kmq
Solare Termoelettrica
4 GW TBD 400 Kmq
Eolica 4 GW 30x103 Euro 3000 Kmq
Biomasse 4 GW TBD 8000 Kmq
Fattore di rischio Giorni di vita in menoFumare un pacchetto di sigarette al giorno (maschi)
2.200
Lavorare in una miniera di carbone 1.100
Essere sovrappeso del 20% 1.000
Rischio di infarto 500
Esposizione a incidenti di tuffi i tipi 435
Fumare il sigaro 330
Svolgere lavori agricoli 275
Fumare la pipa 220
Esposizione agli incidenti automobilistici 200
Consumo medio di alcool 130
Rischio di suicidio 95
Rischio di omicidio 90
Lavorare come insegnante 30
Esposizione al fondo radioattivo naturale 8
Esposizione atte radiazioni per pratiche mediche e diagnostiche
6
Assunzione di bibite dietetiche 2
Assunzione della dose di 10 mSv al corpo intero
1
Le frazioni granulometriche di interesse nell’aria urbana sono il PM10, il PM2.5.
Il D.M. n° 60/02 definisce il PM10 come “la frazione di materiale particolato sospeso in aria ambiente che passa attraverso un sistema di separazione in grado di selezionare il materiale particolato di diametro aerodinamico di 10 µm, con una efficienza di campionamento pari al 50%”; ed il PM2.5 come “la frazione di materiale particolato sospeso in area ambiente che passa attraverso un sistema di separazione in grado di selezionare il materiale particolato di diametro aerodinamico di 2,5 µm, con una efficienza di campionamento pari al 50%”.