AIR POLLUTION and HEALTH

Nel mondo. in Europa in Italia

CINA 750ug/m3

2014

Dicembre 2015

31 ottobre 2014

The Role of Inversions

An inversion is an extremely

stable layer of the atmosphere

that forms over areas.

Temperature inversions trap

pollutants close to the ground.

These inversions involve layers of

hot air sitting above cooler air

near ground level. When

particles accumulate in the air

layer, they are unable to rise into

the atmosphere where winds will

disperse them.

Source: http://www.epa.gov/apti/ course422/ ce1.html0 1 2 3 4 5

Laltezza di rimescolamento

(inversione termica),

assieme alla pioggia ed al

vento, uno dei principali

parametri meteorologici che

condiziona le concentrazioni

di PM10

PM di fumi di scarico di auto visualizzato mediante SEM

Immagini al microscopio elettronico del PM

PARTICOLATO PM

Il particolato dei fumi e delle esalazioni provoca una diminuzione della

visibilit atmosferica, diminuisce la luminosit assorbendo o riflettendo

la luce solare.

Negli ultimi 50 anni si notata una diminuzione della visibilit del 50%

soprattutto nelle grandi aree abitative ed industriali

Le polveri sospese favoriscono la formazione di nebbie e nuvole e favoriscono il

verificarsi dei fenomeni delle nebbie e delle piogge acide

Il particolato danneggia i circuiti elettrici ed elettronici insudicia gli edifici e

le opere darte e riduce la durata dei tessuti. Le polveri possono depositarsi

sulle foglie delle piante e formare una patina opache, schermando la luce,

ostacola il processo della fotosintesi

AQI = Air Quality Index

PM = ug/m2

SEATTLE

DEFINIZIONE del PARTICOLATO

NATURA FISICO-CHIMICA

EFFETTO SULLA SALUTE

NORMATIVA LEGISLATIVA E TECNICA

TECNICHE DI MISURA

foschie

Eruzione dell'Eyjafjll aprile 2010

17 aprile 14-25 aprile

Ilva di Taranto, Ministero Ambiente: violati limiti impatto ambientale

Classificazione del Particolato PM

Ultrafine Da < 0,1m

Image: PM2.5. By D. Hershey. From New York State Department of Environmental Conservation. http://www.dec.state.ny.us/website/dar/baqs/micro/two.html

PMVOCs

NO2SO2

Sources may emit PM directly into the environment or emit precursors such as sulfur

dioxide (SO2), nitrogen dioxide (NO2), and volatile organic compounds (VOCs), which are

transformed through atmospheric chemistry to form PM.

Ammonia (NH3)

Ammonia (NH3)

La frazione PM10 e PM2.5 stata definita come quella porzione di particolato raccolta da un sistema di campionamento

rispondente a determinate caratteristiche geometriche in relazione ai flussi di prelievo.

LEPA ha pubblicato le specifiche per la costruzione delle testate di prelievo

poich, anche una lieve variazione, pu comportare un errore significativo.

Qualsiasi sistema di campionamento con caratteristiche diverse da quelle

descritte, pu essere comparato solo dopo dimostrazione sperimentale

dequivalenza.

Definizione corretta EPA di PM2.5 e PM10

Nel 1987, la Unites States Environmental Agency (EPA) ha introdotto la

definizione di PM10 e successivamente di PM2.5.

PM10

PM2.5

Per la frazione PM10lefficienza del sistemadi campionamento del55 % per dae = 10 mmentre s annulla pervalori sopra i 15 m

Per la frazione PM2.5lefficienza del sistemadi campionamento del48% per dae = 2.5mmentre s annulla pervalori sopra i 4 m

LUE, con direttiva 1999/30/CE del 22 aprile 1999

riguardante le concentrazioni di PM10, ha stabilito il valore

limite giornaliero delle PM10, che non deve superare i 50

g/m3 limite da non superarsi pi di 35 volte allanno. La

stessa direttiva fissa inoltre il valore limite annuale di

40 g/m3 . (1mg=1000g)

Successivamente al 01/01/2005 il valore limite giornaliero di

50 g/m3 non potr essere superato pi di 7 volte allanno, ed

il valore limite annuale portato a 20 g/m3

Limite di allarme = 75 g/m3

Sistemi di campionamento

Campionamento gravimetrico: filtrazione dellaria con conseguenteraccolta del particolato in sospensione su un filtro. La massa diparticolato determinata mediante pesatura del filtro conbilancia analitica. Metodo manuale

metodo ufficiale (DM 25 Novembre 1994)

Flusso daria campionato

Sistema per il taglio dimensionale (es. testa PM10 EPA)

Il flusso passa attraverso un sistema di ugelli acceleratori: solo leparticelle < ad un certo diametro aerodinamico riescono a seguireil flusso e vengono campionate sul filtro a valle

Filtro

Con.Tec Engineering

modello E-SAMPLER.

Polveri Fini e Black Carbon modello PM/BC-1.

27 ottobre 2009 Corriere della sera

MILANO 2011

2014

Repubblica30 11 2015

Cantiere Ospedale San Gerardo, il centro POLARIS monitora le emissioni di polveri 4 luglio 2014

Primi episodi storici di elevato inquinamento

1930: Meuse River Valley, Belgium

L inversione termica, in un periodo di freddo e umido, ha causato una forte concentrazione di inquinanti

Fonti principali: fonderie di zinco, impianto produzione acido solforico, produttori di vetro 60 morti

1948: Donora, Pennsylvania

Inversione termica simile a Meuse River Valley

Fonti principali industrie siderurgiche - ferro e acciaio e zinco-, Impianto per produzione acido di acido 20 morti

1952: London

Nebbia mortale Dicembre

Sorgente primaria impianti domestici di riscaldamento(carbone ) 4,500 morti in pi durante la settimana

GLI EFFETTI SULLA SALUTE

The London Fog event of 1952 provides a

clear example of an early time-series

analysis. The figure to the right shows the

estimates of weekly mortality and average

sulfur dioxide concentrations for London

during the winter of 1952-53. Deaths in

December increased approximately 2.5 times

over comparable periods in 1947 to 1951, and

remained elevated through February 1953.

Source: http://www.portfolio.mvm.ed.ac.uk/ studentwebs/session4/27/greatsmog52.htm

Lung

Heart

Brain

Reproductive organ

Fetus

Fine UFP

?

?

?

Nose

?

Where is a target of PM?

Coarse

TOSSICITA PER LUOMO

Dovuta alla deposizione che avviene lungo tutto lapparato respiratorio dal naso attraverso il tratto tracheo-bronchiale fino agli alveoli. Particelle con diametro inferiore a 2.5 raggiungono gli alveoli.

In base alla distribuzione, il PM si divide in:

FRAZIONE INALABILE: particelle con diametro aerodinamico > 10m trattenute dallepitelio nasale e nelle prime vie aeree.

FRAZIONE TORACICA: particelle con diametro aerodinamico 10m, possono raggiungere lalbero tracheobronchiale.

FRAZIONE RESPIRABILE: particelle sufficientemente piccole ( 2,5m) da riuscire a raggiungere la regione alveolare, incluse le vie aeree non cigliate e i sacchi alveolari.

Macrofagi nel BALf (PM1)

http://www.elit-air.com/pollution-health-2/

Batteri

http://www.iarc.fr/

IMPATTO SULLA SALUTE UMANA

DIMENSIONE

Particelle con diametro

aerodinamico inferiore hanno

maggiore capacit di

penetrare in profondit nel

tratto respiratorio.

COMPOSIZIONE

CHIMICA

Limpatto dipende dal tipo

di specie chimiche di cui

particelle sono costituite

Dipende da

AREA SUPERFICIALE

Maggiore larea superficiale

delle particelle, maggiore la

loro capacit di adsorbire

molecole tossiche

AIR BLOOD BARRIER ABB1.MODALITA di INGRESSO

EFFETTO CORONA

MACROFAGI

MODELLI IN-VIVO Valutazione delleffetto tossico sistemico indotto dallinstillazione intratracheale a diverse

dosi e tempi, di differenti tipi di PM (TD, PM10, PM2.5 PM1, UFP) di origine antropica

INSTILLAZIONE INTRATRACHEALE: SHAM(100 l NaCl0.9%)

PM (50-100g risospesi in 100 l di NaCl 0.9%)

3-24-72 h5 day

BALf

CUORE

POLMONI

PLASMA

BALf (fluido di lavaggio broncoalveolare):

Marker di infiammazioneMarker di citotossicit

Marker di stress ossidativo

ANALISI su:

POLMONI , CUORE, SNCMarker di infiammazioneMarker di stress ossidativo

Marker del metabolismo degli IPAMarker di stress del reticolo

endoplasmicoMarker di neurodegenerazione

PLASMAMarker di infiammazioneMarker della coagulazione

TOPI BALB/c SNC

Tire debris TD diversa dimensione e dose

24 ore

Necrosi Stress ossidativo Infiammazione

TD10 infiammatorio TD2.5 citotossico

PM2.5

TD 2.5

TD vs PM diversa composizione, = dose e in acuto

TD pro infiammatorio e citotossico per cellule alveolari PM pro infiammatorio (mediato dai AMs ) per endotossina

3 h3 h

PAHs (25-38ng/mg e Zn 30ug/mg)

PM diversa dimensione, stagione in acuto

PMsum maggior effetto infiammatorio rispetto al PMwin

PMwin- maggior effetto citotossico rispetto al PMsum

PM10 sum 24 h

PM2.5 win 24 h

ANALISI SUL PARENCHIMA POLMONARE

A parit di dose inalata, il PM10sum e il PM2,5win

risultano i pi tossici

PM10SUM dose ripetuta, effetto sistemico

DANNO della ABB e INFIAMMAZIONE POLMONARE

ATTIVAZIONE dei SISTEMI di DETOSSIFICAZIONE PAHs (polmone e

cuore)

ATTIVAZIONE ENDOTELIALE ( polmone, cuore e CERVELLO)

ATTIVAZIONE STRESS OSSIDATIVO ( polmone e cervello )

ALTERAZIONE MECCANISMI COAGULATIVI

RESHAPING PATTERN LIPIDICO e degli ACIDI GRASSI ( SISTEMICO)

PM2,5WIN DOSE RIPETUTA, EFFETTO SISTEMICO

Poco infiammatorio MA CITOTOSSICO

In polluted cities or areas, the particulate in the air is a mixture of PM having different dimensions

The PM10, very inflammatory, remains in the upper region of the lung and could act as a Trojan horse to trigger the systemic toxic effect by two mechanisms

The inflammatory mediators produced in the lung,

could enter in the systemic circulation and

spread, like a wave, the inflammation at systemic level

The generation of lung inflammation affects the ABB

function allowing the UFPs moving in the circulation and

reach different organs where directly trigger their toxic action

PM10

Ultra fine particles UFPS

UFP

COMPOSIZIONE CHIMICA:

BC Potassio (K) e Manganese(Mn)

DEP Alluminio (Al), Calcio(Ca), Zinco(Zn), Cromo(Cr),

Piombo(Pb), Idrocarburi policiclici aromatici (IPA)

Combustione di biomassa (BC) Combustione di diesel (DEP)

BC (pellet) DEP (furgone EURO4)

http://www.theguardian.com/environment/video/2015/jan/23/smog-journeys-short-film-about-air-pollution-china-jia-zhangke-video

Jia Zhangke

Un aspirapolvere per ripulire laria delle citt stato sperimentato a Rotterdam. Si tratta di una torre alta sette metri che fa pulizia delle polveri sottili. linvenzione di un imprenditore olandese, Daan Roosegaarde, come riporta il quotidiano britanno Guardian. Il prototipo - Un prototipo di sette metri gi stato costruito a Rotterdam ed in grado di purificare laria di un parco cittadino. Secondo linventore, la tecnologia stata acquistata anche dal Comune di Pechino, una delle citt pi inquinate al mondo. La smog-free tower, come stata chiamata, funziona con un gigantesco aspirapolvere, risucchiando fino a 30 mila metri cubi di aria allora. I dati - Allinterno, campi di elettricit statica attraggono e imprigionano le polveri sottili come PM2.5 e PM10, le pi dannose per la salute, prodotte dagli impianti di riscaldamento e dagli scappamenti delle auto (in Cina anche dalle centrali elettriche a carbone). Laria rimandata allesterno risulta pi pulita del 75% di quella aspirata

CORRIERE della SERA 12 maggio 2016

https://vitalityair.com/

..\DOTTORATO\Bottled Air A Hit In Smog-Filled China.mp4

NATURALI

INQUINAMENTO

Emergenza Sanitaria del futuroProbabile 3 causa di morte

-paesi industrializzati emergenti-

ARIA NON INQUINATA !!!!!!!!!!