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Ambiente e salute umana

Di seguito verranno brevemente trattate alcune specie inquinanti sulle quali esiste accordo scientifico a livello internazionale sugli effetti indotti sulla salute umana. In particolare verranno presi in considerazione, anche dal punto di vista meteorologico con accenni su alcune condizioni meteorologiche predisponenti o favorenti la concentrazione di dette sostanze. Gli inquiinanti trattati sono alcuni gas ed il particolato atmosferico, precisamente:

  • Monossido di carbonio (CO)
  • Biossido di azoto (NO2)
  • Ozono (O3
  • PM10

La trattazione dell'anidride carbonica, del metano e del vapor acqueo, per la particolare incidenza che questi gas possono assumere nel contesto dei cambiamenti climatici verranno analizzati in altra pagina.

 

MONOSSIDO DI CARBONIO
Il monossido di carbonio è un gas incolore ed inodore che si forma dalla combustione incompleta degli idrocarburi presenti in carburanti e combustibili Per le sue proprietà intrinseche è molto pericoloso perché la sua inalazione non viene avvertita e se diviene continua per molti minuti si può andare incontro alla morte in breve tempo

Sorgenti
La principale sorgente di CO è rappresentata dai gas di scarico dei veicoli, soprattutto funzionanti a bassi regimi, come nelle situazioni di traffico intenso e rallentato e pertanto a combustione caratterizzata da scarsa ossigenazione. Sorgenti importanti sono anche gli impianti di riscaldamento poco funzionanti, o funzionanti a bassa ossigenazione. Si forma pure in alcuni processi industriali, in modo particolare nella produzione di acciaio, di ghisa e purtroppo anche nella raffinazione del petrolio.

Effetti sull'organismo umano e sull'ambiente
Come dicevamo l'Ossido di carbonio è molto pericoloso perché, quando si forma e si inala, non si avverte la sua presenza. Si presenta molto tossico perché si lega all'emoglobina dei globuli rossi, formando  carbossiemoglobina, che è stabile, e pertanto il globulo rosso non è più in grado di ossigenarsi con effetti dannosi a tutto l'organismo, ma in modo più eclatante al sistema nervoso e cardiovascolare.

 

BIOSSIDO DI AZOTO (NO2)
Il biossido di azoto è un gas di colore rosso bruno, di odore pungente e altamente tossico per le piante e gli organismi viventi, compreso l'uomo.

Sorgenti
Il biossido di azoto si forma in massima parte in libera atmosfera per ossidazione del monossido (NO), inquinante principale che si forma nei processi di combustione. Le emissioni da fonti antropiche derivano sia da processi di combustione (centrali termoelettriche, riscaldamento, traffico), che da processi produttivi senza combustione (produzione di acido nitrico, fertilizzanti azotati, ecc.)

Effetti sull'organismo umano e sull'ambiente
È un gas irritante per l'apparato respiratorio e per gli occhi, causando congiuntiviti anche persistenti, riniti, laringiti, faringiti, tracheiti, bronchiti fino anche a raggiungere gli alveoli polmonari con episodi di edema polmonare acuto, il quale, se non viene trattato entro breve tempo con terapie adatte,, porta alla morte per soffocamento, essendo gli alveoli pieni di acqua invece che di aria. Il biossido di azoto è uno dei componenti dello smog fotochimico, come precursore dell'ozono troposferico, e contribuisce, trasformandosi in acido nitrico, al fenomeno delle "piogge acide". che stanno rovinando la vegetazione di ampi territori, in modo particolare in Europa.

 

OZONO (O3)

Caratteristiche chimico fisiche
È un gas fortemente ossidante che si forma nella bassa atmosfera per reazioni fotochimiche attivate dalla luce solare, che danno origine allo smog fotochimico

Sorgenti
La formazione di elevate concentrazioni di ozono è un fenomeno prettamente estivo, legato alla potenzialità della radiazione solare, alle alte temperature e alla presenza di sostanze chimiche (idrocarburi e biossido di azoto) dette "precursori", che attivano e alimentano le reazioni fotochimiche producendo ozono, radicali liberi, perossidi e altre sostanze organiche, fortemente ossidanti (es: perossiacetilnitrati, ecc.).  Il problema dell'ozono è caratteristico dell'ambiente urbano, dove si possono verificare episodi acuti di inquinamento, in modo particolare nelle ore più calde della giornata, in zone con eccessivo traffico veicolare, specie se lento, con contemporanea presenza di calma di vento, densa foschia e temperatura superiore ai 18-20 gradi, tutti presupposti che caratterizzano condizioni anticicloniche persistenti.

Effetti sull'organismo umano e sull'ambiente
L'ozono è un gas incolore irritante per le mucose (occhi, apparato respiratorio, ecc.).  A causa della sua alta tossicità può causare effetti dannosi sia all'ecosistema che al patrimonio storico-artistico. La capacità di spostarsi con le masse d'aria anche a diversi chilometri dalla fonte, comporta la presenza di concentrazione elevate, creando problemi anche alla componente vegetale dell'ecosistema.

 

PARTICOLATO ATMOSFERICO (PM10)

Il particolato atmosferico è composto, di microscopiche goccioline liquide o di piccolissime particelle solide, al contrario degli inquinanti (esaminati in altre pagine come CH4, CO, CO2 ecc.) che sono dei gas.
Il particolato può essere di origine naturale o antropica.
In questo caso fornisce all'atmosfera quei nuclei di condensazione che sono molto utili, anzi indispensabili, per la formazione delle precipitazioni.
Il particolato naturale è formato dagli spruzzi delle alte onde degli oceani, dalla polvere sollevata dai turbini di vento ma, soprattutto, dalle eruzioni vulcaniche e dai grandi fumi degli incendi delle foreste tropicali.
Il particolato proveniente da attività umane invece deriva dalla combustione del carbone, ed ora, che si parla di un ritorno alle centrali a carbone, sarà sicuramente in aumento. Altro particolato proveniente dalle attività antropiche è quello che si sviluppa abbondante nelle vie di grande traffico urbano.
Naturalmente se le particelle del particolato sono molto piccole, cioè inferiori ai 10 micron, possono rimanere nell'alta atmosfera anche per anni ed è quello che succede infatti nelle grandi eruzioni vulcaniche. Per es. il particolato della grande eruzione vulcanica del Krakatoa del 1882 e quello del Pinatubo del 1991 è rimasto a lungo nell'alta atmosfera, almeno per qualche anno, dando origine ad albe e crepuscoli molto intensi, spettacolari e prolungati.
Non sono queste le sole grandi eruzioni che abbiamo avuto negli ultimi secoli sul nostro pianeta. Nella tabella seguente si danno maggiori sulle eruzioni vulnaniche a partire dal 1680. Il
D V I (Dust Veil Index) è un Indice che quantifica attraverso un numero il particolato solido immesso in atmosfera.

ANNO

VULCANO

PAESE

DVI

1680 Krakatoa Indonesia 400
1680 Tongkoko Celebes 1000
1693 Serua Molucche 500
1694 Ambina Molucche 250
1694 Gunung Api Molucche 400
1707 Vesuvio Italia 150
1707 Santorini Grecia 250
1707 Fujiama Giappone 350
1752 Little Sunda Is Sonda 1000
1755 Katla Islanda 400
1766 Mayon Filippine 2300
1768 Cotopaxi Equador 900
1775 Pacaya Guatemala 1000
1779 Sakurashima Giappone 450
1783 Eldeyjar Islanda 700
1799 Fuego Guatemala 600
1803 Cotopaxi Equador 1100
1815 Tambora Indonesia 3000
1822 Galunggung Giava 500
1835 Coseguina Nicaragua 4000
1846 Armagora Sud Pacifico 1000
1856 Cotopaxi Equador 700
1861 Makyan Molucche 800
1878 Ghaie A. Bismark 1250
1883 Krakatoa Indonesia 1000
1902 S. Maria Guatemala 600
1963 M Agung Bali 800
1980 M. S. Helens USA 1000
1991 PInatubo Filippine 3500

 

Effetti sull'organismo umano e sull'ambiente
Se il particolato è molto abbondante si nota anche una diminuzione della luce solare con conseguente calo della temperatura media del pianeta. Questo particolare tipo di inquinante atmosferico provoca seri effetti di corrosione dei metalli; danneggia i monumenti e le opere d'arte con uno strato, anche se sottile, di deposito grigiastro, se non addirittura nero; determina, quando è abbondante, perfino danni ai cavi di alta tensione oppure ai circuiti elettronici ecc.
Dal punto di vista della patologia umana il particolato è particolarmente dannoso con particelle intorno a 10 micron o meno (PM10, PM2.5 ed ultimamente anche PM 1.0, perché l'organismo non ha sviluppato, nel corso dell'evoluzione, nessun meccanismo di difesa per queste particelle così microscopiche.
Mentre le particelle naturali del particolato sono piuttosto grosse, sempre superiori ai 10 micron, l'organismo umano, nel corso delle generazioni, ha trovato il modo di difendersi utilizzando le ciglia vibratili ed il muco dell'albero respiratorio. Per quelle più piccole invece, che derivano da attività umane, non ha ancora elaborato sostanziali difese, essendo il periodo di tempo trascorso troppo breve. E così le particelle piccole, inferiori ai 10 micron, arrivano fin negli alveoli polmonari, causando gravi danni all'albero respiratorio se l'esposizione è molto prolungata.
Se esse sono costituite di sostanze cosiddette inerti i danni sono minori, ma se sono invece sostanze tossiche, come il piombo, il mercurio, l'asbesto abbiamo danni molto più gravi e persistenti, perché l'albero respiratorio non è in grado di espellerle e lentamente si va incontro a malattie croniche come saturnismo, idrargirismo e asbestosi.
Tutto questo è conosciuto molto bene in medicina del lavoro, per tutti quei lavoratori impiegati nelle fabbriche che usano questi prodotti.
 

 

Bibliografia

D’Amato G. et al.(40 autori) Meteorological conditions, climate change, new emerging factors, and asthma and related allergic disorders. A statement of the World Allergy Organization.World Allergy Organization Journal. 2015; 8:25

MacIntyre EA, Gehringet U, Mölteal A et al. Air Pollution and Respiratory Infections during Early Childhood: An Analysis of 10 European Birth Cohorts within the ESCAPE Project. Environmental Health Perspectives. 2014; 122;1;107-113

D'Amato G, Corrado A, Cecchi L, Liccardi G, Stanziola A, Annesi-Maesano I et al. A relapse of near-fatal thunderstorm-asthma in pregnancy. Eur Ann Allergy Clin Immunol. 2013;45(3):116–7

Dabrera G, Murray V, Emberlin J, Ayres JG, Collier C, Clewlow Y, et al.Thunderstorm asthma: an overview of the evidence base and implications for public health advice. QJM. 2013;106:207–17

Strickland MJ, Darrow LA, Klein M, Flanders WD, Sarnat JA, Waller LA, Sarnat SE, Mulholland JA, Tolbert PE: Short-term associations between ambient air pollutants and paediatric asthma emergency department visits. Am J Respir Crit Care Med 2010; 182:307-316, Epub 2010 Apr 8

Kinney P: Climate Change, Air Quality, and Human Health. Am J Prev Med 2008; 35:459-467

Rabito FA, Iqbal S, Kiernan MP, Holt E, Chew GL. Children's respiratory health and mold levels in New Orleans after Katrina: a preliminary look. J Allergy Clin Immunol. 2008;121:622–5

Forastiere F, Stafoggia M, Tasco C, Picciotto S, Agabiti N, Cesaroni G, Perucci CA: Socioeconomic status, particulate air pollution, and daily mortality: Differential exposure or differential susceptibility. Am J Ind Med 2007, 50:208-216

Medina-Ramon M, Zanobetti A, Schwartz J: The effect of ozone and PM10 on hospital admissions for pneumonia and chronic obstructive pulmonary disease: A national multicity study. Am J Epidemiol 2006;163:579-588

Hashimoto M, Fukuda T, Shimizu T, Watanabe S, Watanuki S, Eto Y, et al.Influence of climate factors on emergency visits for childhood asthma attack. Pediatr Int. 2004;46:48–52

Katsouyanni K, Touloumi G, Samoli E et al. Confounding and effect modification in the shortterm effects of ambient particles on total mortality: results from 29 European cities within the APHEA2 project. Epidemiology. 2001;12(5): 521-531

Biggeri A, Bellini P, Terracini B. MISA: Meta-analysis of the Italian studies on short-term effects of air pollution Epidemiol Prev. 2001;Mar-Apr;25(2 Suppl):1-71

Samet JM, Zeger SL, Dominici F et al. The National Morbidity, Mortality, and Air Pollution Study. Part II: morbidity and mortality from air pollution in the United States. Res Rep Health Eff Inst. 2000; 94(Pt 2):5–70 discussion 71-79.

Marks GB, Colquhoun JR, Girgis ST, Koski MH, Treloar AB, Hansen P, et al.Thunderstorm outflows preceding epidemics of asthma during spring and summer. Thorax. 2001;56:468–71

Air quality guidelines for Europe, 2nd ed. Copenhagen, WHO Regional Office for Europe, 2000 (WHO Regional Publications, European Series, No. 91)

Antò JM, Sunyer J. Thunderstorms: a risk factor for asthma attacks. Thorax. 1997;52:669–70 

Suzuki S, Kamakura Takadoro K, Takeuchi F, Yukiyama Y, Miyamoto T Correlation between the atmospheric conditions and the asthmatic symptom. Int J Biometeorol. 1988;32:129–33