Elementi di Analisi del Particolato

C

Quindi forti venti tendono a trasportare viale particelle e a ridurre la concentrazione (questi e↵etto è particolarmente

importante per i metalli pesanti). L’e↵etto delle pioggia può essere molto diversificato; in generale si osserva una

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maggiore influenza della pioggia sulla frazione PM10, che tende maggiormente a precipitare. Si cita inoltre una

importante implicazione delle piogge acide: i metalli pesanti trasportati dai venti in generale vanno poi incontro a

sedimentazione nel terreno a causa del loro elevato peso atomico e a causa della forza di gravità agenti su di essi; in

generale essi non sono solubili nelle componenti acquose del terreno quindi tendono ad accumularsi per lungo tempo;

tuttavia le piogge acide aumentano l’acidità del terreno e gran parte dei metalli pesanti diventano cosı̀ solubili e

possono essere quindi trasportate dalle acque di falda e andare a contaminare nuovi terreni.

3 E↵etti sul clima e sulla salute umana

La presenza di particolato nell’alta e nella bassa atmosfera è la causa di importanti e↵etti e conseguenze a livello

locale e su scala globale, oltre che rappresentare una e↵ettiva minaccia per la salute umana. Per quanto riguarda

le conseguenza a livello climatico, occorre considerare che le particelle di particolato hanno la capacità di riflettere

parzialmente la luce proveniente dal Sole, generando di conseguenza una riduzione nella radiazione che può giungere

sulla Terra. Questo fenomeno da sicuramente origina ad alterazione di alcuni parametri fisici, quali la temperatura,

a livello locale, ma è pensiero comune che esso possa essere anche la causa di cambiamenti climatici su scala molto

più grande. Un altro fenomeno locale è la formazione di nebbie. Le particelle di particolato forniscono infatti alle

goccioline d’acqua dei nuclei attorno al quale condensare e dare origine ai tipici banchi di nebbie, i quali causano

la ben nota riduzione di visibilità. Si potrebbe citare ancora molti altri e↵etti causati dalla presenza di particolato.

L’ultimo di cui si vuole fare nota coinvolge il metabolismo delle piante; il particolato di bassa atmosfera o comunque

quelle che va incontro a fenomeni di precipitazione può spesso incrostarsi sulle piante e principalmente sulle foglie

impedendo a queste di assorbire la corretta quantità di luce per promuovere il processo di fotosintesi, con le relative

conseguenze annesse.

Gli e↵etti sulla salute umana non sono ancora del tutto noti. Sicuramente vi è un evidente correlazione tra aumento

dell’incidenza di malattie dell’apparato cardio-respiratorio e aumento dell’esposizione al particolato. In generale si

possono distinguere stati di malattia indotti da una esposizione acuta, ovvero alta concentrazione di particolato

in un breve lasso di tempo, e esposizione cronica, ovvero lungo contatto con basse quantità. Spesso non è facile

studiare la precisa relazione presente tra certi tipi di particolato e e↵etti sulla salute perchè nella gran parte dei

casi si esposti ad una grande varietà di potenziali agenti tossici (e↵etto cocktail). Quello che si è osservato è che in

generale le più pericolose sono rappresentate dal PM2.5 e dalle nanoparticelle. Le PM2.5 possono infatti arrivare

fino agli alveoli polmonari tramite respirazione e, se sufficiente piccole, possono penetrare negli alveoli, raggiungere

il flusso circolatorie e quindi arrivare direttamente ai vari organi e tessuti. Gli e↵etti delle nanoparticelle non sono

ancora oggi del tutto note e le patologie ad esse in qualche modo correlate (nanopatologie) sono ancora oggi fase di

studio.

Una classe di molecole presente nel particolato e i cui e↵etti sono invece piuttosto noti è la classe dei idrocarburi poli-

ciclici aromatici, IPA. In essa si possono distinguere almeno 16 molecole classificate come cancerogene è altamente

tossiche, tra cui la più nota è il benzo[a]pirene (B[a]p). Una volta respirato, il B[a]p va incontro ad un processo

ossidativo catalizzato dal citocromo P450 che lo trasforma in B[a]p-7,8-epossido. Il gruppo epossidico in una fase

successiva viene ridotto a diolo portando al B[a]p-7,8-diidrodiolo (BPDE). Il BPDE è in grado di formare un legame

covalente con il DNA portando quindi alla mutazione della cellula in cellula cancerosa. La reazione catalizzata dal

citocromo P450 è la seguente: +

RH + O + 2H + e =) ROH + H O (4)

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4 Composizione del particolato

PM10 e PM2.5 presentano una composizione chimica piuttosto simile; per quanto riguarda il PM10, il 28.4% è

costituito da sostanze organiche, il 3.0% da ossidi di metalli pesanti, circa il 5.0% da carbonio elementare (composti

di tipo grafite), il 15.5% da ammonio solfato, e il restante da polveri risollevate dal suolo e da nitrati, silicati, ecc.

Il PM2.5 ha una composizione, come detto, simile ma presenta una maggiore percentuale di sostanze organiche

(33.2%) e di ammonio solfato. In entrambi i casi la frazione carboniosa rappresenta una parte importante per cui

sono stati messi a punto alcune metodologie di analisi chimica. Il carbonio totale nel particolato è dato dalla somma

dei tre contributi: C = C + C + C (5)

T O E C

Dove il primo termine rappresenta la frazione organica (nella quale rientrano una vasta gamma di composti molto

diversi tra loro, molti dei quali sono originati dalle combustioni parziali di benzine e vari combustibili), il secondo

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