Valutazione e rischio ambientale

Valutazione e rischio ambientale

Introduzione

La prima domanda che ci dobbiamo porre è: quanto inquinamento produciamo? Anzitutto diciamo che l’uomo necessita di materie prime per lo svolgimento delle proprie attività produttive; materie prime che ovviamente provengono dall’ambiente. Al termine dei processi produttivi, l’uomo finisce per produrre dei rifiuti che avranno anch’essi un forte impatto ambientale. I rifiuti possono essere di tre tipi:

• Solidi
• Liquidi
• Gassosi

Facciamone un esempio: un'acciaieria durante il proprio processo produttivo deposita nell’atmosfera delle polveri che più in là definiremo. Tali polveri rappresentano inquinamento; ma come possiamo capire quanto si è inquinato?

Monitoraggio dell'inquinamento

Bisogna ovviamente fare un confronto con la situazione dei sistemi prima della contaminazione. Pertanto si prende a riferimento l'impatto ambientale di base, ossia i valori ecologici dello stesso sito prima dello svolgimento dei processi produttivi. La prima tipologia di monitoraggio che viene posta in essere è quella in door. In altri termini, viene posizionato un filtro atmosferico nel luogo stesso in cui viene svolta l’attività produttiva. I filtri infatti concentrano porzioni di atmosfera.

Prendendo come riferimento un indicatore ambientale, riusciamo a capire in che modo quel processo produttivo sta impattando sull’ambiente circostante. Un esempio: esplosione della centrale nucleare di Chernobyl nel 1986; tale disastro ha causato il rilascio di agenti chimici nell’atmosfera. Per poter capire quale sia l’impatto di questi ultimi sugli alimenti utilizziamo il Celsio 136, che quindi rappresenta il nostro indicatore. Come facciamo tuttavia a stabilire il livello limite di un agente inquinante? Ne parleremo più avanti.

Va inoltre detto che esiste una relazione tra scienza, tecnologia e normativa, per cui ad ogni scoperta scientifica dovrebbe seguire un'implementazione tecnologica (ciò non sempre accade, dipende dalla redditività della scoperta scientifica) e di conseguenza un’armonizzazione normativa. Questo processo spesso si blocca, vuoi per interessi economici (caso amianto eternit), vuoi per altre motivazioni, spesso alla scoperta scientifica non segue lo sviluppo né tecnologico né normativo. In un Paese come l’Italia, inoltre, il processo normativo risulta ancor più stantio.

Indicatori e monitoraggio ambientale

Prima di avviare un ciclo produttivo, risulta quindi indispensabile esaminare gli indicatori di impatto ambientale, coerenti con l’attività che si va a svolgere. Se, ad esempio, intendo avviare un’attività siderurgica, non andrò di sicuro ad esaminare calcio o sodio, poiché non attinenti a quel ciclo produttivo. Dopo aver avviato un sito produttivo, le misurazioni devono essere costanti e continue nel tempo. Se supponiamo di aver installato un filtro nel quale passano 60 lt di aria al minuto, allora al termine della giornata lavorativa di 8 ore io andrò ad analizzare una quantità di dati abbondanti secondo metodologie statistiche.

I filtri concentrano l’aria in modo da ottenere dati sensibili, che possano essere poi elaborati dagli strumenti scientifici di cui il sito dispone. I concetti di ripetibilità e riproducibilità vanno opportunamente distinti:

• Ripetibilità: è la necessità di avere diversi numeri per uno stesso dato in modo da poterne confermare l’affidabilità, nel medesimo laboratorio e durante le medesime indagini.
• Riproducibilità: è la necessità di confermare un dato attraverso misurazioni fatte in laboratori differenti.

Al monitoraggio in door segue quello presente sul personale, in cui il filtro si installa proprio sul lavoratore, misurando la sua esposizione agli agenti inquinanti. Primo passo nell’analisi ambientale è lo screening. Come già visto i filtri posizionati nell’ambito di un sito industriale, ad esempio un sito siderurgico, possono essere molteplici poiché differenti sono i cicli produttivi posti in essere. Risulta quindi necessario utilizzare un determinato paradigma per monitorare i dati rilevati stabilendo quindi un livello di riferimento con cui confrontare i dati. Tale livello può essere globale (afferire ossia a luoghi incontaminati) oppure essere preindustriale (precedente all’avvio del ciclo produttivo).

Quando quindi monitoriamo un ciclo produttivo, andiamo nei fatti ad osservare quattro elementi:

• Materie prime
• Ciclo di produzione
• Output
• Emissioni

Il monitoraggio, come già detto prima, dev’essere continuo durante tutta l’attività produttiva. Tale attività mi consente di ottenere dati sensibili sugli inquinanti.

Esposizione e campionamento

Con il termine esposizione intendiamo indicare il tempo in cui il soggetto è a contatto con una determinata sostanza tossica. Per potere monitorare quindi l’attività risulta essenziale possedere taluni elementi:

• Analisi ambientale (sui livelli di base e non)
• Numerosità dei dati rappresentativa della popolazione totale dei dati
• Analisi statistica (se i dati si distribuiscono secondo una Normale allora posso utilizzare strumenti statistici altrimenti non è possibile)
• Modello di tossicità umano
• Modello di dispersione dei contaminanti in atmosfera

Il campionamento è un’operazione di grande importanza per la significatività dei risultati. È chiaro che la tecnica, la periodicità, il volume dei prelievi non possono essere lasciati a scelte casuali ma devono essere opportunamente valutati, tenendo conto della chimica dei sistemi in esame. I dati analitici devono poi seguire un’analisi dei gruppi di dati, mediante statistica applicata e successivamente adottare una modellistica ambientale. Quest’ultima è uno strumento atto a valutare ed interpretare una grande quantità di dati. Tali modelli vanno tuttavia valutati sulla base dell’incertezza; se, ad esempio, io cerco di stimare, sulla base delle emissioni di CO₂ come sarà l’atmosfera tra 1000 anni, io devo associare a tale modello, un grado di rischio. Molto spesso gli esperti associano una rischiosità così elevata che risulta talvolta inutile apprezzare il modello stesso che risulta essere quindi poco affidabile.

Quando monitoro l’impatto ambientale risulta essenziale conoscere la qualità e la quantità dei rifiuti prodotti. La qualità per prevenire eventuali intossicazioni, la quantità perché devo internalizzare i costi relativi allo smaltimento di rifiuti presso discariche autorizzate. Un’impresa che produce rifiuti ma che decide di depositarli in maniera illecita, vedi il caso della Campania, è allora un’impresa che non ha internalizzato le esternalità negative, sostenendo quindi, a discapito della salute altrui, un profitto indebito.

Normative e regolamenti

Dall’esigenza di conoscere gli effetti delle sostanze chimiche sull’ambiente e sull’uomo si è sviluppato, dopo lunghe trattative, il regolamento REACH (Registration, Evaluation, and Authorization of Chemicals), in altri termini la registrazione, valutazione ed autorizzazione delle sostanze chimiche per la valutazione degli effetti tossici delle sostanze chimiche. La protezione dell’ambiente risulta quindi essere oggi una delle sfide più difficili che l’uomo si trova ad affrontare.

Inquinamento

Definizioni e classificazioni

Per inquinamento s’intende la perturbazione degli equilibri di un ecosistema e si definisce inquinante una qualunque sostanza, di origine naturale o antropica (industriale, agricola, urbana) che può provocare un effetto dannoso sull’ambiente. L’inquinamento può provocare alterazione significativa delle caratteristiche fisico-chimiche dell’acqua, del suolo e dell’aria, modificando gli ecosistemi e creando disequilibri negli stessi.

Inquinamento e contaminazione vanno distinti, poiché un ambiente nel quale si verificano gli effetti dell’inquinamento può definirsi contaminato; pertanto un ambiente potrebbe essere inquinato, ma non contaminato, data l’assenza di produzione di effetti sull’ambiente da parte degli agenti inquinanti.

È possibile individuare numerose classificazioni di inquinamento che possono essere definite in base all’origine (urbano, industriale), in base all’ambiente o all’ecosistema interessato (atmosferico, suolo, acqua), in base al tipo di agente inquinante (polveri, metalli pesanti, rifiuti organici solidi), ma anche dal tipo di effetto prodotto nei diversi ecosistemi.

Inquinamento atmosferico

Il tasso di diminuzione della temperatura riferito ad un determinato tratto di altezza prende il nome di gradiente termico verticale dell’atmosfera. La regola secondo cui la temperatura si abbassa con l’aumentare della distanza dall’atmosfera dalla superficie terrestre subisce talune eccezioni chiamate inversioni termiche. Questi stati che possiamo ritrovare sia a livello del suolo che in quota costituiscono una sorta di coperchio per le sostanze inquinanti che vengono continuamente emesse per cui si genera il fenomeno della stagnazione. A causa delle inversioni termiche la deposizione dei contaminanti avviene nello stesso luogo in cui sono prodotti, non si realizza ossia la dispersione nell’ambiente.

Il vento può fare da diluitore dei contaminanti, in un certo qual modo grazie all’azione di questi ultimi un agente contaminante si disperde nell’atmosfera diluendosi. L’idea che i venti possano bonificare dall’inquinamento appartiene ai neoclassici. Si tratta ovviamente di una teoria inaccettabile poiché l’agente contaminante seppur disperso, nell’aria, nell’acqua o nel suolo resta lì, non si diluisce.

Facciamone un esempio: industria di cellulosa in Uruguay che smaltisce in mare 74 kg di mercurio l’anno con danni irreparabili per la flora e la fauna marina. Non c’è alcun effetto diluizione.

Composizione dell'aria e definizione di contaminazione

L’aria ha una determinata composizione:

• 78% Azoto (N₂)
• 20,1% Ossigeno (O₂)
• 0,03% Anidride Carbonica (CO₂)
• 0,9% Argon
• Restante parte sono gas di diversa natura

La modificazione dello stato naturale dell’aria dovuta alla presenza di una o più sostanze che ne modificano la costituzione naturale, avendo effetti dannosi su persone, animali e vegetali, prende il nome di inquinamento atmosferico.

Definizione di contaminazione: è l’alterazione dei livelli naturali degli elementi presenti nell’ambiente senza conseguenze dannose per gli ecosistemi e gli organismi. La contaminazione va distinta dall’inquinamento poiché quest’ultimo comporta necessariamente la creazione di un danno, dovuto ovviamente all’alterazione dei livelli naturali degli elementi. Qualsiasi elemento in natura se altamente concentrato risulta dannoso.

Possiamo distinguere due differenti forme di inquinamento:

• Inquinamento outdoor: afferiamo all’inquinamento esterno; generalmente con tale espressione si intende fare riferimento all’inquinamento atmosferico senza ulteriori specificazioni, in altri termini l’inquinamento dell’aria esterna.
• Inquinamento indoor: afferiamo invece all’inquinamento dell’aria all’interno degli ambienti confinati (abitazioni, uffici, ospedali, scuole…).

È l’organismo mondiale della sanità a stabilire i livelli di sicurezza e di rischio in ambienti di aria.

Le fonti inquinanti

Partiamo anzitutto dicendo che non è solo l’uomo a produrre inquinamento; nei fatti possiamo distinguere quattro fonti che ora elencheremo:

• Naturali: attività vulcanica, processi di erosione del suolo.
• Antropiche: traffico veicolare, processi industriali, combustioni.
• Fisse: impianti di riscaldamento industriali, centrali elettriche.
• Mobili: automezzi, aerei, navi.

NB: il fatto stesso che gli impianti siano progettati dall’uomo non li rende sicuri. (Esiste anche l’inquinamento acustico; ad esempio quando le abitazioni sono costruite nei pressi di aeroporti, allora non vi è stata correlazione tra diritto alla salute e gestione dell’amministrazione; lo stesso discorso vale per la costruzione degli inceneritori in zona rurale; non è sempre semplice far combaciare le due cose poiché spesso l’interesse economico sovrasta quello alla vita).

Principali inquinanti atmosferici

Quali sono i principali inquinanti atmosferici?

• Ossido di zolfo (SO): emissioni di industrie chimiche e farmaceutiche che producono danni agli esseri umani, uomo compreso.
• Ossido di azoto (NO): inquinante prodotto principalmente nelle zone fortemente urbanizzate. (Gli ossidi di zolfo e di azoto combinandosi deteriorano i monumenti)
• Monossido di carbonio (CO): prodotto da caldaie mal funzionanti; si tratta di un inquinante molto tossico che in più casi ha causato la morte dell’uomo.
• Diossido di carbonio (anidride carbonica CO₂): genera l’effetto serra; le eccessive emissioni di CO₂ creano una barriera che impedisce ai raggi solari di risalire dopo aver colpito la Terra causando un eccessivo riscaldamento della stessa. (I raggi solari scendono come ultravioletti e risalgono come infrarossi, restando tuttavia nell’atmosfera e cagionando l’aumento costante delle temperature).
• Idrocarburi al benzene: perdite ad esempio che possiamo ritrovare nei distributori di gasolio; nei fatti se tali derivati non sono ben conservati possono rilasciare nell’atmosfera sostanze inquinanti e dannose per l’uomo.
• Mercurio (Hg): è altamente tossico. In Sudafrica, ove manca l’informazione ambientale, i bambini presso le miniere d’oro (ove il mercurio è usato per l’estrazione) giocano con il mercurio. L’esposizione al mercurio per periodi di tempo prolungati può generare gravi problemi all’organismo umano ed ancor di più ai bambini che assorbono gli inquinanti in maniera più forte rispetto agli adulti.
• Particolato ambientale (PM10): afferiamo a tutte le polveri sospese nell’aria. Fino a 10 micron di diametro delle polveri si parlerà di PM10. Se tuttavia il diametro è di 2,5 micron allora avremo il PM2,5 o definito anche particolato fine. Quest’ultimo essendo più sottile è più facilmente assorbibile dagli organismi.

NB: tra il 2009 ed il 2011 il 96% degli abitanti del mondo è stato esposto a livelli di concentrazione nell’atmosfera di PM2,5 superiori ai livelli limite stabiliti dall’OMS e fino al 98% è stato esposto a livelli di ozono (O₃) superiori ai limiti.

Effetti degli inquinanti atmosferici

Quali sono gli effetti prodotti dagli inquinanti atmosferici?

• Monossido di carbonio: interferisce con la capacità del sangue di trasportare ossigeno.
• Ozono (O₃): anche l’ozono interferisce con i tessuti dell’apparato respiratorio; può creare infiammazioni o difficoltà respiratorie.
• Diossido di zolfo (SO₂): danneggia apparato respiratorio e circolatorio.
• Diossido di azoto (NO₂): effetti simili al diossido di zolfo.
• PM10: patologie varie al tratto respiratorio.

I contaminanti possono causare mutamenti del DNA. In Sicilia, causa sversamenti abusivi in mare, il livello di mercurio era aumentato di 20000 volte (ENI). Questi sversamenti consentivano alla società di abbattere i costi elevati di smaltimento (costi vivi). Ancora una volta questo dimostra la cattiva gestione amministrativa. Il mercurio sversato veniva tuttavia assorbito dalla fauna marina, che ingerita dall’uomo, aveva portato alla nascita di bambini mal formati. Non ci sono state denunce tuttavia e nonostante il danno cagionato l’ENI non ne ha pagato le conseguenze.

Ricordiamo anche il disastro di Seveso, dove un’industria chimica a causa di un mal funzionamento aveva rilasciato agenti contaminanti nell’atmosfera. Pur non causando morti istantanee la fuoriuscita di tali sostanze generò irritazioni in circa 240 persone. La normativa sulla sicurezza è tuttavia arrivata dopo; il disastro sopra citato risale al 1976.

Gli organi target dell’inquinamento sono fegato, reni e pancreas, ove i contaminanti si vanno a depositare.

Tipologie di inquinanti in funzione della concentrazione

In funzione della concentrazione possiamo distinguere due tipologie di inquinanti:

• Macro inquinanti: CO, CO₂, NO, NO₂, O₃, PM10, sostanze le cui concentrazioni sono dell’ordine dei mg/m³ o dei Mg/m³ (mg=milligrammo; Mg=microgrammo).
• Micro inquinanti: idrocarburi policiclici aromatici e le diossine, le cui concentrazioni sono nell’ordine di ng/m³ (un milionesimo al metro cubo). (ng=nanogrammo)

La concentrazione di un componente in una miscela è una grandezza che esprime il rapporto tra la quantità del componente rispetto alla quantità totale di tutti i componenti della miscela (compreso il suddetto componente), o, in alcuni modi di esprimerla, del componente più abbondante.

Tipologie inquinanti in funzione dell'origine

In funzione dell’origine possiamo invece distinguere inquinanti:

• Primari: non necessitano di modificazioni per essere tossici ma manifestano la loro tossicità nella forma e nello stato in cui sono immessi nell’atmosfera. (acido cloridrico, anidride solforosa).
• Secondari: sono derivanti dalla reazione degli inquinanti primari sotto l’influenza di catalizzatori chimici e fisici e si ritrovano nello smog fotochimico (ozono, acido solforico).

In soldoni un catalizzatore (enzimi, vitamine) viene impiegato per accelerare o rallentare una reazione chimica rispetto alla velocità (quindi al tempo) che avrebbe naturalmente. Un esempio pratico è quello delle marmitte catalitiche dei motori a benzina: la benzina super non viene più usata perché contiene il piombo e questo elemento si legherebbe al catalizzatore nella marmitta che trattiene gli inquinanti, inibendo la sua funzione, fino a quando la marmitta non riesce più a bloccare gli inquinanti che si formano durante la reazione di combustione.