Lo sviluppo economico, industriale e demografico avvenuto nel corso degli ultimi 200 anni, oltre ad un marcato miglioramento della qualità della vita ha contestualmente provocato dei profondi mutamenti nell’ambiente nel quale viviamo, alterando, in alcuni casi, gli equilibri naturali. Tutte le matrici ambientali sono state interessate negli ultimi 200 anni da forti pressioni antropiche: pensiamo all’uso del suolo, sempre più occupato da insediamenti abitativi ed industriali, all’inquinamento delle acque, nelle quali sono state riversate enormi quantità di sostanze pericolose per la salute e il cui utilizzo indiscriminato ha generato problemi di siccità e, nel caso specifico, all’inquinamento dell’aria. Nell’atmosfera sono state riversate enormi quantità di sostanze inquinanti derivanti dalle attività industriali e residenziali dell’uomo. Per parlare in modo semplice e comprensibile di qualità dell’aria che respiriamo è indispensabile definire cosa si intende per inquinamento atmosferico. La normativa italiana (DPR 203/88) introduce una definizione molto precisa per caratterizzare questo fenomeno, ovvero ogni modificazione della normale composizione o stato fisico dell’aria atmosferica, dovuta alla presenza nella stessa di uno o più sostanze in quantità e con caratteristiche tali da alterare le normali condizioni ambientali e di salubrità dell’aria; da costituire pericolo ovvero pregiudizio diretto o indiretto per la salute dell’uomo; da compromettere le attività ricreative e gli altri usi legittimi dell’ambiente; alterare le risorse biologiche e gli ecosistemi ed i beni materiali pubblici e privati. L’inquinamento atmosferico quindi non è altro che il risultato dell’immissione in atmosfera, accidentale o meno, antropica o naturale, di sostanze tossiche per l’uomo o per l’ambiente nel suo complesso. Finora sono stati catalogati circa 3.000 contaminanti dell’aria, essenzialmente di origine antropica (processi industriali, mezzi di trasporto, agricoltura, ecc.). Le modalità di produzione e di liberazione in atmosfera dei vari inquinanti sono estremamente varie e possono essere più o meno intenzionali, allo stesso modo sono moltissime le variabili fisiche che possono intervenire nella loro diffusione. A prescindere dalla loro origine, i contaminanti atmosferici sono classificati come primari se immessi tal quali nell’ambiente (ad esempio il biossido di zolfo ed il monossido di azoto) e come secondari se prodotti dagli inquinanti primari attraverso reazioni chimico-fisiche (ad esempio l’ozono). Gli inquinanti primari sono sostanze emesse nel corso di processi di varia natura. I più comuni sono il monossido di carbonio, il biossido di carbonio, gli ossidi di azoto (principalmente sottoforma di monossido di azoto), le polveri, gli idrocarburi incombusti, il biossido di zolfo e i mercaptani in genere. Dopo la loro emissione in atmosfera, tali inquinanti sono soggetti a processi di diffusione, trasporto e deposizione. Subiscono inoltre dei processi di trasformazione chimico-fisica che possono portare alla formazione di inquinanti secondari spesso più tossici dei composti originari. Gli inquinanti secondari derivano dalla reazione chimica di inquinanti primari, tra loro o con costituenti di base dell’atmosfera. Tra questi vi sono l’ozono, gli acidi nitrico e nitroso, il perossiacetilnitrato o PAN, originati dalla reazione tra ossidi di azoto e idrocarburi in presenza di luce solare (smog fotochimico). Possono essere di natura secondaria anche il particolato atmosferico e gli ossidi di azoto. Nonostante l’inquinamento di origine antropica sia sicuramente il maggiore responsabile del deterioramento della qualità dell’aria, non è da trascurare l’inquinamento di origine naturale. Gli inquinanti atmosferici di origine naturale sono da sempre presenti sul pianeta. Le polveri e i vari gas emessi dai vulcani, dagli incendi delle foreste e dalla decomposizione dei composti organici entrano in atmosfera ad intervalli più o meno regolari e in qualche caso a livelli che possono causare degli effetti drammatici a carico dell’ambiente. L’impatto di tali inquinanti sull’uomo dipende dalla zona di produzione degli inquinanti e dalla loro dispersione. Le grandi sorgenti fisse, spesso localizzate lontano dai grandi centri abitati, disperdono nell’aria, a grandi altezze, gli inquinanti, mentre il riscaldamento domestico ed il traffico producono inquinanti che si liberano a livello del suolo in aree densamente abitate. Come conseguenza, le sorgenti mobili e quelle fisse di piccole dimensioni contribuiscono in modo maggiore all’inquinamento dell’aria nelle aree urbane e, di conseguenza, attentano alla salute pubblica molto di più di quanto non si potrebbe supporre facendo un semplice confronto quantitativo fra i vari tipi di emissioni. La concentrazione degli inquinanti nell’aria è determinata da diversi fattori:

•          dalla quantità dei contaminanti presenti nelle emissioni;

•          dal numero e dal concentramento delle sorgenti inquinanti;

•          dalla distanza dai punti di emissione;

•          dalle trasformazioni chimico-fisiche alle quali sono sottoposte le sostanze emesse;

•          dalla eventuale velocità di ricaduta al suolo;

•          dalla situazione morfologica delle aree interessate all’inquinamento;

•          dalle condizioni meteorologiche locali e su grande scala.

Particolarmente importante, per la comprensione della nascita, della gravità e dello sviluppo nel tempo di un fenomeno di inquinamento atmosferico è la conoscenza delle condizioni e delle caratteristiche meteorologiche. Infatti, la dispersione dei contaminanti in atmosfera è determinata da fenomeni di diffusione turbolenta e di trasporto delle masse d’aria, mentre la rimozione degli stessi è determinata dai vari processi di deposizione. Entrambi questi fenomeni sono strettamente dipendenti dalla meteorologia che regola il comportamento delle masse d’aria nella troposfera (lo strato più basso dell’atmosfera). Su scala locale il fattore che più influenza il trasporto e la diffusione atmosferica degli inquinanti è l’intensità del vento; inoltre un ruolo notevole è svolto dalle precipitazioni che contribuiscono a dilavare l’aria dai contaminanti. Di solito le zone più soggette a fenomeni di inquinamento sono le zone urbane ed industriali, soprattutto se si trovano in aree dove sono presenti dei naturali impedimenti alla circolazione dell’aria: ad esempio le valli chiuse da montagne, che possono presentare problemi di ristagno per la ridotta ventilazione atmosferica. Altri fattori che rivestono una notevole importanza negli episodi da inquinamento acuto sono l’intensità della luce solare e l’alta temperatura, che in determinate condizioni possono portare al manifestarsi dello smog fotochimico. In genere le concentrazioni dei contaminanti atmosferici risultano minori quando il vento è almeno moderato e l’atmosfera è instabile nei bassi strati. Al contrario, le concentrazioni degli inquinanti sono elevate in presenza di nebbia persistente oppure in assenza di vento o quando si è in presenza di inversioni termiche. Questi fenomeni atmosferici impediscono il normale rimescolamento delle masse d’aria: normalmente la temperatura dell’aria decresce con la distanza dal suolo (circa 7°C per Km) e questo fa sì che le masse d’aria più calde, essendo meno dense, salgano e prendano il posto dell’aria più fredda. Questo spostamento di strati di aria calda inquinata e di aria fredda pulita dà luogo a fenomeni di rimescolamento della troposfera con conseguente diminuzione della concentrazione dei contaminanti atmosferici. In alcuni casi la presenza di strati d’aria più calda a qualche decina o centinaia di metri d’altezza (inversione termica) impedisce agli strati sottostanti di rimescolarsi e ciò dà luogo ad un ristagno al suolo degli inquinanti con conseguente peggioramento della qualità dell’aria. Le inversioni termiche si formano solitamente nelle notti limpide subito dopo il tramonto, a causa del rapido raffreddamento del terreno (che a sua volta provoca un rapido raffreddamento dell’aria con cui è a contatto). Questo fenomeno è detto inversione termica di tipo radiativo e in genere termina col riscaldamento mattutino della superficie terrestre; se questo non avviene gli inquinanti si possono accumulare anche per più giorni consecutivi.