Ricerca integrata sull’inquinamento ambientale

aperturaNon solo l’inquinamento atmosferico nel mirino degli studiosi, ma anche quello acustico. Lo studio è effettuato per mezzo di un dirigibile per rilevare nuove informazioni utili per lo studio dell’inquinamento. Abbiamo incontrato i professori Ezio Bolzacchini e Giovanni Zambon dell’Università degli Studi di Milano–Bicocca. Il primo da circa 20 anni si occupa del particolato atmosferico e dei suoi effetti sull’ambiente, mentre il secondo si occupa di acustica ambientale. In questa intervista ci spiegano quali effetti il particolato atmosferico ha sull’ambiente, sulla salute dei cittadini e le ricadute socio-economiche.

Professor Bolzacchini in che cosa consiste l’inquinamento atmosferico e acustico?
Il particolato atmosferico è un mix complesso di particelle solide/liquide emesse da sorgenti antropiche e naturali. Le sorgenti primarie emettono particolato direttamente in atmosfera: come i veicoli a motore, la combustione di biomasse, gli impianti industriali, detriti della vegetazione, sale marino e la risospensione della polvere del suolo. Il particolato secondario si forma in atmosfera a partire da precursori gassosi, attraverso reazioni chimiche e la formazione e/o crescita di particelle. Ovviamente ciò che crea più problemi è quello che noi introduciamo in atmosfera, come il black carbon, che è la parte nera del particolato atmosferico, dato il suo elevato potere assorbente è considerato la seconda specie riscaldante in atmosfera dopo l’anidride carbonica, quindi da questo punto di vista estremamente importante. Il particolato atmosferico è caratterizzato per le sue dimensioni, PM10, PM 2,5, PM 1, nanoparticelle; definizioni date dall’United States Environmental Protection Agency per quanto riguarda gli effetti sulla salute dell’uomo poiché il nostro organismo non è capace di trattenere materiale particellato inferiore a 10 micron, quindi può entrare nell’organismo ed espletare il suo effetto. Oltre sulla salute umana, il particolato atmosferico può avere effetti importanti anche a livello industriale, come per esempio le camere pulite dove vengono costruite le CPU degli elaboratori elettronici, sono ambienti in cui il numero delle particelle è estremamente basso, oppure le sale operatorie. Un altro aspetto importante è la corrosione, che può derivare dal particolato atmosferico sui circuiti quando raggiunge il punto di deliquescenza, cioè la componente solubile del particolato che in presenza di umidità può passare in fase liquida ed espletare i suoi effetti corrosivi, infatti tra le componenti sono presenti acido nitrico, acido solforico, sebbene neutralizzato da ammoniaca. La dimostrazione di ciò è possibile osservarla sulla degenerazione dei componenti elettronici contenuti nei data center, da qui l’esigenza di impiegare filtri per filtrare l’aria che entra nei locali che contengono le attrezzature. Per quanto riguarda il particolato secondario un esempio è quello contenuto nell’atmosfera della città di Milano che ammonta a circa il 30-40%, a seconda della stagione, cioè che si origina in atmosfera. Questo risulta interessante, poiché sono le fonti indirette che emettono composti gassosi che portano alla formazione di particolato, quindi più difficile da controllare che non le sorgenti dirette. L’inquinamento acustico è ovviamente dato dal rumore e viene normalmente considerato 70 decibel come valore limite assoluto su tutto il territorio nazionale, ma i limiti variano a seconda del territorio e della sua destinazione d’uso, si può considerare nei primi 150 metri la quota in cui si manifesta e dovrebbe diminuire all’aumentare della distanza. Gli studi che effettuiamo sono quelli di correlare la qualità e quantità del rumore in funzione dell’altezza, poiché questo è ancora poco studiato, soprattutto nei profili verticali. Inoltre, è importante conoscere quali possono essere gli effetti dello strato di inversione sulla propagazione del rumore. La strato di inversione è uno strato d’aria in cui la temperatura si inverte, invece di diminuire con l’altezza aumenta, questa fascia di aria calda è quella che trattiene al suolo gli inquinanti e in parte anche il rumore, soprattutto nel periodo invernale dove abbiamo grande stabilità atmosferica. Nella valle del fiume Po questo effetto è molto marcato, perché può essere considerata come un catino circondato da rilievi montuosi, così il fenomeno si manifesta in maniera preponderante. Nel periodo invernale, quando si osservano periodi di inquinamento acuto, lo strato di inversione raggiunge al massimo i trecento metri, ciò significa che al mattino lo strato è circa sui settanta metri, poi il riscaldamento dovuto al sole fa si che raggiunga i trecento metri e poi ricominci a scendere. In questi periodi le emissioni che vengono prodotte rimangono al di sotto dello strato, così giorno dopo giorno si accumula e spiega il grande aumento di concentrazione che abbiamo in quel periodo. Anche l’inquinamento acustico, al di sotto dello strato di inversione, è più elevato perché viene riflesso al suolo si disperde meno, di conseguenza è importante effettuare questo tipo di studi per comprendere bene il fenomeno in ambiente urbano.

Gruppo di Ricerca

Gruppo di Ricerca

Ci può parlare della ricerca che sta conducendo, con il dirigibile Bicocca, per studiare l’inquinamento atmosferico e acustico di Milano?
Sono oltre dieci anni che effettuiamo studi sui profili verticali, l’obiettivo di questa linea di ricerca è lo studio delle variazioni lungo i profili verticali delle proprietà dell’aerosol (concentrazione, distribuzione dimensionale, composizione chimica e proprietà ottiche) e dei composti organici volatili (VOCs). La determinazione delle loro variazioni con la quota è alla base della comprensione della dispersione degli inquinanti in atmosfera, la determinazione dell’altezza dello strato di rimescolamento, la determinazione del forcing radiativo dell’aerosol, la determinazione delle concentrazioni al suolo di PMx mediante dati satellitari e infine la determinazione delle cinetiche legate alla formazione dell’ozono nella bassa troposfera. I profili verticali possono essere effettuati in qualunque località. Utilizziamo un dirigibile per effettuare le misurazioni, è fra i pochi al mondo utilizzati per questo genere di esperimenti, ha una lunghezza di 14 metri e un diametro di quattro, contiene circa 90 metri cubi di elio e può trasportare fino a 40 chilogrammi di strumentazioni. In questo modo possiamo studiare come variano le particelle lungo l’altezza, questo è un grande pregio poiché questo tipo di aeronave non bruciando nulla non emette particolato atmosferico, quindi le misurazioni ottenute non sono distorte. La strumentazione permette il conteggio delle particelle e di misurare la loro dimensione, inoltre trasporta una stazione meteo completa (capace di rilevare la temperatura, la pressione, l’umidità relativa, la velocità e la direzione del vento), un sistema per misurare black carbon, quindi effettua una speciazione chimica del particolato, importante per studiare il tasso di riscaldamento dell’atmosfera in funzione della presenza del black carbon presente nel particolato atmosferico, infine il dirigibile trasporta un fonometro.

1INQUINAMENTO INDOOR
Negli ambienti confinati sono presenti inquinanti atmosferici che provengono in parte dall’ambiente esterno e in parte da sorgenti presenti indoor, quali alcune attività umane o la presenza di strumentazione. L’inquinamento dell’aria indoor può avere importanti effetti negativi non solo per l’uomo, ma anche per i materiali presenti negli ambienti confinati, che possono subire alterazioni fisico-chimiche con relativo danno. L’indoor air pollution viene studiata sotto tutti questi aspetti, in particolare mirando a valutare la presenza e concentrazione di composti tossici per l’uomo, il danno per i beni culturali e, infine, l’effetto della deliquescenza dell’aerosol sulla funzionalità dei circuiti elettrici.

IL FUTURO DELLA RICERCA
Continueranno la loro ricerca per studiare il riscaldamento dell’atmosfera, i loro sforzi sono rivolti a capire cosa provoca la quantità di black carbon attualmente presente in atmosfera, quale aumento di temperatura può provocare nelle grandi metropoli. Questo è un dato estremamente importante, poiché poi si manifesta un circolo vizioso. Più aumenta la temperatura, più si consuma energia per il raffrescamento, con conseguente aumento di emissioni. Ciò comporta rilevanti effetti ambientali, ricadute sulla salute dei cittadini e conseguenze socio-economiche.

di Marco Colombini

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