inquinamento atmosferico

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L’inquinamento atmosferico rappresenta oggi una delle più gravi minacce per la salute pubblica a livello globale.

L’inquinamento atmosferico rappresenta oggi una delle più gravi minacce per la salute pubblica a livello globale. Secondo le stime dell’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), ogni anno circa 8 milioni di persone muoiono prematuramente a causa di malattie non trasmissibili legate all’esposizione all’aria inquinata, tra cui patologie respiratorie croniche, malattie cardiovascolari, tumori e disturbi neurologici. Ma l’impatto non si esaurisce in questi numeri drammatici: l’inquinamento atmosferico compromette la qualità della vita di milioni di persone, causando anni vissuti tra dispnea, attacchi d’asma, disturbi circolatori e, sempre più frequentemente, conseguenze meno visibili ma altrettanto gravi.

Infatti, le evidenze scientifiche più recenti lo associano anche a basso peso alla nascita, diabete, declino cognitivo, e problemi di salute mentale. L’inquinamento dell’aria non è un fenomeno isolato, ma parte integrante di un sistema complesso di crisi interconnesse – ambientali, sociali, economiche e sanitarie – che mettono a dura prova la resilienza dei sistemi di vita e di cura.

Le sue cause principali includono la combustione di combustibili fossili nei trasporti, nella produzione di energia e nei processi industriali, la scarsità di fonti energetiche pulite nelle abitazioni e nelle strutture sanitarie, le emissioni derivanti dalle pratiche agricole intensive, la cattiva gestione dei rifiuti e una pianificazione urbanistica poco sostenibile.

Queste fonti sono spesso concentrate in specifiche aree regionali, soprattutto vicino ai centri urbani o zone industriali, ma gli inquinanti possono essere trasportati per lunghe distanze dal vento e da altri fattori meteorologici, superando i confini regionali (ne è un esempio il fenomeno delle polveri sahariane che colpisce di più le aree contigue ma raggiunge grandi distanze).

L’inquinamento atmosferico aggrava i cambiamenti climatici e, a sua volta, ne subisce gli effetti. Il surriscaldamento del pianeta e la maggiore insolazione aumentano le concentrazioni di ozono, mentre il maggior rischio di incendi determina un aumento delle concentrazioni di particolato. Anche le alterazioni delle condizioni meteorologiche, come l’incremento della siccità e della ventilazione, influenzano la concentrazione e la dispersione degli inquinanti.

WHO, 2021: https://www.who.int/data/gho/data/themes/air-pollution

Principali Inquinanti Atmosferici

L’inquinamento atmosferico è uno dei problemi ambientali più gravi e diffusi a livello globale. Esso deriva da molteplici fonti antropiche e naturali ed ha impatti significativi sulla salute umana, sugli ecosistemi e sul clima. L’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha stimato che oltre il 99% della popolazione mondiale risulta esposta a valori potenzialmente dannosi di inquinamento atmosferico (WHO,2021), sottolineando quanto sia rilevante la criticità della situazione globale. Di seguito vengono descritti i principali inquinanti atmosferici, le loro fonti e i loro effetti.

Il particolato (PM) è costituito da un insieme di particelle solide che contengono materiale carbonaceo derivato dai processi di combustione, altre sostanze organiche (come gli idrocarburi policiclici aromatici), metalli e ioni inorganici e sostanze gassose intrappolate nelle particelle come biossido di azoto (NO2), anidride solforosa (SO2) e monossido di carbonio (CO).

Le polveri totali vengono generalmente distinte in tre classi in base alla dimensione delle particelle. Questa classificazione corrisponde alla capacità di penetrazione nelle vie respiratorie da cui dipende, di conseguenza, l’intensità degli effetti nocivi.

PM10 – particolato formato da particelle con diametro < 10 μm, una polvere inalabile, ovvero in grado di penetrare nel tratto respiratorio superiore (naso, faringe e laringe).

PM2.5 – particolato fine con diametro < 2.5 μm, in grado di penetrare nel tratto tracheobronchiale (trachea, bronchi, bronchioli).

PM0.1 – particolato ultrafine: diametro < 0.1 μm, è una polvere in grado di penetrare profondamente nei polmoni fino agli alveoli, superare la barriera alveolo-capillare e raggiungere il flusso sanguigno.

Il PM si origina sia per emissione diretta (particelle primarie) sia per reazione nell’atmosfera di composti chimici, quali ossidi di azoto e zolfo, ammoniaca e composti organici (particelle secondarie). Le sorgenti del particolato possono essere naturali (polveri del deserto, aerosol marino, eruzioni vulcaniche) e antropiche (combustioni dei motori, riscaldamento, residui dell’usura del manto stradale, dei freni e degli pneumatici dei veicoli e, emissioni di impianti industriali).

Gli ossidi di azoto (NOx) si formano da processi di combustione alle alte temperature, come quelli che avvengono nei motori dei veicoli (il traffico è di gran lunga la sorgente più importante per queste emissioni) e nelle industrie, in particolare nelle centrali per la produzione di energia.

Nonostante il contributo delle sorgenti naturali di NO2 (intrusione dalla stratosfera, eruzioni vulcaniche, fulmini) sia superiore a quello delle attività umane, i processi di combustione legati alla produzione di calore o energia (caldaie domestiche a gas) ed al traffico autoveicolare (soprattutto veicoli diesel) contribuiscono notevolmente ad aumentare la concentrazione dell’NO2 nelle aree urbane, al punto che l’NO2 è ragionevolmente considerato un tracciante dell’inquinamento da traffico.

Anche le emissioni di ammoniaca provenienti dall’agricoltura e dagli allevamenti contribuiscono in modo significativo ai processi atmosferici che portano alla formazione di ossidi di azoto e di altri inquinanti secondari, peggiorando così la qualità dell’aria e gli impatti sulla salute umana e sugli ecosistemi.

Il monossido di carbonio (CO) è un gas incolore e inodore che deriva principalmente dalla combustione incompleta dei carburanti.

È particolarmente pericoloso perché si lega all’emoglobina nel sangue, riducendo la capacità di trasporto dell’ossigeno e causando ipossia nei tessuti.

L’ozono (O3) troposferico non viene emesso direttamente ma si forma per reazioni chimiche tra ossidi di azoto e composti organici volatili sotto l’azione della luce solare.

A livello del suolo è un potente ossidante che può irritare gli occhi e le vie respiratorie e danneggiare le colture. È un inquinante presente specialmente durante la stagione estiva e può esercitare un ruolo nocivo sul sistema cardiovascolare soprattutto a livello acuto. (Bell et al 2004).

Il biossido di zolfo (SO2) è un gas dal caratteristico odore pungente che proviene principalmente dalla combustione di combustibili fossili contenenti zolfo, come carbone e petrolio.

Negli ultimi decenni, nei paesi economicamente sviluppati, il contenuto in zolfo dei carburanti è stato notevolmente ridotto; pertanto, oggi la fonte principale del biossido di zolfo è rappresentata dalle navi che usano petrolio grezzo come combustibile e dai processi industriali di fusione dei metalli.

Contribuisce alla formazione delle piogge acide e può causare problemi respiratori, soprattutto nei soggetti vulnerabili. È considerato un tracciante delle emissioni industriali e perciò riveste un ruolo fondamentale in aree sensibili ad alta pressione industriale.

I composti organici volatili (COV) sono un insieme eterogeneo di sostanze chimiche che evaporano facilmente nell’atmosfera.

Provengono da solventi, vernici, carburanti e processi naturali. Partecipano alla formazione dello smog fotochimico e possono avere effetti tossici.

Gli Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA) sono contaminanti organici presenti diffusamente nell’ambiente. Si ritrovano nell’atmosfera come residui delle combustioni incomplete proveniente da processi industriali, impianti di riscaldamento ed emissioni dei veicoli. Le molecole degli IPA sono costituite da tre o più anelli benzenici. Alcune di queste molecole sono costituite solo da idrogeno e carbonio, altre contengono anche atomi di altra natura, come azoto e zolfo.

Appartengono alla famiglia degli IPA alcune centinaia di composti molto eterogenei tra loro. Allo stato attuale delle conoscenze, le sostanze più tossiche sono le molecole che hanno da quattro a sette anelli benzenici.

Il componente più studiato è il benzo(a)pirene (BaP), un composto a cinque anelli, diffuso nell’ambiente a concentrazioni significative e dotato della più elevata tossicità, tanto da venire utilizzato per rappresentare l’inquinamento ambientale dell’intero gruppo degli IPA.

La valutazione dell’esposizione

In epidemiologia ambientale, l’esposizione si definisce come il contatto tra una persona e una sostanza presente nell’ambiente per un certo periodo di tempo e a una certa concentrazione. In parole semplici, si tratta di capire in che quantità e per quanto tempo un individuo entra in contatto con una sostanza potenzialmente dannosa, come gli inquinanti atmosferici. L’esposizione può avvenire principalmente tramite inalazione, ma in contesti particolari (ad esempio siti contaminati) può avvenire anche tramite ingestione o contatto con il suolo.

Spesso, nella pratica, il luogo di residenza viene considerato il principale indicatore del luogo di esposizione, anche se in alcuni studi si tiene conto anche del luogo di lavoro. Tuttavia, la letteratura mostra che usare la sola residenza generalmente non comporta errori significativi nella stima dell’esposizione (Hoek et al., 2024).

La valutazione dell’esposizione può avvenire tramite metodi diretti o metodi indiretti.

  • Metodi diretti: prevedono misurazioni effettuate direttamente su piccoli gruppi di persone, ad esempio tramite sensori personali. Sono molto accurati ma difficilmente applicabili a intere popolazioni.
  • Metodi indiretti: utilizzano modelli matematici o dati ambientali per stimare l’esposizione di intere comunità. Sono meno precisi a livello individuale, ma permettono di coprire territori vasti. L’esposizione stimata da questi metodi si basa su misure di concentrazioni ambientali e sul tempo trascorso dalla persona in attività a contatto con quelle concentrazioni.

Nei principali studi sugli effetti acuti dell’inquinamento sulla salute, ovvero gli studi di serie temporale che analizzano la mortalità/morbosità giornaliera, si utilizzano spesso dati provenienti dalle stazioni di monitoraggio della qualità dell’aria, raccolti giornalmente da un singolo o pochi siti di una città. In Italia, la rete di monitoraggio è gestita dal Sistema Nazionale di Protezione dell’Ambiente (SNPA), in collaborazione con l’Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA) e le Agenzie Regionali (ARPA).

Per ottenere stime più dettagliate, anche su zone senza monitoraggio diretto, e poter effettuare dei confronti spaziali, si utilizzano diversi modelli (Hoek et al., 2017) ad esempio:

  • Modelli di dispersione: usano equazioni matematiche per prevedere come gli inquinanti si muovono nell’atmosfera, considerando fattori come emissioni da camini industriali o traffico stradale, velocità e direzione del vento, temperatura, ecc. Ricostruiscono le variazioni spaziali e temporali dell’inquinamento.
  • Modelli Land-Use Regression (LUR): modelli statistici che associano le misure dei contaminanti con caratteristiche del territorio, come reti stradali, densità di popolazione, copertura del suolo e orografia, permettendo di stimare le concentrazioni a livello intra-urbano.
  • Modelli di machine learning: recenti studi in Italia hanno utilizzato tecniche come i modelli Random Forest per stimare concentrazioni di PM10, PM2,5, NO2 e O3 a elevata risoluzione spaziale e temporale, anche a livello nazionale (Stafoggia et al., 2019).

Nonostante l’accuratezza dei modelli utilizzati, la stima dell’esposizione può comunque essere soggetta a errori, detti misclassificazioni:

  1. Non-differenziale: quando l’errore è casuale e coinvolge allo stesso modo tutti i gruppi confrontati. Spesso riduce la stima dell’effetto dell’inquinamento sulla salute.
  2. Differenziale: quando l’errore varia tra gruppi diversi, ad esempio tra malati e sani. Può portare a risultati distorti dello studio.

Per ridurre gli errori, è importante utilizzare informazioni omogenee su tutto il territorio in studio (cioè, ottenute sulla base di dati o modelli standardizzati sull’intera area).

Gli studi epidemiologici distinguono tra:

  • Esposizioni acute: breve durata, che possono scatenare effetti immediati sulla salute, come irritazioni respiratorie o picchi di ricoveri ospedalieri.
  • Esposizioni croniche: lungo termine, che possono aumentare il rischio di malattie respiratorie, cardiovascolari o altri effetti cronici.

La valutazione accurata dell’esposizione è quindi un elemento chiave per comprendere l’impatto dell’inquinamento sulla salute pubblica e per guidare politiche di prevenzione e tutela ambientale.

Effetti sulla salute respiratoria

Gli inquinanti come PM2.5, O₃ e NO₂ sono in grado di penetrare profondamente nei polmoni, provocando infiammazione, danni cellulari e stress ossidativo, che a loro volta contribuiscono all’insorgenza di diverse patologie.

Tra le malattie più comuni troviamo:

  • Asma bronchiale (sia nei bambini che negli adulti): l’inquinamento atmosferico è associato all’aumento dei sintomi (dispnea, tosse, respiro sibilante), alle riacutizzazioni e all’insorgenza di nuovi casi. I bambini esposti al traffico urbano, ad esempio, mostrano un rischio aumentato di sviluppare asma.
  • Bronchite cronica: è più frequente nei soggetti esposti a lungo termine a PM2.5 e gas irritanti, che causano infiammazione persistente delle vie aeree.
  • BPCO: l’inquinamento atmosferico può sia aggravare i sintomi nei pazienti già affetti (con un maggior numero di riacutizzazioni e un più rapido declino della funzione polmonare), sia contribuire allo sviluppo della malattia nei soggetti sani, specialmente nei Paesi dove l’esposizione è elevata e continua.
  • Fibrosi polmonare idiopatica: è una malattia rara ma grave, caratterizzata dalla progressiva cicatrizzazione del tessuto polmonare. L’inquinamento atmosferico, in particolare il PM2.5, è emerso come un possibile fattore scatenante o accelerante del processo fibrotico.
  • Cancro ai polmoni: è uno degli effetti più gravi associati all’inquinamento atmosferico. Anche in assenza di fumo di sigaretta, l’esposizione a lungo termine al PM2.5 è stata collegata a un aumento significativo del rischio di sviluppare tumori polmonari. L’Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC) ha classificato i gas di scarico dei motori diesel come cancerogeni per l’uomo (Gruppo 1).
  • Infezioni respiratorie: l’inquinamento atmosferico riduce le difese immunitarie, facilitando l’insorgenza di bronchiti, polmoniti e altre infezioni delle vie aeree, soprattutto nei bambini, negli anziani e nei soggetti immunocompromessi.

Secondo i dati del Global Burden of Disease, il particolato PM2.5 è stato il quinto principale fattore di rischio globale per carico di malattia nel 2021, ed è responsabile di centinaia di migliaia di decessi ogni anno in Europa. Di questi, il 6,3% è attribuito alla BPCO e l’8,3% al cancro polmonare, con un impatto elevato anche su disabilità e ospedalizzazioni.

Popolazioni vulnerabili/suscettibili

Gli individui suscettibili e vulnerabili hanno un rischio maggiore di subire gli effetti dell’inquinamento atmosferico. La suscettibilità si riferisce alla probabilità di subire effetti negativi sulla salute a causa dell’esposizione all’inquinamento atmosferico ed è influenzata da fattori biologici come: genetica, età, gravidanza e condizioni di salute preesistenti.

La vulnerabilità si riferisce alle caratteristiche che aumentano il potenziale di conseguenze negative derivanti dall’esposizione all’inquinamento atmosferico. Dipende da fattori sociali, economici o ambientali.  Alcune categorie sono particolarmente suscettibili e/o vulnerabili agli effetti nocivi dell’aria inquinata. Tra queste ci sono i bambini, che respirano più aria rispetto al peso corporeo, hanno un sistema immunitario immaturo, vivono più vicino al suolo (dove alcuni inquinanti raggiungono picchi di concentrazione) e possono trascorrere molto tempo all’aperto, giocando e svolgendo attività fisica in luoghi dove l’aria è potenzialmente inquinata. Anche gli anziani sono più suscettibili all’inquinamento atmosferico a causa del declino fisiologico, della presenza di malattie croniche e di una minore capacità di difesa e recupero dell’organismo.

Le disuguaglianze ambientali aumentano la disparità: mentre nei Paesi ad alto reddito l’inquinamento è in diminuzione, nei Paesi a basso reddito è in aumento, con gravi conseguenze sulla salute pubblica. Queste dinamiche contribuiscono all’ingiustizia ambientale e pongono interrogativi urgenti sul diritto universale alla salute.

Le nuove linee guida OMS ed i piani regionali della qualità dell’aria

Nel 2021 l’OMS ha emanato linee guida aggiornate e più restrittive sulla qualità dell’aria che abbassano i limiti raccomandati. Tali limiti si basano sulla revisione sistematica della letteratura scientifica degli ultimi 15 anni, degli studi epidemiologici sugli effetti sulla salute e sulla meta-analisi della stima degli effetti quantitativi osservati: le evidenze mostrano effetti negativi sulla salute anche a concentrazioni più basse rispetto a quelle riconosciute in precedenza indispensabili per tutelare i gruppi più vulnerabili (bambini, anziani e persone con malattie croniche).

https://www.who.int/publications/i/item/9789240034228

È stata di recente approvata dal Parlamento Europeo la revisione della Direttiva per la qualità dell’aria (https://oeil.secure.europarl.europa.eu/oeil/popups/ficheprocedure.do?reference=2022/0347(COD)&l=en), che sarà adottata dagli Stati membri. Si tratta dello strumento base che regola la tutela dei cittadini europei nei confronti degli inquinanti dell’aria e l’azione degli Stati membri. La nuova Direttiva mira ad allineare le regole UE con le più recenti linee guida dell’OMS sulla qualità dell’aria.

La normativa ha fissato valori limite e obiettivi più rigorosi da raggiungere entro il 2035 per diversi inquinanti, tra cui particolato (PM2.5, PM10), NO2 (biossido di azoto), SO2 (anidride solforosa) e O3 (ozono). Tra i cambiamenti principali troviamo l’abbassamento dei valori limite annuali per gli inquinanti con documentato impatto sulla salute umana.

InquinanteRevisione della Direttiva (2024)Limite vigente (Dlgs 155/2010)Linee Guida OMS (2021)
PM2.510µg/m³25µg/m³5µg/m³
PM1020µg/m³40µg/m³15µg/m³
NO220µg/m³40µg/m³10µg/m³

Gli strumenti che le regioni adottano per ridurre l’impatto dell’inquinamento atmosferico sull’ambiente e sulla salute umana sono i piani per la qualità dell’aria, strumenti fondamentali attraverso cui ogni regione sviluppa strategie mirate per affrontare le problematiche specifiche del proprio territorio, stabilendo obiettivi di riduzione delle emissioni e promuovendo pratiche sostenibili nei settori chiave come traffico, industria e agricoltura.

I piani mirano a migliorare la qualità dell’aria definendo gli obiettivi e le azioni necessarie per raggiungerli, come la riduzione delle emissioni e la promozione di comportamenti sostenibili. I piani regionali di qualità dell’aria permettono di affrontare l’inquinamento a livello locale, tenendo conto delle specificità territoriali. Tuttavia, questi piani variano da una regione all’altra, creando disparità nella qualità dell’aria e nella salute delle popolazioni locali. Dovrebbe invece essere promossa una stretta collaborazione tra le regioni per coordinare le loro azioni e garantire che le misure adottate siano efficaci non solo a livello locale, ma anche su scala nazionale.

Una cooperazione interregionale permetterebbe di affrontare l’inquinamento in maniera sistematica e integrata, ridurre le disparità tra le diverse aree e garantire una qualità dell’aria più omogenea su tutto il territorio nazionale. Ciò consentirebbe di sfruttare al meglio le risorse e le competenze di ciascuna regione, promuovendo soluzioni innovative e ottimizzando le politiche ambientali. L’obiettivo finale dovrebbe essere quello di integrare il tema della riduzione dell’inquinamento atmosferico nella questione più ampia e globale della mitigazione del cambiamento climatico, con benefici duraturi a lungo termine per la salute dei cittadini e la sostenibilità ambientale.

Le azioni

Nelle attività di comunicazione ai cittadini e a tutti i portatori di interesse (“stakeholder”) degli effetti sulla salute dell’inquinamento atmosferico bisogna considerare alcuni aspetti fondamentali: il continuo aggiornamento delle conoscenze scientifiche, la valutazione dell’impatto sanitario anche in relazione alle diverse politiche ambientali adottate, e una più specifica conoscenza dei livelli di inquinamento atmosferico nei luoghi in cui le persone vivono o lavorano. Le evidenze vanno dunque comunicate a tutti i soggetti interessati, gli amministratori e i cittadini, in modo da favorire un cambiamento culturale generale e creare un processo virtuoso di condivisione delle responsabilità.

Comprendere l’impatto sulla salute dell’inquinamento atmosferico, in termini, ad esempio, di mortalità, morbosità o anni di vita aggiustati per disabilità (Disability Adjusted Life Years – DALYs) non è semplice, così come non è semplice valutare adeguatamente il guadagno di salute che deriva dalle diverse politiche che possono essere attuate. C’è bisogno quindi di un sistema che sia in grado di eseguire una valutazione di impatto sanitario continua basata su metodologie moderne e scientificamente valide. Le concentrazioni degli inquinanti atmosferici variano di giorno in giorno e può essere difficile capire la differenza tra un giorno con bassi livelli di inquinamento e uno in cui, al contrario, si registrano livelli elevati della concentrazione degli inquinanti. Inoltre, le persone esposte possono subire le conseguenze dell’inquinamento, anche se non hanno mai avuto problemi di salute. Per queste ragioni e per garantire una vasta diffusione degli obiettivi, delle azioni, dei progressi e, infine, dei risultati del progetto, è fondamentale che tutte le parti coinvolte, i responsabili politici, i cittadini dispongano costantemente di informazioni circa i livelli di inquinamento atmosferico nelle città, conoscano la variabilità spaziale all’interno della città e abbiamo contezza dell’impatto sulla loro salute.

La conoscenza dei principali inquinanti atmosferici è fondamentale per adottare politiche e comportamenti mirati a ridurne le emissioni. Ad esempio, l’industria dovrebbe implementare tecnologie pulite, diminuire le emissioni e recuperare il metano dai rifiuti sotto forma di biogas. È inoltre essenziale promuovere un’energia domestica più pulita e accessibile per cucinare, riscaldare e illuminare in modo sostenibile. Nei trasporti occorre passare a fonti pulite, potenziare il trasporto urbano, promuovere la mobilità sostenibile, oltre a utilizzare veicoli e carburanti a basse emissioni. L’urbanistica dovrebbe puntare su edifici energeticamente efficienti e città più verdi. Per la produzione energetica è necessario aumentare le fonti rinnovabili prive di combustione, come solare, eolica e idroelettrica, incoraggiando anche la cogenerazione e le reti distribuite come mini-grid e pannelli solari sui tetti. La gestione dei rifiuti urbani e agricoli richiede strategie di riduzione, separazione, riciclo e riuso, preferendo metodi biologici come la digestione anaerobica per produrre biogas.

Attualmente numerosi progetti internazionali mirano a costruire evidenze e stimare l’impatto dell’inquinamento atmosferico sulla salute. Tra questi, si riportano i progressi compiuti in due progetti dell’OMS in corso: l’aggiornamento dei rischi per la salute derivanti dall’inquinamento atmosferico in Europa (HRAPIE-2) e la stima della morbosità causata dall’inquinamento atmosferico e dei relativi costi economici (EMAPEC).

HRAPIE-2 fornisce aggiornamenti fondamentali sulle funzioni concentrazione-risposta, che descrivono la forza con cui i diversi livelli di inquinamento atmosferico influenzano la mortalità, nonché indicazioni più specifiche sulla valutazione dei rischi per la salute.

Per quanto riguarda EMAPEC è stata proposta una metodologia per la valutazione economica su alcuni esiti di morbosità selezionati, applicata a casi di studio illustrativi sia a livello nazionale che locale.

Bibliografia

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