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ALDEIDI E SOSTANZE ORGANICHE VOLATILI

Monitoraggio outdoor di inquinanti aerodispersi non convenzionali durante il lockdown di aprile 2020

Nel periodo fra il 2014 e il 2017 ARPA Piemonte ha promosso un progetto per la valutazione di inquinanti aerodispersinon convenzionali in ambiente esterno (outdoor). 

Il progetto era finalizzato a misurare la concentrazione di sostanze che possono essere considerate ubiquitarie, ma che normalmente non vengono controllate dal sistema di monitoraggio della qualità dell’aria: le misure di tali composti non sono infatti previste da alcuna normativa in materia di qualità dell’aria. Sono stati, quindi, ricercati i seguenti parametri: aldeidi, idrocarburi aromatici, tetracloruro di carbonio e alcuni solventi alogenati.

L’attenzione si è concentrata su tali sostanze per via delle loro caratteristiche tossicologiche (alcuni composti sono cancerogeni o sospetti cancerogeni, tossici per via inalatoria, irritanti per le vie respiratorie e per la cute) e per il loro ampio utilizzo nei processi industriali. La loro presenza in aria è stata riscontrata in tutti i campioni prelevati, a dimostrazione della loro notevole diffusione nel territorio.

L’acquisizione di informazioni sulla loro dispersione in aria ha permesso di affinare le conoscenze in materia di prevenzione dell’esposizione negli ambienti di vita e di lavoro, oltre a fornire elementi utili per altre indagini ambientali.
 
Nel mese di marzo 2020, la pandemia di COVID-19 ha causato un blocco di numerose attività con una fortissima limitazione delle emissioni da impianti industriali ed una netta contrazione del traffico veicolare, situazione del tutto eccezionale dal punto di vista della osservazione dell’inquinamento ambientale.

Si è infatti ridotto in maniera drastica il contributo all’inquinamento atmosferico da parte delle fonti emissive primarie, con effetti differenti sugli inquinanti secondari, in particolare quelli ad alta persistenza.

Nel periodo che va dal 22 aprile al 6 maggio 2020 ARPA Piemonte ha dunque ripetuto il monitoraggio degli inquinanti già misurati tra il 2014 e il 2017 nei medesimi punti e con la stessa modalità di prelievo: (sistemi passivi). I dati sono stati confrontati con i valori dei precedenti monitoraggi misurati nelle varie postazioni tra marzo 2014 e gennaio 2017 con le medesime modalità di prelievo e analisi, in modo da acquisire ulteriori informazioni sulla loro presenza in atmosfera,attraverso  il confronto con i dati degli anni precedenti, e indicazioni su quali siano le fonti che ne causano la dispersione in aria.

I campionatori passivi sono stati esposti presso sette cabine per il monitoraggio della qualità dell'aria gestite da Arpa Piemonte, quali:
  1. Druento La Mandria (TO); 
  2. Torino, via Rubino; 
  3. Carmagnola (TO); 
  4. Revello Staffarda (CN) 
  5. Asti, via Salvo d’Acquisto; 
  6. Vinchio (AT); 
  7. Cerano (NO). 
  8. Oltre ad una ulteriore postazione di monitoraggio posizionata presso il Parco Lorenzoni di Grugliasco (Laboratorio Specialistico del Nord Ovest).  

Nella tabella 1 sono riportati gli analiti quantificati.

Tabella 1
Sostanze ricercate

ALDEIDI

Formaldeide

Acetaldeide

Benzaldeide

Butilaldeide

Propionaldeide

Valeraldeide

Esanale

Isovaleraldeide

SOSTANZE ORGANICHE VOLATILI

Benzene

Toluene

Etilbenzene

o,m,p Xileni

1,2,4 Trimetilbenzene

Diclorometano

Tetracloruro di carbonio

Tetracloroetilene

Cloroformio

1,1,1-Tricloroetano

1,2- Dicloroetano

Tricloroetilene


Metodica di prelievo e analisi Aldeidi sistema passivo Radiello®:
la cartuccia in rete di acciaio inossidabile riempita di Florisil® rivestito di 2,4-dinitrofenilidrazina viene inserita nel corpo diffusivo (codice 120-1) ed esposta per circa sette giorni. Le aldeidi reagiscono con la 2,4-DNPH per dare il corrispondente 2,4-dinitrofenilidrazone. Gli idrazoni prodotti per derivatizzazione vengono, quindi, estratti con acetonitrile ed analizzati mediante HPLC in fase inversa con rivelatore UV-DAD.


Campionatori passivi esposti in outdoor

Metodica di prelievo e analisi SOV con desorbimento chimico sistema passivo Radiello®:
la cartuccia è costituita da un cilindro, diametro 5,8 mm, in rete di acciaio inossidabile con maglia di 100 mesh, riempito con 530 ± 30 mg di carbone attivo 35-50 mesh. I composti organici volatili sono captati per adsorbimento sulla superficie del carbone attivo; successivamente vengono estratti con solfuro di carbonio e sono analizzati in GC/MS.

I risultati dei monitoraggi sono riassunti nelle tabelle 2 e 6, con indicazione della postazione, della durata, delle sostanze analizzate, delle concentrazioni rilevate, Le concentrazioni sono espresse in (µg/m³).

Per le sostanze più significative, quali formaldeide, acetaldeide, butilaldeide, benzene, toluene, tetracloroetilene e tetracloruro di carbonio, si è proceduto all’'elaborazione grafica in cui sono messi a confronto i valori degli anni 2014/17 e quelli rilevati nell'aprile 2020.Le concentrazioni rilevate nel 2020 sono state confrontate con i valori minimi e medi relativi alle medesime postazioni per gli anni 2014 – 2017, i valori riferiti alle concentrazioni inferiori al limite di rilevabilità strumentale sono stati considerati convenzionalmente pari alla metà dello stesso, ad esempio nel caso di valori < 0.30 µg/m³ si è utilizzato il valore 0.15 µg/m³.

Nella tabella 2 sono riassunti i risultati puntuali dei prelievi per la determinazione delle aldeidi, eseguiti durante il lockdown 2020. ricercate ,  nella stessa sono state evidenziate le concentrazioni superiori al limite di quantificazione strumentale  (LCL).

Tabella 2 - Risultati dei prelievi per la determinazione di aldeidi eseguiti nell’ aprile 2020


Si conferma il carattere ubiquitario della formaldeide, con i valori che vanno da 1,0 µg/m³, misurati in postazioni di tipo naturale/rurale, a 1.8 µg/m³ presso la centralina di Carmagnola.

Figura 1
Formaldeide - anno 2020

Fonte: Arpa Piemonte

In tutte le postazioni di prelievo i valori di formaldeide sono risultati leggermente inferiori ai valori medi, ma sempre superiori ai minimi dei monitoraggi eseguiti tra il 2014 e 2017. Significativa la differenza con i valori massimi delle serie 2014 - 2017. come si può notare nella tabella seguente.

Tabella 3 - Formaldeide: valori 2014- 2017 e 2020

Formaldeide
(2014/2017) APRILE 2020
(µg/m³) MIN MEDIA MAX
ASTI 1,0 1,6 1,9 1,3
CARMAGNOLA (TO) 1,6 2,8 4,6 1,8
CERANO (NO) 1,1 1,8 2,6 1,3
GRUGLIASCO (TO) 1,2 1,8 2,4 1,5
TORINO 1,5 2,0 2,5 1,6
VINCHIO (AT) 0,63 1,5 2,4 1,2
REVELLO STAFFARDA (CN) 0,6 1,8 3,4 1,0
DRUENTO LA MANDRIA (TO) 0,54 1,3 2,0 1,0

Le concentrazioni rilevate sono sistematicamente più basse dei valori medi riscontrati nelle campagne precedenti, seppure superiori ai valori minimi. Questo presumibilmente indica che la presenza della formaldeide in aria dipende per una parte consistente da attività industriali o da traffico veicolare, ma contemporaneamente è anche dovuta a fenomeni che la generano come inquinante secondario.

Figura 2
Acetaldeide - anno 2020

Fonte: Arpa Piemonte

I valori di acetaldeide misurati durante il 2020 sono risultati simili alle medie relative ai monitoraggi 2014 - 2017, tranne che nelle postazioni di tipo naturale/ rurale in cui risultano al LCL. I valori più alti sono stati rilevati nelle postazioni di tipo urbano.

Tabella 4 - Acetaldeide: valori 2014 - 2017 e 2020

Acetaldeide
(2014/2017) APRILE 2020
(µg/m³) MIN MEDIA MAX
ASTI 1,0 1,4 2,0 0,87
CARMAGNOLA (TO) <0,02 1,4 2,9 1,2
CERANO (NO) < 0,02 1,0 2,4 1,0
GRUGLIASCO (TO) < 0,02 0,98 2,0 1,3
TORINO < 0,02 1,4 2,3 1,4
VINCHIO (AT) < 0,02 0,78 1,4 0,83
REVELLO STAFFARDA (CN) <0,02 0,71 2,7 <0,02
DRUENTO LA MANDRIA (TO) <0,02 0,60 1,7 <0,02

I valori registrati di butilaldeide nel monitoraggio del 2020 sono sovrapponibili ai valori medi misurati nelle postazioni di prelievo tra il 2014 e 2017.

Figura 3
Butilaldeide - anno 2020

Fonte: Arpa Piemonte

Come già emerso nei precedenti monitoraggi la butilaldeide risulta essere l’aldeide superiore maggiormente presente come concentrazione in aria.

Tabella 5 - Butilaldeide: valori 2014 - 2017 e 2020

Butilaldeide
(2014/2017) APRILE 2020
(µg/m³) MIN MEDIA MAX
ASTI 0,22 0,92 1,3 1,1
CARMAGNOLA (TO) 0,55 2,1 4,5 1,6
CERANO (NO) 0,23 1,3 1,9 1,3
GRUGLIASCO (TO) 1,1 2,1 3,1 2,2
TORINO 1,0 1,9 3,4 2,2
VINCHIO (AT) 0,46 0,93 1,8 1,1
REVELLO STAFFARDA (CN) 0,09 1,3 3,8 1,0
DRUENTO LA MANDRIA (TO) 0,08 1,5 3,1 1,7

I risultati puntuali delle sostanze organiche volatili ricercate sono presentati nella tabella 6, nella quale sono state evidenziate le concentrazioni superiori all’LCL. Per la maggior parte dei parametri analizzati le concentrazioni sono inferiori al limite di quantificazione strumentale. I dati di SOV misurati durante nel 2020 sono stati confrontati con i valori dei precedenti monitoraggi eseguiti tra marzo 2014 e gennaio 2017 nelle medesime postazioni di prelievo. Come per nei precedenti progetti, si è deciso di procedere alle elaborazioni grafiche dei dati di benzene, toluene, tetracloruro di carbonio e tetracloroetilene.

Tabella 6 - Risultati dei prelievi per la determinazione di SOV eseguiti nell’aprile 2020


Per il benzene è stato effettuato anche il confronto con i dati registrati in continuo dalla centralina della rete della qualità dell’aria di Cerano, in particolare con il valore medio delle medie giornaliere relative al monitoraggio del 2020.

Tabella 7 - Concentrazioni di benzene rilevate dalla centralina di Cerano (NO)

29/04/2020 30/04/2020 01/05/2020 02/05/2020 03/05/2020 04/05/2020 05/05/2020 06/05/2020 Media intero periodo
Dato medio giornaliero (µg/m³) 0,38 0,36 0,48 0,37 0,30 0,38 0,30 0,28 0,36

Figura 4
Benzene - anno 2020

Fonte: Arpa Piemonte

I valori del benzene sono risultati decisamente inferiori alle medie dei monitoraggi precedenti e prossimi ai valori minimi misurati nelle singole postazioni di prelievo. Si tratta di un fenomeno facilmente prevedibile, che conferma il diretto legame fra l’inquinamento da benzene e il traffico veicolare, indicando la limitazione del traffico come forse il più rilevante intervento da attuare per la riduzione della contaminazione da benzene. Interessante notare come i valori delle aree urbane siano similari a quelli delle zone naturali / rurali.

Tabella 8 - Benzene: valori 2014 - 2017 e 2020.

Benzene
(2014/2017) APRILE 2020
(µg/m³) MIN MEDIA MAX
ASTI 0,34 0,91 1,8 0,36
CARMAGNOLA (TO) 0,29 1,7 4,1 0,44
CERANO (NO) 0,33 1,1 2,6 0,26
GRUGLIASCO (TO) 0,33 1,3 2,6 0,31
TORINO 0,33 1,2 2,5 0,42
VINCHIO (AT) 0,13 0,57 1,2 0,26
REVELLO STAFFARDA (CN) 0,25 1,4 2,7 0,39
DRUENTO LA MANDRIA (TO) 0,19 0,78 2,0 0,13

Si può affermare, quindi, che il valore di fondo ambientale per il benzene sia compreso tra 0.26 e 0.44 µg/m³, che corrisponde di per sé ad un decimo del valore indicato dalla normativa vigente per la protezione della salute umana, pari a 5 µg/m³ come valore medio annuale.

I dati di toluene misurati in aprile 2020 sono risultati molto simili ai valori minimi dei monitoraggi in outdoor tra il 2014 e il 2017. È quindi legittimo considerare i valori misurati nelnel 2020 come il livello di contaminazione di fondo, che per le zone naturali/rurali è compreso tra 0,45 e 0,81 µg/m³, mentre per le zone urbane va da 0,81 a 1,7 µg/m³.

Figura 5
Toluene - anno 2020

Fonte: Arpa Piemonte

Tabella 9 - Toluene: valori 2014 - 2017 e 2020

Toluene
(2014/2017)
(µg/m³) MIN MEDIA MAX APRILE 2020
ASTI 1,0 1,73 2,2 0,81
CARMAGNOLA (TO) 0,99 3,7 9,3 1,1
CERANO (NO) 1,66 3,1 5,5 0,95
GRUGLIASCO (TO) 1,79 4,9 6,7 1,5
TORINO 1,38 3,2 5,0 1,7
VINCHIO (AT) 0,31 0,83 1,2 0,45
REVELLO STAFFARDA (CN) 0,47 1,51 2,8 0,59
DRUENTO LA MANDRIA (TO) 0,56 1,29 3,0 0,82

Le concentrazioni di tetracloruro di carbonio risultano pressoché identiche in tutti i campioni eseguiti in tutte le postazioni di prelievo, senza rilevanti differenze di concentrazione tra zone diverse. Infatti, nelle stazioni di fondo i risultati sono confrontabili con quelli riscontrati nelle aree urbane. Si conferma quindi quanto già evidenziato nei precedenti monitoraggi, ovvero il carattere ubiquitario e persistente del tetracloruro di carbonio: la sostanza infatti non è più utilizzata nei processi produttivi, ed è nota per una persistenza in atmosfera di lunga durata a causa della sua stabilità.

Figura 6
Tetracloruro di carbonio - anno 2020

Fonte: Arpa Piemonte

Tabella 10 - Tetracloruro di carbonio: valori 2014 - 2017 e 2020.

Tetracloruro di carbonio
(2014/2017) APRILE 2020
(µg/m³) MIN MEDIA MAX
ASTI 0,33 0,44 0,68 0,52
CARMAGNOLA (TO) 0,51 0,57 0,75 0,56
CERANO (NO) 0,36 0,52 0,70 0,55
GRUGLIASCO (TO) 0,40 0,55 0,67 0,46
TORINO 0,43 0,52 0,67 0,53
VINCHIO (AT) 0,33 0,46 0,65 0,62
REVELLO STAFFARDA (CN) 0,28 0,60 0,75 0,56
DRUENTO LA MANDRIA (TO) 0,40 0,55 0,69 0,50

Durante il 2020 i valori di tetracloroetilene mostrano come le concentrazioni più significative per tale inquinante siano relative alle aree urbane, in quanto solo nelle postazioni di Grugliasco e Torino sono stati rilevati valori superiori al limite LCL. Tale sostanza può comunque essere considerata ubiquitaria perché dalle analisi di laboratorio risulta sempre presente, almeno in tracce.

Figura 7
Tetracloroetilene - anno 2020

Tabella 11 - Tetracloroetilene: valori 2014 - 2017 e 2020

Tetracloro etilene
(2014/2017) APRILE 2020
(µg/m³) MIN MEDIA MAX
ASTI <0,35 0,25 0,41 0,44
CARMAGNOLA (TO) <0,42 0,63 1,1 0,57
CERANO (NO) <0,42 0,57 1,1 0,52
GRUGLIASCO (TO) <0,42 0,77 1,1 0,55
TORINO <0,42 1,6 1,9 0,52
VINCHIO (AT) <0,36 < 0,36 0,18 0,46
REVELLO STAFFARDA (CN) <0,17 0,28 0,66 0,60
DRUENTO LA MANDRIA (TO) <0,27 0,37 0,96 0,55


In conclusione si può affermare che alcuni inquinanti mostrano una netta dipendenza dalle attività antropiche sospese durante il lockdown: benzene, toluene e xileni, e più in generale gli inquinanti legati al traffico veicolare, mostrano sensibili riduzioni, i livelli riscontrati possono essere considerati come valori di fondo e sono ampiamente inferiori ai valori indicati come protettivi per la salute umana; si conferma che gli interventi di riduzione del traffico possano avere grande influenza ai fini della riduzione delle concentrazioni di inquinanti primari.
 
Altri inquinanti, in particolare il tetracloruro di carbonio e numerose aldeidi, appaiono sostanzialmente slegati dalle attività antropiche sospese; per alcuni composti si tratta verosimilmente di inquinanti secondari, generati dai complessi fenomeni di reazione di altre molecole presenti in atmosfera. Nel caso del tetracloruro di carbonio invece è legittimo presumere che la presenza in atmosfera sia legata all’elevata persistenza del composto, che è notoriamente molto stabile, anche dopo molti anni dalla quasi completa cessazione del suo utilizzo industriale.

Infine, per alcuni composti quali la formaldeide e il tetracloroetilene, i dati mostrano una riduzione rispetto ai valori medi misurati in passato nei periodi di normale attività; tale riduzione appare però meno marcata, indicando una loro dipendenza solo parziale dalle attività industriali e dal traffico veicolare.