La terra è completamente circondata da uno strato gassoso, denominato atmosfera, che è unico, fra tutti i  pianeti del sistema solare, per le sue caratteristiche fisiche e chimiche che hanno reso possibile la vita. Circa il 99% della quantità di gas dell’atmosfera si trova entro un altezza di 30 Km  dalla superficie terrestre, la sua densità è più elevata in prossimità del suolo e diminuisce molto rapidamente con l’altezza. 

L’aria è composta prevalentemente da Azoto e Ossigeno, rispettivamente il 78% e il 21% circa ed in misura molto piccola da Anidride Carbonica, Idrogeno, Kripton, Neon, Ozono, vapore acqueo. L’aria  è indispensabile alla vita di tutti gli esseri viventi. Purtroppo è utilizzata anche come mezzo di dispersione e smaltimento dei rifiuti gassosi prodotti dalle attività umane.

La legge 615 del 1966 definisce l’inquinamento atmosferico come lo stato della qualità dell’aria conseguente alla immissione nella stessa di sostanze di qualsiasi natura (inquinanti) in misura e condizioni tali da alterarne la salubrità e da costituire pregiudizio diretto o indiretto per la salute dei cittadini, da compromettere le attivita  ricreative, e gli altri usi dell’ ambiente, da alterare le risorse biologiche, gli ecosistemi ed i beni pubblici e privati.

In base ai fenomeni che lo determinano possiamo suddividere la sua origine in: naturale e antropica.

Nel definire la composizione dell’aria pura ci si trova in difficoltà. In generale si assume come tale la composizione dell’aria secca raccolta vicino al livello del mare, ma è possibile verificare che tale composizione viene spesso alterata anche dagli stessi fenomeni naturali, e non solo da quelli di una certa entità come: le attività vulcaniche, combustione e incendi di boschi, pulviscolo dovuto all’azione erosiva del vento, ma anche dal semplice metabolismo e decomposizione animale e vegetale.

A questi “inquinamenti” naturali poi si aggiungono gli inquinamenti da sostanze risultanti da attività umane (origine antropica) che, se fossero uniformemente distribuiti, non porterebbero a particolari modifiche della composizione dell’aria. Ma il problema dell’inquinamento di origine antropica, per la maggior parte delle sostanze, deriva proprio dal fatto di essere attualmente concentrato in piccole aree (soprattutto urbane) e di non essere in grado di diffondersi nell’intera atmosfera per la presenza di barriere geomorfologiche o create dall’uomo, che ne limitano la diffusione laterale. Si assiste quindi ad un vero e proprio accumulo accentuato in alcuni giorni anche da particolari condizioni meteorologiche.

Vi sono fenomeni di contaminazione che riguardano l’intero pianeta (Inquinamento a grande scala), fra questi i più conosciuti sono quelli noti come: BUCHI D’OZONO, EFFETTO SERRA E PIOGGE ACIDE.

Buchi d’ozono: grazie alla proprietà di assorbire le radiazioni ultraviolette, l’ ozono è di fondamentale importanza per la vita sul nostro pianeta, la maggiore concentrazione pari al 90% della quantità globale, si rinviene nella regione atmosferica denominata stratosfera, quella compresa tra i 12 e i 50 km di distanza dalla superficie della terra. Il rimanente 10% è localizzato nelle troposfera, la porzione atmosferica nella quale noi viviamo. Negli ultimi anni si è osservato che la concentrazione dell’ozono stratosferico va diminuendo ed aumenta di conseguenza, l’esposizione dei viventi alla radiazione ultravioletta nociva. L’ozono stratosferico è distrutto da sostanze provenienti, a loro volta, dalla decomposizione di clorofluorocarburi o CFC (commercialmente noti col nome di Freon), prodotti liquidi o gassosi impiegati largamente come agenti propellenti nei prodotti spray (contenenti vernici, cosmetici, insetticidi), come agenti rigonfianti nella preparazione di materie plastiche espanse (usate come imbottiture per sedili, poltrone, o come pannelli isolanti termici), nonché come solventi industriali.

Una riduzione dell’ ozono stratosferico, tramite un aumento delle radiazioni ultraviolette che raggiungerebbero la superficie terrestre sembra potrebbe portare ad una maggiore incidenza di: melanomi, scottature, danni al sistema immunitario, squilibri nel metabolismo, cataratte, malattie infettive associate alla fotosensività. (Con le leggi n. 549/93 e 179/97 sono state prese  “misure per la tutela dell’ozono stratosferico e dell’ambiente” favorendo la cessazione dell’impiego delle sostanze lesive dell’ozono stratosferico e dell’ambiente e disciplinando le fasi di raccolta , riciclo e smaltimento di tali sostanze );

Effetto serra: per effetto serra si intende il processo fisico mediante il quale alcuni gas presenti in atmosfera ( in particolare anidride carbonica ) lasciano che l’ energia proveniente dal sole giunga alla superficie terrestre, assorbendo invece la radiazione infrarossa riemessa dalla terra.

L’incremento della quantità di CO2 è dovuto principalmente ai processi di combustione delle centrali termiche e a quelli che avvengono nei motori degli autoveicoli; a ciò deve aggiungersi la costante diminuzione del patrimonio boschivo, con conseguente calo dell’ azione clorofilliana.

I costituenti l’ atmosfera che assorbono le radiazioni infrarosse le riemettono poi in tutte le direzioni contribuendo così al riscaldamento dell’ atmosfera e della superficie terrestre con conseguenti variazioni climatiche. Gli scienziati concordano nel ritenere che sulla Terra faccia sempre più caldo, e che nell’ arco di pochi decenni si verificheranno mutamenti di temperatura che normalmente sarebbero distribuiti su migliaia di anni. 

Piogge acide: l’acidità delle precipitazioni atmosferiche è determinata da crescente aumento della concentrazione di ossidi di zolfo e di azoto presenti nell’ atmosfera, derivati dall’aumento del consumo di combustibili fossili, che si aggiungono a quelli naturalmente presenti nell’aria, provenienti dalla ossidazione di materiale biologico e da eruzioni vulcaniche. All’atto della formazione o durante la loro caduta , le gocce di pioggia entrano in contatto con queste sostanze, determinando la formazione di soluzioni diluite di acido solforico e nitrico. Avviene così un’alterazione delle precipitazioni a livello di PH, con il notevole rischio di innescare una serie di scompensi nei delicati equilibri che regolano i processi biotici e abiotici sul nostro pianeta (come ad esempio l’acidificazione dei mari e dei laghi e la degradazione del patrimonio monumentale);

Altri fenomeni di contaminazione ugualmente pericolosi per la salute pubblica,ma con effetti negativi a livello locale prendono il nome di inquinamento a piccola scala, esso può avere origine: dalle industrie, dal traffico veicolare, dalle centrali termiche per riscaldamento:

le industrie: l’inquinamento atmosferico di origine industriale non è generalizzabile ed strettamente connesso alla tecnologia produttiva dei singoli insediamenti; il parametro fondamentale per la valutazione del contributo inquinante di una lavorazione industriale è il fattore di emissione, il quale rappresenta la media del tasso di rilascio in atmosfera di un dato inquinante a seguito di una determinata attività, come la combustione o una data produzione industriale;

il traffico veicolare: gli autoveicoli determinano inquinamento ambientale sia di tipo chimico (emissioni di sostanze tossiche) che fisico (rumore). L’inquinamento chimico è imputabile essenzialmente alla combustione delle benzine e dei gasoli, nonché dal movimento dei pneumatici sull’ asfalto;

le centrali termiche per riscaldamento: l’inquinamento delle centrali termiche per riscaldamento è qualitativamente simile a quello prodotto dagli scarichi degli autoveicoli. Il fattore di generazione comune è la combustione di prodotti organici di origine fossile.

Incenerimento dei rifiuti: l’incenerimento procedimento proposto per lo smaltimento dei rifiuti ha suscitato e tutt’ora provoca preoccupazioni e perplessità in quanto le indagini condotte su molti inceneritori hanno confermato che oltre agli inquinanti tradizionali, intesi come normali prodotti della combustione , si ottengono altri prodotti di notevole tossicità che possono avere una notevole influenza sull’ambiente. L’attenzione sotto l’aspetto igienico sanitario è concentrata tra le specie organiche ad elevato peso molecolare (composti organo clorurati) contenenti alogeni quali i pesticidi, i policlorodifenili (PCB) e trifenili (PCT) le policlorodibenzodiossine (PCDD) e policlorofenossifenoli (PCPP). Una particolare attenzione è stata dedicata alle famiglie delle clorodiossine e dei clorodibenzofurani per l’elevato grado di tossicità di gran parte dei loro termini e per il pericolo che essi rappresentano in funzione della loro non biodegradabilità e dalla capacità di accumulo negli organismi viventi con funzione carcinogenica e teratogenica.

Le emissioni nell’atmosfera non sono costanti durante l’anno. Variano con le stagioni. Nel periodo invernale, mentre le emissioni industriali rimangono sostanzialmente costanti, si ha un aumento del traffico veicolare, a cui si aggiunge l’inquinamento derivante dagli impianti di riscaldamento.

L’andamento dell’inquinamento atmosferico in una certa località dipende, a parità di tipo, intensità e distanza delle sorgenti di emissione, dalla evoluzione delle condizioni meteorologiche locali, poiché queste influiscono: sulla concentrazione al suolo es. le precipitazioni contribuiscono a ripulire l’atmosfera), sulla trasformazione chimica (es. l’umidità dell’aria partecipa alle reazioni chimiche con formazione di piogge acide, o la radiazione solare fornisce l’energia necessaria ad alcune reazioni chimiche e fitochimiche), sul loro trasporto(es. le sostanze emesse in un cero luogo possono essere trasportate e/o disperse dal vento e ricadere altrove). Quindi pur rimanendo invariata la quantità di inquinanti emessi i fattori meteorologici influenzano in maniera sensibile le concentrazioni misurate.

Alcuni esempi di fenomeni positivi si hanno in giorni con vento e/o pioggia durante i quali si ha un forte calo di concentrazioni per quasi tutti gli inquinanti. Esempi di fenomeni negativi si hanno con L’inversione termica e lo smog fotochimico.

INVERSIONE TERMICA: E’ un fenomeno dato dalla coincidenza di scarsi venti al suolo e riscaldamento dell’aria solo in quota. Infatti esiste una naturale tendenza dell’aria a raffreddarsi con l’aumentare dell’altitudine . Questa situazione determina dei moti convettivi che causano una circolazione e un ricambio dell’aria. Nei casi di inversione termica questa situazione è interrotta. Con l’aumentare dell’altezza l’aria ad un certo punto per condizioni climatiche particolari invece di continuare il suo naturale raffreddamento inizia a riscaldarsi. In queste condizioni si crea una specie di barriera naturale in quota che impedisce la dispersione verso l’alto degli inquinanti e ne determina l’aumento della concentrazione al suolo. Ciò porta in molte città, al superamento dei valori limite di legge.

INQUINAMENTO FOTOCHIMICO - SMOG FOTOCHIMICO: il termine di smog è stato originariamente usato per descrivere una spiacevole combinazione di fumo e nebbia (smoke and fog) contenenti SO2 (smog di Londra). Questo tipo di smog è chiamato smog riducente o solforoso. Lo smog di Los Angeles, di Denver e altre località è caratterizzato da alte concentrazioni di ossidanti è chiamato per questo smog ossidante o fotochimico. E’ originato da reazioni fotochimiche attivate dalla luce del sole, che trasformano alcuni degli inquinanti primari (inquinanti emessi dall’ attività umana , come CO,CO2, SO2, NO2, idrocarburi, particelle solide) in inquinanti secondari come O3  aldeidi ,perossidi, PAN . Sono questi inquinanti che costituiscono lo somg fotochimico. In queste reazioni sono implicate una una grande varietà di idrocarburi e fra di esse le piú importanti sono quelle che riguardano l’intervento degli idrocarburi nel ciclo fotolitico dell’NO2. In questo ciclo infatti vengono prodotti due dei piú nocivi inquinanti secondari l’ozono e il PAN che essendo molto simile agli  altri e prodotti in maggiore quantità sono assunti come traccianti .

I tipici episodi di inquinamento da smog fotochimico  si verificano nella stagione calda e soleggiata :Inoltre le misure di ossidanti evidenziano un ciclo giornaliero con valori massimi attorno a mezzogiorno e prossimi allo zero durante la notte; questi valori estremi sono da collegarsi all’attività urbana e all’irradiazione solare variabile nell’arco  delle 24 ore.

L’ effetto di questo inquinamento sull’atmosfera è la riduzione della visibilità dovuta a aerosol formato per polimerizzazione di molecole prodotte in reazioni primarie di formazione dello smog (sostanze organiche essenzialmente aldeidi). Sulle persone può provocare  irritazione agli occhi e alla gola e menomazione delle funzioni respiratorie.

Nelle piante la presenza di ozono e di acetil nitrati blocca la fotosintesi nelle foglie.

La gomma e le fibre tessili sono materiali soggetti ad alterazione chimica per esposizione a quantità molto piccole di ozono. I danni sono rilevanti nella fabbricazione dei pneumatici e per impedire l’attacco dell’ozono con conseguente fessurazione, si usano particolare additivi antiozonanti. L’attacco dell’ozono  riguarda anche le fibre tessili, in relazione  a fattori come luce  e umidità che sembrano elementi necessari perché abbia luogo un apprezzabile alterazione della resistenza delle fibre. Gli effetti dannosi sono risentiti in modo via via più intenso nell’ordine da: cotone , acetato, nailon, poliestere.