La composizione del particolato atmosferico incide sulla sua tossicità: lo studio di Arpa Piemonte

Il particolato atmosferico rappresenta uno degli elementi più critici nella valutazione della qualità dell’aria. Le particelle sospese nell’atmosfera, note come PM (Particulate Matter), possono penetrare nell’apparato respiratorio e, nelle dimensioni più fini, raggiungere il sistema cardiovascolare. Il loro impatto sulla salute non dipende però esclusivamente dalla dimensione delle particelle: la composizione chimica del particolato svolge un ruolo determinante nella sua pericolosità.

Su questo tema si concentra una ricerca avviata da Arpa Piemonte in collaborazione con l’Università degli Studi di Torino – Dipartimento di Scienze della Sanità Pubblica e Pediatriche, che ha analizzato le caratteristiche di tossicità del PM10 nel territorio piemontese. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista scientifica internazionale Environmental Research nell’articolo intitolato “Integrating effect-based monitoring tools into PM10 assessment: insights from an air quality network in the Po Valley (Northern Italy), a major European air pollution hotspot”.

Il progetto di ricerca sul PM10 in Piemonte

Lo studio rappresenta un’evoluzione delle analisi condotte da Arpa Piemonte negli anni precedenti. Già nel 2022 l’agenzia aveva individuato alcune delle cause delle elevate concentrazioni di inquinanti nel Nord Italia, evidenziando la necessità di introdurre nuovi indicatori nella valutazione della qualità dell’aria.

Il progetto avviato nel 2023 ha permesso di approfondire il tema attraverso un approccio multidisciplinare che integra diverse tecniche di analisi. In particolare sono stati utilizzati:

• caratterizzazione chimica del PM10 e identificazione delle fonti di emissione (Source Apportionment)

• test biologici specifici sugli estratti organici del particolato, tra cui analisi di mutagenicità, danno al DNA, citotossicità e stress ossidativo

Le analisi sono state effettuate su campioni di particolato raccolti in due contesti differenti: l’area urbana della città di Torino e un contesto agricolo nella provincia di Cuneo, a Cavallermaggiore. Questo confronto ha consentito di valutare l’influenza delle diverse fonti di emissione sulla composizione e sulla tossicità del particolato.

I risultati dello studio: composizione e stagionalità

Dai dati raccolti emerge che la tossicità del particolato varia in modo significativo sia in funzione della stagione sia del luogo di campionamento. Il particolato rilevato nei mesi invernali risulta potenzialmente più tossico rispetto a quello estivo, un fenomeno legato sia alle condizioni meteorologiche sia all’aumento delle emissioni dovute ai sistemi di riscaldamento domestico.

L’analisi statistica ha inoltre evidenziato una correlazione tra alcuni composti chimici presenti nel PM e gli effetti biologici osservati nei test di laboratorio. Questo significa che, anche a parità di concentrazione di PM10 nell’aria, gli effetti sulla salute possono cambiare a seconda della composizione chimica delle particelle.

Gli effetti tossici più rilevanti sono stati associati a sostanze prodotte da processi di combustione, in particolare:

• idrocarburi policiclici aromatici (IPA)

• levoglucosano, composto tipicamente legato alla combustione della biomassa

Queste componenti sono spesso collegate al traffico veicolare e all’uso di biomassa per il riscaldamento domestico.

Il ruolo del carbonio elementare e delle altre componenti

Un ulteriore risultato dello studio riguarda il ruolo del carbonio elementare (EC), noto anche come black carbon. Questo inquinante primario deriva dalla combustione incompleta di combustibili fossili e biomassa e mostra una tossicità maggiore rispetto al carbonio organico (OC), che può formarsi anche attraverso processi chimici secondari in atmosfera.

Al contrario, non sono emerse correlazioni significative tra gli effetti tossici osservati e alcune componenti inorganiche del particolato molto diffuse nella Pianura Padana, come nitrato e solfato di ammonio, né con elementi di origine crostale come alluminio, silicio e calcio.

Verso nuovi indicatori per la qualità dell’aria

Una delle conclusioni più rilevanti dello studio riguarda il modo in cui viene attualmente valutata la qualità dell’aria. Oggi il parametro principale utilizzato è la concentrazione di PM10 nell’aria, espressa in microgrammi per metro cubo. Secondo i ricercatori, questo indicatore, da solo, non è sufficiente per descrivere in modo completo il rischio sanitario associato al particolato atmosferico.

La composizione chimica e la tossicità delle particelle dovrebbero quindi essere integrate nei sistemi di monitoraggio, affiancando le misurazioni tradizionali con nuovi strumenti di analisi.

Le prospettive future della ricerca

Il progetto proseguirà con ulteriori approfondimenti, ma i risultati ottenuti indicano già una direzione chiara per le politiche ambientali. La conoscenza più dettagliata delle fonti di emissione e della composizione del particolato, integrata con i dati di Source Apportionment, può contribuire a definire strategie più efficaci di riduzione dell’inquinamento atmosferico.

Un approccio che appare sempre più necessario in aree come la Pianura Padana, considerata uno dei principali hotspot europei per l’inquinamento atmosferico, e che si inserisce nel percorso di aggiornamento delle politiche ambientali previsto dalle più recenti direttive europee sulla qualità dell’aria e sulla tutela della salute pubblica.