Vuoi prendere un bel respiro? Indaghiamo sull’inquinamento domestico Understand article

Tradotto da Rocco G. Maltese. Studi recenti hanno messo in risalto come le attività domestiche quotidiane possono inquinare l’aria che respiriamo in casa.

In molti paesi e città del mondo, la qualità dell’aria viene continuamente monitorata, e le leggi esistono per aiutare a mantenere l’inquinamento dell’aria a livelli accettabili. In alcune delle principali città, è vietato circolare in centro con le automobili per ridurre l’esposizione della popolazione a potenzialmente dannosi inquinanti. Questo naturalmente, rappresenta un grande progresso, ma quando consideriamo le popolazioni che vivono in paesi in via di sviluppo, nei quali si stima che trascorrono quasi il 90% del loro tempo all’interno delle loro abitazioni, potrebbe essere una sorpresa scoprire che la conoscenza sulla qualità dell’aria all’interno, è molto minore di quella all’esterno. Pochi anni fa, tuttavia, ricercatori hanno iniziato a studiare più approfonditamente, la qualità dell’aria, e la chimica che determina l’inquinamento domestico. 

Fonti dell’inquinamento domestico

Wood-burning stoves emit a mixture of potentially harmful gases.
Stufe a legna emettono un
mix di gas potenzialmente
dannosi.

SpeedKingz/Shuttlerstock.com
 

La maggior parte degli inquinanti dell’aria all’interno delle abitazioni provengono da prodotti che utilizziamo a casa. Questo significa che la qualità dell’aria all’interno della casa è molto diversa da quella esterna. Le fonti di inquinamento domestico sono rappresentate da, fornelli a gas, stufe a legna, che emettono gas potenzialmente dannosi come il biossido di azoto (NO2) e l’anidride carbonica (CO). Le candele sono un’altra fonte di significativo pericolo per la salute, sembrerà strano che accendere una candela per un ora può produrre una quantità sufficiente NO2 che si aggiunge alla concentrazione domestica di questo gas che il (WHO) World Health Organization (Organizzazione Mondiale della Sanità) fissa a (di 200 microgrammi per metro cubo (µg/m3)w1 (Uhde & Shulz, 2015). La combustione che avviene nella candela è anche fonte di minuscole particelle dette particolato (PM). A concentrazioni sufficienti alte di NO2 e PM, si possono verificare problemi respiratori e cardiovascolari, mentre l’esposizione ad alte concentrazioni di CO può essere addirittura, fatale.

Altre fonti di inquinamento domestico sono i prodotti per la casa, come pitture, vernici viniliche e prodotti cosmetici, prodotti per la cura della persona, agenti detergenti e deodoranti per l’aria. Questi prodotti rilasciano composti organici volatili che sono potenzialmente dannosi (VOC) in tutta l’abitazione. Uno dei più comuni VOC è la formaldeide (metanolo, CH2O), un gas incolore – possiede un odore – un gas irritante e carcinogenico.

Dentro la chimica dell’aria

Uno dei primi studi più approfonditi sulla chimica dell’aria all’interno delle abitazioni, ha avuto inizio a Giugno 2018, quando 65 ricercatori intrapresero un esperimento, nominato ‘HOMEChem’w2 (Farmer et al., 2019), analizzando tre camere da letto di una abitazione in Texas, USA. Si sono portati dietro $ 4.5 milioni di dollari di strumentazioni, hanno trascorso un mese cuocendo, facendo le pulizie di casa e eseguendo tutte le altre faccende, mentre gli strumenti misuravano quali composti chimici venivano emessi dai prodotti per la casa. L’esperimento terminò cucinando il pranzo per il giorno del Ringraziamento in cui tradizionalmente si cucina il tacchino arrosto, e tutti i contorni. Mentre si cucina questo pranzo, la concentrazione di NO2 raggiunge il suo massimo a circa 200 µg/m3 emesso dal fornello a gas.   

Ma anche cucinare i piatti più semplici rappresenta una seria minaccia: friggere un cibo in una padella può causare aumento della concentrazione di PM10 (particelle hanno che un diametro minore di 10 µm) a circa 350 µg/m3  di particelle, come conseguenza dell’olio di frittura e del cibo in cottura. Basandosi su questi risultati il WHO limita (nell’arco delle 24 ore) la concentrazione dei PM10 a 50 µg/m3. Friggere uova, salsicce e pomodori (oltre ai toast per la colazione) produce la più alta concentrazione di piccole particelle (quelle che hanno diametro minore di 2,5 µm, denominate PM25) portandola ad un valore di circa 200 µg/m3 (Farmer et al., 2019) avendo il WHO fissato il limite a 25 µg/m3. Inoltre, queste piccole particelle è probabile che siano più dannose per la nostra salute delle particelle PM10, poiché hanno la possibilità di introdursi più in profondità nel nostro sistema respiratorio.

Stir-fry experiments resulted in a spike in the concentration of particulate matter inside the HOMEChem house.
Gli esperimenti condotti con la frittura in padella hanno mostrato un picco nella concentrazione di particolato durante l’esperimento HOMEChem condotto in un appartamento.
Callie Richmond/Callie Richmond Galleries

Reazione chimiche nell’aria

Una volta diffuse nell’aria, queste molecole non rimangono a lungo nella loro forma originale.  Reagiscono invece, con altre sostanze chimiche presenti nell’aria, formando altri prodotti. Le reazioni all’interno delle abitazioni sono diverse di quelle all’esterno. Le reazioni che si producono all’interno pilotate dai raggi solari, sono più lente di quelle che si producono all’esterno. Il perché risiede nel fatto che il vetro delle finestre filtra molto le radiazioni ultraviolette che hanno il potere di scomporre le molecole che si trovano all’esterno. All’interno la luce tende ad avere una minore componente dello spettro ultravioletto. Tuttavia queste reazioni possono ancora avvenire. Per esempio, all’interno vi è ancora abbastanza luce affinché la formaldeide possa reagire in presenza di ossigeno e scindersi in due composti hydroperoxy (idroperossido) con un radicale (HO2) e una molecola di CO. I radicali HO2 formano altri ossidanti che reagiscono con la formaldeide all’interno VOC5 – e prima che si ci renda conto, si producono centinaia altre diverse reazioni, formando miriadi composti, alcuni dei quali dannosi per la salute.

Un fattore significativo che favorisce le reazioni all’interno, è l’estensione delle superfici a disposizione. Le superfici giocano un ruolo molto importante nelle reazioni chimiche all’interno delle abitazioni rispetto a quelle all’esterno, poiché i rapporti tra aree e volumi sono molto più grandi all’interno che all’esterno. Le fibre delle superfici dei tessuti, come tappeti e mobili ricoperti in tessuto, aumentano la superficie al di là della impronta nominale che un tale elemento occupa in una stanza. In questo caso, vi sono molte più occasioni per gli inquinanti di stabilirsi sulle superficie e reagire con altri prodotti chimici depositativi proprio su di essi (Weschler & Carslaw, 2018).

Scientists of the HOMEChem project carried out everyday activities in this three-bedroom test house in Texas, USA, to measure indoor air pollution.
I ricercatori del progetto
HOMEChem hanno realizzato
un test sulle attività
quotidiane in una casa di tre
stanze in Texas, USA, per
misurare l’inquinamento
domestico.

Callie Richmond/Callie
Richmond Galleries
 

Ora, anche il fumo del tabacco e i vapori delle sigarette elettroniche sono elementi di interesse. La nicotina e altri prodotti chimici esalati si diffondono nell’aria e si depositano sulle superfici di mobili e pareti. Questi residui prendono il nome di fumo di terza manow3 che reagiscono con gli inquinanti domestici, come l’acido nitroso (HNO2) formando nuovi e spesso pericolosi prodotti, come le nitrosammine  carcinogeniche. Il fumo di terza mano è diventato un campo di ricerca attiva, dato che è così pericoloso per la salute quando si è esposti a questo tipo di fumo.

Forse la superficie più interessante che gli scienziati esplorano, tuttavia, è il corpo umano. Non appena l’ozono presente nell’aria entra in contatto con i molti acidi grassi e oleosi che si trovano sulla nostra pelle, possono reagire formando un ampio gruppo di inquinanti secondari. Nella vita di tutti i giorni all’interno delle nostre abitazioni, togliamo l’ozono (O3) presente nell’aria e introduciamo altri prodotti chimici. Per esempio, se utilizzate la candeggina per pulire casa, se sciogliete la candeggina in acqua si rilascia cloro gassoso (Cl2), acido ipoclorito (HOCl) e altri composti del cloro nell’aria circostante. La parte oleosa della pelle contiene composti insaturi con carbonio in doppio legame carbonio-carbonio, come la squalene (C30H50). L’HOCl reagisce con un doppio legame per formare composti clorinati, che possono spiegare perché’ la nostra pelle si irrita anche senza venirne in contatto diretto.

Ripulire dagli inquinanti

Il risultato di questi studi scientifici è servito a sgombrare la nebbia da una conoscenza approssimata del problema dell’inquinamento domestico e ora comincia a essere più chiaro. Evidentemente, aver trascorso tanto tempo all’interno significa che siamo esposti a un intruglio di sostanze chimiche e inquinanti dell’aria all’interno – specialmente se si adottano misure efficienti dal punto di vista energetico significa che le nostre abitazioni e i palazzi diventando sempre più isolati dall’aria esterna, questo però favorisce gli inquinanti che rimangano all’interno se non si ha un frequente ricambio d’aria. Limitare la nostra esposizione a questi inquinanti è più importante che mai, così ricordiamoci di ventilare spesso le abitazioni, specialmente quando si cucina o si fanno le pulizie e pensate a quante volte utilizzate prodotti per la profumazione degli ambienti o deodoranti spray o candele profumate. Giudicando dai risultati riportati dal progetto HOMEChem è utile utilizzare una cappa da cucina filtrante per friggere e cuocere gli alimenti.

Riconoscimenti

Gli autori sono grati per il supporto della Fondazione Alfred P. Sloanw4 con numero di sovvenzione G-2018-10083 per scrivere questo articolo

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References

Web References

  • w1 – Potete visitare il sito internet del World Health Organization (WHO) Organizzazione Mondiale della Sanità per leggere le loro Linee Guida Per la Qualità dell’Aria all’interno delle abitazioni Guidelines for Indoor Air Quality, pubblicato nel 2010.
  • w2 – Apprendere qualcosa in più sul progetto ‘HOMEChem’ leggendo l’articolo ‘Esperimento con strumenti su larga scala per studiare la chimica all’interno delle abitazioni ‘Large scale experiment probes chemistry inside our homes’ pubblicato su Chemistry World.     
  • w3 – Guardate un piccolo video sul fumo di terza mano sul canale video di YouTube ‘Indoor Chem’.
  • w4 – La pagina web sulla Chimica Domestica (The Chemistry of Indoor Environments Website) nel sito web della Fondazione Sloan che fornisce ulteriori notizie sul programma, e su ulteriori risorse video.  

Resources

  • Potete leggere dell’impatto dei vari inquinanti dell’aria in una scheda dati (fact sheet) pubblicatp dal WHO.
  • Nel canale YouTube di ‘Indoor Chem’ (Chimica Domestica) pubblica una serie di video sulla questione dell’inquinamento domestico.

Author(s)

La Dott.ssa Nicola Carslaw è una professoressa dell’Università di York, UK. La sua ricerca si focalizza sull’utilizzo di modelli chimici dettagliati per riuscire a capire che cosa causa l’inquinamento domestico. Insegna a studenti universitari che seguono i sui corsi su Chimica Ambientale, Variazioni Climatici e Scienza dell’Atmosfera.

La Dott.ssa è una scrittrice scientifica freelance specializzata in chimica. Scrive per una ampia gamma di riviste comprese le riviste della Royal Society of Chemistri UK, come Chemistry World e Education in Chemistry.


Review

Mentre lo studio dell’inquinamento dell’aria all’aperto si è stato trattato estensivamente da molte decadi, su riviste e quotidiani, lo studio dell’inquinamento dell’aria all’interno, è un argomento trattato più di recente. Questo articolo scritto molto chiaramente pur essendo sintetico, introduce il lettore alla complessità di questo argomento, mantenendo uno stile più semplice possibile senza compromettere i dettagli scientifici.

Questo articolo è diretto agli studenti delle scuole secondarie superiore, e solletica l’interesse del lettore con un’ampia presentazione del problema dell’inquinamento dell’aria prima presentando gli aspetti teorici in chimica. Il legame diretto tra inquinamento domestico dell’aria e la salute degli occupanti offre un ulteriore possibilità di discussione e di ulteriori riferimenti sul web e risorse per approfondire la conoscenza sull’argomento.

L’articolo può essere utilizzato per sottoporre gli studenti ad esercizi per stabilire le competenze acquisite e stimolare la discussione sulla sicurezza dell’ambiente domestico a seconda delle nostre abitudini e comportamenti domestici.

Possibili domande per stabilire l’apprendimento potrebbero essere:

  • In media, quanto tempo, ogni giorno, trascorre la gente dei paesi sviluppati, all’interno degli ambienti casalinghi?
  • Generalmente, la composizione dell’aria all’interno è simile all’aria all’esterno o è diversa?
  • Elenca due elementi chimici prodotti durante la combustione della cucina a gas e della stufa a legna
  • Qual è la differenza tra PM10 e PM25? Quale delle due particelle può viaggiare all’interno dell’apparato respiratorio umano?
  • Elenca alcuni prodotti che emettono VOCs
  • Quali composti si producono dalla scomposizione della formaldeide a causa dei raggi solari?
  • Cosa è il fumo di terza mano?
  • Elenca tre azioni che si possono intraprendere per ridurre l’inquinamento domestico?
  • L’inquinamento domestico è un problema maggiore adesso o 50 anni fa? Perché?

Giulia Realdon, insegnante di scienze naturali e ricercatrice, in Italia




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