Disinquinare l’aria delle città potrebbe avere un inaspettato effetto collaterale

L’abbassamento dei livelli di un inquinante può innescare un aumento di composti chimici potenzialmente dannosi
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«Uno squilibrio tra i trend di due inquinanti atmosferici comuni sta inaspettatamente innescando la creazione di una classe di composti organici sospesi nell’aria, che di solito non si trovano nell’atmosfera nelle aree urbane del Nord America». A dirlo è lo studio “Atmospheric autoxidation is increasingly important in urban and suburban North America” pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences  da un team di ricercatori del California institute of technology (Caltech) e dell’università di Copenhagen.

I ricercatori sottolineano che decenni di sforzi per ridurre l’inquinamento atmosferico hanno portato ad avere un’aria più pulita in città degli Stati Uniti come Los Angeles, con grossi miglioramenti per la salute pubblica e spiegano che «Questi sforzi hanno preso di mira sia gli ossidi di azoto che gli idrocarburi. L’ossido nitrico è un composto di azoto e ossigeno emesso dai motori (specialmente quelli alimentati a gasolio) e dalle centrali elettriche a carbone. Gli idrocarburi, invece, sono la famiglia di molecole ricavate dalla concatenazione dell’idrogeno e del carbonio. Queste molecole sono emesse da molte fonti, tra le quali  auto a benzina, camion, solventi, detergenti usati sia a casa che in ambienti industriali, e persino alberi. I ricercatori a senso unico tengono traccia dei tassi variabili delle emissioni di ossido di azoto e delle emissioni di idrocarburi esaminando il rapporto tra i livelli di idrocarburi atmosferici non metanici e quelli di ossido di azoto (il metano, un potente gas a effetto serra, viene tracciato separatamente). Dal 1987 al 1997, tale rapporto è sceso di un fattore due».

Le normative volte a migliorare la qualità dell’aria nelle aree urbane statunitensi hanno fatto rapidi progressi nella riduzione delle emissioni di ossido di azoto e idrocarburi: le vecchie auto sono state tolte dalla strada a favore di nuove auto più pulite e i camion diesel sono stati dotati di filtri o sostituiti, quindi le emissioni di ossidi di azoto sono diminuite rapidamente. Secondo l’Environmental protection agency Usa, le auto e  i camion odierni producono circa il 99% di inquinanti comuni in meno dei modelli degli anni ’70. Ad esempio, nell’ultimo decennio la quantità di ossido nitrico nell’aria di Los Angeles si è dimezzata. Le normative sull’inquinamento atmosferico hanno anche portato a riduzioni delle emissioni di idrocarburi, ma lo studio evverte che «queste diminuzioni stanno rallentando. Gli idrocarburi provengono da una varietà di fonti, che li rendono più difficili da reprimere Ad esempio, questi composti vengono rilasciati dai motori a due tempi utilizzati dai soffiatori di fogliame e tosaerba, attrezzature  che tendono a rimanere in servizio più a lungo delle auto e sono soggette a un numero inferiore di regolamenti.

Il forte calo dei livelli di ossido nitrico rispetto al calo più lento degli idrocarburi è importante perché, secondo il nuovo studio condotto dal team guidato da Paul Wennberg del Caltech e da Henrik Kjaergaard dell’università di Copenaghen,«questa disparità può portare alla produzione di sostanze chimiche chiamate idroperossidi organici. Gli idroperossidi organici esistono già in natura. Nelle aree rurali e in altre regioni che non dispongono di grandi quantità di gas di scarico e nelle quali,quindi, i livelli di ossido nitrico sono estremamente bassi, le molecole possono formarsi dai composti organici volatili off-gas degli alberi che interagiscono quindi con la luce solare».

Tuttavia, il team di Wennberg e Kjaergaard  ha scoperto  che esiste un altro percorso chimico per formare idroperossidi organici e che «si verifica a livelli di ossido nitrico sostanzialmente più alti di quelli che si possono trovare nell’atmosfera sopra le regioni non popolate».

Wennberg evidenzia che «Questa è una chimica che non esiste in nessuno dei modelli di come interagiscono l’ossido di azoto e gli idrocarburi».

Il problema è che  le concentrazioni atmosferiche di ossido di azoto su Los Angeles e nelle regioni urbane di tutto il Paese stanno ora scendendo ai livelli a cui si verifica questo processo – chiamato gas-phase autoxidation  –  che avviene quando per gli idrocarburi non ci sono abbastanza molecole di ossido di azoto con cui reagire e, di conseguenza, le molecole di idrocarburi reagiscono con se stesse. I ricercatori spiegano ancora che «L’autossidazione in fase gassosa è stata osservata in altri contesti: ad esempio, il processo può formare idroperossidi organici irritanti per la pelle in alcuni prodotti cosmetici che sono andati male e fa sì che il burro diventi rancido e il vino si rovini». Ma i ricercatori pensavano che non potesse verificarsi nell’atmosfera, date le attuali concentrazioni di ossido di azoto urbano. Il team statunitense-danese ha  scoperto il contrario: «Dato che queste concentrazioni di ossidi di azoto calòeranno di un altro fattore due nei prossimi cinque-sette anni, inizieremo a produrre sempre più idroperossidi organici nelle aree urbane – conclude Wennberg – Nell’aria, questi idroperossidi sono noti per formare particelle-aerosol. Il problema è che non avevamo visto grandi concentrazioni di idroperossidi in aree densamente popolate, quindi non sappiamo come la formazione di gas e aerosol di idroperossidi avrà un impatto sulla salute pubblica, ma sappiamo che respirare quel particolato tende a non far bene».