1. Sviluppo sostenibile
Business
e
Cambio Culturale
Federico Karagulian
Roma 25 Novembre 2008

2. International experiences and seminars
ULB, Bruxelles, Belgium
EPFL, Lausanne,
Switzerland
JRC Ispra, Italy
UCI, USA
(New Zeland,
Canterbury)

3. Cambiamento Climatico Globale
 Rischio per l’economia
mondiale
 Cambiamento climatico globale
 Aumento della
richiesta d’energia
 Attivita’ antropogeniche
(riscaldamento del globo terrestre
dovuto all’aumento dei gas ad
effetto serra: vapore aqueo (36-70%)*,
diossido di carbonio (CO2) (9-26%),
metano (CH4) (4-9%),
ossido d’azoto (NO),
ozono (O3) (3-7%),
CFCs
 Consumo di combustibili
 Deforestamento
( % del volume d’aria)
*

4. Riscaldamento globale (Global Warming)
Modelli che utilizzano solo forze naturali
Modelli che utilizzano forze naturali e antropogeniche
Misure reali

6. Inquinati atmosferici ed effetti sulla salute
 Scarichi Diesel
 Particelle fini (PM<2.5, PM10)
 Composti Volatili Organici
(VOCs formaldeide, benzene,
toluene)
 Ossidi d’idrogeno (NOx)
 Ozono (O3)
 Ossidi di zolfo (SOx)
 Monossido di Carbonio (CO)
 Metalli pesanti
 Diossina
 Pesticidi e antifungogeni
INALAZIONE
 Irritazioni agli
organi respiratori
 Occhi asciutti
 Mucose asciutte
 Infiammazioni
 Allergie

7. Causa delle emissioni inquinanti
Combustione di idrocarburi
scarichi
CxHyOz + a(x)(O2+3.76N2)
Combustione in
condizioni ideali
aria
bCO2 + cH2O + dN2 + eO2
Combustione in
condizioni reali
12%
13%
75% del volume d’aria
Gas a effetto serra
+ f(CO) + g(CxHy) + h(fuligine) + i(NO) + j(NO2) + k(SO2)
Prodotti di una combustiuone incompleta
Inquinanti (~ 1% volume totale)

8. ....esempio
72.5 kg di benzina + 907 kg d’aria
(75 litri)
980 kg di scarichi totali
energia
termica
(84%)
NO
CO
HC (idrocarburi)
0.22 kg
+
N2
O2
CO2
H2O
Gas a effetto serra
“Greenhouse gases” (GHG)
solo il 16% dell’energia totale viene utitlizzato per il funzionamento effettivo del veicolo

9.  Carbon dioxide (CO2),
CH4, HONO, NO, O3,
halocarbons, are the main
greenhouses gases. They
warm the atmosphere by
absorbing infrared or
terrestrial radiation.
 Sulfates, nitrates, sea salt organic carbon aerosol (particles with
diameters from 0.01 to 20 mm) have a direct cooling effect because
they backscatter incident UV.

10. Effetto delle particelle fini (PM<2.5)
sul cambiamneto climatico globale
Polveri minerali
Fuligini
Aumento del
tempo medio di vita
delle nuvole
Effetto di riscaldamento o raffreddamento
Diminuzione delle pioggie

11. Emissione di particelle fini
• Smog
• Diminuzione
della visibilita’
• Piogge acide
Emissioni da
autoveicoli
navi e aereei
Attivita’ antropogeniche
e industriali
Inalazione:
malattie
respiratorie

12. Emissioni globali di particelle fini
Contribuzione globale annua all’emissione di particelle fini PM <2.5 dovute al
traffico marittimo (µg/m3) (J.J Corbett et al., 2007)

13. Emissioni inquinanti da trasporto marittimo:
aumento della mortalita’
Le emissioni di
particelle fini (PM<2.5)
correlate al trasporto
marittimo sono
responsabili
di 60.000 morti annue
dovute a cancro
polmonare e alla gola.
Il tasso si mortalita’ e’ molto alto vicino le zone costiere d’Europa,
America e Sud Asia.
Si stima che la mortalita’ annua nelle zone costiere potrebbe crescere
del 40% nel 2012 (J., Corbett et al., 2007)

14. Genova
Civitavecchia
Napoli
Mortalita’ cardiopolmonare attribuibile alle emissioni marittime di particelle fini PM in
(morti/anno) Europa/Mediterraneo (Ogni cella ha una risoluzione di 1° x 1° ) (J., Corbett et al.,
2007).

15. Crescita delle emissioni inquinanti
nei porti marittimi
2003
14% ossidi d’azoto
 5% ossidi di zolfo
1989
 7% ossidi d’azoto (NOx)
 4% ossidi di zolfo (SOx)
La crescita in NOx e’ dovuta all’aumento del traffico marittimo
Stabilizazzione di SOx e’ dovuta all’uso di combustibili a basso contenuto di zolfo

16. Genova: porto industriale
Porto di Civitavecchia

17. Ci Sono piu’ di 2000 porti nel mondo che gestiscono piu’ dell’ 80% del
commercio internazionale che parte o confluisce verso paesi in via di sviluppo.
(The World Bank Group, 2003)
I porti sono la maggior sorgente di inquinati atmosferici nell’aria che influiscono
sulla salute delle persone che vivono nelle vicine comunita’. Inoltre influisco in
maniera significane ai regionali problemi di inquinamento.
I maggiori inquinati atmosferici derivanti dalle attivita’ portuali sono:
 Scarichi Diesel
 Particelle fini (PM<2.5)
 Composti Volatili Organici (VOCs)
 Ossidi d’idrogeno (NO x = NO + NO 2 e NO y : NO 3 ; N 2 O 5 ; HNO 3 )
 Ozono (O3)
 Ossidi di zolfo (SOx)
 Monossido di Carbonio (CO)
 Formaldeide (ppm indoor; ppb all’esterno e contribuisce alla formazione di OH)
 Metalli pesanti
 Diossina
 Pesticidi e antifungogeni

18. Crescita delle emissioni inquinanti nei porti marittimi
1989
 7% ossidi d’azoto (NOx)
 4% ossidi di zolfo (SOx)
(Marine Pollution Bulletin, 1990)
 14% ossidi d’azoto (NOx)
 5% ossidi di zolfo (SOx)
(J.J. Corbett et al., 2001)
La crescita in NOx e’ dovuta all’aumento del traffico marittimo.
Stabilizazzione di SOx e’ dovuta all’uso di combustibili a basso contenuto di zolfo.
2000

19. Effetti negativi alla salute degli agenti inquinanti
 Scarichi Diesel: mistura di particelle (fuligine, “soot”), vapori e gas emessi
durante la combustione
Effetti: irritazioni al naso e agli occhi,
bronchiti, tosse e deterioramente dei
polmoni
(Ulfvarson et al., 1991; Rudell et al.,
1996)
 Paricelle fini (PM): il loro diametro varia da un granello di sabbia fino al piu’ sottile
granello di fuligine formato dalla combusione del Diesel.
E’ la particella piu’ fine che causa il danno maggiore nell’organismo (Bagley, 1996).
 Composti volatili organici (VOCs) includono: scarichi diesel, benzene, toluene,
formaldeide e 1,3-butadiene (CARB, 1998)

20.  Ossidi d’idrogeno (NOx) possono causare effetti tossici per vie aeree con portando ad
infiammazzioni e a reazioni asmatiche a causa della formazione di acido nitrico
HNO3 (Davies et al., 1997)
 Ozono, anche conosciuto come “smog”, e’ un gas reattivo prodotto quando VOCs e NOx
reagiscono insieme alla presenza della luce solare.
Effetti: infezioni respiratorie, asma e danni irreversibili ai polmoni (Devlin et al., 1991;
Karagulian et al., 2008).
Smog e
particelle fini a Roma
 Ossidi di zolfo (SOx) sono prodotti dalla combustiuone di combustibili contenenti
zolfo, come diesel e combustibili marini ad alto contenuto di zolfo.
Effetti: SOx reagiscono con vapore acqueo nell’aria e creano aerosols acidi
(acido solforico H2SO4) che irritano le viee aeree, causando malconforto,
tosse e asma (Nicolai, 1999).

21. Suscettibilita’ dei bambini e degli anziani
all’inquinamento atmosferico
mirroronamerica.blogspot.com
 I bambini sono piu’ suscettibili all’inquinamento
atmosferico:
- polmoni e vie respiratorie piu streette che negli adulti
- giocano spesso all’aperto
 Gli anziani hanno un basso livello tolleranza degli agenti
inquinanti
La frequenza di tosse, bronchite e malattie respiratorie in bambini
preadolescenti e’ principalmente associata con la crescita del livello di
particelle fini (PM) nell’aria dove vivono (Mortimer et al., 2002).

22. Inquinamento dell’aria negli ambienti interni
Inquinanti:
 Diossido di carbonio (CO2)
 Monossido di carbonio (CO)
 Particelle sospese respirabili (RSP)
 Diossido d’azoto (NO2)
 Acido nitroso (HONO)
 Ozono (O3)
 Formaldeide (HCHO)
 Composti volatili organici (VOCs)
generati nei garages, sotteranei e
corridoi degli appartamenti.
 Radon (Rn)
 Batteri aerei
(R.E. Dodson et al. 2008,
Indoor Air Quality IAQ,2008)

23.  Composti volatili organici (VOCs: BTX
Benzene, Toluene e Xylene)
 Ozono (O3)
 Particelle fini respirabili (PM)
 Inquinanti biogenici
(Isoprene, Alcoli, Aldeidi, Chetoni)
 Irritazioni negli
organi respiratori
 Occhi asciutti
 Mucose asciutte
 Infiammazioni
 Allergie
BASSA UMIDITA’
RELATIVA (RH< 30%)
(J.A. Bernstein et al.,2008; P.Wolkoff and S. K. Kjaergaard, 2007; Karagulian et al., 2008)

24. Reazioni tra l’ozono e materiali con cui sono costruiti molti immobili possono portare
alla formazione di particelle fini (SOA) e prodotti chimici secondari (VOCs) dannosi
alla salute
 Polistirene espanso
 Colla adesiva
 Tavoli di cedro e d’abete
 d-Limonene (componente
principale di molti prodotti
di pulizia negli uffici
 Mobili d’ufficio
 Desktops e notebooks
 Stampanti laser e a getto
d’inchiostro
Ozono (O3)
 Particelle fini microscopiche
PM (0.01-1.0µm)
 Emissioni di gas eptano,
nonano, nonanale e decanale
(aldeide)
(T.Aoki and S.Tanabe, 2007; H. Destaillats et al.,2008)

25. Aggiunta di ozono
Variazione oraria della concentrazione
di particelle di diametro 0.01-1.0 µm
in materiali da costruzione generate dalla
reazione con ozono.
(T.Aoki and S.Tanabe, 2007)
Tassi di emissione (µgm-2h-1) di 50
VOCs misurati in reazioni tra
ozono e pavimenti cerati

26. Quattro linee guida per un approccio precauzionale
all’inquinamento
 Prevenire i danni piuttosto che essere incerti
 Spostare i fattori dannosi di una potenziale attivita’ dannosa
 Esaminare u’intera gamma di alternative in risposta a delle potenziali
attivita’ dannose
 Prendere decisioni democratiche per tutelare tutte le parti lese.
(Wingspread Statment on the Precautionary Principle, 1998)

27. Possibili misure contro l’inquinamento marittimo
 Utilizzo di combustibili piu’ puliti a basso contenuto di zolfo
(attualmente ci sono navi che usano combustibili con un contento 100 volte piu’ alto
di quello usato per veicoli stradali)

28. Discarica
Rilascio
inquinanti dannosi
Decomposizione
rifiuti
- metano
- diossina
....soluzione
Inceneritori
negativo
....problemi
positivo
 Emissione di particelle fini
 Fuligini
 Mercurio, arsenico e piombo
Energia
 calore
 elettricita’
Sviluppo sostenibile

29. Inquinamento e responsabilita’ sociale

30. Il messaggio principale
 La crescita del rischio di cancro ai polmoni osservata tra i residenti nelle zone
industriali italiane puo’ riflettere il ruolo complessivo di diversi fattori: fumo,
esposizione lavorativa ad agenti associati con il cancro alla gola e
all’esposizione all’aria inquinata.
 Un’analisi geografica non ha mostrato una netta crescita di rischio di cancro alla
gola con la distanza dalle sorgenti inquinanti.
Implicazioni politiche
 Le preoccupazioni della salute pubblica riguardo gli effetti delle emissioni
industriali sono molto alte
 Il monitoraggio epidemiologico e’ una chiave importante per la valutazione
dell’impatto delle emissioni industriali

31. Quattro linee guida per un approccio
precauzionale all’inquinamento
 Prevenire i danni
 Spostare i fattori dannosi di una potenziale attivita’
inquinante
 Esaminare alternative in risposta a potenziali
attivita’ dannose
 Prendere decisioni democratiche per tutelare le
parti lese

32. Which kind of chemistry for atmospheric pollution?
Nitrate’s chemistry: nighttime
Ozone chemistry: daytime
Ozone forms when precursor compounds
react in the presence of sunlight and high
temperatures.
Important nitrate reactions at night
(daytime photolysis in the yellow box)

33. Formazione d’ozono nell’atmosfera
O 3 + hυ → O(1 D) + O 2
λ < 320 nm
1
H2 O + O( D) → 2OH
Composti volatili organici,
OH +VOCs → R
naturali e antropogenici (VOCs,
i.e metano)
N 2 O + O( 1 D) → 2NO
R + O 2 → RO 2
RO 2 + NO → RO + NO 2
Atmosfera
inquinata
NO 2 + hν → NO + O( 3 P)
O 2 + O( 3 P) → O 3
OH + NO 2 → HNO3
HNO 3 + hν → OH + NO 2