La composizione del particolato atmosferico è decisiva per determinarne la tossicità

La tossicità del particolato atmosferico (PM) deriva dalla sua capacità di penetrare in profondità nell'apparato respiratorio e, nel caso delle particelle più fini, di raggiungere il sistema cardiovascolare. La sua pericolosità non è legata solo alle dimensioni, ma soprattutto alla sua complessa composizione chimica, che varia a seconda delle fonti di emissione. 

Arpa Piemonte ha avviato una ricerca, in collaborazione con l’Università degli Studi di Torino - Dipartimento di Scienze della Sanità Pubblica e Pediatriche, per analizzare specificatamente sul Piemonte le caratteristiche di tossicità del particolato atmosferico.  I risultati dello studio sono stati recentemente pubblicati sulla rivista scientifica internazionale Environmental Research in un articolo dal titolo: “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”. 

La ricerca prosegue il percorso avviato da Arpa Piemonte che nel 2022 aveva evidenziato le cause delle elevate concentrazioni di inquinanti nel Nord Italia e la necessità di introdurre nuovi indicatori nella valutazione della qualità dell’aria. 

Il progetto, avviato nel 2023, ha fornito un riscontro sperimentale ai precedenti studi grazie all’integrazione di:

• caratterizzazione chimica del PM10 e fonti di emissione (Source Apportionment);
• test biologici specifici (mutagenicità, danno al DNA, citotossicità, stress ossidativo) condotti sugli estratti organici del PM10;
• effettuata su campioni di PM raccolti nel contesto urbano della città di Torino e nel contesto agricolo della provincia di Cuneo (Cavallermaggiore).

I principali risultati

La tossicità del particolato atmosferico varia significativamente in funzione della stagione di campionamento (il particolato invernale si dimostra potenzialmente più tossico di quello estivo) e del sito di rilevazione, cioè della composizione chimica del PM. 

L’analisi statistica condotta nello studio ha evidenziato associazioni tra specifici composti del PM e gli effetti biologici misurati, confermando che, a parità di concentrazione (microgrammi al metro cubo di aria), il particolato atmosferico può determinare effetti biologici differenti a seconda della sua composizione.

Gli effetti tossici del particolato osservati nello studio risultano principalmente associati a composti legati ai processi di combustione della biomassa ed al traffico veicolare, quali idrocarburi policiclici aromatici (IPA) e levoglucosano.

Nei limiti dello studio condotto e in linea con gli studi precedenti condotti da Park nel 2018 non sono invece emerse correlazioni significative tra gli effetti tossici indagati e le componenti inorganiche secondarie molto presenti nel particolato invernale della regione padana (nitrato e solfato di ammonio) o con elementi di origine crostale (Al, Si, Ca).

I risultati suggeriscono anche una maggiore tossicità del carbonio elementare (EC, noto anche come black carbon), inquinante primario derivante dalla combustione incompleta di combustibili fossili e biomassa, rispetto al carbonio organico (OC), componente del particolato che può avere anche origine secondaria. 

La principale conclusione cui giunge lo studio è che la sola concentrazione di PM10, attualmente l’unica metrica ammessa per valutare la qualità dell’aria, non rappresenta uno standard sufficiente, da solo, a supportare compiutamente le politiche di contenimento dell’inquinamento atmosferico.

Implicazioni future

Il progetto proseguirà con ulteriori approfondimenti, ma già in questa fase emerge un messaggio chiaro: la conoscenza della composizione e della tossicità del particolato, integrata con i dati di Source Apportionment, può contribuire alla definizione di standard di qualità dell’aria e politiche di riduzione delle emissioni maggiormente coerenti con gli obiettivi di tutela della salute pubblica, in linea con le più recenti direttive europee.