All’interno del Consorzio Mario Negri Sud (CMNS) il Centro di Scienze Ambientali (CSA) rappresenta il capofila negli studi che riguardano le matrici ambientali e le interazioni di queste con le tematiche sanitarie e più in generale con la qualità della vita. L’atmosfera rappresenta una delle “matrici ambientali” di maggiore importanza per la qualità della vita. L’impatto che le caratteristiche dell’aria possono avere sulla salute della popolazione è documentato da molti di studi epidemiologici condotti negli ultimi decenni. Lo studio dell’inquinamento atmosferico dunque, riveste un ruolo fondamentale e in quest’ottica la sorveglianza e il monitoraggio delle sostanze chimiche presenti nell’aria che respiriamo tutti i giorni è uno dei presidi cardine delle politiche di tutela e salvaguardia della salute pubblica e degli ecosistemi. La legislazione italiana recepisce questa esigenza con una serie di norme che stabiliscono limiti per le emissioni dalle varie sorgenti antropiche (industrie, autoveicoli, impianti di riscaldamento), limiti per le concentrazioni in atmosfera di diverse sostanze, periodicità dei rilevamenti, metodi e strumenti per il campionamento e l’analisi. Spesso tali norme derivano da Direttive emanate dalla Commissione Europea, che, in questo senso, svolge un’azione motrice di basilare importanza. Tali norme prendono in considerazione le sostanze inquinanti maggiormente presenti. Negli ultimi anni, vengono progressivamente considerati sempre nuovi parametri, la cui determinazione è resa necessaria a seguito dell’introduzione di nuovi processi industriali, del miglioramento delle tecnologie (che in taluni casi abbattono l’emissione di determinate sostanze ma ne introducono di nuove) e del contributo di studi clinici ed epidemiologici che evidenziano l’insorgenza di nuove patologie connesse con l’inquinamento dell’aria. Le principali sostanze causa di inquinamento atmosferico, oltre ai gas serra, sono gli ossidi di azoto, il biossido di zolfo, il monossido di carbonio, l’ozono e le sostanze organiche volatili. Alcune di queste vengono classificate come “inquinanti primari” in quanto direttamente immesse nell’atmosfera dalle sorgenti sopra menzionate, altre come “inquinanti secondari”, poiché si originano dalle prime a seguito di complesse reazioni chimiche con elementi naturalmente presenti nell’atmosfera. Non va poi sottovalutata la presenza del particolato atmosferico che, generalmente, viene suddiviso in quattro categorie: PTS (Polveri Totali Sospese), PM10 (polveri con particelle di diametro inferiore ai 10 millesimi di millimetro), PM2.5 (polveri con particelle di diametro inferiore ai 2,5 millesimi di millimetro) e nanoparticelle (di dimensioni inferiori). Queste polveri sono importanti non solo per la loro pericolosità intrinseca, come agenti esterni che vengono inalati e penetrano negli alveoli polmonari (e nel caso delle particelle più sottili direttamente nel circolo ematico), ma anche in quanto costituiscono il veicolo per altre sostanze potenzialmente pericolose per la salute come i metalli pesanti. Lo strumento convenzionale tipico per l’indagine chimica della qualità dell’aria è rappresentato dalla stazione fissa di monitoraggio atmosferico. Ogni stazione rappresenta un modulo, ed è inserita in una rete formata da due o più stazioni dislocate su un territorio la cui estensione è generalmente individuata a scala regionale. Ciascuna stazione ospita gli strumenti per il campionamento e l’analisi in sito dell’aria ambiente, i sensori per il rilevamento dei principali parametri meteorologici (la cui conoscenza è fondamentale per interpretare i dati sulle concentrazioni determinate dagli strumenti analitici) ed una serie di presidi deputati alla gestione ed al corretto funzionamento della stazione stessa (condizionatori, gruppi di continuità, computer di gestione e trasmissione dati ecc.). Gli strumenti aspirano aria in continuo, la analizzano, elaborano la concentrazione di quel particolare inquinante e la trasmettono, generalmente in forma di dato analogico, al computer, il quale elabora le medie orarie, giornaliere ecc. La legislazione infatti non norma i dati puntuali di concentrazione, ma i dati medi (spesso orari, per alcune sostanze giornalieri, per altre annuali). Esistono diverse tecniche per le analisi e, quindi, diversi principi di funzionamento di ciascun analizzatore: ad esempio lo strumento che determina la concentrazione degli ossidi di azoto (NO e NO2) si basa sul principio della chemiluminescenza (in parole estremamente semplici, la concentrazione di NO2 è proporzionale alla radiazione rilasciata dal decadimento degli elettroni eccitati dalla reazione fra monossido e ozono), il monossido di carbonio si determina misurando la differenza di assorbimento di raggi IR fra l’aria ambiente immessa nello strumento e un campione standard. Principio analogo vale per la misurazione dell’SO2 (che sfrutta però i raggi UV). Il particolato atmosferico viene misurato nelle stazioni di monitoraggio tramite strumenti automatici che, nella maggior parte dei casi, determinano la concentrazione ricavandola dalla differenza di assorbimento di raggi beta (un altro metodo, non automatico, per eseguire queste misure è quello cosiddetto gravimetrico). La concentrazione dei composti aromatici (uno di questi, ad esempio, è il benzene), viene misurata con uno strumento che si chiama gascromatografo. Da questi cenni, molto sintetici, si può comprendere come la gestione di una rete di monitoraggio atmosferico richieda ingenti risorse, sia economiche (manutenzione degli strumenti, acquisto di parti di ricambio, acquisto delle miscele di gas necessarie al corretto funzionamento della strumentazione analitica), sia umane. Un altro limite delle stazioni fisse è costituito dal fatto che esse sono…fisse, nel senso che il loro raggio d’azione è limitato ad una porzione relativamente ristretta del territorio. Da qui la necessità di formare una rete più o meno capillare, con tutto ciò che ne consegue in termini di costi. Nonostante questi limiti le stazioni di monitoraggio rimangono lo strumento di indagine principale e insostituibile per la determinazione della qualità dell’aria.