Il problema dell’inquinamento dell’aria

L’aria inquinata provoca innumerevoli problemi

L’inizio della primavera a Los Angeles è stato molto diverso quest’anno. A seguito dell’ordine del 19 marzo del Governatore della California, Gavin Newsom, che limitava i movimenti all’interno dello stato, le famose autostrade a 12 corsie della città di Los Angeles si svuotarono. E al loro posto, i residenti di Los Angeles hanno iniziato a vedere cose che questa area urbana di 13 milioni di persone non aveva mai visto prima: vedute chiare sulle montagne innevate di San Gabriel a nord-est e sull’isola di Santa Catalina al largo della costa sud-occidentale.

Ma non era solo Los Angeles; cieli sereni e panorami incredibili sono stati segnalati a Bangkok, Bogotà, Pechino, Nairobi e Parigi. Alcuni dei rapporti più drammatici dei primi di aprile sono stati da Delhi, dove l’onnipresente foschia grigio-marrone è stata spazzata via, sostituita da cieli blu a seguito di un blocco a livello nazionale. Gli abitanti delle città di Delhi hanno riportato magnifiche vedute delle stelle di notte e gli abitanti delle città del nord dell’India hanno riferito di aver visto per la prima volta l’Himalaya.

Cieli sporchi e visibilità ridotta sono un sottoprodotto della nostra civiltà industriale ed erano molto peggiori in alcuni luoghi in passato. Nel diciannovesimo secolo, l’inquinamento provocato dalla combustione del carbone era così intenso tra Londra e Manchester che annerì gli alberi e fece addirittura adattare una specie di falena trasformandola in colore nero. Gli effetti sulla salute umana furono altrettanto devastanti; nel 1952 un episodio di “nebbia assassina” intrecciata con inquinanti dalla combustione del carbone uccise almeno 4.000 residenti a Londra.

Per fortuna, quei giorni sono in gran parte finiti. In molte nazioni industrializzate, i livelli degli inquinanti atmosferici più pericolosi sono diminuiti negli ultimi decenni a causa di depuratori nelle centrali elettriche e convertitori catalitici in automobili, un passaggio dal carbone al gas e altre misure. Ma l’aria sporca con persistente smog e foschia è ancora una caratteristica regolare delle città, dall’Inghilterra alla California all’India.

Il ritorno del commercio sulla scia del coronavirus pone la domanda: possiamo avere cieli sereni nelle città pur mantenendo una economia fiorente?

Il pericolo di PM2.5

Possiamo iniziare guardando ciò che oscura i nostri cieli. In termini di inquinamento visibile dell’aria, il principale colpevole è il particolato, una miscela di particelle solide e goccioline liquide che possono rappresentare una gamma di composizioni chimiche.

Questa roba che rende l’aria sporca non è ovviamente difficile da respirare. Il particolato può portare a una ridotta funzionalità polmonare, aggravare l’asma e causare morte prematura nelle persone con malattie cardiache e polmonari. Inoltre, alcune particelle aerodisperse possono fungere da trasportatori di altri prodotti chimici tossici.

E mentre il particolato è disponibile in una varietà di dimensioni, gli operatori sanitari sono sempre più preoccupati per le particelle grandi 2,5 micrometri e più piccole (PM2.5), molto più piccole di un capello umano o granello di sabbia. “Dal punto di vista della malattia respiratoria, il PM2.5 è molto più pericoloso delle particelle più grandi”, osserva Akshima Ghate.

Queste particelle più piccole possono penetrare più a fondo nei polmoni e persino entrare nel flusso sanguigno umano; uno studio di rilievo ha scoperto che PM2.5 ha causato 4,1 milioni di morti premature in tutto il mondo nel 2016.

Esistono molte diverse fonti primarie di PM2.5 e la composizione varia notevolmente a seconda di dove ti trovi. Le maggiori fonti globali identificate in un recente studio sono i processi industriali, le centrali elettriche a combustibile fossile, l’agricoltura e il riscaldamento degli edifici. Ciò includerebbe anche la cottura e in tutto il mondo 3 miliardi di persone cucinano ancora con combustibili solidi come legno o carbone.

Nelle città degli Stati Uniti d’America, le fonti principali sono diverse. Uno studio del 2019 della US Environmental Protection Agency (EPA) ha trovato composizioni diverse nelle singole aree urbane, ma i veicoli costituivano una porzione maggiore di quella mostrata in numeri globali. In diverse città, attività industriali, veicoli a motore, polvere di strada, cucina e combustione di carburante combinati per costituire la maggior parte del PM2.5 primario.

Un’altra forma significativa di inquinamento da particolato in molte aree è il fuoco stesso. Nelle aree rurali, le colture in fiamme sono una fonte primaria significativa di PM2.5 e gli incendi che hanno devastato gli Stati Uniti occidentali e l’Australia negli ultimi anni hanno portato a picchi nei livelli di PM2.5.

In un recente rapporto, l’American Lung Association (ALA) osserva che gli incendi stanno causando un numero crescente di persone a sperimentare aria malsana a causa dei livelli a breve termine di inquinamento da particolato. Negli ultimi due anni, l’organizzazione ha spostato Santa Barbara, in California, dall’elenco delle città con l’aria più pulita a quelle con il peggior inquinamento a breve termine, e per due giorni Los Angeles ha riportato livelli pericolosi di particolato, entrambi a causa di incendi.

Per ALA, la connessione è chiara. “Negli Stati Uniti occidentali, i cambiamenti climatici hanno reso più probabili le condizioni di calore e siccità che promuovono i rischi di incendi”, osserva il rapporto State of the Air 2020 del gruppo.

Anche l’inquinamento in Cina provoca numerosi problemi respiratori e altre malattie soprattutto nelle grandi città industriali

SOx, NOx e PM2.5

Oltre a queste fonti primarie, ci sono molti altri modi in cui PM2.5 può formarsi nell’atmosfera. Gli ossidi di zolfo e azoto (chiamati SOx e NOx), entrambi formati dalla combustione di combustibili fossili, sono di per sé inquinanti pericolosi. Tuttavia, secondo l’EPA, l’anidride solforosa (SO2) e gli NOx sono anche i gas precursori “predominanti” nella formazione del PM2.5 secondario. Ciò significa che reagiscono con altri composti nell’atmosfera per produrre più particolato.

Mentre i due condividono la proprietà di creare più PM2.5, presentano differenze importanti. La SO2 nell’atmosfera proviene principalmente dalla combustione di carbone e petrolio, che contengono zolfo. Negli Stati Uniti, i due terzi della SO2 provengono da centrali elettriche a combustibile fossile, e questa è una preoccupazione particolare per le aree che hanno molte centrali elettriche a carbone o dove il carbone viene utilizzato in processi industriali come la produzione di acciaio.

Il biossido di azoto (NO2) è la forma più comunemente studiata di NOx, in parte perché l’ossido nitrico (NO) si trasforma rapidamente in NO2. A differenza di SO2, l’azoto in NO2 non deve provenire dal carburante. L’azoto è l’elemento più comune nell’aria che respiriamo e può essere creato in qualsiasi processo di combustione ad alta temperatura: in una centrale elettrica, in un motore a reazione o in un’auto con un motore a combustione interna.

Negli Stati Uniti, la maggior parte proviene da fonti “mobili”: automobili, camion, autobus e attrezzature pesanti. E mentre le centrali a carbone e l’industria pesante sono spesso situate lontano dalle grandi città, l’NO2 proveniente dai gas di scarico dei veicoli e dalle stufe e impianti di riscaldamento a gas è concentrato nelle città.

Non solo l’NO2 si concentra nelle città, ma molte città ottengono anche una parte maggiore del loro particolato dai veicoli a motore e dal loro uso. A Los Angeles, l’EPA ha scoperto che le fonti mobili, tra cui automobili, camion e attrezzature pesanti, costituivano il 22 percento del PM2.5. La polvere stradale era un altro 7 percento.

In India è ancora più drammatico. Uno studio del 2018 del Ministero delle industrie pesanti e delle imprese pubbliche a Delhi, in India, ha scoperto che i veicoli erano la fonte del 39 percento del suo particolato; la polvere stradale ha aggiunto un altro 18 percento. Ha anche scoperto che l’80% della NO2 in quella città di 13 milioni proveniva da autoveicoli.

Cosa si può fare contro l’inquinamento dell’aria?

Non tutte le fonti di PM2.5 sono facilmente utilizzabili, come PM2.5 presente in natura da polvere o polline. Inoltre, i passaggi per gestire il PM2.5 dall’agricoltura e dallo smaltimento dei rifiuti sono ancora di difficile gestione. Ma ci sono molte fonti sulle quali possiamo agire.

A livello globale, un passo importante per ridurre il PM2.5 e il suo precursore di SO2 è quello di smettere di bruciare carbone per produrre elettricità, riscaldare le case e per altri scopi.

Nei paesi in via di sviluppo, le emissioni di particolato possono essere eliminate spostandosi dalla biomassa tradizionale come legno o sterco a fornelli più efficienti che utilizzano altri combustibili. Le Nazioni Unite hanno identificato l’accesso a combustibili da cucina puliti e sicuri come un passo importante nell’Obiettivo di sviluppo sostenibile 7, e questo affronterebbe il 12 percento stimato di PM2.5 globale che proviene dalla combustione di legna e combustibili solidi per cucinare.

Nel mondo benestante, i combustibili fossili bruciati negli edifici sono una fonte importante di gas precursori, con carbone che produce NO2 e SO2 e gas naturale che produce NO2. Spostare il riscaldamento e la cottura verso opzioni elettriche più pulite eliminerebbe questi precursori per PM2.5, in particolare nelle città.

Al contrario, molte delle soluzioni per ridurre l’inquinamento dell’industria pesante sono ancora nelle prime fasi di sviluppo, come il processo di produzione dell’acciaio a riduzione diretta a base di idrogeno che il consorzio Hybrit sta sperimentando in Svezia. Tuttavia, se ridimensionati, questi potrebbero ridurre anche le emissioni industriali.

Queste soluzioni hanno l’ulteriore vantaggio di ridurre la CO2 e un minore riscaldamento comporta un minor rischio di incendi catastrofici che sono stati osservati negli ultimi anni.

Il problema dei veicoli

Nelle città di tutto il mondo, sia a Los Angeles che a Delhi, una delle principali fonti di PM2.5 e del suo precursore NO2 sono i veicoli a motore a combustione interna. Fortunatamente, ci sono un certo numero di cose che sono state fatte e vengono fatte per rendere più pulito ciò che esce dai tubi di scappamento delle automobili.

È importante notare che quanto l’inquinamento atmosferico di Los Angeles è grave, in passato è stato anche peggio. A Los Angeles e negli Stati Uniti, l’introduzione di convertitori catalitici a tre vie ha notevolmente ridotto le emissioni di NO2 dei veicoli. Allo stesso modo, l’India ha introdotto gli standard di emissione della fase Bharat per i veicoli nel 2000. La nazione sta attualmente avanzando verso la fase VI di Bharat, che è stata lanciata a Delhi nel 2018 e che limita le emissioni di PM2.5 e NOx.

Per Akshima Ghate, l’India afferma che questi standard sono stati importanti per limitare l’inquinamento a Delhi, e che ora il problema riguarda in gran parte i veicoli più vecchi che sono ancora in circolazione. “I veri veicoli inquinanti nella nostra flotta sono meno del 5% dello stock totale”, osserva Ghate. Stima che ci vorranno tra sette e dieci anni per consegnare l’intera flotta ai nuovi standard.

Sia per l’India che per gli Stati Uniti, un passo più completo per pulire l’aria è quello di passare all’elettricità. Elettrificare auto, camion, autobus e attrezzature pesanti (le celle a combustibile a idrogeno sono un’altra opzione per i veicoli pesanti) ridurrà l’inquinamento atmosferico riducendo l’abbattimento di NO2 e del particolato dei motori a benzina e diesel. Inoltre, un minor utilizzo delle raffinerie di petrolio per produrre carburante significa meno inquinamento industriale.

Ma mentre l’elettrificazione può ridurre la maggior parte dell’inquinamento provocato dai veicoli, ci sono limiti a questo approccio. Innanzitutto, l’automobile media rimane sulla strada per molti anni dopo che è stata venduta per la prima volta, quindi c’è un notevole ritardo tra l’aumento della quota di veicoli elettrici nuovi venduti e la porzione di veicoli elettrici sulla strada. E per nazioni come l’India, sta appena adesso nascendo il mercato dei veicoli elettrici.

Infine, i veicoli elettrici producono ancora polvere dall’usura degli pneumatici e dei freni, oltre a sollevare polvere dalle strade, che contribuiscono tutti all’inquinamento da PM2.5.

Pensare oltre l’automobile contro l’inquinamento dell’aria

Esiste un modo per eliminare più completamente l’inquinamento dovuto all’automobile nelle città: tirando fuori le persone dalle loro macchine e tirando fuori le auto dalle città. Ancor prima della pandemia, città come Barcellona, ​​Londra, New York, Oslo, Parigi e Vancouver (Canada) stavano sperimentando dando più spazio nel centro della città alle attività all’aperto e alle forme di trasporto non automobilistiche, come camminare e andare in bicicletta . Queste città seguirono l’esempio di Amsterdam e Copenaghen, dove le biciclette sono state una delle principali forme di transito per decenni.

In un certo senso, i cambiamenti nella società guidati dalle risposte a COVID-19 hanno accelerato questo processo. La chiusura dei luoghi di lavoro ritenuta “non essenziale” in molte nazioni significa che più colletti bianchi lavorano da casa, eliminando completamente i pendolari. E mentre le città iniziano a riaprire e cercano modi per i loro cittadini di trascorrere del tempo all’esterno e per far funzionare i ristoranti in base alle regole di distanza sociale, una tattica popolare è stata quella di recuperare aree precedentemente dedicate alle automobili per tali attività.

In definitiva, il modo più efficace per ridurre l’inquinamento atmosferico potrebbe essere una combinazione di tattiche multiple. Lavorare da casa, scaglionare i turni, migliorare i trasporti pubblici e il passaggio ai veicoli elettrici ti danno quella speranza e la promessa di mantenere alcuni di queste note positive.

Un futuro di cieli sereni e non inquinati

Mentre le strade sono state chiuse, molte delle soluzioni all’inquinamento dei veicoli a motore impiegheranno anni o decenni a ridimensionarsi. Questo vale sia per la suddivisione in zone che per i cambiamenti nell’uso del suolo per rendere più facile spostarsi in città senza auto e anche per l’elettrificazione dei veicoli. Anche le previsioni più aggressive hanno veicoli elettrici come minoranza di automobili sulla strada a livello globale nel 2030; tuttavia, i divieti sugli autoveicoli a combustione interna come quelli che verranno attuati in Norvegia (2025), Paesi Bassi (2030) e Islanda (2030) potrebbero accelerare i progressi.

Nel frattempo, con il ritorno del commercio, dell’industria e del traffico, stiamo già vedendo inquinare di nuovo i cieli. Per Delhi, i luccicanti cieli blu di aprile sono stati il ​​risultato non solo del blocco, ma anche di forti piogge che hanno lavato via il persistente particolato.

Per Los Angeles, mentre l’ordine statale di residenza si allenta, le autostrade si stanno riempiendo di nuovo e le montagne stanno scomparendo nella foschia, mentre la California si prepara per un’altra stagione di incendi.

Ma con più persone che sperimentano com’è avere città temporaneamente libere dall’inquinamento, e più persone stanno usando questo tempo per sperimentare di stare fuori senza le loro auto, possiamo impostare una visione di un futuro più pulito. Mentre sostituiamo le centrali elettriche a carbone e gas con vento, energia solare e batterie, elettrifichiamo edifici e trasporti e ridisegniamo le nostre città per persone e non auto, possiamo ripulire la maggior parte dell’aria sporca che oscura il cielo e accorcia le nostre vite .

Possiamo avere una civiltà senza un uso diffuso di combustibili fossili e possiamo avere di nuovo cielo sereno nelle città, ma ci vorrà sia visione che lavoro per renderlo una realtà.

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Il problema dell'inquinamento dell'aria
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Il problema dell'inquinamento dell'aria
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Cieli sporchi e visibilità ridotta sono un sottoprodotto della nostra civiltà industriale ed erano molto peggiori in alcuni luoghi in passato. L'inquinamento dell'aria provoca numerosi morti all'anno per malattie soprattutto all'apparato respiratorio.
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