L’autore di questo articolo ricco di spunti scientifici è un chimico. Il suo è un contributo di chiarezza aperto al dibattito. Dall’analisi viene fuori che i tanti contagi e, purtroppo, i tanti decessi da COVID 19 si sono avuti negli agglomerati dove è presente in eccesso il biossido di azoto (peraltro stigmatizzato da una procedura d’infrazione aperta dalla Ue): Bergamo, Brescia, Milano, Torino per il Nord Italia e Catania per la Sicilia
di Eugenio Cottone
Questo articolo si pone come scopo di prendere in considerazione una serie di elementi e circostanze noti nella letteratura scientifica e conosciuti ad una più larga platea, per avanzare delle ipotesi che possano far supporre una specifica influenza di una sostanza inquinante, in particolare il biossido di azoto, sull’elevato numero di esiti infausti di infezioni da COVID-19 (cd. Coronavirus).
Per richiamare fatti ed elementi certi già noti, in letteratura, da svariati anni è opportuno partire da quanto è stato pubblicato per l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) già nel 2005 , per poi passare alla descrizione degli effetti di tale sostanza fatte dallo stesso Ministero dell’Ambiente ed infine analizzare i dati della città di Milano per il periodo intercorrente tra il primo novembre 2019 e l’8 marzo 2020: momento in cui il scattano le prime significative limitazioni.
I dati esaminati sono quelli forniti dall’ARPA Lombardia ed anche da altri soggetti che in questi giorni hanno rilevato una correlazione matematica tra livello di inquinamento e morti conteggiati nelle zone a maggiore inquinamento. Su questo punto è, però, necessario osservare che esiste una correlazione tra numero degli abitanti (e densità degli stessi) ed inquinamento, e se possiamo correlare densità della popolazione e contagio, potremmo certamente riconoscere una correlazione indiretta anche tra livello di inquinamento e contagio, dato che il livello di inquinamento è a sua volta legato alla densità della popolazione stessa.
Osservato quindi che il contagio non sarebbe legato strettamente al livello di inquinamento, ma solo indirettamente, avremo tuttavia un campo di esistenza comune tra tale livello di inquinamento (e quindi densità della popolazione) e contagio.
Ben altra questione è invece la correlazione tra l’evidente difficoltà di cura rilevata nell’ambito della Pianura Padana e la presenza dell’inquinante specifico biossido di azoto. Ribadito che in ogni caso il presente articolo non ha lo scopo di dare certezze, ma solo quello di seguire il pensiero scientifico e il dubbio cartesiano, risulterà evidente agli occhi di chi legge una possibile o addirittura probabile correlazione e/o effetto sinergico negativo di tali inquinanti ed il contrasto al COVID 19.
L’Organizzazione Mondiale della Sanità e le sue
“Linee guida OMS sulla qualità dell’aria (Global Update 2005)”
Il ruolo degli ossidi di azoto sul deterioramento della qualità dell’aria è descritto ampiamente (in ben quasi 50 pagine e con una bibliografia di oltre 200 pubblicazioni) già nel citato documento dell’OMS del 2005. Mi limiterò, quindi, a riportare un passo saliente utile per le considerazioni che farò in seguito:
“The oxides of nitrogen/ozone system
As mentioned above, emissions of oxides of nitrogen occur predominantly in the form of nitric oxide, which typically comprises around 95% of nitrogen oxides from a combustion source. The pollutant of far greater concern in relation to human health is nitrogen dioxide (NO2). The main pathway of conversion is via reaction with atmospheric ozone (O3), which is present in the background atmosphere from a range of sources, including atmospheric transport from the stratosphere. There is also a pathway by which this chemistry can be reversed, with nitrogen dioxide breaking down as a result of absorption of sunlight to form nitric oxide (NO) and an oxygen atom (O), which reacts with an oxygen molecule (O2) to re-form ozone. The three reactions are as follows:
NO + O3 →NO2 + O2(1)
NO2 + hv(sun light) →NO + O (2)
O + O2 →O3(3)
Since each of these reactions is relatively fast, an equilibrium (the photostationary state), containing amounts of all three components, is quite rapidly established.
Since reaction 2 depends on sunshine it becomes ineffective at night, and if there is sufficient ozone present, reaction 1 can convert all nitric oxide to nitrogen dioxide,which often occurs in rural areas. In a highly polluted environment there is unlikely to be sufficient ozone to complete the conversion and ozone concentrations, particularly at night in winter, may well fall to zero.
This chemistry has obvious implications for the control of nitrogen dioxideconcentrations. Fig. 7 shows a typical relationship between annual mean concentrationsof nitrogen dioxide and nitrogen oxides at an urban location in the United Kingdom. The relationship is curvilinear and reduction of high concentrations of nitrogen oxides leads to a far less than commensurate reduction in nitrogen dioxide. Consequently, very large reductions in emissions of nitrogen oxides may be needed to achieve compliance with air quality objectives for nitrogen dioxide. (in calce la traduzione).
Effetti sulla Salute
Dinamiche ed effetti sulla salute sono ampiamente esaminati e per una sintesi ci avvarremo,di quanto sinteticamente riportati dalla Direzione generale della prevenzione sanitaria del Ministero della Salute che così lo descrive:
” Il Biossido di Azoto (NO2) ha un odore pungente e può provocare irritazione oculare, nasale o a carico della gola e tosse. Alterazioni della funzionalità respiratoria si possono verificare in soggetti sensibili, quali bambini, persone asmatiche o affette da bronchite cronica. Una sintomatologia precoce a carico delle prime vie aeree in soggetti con patologia polmonare può manifestarsi a partire da concentrazioni pari a 0,2 mg/m3.”.
allo stesso tempo la sua origine è legata alla combustione e le principali fonti vanno ricercate nei riscaldamenti. In ambiente domestico, secondo l’Istituto Superiore della Sanità (ISS), “Le principali fonti sono costituite da radiatori a cherosene, da stufe e radiatori a gas privi di scarico e dal fumo di tabacco. Nelle abitazioni si riscontrano generalmente concentrazioni inferiori a 0,1 mg/m3 , tuttavia si possono verificare livelli più elevati (superiori a 0,2 mg/m3 soprattutto durante la cottura di cibi con stufe a gas o durante l’uso di stufe a cherosene”.
L’evoluzione della posizione dell’OMS e la Corte di Giustizia Europea
Nel 2005 l’OMS concludeva che il valore limite medio annuo da non superare nell’aria esterna per il biossido di azoto andasse indicato in 40 microgrammi /m3 come media annua. Il biossido di azoto è l’unico parametro in cui il valore dell’OMS e quello legale coincidono, a differenza di altri parametri in cui i valori legali sono superiori anche oltre due volte il valore indicati dall’OMS.
Il 7 marzo 2019 la Commissione europea ha deciso di deferire l’Italia alla Corte di giustizia dell’UE in due cause distinte riguardanti la legislazione ambientale.
La prima causa riguarda l’inquinamento atmosferico e la mancata protezione dei cittadini dagli effetti del biossido di azoto (NO2). La Commissione invita l’Italia a rispettare i valori limite convenuti sulla qualità dell’aria e ad adottare misure adeguate per ridurre i livelli di inquinamento in dieci agglomerati in cui risiedono circa 7 milioni di persone. Il ricorso si inserisce nel seguito di azioni analoghe adottate nei confronti di Francia, Germania e Regno Unito nel maggio 2018 per mancato rispetto dei valori limite di NO2 e per aver omesso di prendere misure appropriate per ridurre al minimo i periodi di superamento.
Il 26 luglio 2019 la Commissione europea presentava un ricorso contro la Repubblica italiana, in esso:
“…chiede che la Corte voglia constatare che, a causa dell’inosservanza sistematica e continuata dei valori limite annuali di concentrazione di NO2 a partire dal 2010 e senza interruzione nelle zone IT0118 (agglomerato di Torino), IT0306 (agglomerato di Milano), IT0307 (agglomerato di Bergamo), IT0308 (agglomerato di Brescia), IT0309 (zona A – pianura ad elevata urbanizzazione), IT0906 (agglomerato di Firenze), IT0711 (Comune di Genova), IT1215 (agglomerato di Roma), a partire dal 2010 al 2012 e poi di nuovo a partire dal 2014 senza interruzione nelle zone IT1912 (agglomerato di Catania) e IT1914 (aree industriali), inosservanza che persiste tuttora, la Repubblica italiana è venuta meno all’obbligo sancito dal combinato disposto dell’art. 13 e dell’allegato XI della direttiva 2008/50/CE relativa alla qualità dell’aria ambiente e per un’aria più pulita in Europa. Non avendo adottato a partire dall’11 giugno 2010 misure appropriate per garantire il rispetto dei valori limite per il NO2 nelle zone indicate al punto 1, la Repubblica italiana è venuta meno in maniera sistematica e continuata anche agli obblighi imposti dall’art. 23, par. 1, della direttiva 2008/50, da solo e in combinato disposto con l’allegato XV, punto A di tale direttiva, violazione che persiste tuttora”.
Delineato il quadro, seppur in maniera succinta rispetto ad una mole documentale amplissima, esso va solamente aggiornato con i dati disponibili ad oggi, valutando se anche in questo periodo (prendendo Milano come riferimento) ci troviamo, ancora, di fronte ad una situazione di superamento per il biossido di Azoto.
I dati sono stati forniti da ARPA Lombardia a cui va riconosciuta la trasparenza per aver messo a disposizione di un cittadino qualunque informazioni importanti.
Analisi dei dati
Le fonti principali derivano dalla combustione in ambito urbano quindi giocano un peso determinante gli impianti di riscaldamento ed il traffico veicolare. Per cercare di scomporre la componente traffico veicolare, in considerazione che si è avuto uno spostamento verso il metano come fonte combustibile, circostanza che permette di far pesare maggiormente la componente veicolare rispetto a quella termica per quanto attiene il solo parametro PM10, si sono analizzati i contributi residui a partire dal 28 febbraio sino al 12 marzo scorsi, paragonati al periodo 1 Novembre 2019 sino al 27 febbraio 2020.
I dati ci dicono che i due inquinanti (NO2 e PM10) hanno una dipendenza comune dalle stesse fonti e che il superamento del valore limite annuale è tanto più ampio quanto più ci si addentra nella stagione invernale, a piena conferma da quanto già evidenziato sulla natura delle fonti inquinanti.
I due inquinanti hanno sempre una dipendenza comune dalle stesse fonti ma che, con il blocco del traffico, mentre permane il superamento del valore limite annuale per gli NO2, per quanto attiene le PM10 ciò non avviene e si rimane ben al di sotto del valore limite annuale e, pur osservando lo stesso profilo, si rileva che mentre per le PM10 si ha un contributo residuo del 56,22 % rispetto a prima che vi fossero operazioni di confinamento come valore medio dei periodo (e quindi un decremento pari al 43,78%: quasi il dimezzamento del dato), per quanto attiene gli ossidi di azoto si ha un contributo del 93,77 per cento rispetto a prima, (quindi un decremento soltanto del 6,23%).
Risulta, quindi, che la riduzione del traffico mentre ha contribuito in modo evidente al rientro entro i limiti per l’inquinante di PM10, non ha avuto eguali effetti sul diossido di azoto (NO2).
La conclusione è che le principali componenti dell’inquinamento sono legate a riscaldamenti domestici ed attività industriali: cosa, peraltro, ben nota agli esperti del settore.
Correlazioni evidenti tra inquinamento e Coronavirus
Il maggior numero di casi di contagi (e, purtroppo, di decessi) da COVID 19 si sono avuti negli stessi agglomerati che sono stati citati nella procedura d’infrazione per il diossido di azoto: Bergamo, Brescia, Milano, Torino per il Nord Italia e Catania per la Sicilia cui si aggiunge la zona industriale Augusta-Priolo Gargallo.
Ciò suggerisce di formulare una serie di ipotesi
Ipotesi da verificare
A. “La costante esposizione agli ossididi azoto oltre il valore di 40 microgrammi /metro cubo ha portato alla creazione di un meccanismo di amplificazione degli effetti del Coronavirus dato che il biossido di azoto come sopra descritto può produrre irritazione oculare, nasale o a carico della gola e tosse, alterazioni della funzionalità respiratoria in soggetti sensibili, quindi una sintomatologia del tutto simile a quella descritta per il Coronavirus”.
B. “Il valore di massimo di esposizione giornaliera indicato dalla OMS in 200 micro grammi/ metrocubo ed il valore di 40 microgrammi /metrocubo sono eccessivi e vanno ridotti e va individuato un valore di guida per potere disegnare in modo effettivo piani di risanamento di qualità dell’aria”.
C. “Va indagato se vi sono state reazioni di sostituzione di gruppi amminici con gruppi ossidrilici nella struttura del virus, secondo la ben nota reazione tra i nitriti e gruppo amminico primario, tale che si sia avuta una modificazione a livello polmonare che ne abbia aumentato la virulenza”.
Ove le ipotesi venissero verificate si potrebbe concludere:
I. che la mancata aerazione degli ambienti domestici porterebbe ad un inquinamento indoor maggiore anche in maniera significativa dovuta al biossido di azoto.
II. L’aria che circola nei reparti destinati alla cura di patologie respiratorie dovrebbe essere purificata dagli ossidi azoto (allo stato attuale non mi risulta sviluppata una tecnologia in tal senso).
III. I presìdi ospedalieri per tali cure confermerebbero la scelta operata nel secolo XIX ed inizi del XX per il contrasto alla tubercolosi (località marine o montane), dato che essi si trovavano in luoghi dove era favorita la reazione:
2NO2 + hv(luce solare) →2NO + O2
Conclusioni
La riduzione del biossidi di azoto può avvenire solo a seguito di diverse azioni come individuate nel documento/comunicato del CTS di Europa Verde che qui si richiama, e che ha indicato le azioni da intraprendere, il cui dettaglio è sviluppato separatamente.
Traduzione: Gli ossidi del sistema azoto/ozono
Come già detto, le emissioni di ossidi di azoto si presentano prevalentemente sotto forma di monossido di azoto, che tipicamente comprende circa il 95% degli ossidi di azoto provenienti da una fonte di combustione. L’inquinante di gran lunga più preoccupante in relazione alla salute umana è il biossido di azoto (NO2). La via principale di conversione è attraverso la reazione con l’ozono atmosferico (O3), che è presente nell’atmosfera di fondo da una serie di fonti, compreso il trasporto atmosferico dalla stratosfera. C’è anche un percorso attraverso il quale questa chimica può essere invertita, con il biossido di azoto che si scinde a causa dell’assorbimento della luce solare per formare ossido nitrico (NO) e un atomo di ossigeno (O), che reagisce con una molecola di ossigeno (O2) per riformare l’ozono. Le tre reazioni sono le seguenti:
NO + O3 →NO2 + O2 (1)
NO2 + hv(luce solare) →NO + O (2)
O + O2 →O2 (3)
Poiché ognuna di queste reazioni è relativamente veloce, un equilibrio (lo stato fotostazionario), contenente quantità di tutti e tre i componenti, si stabilisce abbastanza rapidamente.
Poiché la reazione 2 dipende dalla luce del sole, diventa inefficace di notte, e se c’è sufficiente ozono presente la reazione 1 può convertire tutto il monossido di azoto in biossido di azoto, il che spesso si verifica nelle zone rurali. In un ambiente altamente inquinato è improbabile che ci sia ozono sufficiente per completare la conversione e le concentrazioni di ozono, in particolare di notte in inverno, possono scendere a zero.
Questa chimica ha ovvie implicazioni per il controllo del biossido di azoto
concentrazioni. La Fig. 7 mostra una tipica relazione tra le concentrazioni medie annualidi biossido di azoto e ossidi di azoto in una località urbana del Regno Unito. Il rapporto è curvilineo e la riduzione di alte concentrazioni di ossidi di azoto porta ad una riduzione molto meno che proporzionale del biossido di azoto. Di conseguenza, possono essere necessarie riduzioni molto consistenti delle emissioni di ossidi di azoto per raggiungere la conformità agli obiettivi di qualità dell’aria per il biossido di azoto.
Foto tratta da Freepik
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