Sommario:
- Introduzione
- Effetti patologici dell’ossido di carbonio.
- Le concentrazioni medie in città.
- Quanto CO produciamo in città (Genova).
- Suddivisione della produzione di CO per tipologia emissiva (EURO).
- Una Camera a Gas grande come Genova
- Appendice: Un pò di numeri e calcoli.
Introduzione
Oggi parliamo del Monossido di Carbonio.
Il monossido ci ricorda tristemente i morti per calderine difettose o i suicidi per mezzo dei gas di scarico delle auto.
Essendo il CO incolore, insapore, inodore e non irritante, non ci accorgiamo della sua presenza, ed è per quello che può creare effetti più e meno gravi fino alla morte per asfissia in base alla sua concentrazione ed al tempo di esposizione.
Una fonte urbana importante è quella dei mezzi a motore, ovvero dalla non perfetta combustione nei motori endotermici, o del riscaldamento domestico.
E’ la stessa molecola utilizzata, proprio per la sua affinità con il sangue, per rendere di un rosso vivace le carni in esposizione e preservarle dalla decomposizione. Cosa che purtroppo accade anche ai morti per intossicazione.
Il peso molecolare del CO è di 28 g/mole, mentre quello dell’aria è pari a 28,8 g/mole, quindi il CO non tende a stratificarsi a terra (contrariamente al CO2 ed altre molecole più pesanti dell’aria..) ma resta in sospensione.
Effetti patologici dell’ossido di carbonio.
L’elevata pericolosità e tossicità di questo gas è dovuta alla sua affinità con l’emoglobina, che risulta essere circa 200-300 volte maggiore di quella dell’ossigeno. Questa caratteristica gli consente di legarsi facilmente con l’emoglobina del sangue e di ostacolare così l’ossigenazione dei tessuti, dei muscoli e del cervello, con conseguenti effetti acuti (senso di affaticamento, sonnolenza, mal di testa) e alla lunga effetti cronici (diminuzione delle prestazioni fisiche ed intellettuali, aumento di cardiopatie e di disturbi circolatori; In alcuni soggetti esposti per lungo tempo all’assorbimento di piccole quantità del tossico, è stata descritta una sintomatologia caratterizzata da astenia, cefalea, vertigini, nevriti, sindromi parkinsoniane ed epilettiche, aritmie, crisi anginose).
Riportiamo alcuni dati salienti da un articolo interessante:
“I primi sintomi dell’avvelenamento sono l’emicrania e un senso di vertigine, sonnolenza. Una concentrazione di CO nell’aria pari a 2000-4000 ppm (0,2%-0,4%) provoca la morte in circa 15 minuti, dopo aver provocato perdita di conoscenza………..
A causa del traffico automobilistico la popolazione urbana è spesso soggetta a lunghe esposizioni a basse concentrazioni. La lenta intossicazione da ossido di carbonio prende il nome di ossicarbonismo e si manifesta con sintomi nervosi e respiratori………”.
Gli effetti sanitari sono essenzialmente riconducibili ai danni causati dall’ipossia (carenza di ossigeno) a carico del sistema nervoso, cardiovascolare e muscolare, causando sintomi quali diminuzione della capacità di concentrazione, turbe della memoria, alterazione del comportamento, confusione mentale, alterazione della pressione sanguigna, accelerazione del battito cardiaco, vasodilatazione e vasopermeabilità con conseguenti emorragie.
Ecco una tabella che riepiloga i sintomi acuti a concentrazioni via via crescenti:
Le concentrazioni medie in città.
La concentrazione di monossido di carbonio nelle città, a causa del traffico, possono raggiungere medie di 30-40 ppm nei centri cittadini, raggiungendo, per qualche secondo, valori di 150-200 ppm in alcune zone dove barriere architettoniche (sottopassi o gallerie) impediscono la libera circolazione dell’aria. Gli effetti sulla salute dipendono dal tempo di esposizione.
Riportiamo a titolo esemplificativo le concentrazioni orarie misurate a Genova a Gennaio 2016 della centralina di monitoraggio che è più rappresentativa di ciò che accade nel traffico (si noti che di notte la CO tende a zero, quindi il contributo delle caldaie per riscaldamento nei pressi della strada è nullo, mentre quello misurato è verosimilmente pressocchè totalmente prodotto dal traffico veicolare, mentre gli andamenti medi sono legati ad altri fattori come il vento, la diffusività, l’interazione con altre specie chimiche):
Le concentrazioni non sono tali da essere pericolose per chi passa velocemente nel traffico ma si fanno via via più rischiose per chi staziona per più tempo nei pressi di vie trafficate.
Le concentrazioni di monossido di carbonio misurate nelle centraline a Genova sono solitamente inferiori ai limiti normativi (Media mobile di 8 ore = 10 mg/mc), anche se sono state superate in passato, ma non è difficile pensare che valori più alti possano essere presenti nel flusso del traffico cittadino in prossimità degli scarichi dei mezzi, od in strade strette con traffico continuo nelle abitazioni o negozi ai piani bassi.
Il CO risulta comunque essere l’inquinante più abbondante in atmosfera. E’ l’unico inquinante le cui concentrazioni si misurano in mg/m3 (ovvero 1.000 volte di più rispetto agli altri inquinanti che si misurano in µg/m3 o ng/m3).
E’ interessante valutare quanto CO viene prodotto annualmente, indipendentemente dalla concentrazione raggiunta in strada, per renderci conto dell’entità del fenomeno, per nulla trascurabile (si vedano in fondo i calcoli).
Quanto CO produciamo in città (Genova).
Per quanto riguarda la CO i valori prodotti dal traffico sono di tutto rispetto e la fonte principale è quella delle automobili con circa 10.000 tonnellate prodotte in un anno (60% del totale) , seguono “a ruota” le due ruote a motore con un valore di circa 6.000 t/anno (35% del totale) . In questa categoria i mezzi pesanti incidono “poco”, solo per un 5%.
Lo vediamo nella tabella riepilogativa qui sotto riportata, mutuata dai dati provenienti dalla stima ARPAL anno 2011, nell’inventario regionale delle emissioni. Nella tabella sono riportati anche gli altri inquinanti prodotti dal parco veicolare su strade urbane nell’anno 2011.
In rosso sono i quantitativi che, per inquinante, massimizzano la produzione.
tabella 1: dati da inventario ARPAL 2011
Suddivisione della produzione di CO per tipologia emissiva (EURO).
A partire dai dati di ARPA Liguria e Lombardia, abbiamo voluto stimare i singoli contributi alle emissioni sopra stimate, per ciascuna categoria emissiva (EURO), in quanto questi non sono esplicitati nelle stime ARPA.
Questa stima (che porta a valori di produzione totale simili a quelli ottenuti da ARPAL, si basa su dati ACI per il parco veicoli, e su ipotesi di percorrenza media annua in ambito urbano spalmati su tutte le categorie in modo uguale (questo potrebbe non essere vero ma non si sono trovati dati attendibili). I dati di produzione per singola categoria EURO provengono da fonte INEMAR regione LOMBARDIA.
In quanto stima si presta ovviamente ad aggiornamenti sulla base di dati più realistici.
tabella 2: stima suddivisione per tipo EURO
Le fonti più importanti ( in tutto il 50%) provengono dai veicoli della categoria EURO O di auto e moto.
Una Camera a Gas grande come Genova, di dimensioni 2.200 volte l’olocausto nazista.
A titolo esemplificativo, al solo fine di rendersi conto del quantitativo di inquinante prodotto annualmente a Genova, riportiamo un conteggio del volume di miscela ARIA+CO in concentrazione tale da uccidere una persona per asfissia (12.800 parti per milione, ovvero l’1,28% in volume occupato CO/ARIA, sufficienti ad uccidere una persona in soli 3 minuti di esposizione).
Il volume totale di questa miscela è di circa 1 miliardo di metri cubi.
Tale volume è sufficiente ad uccidere 34.000.000.000 di persone ( avete letto bene sono 34 miliardi di persone!), ovvero 2.200 volte le dimensioni dell’OLOCAUSTO NAZISTA.
Per capirne meglio l’entità, questo volume equivale a tutta la parte di Genova urbanizzata (vedi immagine seguente) e considerare un’altezza di gas di 10 metri.
Non sarebbe forse bene iniziare a mettere in discussione il nostro modo di muoverci in città, ed eventualmente pretendere tutti insieme che cambino le cose a favore di una mobilità che metta al centro la salute ed il benessere anche a costo di rendere un pò meno comodi i nostri spostamenti?
Appendice: Un pò di numeri e calcoli.
(teniamo a precisare che questi conteggi sono del tutto indicativi, e sono fatti SOLO per renderci meglio conto del quantitativo prodotto, non degli effetti reali che questo provoca, infatti fortunatamente le condizioni ambientali sono ben diverse da quelle assunte nei calcoli, che non prevedono lo scambio di materia con l’esterno e la ricombinazione chimica con altri inquinanti; la verità sta da qualche parte tra questi numeri e l’assenza di effetti sulla popolazione).
Calcoliamo il volume occupato dal Monossido di Carbonio CO puro (17.053 tonnellate globalmente prodotte dal traffico urbano nel 2011 a Genova) (pressione ambiente e temperatura è di 273 K):
Il peso molecolare del CO è di 28.01 g/mol
Le moli di CO sono pertanto:
moli di CO = (17’053 * 10^6 g ) / (28.01 g/mol) = 6,088 * 10^8 moli CO
Vol CO puro [mc] = 6,088 * 10^8 mol * 22.4 l/mol * 10^-3 m3/l = 1,364 * 1^7 mc.
Calcoliamo il volume di miscela ARIA+CO in concentrazione tale da poter provocare la morte di una persona, prodotto in un anno a Genova.
La morte per asfissia in un uomo di media corporatura può essere causata dalla respirazione per tre minuti di una miscela ARIA-CO con concentrazione all’ 1,28%, ovvero 12’800 ppm, ovvero 128 cc, ovvero 16’000 mg/mc, ovvero 0,0128 mc.
Calcoliamo il volume di tale miscela complessivamente prodotto in un anno:
Vol (ARIA+CO all’1,28%) = Vol CO / (Vol CO/Vol tot) =
= 1,364 * 1^7 mc CO / 0,0128 mcCO/mcTot = 1,0656 * 10^9 mc.
Essendo la superficie urbanizzata del comune di Genova pari a 102 kmq, tale volume è pari a quello generato moltiplicando tale superficie per una altezza di 10 metri circa.
Calcoliamo il numero di persone che può essere sterminata da questa miscela Aria + CO.
Un uomo respira mediamente in tre minuti il seguente volume di aria:
V resp = 10.5 l * 3 min / 1000 = 0.0315 mc.
N° persone asfissiate = Vol (ARIA+CO all’1,28%) / Vol resp =
1,0656 * 10^9 mc / 0.0315 mc. = 3,38 * 10^10
= 33’838 milioni di persone/anno
= 93 milioni di persone / giorno
= 3,9 milioni di persone / ora
= 1’073 persone / secondo
Multipli dell’Olocausto Nazista
Se è vero che l’Olocausto Nazista ha sterminato 15 milioni di persone, il CO prodotto a Genova in un anno potrebbe uccidere un numero di persone 2’256 volte superiore a quello dell’Olocausto Nazista, ovvero 6,2 olocausti al giorno.
Multipli della popolazione genovese.
Confrontando il numero con la popolazione genovese, in un giorno viene emesso tanto CO (solo da fonte traffico urbano) quanto basterebbe per uccidere 157 volte la popolazione del comune di genova:
in dieci minuti potrebbe essere sterminata tutta la popolazione genovese…….
P.S. se qualcuno rifa i calcoli e trova qualche errore può tranquillamente scriverlo nei commenti ed, anzi, è invitato a farlo. Poi ciascuno può provare a fare i conti per la sua città con i dati di produzione annuale reperibili dalle proprie Agenzie per l’Ambiente locali.