INQUINANTE IDROCARBURI (HC)

1) CARATTERISTICHE DELL'INQUINANTE

Sono composti chimici formati da atomi di carbonio e idrogeno. Nell'aria delle città si trovano concentrazioni variabili di idrocarburi diversi dal metano (anche superiori a 1000 - 2000 µg/m3), mentre quest'ultimo può superare i 1500 µg/m3. La concentrazione degli idrocarburi non metanici viene espressa in microgrammi per metro cubo (µg/m3) di carbonio, cioè come peso della sola frazione di carbonio.
A seconda dei loro punti di ebollizione e fusione e del loro stato di aggregazione, sono presenti in forma di gas, liquido o solido.
Questa famiglia di composti tuttavia, ad eccezione del metano e dei suoi simili, può subire trasformazioni in atmosfera, per effetto della luce solare, e dar luogo a sostanze intermedie, denominate ossidanti fotochimici  (perossidi, perossidi nitrati, nitroaromatici, ecc.), che entrano nel ciclo di formazione dello smog fotochimico.
Nell'atmosfera delle città sono stati identificati oltre 60 idrocarburi; il loro numero tuttavia è più elevato, dato che molti sono difficilmente identificabili.
Gli idrocarburi determinati dagli analizzatori delle centraline di monitoraggio sono chiamati "idrocarburi non metanici". Tale termine è improprio e dovrebbe essere sostituito dal più corretto "idrocarburi eccetto il metano". L'esclusione del metano quale tracciante per l'inquinamento atmosferico deriva da una serie di considerazioni: in primo luogo il metano è presente in quantità di gran lunga superiori agli altri idrocarburi (normalmente circa 10 volte il totale, con eccezione per il caso Prato, in cui il rapporto e di circa 3:1) per cui, di fatto, renderebbe poco significativa la determinazione di quest'ultimi; il metano si forma in tutti i processi di fermentazione anaerobica e può quindi derivare, nei centri abitati dalle fosse settiche, in campagna dalle concimaie, nelle discariche a cielo aperto, etc.; infine il metano non è tossico e non partecipa, in quanto fotochimicamente inerte, ai cicli di reazioni radicaliche in cui sono coinvolti gli altri idrocarburi nei fenomeni di formazione dello smog fotochimico.
Alcuni idrocarburi sono dotati di elevata tossicità e sono pertanto oggetto di campagne di monitoraggio finalizzate. Tra questi sono da considerare in particolare gli idrocarburi   aromatici , BENZENE e derivati presenti nelle benzine, i policiclici quali benzopirene e IPA. Un certo interesse ambientale assumono anche le DIOSSINE, di provenienza da industrie chimiche elettroniche ed elettriche e da incenerimento di rifiuti urbani,  e i clorofluorocarburi (CFC), inerti nella troposfera, ma estremamente reattivi nell'ozonosfera, dove contribuiscono in maniera determinante alla formazione del "buco dell'ozono".
Gli idrocarburi vengono di norma determinati come miscela totale a causa delle ridotte concentrazioni delle singole e numerose specie presenti. Oltre a problemi legati ad una tossicità intrinseca di alcune di queste specie, gli idrocarburi assumono importanza in quanto interferiscono nel ciclo di formazione/distruzione dell'ozono nella troposfera.

2) FONTI DI EMISSIONE

Gli idrocarburi presenti nell'aria derivano principalmente da processi di evaporazione dai punti di lavorazione e dalla combustione incompleta del carbone e dei combustibili liquidi, dalla combustione dei rifiuti e dalla lavorazione del petrolio , per trasporto nel flusso aeriforme di prodotti presenti in origine, o derivanti da riarrangiamenti o frammentazioni molecolari, o da parziale ossidazione ( oltre agli autoveicoli, sono fonti di emissione anche gli impianti di combustione, le industrie petrolchimiche i depositi ed i distributori di carburante); derivano inoltre da processi biologici naturali.Nelle aree urbane le principali sorgenti di idrocarburi sono i gas di scarico degli autoveicoli, in particolare i motori a benzina e diesel.
Lo sviluppo di idrocarburi da processi di combustione è correlato alle caratteristiche del combustibile stesso. Mentre il metano brucia tendenzialmente in maniera quantitativa, con l'aumento del peso molecolare degli idrocarburi e andando verso le miscele più dense (GPL--->benzina--->gasolio--->ATZ e BTZ), si ha maggiore probabilità di rilascio di incombusti, nonché maggiore formazione di prodotti di riarrangiamento o di ossidazione parziale. Il traffico veicolare produce idrocarburi di vario tipo in relazione al carburante utilizzato. Per i veicoli a benzina le marmitte catalitiche si dimostrano efficaci nell'abbattimento di questi inquinanti.
Altri idrocarburi, di varia origine, sono dovuti alle emissioni di solventi ad uso industriale o di altri prodotti riconducibili a cicli produttivi. Tipici dell'area tessile sono gli alchilbenzeni, utilizzati come oleanti di filatura ed immessi in atmosfera nei processi di asciugatura dei tessuti. Piccole quantità di idrocarburi, diversi dal metano, possono svilupparsi anche in processi fermentativi da specie vegetali o da fenomeni di putrefazione (processi che hanno originato del resto tutti i combustibili fossili) ed avere quindi origine naturale.

3) EFFETTI SULL'UOMO E SULL'AMBIENTE

Gli effetti sulla salute sono molto diversificati, a causa dell'ampia gamma dei componenti degli idrocarburi non metanici. Alcuni di questi composti, il benzene e gli IPA, sono stati studiati con particolare attenzione in quanto sono presenti nelle aree urbane, dove si concentra il traffico veicolare, ed hanno sicuramente effetti nocivi sull'uomo.
I VEGETALI: la diminuzione dello strato di ozono ad opera di CFC (Clorofluorocarburi), comporta un aumento delle radiazioni UVche danneggiano il rendimento di alcune culture, come quella del mais.
L'UOMO: gli idrocarburi con funzioni carboniliche presenti nell'aria provocano: irritazione agli occhi, ai rivestimenti cutanei ed alle prime vie respiratorie. Gli idrocarburu clorurati leggeri, in concentrazioni elevate possono essere tossici. Gli idrocarburi polinucleari e il benzene sono i più pericolosi poichè sono cancerogeni.Il benzene ed alcuni IPA, sono  cancerogeni per l'uomo (O.M.S.) ed è quindi difficile, come per altre sostanze aventi medesimi effetti, stabilire una soglia sotto la quale non si hanno effetti sulla salute. Il benzene penetra nell'organismo soprattutto per inalazione ed è assorbito nel sangue in percentuale tra il 28 e 50% della quantità inalata; numerosi studi su lavoratori esposti a benzene hanno dimostrato aumento di incidenza di leucemia.
Gli IPA sono veicolati nell'albero respiratorio dalle particelle sospese e, con quelle di diametro intorno a 1 micron, raggiungono direttamente gli alveoli polmonari. Il contatto diretto e prolungato con gli alveoli facilita l'azione cancerogena, eventualmente potenziata dalla presenza di piombo che abbatte le difese organiche. Sono noti gli effetti cancerogeni sull'apparato respiratorio, meno conosciuti quelli sull'apparato digerente, anche se la quantità di IPA ingerita con gli alimenti (in cui sono presenti) è molto probabilmente assai maggiore di quella inalata. Gli studi epidemiologici condotti sul lavoratori esposti hanno chiaramente messo in evidenza il ruolo della inalazione di IPA nello sviluppo del cancro del polmone.
I clorofluorocarburi danno effetti collaterali quali tumori alla pelle.
L'AMBIENTE: i Clorofluorocarburi sono dannosi all'ambiente in quanto si accumulano nella stratosfera, dannegiando la fascia di ozono.
Preoccupazioni destano anche i derivati ossigenati degli idrocarburi, i quali, oltre ad avere tossicità spesso più elevata dei prodotti di partenza, possono determinare effetti dannosi sulle piante e sui materiali.
Gli idrocarburi sono dannosi in presenza di NOx e O3 in quanto responsabili dello smog fotochimico, sono aggressivi per i manufatti organici (materie plastiche e gomme), contribuiscono a sporcare le superfici dei materiali favorendone la degradazione.

4) LIMITI DI LEGGE

Valori stabiliti dalla normativa italiana : il D.P.C.M. 28/3/1983 individua un valore di 200 µg/m3 come "concentrazione media di tre ore consecutive da specificarsi secondo le zone" che deve essere adottato "soltanto nelle zone e nei periodi dell'anno nei quali si siano verificati superamenti significativi dello standard di qualità dell'aria per l'ozono"
Il D.M. 15/4/1994 indica, tra gli inquinanti "critici" da misurare,  il benzene, per il quale verrà individuato un limite da non superare dopo un periodo di rilevamento sperimentale e dopo la definizione delle metodiche analitiche.
Limitazione dell'inquinante: 10 mg/m3