Le attuali normative sull'inquinamento atmosferico si concentrano principalmente sulla massa di particelle di un particolare intervallo di dimensioni in un campione, e questo è stato usato come indicatore per la loro minaccia alla salute umana. Ma questi standard di qualità dell'aria non affrontano le implicazioni mediche delle particelle più piccole, né altri attributi che potrebbero essere dannosi, come la loro composizione chimica.

'(Massa) è davvero una metrica utile, ma forse non abbastanza da solo e la ricerca di laboratorio potrebbe aiutare a stabilire (altre) metriche per la qualità dell'aria più legate alla salute, " ha detto la dottoressa Konstantina Vasilatou, che dirige il Laboratorio di particelle e aerosol presso l'Istituto federale di metrologia (METAS).

L'aria pulita causata dalla riduzione del traffico stradale e aereo durante i blocchi del coronavirus, insieme a indicazioni che l'inquinamento atmosferico può essere collegato a tassi di mortalità più elevati per coronavirus, pone in primo piano gli interrogativi sugli effetti dell'inquinamento atmosferico sulla salute umana.

Sebbene sappiamo che l'inquinamento atmosferico può svolgere un ruolo significativo nei problemi di salute a lungo termine come le malattie respiratorie e cardiovascolari, cancro e demenza, c'è ancora una mancanza di granularità sugli effetti esatti dei diversi tipi di particelle.

Chimica

Studiando una particolare classe di inquinanti atmosferici, noti come aerosol organici secondari, il dott. Vasilatou mira a valutare come la loro chimica, così come le loro proprietà fisiche, possono influenzare le cellule del sistema respiratorio umano.

Questi inquinanti si formano quando le particelle provenienti da fonti naturali o causate dall'uomo, compresa la fuliggine dei motori dei veicoli, fabbriche o incendi, si ricoprono di sostanze chimiche formatesi durante la decomposizione dei cosiddetti composti organici volatili (COV) nell'aria. Questi possono essere fumi di vernici o solventi, o anche le sostanze chimiche naturali che danno ai pini il loro profumo.

Tipicamente, questi composti organici volatili subiscono ossidazione per interazione con l'ozono, ossido di azoto o radicali idrossilici nell'atmosfera, aiutato dalla luce del sole. I residui chimici risultanti, noto come materia organica secondaria, vengono poi depositati sulle particelle o addirittura si fondono in nuove particelle.

La dott.ssa Vasilatou e i suoi colleghi del consorzio AeroTox hanno condotto esperimenti per valutare come le particelle di carbonio puro rivestite con diverse quantità di materia organica secondaria influenzino il tessuto polmonare o le sezioni della trachea umana, per misurare la loro citotossicità, come danneggiano e distruggono le cellule, o causare infiammazione.

"Più ricopriamo queste particelle, maggiori sono gli effetti citotossici, "Il dottor Vasilatou ha detto, aggiungendo che i primi risultati del progetto sono ancora in fase di analisi, ma mostrano chiaramente che la chimica delle particelle rivestite gioca un ruolo nella distruzione delle cellule.

I ricercatori stanno ancora lavorando per capire come la massa o l'area superficiale delle particelle rivestite possa influenzare le cellule, oltre alla loro composizione chimica.

Considerazioni etiche escludono tali test su volontari umani, ma i ricercatori stanno usando tessuto donato e scaffold polmonari multicellulari tridimensionali, insieme a nuovi metodi per l'interazione aerosol-cellula, per dare un'immagine più realistica di ciò che accadrebbe durante l'inalazione, piuttosto che immergere le cellule in un liquido con gli inquinanti.

"Speriamo di essere in grado di consigliare la politica di salute pubblica, o (aiutare) le autorità sanitarie nazionali fornendo prove... per prendere decisioni più informate, " Ha detto il dottor Vasilatou.

Questo tipo di ricerca potrebbe aiutare a ripensare agli attuali standard di inquinamento atmosferico, che sono solitamente regolati dalla concentrazione di massa di particelle di diametro inferiore a 10 micrometri (PM10) o inferiore a 2,5 micrometri (PM2,5).

Queste categorie non affrontano adeguatamente le particelle ultrafini sospese nell'aria, inferiori a 100 nanometri, che possono essere inalate nei punti più remoti dei polmoni, e, secondo alcuni studi, quindi attraversare nel flusso sanguigno e portato in giro per il corpo. Queste particelle si trovano solitamente in concentrazioni più elevate in aree con molto traffico stradale.

Ultrafine

Alcune ricerche epidemiologiche suggeriscono che la riduzione delle dimensioni delle particelle può avere gravi effetti negativi sulla salute, sebbene ci siano risultati inconsistenti nell'esplorare le associazioni tra particelle ultrafini e mortalità e ricoveri ospedalieri.

"È importante sapere se queste particelle stanno giocando questo ruolo negativo per la salute, perché se lo sono, allora si possono introdurre approcci che riducano la loro produzione nella società, " ha detto il professor Frank Kelly, dal gruppo di ricerca ambientale della scuola di sanità pubblica dell'Imperial College di Londra, UK.

Parte della difficoltà nella regolazione di tali particelle ultrafini è che sono più difficili da misurare e monitorare, richiedono attrezzature più sofisticate e costose. Non sarebbe possibile fissare standard normativi che non potrebbero essere monitorati in modo efficace, dice il prof. Kelly.

Ha supervisionato un progetto di ricerca sull'inquinamento da particelle ultrafini mentre era al King's College di Londra, confermando i sospetti che il traffico stradale fosse una delle principali fonti di inquinanti ultrafini in quattro città europee con climi e altre condizioni differenti.

Ma una scoperta sorprendente dello studio Health1UP2 è stato il notevole impatto delle emissioni degli aerei sulla qualità dell'aria nelle quattro città:Barcellona, Helsinki, Londra e Zurigo, anche quando gli aeroporti erano situati lontano dal centro urbano.

"Molti, a molti chilometri di distanza vedevamo ancora queste particelle ultrafini provenienti dalle emissioni degli aerei, "Ha detto il prof. Kelly.

Mentre il traffico è stato il principale contributore alle concentrazioni urbane delle particelle sospese misurate, la ricerca Health1UP2 ha mostrato che Barcellona ha sperimentato un forte effetto stagionale nell'abbondanza di particelle ultrafini a causa dell'effetto del sole.

Ciò era particolarmente evidente nei luminosi mesi estivi, quando la luce solare ha svolto un ruolo maggiore nella decomposizione dei gas nell'atmosfera e nella formazione di nuovi aerosol.

Sebbene la ricerca Health1UP2 non abbia identificato una relazione tra le particelle ultrafini rilevate e i tassi di mortalità nelle quattro città, Il prof. Kelly ha affermato che sarebbe utile per la ricerca futura analizzare i dati per eventuali associazioni con i tassi di ospedalizzazione per specifiche condizioni di salute croniche.

Anche in assenza di nuove regole per ridurre la produzione di particelle problematiche, che la conoscenza può aiutare le persone a riconoscere le loro fonti e a cambiare il loro comportamento e stile di vita in modo da ridurre la loro esposizione.