MONOSSIDO DI CARBONIO

1)CARATTERISTICHE  E   ORIGINE DELLA SUA PRESENZA NELL’ARIA

E’ un gas incolore, inodore, più leggero dell’aria, velenoso per tutti gli animali a sangue caldo e per molte altre forme di vita e, proprio per queste sue caratteristiche può essere considerato un assassino silenzioso e invisibile. Il Monossido di carbonio si forma ogni volta che sostanze contenenti carbonio sono bruciate in difetto d’aria, tuttavia, anche quando la quantità è teoricamente sufficiente, le reazioni non procedono fino al completamento e nel gas proveniente dalla combustione si trovano tra l’altro ossigeno e monossido di carbonio. La combustione è un processo di rapida ossidazione di una sostanza combustibile con un comburente. Questo processo consiste propriamente nella reazione di un combustibile organico (per esempio CH₄) con ossigeno dando origine inoltre alla conseguente produzione d’acqua e di diossido e monossido di carbonio, insieme a sottoprodotti derivati da componenti diversi e impurità del combustibile. In conclusione possiamo affermare che i processi di combustione sono le fonti principali di CO e CO₂ prodotti attraverso le seguenti reazioni:

(A) 2C + O₂ = 2CO    (B) 2CO + O₂ = 2CO₂   (A+B) 2C + 2O₂ = 2CO₂
( C) CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O ( D) 2CH₄ + 3O₂ = 2CO + 4H₂O   ( E) CO + 1/2 O₂ = CO₂

L’ossido di carbonio è sempre presente durante il processo di combustione essendo la prima reazione dieci volte più veloce della seconda. Più del 70% del monossido di carbonio presente nella bassa atmosfera è prodotto da autoveicoli alimentati a benzina e a gasolio. Come accennato   il CO si sprigiona dalla combustione incompleta di CH₄, benzina, kerosene, gasolio, olio combustibile ecc. e quindi da apparecchi di combustione quali motori, centrali termiche, forni, stufe, scaldabagni, bracieri e fornelli installati o regolati in maniera errata oppure in cattivo stato di manutenzione. Elevate concentrazioni di CO sono pure raggiungibili nei garage sotterranei o isolati dall’ambiente esterno in cui gli automezzi sostano con motore acceso o in ambienti dove avvengono processi anche biologici, che producono tale gas (cantine di vinificazione, vasche di depurazione….).
Va ricordato l’effetto di diffusione di tale inquinante atmosferico che può determinare zone di pericolosa concentrazione anche a forte distanza dai luoghi di emissione: tale effetto di diffusione è generato da movimenti atmosferici, correnti d’aria, ostacoli naturali ecc. Il peso di inquinante prodotto varia dalle 63,8*10⁶ ton. dei trasporti, alle 1,9*10⁶ ton. del riscaldamento domestico. In conclusione le fonti principali di tale inquinante si possono classificare in due gruppi:

• FONTI ANTROPOGENICHE: processi industriali;trasporti;riscaldamenti domestici;combustione incompleta dei rifiuti e di residui agricoli;deforestazione;combustione incompleta di combustibili fossili;
• FONTI NATURALI: attività vulcanica; decomposizione della vegetazione; incendi.

2) EFFETTI TOSSICI SUGLI ORGANISMI VIVENTI (ANIMALI E VEGETALI) E SUI MATERIALI INORGANICI

AVVELENAMENTO DA MONOSSIDO DI CARBONIO

Quando il Monossido di carbonio viene inalato, si combina con l’emoglobina del sangue impedendo l’assorbimento d’ossigeno e provocando asfissia, la quale è dovuta ad un’insufficiente ossigenazione del sangue a livello polmonare. Gli organi più colpiti sono il sistema nervoso centrale e il sistema cardiovascolare, soprattutto nelle persone affette da cardiopatie. Alle concentrazioni abitualmente rilevabili nell’atmosfera urbana gli effetti sulla salute sono reversibili e sicuramente meno acuti.
Il legame del monossido di carbonio con l’emoglobina dà luogo alla carbossiemoglobina, con un’affinità 210 volte maggiore di quella con l’ossigeno, provocando un’anossia cellulare.Una volta cessata l’esposizione, il monossido di carbonio viene eliminato attraverso i polmoni con un’emivita di 4 – 6 ore.L’emivita si abbassa a 40 – 80 minuti con l’ossigenoterapia al 100% ed a 15 – 30 minuti con l’ossigeno iperbarico.La gravità dei sintomi dell’ipossia dipende anche dal grado d’attività fisica del soggetto, dalle richieste d’ossigeno da parte dei tessuti e dalla concentrazione d’emoglobina.In genere non si osserveranno sintomi d’intossicazione a concentrazione di CO dello 0,01% nell’aria inspirata, poiché la saturazione d’emoglobina non supera il 10%.
Una concentrazione di CO allo 0,05%, in corso d’attività fisica moderata, produrrà una concentrazione ematica di carbossiemoglobina del 20% con segni di cefalea leggera.Un grado d’esposizione prolungata o attività fisiche più impegnative causeranno saturazioni fra il 30 ed il 50% e si potranno manifestare cefalea, irritabilità, stato confusionale, disturbi visivi, stordimento, nausea e vomito.Dopo l’esposizione per un’ora a concentrazioni di 0,1% nell’aria inspirata il sangue conterrà il 50 – 80% di carbossiemoglobina che produrrà coma, convulsioni, insufficienza respiratoria e morte.L’inalazione di concentrazioni maggiori di CO satura l’emoglobina così rapidamente che la perdita della coscienza può avvenire improvvisamente e senza segni premonitori. Nel caso in cui l’intossicazione sia più graduale, il soggetto può accusare una diminuita resistenza alla fatica, dispnea da sforzo o addirittura a riposo. I soggetti esposti al CO in modo subacuto o cronico possono manifestare disturbi di tipo influenzale: febbre, sudorazione eccessiva, a volte anche epatomegalia, lesioni cutanee, alterazioni di componenti ematiche, cardiologiche, renali, cerebrali, ecc.
Il segno più tipico di una grave intossicazione da CO è una colorazione caratteristica della cute e delle mucose, dovuta al colore rosso brillante della carbossiemoglobina.Il trattamento dell’avvelenamento da CO richiede una ventilazione efficace, se necessario artificiale, purché in ambiente con alte concentrazioni d’ossigeno ed in assenza di CO. Si può intervenire, inoltre, somministrando ossigeno puro con l’obiettivo di staccare CO dall’emoglobina e per ridurre l’ipossia tissutale mediante l’ossigeno disciolto nel sangue.L’ossigeno va somministrato mediante mascherina strettamente aderente al viso finché i livelli del CO non scendono al disotto del 10% ed il quadro clinico non appare risolto.Un’ipossia tissutale troppo prolungata può causare la persistenza di sintomi neurologici come tremori, disturbi mentali, psicosi.Elevate concentrazioni di CO sono la causa anche di enfisemi polmonari.

EFFETTI SUI VEGETALI
Il monossido di carbonio provoca sui vegetali una diminuzione delle capacità dei batteri di fissare l’azoto nelle radici.

EFFETTI SUI MATERIALI
Non sono stati rilevati effetti, dovuti al CO, su materiali inorganici.

3) LIMITI DI CONCENTRAZIONE IMPOSTI DALL’ATTUALE LEGISLAZIONE

I valori di concentrazione degli inquinanti misurati nelle diverse postazioni devono essere confrontati con i limiti stabiliti dalla normativa vigente. I "valori limite" indicati nella tabella sono quelli massimi d’accettabilità delle concentrazioni e massimi d’esposizione, stabiliti dal D.P.C.M. 28/3/83 e dal D.P.R. 24/5/88 n°203.
I "valori guida" (stabiliti dal D.P.R. 20/3/88) sono i limiti delle concentrazioni e i limiti d’esposizione destinati:

• alla prevenzione a lungo termine in materia di salute e protezione dell’ambiente;
• a costituire parametri di riferimento per l’istituzione di zone specifiche di protezione ambientale per le quali è necessaria una particolare tutela della qualità dell’aria. I limiti precedenti devono essere rispettati in tutto il territorio italiano.

Le "soglie d’attenzione" e le "soglie d’allarme" (definite dall’O.M. 20/11/91) superate le quali l’autorità competente ha l’obbligo di assumere provvedimenti di limitazione delle emissioni in atmosfera (traffico veicolare, riscaldamento degli edifici, impianti industriali), hanno lo scopo:

• di prevenire episodi acuti d’inquinamento atmosferico e rientrare in tempi brevi nei limiti della norma;
• di prevenire il superamento dei limiti massimi d’accettabilità delle concentrazioni e d’esposizione fissati dal D.P.C.M. 28/3/83 e dal D.P.R. 20/3/88.

Nella seguente tabella viene indicato il valore limite consentito di CO per una  e otto ore di esposizione all'inquinante. Nella seconda e terza colonna vengono indicati rispettivamente i valori delle soglie di attenzione e di allarme per un’ora di esposizione al CO. Mediamente, a Firenze, la percentuale di CO è tra l’ 1% e il 10% dell’intero inquinamento atmosferico nelle zone di elevato traffico. Nelle zone residenziali oscilla dallo 0% all’1% del totale. Non esiste un valore globale di soglia per questo inquinante ma inizia a creare problemi se è in concentrazioni superiori ai 3,6 mg/m³.

4) METODI E PROPOSTE PER ABBASSARE LA CONCENTRAZIONE.

Il monossido di carbonio è un tipico sottoprodotto della combustione della benzina nei motori a combustione interna. Per questo motivo l’emissione di sostanze inquinanti nell’atmosfera può essere ridotta evitando di immettere nei processi di trasformazione materiali contenenti sostanze nocive, rimuovendo le sostanze inquinanti dopo che si sono formate, alterando i processi in modo da evitare che tali sostanze si formino o facendo in modo che vengano prodotte solo in misura limitata. Il livello degli inquinanti contenuti nei gas di scarico delle automobili può essere ridotto facendo in modo che i carburanti vengano bruciati completamente e dotando i veicoli di marmitte (vedi marmitta catalitica) capaci di trasformare i gas di scarico in miscele di sostanze meno inquinanti.