Il particolato atmosferico è costituito da centinaia di diverse specie chimiche, inorganiche ed organiche. Per quanto riguarda la frazione organica la classe degli idrocarburi policiclici aromatici costituisce una frazione inconsistente della massa totale del particolato atmosferico (< 0,1%) ma ha un importante interesse tossicologico, in relazione all’attività mutagena e cancerogena di alcuni IPA.
In particolare l’EPA (United States Environmental Protection Agency) ha identificato all’interno di tale classe 16 inquinanti prioritari, alcuni dei quali appartengono alla classe di cancerogenicità 2A (probabile cancerogeno per l’uomo) e 2B (possibile cancerogeno per l’uomo) come definite dalla IARC (agenzia internazionale per la ricerca sul cancro).
Gli IPA derivano dai processi di combustione incompleta di materiale organico e in ambiente urbano le elevate concentrazioni di IPA in atmosfera sono principalmente legate al traffico autoveicolare (in ambiente urbano ~ 80%) ed agli impianti di riscaldamento alimentati con combustibili liquidi e solidi laddove non è diffusa in modo capillare la metanizzazione.
In particolare la loro presenza nei gas di scarico degli autoveicoli, alimentati sia a gasolio che a benzina, è dovuta in parte, alla quantità di IPA già presente nel carburante, in parte alla loro formazione durante la combustione per pirosintesi fra radicali derivanti dai componenti paraffinici e composti aromatici.
Diversi studi hanno messo in evidenza fattori di emissione crescenti di IPA, per autoveicoli, all’aumentare del grado di usura del veicolo e del tenore di aromatici totali nel carburante.
Attualmente la normativa italiana prevede un limite di legge solo per il benzo[a]pirene (DM 25/11/1994), stabilendo che la sua concentrazione nel PM10 deve rispettare l’obiettivo di qualità di 1 ng/m3 come valore medio annuale, valore da non superare al fine di minimizzare il rischio associato all’esposizione.
Presso il Dipartimento Provinciale ARPAT di Firenze, viene eseguito il monitoraggio dei livelli di BaP e di altri sei IPA nell’area urbana di Firenze in tre stazioni diversamente caratterizzate per tipologia di sito urbano: sito tipo A (parco urbano-S.Salvi), sito tipo B (zona ad alta densità abitativa- Bassi) e sito tipo C (zona ad alta densità di traffico- Mosse).
La determinazione degli IPA avviene mediante campionamento sequenziale di polveri totali per 7 giorni al mese dalle ore 00:00 alle 24:00 su filtri di fibra di vetro, successiva estrazione con cicloesano e analisi per cromatografia liquida ad alta pressione con detector a fluorescenza (HPLCFA);
IPA determinati: Benzo(a)pirene (BaP); Benzo(a) antracene (BaA);
Crisene (Cry); Benzo(b) fluorantene (BbF); Benzo k) fluorantene – BkF); Dibenzo(a,h) antracene (DbahA); Benzo(g,h,i) perilene – (BghiPe).
I valori medi annuali ottenuti nella campagna di monitoraggio del 2004 della concentrazione del BaP rientrano nel limite di accettabilità fissato come standard di qualità (1 ng/m3) in tutti e tre i siti essendo rispettivamente 0.68 ng/m3 nella la stazione ad alto traffico, 0.30 ng/m3 in quella in zona residenziale ed 0.24 ng/m3 per quella sita in parco urbano.
Si tenga conto che è stato registrato un trend di riduzione dei livelli ambientali di BaP che, negli anni 1999-2002, nel sito "traffico", risultavano nel range 1.1-1.4 ng/m3.
L’andamento della concentrazione media mensile della sommatoria dei sette IPA presi in esame è simile in tutte e tre i siti di rilevamento
(figura 1) dando prova che si originano dalla stessa fonte, mette in evidenza, inoltre, un marcato gradiente di concentrazione sia spaziale che temporale: i livelli invernali (mesi I, II e XII) di IPA a Firenze risultano 6 volte superiori a quelli estivi (mesi VI, VII e VIII) nel sito interessato da elevato traffico, 10 volte nel sito residenziale e 12 volte nel parco urbano; le concentrazioni nella stazione di Mosse, inoltre, sono 2 e 3 volte superiori rispetto quelle nella stazione residenziale rispettivamente nel periodo invernale ed in quello estivo, mentre superano di 3 volte in inverno e di 4 in estate le concentrazioni riscontrate nel parco urbano.
Il marcato gradiente stagionale e spaziale delle concentrazioni degli IPA, appare riconducibile alla riduzione dei volumi di traffico nei periodi estivi rispetto a quelli invernali, alle emissioni degli impianti di riscaldamento in inverno, alle condizioni meteoclimatiche estive più favorevoli alla dispersione degli inquinanti rispetto ai mesi freddi dell’anno (caratterizzati da ricorrenti periodi di inversione termica e quindi con scarsa dispersione degli inquinanti) nonché alla degradazione subita dagli IPA per opera della temperatura elevata, dell’irraggiamento solare e della presenza di specie chimiche ossidanti quali O3, NO2 in periodo estivo.
In figura 2 è rappresentato l’andamento dei valori di concentrazione del BaP dal 2002 ad oggi nelle tre stazioni : si nota in linea di massima, in analogia con altri inquinanti primari, che la situazione riguardo a BaP è migliorata, soprattutto nei siti traffico, anche se il decremento più vistoso si è verificato dalla metà alla fine degli anni '90 in relazione alla tecnologia dei motori (il grosso del parco circolante non catalizzato o diesel Euro 0 è uscito dalla circolazione già da vari anni, almeno quello con percorrenze elevate) e alla qualità dei carburanti per autotrazione.
Non trascurabile anche il miglioramento dei combustibili per impianti termici (industriali e domestici): anche se Firenze è quasi totalmente metanizzata da almeno venti anni, certamente vi è un contributo dovuto alla diffusione/trasporto dalle zone limitrofe, per esempio dall'area industriale di Prato (dove si è usato molto olio denso fino a pochi anni fa).
