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FORMALDEIDE IN AMBIENTI
ANTROPIZZATI E NATURALI
di Ombretta Largiuni
 La formaldeide è un composto presente in
atmosfera sia in fase gassosa che in fase liquida, oltre che nel
particellato; è coinvolta nei processi ossidativi dei composti del ciclo
del carbonio di origine sia antropica che naturale. Sono note varie
sorgenti, naturali e antropiche, della formaldeide in atmosfera.
Questo
composto viene inoltre sia emesso direttamente (e fa quindi parte dei
cosiddetti inquinanti primari) sia prodotto in situ (ed è ascrivibile
quindi alla classe degli inquinanti secondari). Le emissioni dirette
sono dovute ai processi di combustione incompleta (per esempio nei
motori dei veicoli), ad attività industriali e ad emissioni da sorgenti
naturali (rifiuti animali ma anche rilascio da parte della vegetazione).
Bisogna inoltre tenere conto del fatto che la formaldeide gioca un ruolo
rilevante nella capacità ossidante della troposfera, controllata dalla
presenza di radicali altamente reattivi, a causa delle sue interazioni
con i radicali OH. e HO2. in soluzione.
Alle concentrazioni usualmente riscontrate in atmosfera, la formaldeide
rende conto per una frazione rilevante della reattività dei radicali OH.,
confrontabile con quella del CO. Si tratta infine di un importante
precursore di radicali liberi via fotolisi, contribuendo per il 25-30%
della produzione radicalica durante il giorno; il suo contributo è
confrontabile con quello dell’ozono, considerato la sorgente principale
di radicali liberi. Si capisce quindi come la formaldeide giochi un
ruolo rilevante nella chimica della troposfera.
Interazioni gas-liquido con le goccioline di
umidità atmosferica rimuovono la formaldeide atmosferica dalla fase
gassosa e producono significativi livelli di HCHO in piogge, nevi e
nebbie.
In ambienti antropizzati, dove si misurano
concentrazioni rilevanti di questo inquinante, è importante studiare il
suo effetto effetto sull’ambiente a causa dei possibili danni per la
vita umana, animale e vegetale. In particolare, recentemente la
formaldeide ha ricevuto grande attenzione come inquinante urbano molto
tossico (provoca irritazione degli occhi e dell’apparato respiratorio
che porta a sintomi simili a quelli dell’asma) e soprattutto a causa del
suo riconosciuto effetto cancerogeno (come riportato già dal 1987 nelle
Linee Guida dell’organizzazione Mondiale della Sanità per la qualità
dell’aria in Europa).
Queste osservazioni sono sufficienti a
dimostrare la necessità del controllo di HCHO nell’ambiente come anche
in campioni biologici.
Sono stati analizzati da vari centri di
studio nel mondo campioni di atmosfera, pioggia e nevi riguardo al
contenuto di formaldeide. Uno degli studi più completi riguarda la
determinazione della formaldeide nel corso di alcuni anni su campioni di
atmosfera e piogge prelevati a Firenze, campioni di neve superficiale
raccolti sull’Appennino Tosco-Emiliano, carote di neve prelevate sulle
Alpi e campioni di neve superficiale, trincee e carote raccolti in
Antartide.
Nelle piogge è stato possibile osservare
come le prime frazioni di pioggia abbiano un contenuto elevato di
formaldeide, dovuto al dilavamento dell’atmosfera sovrastante, dopodichè
la concentrazione si attesta intorno ad un valore più o meno costante,
relativo al contenuto di HCHO che via via si riforma.
Dall’analisi in continuo dell’atmosfera a
Firenze è stato invece possibile osservare come i valori siano
dipendenti dall’ora del giorno (produzione fotochimica con massimo alle
ore 12:00 circa), ma anche dal giorno della settimana, con abbattimento
della formaldeide durante il fine settimana in conseguenza della
diminuzione del traffico nella zona in esame. Inoltre è stato possibile
determinare come, nonostante la concentrazione sia più elevata nei mesi
estivi in conseguenza delle reazioni fotochimiche, anche nei mesi
invernali si misurino elevati valori di HCHO a causa soprattutto
dell’intenso uso del riscaldamento (figura 1).
Per la raccolta dei campioni di neve
superficiale sulle Alpi e sull’Appennino particolare attenzione è stata
rivolta alla scelta delle stazioni di campionamento: lontananza da fonti
antropiche, accessibilità della massa nevosa, lontananza dai sentieri
battuti, accumulo nevoso sufficiente al prelievo, evitare zone di
accumulo creato dal vento. I campioni suddetti hanno permesso di
valutare il tenore di fondo della formaldeide nelle zone indagate.
Tuttavia più interessante si è rivelata
l’analisi delle carote di neve e di ghiaccio. Infatti la neve accumulata
anno dopo anno mantiene le caratteristiche chimiche originali e
trattiene al suo interno pollini, ceneri, polveri e tutti quegli
elementi presenti nell’atmosfera e dilavati dalla precipitazione nevosa.
In particolare, un ghiacciaio posto nelle vicinanze di una zona
fortemente antropizzata è interessante per lo studio degli effetti
dell’attività umana sulla composizione dell’atmosfera, mentre un
ghiacciaio posto in posizione remota aiuta a valutare la concentrazione
di background (tenore di fondo naturale) di una determinata sostanza.
L’Antartide è il continente posto al più basso livello di contaminazione
ambientale; per la sua posizione geografica, le caratteristiche fisiche,
la distanza dalle fonti di inquinamento e la quasi totale assenza di
perturbazioni antropiche esso costituisce quindi un luogo privilegiato
per indagini sulla conoscenza globale del pianeta.
Le calotte glaciali della Groenlandia e
soprattutto dell’Antartide sono veri e propri archivi naturali del
clima, poiché conservano le originali caratteristiche chimico-fisiche
dell’aerosol atmosferico memorizzato nelle precipitazioni nevose
accumulatesi anno dopo anno. I ghiacci polari offrono quindi
un’opportunità unica per ricostruire record storici di inquinamento
atmosferico su larga scala.
Attraverso il loro esame è stato possibile
ricostruire le condizioni climatiche per le epoche passate ed i
cambiamenti della composizione atmosferica.
È stato riscontrato per la formaldeide in
Antartide un tenore di fondo di pochi
mg/l,
modulato da periodi caratterizzati da un innalzamento dei valori in
concomitanza di eventi particolari, causati da variazioni climatiche ed
ambientali su scala regionale.
Riassumendo, possiamo dire che è possibile
individuare un comportamento giornaliero e stagionale legato alla
produzione fotochimica della formaldeide ed a processi di trasporto del
contaminante.
Il confronto tra i valori della
concentrazione della formaldeide misurata in
mg/l
nelle piogge, nelle nevi delle Alpi e nei ghiacci dell’Antartide (figura
2, notare la diversa scala) mostra una progressiva diminuzione delle
concentrazioni, come da attendersi per un composto fortemente legato
all’attività antropica. I campioni di neve dell’Antartide permettono di
valutare un valore di background, come anche di individuare periodi
delle storia della terra con composizioni atmosferiche diverse. Per
confronto è possibile inoltre valutare la variazione del contenuto di
formaldeide ai giorni nostri rispetto ai valori di background, utile
negli studi epidemiologici riguardanti tale sostanza.
Ombretta Largiuni |
