Sotto la lente: monitoraggio dell’ozono e impatto sul nostro futuro

I precursori dell’ozono sono sostanze che contribuiscono alla formazione dell’ozono nell’atmosfera. Questi includono gli ossidi di azoto, i composti organici volatili non metanici (NMVOC) e il monossido di carbonio [1]. Queste emissioni provengono da varie fonti, tra cui l’industria, gli autoveicoli e altri processi di combustione. Le emissioni di questi precursori hanno continuato ad aumentare fino alla fine degli anni ’80, per poi diminuire del 14% tra il 1990 e il 1994 [2]. La riduzione delle emissioni di questi inquinanti è fondamentale per contenere le concentrazioni di ozono troposferico.

Effetti dell’ozono sull’ambiente

L’ozono, dunque, ha diversi e importanti effetti sull’ambiente e non solo:

Effetti sulla vegetazione: L’ozono può causare danni significativi alla vegetazione, tra cui una riduzione della crescita delle piante e, a concentrazioni più elevate, clorosi e necrosi delle foglie. L’ozono provoca anche un’alterazione del bilancio ionico, modifica gli amminoacidi, altera il metabolismo proteico, modifica la composizione in acidi grassi insaturi e reagisce con i residui solfidrici. Inoltre, l’ozono può causare una riduzione dell’attività fotosintetica e dell’accrescimento nelle piante [3].
Effetti sugli ecosistemi: Le radiazioni UV aumentate a causa della riduzione dello strato di ozono possono avere effetti dannosi sugli ecosistemi terrestri e acquatici, alterando la crescita, le catene alimentari e i cicli biochimici [4]. L’ozono può anche causare l’acidificazione e l’eutrofizzazione degli ecosistemi sensibili.
Effetti sulla salute umana: La riduzione dello strato di ozono causa un aumento delle radiazioni UV sulla superficie della Terra, che può essere dannoso per la salute umana. Alcuni degli effetti negativi sull’uomo includono deficienza immunitaria, tumori alla pelle e cataratta [4].
Effetti sui materiali: L’ozono può causare danni significativi ai materiali, indebolendo i tessuti e facendo perdere ai colori la loro brillantezza. Può anche attaccare ed infragilire le gomme naturali e artificiali [3].

Perché è importante il monitoraggio dell’ozono?

Per tutti i motivi sopra accennati diventa fondamentale dover ricorrere al monitoraggio dell’ozono nell’atmosfera, in particolare, in determinate regioni esso è fondamentale. La necessità, dunque, di monitoraggio dell’ozono nasce per [5]:

Cambiamento climatico: I rilevamenti dell’ozono atmosferico hanno mostrato i primi segnali di un cambiamento climatico provocato dall’uomo.
Protezione dello strato di ozono: Sono stati adottati diversi provvedimenti a livello mondiale per proteggere lo strato di ozono, come il Protocollo di Montreal. È importante continuare a monitorare lo strato di ozono per esaminare l’efficacia dei provvedimenti adottati, volti a ricostruire lo strato d’ozono stratosferico.
Salute umana e ambientale: L’ozono atmosferico ha sia utilità che problemi. Nella stratosfera, l’ozono assorbe quasi completamente le dannose radiazioni UV emesse dal Sole proteggendo tutte le forme di vita sulla Terra. Tuttavia, un’elevata concentrazione di ozono in prossimità del suolo è dannosa per l’uomo e la natura poiché il gas è estremamente reattivo.
Monitoraggio continuo: Nonostante i provvedimenti adottati a livello globale e regionale, lo strato di ozono continua ad essere in pericolo. Occorre quindi continuare a monitorare e ad analizzare l’evoluzione dell’ozono nei vari strati dell’atmosfera.
Ricerca scientifica: Il monitoraggio dell’ozono fornisce dati preziosi per la ricerca scientifica. Ad esempio, in Svizzera il rilevamento dell’ozono nella stratosfera ha una lunga tradizione. Grazie a questa serie di dati, unica al mondo, è possibile studiare l’evoluzione dello strato di ozono su un periodo molto lungo.

Tecniche di monitoraggio dell’ozono

Data la fondamentale importanza che il monitoraggio ricopre, così come abbiamo detto molte altre volte anche in riferimento ad altri composti (etilene, aria indoor, e molto altro che potete trovare nel nostro blog) bisogna capire quali siano le tecniche di monitoraggio dell’ozono.

Tra i metodi più comuni [6]:

Spettrofotometri: Gli spettrofotometri misurano l’assorbimento delle radiazioni della banda spettrale della luce UV (300-330 nm) e consentono di rilevare il quantitativo totale di ozono contenuto nella colonna atmosferica sopra la stazione di rilevamento. Ci sono due tipi di strumenti utilizzati, Dobson e Brewer.
Lo spettrofotometro Dobson misura l’intensità differenziale delle coppie di radiazioni a differenti lunghezze d’onda di cui, durante l’attraversamento dell’atmosfera, una è assorbita in modo debole e l’altra forte.
Lo spettrofotometro Brewer misura l’intensità assoluta della radiazione solare in corrispondenza di quattro lunghezze d’onda nella fascia UV da 310 a 320 nm.
Radiosondaggi: Il profilo della concentrazione dell’ozono è rilevato direttamente mediante radiosondaggi. Il sensore di ozono si basa sulla reazione chimica tra la molecola di ozono (O3) e lo ioduro di potassio (KI) contenuto nelle piccole capsule bianche.
Radiometro a microonde: A Payerne si utilizza un radiometro a microonde con il quale si determina la concentrazione di ozono nella stratosfera e nella mesosfera, alle quote comprese tra 20 e 70 km.

Questi metodi forniscono dati preziosi per la ricerca scientifica e aiutano a monitorare l’evoluzione dell’ozono nell’atmosfera.

Come spiegato nell’articolo sul monitoraggio dell’ozono [7], in Veneto quest’estate è stato rilevato il superamento della soglia di attenzione del composto ozono. Infatti, un attento monitoraggio è fatto in diversi punti di monitoraggio della città.

Noi abbiamo contribuito allo stesso con l’installazione di uno strumento volto alla rilevazione dei precursori dell’ozono: Synspec GC 955 611/811.
Synspec GC 955 serie 611/811 è una combinazione di due analizzatori di gas per il monitoraggio continuo online dei precursori dell’ozono nell’aria ambiente.
GC 955 811 è specificatamente progettato per la misura degli idrocarburi da C2 fino a C5 e il modello 611 per gli idrocarburi da C6 fino a C12. Con la combinazione di questi due GC quasi tutti i composti dell’elenco PAMS EPA statunitense possono essere misurati in modo continuo e online con elevata precisione.

Di seguito si possono osservare anche alcune immagini relative al monitoraggio effettuato. Si può vedere come siano state superate le soglie imposta normativa e si può fare un confronto con quanto riportato nel nostro precedente articolo relativo all’ozono.

Fonti

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