- Cos’è l’ozono e dove si trova nell’atmosfera?
- Le alte concentrazioni di ozono si trovano solo nelle aree fortemente urbanizzate?
- Come influisce l’ozono atmosferico sulla salute umana?
Cos’è l’ozono e dove si trova nell’atmosfera?
L’ozono (O3) è un gas altamente reattivo composto da tre atomi di ossigeno. È un prodotto naturale e artificiale che si trova nell’alta atmosfera terrestre 
(la stratosfera) e nella bassa atmosfera (la troposfera). A seconda di dove si trova nell’atmosfera, l’ozono influenza la vita sulla Terra in modo buono o cattivo.
L’ozono stratosferico si forma naturalmente attraverso l’interazione della radiazione ultravioletta solare (UV) con l’ossigeno molecolare (O2). Lo “strato di ozono”, approssimativamente da 6 a 30 miglia sopra la superficie terrestre, riduce la quantità di radiazioni UV dannose che raggiungono la superficie terrestre.
L’ozono troposferico o a livello del suolo – quello che respiriamo – si forma principalmente da reazioni fotochimiche tra due classi principali di inquinanti atmosferici, i composti organici volatili (VOC) e gli ossidi di azoto (NOx). Queste reazioni sono state tradizionalmente viste come dipendenti dalla presenza di calore e luce solare, con il risultato di maggiori concentrazioni di ozono ambientale nei mesi estivi. Nell’ultimo decennio, tuttavia, alte concentrazioni di ozono sono state osservate anche in circostanze specifiche nei mesi freddi, dove alcune aree ad alta quota negli Stati Uniti occidentali con alti livelli di emissioni locali di VOC e NOx hanno formato ozono quando la neve è al suolo e le temperature sono vicine o sotto lo zero. L’ozono contribuisce a ciò che tipicamente sperimentiamo come “smog” o foschia, che si verifica ancora più frequentemente in estate, ma può verificarsi durante tutto l’anno in alcune regioni meridionali e di montagna.
Anche se un po’ di ozono stratosferico viene trasportato nella troposfera, e alcuni VOC e NOx si formano naturalmente, la maggior parte dell’ozono a livello del suolo è il risultato di reazioni di VOC e NOx prodotti dall’uomo. Fonti significative di VOC sono gli impianti chimici, le pompe di benzina, le vernici a base di olio, le carrozzerie e le stamperie. Gli ossidi di azoto derivano principalmente dalla combustione ad alta temperatura. Fonti significative sono le centrali elettriche, i forni e le caldaie industriali e i veicoli a motore.
Le alte concentrazioni di ozono ambientale si trovano solo nelle aree fortemente urbanizzate?
Molte persone credono erroneamente che le concentrazioni di ozono troposferico siano alte solo nelle grandi aree urbane, ma alte concentrazioni di ozono ambientale possono verificarsi ovunque. La formazione di ozono non è limitata alle grandi città come Los Angeles, Houston, Atlanta e New York. Si forma anche in città più piccole come Raleigh, NC e Cincinnati, OH, e viene trasportato per centinaia di miglia sottovento rispetto a dove si crea per influenzare la qualità dell’aria in altre aree urbane e rurali. Dove si forma l’ozono, le concentrazioni di picco si verificano di solito durante le ore pomeridiane, quando la luce del sole è più intensa. Tuttavia, le aree sottovento alle maggiori fonti di VOC e NOx possono sperimentare picchi di ozono nel pomeriggio e la sera, dopo che il vento ha trasportato l’ozono e i suoi precursori VOC e NOx per molte miglia dalle loro fonti. Quindi, alte concentrazioni di ozono possono verificarsi in aree remote e in vari momenti della giornata, anche durante la prima serata o la notte.
Figura 1: contee statunitensi con alte concentrazioni di ozono nel 2009. Questa mappa rappresenta le concentrazioni di ozono per contea degli Stati Uniti per il 2009, mostrando dove sono state trovate alte concentrazioni di ozono negli Stati Uniti continentali. La chiave di colore della mappa è basata sulle categorie dell’indice di qualità dell’aria (AQI) (vedi Esposizione del paziente e indice di qualità dell’aria). Tutte le aree arancioni, rosse e viola hanno superato lo standard di qualità dell’aria ambiente di 8 ore per l’ozono durante il 2009. La mappa illustra quanto sia probabile che una particolare area sia soggetta ad avvisi di qualità dell’aria per l’ozono.
Come l’ozono atmosferico influenza la salute umana?
L’ozono ha due proprietà di interesse per la salute umana. Primo, assorbe la luce UV, riducendo l’esposizione umana alle radiazioni UV dannose che causano il cancro alla pelle e la cataratta. In secondo luogo, quando viene inalato, reagisce chimicamente con molte molecole biologiche nel tratto respiratorio, portando ad una serie di effetti negativi sulla salute. Questo corso affronta questa seconda proprietà.
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