Gli inquinanti hanno un’impronta digitale

Tecnologia

Chimica e informatica, insieme, al servizio della lotta all’inquinamento. Un’équipe di scienziati della Texas A&M University ha recentemente messo a punto un algoritmo in grado di ricostruire, con estrema precisione, l’“impronta digitale” degli inquinanti più comuni. I dettagli del sistema sono stati pubblicati sulla rivista Environmental Science and Technology e, dicono gli autori del lavoro, potranno tornare utili alle agenzie governative per cercare di monitorare da vicino le fonti di inquinamento, soprattutto quello a base di carbonio, con l’obiettivo di poter tenere sotto controllo più efficacemente le emissioni.

A caccia degli aerosol organici

“L’attività antropica”, spiega Qi Ying, uno degli autori del lavoro, professore associato al Zachry Department of Civil and Environmental Engineering dell’ateneo statunitense, “ha portato a un sostanziale aumento degli inquinanti organici atmosferici, il che ha provocato, a cascata, un progressivo deterioramento della qualità dell’aria in diverse regioni del mondo, e addirittura dei cambiamenti al clima. Riuscire a comprendere meglio quale sia la natura di questi inquinanti, magari osservandone gli specifici marcatori chimici, potrebbe aiutarci a determinare quali sono le misure più adeguate a rendere l’aria più pulita e respirabile”. I ricercatori si sono concentrati, in particolare, sui cosiddetti “aerosol organici”, sostanze da cui deriva, secondo gli ultimi rapporti sul tema, tra il 20 e il 40 percento del particolato disperso nella bassa atmosfera, e a cui si devono, in misura diversa, effetti deleteri sul clima, sulla salute e sulla limpidezza dell’aria. Per esempio, spiegano dalla Texas A&M University, alcuni tipi di aerosol possono modificare la quantità di calore assorbita dall’atmosfera, mentre altri agiscono in modo opposto, modificando il calore emesso. Per di più, gli aerosol organici possono essere facilmente inalati e provocare, se presenti in concentrazioni elevate, problemi di salute come asma e broncopneumopatia cronica ostruttiva. Da qui la necessità di conoscerli a fondo e caratterizzarli con precisione.

Dagli scarichi all’atmosfera

Il “viaggio” degli aerosol organici comincia, tipicamente, dai tubi di scarico degli autoveicoli e dalle ciminiere degli impianti dove si bruciano i combustibili fossili. Appena sono emessi vengono classificati come “aerosol organici primari”, o “precursori”: una volta che raggiungono la bassa atmosfera, reagiscono con altre sostanze e si condensano, fino a formare i cosiddetti “aerosol secondari”. Per comprendere tutti i meccanismi chimici coinvolti nel fenomeno, dice ancora Ying, è assolutamente indispensabile conoscere quali precursori contribuiscono alla formazione degli aerosol secondari, in modo da poter “isolare” e meglio controllare ciascuna fonte di emissione. Per farlo, gli scienziati si sono serviti di un supercomputer con il quale hanno simulato la chimica atmosferica di diverse regioni dell’Estremo Oriente, tra cui Cina, Giappone e Corea, fornendo all’algoritmo, come condizioni iniziali, le sorgenti note di emissione, i tassi di emissioni e i dati meteorologici. Con queste informazioni, l’algoritmo ha riprodotto il “viaggio” degli aerosol primari, consentendo ai ricercatori di identificare gli specifici marcatori chimici associati a ciascuno di essi. 

Un buon inizio

I risultati sono molto promettenti, ma gli autori del lavoro sono convinti che ci sia ancora molta strada da fare: “Siamo solo al primo passo lungo la strada che porta alla riduzione degli inquinanti atmosferici organici”, conclude Ying. “Abbiamo identificato diversi marcatori chimici associati ai precursori, ma ce ne mancano ancora molti altri”. Il supercomputer avrà ancora parecchio da lavorare.

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