Il tema della qualità dell’aria nelle grandi città e la presenza delle polveri sottili che costituiscono un grave pericolo per la salute delle persone costituisce un argomento di grande attualità.
Il presente contributo si pone come obiettivo l’analisi di un campione della letteratura attualmente disponibile riguardo alcuni studi realizzati per valutare la possibilità di riuscire a ridurre le polveri sottili aerodisperse nelle città mediante attività di spazzamento e lavaggio delle strade.
Nell'articolo
Polveri sottili: definizione e classificazione
Con il termine polveri sottili, talvolta nominate come particolato o pulviscolo atmosferico, ci si riferisce alle particelle sospese presenti nell’aria, in particolare nelle città. Per caratterizzarle viene utilizzata la sigla PM (iniziali dei termini in lingua inglese Particulate Matter[1]), seguita da un numero che indica la grandezza del diametro della particella, espresso con l’unità di misura in micrometri, in passato chiamati micron, (1 micrometro = 1 milionesimo del metro, che corrisponde a un millesimo di millimetro), simbolo: µm.
Di seguito la classificazione delle polveri in base al loro diametro:
- PM100 – Particelle con diametro aerodinamico inferiore a 100 µm, chiamate polveri inalabili: sono quelle che riescono a entrare nell’apparato respiratorio: naso, bocca e trachea.
- PM10 – Particelle aventi diametro aerodinamico inferiore a 10 µm, chiamate polveri toraciche: sono quelle che riescono a penetrare dal naso fino ai bronchi.
- PM2,5 – Particelle aventi diametro aerodinamico inferiore a 2,5 µm, chiamate polveri respirabili: riescono a raggiungere gli alveoli polmonari.
- PM1 – Particelle aventi diametro aerodinamico inferiore a 1 µm, chiamate polveri ultrafini (UFP): possono raggiungere negli alveoli polmonari la zona di scambio gassoso, entrare nel circolo sanguigno e successivamente nelle cellule degli organi bersaglio.
Impatto sulla salute
Alcuni studi epidemiologici[2], confermati anche da analisi cliniche e tossicologiche, hanno dimostrato come l’inquinamento atmosferico abbia un impatto significativo sulla salute, in particolare riguardo l’insorgenza di disturbi collegati all’apparato respiratorio. L’Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC)[3] ha inoltre classificato l’inquinamento atmosferico e le polveri sottili fra i cancerogeni umani di tipo 1[4].
Lo studio Global Burden of Diseases, Injuries, and Risk Factors[5] del 2019, pubblicato dalla autorevole rivista The lancet, indica che l’inquinamento dell’aria è responsabile di circa 6-7 milioni di morti all’anno, pari a un decesso su otto in tutto il mondo.
Sono inoltre in corso altri studi[6] atti a comprendere l’impatto relativo alle diverse modalità di trasporto, la tossicità e gli effetti sulla salute delle particelle ultrafini.
Metodologie di abbattimento polveri sottili
Di seguito riportiamo l’analisi della letteratura presente in rete, sulle metodologie di abbattimento delle polveri sottili aerodisperse nell’aria mediante le attività di spazzamento e lavaggio delle strade.
Il Progetto europeo AIRUSE
Il primo documento preso in esame è il capitolo 4 “Misure per ridurre le emissioni dalla risospensione delle polveri stradali (road dust)”, all’interno del progetto AIRUSE[7], che ha l’intento di fornire alle autorità nazionali dei paesi dell’Europa meridionale misure appropriate per ridurre le concentrazioni di PM2,5 e PM10 nell’aria.
Il progetto risale al 2018 ed è stato sponsorizzato sia da istituzioni pubbliche che private in Italia, Spagna, Grecia e Portogallo.
Cos’è il road dust?
Il road dust è una miscela di particelle depositate sulla superficie delle strade asfaltate che può essere re-introdotta in atmosfera a causa della turbolenza generata dal passaggio dei veicoli o dal vento.
Le emissioni di road dust in aria aumentano notevolmente le concentrazioni di particolato atmosferico inquinante (PM) in ambienti urbani e industriali, causando il superamento della soglia consentita di qualità dell’aria[8].
Inoltre, la tossicità relativa di questa sorgente è rilevante anche a causa dell’elevato contenuto di metalli pesanti e di composti organici derivanti dall’usura di freni/pneumatici, scarichi dei veicoli e polveri provenienti dalla pavimentazione stradale che ritroviamo nel road dust stesso.
Poiché le emissioni di scarico dei veicoli sono tendenzialmente in diminuzione a causa dei limiti sempre più rigorosi, è previsto un aumento dell’incidenza delle emissioni di road dust in risospensione[9] rispetto al totale delle polveri sottili presenti nell’aria.
Lavaggio stradale e misure per attenuare la risospensione
Nel documento viene affermato che l’effetto principale della pulizia stradale è migliorare l’aspetto estetico dell’ambiente urbano rimuovendo i detriti, i rifiuti e la sporcizia. La frequenza della pulizia varia notevolmente dalle strade principali alle autostrade, che raramente vengono pulite. Viene rilevato che, storicamente, né le attività degli operatori ecologici, né le loro procedure operative sono state concepite per ridurre le concentrazioni ambientali di PM10.
Il lavaggio con acqua può ridurre la mobilità del carico di polvere depositato sulle superfici stradali in modo simile alla pioggia ed è quindi una potente ed efficace misura per attenuare la risospensione della polvere. Inoltre, viene indicato che il lavaggio stradale dovrebbe essere effettuato con acqua freatica e non potabile.
La quantità di acqua necessaria a ottenere un buon risultato finale può variare in base alla sporcizia della strada (carico del road dust). Il suggerimento che ne deriva è utilizzare almeno 1L/m2 di acqua, anche se in passato solo pochi studi hanno riferito questa indicazione.
In uno studio realizzato in Finlandia[10], il lavaggio pressurizzato sulle emissioni PM10 dalla superficie stradale ha fatto sì che i controlli successivi rilevassero livelli inferiori di emissioni (riduzione tra il 15% e il 60% dopo il lavaggio stradale). L’effetto maggiore si è ottenuto immediatamente dopo il trattamento e dipendentemente dalla pressione e dal volume dell’acqua utilizzati e dall’orientamento degli ugelli ad alta pressione.
Frequenza delle attività di pulizia: il progetto KAPU
Il progetto KAPU ha rilevato che l’efficacia della pulizia non dipende solo dall’efficienza dell’impianto di pulizia, ma anche dalla frequenza delle attività di pulizia stesse e, ovviamente, dalla quantità di road dust presente.
In una strada del centro della città di Barcellona è stato testato l’effetto di una attività di pulizia che consiste nel lavaggio manuale dopo lo spazzamento con aspirazione. Tale protocollo è stato effettuato durante otto notti in un mese primaverile del 2008.
La concentrazione media giornaliera di PM10 nelle 24 ore successive a ogni evento di pulizia e nel resto dei giorni in assenza di precipitazioni, ha registrato una diminuzione media tra il 7% e il 10% delle concentrazioni del PM10.
Lavaggio con flussi elevati di acqua freatica
Un altro esperimento è stato realizzato in una strada asfaltata all’interno del gruppo industriale ceramico di L’Alcora in Spagna. Questa strada è composta da due corsie, per una lunghezza totale di 300m ed è costantemente delimitata ai due lati da edifici di impianti industriali. I carichi di road dust sono compresi tra 20 e 40 mg/m2, molto al di sopra dell’intervallo mediamente presente nelle città europee (1-6 mg/m2 circa). È stato utilizzato un flusso molto elevato di acqua freatica da 27 L/m2. Le concentrazioni di PM10 sono state monitorate per 5 settimane e i risultati hanno mostrato una significativa diminuzione media (-18,5%) delle concentrazioni di PM10 durante il giorno stesso delle attività di pulizia, anche se va osservato che la diminuzione è stata di breve durata.
Utilizzo di soppressori chimici della polvere
Sono stati inoltre eseguiti esperimenti sull’utilizzo dei soppressori chimici della polvere in alcuni paesi del Nord Europa su strade non asfaltate e nell’industria dei minerali per eliminare le polveri. I soppressori della polvere vengono spruzzati sulla superficie stradale, dove legano le particelle con le quali entrano in contatto e impediscono loro di risollevarsi in aria in presenza del vento, dall’azione dello sfregamento dello pneumatico o dalla turbolenza del veicolo. È stato rilevato che i soppressori della polvere sono efficienti solo in determinate condizioni:
- elevato carico di polvere associata all’ uso di pneumatici chiodati;
- spargimento di sale;
- bassa radiazione solare;
- elevata umidità.
Inoltre, bisogna tenere conto dei potenziali effetti ambientali causati dall’uso dei soppressori, come la contaminazione del suolo e delle acque e gli impatti potenziali sulla salute umana.
Risultati e considerazioni sul lavaggio stradale
Per l’Europa meridionale, dove le radiazioni solari sono più alte e non vengono utilizzati pneumatici chiodati o non viene eseguito lo spargimento di sale come nei paesi dell’Europa del Nord, il progetto AIRUSE ha dimostrato che la combinazione di pulizia e (soprattutto) lavaggio delle strade costituisce una misura più efficace dei soppressori di polvere per tutti i tipi di strade (asfaltato urbano, asfaltato industriale, industriale non asfaltato).
In conclusione, viene affermato che le prove dell’effetto di riduzione delle polveri sottili con il lavaggio delle strade sono state positive, infatti nella maggior parte degli studi è stata dimostrata una riduzione delle concentrazioni di PM10 ambientali.
Questo risultato è stato raggiunto sia grazie all’azione dell’acqua che riduce il rilascio di PM10 in aria e alla rimozione della polvere dalla superficie stradale.
La maggior parte delle prove a sostegno del lavaggio stradale proviene da aree in cui i carichi di road dust sono molto elevati in presenza di un clima particolarmente asciutto (come in Spagna), l’utilizzo di pneumatici invernali/spargimento sale (per esempio in Finlandia) o la vicinanza a sorgenti industriali e importanti siti di costruzione.
Lo studio Polacco
Un altro documento visionato è il lavoro Impact of Street Sweeping and Washing on the PM10 and PM2.5 Concentrations in Cracow (Poland), pubblicato nel 2019 dalla Middle Pomeranian Science Society Environment Protection[11], che contiene i risultati dello studio sull’impatto dello spazzamento e del lavaggio stradale sul PM10 e concentrazioni di PM2,5 a Cracovia (Polonia).
La Polonia è stata dichiarata tra i paesi dove le emissioni di PM10 che di PM2,5 sono particolarmente elevate. La concentrazione media di PM2,5 in Polonia è di 22,8 μg/m3 (report EEA 206, 2015, 2016, 2017), e un livello così elevato deriva dall’utilizzo di combustibili solidi (principalmente carbone) per il riscaldamento delle abitazioni.
Un’altra importante fonte di contaminanti nelle aree urbane è costituita dalle emissioni provenienti dai trasporti e dall’industria. Si stima che l’inquinamento atmosferico nell’UE sia associato al trasporto nel 12% per il PM10 e nel 15% per il PM2,5 e quello dell’industria rispettivamente per il 28% e 24%.
La ricerca mostra anche che le concentrazioni di particolato nelle aree urbane sono correlate non solo alle emissioni di prodotti di combustione, ma anche:
- al trasferimento di particolato dai terreni;
- all’abrasione della superficie stradale;
- ai lavori di costruzione e incenerimento.
Il documento riporta alcuni studi che hanno dimostrato che – la quota del trasporto su strada (emissioni da motori termici e abrasione di pneumatici, rivestimenti e superfici stradali) nel determinare le concentrazioni medie di inquinanti atmosferici – dove la strada è fiancheggiata da edifici su entrambi i lati è più alta, raggiungendo il 27% per PM 10 e il 24% per PM 2,5.
L’impatto della pulizia delle strade sulla qualità dell’aria
Lo studio polacco si è concentrato sull’impatto della pulizia delle strade sul miglioramento della qualità dell’aria eseguita a Cracovia (Polonia meridionale). L’esperimento è stato condotto tra aprile 2015 e settembre 2016 con sei serie di misurazioni.
Viene dichiarato che Cracovia è una delle città con l’aria più inquinata d’Europa, risultante dalla combinazione di una posizione geografica particolare (in una valle), nonché dalla combustione del carbone come metodo di riscaldamento tipico delle città dell’Europa centrale e orientale.
Nelle stagioni primaverili ed estive, il maggiore impatto sulla qualità dell’aria è il traffico automobilistico, soprattutto nell’area di una delle strade principali che collega il nord e il sud della Polonia, che attraversa il centro città (come la Three Bards Avenue).
Questo studio ha valutato l’impatto della pulizia delle strade per ridurre la quantità di polvere, analizzando le concentrazioni di PM10 e PM2,5 dopo la pulizia e il lavaggio delle carreggiate. A seguito degli esperimenti sono state osservate riduzioni medie delle concentrazioni di PM10 e PM2,5, che sono durate fino a tre giorni (-17,3% per PM10 e -15,4% per PM2,5).
Risultati e considerazioni
Nelle conclusioni viene indicato che, al fine di migliorare la qualità dell’aria, la limitazione degli inquinanti deve avvenire a più livelli. La pulizia e il lavaggio delle strade agiscono solo come rimozione delle conseguenze dell’inquinamento. I risultati ottenuti sono comunque incoraggianti in quanto “mostrano molto chiaramente il miglioramento dello stato dell’ambiente in termini di riduzione dei rifiuti, il miglioramento della qualità delle infrastrutture urbane (marciapiedi e strade) e il miglioramento della qualità dell’aria atmosferica”.
Lo studio Statunitense
Il terzo studio, dal titolo “Review of Street Sweeping Measures for Reducing PM Road Dust Emissions”[12], pubblicato nel 2024 a seguito del convegno della Air & Waste Management Association (A&WMA) di Minneapolis (USA)[13] è un’analisi delle “misure di spazzamento stradale per ridurre le emissioni di polvere”.
Vengono esaminati 18 studi, realizzati principalmente in Nord America e in Europa, che hanno analizzato gli effetti dell’attività di pulizia delle strade sulle misurazioni del PM negli ultimi 30 anni. Nella maggior parte dei casi (circa 66%) sono stati riportati risultati positivi di riduzione delle emissioni di PM o delle concentrazioni di PM nell’ambiente. Tuttavia, sono state rilevate alcune incongruenze nelle misurazioni.
Spazzamento e lavaggio hanno mostrato miglioramenti nel breve termine, con la conseguente necessità di doverli ripetere con frequenza sufficientemente elevata.
Nelle conclusioni viene evidenziata la necessità di utilizzare macchinari ad alta efficienza per l’attività di pulizia e spazzamento delle strade, per garantire un risultato ottimale in termini di riduzione di particolato nell’aria.
Va rilevato che si tratta di un contributo realizzato da una società di consulenza Californiana.
Lo studio Cinese
Il quarto documento è uno studio cinese del 2022, “Realizzare lavori di spazzamento e lavaggio delle strade riduce i livelli di particolato fine in prossimità del suolo?[14]”.
La ricerca si è concentrata sulle proprietà del particolato fine (PM2.5), del particolato ultrafine (UFP), del nerofumo (BC) e degli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) in prossimità del suolo nelle aree di traffico.
Vengono valutati gli effetti dello spazzamento e del lavaggio stradale sui livelli di inquinanti. La strada oggetto di monitoraggio con fossa di drenaggio è stata selezionata per i campionamenti stazionari al fine di determinare le differenze tra la concentrazione atmosferica di PM2.5, la sua composizione e le potenziali fonti prima/dopo i processi di pulizia stradale, nonché l’effetto della presenza di fognature.
I risultati mostrano che si sono verificate alcune riduzioni del PM2.5 dopo il lavaggio stradale, in particolare per il tratto stradale con fossa di drenaggio. Viene evidenziato che il livello di PM2.5 si è ridotto significativamente nel sito che era sottovento (dal 25,7% al 16,5%). Il monitoraggio è stato effettuato: 1 ora prima, durante il lavaggio/spazzamento, 1 ora dopo, 1 giorno dopo, 2 giorni dopo. Tre le tipologie di pulizia:
- solo spazzamento,
- lavaggio prima di spazzare,
- spazzamento prima del lavaggio.
Gli inquinanti primari vengono ridotti più facilmente dal processo di pulizia delle strade, mentre ciò non avviene per quelli secondari.
Nelle conclusioni si afferma che “Il miglior risultato per la rimozione delle polveri ultrafini è spazzare prima del lavaggio, in questo modo si possono sopprimere fino al -42%”.
Va osservato che a Pechino dal 2021 per la prima volta sono riusciti a raggiungere un risultato al di sotto della soglia di 35 microgrammi per metro cubo fissata dal governo cinese e il punto di partenza ritraeva una situazione molto critica, risultando una delle città più inquinate al mondo.
Considerazioni conclusive
Esistono opinioni divergenti sull’efficacia dello spazzamento e lavaggio delle strade per ridurre la quantità di polveri, tuttavia alcuni studi sono molto incoraggianti.
I risultati più soddisfacenti di miglioramento di qualità dell’aria sembrano poter essere ottenuti mediante previo spazzamento e successivo lavaggio, in particolar modo nelle strade ad alto traffico e in presenza dei cosiddetti “tunnel stradali” dove le costruzioni fiancheggiano la strada.
La buona qualità e il livello di efficacia dei macchinari da utilizzare per lo spazzamento rappresenta un fattore determinante. La frequenza degli interventi costituisce un altro elemento da tenere in considerazione (una bassa frequenza riduce l’efficacia nel tempo).
La metodologia di misurazione delle polveri sottili deve essere rigorosa e accurata al fine di ottenere risultati attendibili e veritieri. Per le attività di lavaggio stradale, è importante prevedere l’utilizzo di acqua freatica, eventualmente integrata dal recupero di acqua piovana.
Approfondimenti e temi correlati
Arricchisci le tue conoscenze con i prodotti di EPC Editore, i corsi di formazione e i servizi di consulenza dell’Istituto Informa:
[1] PM, abbreviazione di Particulate Matter. Nome collettivo per particelle fini solide o liquide aggiunte all’atmosfera da processi che avvengono sulla superficie terrestre. Il particolato comprende polvere, fumo, fuliggine, polline e particelle di terreno. Fonte: https://www.eea.europa.eu/help/glossary/other-eea-terms/pm
[2] N. Künzli, L. Perez, R. Rapp, Air Quality and Health, Swiss Tropical and Public Health Institute, Basel, and University of Basel, Basel, Switzerland, 2010.
[3] IARC: Outdoor air pollution a leading environmental cause of cancer deaths, PRESS RELEASE N° 221, Lyon/Geneva, 17 October 2013,
[4] Le liste compilate dall’Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC) raggruppano le sostanze sulla base della solidità delle prove che dimostrano che una sostanza può provocare il cancro: per esempio per quelle del gruppo 1 ci sono forti evidenze di cancerogenicità. La IARC non specifica però i dosaggi o i tempi di esposizione necessari affinché ciascuna di tali sostanze o agenti possa provocare un cancro. Fonte: AIRC, www.airc.it
[5] Lancet Planet Health 2022; 6: e535–47, Pubblicato online il 17 maggio 2022, https://doi.org/10.1016/S2542-5196(22)00090-0.
[6] Srikanth Vallabani et al., Toxicity and health effects of ultrafine particles: Towards an understanding of the relative impacts of different transport modes, Environmental Research 231, 2023. https://doi.org/10.1016/j.envres.2023.116186
[7] In Italia gli sponsor istituzionali del progetto AIRUSE sono: ISPRA, ARPAT, ARPA Lombardia, Regione Toscana. Per maggiori informazioni è possibile visitare il sito: http://airuse.eu/
[8] Come da DIRETTIVA 2008/50/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO E DEL CONSIGLIO del 21 maggio 2008, relativa alla qualità dell’aria ambiente e per un’aria più pulita in Europa.
[9] Queste emissioni sono note come sorgenti non-exhaust.
[10] Progetto KAPU (Kupiainen et al, Finland, 2011).
[11] M. Kryłów*, A. Generowicz, Impact of Street Sweeping and Washing on the PM10 and PM2.5 Concentrations in Cracow (Poland), Middle Pomeranian scientific society of the environment protection, Crakow, Poland, 2019.
[12] M. McCabe, K.Craig, Sonoma Technology, 2024.
[13] A&WMA Upper Midwest Conference, November 7, 2024.
[14] S.L. Lin, Y. Deng1, M. Y. Lin2, S. W. Huang., Do the Street Sweeping and Washing Work for Reducing the Near-ground Levels of Fine Particulate Matter and Related Pollutants?, Taiwan Association for Aerosol, 2022.
Senior EHSS Consultant & Trainer