Secondo l’Università di Cambridge, la metropolitana di Londra è inquinata da particelle metalliche ultrafini abbastanza piccole da finire nel flusso sanguigno umano. Queste particelle sono così piccole che probabilmente vengono sottovalutate nelle indagini sull’inquinamento della metropolitana più antica del mondo. I ricercatori hanno effettuato un nuovo tipo di analisi dell’inquinamento, utilizzando il magnetismo per studiare campioni di polvere provenienti dalle biglietterie della metropolitana, dalle piattaforme e dalle cabine degli operatori. Il team ha scoperto che i campioni contenevano alti livelli di un tipo di ossido di ferro chiamato maghemite. Poiché il ferro impiega tempo per ossidarsi in maghemite, i risultati suggeriscono che le particelle, prodotte dall’inquinamento, rimangono sospese per lunghi periodi a causa della scarsa ventilazione nella metropolitana, in particolare sulle piattaforme delle stazioni.
Alcune particelle hanno un diametro di cinque nanometri: abbastanza piccole per essere inalate e finire nel flusso sanguigno, ma troppo piccole per essere catturate dai tipici metodi di monitoraggio dell’inquinamento. Tuttavia, non è chiaro se queste particelle rappresentino un rischio per la salute.
Altri studi hanno esaminato i livelli complessivi di inquinamento della metropolitana e i rischi per la salute ad essi associati, ma questa è la prima volta che le dimensioni e il tipo di particelle sono state analizzate in dettaglio. I ricercatori suggeriscono che la rimozione periodica della polvere dai tunnel della metropolitana e il monitoraggio magnetico dei livelli di inquinamento potrebbero migliorare la qualità dell’aria in tutta la rete. I risultati sono riportati nella rivista Scientific Reports.
L’aria della metro è più inquinata dell’aria di tutta Londra
Numerosi studi hanno dimostrato che i livelli di inquinamento dell’aria nella metropolitana sono più alti di quelli di Londra in generale e oltre i limiti definiti dall’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS). Studi precedenti hanno anche suggerito che la maggior parte del particolato della metropolitana è generato dallo sfregamento delle ruote, dei binari e dei freni, che producono particelle minuscole e ricche di ferro. “Poiché la maggior parte di queste particelle di inquinamento atmosferico sono metalliche, la metropolitana è il luogo ideale per verificare se il magnetismo può essere un modo efficace per monitorare l’inquinamento”, ha dichiarato il professor Richard Harrison del Dipartimento di Scienze della Terra di Cambridge, autore del lavoro. “Normalmente studiamo il magnetismo in relazione ai pianeti, ma abbiamo deciso di esplorare il modo in cui queste tecniche potrebbero essere applicate a diversi settori, tra cui l’inquinamento atmosferico”. I livelli di inquinamento vengono normalmente monitorati utilizzando filtri dell’aria standard, ma questi non sono in grado di catturare le particelle ultrafini e non rilevano quali tipi di particelle siano contenute nel particolato.”Ho iniziato a studiare il magnetismo ambientale nell’ambito del mio dottorato di ricerca, cercando di capire se fosse possibile utilizzare tecniche di monitoraggio a basso costo per caratterizzare i livelli e le fonti di inquinamento”, ha dichiarato l’autore principale Hassan Sheikh del Dipartimento di Scienze della Terra di Cambridge. “La metropolitana è un microambiente ben definito, quindi un luogo ideale per questo tipo di studi”.
Filtri magnetici per la ventilazione
In collaborazione con i colleghi del Dipartimento di Scienza dei Materiali e Metallurgia di Cambridge, Sheikh e Harrison hanno analizzato 39 campioni di polvere provenienti dalla metropolitana di Londra, forniti dalla Transport for London (TfL). I campioni sono stati raccolti nel 2019 e nel 2021 da piattaforme, biglietterie e cabine degli operatori ferroviari sulle linee Piccadilly, Northern, Central, Bakerloo, Victoria, Northern, District e Jubilee. Il campionamento comprendeva stazioni importanti come King’s Cross St Pancras, Paddington e Oxford Circus. I ricercatori hanno utilizzato il fingerprinting magnetico (che consente la misurazione simultanea di più proprietà tissutali in un’unica acquisizione), l’imaging 3D e la microscopia su scala nanometrica per caratterizzare la struttura, le dimensioni, la forma, la composizione e le proprietà magnetiche delle particelle contenute nei campioni. Studi precedenti hanno dimostrato che il 50% delle particelle inquinanti presenti nella metropolitana sono ricche di ferro, ma il team di Cambridge è stato in grado di esaminare i dettagli molto più da vicino. Hanno trovato un’elevata abbondanza di particelle di maghemite, con un diametro compreso tra 5 e 500 nanometri e un diametro medio di 10 nanometri. Alcune particelle formavano ammassi più grandi con diametri compresi tra 100 e 2.000 nanometri.
“L’abbondanza di queste particelle finissime è stata sorprendente”, ha dichiarato Sheikh. “Le proprietà magnetiche degli ossidi di ferro cambiano fondamentalmente al variare delle dimensioni delle particelle. Inoltre, l’intervallo di dimensioni in cui si verificano questi cambiamenti è lo stesso in cui l’inquinamento atmosferico diventa un rischio per la salute”.
I ricercatori sostengono che, a causa della scarsa ventilazione della metropolitana, la polvere ricca di ferro può essere risospesa nell’aria quando i treni arrivano alle banchine, rendendo la qualità dell’aria sulle banchine peggiore rispetto a quella delle biglietterie o delle cabine degli operatori. Data la natura magnetica della polvere risospesa, i ricercatori suggeriscono che un sistema di rimozione efficiente potrebbe essere costituito da filtri magnetici nella ventilazione, dalla pulizia dei binari e delle pareti delle gallerie o dalla collocazione di porte schermate tra le piattaforme e i treni.
