Le immagini di questi giorni dell’Etna in eruzione sono un vero e proprio spettacolo della natura.
E ricordate il vulcano Kīlauea nelle Hawaii, che ha avuto una forte eruzione a dicembre? Il vulcano non è particolarmente pericoloso, in quanto le sue eruzioni sono di tipo effusivo e non esplosivo. Durante un’eruzione, questo tipo di vulcani emette colate di lava liquide, che permettono alle persone di mettersi al riparo. L’Etna può avere eruzioni sia di tipo effusivo, come il vulcano Kilauea, sia di tipo esplosivo, più pericolose.
Durante un’eruzione, nel terreno attorno al vulcano possono aprirsi numerose fratture in modo imprevedibile che emettono, insieme alla lava, gas tossici, in particolare anidride solforosa (o biossido di zolfo, SO2).
Durante un’eruzione, un vulcano può emettere materiali liquidi, solidi e gas. Questi ultimi includono diverse sostanze contenute nel magma, che si liberano al momento dell’eruzione: vapore acqueo, anidride carbonica, monossido di carbonio, idrogeno, anidride solforosa e altri composti di zolfo, cloro, azoto. Anidride carbonica e anidride solforosa hanno un potenziale effetto sul clima terrestre, come vedremo più avanti. L’anidride solforosa ha però effetti negativi sulla salute umana ed è questo il motivo per cui le autorità Hawaiane avevano deciso di evacuare le popolazioni interessate dall’evento sismico e eruttivo.
Anidride solforosa e salute
Vediamo allora quali sono gli effetti di questo gas sulla salute delle persone. La via di esposizione significativa dell’anidride solforosa è costituita dall’inalazione della sostanza in fase gassosa.
L’anidride solforosa è un irritante molto solubile nelle vie respiratorie, che hanno una superficie a componente acquosa. Proprio a causa di questa alta solubilità in acqua, l’anidride viene assorbita velocemente dalla mucosa naso-faringea e nelle prime vie respiratorie, mentre una frazione minima riesce a raggiungere direttamente i polmoni. Dalle vie respiratorie, l’anidride solforosa passa quindi nel sistema circolatorio. L’eliminazione dal corpo avviene soprattutto per via urinaria, dopo che l’anidride è stata trasformata in solfato nel fegato.
L’organo bersaglio principale è l’apparato respiratorio, tuttavia l’anidride solforosa è un irritante aspecifico, in quanto nessuna particolare proteina può essere identificata come bersaglio specifico.
Alte concentrazioni di anidride solforosa possono indurre effetti gravi quali broncocostrizione, bronchite, tracheite, broncospasmo negli asmatici, e anche la morte. Anche gli occhi sono interessati all’irritazione. L’esposizione a lungo termine determina poi l’aggravamento delle malattie respiratorie come bronchiti croniche, asma, enfisema, e alterazioni della funzionalità polmonare. I gruppi “a rischio” sono pertanto costituiti da chi soffre di malattie respiratorie e dai bambini.
Anidride solforosa e ambiente
L’altro grosso impatto dell’anidride solforosa e delle sostanze derivate è sull’ambiente. In caso di eruzioni molto imponenti, l’anidride solforosa può raggiungere altitudini oltre i 10 km nella stratosfera, dove viene convertita in acido solforico e in aerosol a base di solfato, derivante dalla condensa dell’acido solforico. Queste goccioline di aerosol riflettono la luce del sole, con un effetto finale di raffreddamento sul clima della Terra, dovuto da un lato al raffreddamento della troposfera, dall’altro al riscaldamento della stratosfera. A causa della loro elevata volatilità, questi composti possono influenzare l’intero pianeta, viaggiando secondo i principali sistemi di circolazione della bassa atmosfera.
Inoltre questi aerosol promuovono reazioni chimiche complesse sulla loro superficie, causando la formazione di monossido di cloro, un gas in grado di distruggere lo strato di ozono.
L’anidride solforosa deriva per lo più da fonti naturali, quali appunto le eruzioni vulcaniche. L’altra fonte è costituita dalle attività dell’uomo. Quando l’anidride solforosa viene immessa nell’aria, può reagire con altri inquinanti, dando origine prima all’anidride solforica (SO3) e quindi all’acido solforico e altri derivati dello zolfo. Un ruolo importante in queste reazioni è svolto dagli idrocarburi, dagli ossidi di azoto dalla radiazione solare e da alcuni metalli contenuti nel particolato sospeso, che agiscono da catalizzatori.
L’anidride solforosa e i suoi derivati vengono rimossi dall’aria per deposizione su superfici come suolo, acqua e vegetazione: le precipitazioni atmosferiche pertanto limitano l’accumulo dei composti dello zolfo nell’aria, anche se provocano le piogge acide che sono un serio problema ambientale in alcune zone della Terra. Le piogge acide sono responsabili di danni sia sulla vegetazione boschiva, sia su materiali come vernici, metalli e materiali da costruzione (calcare, marmo, malta).
Vari studi indicano che le eruzioni vulcaniche e i gas emessi in queste occasioni, come appunto la nostra anidride solforosa, sono responsabili di variazioni climatiche durante i vari periodi geologici.
L’anidride solforosa è spesso chiamata in causa come derivante dall’inquinamento causato dall’uomo, in questo caso la “colpa” è tutta da attribuire alla natura.
Se vi interessa scoprire qualcosa di più sui materiali emessi durante un’eruzione vulcanica, ecco un’infografica molto chiara (in inglese): https://cen.acs.org/physical-chemistry/geochemistry/Periodic-Graphics-Lava-volcanic-gases/96/i28