Qual è l’associazione tra gli inquinanti atmosferici ambientali e la gravità degli esiti del COVID-19?

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Mentre la pandemia persiste, COVID-19 ha causato più di 200.000 vittime negli Stati Uniti e danneggiato il sistema sanitario pubblico e l’economia. In uno studio pubblicato il 21 settembre sulla rivista The Innovation, i ricercatori della Emory University hanno scoperto che l’esposizione a lungo termine all’inquinamento atmosferico urbano potrebbe aver reso COVID-19 più mortale.

“L’esposizione all’inquinamento atmosferico sia a lungo che a breve termine è stata associata a un impatto sistemico diretto e indiretto sul corpo umano, aumentando lo stress ossidativo, l’infiammazione acuta e il rischio di infezioni respiratorie”, afferma Donghai Liang della Emory University, co-first autore sulla carta insieme a Liuhua Shi.

I ricercatori hanno analizzato i principali inquinanti atmosferici urbani, tra cui particelle fini (PM2,5), biossido di azoto (NO2) e ozono (O3), in 3.122 contee degli Stati Uniti da gennaio a luglio.

Per esaminare l’associazione tra gli inquinanti atmosferici e la gravità degli esiti di COVID-19 , hanno studiato due principali esiti di morte, il tasso di mortalità (cioè il numero di decessi tra le persone a cui è stato diagnosticato COVID-19) e il tasso di mortalità (cioè, numero di morti per COVID-19 nella popolazione).

I due indicatori possono implicare la suscettibilità biologica per le morti da COVID-19 e di fornirvi informazioni della gravità dei COVID-19 decessi nella popolazione generale, rispettivamente.

Tra gli inquinanti analizzati, NO2 aveva la più forte correlazione indipendente con l’aumento della suscettibilità alla morte di una persona da COVID-19. Un aumento di 4,6 parti per miliardo (ppb) di NO2 nell’aria è stato associato con aumenti rispettivamente dell’11,3% e del 16,2% del tasso di mortalità e mortalità COVID-19 .

Inoltre, Liang ei suoi colleghi hanno scoperto che solo una riduzione di 4,6 ppb nell’esposizione a lungo termine a NO2 avrebbe prevenuto 14.672 morti tra coloro che sono risultati positivi al virus.

Il team ha anche osservato un’associazione marginale significativa tra l’esposizione a PM2,5 e il tasso di mortalità dei casi COVID, mentre non sono state trovate associazioni degne di nota con O3.

“L’esposizione a lungo termine all’inquinamento atmosferico urbano, in particolare il biossido di azoto, potrebbe aumentare la suscettibilità delle popolazioni a gravi esiti di morte per COVID-19”, afferma Liang.

“È essenziale consegnare questo messaggio agli operatori della salute pubblica e ai responsabili politici in modo che possano prendere in considerazione la protezione delle popolazioni vulnerabili che vivevano in condizioni di inquinamento da NO2 storicamente elevato, comprese le aree metropolitane nello stato di New York, New Jersey, California e Arizona. “

Liang ha anche osservato che l’inquinamento atmosferico è una questione di equità sanitaria: il peso dell’inquinamento da NO2 non è equamente condiviso. Le persone con un reddito inferiore e le persone di colore spesso devono affrontare una maggiore esposizione all’inquinamento atmosferico e possono subire un impatto più significativo dagli inquinanti.

Non avendo molte scelte di residenza, molti vivono su autostrade o siti industriali, il che li rende particolarmente vulnerabili all’inquinamento atmosferico.

“La continuazione e l’espansione degli attuali sforzi per ridurre le emissioni del traffico e l’inquinamento atmosferico potrebbero essere una componente importante per ridurre il rischio a livello di popolazione di casi di mortalità e mortalità per COVID-19 negli Stati Uniti”, afferma Liang.


La pandemia COVID-19, nota anche come pandemia del coronavirus, è una pandemia in corso della malattia da Corona Virus 2019 (COVID-19) causata dalla sindrome respiratoria acuta grave Corona Virus 2 (SARS-CoV-2) (WHO, 2020a). L’epidemia è stata identificata a Wuhan, in Cina, quando il primo caso è stato segnalato nel dicembre 2019 (OMS, 2020b).

L’Organizzazione mondiale della sanità ha dichiarato questo focolaio un’emergenza di sanità pubblica di interesse internazionale il 30 gennaio e una pandemia l’11 marzo (OMS, 2020c, d). Al 5 settembre 2020, sono stati segnalati circa 27 milioni di casi in 188 paesi e territori, provocando oltre 880.000 decessi. Più di 19 milioni di persone sono guarite (JHU, 2020).

Il virus si diffonde principalmente tra le persone durante il contatto ravvicinato, spesso attraverso piccole goccioline prodotte da tosse, starnuti e parlare. Le goccioline di solito cadono a terra o sulle superfici piuttosto che rimanere nell’aria per lunghe distanze. Le persone possono anche essere infettate toccando una superficie contaminata e poi toccandosi il viso.

Sulle superfici, la quantità di virus diminuisce nel tempo fino a quando non è sufficiente a rimanere infettiva, ma può essere rilevata per ore o giorni. È più contagioso durante i primi tre giorni dopo la comparsa dei sintomi, sebbene la diffusione possa essere possibile prima che compaiano i sintomi e nelle fasi successive della malattia.

Wuhan, l’epicentro di COVID19, è stato messo in quarantena il 23 gennaio 2020, interrompendo i viaggi dentro e fuori Wuhan (Nuova Asia, 2020). Entro il 24 gennaio 2020, un totale di 15 città nell’Hubei, inclusa Wuhan, sono state sottoposte a misure di quarantena simili (Deutsche Welle, 2020).

Prima che iniziasse la quarantena, circa 5.000.000 di persone hanno lasciato Wuhan per varie parti del mondo e in Cina (ABC News, 2020). Ciò ha portato all’infiltrazione del virus corona in diverse città del mondo. Per controllare e contenere questa pandemia, i paesi di tutto il mondo hanno iniziato a chiudere varie attività per fase o contemporaneamente sotto forma di blocco.

Il primo paese in cui è iniziato il blocco parziale è stata la Cina. Dopo la Cina, COVID19 ha dominato drasticamente l’Italia. Ciò ha portato a un blocco quasi nazionale in Italia dal 9 marzo 2020 (Sylvers e Legorano, 2020). Questo è stato seguito dall’Iran, dove il blocco è entrato in vigore il 14 marzo 2020 (www.garda.com, 2020). Entro la fine di marzo 2020 la maggior parte della nazione in tutto il mondo è stata costretta a bloccare quasi tutte le attività, mettendo la vita umana a un arresto assoluto.

L’India ha ritardato troppo, ma ha attraversato una fase simile. Il primo caso confermato di COVID-19 in India è stato segnalato il 30 gennaio 2020 dal distretto Thrissur del Kerala, dove uno studente che era tornato a casa dall’Università di Wuhan in Cina è stato dichiarato Corona Positive (Rawat, 2020).

Fino a febbraio 2020 c’erano solo tre casi di COVID-19 confinati solo nello stato del Kerala e tutti erano rimpatriati da Wuhan, Cina (Rawat, 2020; The Weather Channel, 2020). Ma nel marzo 2020 il numero di casi è aumentato vertiginosamente e entro la terza settimana oltre 550 persone sono state dichiarate positive per COVID-19. Ciò ha portato a un’imposizione di blocco a livello nazionale dal 25 marzo 2020 (Canali di notizie, 2020).

Questo blocco quasi globale ha svolto un ruolo cruciale e importante nel miglioramento della qualità dell’aria, ma d’altra parte molti studi hanno mostrato che le città con la peggiore qualità dell’aria hanno sofferto troppo a causa della pandemia COVID-19 (Wu et al., 2020). Ciò ha portato alla pubblicazione di numerosi articoli in tutto il mondo per comprendere l’effetto del blocco della pandemia COVID-19 sull’ambiente. Sono stati inoltre effettuati molti altri importanti studi per comprendere la patogenicità, fattore importante per comprendere la mortalità e la morbilità, del virus corona dovuto a vari parametri di inquinamento e meteorologici (Huang et al., 2020).

In questo articolo di revisione è stato fatto un tentativo di comprendere l’effetto sulla mortalità e il numero di casi dovuti all’inquinamento e ai parametri meteorologici, nonché l’impatto del blocco dovuto alla pandemia COVID-19 sull’ambiente.

Corona virus in ambient air

Ci sono tre aspetti principali o piuttosto preoccupazioni circa la vitalità e la virulenza del corona virus come inquinante atmosferico.

Aerosol associati a SARS-CoV-2 – generati da tosse e starnuti

Quando il virus viene sospeso in goccioline di dimensioni inferiori a 5 μm, note come aerosol, può rimanere sospeso per circa mezz’ora, prima di andare alla deriva e depositarsi su superfici dove può rimanere per ore.

La tosse, gli starnuti e persino la respirazione generano aerosol (Tang et al., 2011; Pan et al., 2017; Atkins et al., 2020). Queste attività possono provocare la diffusione di aerosol (piccole goccioline di liquido) nell’aria su varie distanze, e in alcuni casi anche su distanze maggiori di 2 m.

A seconda del flusso d’aria della stanza, piccole goccioline nelle stanze senza flusso d’aria possono rimanere sospese per periodi da pochi secondi a minuti, ma con un flusso d’aria adeguato queste goccioline vengono spostate e diffuse ancora più velocemente (Wei e Li, 2016; Bourouiba, 2020; JNIID, 2020, Documentario NHK, 2020).

Molti fattori contribuiscono alla diffusione del SARS-CoV-2 nell’aria. La dose infettiva necessaria per contrarre l’infezione da COVID-19 non è nota. A causa della possibilità di essere esposti a goccioline, maschere chirurgiche e protezioni per gli occhi sono essenziali se si trovano entro 2 m dal paziente e possono essere consigliate se in prossimità di un paziente che tossisce o starnutisce.

Negli studi condotti a Wuhan, Cina, Italia e New York City, dal 23 gennaio al 9 maggio 2020, è emerso che la trasmissione per via aerea è altamente virulenta e rappresenta la via dominante per diffondere la malattia (Zhang et al., 2020).

Una volta che le particelle si depositano su diverse superfici, le possibilità di sopravvivenza del virus sono fortemente influenzate dal volume delle goccioline, dall’angolo di contatto, dalla temperatura ambiente e dall’umidità (Bhardwaj e Agrawal, 2020).

Particelle inquinanti associate a SARS-CoV-2

Test condotti in Italia hanno rilevato che il virus SARS-CoV-2 che causa il COVID-19, può attaccarsi agli inquinanti atmosferici. Tuttavia, non è ancora confermato se il virus rimanga vitale e virulento sulla superficie del particolato. I risultati preliminari dello studio suggeriscono che se le condizioni meteorologiche sono stabili e le concentrazioni di particolato (PM) sono elevate, il virus potrebbe creare cluster con PM (Bontempi, 2020; Domingo e Rovira, 2020).

Un altro studio condotto dall’Università di Bologna e dall’Università di Trieste è stato condotto raccogliendo PM10 (particelle respiratorie) da Bergamo nella regione Lombardia settentrionale, dove è stato registrato il maggior numero di casi di COVID-19.

Questa è un’area caratterizzata anche da alte concentrazioni di PM. I dati fino al 12 aprile mostravano che circa il 30% delle persone positive al COVID-19 viveva in Lombardia. Il team di ricerca ha condotto i propri studi su 34 campioni di PM10 provenienti da un’area industriale di Bergamo raccolti con campionatori d’aria per un periodo di tre settimane dal 21 febbraio al 13 marzo. Lo studio ha rilevato che diversi campioni sono risultati positivi ai marcatori del gene SARS-CoV-2 (Setti et al., 2020; Focus on COVID-19, 2020).

SARS-CoV-2 aerotrasportato senza alcun substrato

Non ci sono prove che suggeriscano che il virus sia disperso nell’aria, ci sono altri virus come la varicella che possono essere facilmente trasportati attraverso la corrente d’aria e non richiedono che le goccioline entrino in contatto con gli occhi o il naso. Il nuovo virus corona non è in questa categoria di virus (Yao et al., 2020).

Effetto dell’inquinamento atmosferico sulla mortalità da COVID-19

Finora sono stati condotti molti studi in tutto il mondo principalmente nei peggiori paesi colpiti da COVID-19 per comprendere l’impatto di vari parametri dell’inquinamento atmosferico sulla mortalità e sul numero di casi da COVID-19 (Tabella 1).

Tabella 1

Effetto di vari inquinanti sul numero di casi di COVID19 e sulla mortalità.

S. No.ParametroNazioneVariazione del parametro di inquinamentoEffetto
1PM2.5
e
PM10
USA (3000 contee)1 μg / m 3 di  aumento del PM2,5Aumento dell’8% del tasso di mortalità per COVID-19 ( Wu et al., 2020 )
Cina (120 città) Aumento di 10 μg / m 3 di PM2,5 e PM10Aumento del 2,24% e dell’1,76% nel conteggio giornaliero dei casi confermati rispettivamente ( Zhu et al., 2020 )
Italia (71 province)Esposizione cronica al PM2,5 atmosferico e al PM10Favorevole alla diffusione della virulenza del SARS-CoV-2 ( Fattorini e Regoli, 2020 )
Paesi del Medio OrienteElevata concentrazione di PM2,5 e PM10 indoorFacilitare la trasmissione di particelle e goccioline di virus SARS-CoV-2 negli ambienti interni ( Amoateya et al., 2020 )
Italia (nord)Superamento del valore limite giornaliero del PM10Significativo aumento del numero di casi ( Setti et al., 2020 )
USA (California)PM10Correlazione significativa ( Bashira et al., 2020 )
2NO 266 regioni di Germania, Italia, Francia e Spagna concentrazioni più elevate di NO 2 combinate con flusso d’aria verso il basso4443 casi di mortalità totale, 3487 (78%) nel nord Italia e nel centro della Spagna ( Ogen, 2020 )
Cina (120 città)10 μg / m 3 di  aumento di NO 2Aumento del 6,94% nel conteggio giornaliero dei casi confermati ( Zhu et al., 2020 )
USA (California)NO 2Correlazione significativa ( Bashira et al., 2020 )
3COSÌ 2Cina (120 città)10 μg / m 3 di  aumento di SO 2Diminuzione del 7,79% nel conteggio giornaliero dei casi confermati ( Zhu et al., 2020 )
USA (California)COSÌ 2Correlazione significativa ( Bashira et al., 2020 )
4CHE COSACina (120 città)1 μg / m 3 di  aumento di COAumento del 15,11% nel conteggio giornaliero dei casi confermati ( Zhu et al., 2020 )
USA (California)CHE COSACorrelazione significativa ( Bashira et al., 2020 )
53Cina (120 città)10 μg / m 3 di  aumento di O 3Aumento del 4,76% nel conteggio giornaliero dei casi confermati ( Zhu et al., 2020 )

Materie particolate e COVID-19

In uno studio condotto negli Stati Uniti per comprendere l’esposizione all’inquinamento atmosferico e la mortalità da COVID-19, è emerso che un aumento di solo 1 μg / m3 di PM2,5 è associato ad un aumento dell’8% del tasso di mortalità COVID-19 (Intervallo di confidenza al 95% [CI]: 2%, 15%).

Per questo studio i conteggi dei decessi COVID-19 sono stati raccolti per più di 3000 contee degli Stati Uniti (che rappresentano il 98% della popolazione) fino al 22 aprile 2020 dalla Johns Hopkins University, Center for Systems Science and Engineering Corona virus Resource Center (Wu et al., 2020).

Un altro studio condotto in 120 città della Cina per comprendere la relazione tra l’aumento della concentrazione di particolato (PM2,5 e PM10) e la mortalità per COVID-19 ha mostrato che un aumento di 10 μg / m3 di PM2,5 e PM10 risulta del 2,24% (95 % CI: da 1,02 a 3,46) e 1,76% (95% CI: da 0,89 a 2,63) aumentano rispettivamente il conteggio giornaliero dei casi confermati (Zhu et al., 2020).

In uno degli studi effettuati in 71 province italiane si è osservato che l’esposizione cronica al PM2,5 atmosferico e al PM10 rappresentano un contesto favorevole per la diffusione della virulenza del SARS-CoV-2 all’interno di una popolazione soggetta ad una maggiore incidenza di disturbi respiratori e cardiaci affetti (Fattorini e Regoli, 2020).

In un altro studio basato su discussioni condotto nei paesi del Medio Oriente incentrato sull’ambiente interno, si è concluso che l’abituale combustione interna di bastoncini di incenso, che è la principale fonte di PM10 e PM2,5, potrebbe facilitare la trasmissione di SARS-CoV-2 goccioline e particelle di virus negli ambienti interni.

Infatti, aumenta la diffusione del virus per inalazione (Amoateya et al., 2020). Uno studio condotto nel nord Italia per comprendere il ruolo potenziale del PM10 nella diffusione del COVID-19 ha rilevato che i superamenti dei valori limite giornalieri di PM10 erano un predittore significativo (p <0,001) di infezione nelle analisi univariate. Le province meno inquinate hanno registrato una mediana di 0,03 casi di infezione su 1000 residenti, mentre la maggior parte delle province inquinate ha avuto una mediana di 0,26 casi su 1000 residenti (Setti et al., 2020). Gli effetti sono illustrati in Fig.1.

Fig. 1
Fig. 1
Relazione tra vari parametri di inquinamento con il numero di casi COVID19.

Inquinanti gassosi e COVID-19

È stato condotto uno studio per comprendere la relazione tra COVID-19 e la distribuzione troposferica di NO2 in 66 regioni amministrative in Italia, Spagna, Francia e Germania. I risultati mostrano che su 4443 casi di morte, 3487 (78%) si trovavano in cinque regioni situate nel nord Italia e nel centro della Spagna.

Inoltre, le stesse cinque regioni mostrano le più alte concentrazioni di NO2 combinate con un flusso d’aria verso il basso che impedisce un’efficiente dispersione dell’inquinamento atmosferico (Ogen, 2020).

In un altro studio condotto per comprendere l’effetto dell’inquinamento da SO2, CO, NO2 e O3 e della mortalità da COVID-19, è stato riscontrato che un aumento di 10 μg / m3 di NO2 e O3 risulta nel 6,94% (IC 95%: da 2,38 a 11,51 ) e un aumento del 4,76% (IC al 95%: da 1,99 a 7,52) nel conteggio giornaliero dei casi confermati, rispettivamente. È stato anche notato che un aumento di 1 μg / m3 di CO era associato con un aumento del 15,11% (IC 95%: da 0,44 a 29,77) nella conta giornaliera dei casi confermati da COVID-19. Tuttavia, SO2 era negativamente associata a COVID-19 con conseguente diminuzione del 7,79% (95% CI: da −14,57 a −1,01) nei casi confermati da COVID-19 con un aumento di 10 μg / m3 nella concentrazione di SO2 (Zhu et al., 2020) . Anche in questo caso gli effetti sono illustrati in Fig.1.

Condizioni meteorologiche e COVID-19

Vari studi in tutto il mondo hanno dimostrato che diversi parametri climatici come temperatura, umidità, luce solare ecc. Hanno un impatto significativo sul numero di casi di COVID 19 e sulla mortalità causata a causa di ciò (Tabella 2).

Tavolo 2

Effetto di vari parametri meteorologici sul numero di casi COVID19 e sulla mortalità.

S. No.ParametroNazioneRelazione e risultato
1TemperaturaCina (10 province colpite)Nexus asimmetrico tra temperatura e COVID-19, pochi mostrano trend positivi, pochi negativi e alcuni trend misti ( Shahzad et al., 2020 )
USA (New York)L’aumento della temperatura media e minima riduce significativamente il numero di casi di COVID19 ( Bashir et al., 2020 )
Cina (Wuhan)Nessun significato di aumento della temperatura per contenere o rallentare le infezioni da COVID-19 ( Iqbal et al., 2020
ItalyL’aumento della temperatura media giornaliera di 1  ° F ha ridotto il numero di casi di circa 6,4 al giorno ( Sobral et al., 2020 )
IranNessuna relazione significativa tra temperatura e COVID19 ( Ahmadi et al., 2020 )
Cina (17 città diverse)L’aumento di 1 ° C della temperatura ambiente era correlato al declino del conteggio giornaliero dei casi confermati ( Liu et al., 2020 )
tacchinoAbbassare la temperatura in un giorno, maggiore è il numero di casi di COVID-19 in quel giorno ( Sahin, 2020 )
Indonesiano (Jakarta)La temperatura è significativamente correlata al numero di casi COVID19 ( Tosepu et al., 2020 )
CinaTemperature più basse e più alte potrebbero essere positive per diminuire l’incidenza di COVID-19 ( Shi et al., 2020 )
2UmiditàUSA (New York)L’umidità media non gioca un ruolo molto significativo nel numero di casi o nel numero totale di casi ( Bashir et al., 2020 )
IranL’umidità ha una relazione inversa nella velocità dell’epidemia di virus ( Ahmadi et al., 2020 )
Cina (tutti i capoluoghi di provincia)L’umidità assoluta era significativamente correlata, un  aumento di 1 g / m 3 di AH era significativamente associato a un caso confermato ridotto ( Liu et al., 2020 ).
tacchinoUn aumento dell’umidità comporta una diminuzione del numero di casi ( Sahin et al., 2020 )
CinaNon è stata osservata alcuna associazione significativa tra l’incidenza di COVID-19 e l’umidità assoluta (Shu et al., 2020)
GeneraleL’umidità dell’aria è correlata negativamente con la morbilità e la mortalità COVID19 ( Biktasheva, 2020 ;  Martineza et al., 2020 )
3PioggiaUSALa pioggia è negativamente e debolmente correlata con la diffusione di COVID19 ( Bashir et al., 2020 )
ItalyLe piogge hanno mostrato un aumento della trasmissione della malattia. Per ogni pollice / giorno medio, c’è stato un aumento di 56,01 casi / giorno ( Sobral et al., 2020 )
IranNessuna correlazione tra le precipitazioni e il numero di casi COVID19 ( Ahmadi et al., 2020 )
Indonesiano (Jakarta)Le piogge non erano significativamente correlate con COVID-19 ( Tosepu et al., 2020
3Velocità del ventoUSALa velocità del vento gioca un ruolo insignificante nella diffusione del virus ( Bashir et al., 2020 )
IranIl focolaio a bassa velocità del vento è significativo ( Ahmadi et al., 2020 )
tacchinoMaggiore è la velocità del vento, maggiore è il numero di casi ( Sahin et al., 2020 )
5Radiazione solareIranLa radiazione solare minaccia la sopravvivenza del virus. Le aree con bassi valori di radiazione solare hanno mostrato un alto tasso di esposizione alle infezioni ( Ahmadi et al., 2020 )

Temperatura e COVID 19

Negli studi condotti per comprendere la relazione tra temperatura e COVID19 i casi hanno mostrato risultati estremamente insoliti. Le relazioni erano per lo più specifiche del luogo e della struttura. Uno studio condotto nelle prime 10 province della Cina colpite ha mostrato un nesso asimmetrico tra temperatura e COVID-19.

In cinque delle dieci province tre hanno mostrato risultati positivi, due negativi, mentre le restanti cinque hanno mostrato tendenze di mix tra temperatura e casi COVID19 (Shahzad et al., 2020). In un altro studio condotto a New York è stata trovata una relazione significativa tra temperatura media e minima con casi COVID19 (Bashir et al., 2020).

In un altro studio condotto a Wuhan, la Cina lo mostra contrariamente a molti studi precedenti che suggeriscono un ruolo significativo della temperatura nel rallentare la diffusione del COVID-19. I risultati non hanno suggerito alcun significato di un aumento della temperatura per contenere o rallentare le infezioni da COVID-19 (Iqbal et al., 2020).

In un altro studio in Italia è emerso che un aumento della temperatura media giornaliera di 1 ° F riduce il numero di casi di circa 6,4 al giorno.

In alcuni altri casi la mortalità da COVID-19 non ha mostrato alcuna associazione significativa con la temperatura (Sobral et al., 2020; Ahmadi et al., 2020).

In un altro studio condotto in 17 diverse città della Cina è emerso che l’aumento di 1 ° C della temperatura ambiente e dell’intervallo di temperatura diurna era correlato al declino del conteggio dei casi confermati quotidianamente (Liu et al., 2020).

In uno degli studi effettuati in Turchia è emerso che abbassando la temperatura in un giorno, maggiore è il numero di casi di COVID-19 in quel giorno (Sahin, 2020).

In uno studio a Jakarta (Indonesia) non è emersa alcuna correlazione tra la temperatura e il numero di casi osservati (Tosepu et al., 2020). In uno studio condotto in Cina è stato osservato che la temperatura è un fattore ambientale dell’epidemia di COVID-19 in Cina. Temperature più basse e più alte potrebbero essere positive per diminuire l’incidenza di COVID-19 (Shi et al., 2020).

Umidità e COVID 19

Molti studi in tutto il mondo hanno dimostrato che l’umidità gioca un ruolo cruciale nella morbilità e mortalità a causa di COVID19. In uno studio condotto a New York, è stato osservato che l’umidità media non gioca un ruolo molto significativo nel numero di casi o nel numero totale di casi (Bashir et al., 2020).

In Iran uno studio ha osservato che l’umidità ha una relazione negativa con la velocità dell’epidemia di virus, tuttavia, in due regioni umide dell’Iran, il tasso di diffusione del virus è alto (Ahmadi et al., 2020).

Uno studio che ha interessato tutti i capoluoghi di provincia della Cina ha rilevato che Absolute Humidity (AH) ha avuto effetti negativi significativi sul conteggio dei casi confermati per 4 città. La meta-analisi ha mostrato che ogni aumento di 1 g / m3 di AH era significativamente associato a un caso confermato ridotto (Liu et al., 2020).

In Turchia è stato osservato che l’associazione tra umidità e numero di casi è la più alta il giorno del caso. La correlazione complessiva era negativa, il che indica che un aumento dell’umidità si traduce in una diminuzione del numero di casi (Sahin et al., 2020).

In un altro studio condotto in Cina non è stata osservata alcuna associazione significativa tra l’incidenza di COVID-19 e l’umidità assoluta (Shi et al., 2020). In un importante studio è stato riportato che le aree con una significativa trasmissione comunitaria di COVID-19 avevano distribuzione approssimativamente lungo il corridoio 30-50 ° N (Corea del Sud, Giappone, Iran e Italia settentrionale) fino al 10 marzo 2020 consistente in un’umidità relativa variabile (44-84%) ma costante bassa umidità specifica (3-6 g / kg) e assoluta (4-7 g / m3) (Sajadi et al., 2020).

Pioggia e COVID 19

Gli studi, sebbene molto meno, hanno mostrato la relazione di COVID-19 con la pioggia. In uno studio condotto negli Stati Uniti mostra che le precipitazioni sono negativamente e debolmente correlate con la diffusione di COVID-19 (Bashir et al., 2020). I paesi con precipitazioni più elevate hanno mostrato un aumento della trasmissione delle malattie.

Per ogni pollice medio al giorno di pioggia, c’è stato un aumento di circa 56 casi / giorno (Sobral et al., 2020). In un altro studio condotto in Iran non è stata riscontrata alcuna correlazione tra le precipitazioni e il numero di casi di COVID-19 (Ahmadi et al., 2020). Allo stesso modo in uno studio in Indonesia le precipitazioni non erano significativamente correlate con COVID-19 (Tosepu et al., 2020).

Velocità del vento e COVID-19

In generale, la velocità del vento non sembra avere un ruolo importante e finora sono stati fatti pochi studi. In uno studio condotto negli Stati Uniti, la velocità del vento ha un ruolo insignificante nella diffusione del virus (Bashir et al., 2020). Mentre uno studio condotto in Iran ha osservato che l’epidemia a bassa velocità del vento è significativa (Ahmadi et al., 2020).

È interessante notare che uno studio condotto in Turchia ha rivelato che la velocità media del vento in 14 giorni ha la più alta correlazione con il numero di casi. Più è alta la velocità del vento, maggiore è il numero di casi. I risultati hanno indicato che il periodo di tempo più ragionevole è di 14 giorni, il che significa che la velocità del vento in 14 giorni dei casi dovrebbe essere considerata per determinare la giusta correlazione (Sahin, 2020).

Radiazione solare e COVID19

È stato condotto un numero estremamente ridotto di studi sull’associazione tra COVID-19 e radiazione solare. In uno studio condotto in Iran è emerso che le radiazioni solari minacciano la sopravvivenza del virus. Le aree con bassi valori di radiazione solare hanno mostrato un alto tasso di esposizione alle infezioni (Ahmadi et al., 2020).

La relazione tra i vari parametri meteorologici e il numero di COVID 19 sono illustrati in Fig.2.

Fig. 2
Fig. 2
Relazione tra vari parametri meteorologici con il numero di casi COVID19.

Effetto di COVID-19 (blocco) sulla qualità dell’aria

La diffusione di COVID-19 ha provocato il blocco in tutti i paesi del mondo. I movimenti limitati dovuti al blocco hanno causato l’emissione di una quantità inferiore di carbonio o altri inquinanti nell’atmosfera. Questa si è effettivamente rivelata una situazione senza precedenti per quanto riguarda le emissioni di inquinamento in molti decenni in tutto il mondo.

Alcuni importanti effetti sulla qualità dell’aria dovuti al blocco nel contesto di alcuni importanti inquinanti criteri sono forniti nella tabella 3 e discussi nel paragrafo precedente. I risultati finali sono stati illustrati in Fig.3.

Tabella 3

Effetto del blocco dovuto a COVID19 su vari inquinanti atmosferici.

S. No.ParametroNazioneEffetto
1PM2.5CinaRiduzione del 26-48% ( Li et al., 2020 )
Italy (Milan)Riduzione del 37,1–44,4% ( Collivignarelli et al., 2020 )
Brasile (San Paolo)Fino al 29,8% di riduzione ( Nakada e Urban, 2020 )
Città principale del mondoRiduzione dell’11-58% ( Chauhan e Singh, 2020 )
India (22 città)43% reduction (Sharma et al., 2020)
Sud-est asiaticoRiduzione del 23–32% ( Kanniah et al., 2020 )
2PM10CinaRiduzione del 29-34% ( Li et al., 2020 )
Italy (Milan)Riduzione del 13,1–18,9% ( Collivignarelli et al., 2020 )
Brasile (San Paolo)Fino al 22,8% di riduzione ( Nakada e Urban, 2020 )
India esterna73-78% ( Mandal e Pal, 2020 )
India (22 città)31% reduction (Sharma et al., 2020)
Sud-est asiaticoRiduzione del 26-31% ( Kanniah et al., 2020 )
3Black CarbonItaly (Milan)Riduzione del 57,5–71% ( Collivignarelli et al., 2020 )
2NOxCinaRiduzione del 29-47% ( Li et al., 2020 )
Italy (Milan)Riduzione del 47 ± 15% degli NOx troposferici ( Collivignarelli et al., 2020 )
Brasile (San Paolo)Diminuzione del 77,3% di NO e del 54,3% di NO 2  ( Nakada e Urban, 2020 )
India (22 città)18% reduction (Sharma et al., 2020)
Sud-est asiaticoRiduzione del 63-64% ( Kanniah et al., 2020 )
3COSÌ 2CinaRiduzione del 16-26% ( Li et al., 2020 )
Italy (Milan)Riduzione del 20-27% ( Collivignarelli et al., 2020 )
Brasile (San Paolo)Riduzione del 18-33% ( Nakada e Urban, 2020 )
India (22 città)No change (Sharma et al., 2020)
Sud-est asiaticoRiduzione del 9-20% ( Kanniah et al., 2020 )
4CHE COSACinaRiduzione del 21-26% ( Li et al., 2020 )
Italy (Milan)Riduzione del 55-75% ( Collivignarelli et al., 2020 )
Brasile (San Paolo)Riduzione del 36-65% ( Nakada e Urban, 2020 )
India (22 città)10% reduction (Sharma et al., 2020)
Sud-est asiaticoRiduzione del 25-31% ( Kanniah et al., 2020 )
5VOCCinaRiduzione del 37-57% ( Li et al., 2020 )
Italy (Milan)Riduzione del 48-68% del benzene ( Collivignarelli et al., 2020 )
63Cina20.5% increase (Li et al., 2020)
Italy (Milan)Aumento del 50% ( Collivignarelli et al., 2020 )
Brasile (San Paolo)Aumento del 30% ( Nakada e Urban, 2020 )
India (22 città)17% increase (Sharma et al., 2020)
7AODSud-est asiaticoNotevole diminuzione ( Kanniah et al., 2020 )
IndiaNotevole riduzione  Gautam 2020 ; Patel 2020 ; Katpatal 2020 )
Bacino indo-gangetico, IndiaRiduzione del 20-60% ( Mishra, 2020 )
Fig. 3
Fig. 3
Effetto su vari parametri di inquinamento dovuto al blocco.

Particolato

In uno dei primi studi (da gennaio a marzo 2020) condotti in Cina sull’effetto del blocco, è stata rilevata una riduzione del 26-48% e del 29-34% nella concentrazione di PM2,5 e PM10 rispettivamente (Li et al., 2020). In un altro studio a Milano condotto durante la fase iniziale dell’epidemia di COVID19, il blocco e il blocco hanno prodotto rispettivamente una riduzione del 26-48% e del 13,1% -18,9% del PM2,5 e del PM10.

È stata osservata anche una cospicua riduzione del 57-71% nella concentrazione di Black Carbon (BC) (Collivignarelli et al., 2020). In un altro studio condotto a San Paolo, in Brasile, è stata osservata una riduzione significativa fino al 30 e 20%, a seconda del sito, nella concentrazione media rispettivamente di PM2,5 e PM10 (Nakada e Urban, 2020).

In uno studio condotto sulle concentrazioni di PM2,5 nelle principali città del mondo, è stata osservata una riduzione significativa tra l’11 e il 58% (Chauhan e Singh, 2020).

Nelle parti settentrionali dell’India, è stato osservato un minimo di cinque anni nella combustione delle stoppie, che è responsabile della formazione di smog e della drastica riduzione della visibilità (Hindustan Times maggio 2020). In un altro studio nella parte orientale dell’India condotto sulla variazione del PM10 a causa delle industrie estrattive di pietra, è stata osservata una riduzione del 73-78% nella concentrazione di PM10 durante il periodo pre e post blocco (Mandal e Pal, 2020). In un altro studio condotto nelle 22 città in tutta l’India ha mostrato una riduzione del 43 e del 31% rispettivamente nelle concentrazioni di PM2,5 e PM10 (Sharma et al., 2020).

Ossidi di azoto (NOx)

NOx, uno degli inquinanti criteri importanti e uno dei principali rischi per la salute, è stato studiato in diversi paesi del mondo durante il blocco. Sono stati ottenuti risultati interessanti, la maggior parte dei quali ha mostrato una significativa diminuzione della concentrazione di NOx.

In un primo studio in Cina è stata osservata una riduzione del 29-47% delle concentrazioni di NOx a causa del blocco (Li et al., 2020). A Milano è stata osservata una riduzione del 47 ± 15% degli NOx troposferici a causa del blocco (Collivignarelli et al., 2020). A San Paolo, Brasile, è stata osservata una riduzione fino al 77,3% e al 54,3% delle concentrazioni di NO e NO2 rispettivamente a causa del blocco (Nakada e Urban, 2020). In uno studio che ha coinvolto 22 città in tutta l’India, ho notato una riduzione media del 18% nella concentrazione di NO2 (Mandal e Pal, 2020).

Altri inquinanti gassosi

Altri importanti gas inquinanti come SO2, CO, O3, VOC sono stati studiati anche in diversi paesi durante il blocco. Sono state notate variazioni significative. In uno degli studi iniziali durante il blocco effettuato in Cina, è stata rilevata una diminuzione del 16–26%, 21–26% e 37–57% rispettivamente nella concentrazione di SO2, CO e VOC.

Tuttavia, durante lo stesso periodo è stato osservato un aumento (guarigione) dell’O3 del 20,5% (Li et al., 2020). In uno studio condotto a Milano, Italia, è stata osservata una riduzione del 55-75%, 20-27%, 48-68% rispettivamente della concentrazione di CO, SO2 e Benzene a causa del blocco.

Contrariamente ad altri inquinanti, è stato osservato un aumento significativo di circa il 50% della concentrazione di ozono (Collivignarelli et al., 2020). Lo studio condotto a San Paolo mostra una riduzione del 18-33% e del 36-65% nella concentrazione di SO2 e CO rispettivamente, ma è stato osservato anche un aumento del 30% del livello di ozono a causa del blocco (Nakada e Urban, 2020 ).

In uno studio condotto in 22 città dell’India, è stato riportato un calo del 10% nella concentrazione di CO mentre non è stata osservata alcuna variazione per la concentrazione di SO2. Tuttavia il concentrato di O3 è stato aumentato del 17% (Sharma et al., 2020).

Profondità ottica aerosol (AOD)

Durante il blocco è stato anche studiato l’AOD, uno degli strumenti importanti per il monitoraggio e la misurazione del carico di particolato nell’atmosfera.

Negli studi condotti nel sud-est asiatico (Kanniah et al., 2020) e in India (Gautam, 2020; Patel, 2020; Katpatal, 2020) mostrano una notevole diminuzione dei valori AOD. In un altro studio limitato all’Indo Gangetic Basin ha mostrato una riduzione del 20-60% dei valori AOD (Mishra, 2020).

Conclusioni

Questo studio scopre ampiamente che i virus SARS-CoV-2 sono più letali in associazione con gli aerosol provenienti da starnuti, tosse e parlare. Può sopravvivere per una parte significativa del tempo e viaggiare a una certa distanza senza perdere la sua vitalità e virulenza e quindi rappresentare una minaccia.

Non ci sono prove che i virus da soli siano dispersi nell’aria e rimangano vitali o virulenti sulla superficie delle particelle. Tuttavia, i campioni di particolato sono risultati positivi ai marcatori del gene SARS-CoV-2.

È stato anche scoperto che il particolato e alcuni altri criteri di gas inquinanti sono positivamente correlati con il numero di casi di COVID-19 e la mortalità da essi causata.

Per quanto riguarda la meteorologia locale alcuni parametri come la temperatura e l’umidità sono correlati negativamente, cioè maggiore è la temperatura e l’umidità minore è il numero di casi.

Le piogge non hanno nulla a che fare con il numero di casi, mentre la velocità del vento è positivamente correlata al numero di casi. La radiazione solare rappresenta una minaccia per il virus corona.

È stato inoltre compiuto uno sforzo per scoprire l’effetto del blocco sulla qualità dell’aria. È stata osservata una significativa riduzione della concentrazione di PM10, PM2,5, BC, NOx, SO2, CO e altri inquinanti gassosi, più o meno ovunque sia stato effettuato il monitoraggio.

Notevole diminuzione fino al 50% è stata osservata in AOD, uno dei principali precursori dell’inquinamento atmosferico, in particolare particolato. Sorprendentemente, la concentrazione di O3 è aumentata in modo significativo, provocando così un effetto curativo nello strato di ozono.

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