IL CONTRIBUTO DEL TRAFFICO NAVALE E DELLE EMISSIONI PORTUALI ALL INQUINAMENTO ATMOSFERICO A BRINDISI

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1 IL CONTRIBUTO DEL TRAFFICO NAVALE E DELLE EMISSIONI PORTUALI ALL INQUINAMENTO ATMOSFERICO A BRINDISI D. Contini Istituto di Scienze dell Atmosfera e del Clima, ISAC-CNR, Lecce, Italy Gruppo di ricerca D. Contini, A. Donateo, D. Cesari, R. Cesari, F.M. Grasso, G. Giovanelli, S. Masieri, E. Merico, M. Conte, A. Dinoi Collaborazioni ARPA Puglia (R. Giua ed il suo staff) Autorità Portuale di Brindisi (H. Haralambides e A. Tanzarella) WORKSHOP Air quality in Mediterranean port-cities 24 November 2014, Venezia

2 L AREA DI BRINDISI OGGETTO DI STUDIO L area di Brindisi è un S.I.N. caratterizzata da un complicato schema emissivo che include: Emissioni urbane (88,500 abitanti). Emissioni da attività portuale (traffico navale annuale maggiore di 9,5 milioni di tons, oltre 520,000 passeggeri e oltre 175,000 veicoli). Emissioni aeroportuali. Emissioni industriali e petrolchimiche. Emissioni da impianti di produzione energia.

3 APPROCCIO UTILIZZATO A BRINDISI Analisi della meteorologia e delle principali emissioni a Brindisi (inventari delle emissioni e profili chimici) Simulazioni modellistiche A diverse scale per investigare l impatto delle emissioni portuali nelle aree circostanti. Analisi di dati sperimentali - Bassa risoluzione temporale utilizzando la Positive Matrix Factorization (PMF) per valutare il contributo delle diverse sorgenti al PM2.5 ed a diverse specie chimiche. Alta risoluzione temporale per valutare il contributo del porto alle concentrazioni di aerosol e gas. Valutazione della qualità dell aria e del ruolo del porto. Analisi dei trends inter-annuali. Interconfronto con le alter aree studiate in POSEIDON. Contribuire all identificazione delle gaps nella legislazione ed a suggerire possibili strategie(azioni future per l area Adriatico/Ionica.

4 STIMA E MISURE DELLE EMISSIONI L inventario delle emissioni (2010) sviluppata da ARPA Puglia mostra che le emissioni navali/portuali sono confrontabili o maggiori di quelle del traffico veicolare nel Comune di Brindisi. Relative emissions (%) Brindisi municipality (2010) Traffic Harbour 0 VOCs ΝΟx PM10 SO2 E in corso un update dell inventario delle emissioni portuali con risoluzione settimanale per investigare l effetto dell utilizzo del combustibile a basso contenuto di zolfo e per ottimizzare l interconfronto con le misure dirette delle emissioni di SO 2 e NO 2 delle navi passeggeri ottenute con misure avanzate a remote-sensing (DOAS) nel 2012 e nel 2014.

5 SITI DI MISURA E stato fatto un periodo intensive di misure (IOP) tra Giugno ed Ottobre Un secondo periodo di misure è stato svolto tra Luglio ed Ottobre 2014.

6 CAMPAGNE DI MISURA ESTATE 2012 E 2014 PM 2.5 samplers IPA sampler IPA sampler wind-select

7 SOMMARIO DELLE MISURE 2012 E 2014 Sarà possibile valutare l impatto del traffic navale e delle emission portuali alla concentrazione atmosferica di diversi inquinanti. PNC PM 2.5 PM1 PM10 Distribuzione dimensionale O3 SO2 NO, NO2 NOx Emissioni gassose (DOAS) IPA e chimica Trends interannuali dell impatto del porto alle concentrazioni di particolato atmosferico Valutazione dell impatto del traffico navale a particelle di diverse dimensioni. Valutazione dell impatto del traffico navale alle concentrazioni ed emissioni di inquinanti gassosi.

8 SOURCE APPORTIONMENT DEL PM2.5 ASI site Il source apportionment con il modello a recettore Positive Matrix Factorization (EPA PMF3.0) ha permesso di spiegare il 97.8% del PM 2.5 con 9 sorgenti. Contributo primario delle emissioni navali 2.8 % ± 1.1% Contributo della combustione di oli pesanti al solfato secondario circa 11% Contributo al PM2.5 (%) Cesari et al. (Science of the Total Environment, 2014) 0 Marino Crostale - carbonato Crostale Biomasse Industriale Ind.- Oil comb. Traffico Navi Solfato Non spiegato

9 CONTRIBUTO ALLE CONCENTRAZIONI DI IPA Campionamento Fase Media (ng/m 3 ) Ripartizione Fase gassosa 3.17 ( ) 19% Tutte le direzioni (360 ) Fase particolato 0.72 ( ) Gas PM 81% Direzioni porto/area industriale Fase gassosa 3.75 ( ) Fase particolato 1.59 ( ) 30% 70% Gas PM ΣPAHs dal campionamento 360 (Q 360 per h 360 ore) Valutazione dell effetto complessivo dell area portuale/industriale sulle concentrazioni di IPA. 56% su IPA totali (gas+aerosol) 62% su BaP ΣPAHs dal campionamento direzione porto/industriale (Q P per h p ore)

10 CONCENTRAZIONI MEDIE 1 MINUTO Il contributo associato alle emissioni di navi presenta picchi all arrivo ed alla partenza delle navi e spesso una sovrapposizione con le emissioni relative allo stazionamento. Number conc. (part / cm 3 ) Arrival 0 22/07/ /07/ Number conc. PM2.5 22/07/ Departure 22/07/ Passage /07/ PM2.5 (mg / m 3 ) (b) 30 PM2.5 (mg/m 3 ) Cruise ship arrival Cruise ship arrival 13/07/2012 Cruise ship arrival and manouvering Plumes from ships at berth PM2.5 PNC Cruise ship arrival Hour of the day In termini relativi i picchi associati ai pennacchi delle emissioni navali sono più rilevanti sul numero di particelle ultrafini rispetto alla massa di PM2.5. Il contributo è quindi prevalente su particelle di piccolo diametro PNC (#/cm 3 )

11 IMPATTO NAVI ALLE CONCENTRAZIONI DI PARTICELLE FINI ED ULTRAFINI WORKSHOP Air Quality in Mediterranean port-cities - 24 Novembre 2014, Venice Assenza di navi Presenza di navi

12 IMPATTO DEL PORTO AL TERMINAL PASSEGGERI DI BRINDISI P C C DP DSP Concentrazione media associata alle direzioni del vento dal settore WNW-ENE in presenza di influenza del traffico navale. F P Frequenza dei periodi di 30- mins influenzati dalle navi. Concentrazione media associata alle direzioni del vento dal settore WNW-ENE in assenza di influenza del traffico navale. Concentrazione media associata CD alle direzioni del vento dal settore WNW-ENE. C DP C C D DSP F P P C F D P Contributo primario delle emissioni navali alle concentrazioni atmosferiche. Contini et al., J. Environmental Management, 92, , Donateo et al. (Environmental Science and Pollution Research, 2014) PM 2.5 Particle number conc. Traffico Navale 7.4% (± 0.4%) 26.5% (± 0.5%) Traffico navale + fasi di stazionamento e carico/scarico delle navi 9.3% (± 0.5%) 39% (± 1%)

13 Media (Luglio Ottobre 2012) SIMULAZIONI A LARGA SCALA MODELLO BOLCHEM NOx PM10 PM2.5 Risoluzione spaziale: ~6km x 6km Contributi relative delle attività portuali nell area di Brindisi: NO X ~40%-45% PM 10 ~ 10%-15% PM 2.5 ~ 15%-20%

14 SIMULAZIONI A SCALA LOCALE MODELLO ADMS Risoluzione spaziale ~130m x 70m % 2012 NO X Jul. Aug. Sep. Oct. Via Taranto Casale Via dei Mille Terminal Perrino Il contributo delle emissioni navali alle concentrazioni diminuisce Average rapidamente allontanandosi dall area PM portuale. Via Taranto Il contributo a NOx è maggiore Casale rispetto al contributo al particolato Via dei Mille primario. Terminal Il contributo primario al particolato è Perrino circa 5-6% in prossimità dell area Average portuale e 2-3% ad alcuni km di distanza dal porto.

15 CONCLUSIONI E FUTURI SVILUPPI A Brindisi, a livello comunale, il porto rappresenta il 16% delle emissioni di particolato, il 12% di SO 2, il 9% di NOx, ed il 3% dei COV (inventario 20120). L applicazione del modello a recettore PMF basato sull analisi chimica del particolato ha permesso di individuare il contributo di 9 sorgenti nell area incluso il traffico navale. Le simulazioni del contributo alle concentrazioni di NOx varia dal 10 al 40%. Il contributo primario del traffico navale al PM2.5 varia dal 2% al 7% e quello PNC arriva al 26.5% nell area portuale. Il contributo delle attività di carico/scarico delle navi e dello stazionamento a Brindisi è rilevante. Il contributo secondario della combustione di oli pesanti è stato stimato in circa 11% del PM2.5 a 1.4 km dall area portuale. L effetto medio dell area portuale-industriale sulle concentrazioni di IPA totali (gas+particolato) a 1.4 km dal porto è del 56%. Le attività pianificate nella seconda fase del progetto riguardano il confronto , l interconfronto con le altre aree in studio e l analisi di eventuali gaps nella normativa vigente.

16 GRAZIE PER L ATTENZIONE!! d.contini@isac.cnr.it WORKSHOP Air quality in Mediterranean port-cities 24 November 2014, Venezia