Rapporto annuale. sulla qualità dell aria. provincia di Reggio Emilia. Sezione Provinciale di Reggio Emilia. Servizio Sistemi Ambientali

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1 Sezione Provinciale di Reggio Emilia Servizio Sistemi Ambientali Rete di Monitoraggio della qualità dell aria Rapporto annuale sulla qualità dell aria provincia di Reggio Emilia 27

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3 Rapporto Annuale sulla Qualità dell Aria provincia di Reggio Emilia Anno 27 Coordinatore generale: D.ssa Fabrizia Capuano Direttore Arpa Realizzazione a cura di: Dr. Luca Torreggiani Responsabile Provinciale Rete di Monitoraggio della Qualità dell Aria Con la collaborazione di: Dr. Adriano Fava Responsabile Servizio Sistemi Ambientali D.ssa Mariangela Pellacani Responsabile Ecosistema Urbano Riccardo Gazzini Rete Monitoraggio Aria, Servizio Sistemi Ambientali Dr. Marco Ballabeni Area analitica ambientale, Dipartimento Tecnico Dr. Giovanni Bonafè Meteorologia Ambientale, Servizio Idro-Meteorologico

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5 INDICE 1. IL MONITORAGGIO DELLA QUALITÀ DELL ARIA LA RETE DI MONITORAGGIO IN PROVINCIA DI REGGIO EMILIA Evoluzione della rete nella provincia di Reggio Emilia Laboratorio Mobile Ricerca di Metalli Pesanti e IPA nelle polveri fini I RIFERIMENTI NORMATIVI ANALISI DEI DATI DI QUALITÀ DELL ARIA INQUINANTI GASSOSI: NO2, CO, BTX, SO2, O POLVERI FINI PM Analisi del contenuto delle PM ELABORAZIONE DEI PARAMETRI METEOCLIMATICI CONSIDERAZIONI DI SINTESI L INDICE DI QUALITÀ DELL ARIA (IQA) COMUNICAZIONE DEL DATO AMBIENTALE LA RICHIESTA NORMATIVA L INFORMAZIONE AMBIENTALE DI ARPA SUL WEB Il bollettino giornaliero di qualità dell aria Le previsioni di qualità dell aria Il bollettino mensile di qualità dell aria Le campagne di monitoraggio con le unità mobili La relazione annuale sulla qualità dell aria I report tecnici L EDUCAZIONE AMBIENTALE DI ARPA L UFFICIO RELAZIONI COL PUBBLICO APPENDICE I GLI INQUINANTI APPENDICE II DATI METEOCLIMATICI...72

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7 1. Il monitoraggio della qualità dell aria 1.1. La rete di monitoraggio in provincia di Reggio Emilia La rete di monitoraggio dell inquinamento atmosferico presente sul territorio provinciale di Reggio Emilia è attiva dal 1977 ed è oggi costituita da 8 stazioni di rilevamento, distribuite su 6 comuni, così come riportato in Figura 1, in cui sono indicati in azzurro i due agglomerati di Reggio Emilia e del distretto Ceramico definiti dalla zonizzazione della Provincia di Reggio Emilia, in giallo la Zona A e in verde la Zona B. Zona A (pianura) - territorio dove c è il rischio di superamento del valore limite e/o delle soglie di allarme. In queste zone occorre predisporre piani e programmi a lungo termine; Comuni di: Albinea, Bagnolo in Piano, Bibbiano, Boretto, Brescello, Cadelbosco di Sopra, Campagnola Emilia, Campegine, Casalgrande, Castellarano, Castelnovo di Sotto, Cavriago, Correggo, Fabbrico, Gattatico, Gualtieri, Guastalla, Luzzara, Montecchio Emilia, Novellara, Poviglio, Quattro Castella, Reggiolo, Reggio nell Emilia, Rio Saliceto, Rolo, Rubiera, San Martino in Rio, San Polo d Enza, Sant Ilario d Enza, Scandiano, Vezzano sul Crostolo. Zona B (collina e montagna) - territorio dove i valori della qualità dell aria sono inferiori al valore limite. In questo caso è necessario adottare piani di mantenimento; Comuni di: Baiso, Busana, Carpineti, Casina, Castelnuovo né Monti, Canossa, Collagna, Ligonchio, Ramiseto, Toano, Vetto, Viano, Villa Minozzo. La zonizzazione aggrega territori comunali in agglomerati in base alle caratteristiche della qualità dell aria, alla continuità urbanistica, alla densità di popolazione e alla struttura produttiva. Agglomerato R3 (capoluogo e comuni assimilati) Bagnolo in Piano, Bibbiano, Cadelbosco di sopra, Cavriago, Correggio, Montecchio Emilia, Quattro Castella, Reggio nell Emilia, San Martino in Rio, Sant Ilario d Enza. Agglomerato R12 (distretto ceramico) Casalgrande, Castellarano, Rubiera, Scandiano. 1

8 Stazione Locale Sant'Ilario d'enza Stazione da Traffico Stazione RER1 San Rocco di Guastalla Stazione di Fondo Rurale Stazione RER3 RE - V.le Risorgimento Stazione di Fondo Residenziale Stazione RER4 RE - San Lazzaro Stazione di Fondo Urbano Stazione RER5 RE - V.le Timavo Stazione Urbana da Traffico Stazione RER2 Casalgrande Stazione Urbana da Traffico Stazione RER7 Castellarano Stazione Suburbana Residenziale Stazione RER6 Febbio di Villa Minozzo Stazione di Fondo Remoto Figura 1 Schema della zonizzazione provinciale e della rete regionale di monitoraggio della qualità dell aria in provincia di Reggio Emilia. Legenda: Zona A (giallo), Zona B (verde), Agglomerato R3 (blu), Agglomerato R12 (azzurro). La rete di monitoraggio della qualità dell aria nella provincia di Reggio Emilia è formata al 31/12/27 da 8 postazioni fisse (7 stazioni regionali + la stazione di Sant Ilario) e 1 laboratorio mobile. A differenza del precedente anno le stazioni di Via delle Ortolane (RE), Via XX Settembre (RE) e Correggio sono state spente in conseguenza della riorganizzazione della rete regionale. 2

9 Permane ancora attiva la stazione di Sant Ilario d Enza, la quale non appartiene però alla rete regionale di monitoraggio della qualità dell aria. Ogni stazione è dotata di analizzatori automatici che permettono di rilevare gli inquinanti più significativi per la zona in esame. La stazione di San Lazzaro è dotata anche di sensori meteorologici (Tabella 1). Tabella 1 - La struttura della rete nella provincia di Reggio Emilia al 31/12/27 stazione Parametri monitorati Foto Agglomerato R3 REGGIO - V.le Timavo NO x, CO, PM 1, BTX REGGIO - V.le Risorgimento NO x, CO, SO 2, PM 1 NO x, CO, O 3, PM 1, PM 2.5 REGGIO - S. Lazzaro Sensori meteo: DV, VV, RSG, UMR, TEMP, PRES 3

10 Agglomerato R12 CASALGRANDE NO x, CO, SO 2, O 3, CASTELLARANO NO x, CO, PM 1 Zona A GUASTALLA - San Rocco NO x, CO, O 3 Zona B VILLA MINOZZO - Febbio NO x, O 3, PM 1 Stazioni locali SANT'ILARIO NO x, CO, PM 1 4

11 I dati rilevati dalla rete di misura in automatico vengono trasferiti presso il centro elaborazione dati Arpa e quotidianamente vengono analizzati e validati dagli operatori al fine di emettere il bollettino quotidiano della qualità dell aria entro le ore 1 di tutti i giorni lavorativi Evoluzione della rete nella provincia di Reggio Emilia Per la provincia di Reggio Emilia il processo di riorganizzazione della rete regionale ha comportato nel corso del 27, in estrema sintesi, i seguenti cambiamenti: 1. Spegnimento centralina di Correggio (31/12/26) 2. Spegnimento centralina di Via delle Ortolane -RE (31/1/27) 3. Spegnimento centralina di Via XX Settembre RE (3/9/27) Lo spegnimento delle due centraline della rete locale, ormai obsolete, è dettato dal processo di riorganizzazione della rete regionale di monitoraggio della qualità dell aria la cui attuazione è iniziata nel corso dell anno Acquisto analizzatore di PM2.5 nella centralina di San Lazzaro. Certificazione ISO 91 della rete di monitoraggio Il processo che ha portato alla certificazione ha preso il via nel gennaio del 23, con la presentazione alla Regione Emilia-Romagna del progetto per la "Definizione del sistema qualità delle reti di monitoraggio della qualità dell aria". Il progetto ebbe appunto l obiettivo di definire un Sistema di gestione per la Qualità e la sua certificazione ISO 91, con la predisposizione di un Manuale della Qualità e delle procedure e istruzioni operative attuate mediante un Sistema di Qualità verificato e implementato. Nel corso del 25 Arpa Emilia Romagna nell ottica del miglioramento continuo delle prestazioni e della messa in qualità dei processi, ha ottenuto, da parte dell organismo di riconoscimento DNV (Det Norske Veritas), la certificazione ISO 91 della intera rete regionale di monitoraggio della qualità dell aria relativamente all intero processo di monitoraggio, acquisizione e validazione dati. 5

12 Laboratorio Mobile Per campagne specifiche viene inoltre impiegata periodicamente la stazione mobile (dispone di strumenti per l analisi di: NO x, CO, SO 2, O 3, PM 1, Direzione Vento, Velocità Vento, Umidità relativa, Temperatura) che viene messa a disposizione dei Comuni per il monitoraggio della qualità dell aria in aree in cui non è previsto il monitoraggio in continuo e/o in cui si presuppone la presenza di situazioni di criticità o al fine di valutare l effetto di azioni (ad. es cambio viabilità). Nel corso dell anno 27 sono state condotte le seguenti campagne di monitoraggio: o Via Makallè (Reggio Emilia) dal 18/1/27 al 19/2/27 o Correggio dal 19/2/27 al 19/3/27 o Dinazzano dal 19/3/27 al 19/4/27 o Guastalla dal 19/4/27 al 22/5/27 o Boretto dal 9/8/27 al 17/9/27 o San Martino in Rio dal 17/9/27 al 15/1/27 o Via Inghilterra (RE) dal 15/1/27 al 14/11/27 o Bagnolo in Piano dal 14/11/27 al 12/12/27 o San Polo d Enza dal 12/12/27 al 8/1/28 Le relazioni delle singole campagne sono disponibili sul sito web di Arpa di Reggio Emilia direttamente dalla Home Page sotto la voce Campagne di Monitoraggio nella sezione Aria Ricerca di Metalli Pesanti e IPA nelle polveri fini Mensilmente vengono condotte delle analisi per la quantificazione dei metalli pesanti presenti nelle polveri fini PM1 raccolte presso la stazione di viale Timavo. Tali analisi vengono condotte su circa 8 campioni l anno, ottenuti ognuno da un prelievo della durata di 24 ore continuative. L analisi per la quantificazione e caratterizzazione degli IPA nelle polveri sono condotte mensilmente attraverso il campionamento di PTS (polveri totali sospese) presso la stazione di San Lazzaro. Ogni anno vengono effettuati dei campionamenti per una durata complessiva di 8 gg, rappresentativi dell intero anno. Dal 28 le analisi dei Metalli e degli IPA verranno condotte entrambe sulle PM1 presso la stazione di San Lazzaro. 6

13 1.2. I riferimenti normativi Le principali Direttive Europee e Normative Nazionali di riferimento sono le seguenti: Direttiva 96/62/CE "Valutazione e gestione della qualità dell aria ambiente", stabilisce il contesto entro il quale operare la valutazione e la gestione della qualità dell aria secondo criteri armonizzati in tutti i paesi dell unione europea (direttiva quadro), demandando poi a direttive "figlie" la definizione dei parametri tecnico-operativi specifici per gruppi di inquinanti. Questa direttiva é stata recepita con il DL 351/1999. Direttiva 99/3/CE "Valori limite di qualità dell aria ambiente per il biossido di zolfo, gli ossidi di azoto, le particelle e il piombo", stabilisce i valori limite di qualità dell aria ambiente per il biossido di zolfo, il biossido di azoto, gli ossidi di azoto, le particelle e il piombo (prima direttiva figlia). Recepita dal DM 6/22. Direttiva /69/CE "Valori limite di qualità dell aria ambiente per benzene ed il monossido di carbonio" stabilisce i valori limite di qualità dell aria ambiente per il benzene ed il monossido di carbonio (seconda direttiva figlia). Anch essa recepita nel DM 6/22. Il DM n 6 del 2 aprile 22 definisce per gli inquinanti di cui al gruppi I del DL 351/1999 con l aggiunta di benzene e CO, valori limite e soglie di allarme, margine di tolleranza, termine entro il quale il limite deve essere raggiunto, i criteri per la raccolta dei dati di qualità dell aria compreso il numero di punti di campionamento, i metodi di riferimento per la misura dei campionamento e l analisi. Il DM n 261 del 1 ottobre 22 individua le modalità di valutazione preliminare della qualità dell aria lì dove mancano i dati, e i criteri per l elaborazione di piani e programmi per il raggiungimento dei limiti previsti nei tempi indicati dal DM 6. La Direttiva 2/3/CE è relativa ai livelli di concentrazioni di ozono in atmosfera é stata recepita dal D.Lgs. n 183 del 21 maggio 24, il quale indica valori bersaglio da raggiungere entro il 21, demanda a Regioni e Province autonome la definizione di zone e agglomerati in cui la concentrazione di ozono supera il valore bersaglio; per tali zone dovranno essere adottati piani e programmi per il raggiungimento dei valori bersaglio. La normativa riporta anche valori a lungo termine, soglie di informazione (valori al di sopra dei quali ci sono rischi per gruppi sensibili) e soglie di allarme (concentrazioni che possono determinare effetti anche per esposizioni a breve termine). Infine la Direttiva Europea 24/17/CE concernente l'arsenico, il cadmio, il mercurio, il nichel e gli idrocarburi policiclici aromatici nell'aria ambiente è stata recepita dal Decreto Legislativo 152/27. 7

14 D.M. 2 Aprile 22 n.6 D.Lgs.152/27 D.Lgs.183/24 Parametro NO2 CO SO2 PM1 Benzene (C6H6) Piombo Arsenico Cadmio Nichel Benzo- (a)pirene O3 Valore limite Valore limite orario per la protezione della salute umana Valore limite annuale per la protezione della salute umana Valore limite annuale per la protezione della vegetazione Valore limite per la protezione della salute umana Valore limite orario per la protezione della salute umana Valore limite di 24 ore per la protezione della salute umana Valore limite di 24 ore per la protezione della salute umana Valore limite annuale per la protezione della salute umana Valore limite annuale per la protezione della salute umana Valore limite annuale per la protezione della salute umana Valore obiettivo Valore obiettivo Valore obiettivo Valore obiettivo Obiettivo a lungo termine per la protezione della salute umana Valore bersaglio per la protezione della vegetazione Modalità di calcolo Unità di misura Valore limite Margine di tolleranza per il 27 Superamen ti annuali consentiti Media oraria μg/m Media annua Media annua Massima media mobile 8 ore μg/m μg/m 3 NOx 3 nessuno - mg/m3 1 nessuno Media oraria μg/m 3 35 nessuno 24 Media giornaliera Media giornaliera Media annua Media annua Media annua Media annua Media annua Media annua Media annua Media giornaliera AOT4 Media 5 anni μg/m nessuno 3 μg/m 3 5 nessuno 35 μg/m 3 4 nessuno - μg/m μg/m 3.5 nessuno - ng/m 3 6 nessuno - ng/m 3 5 nessuno - ng/m 3 2 nessuno - ng/m 3 1 nessuno - μg/m 3 12 nessuno 25 come media su 3 anni µg/m 3 h 18 nessuno - Soglia di informazione Media oraria μg/m 3 18 nessuno - Soglia di allarme Media oraria μg/m 3 24 nessuno - 8

15 Legenda LIVELLO: concentrazione nell aria ambiente di un inquinante o deposito dello stesso su una superficie in un dato periodo di tempo. VALORE LIMITE: livello fissato dalla normativa in base alle conoscenze scientifiche al fine di evitare, prevenire o ridurre gli effetti dannosi sulla salute umana o per l ambiente nel suo complesso; tale livello deve essere raggiunto entro un dato termine e in seguito non superato. MARGINE DI TOLLERANZA: la percentuale del valore limite nella cui misura tale valore può essere superato alle condizioni stabilite dalla normativa; la legislazione stabilisce inoltre le modalità secondo le quali tale margine deve essere ridotto nel tempo. Il valore riportato nella tabella si riferisce all anno 27. OBIETTIVO A LUNGO TERMINE: concentrazione di ozono nell'aria al di sotto della quale si ritengono improbabili, in base alle conoscenze scientifiche attuali, effetti nocivi diretti sulla salute umana e sull'ambiente nel suo complesso. Tale obiettivo è conseguito nel lungo periodo, sempre che sia realizzabile mediante misure proporzionate, al fine di fornire un'efficace protezione della salute umana e dell'ambiente. SOGLIA DI INFORMAZIONE: livello oltre il quale vi è un rischio per la salute umana in caso di esposizione di breve durata per alcuni gruppi particolarmente sensibili della popolazione e raggiunto il quale si deve intervenire alle condizioni stabilite dalla normativa. SOGLIA DI ALLARME: livello oltre il quale vi è un rischio per la salute umana in caso di esposizione di breve durata e raggiunto il quale si deve immediatamente intervenire alle condizioni stabilite dalla normativa. MEDIA MOBILE SU 8 ORE MASSIMA GIORNALIERA: è determinata esaminando le medie consecutive su 8 ore, calcolate in base a dati orari e aggiornate ogni ora. SUPERAMENTI CONSENTITI: numero di superamenti del valore limite consentiti dalla normativa per anno civile. 9

16 2. Analisi dei dati di qualità dell aria Nel presente capitolo vengono analizzati i dati di qualità dell aria rilevati dalle 8 centraline automatiche fisse presenti sul territorio provinciale attualmente in funzione. Per tutti gli inquinanti gassosi l informazione è di tipo orario mentre per le polveri si dispone del dato giornaliero in quanto vi è una diversa modalità di monitoraggio e misura. L efficienza della rete di monitoraggio è stata complessivamente del 95%, contro il 92% ottenuto nel 26. La normativa richiede un rendimento superiore al 9% ai fini delle elaborazioni statistiche: a tal fine nelle schede di elaborazione che seguiranno è sempre riportata anche la percentuale di dati validi. La centralina di Febbio ha registrato nel 27 un rendimento molto basso, circa 74%, a causa di una prolungata interruzione di funzionamento nei mesi di maggio, giugno e luglio: in questi tre mesi si è proceduto a riparazione della strumentazione che era stata danneggiata da forte scarica elettrica proveniente da un fulmine durante il forte temporale del 1-2 maggio 27. In conseguenza di questa interruzione, le statistiche relative ai vari inquinanti rilevati non possono essere confrontabili con quelle degli altri anni, in particolar modo per quanto concerne l Ozono il quale raggiunge i suoi valori massimi fra maggio e luglio. Nel corso del 27 è stata acquistata nuova strumentazione atta alla rilevazione delle PM1 nelle centraline di Reggio Emilia di San Lazzaro e di V.le Risorgimento: sono stati acquistati due nuovi analizzatori sequenziali SWAM 5a della FAI Instruments in sostituzione degli esistenti MP11M. Il nuovo analizzatore di San Lazzaro è in grado di effettuare anche la rilevazione delle PM2.5, nuovo tipo di misurazione per la rete di Reggio Emilia che verrà rendicontato nella relazione annuale Inquinanti gassosi: NO2, CO, BTX, SO2, O3 Nelle schede seguenti vengono riportate le elaborazioni annuali per il biossido di azoto (NO2), il benzene insieme a toluene e xileni (BTX), il monossido di carbonio (CO), il biossido di zolfo (SO2) e l Ozono (O3). Si ricorda che l Ozono, a differenza di tutti gli altri inquinati, raggiunge le sue massime concentrazioni in estate e non in autunno/inverno. Si rammenta che tutte le elaborazioni orarie sono rappresentate in ora solare. 1

17 NO 2 Dati annuali - anno 27 Numero di dati validi Percentuale di dati validi Media Minimo Massimo TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO CASALGRANDE CASTELLARANO GUASTALLA FEBBIO S. ILARIO mo percentile 9mo percentile 95mo percentile 98mo percentile N. Superamenti VL (2) N. Superamenti VL+MT (23) Media annuale 27 - ug/m Valore limite 27 Valore limite TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO CASALGRANDE CASTELLARANO GUASTALLA FEBBIO S. ILARIO Superamenti del limite per la protezione della salute umana di 23 ug/m TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO CASALGRANDE CASTELLARANO GUASTALLA Superamenti consentiti FEBBIO S. ILARIO 11

18 NO 2 Andamento annuale delle medie mensili (ug/m 3 ) - anno 27 Agglomerato R3 7 6 TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Agglomerato R CASALGRANDE CASTELLARANO gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Zona A + Stazione locale di Sant'Ilario GUASTALLA S. ILARIO gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Zona B 7 6 FEBBIO gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre 12

19 NO 2 Andamento annuale dei valori massimi orari giornalieri (ug/m 3 ) - anno 27 Agglomerato R TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO Valore limite al /1/7 1/2/7 1/3/7 1/4/7 1/5/7 1/6/7 1/7/7 1/8/7 1/9/7 1/1/7 1/11/7 1/12/7 1/1/8 Agglomerato R CASALGRANDE CASTELLARANO Valore limite al /1/7 1/2/7 1/3/7 1/4/7 1/5/7 1/6/7 1/7/7 1/8/7 1/9/7 1/1/7 1/11/7 1/12/7 1/1/8 Zona A + Stazione locale di Sant'Ilario 25 2 GUASTALLA S. ILARIO Valore limite al /1/7 1/2/7 1/3/7 1/4/7 1/5/7 1/6/7 1/7/7 1/8/7 1/9/7 1/1/7 1/11/7 1/12/7 1/1/8 Zona B 25 2 FEBBIO Valore limite al /1/7 1/2/7 1/3/7 1/4/7 1/5/7 1/6/7 1/7/7 1/8/7 1/9/7 1/1/7 1/11/7 1/12/7 1/1/8 13

20 NO 2 Giorno feriale tipo calcolato sul trimestre invernale gennaio-marzo (ug/m 3 ) - anno 27 Agglomerato R3 Agglomerato R12 TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO CASALGRANDE CASTELLARANO Zona A + Stazione locale di Sant'Ilario Zona B GUASTALLA S. ILARIO FEBBIO Settimana tipo calcolata sul trimestre invernale gennaio-marzo (ug/m 3 ) - anno 27 Agglomerato R3 Agglomerato R12 TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO CASALGRANDE CASTELLARANO L M M G V S D L M M G V S D Zona A + Stazione locale di Sant'Ilario Zona B GUASTALLA S. ILARIO FEBBIO L M M G V S D L M M G V S D 14

21 NO 2 Trend storico Agglomerato R3 TIMAVO Massimo Minimo Media percentile percentile oltre RISORGIMENTO Massimo Minimo Media percentile percentile oltre S. LAZZARO Massimo Minimo Media percentile percentile oltre 2 2 Agglomerato R12 CASALGRANDE Massimo Minimo Media percentile percentile oltre CASTELLARANO Massimo Minimo Media percentile percentile oltre Media 98 percentile Media 98 percentile Media 98 percentile Media 98 percentile Media 98 percentile

22 NO 2 Trend storico Zona A GUASTALLA Massimo Minimo Media percentile percentile oltre Zona B FEBBIO Massimo Minimo Media percentile percentile oltre 2 Stazioni locali SANT'ILARIO Massimo Minimo Media percentile percentile oltre Media 98 percentile Media 98 percentile Media 98 percentile

23 Dati annuali - anno 27 CO Numero di dati validi Percentuale di dati validi Media Minimo Massimo 5mo percentile 9mo percentile 95mo percentile 98mo percentile N. Superamenti VL (1) TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO CASALGRANDE CASTELLARANO GUASTALLA S. ILARIO Media annuale 27 - mg/m TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO CASALGRANDE CASTELLARANO GUASTALLA S. ILARIO Superamenti del limite per la protezione della salute umana di 1 mg/m TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO CASALGRANDE CASTELLARANO GUASTALLA S. ILARIO 17

24 CO Andamento annuale delle medie mensili (mg/m 3 ) - anno 27 Agglomerato R TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Agglomerato R CASALGRANDE CASTELLARANO gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Zona A GUASTALLA gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Stazioni locali S. ILARIO gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre 18

25 CO Andamento annuale dei valori massimi giornalieri della media mobile 8 ore (mg/m 3 ) - anno 27 Agglomerato R TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO Valore limite = /1/7 1/2/7 1/3/7 1/4/7 1/5/7 1/6/7 1/7/7 1/8/7 1/9/7 1/1/7 1/11/7 1/12/7 1/1/8 Agglomerato R CASALGRANDE CASTELLARANO Valore limite = /1/7 1/2/7 1/3/7 1/4/7 1/5/7 1/6/7 1/7/7 1/8/7 1/9/7 1/1/7 1/11/7 1/12/7 1/1/8 Zona A GUASTALLA Valore limite = /1/7 1/2/7 1/3/7 1/4/7 1/5/7 1/6/7 1/7/7 1/8/7 1/9/7 1/1/7 1/11/7 1/12/7 1/1/8 Stazioni locali S. ILARIO Valore limite = /1/7 1/2/7 1/3/7 1/4/7 1/5/7 1/6/7 1/7/7 1/8/7 1/9/7 1/1/7 1/11/7 1/12/7 1/1/8 19

26 CO Giorno feriale tipo calcolato sul trimestre invernale gennaio-marzo (mg/m 3 ) - anno 27 Agglomerato R3 Agglomerato R12 TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO CASALGRANDE CASTELLARANO Zona A Stazioni locali GUASTALLA S. ILARIO Settimana tipo calcolata sul trimestre invernale gennaio-marzo (mg/m 3 ) - anno 27 Agglomerato R3 Agglomerato R12 TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO CASALGRANDE CASTELLARANO L M M G V S D L M M G V S D Zona A Stazioni locali GUASTALLA S. ILARIO L M M G V S D L M M G V S D 2

27 Trend storico (mg/m 3 ) Agglomerato R3 CO TIMAVO Massimo Minimo Media percentile percentile superamenti VL RISORGIMENTO Massimo Minimo Media percentile percentile superamenti VL S. LAZZARO Massimo Minimo Media percentile percentile superamenti VL Agglomerato R12 CASALGRANDE Massimo Minimo Media percentile percentile superamenti VL CASTELLARANO Massimo Minimo Media percentile percentile superamenti VL Media 98 percentile Media 98 percentile Media 98 percentile Media 98 percentile Media 98 percentile

28 Trend storico (mg/m 3 ) Zona A CO GUASTALLA Massimo Minimo Media percentile percentile superamenti VL Media 98 percentile Stazioni locali SANT'ILARIO Massimo Minimo Media percentile percentile superamenti VL Media 98 percentile

29 Dati annuali - anno 27 Benzene TIMAVO Numero di dati validi Percentuale di dati validi Media Minimo BENZENE TOLUENE XILENI Media annuale benzene 27 - ug/m 3 1. Massimo 5mo percentile 9mo percentile 95mo percentile 98mo percentile Valore limite Valore limite TIMAVO Andamento annuale delle medie mensili del benzene (ug/m 3 ) - anno 27 - TIMAVO gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Andamento annuale dei valori massimi orari giornalieri di benzene (ug/m 3 ) - anno /1/7 1/2/7 1/3/7 1/4/7 1/5/7 1/6/7 1/7/7 1/8/7 1/9/7 1/1/7 1/11/7 1/12/7 1/1/8 23

30 Benzene Giorno feriale tipo calcolato sul trimestre invernale gennaio-marzo (ug/m 3 ) - anno Settimana tipo calcolata sul trimestre invernale gennaio-marzo (ug/m 3 ) - anno L M M G V S D Trend storico TIMAVO Massimo Minimo Media percentile percentile Media 98 percentile

31 SO 2 Dati annuali - anno 27 Numero di dati validi Percentuale di dati validi Media Minimo Massimo 5mo percentile 9mo percentile 95mo percentile 98mo percentile N. Superamenti VL orario (35) N. Superamenti VL 24h (125) RISORGIMENTO CASALGRANDE Media annuale 27 - ug/m RISORGIMENTO CASALGRANDE Superamenti del limite di 24 ore per la protezione della salute umana di 125 ug/m Superamenti consentiti 2 1 RISORGIMENTO CASALGRANDE 25

32 SO 2 Andamento annuale delle medie mensili (ug/m 3 ) - anno 27 Agglomerato R3 6 5 RISORGIMENTO gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Agglomerato R CASALGRANDE gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Andamento annuale dei valori massimi orari giornalieri (ug/m 3 ) - anno 27 Agglomerato R RISORGIMENTO Valore limite = /1/7 1/2/7 1/3/7 1/4/7 1/5/7 1/6/7 1/7/7 1/8/7 1/9/7 1/1/7 1/11/7 1/12/7 1/1/8 Agglomerato R CASALGRANDE Valore limite = /1/7 1/2/7 1/3/7 1/4/7 1/5/7 1/6/7 1/7/7 1/8/7 1/9/7 1/1/7 1/11/7 1/12/7 1/1/8 26

33 SO 2 Giorno feriale tipo calcolato sul trimestre invernale gennaio-marzo (ug/m 3 ) - anno 27 Agglomerato R3 Agglomerato R12 RISORGIMENTO RISORGIMENTO CASALGRANDE CASALGRANDE Settimana tipo calcolata sul trimestre invernale gennaio-marzo (ug/m 3 ) - anno 27 Agglomerato R3 Agglomerato R12 RISORGIMENTO RISORGIMENTO CASALGRANDE CASALGRANDE L M M G V S D L M M G V S D Trend storico Agglomerato R3 RISORGIMENTO Massimo Minimo Media percentile percentile Superamenti VL *per gli anni precedenti si fa riferimento a San Lazzaro Agglomerato R12 CASALGRANDE Massimo Minimo Media percentile percentile Superamenti VL Media 98 percentile Media 98 percentile

34 O 3 Dati annuali - anno 27 Numero di dati validi Percentuale di dati validi Media Massimo 5mo percentile 9mo percentile 95mo percentile 98mo percentile N. Superamenti V.L.. (12) AOT4 N. Superamenti S.I. (18) - per un totale di giorni nell'anno N. Superamenti S.A. (24) S. LAZZARO CASALGRANDE GUASTALLA FEBBIO * 9* 81* 117* 13* 141* 41* 7347* * * * * Causa rottura strumenti non sono stati rilevati i dati di maggio, giugno e luglio, mesi fondamentali per l'o3 Giorni di superamento del valore bersaglio per la protezione della salute umana di 12 ug/m Superamenti consentiti dati insufficienti S. LAZZARO CASALGRANDE GUASTALLA FEBBIO AOT4 - Valore bersaglio per la protezione della vegetazione - 18 ug/m 3 h Valore bersaglio Non previsto dati insufficienti S. LAZZARO CASALGRANDE GUASTALLA FEBBIO 28

35 O 3 Andamento annuale delle medie mensili (ug/m 3 ) - anno 27 Stazione Urbana - San Lazzaro gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Suburbana (sud urbana) - Casalgrande gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Rurale (nord urbana) - Guastalla gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Rurale di fondo - Febbio gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre 29

36 O 3 Andamento annuale dei valori massimi orari giornalieri (ug/m 3 ) - anno 27 Stazione Urbana - San Lazzaro Soglia di allarme Soglia di informazione /1/7 1/2/7 1/3/7 1/4/7 1/5/7 1/6/7 1/7/7 1/8/7 1/9/7 1/1/7 1/11/7 1/12/7 1/1/8 Suburbana (sud urbana) - Casalgrande Soglia di allarme Soglia di informazione /1/7 1/2/7 1/3/7 1/4/7 1/5/7 1/6/7 1/7/7 1/8/7 1/9/7 1/1/7 1/11/7 1/12/7 1/1/8 Rurale (nord urbana) - Guastalla Soglia di allarme Soglia di informazione /1/7 1/2/7 1/3/7 1/4/7 1/5/7 1/6/7 1/7/7 1/8/7 1/9/7 1/1/7 1/11/7 1/12/7 1/1/8 Rurale di fondo - Febbio Soglia di allarme Soglia di informazione /1/7 1/2/7 1/3/7 1/4/7 1/5/7 1/6/7 1/7/7 1/8/7 1/9/7 1/1/7 1/11/7 1/12/7 1/1/8 3

37 Giorno tipo calcolato sul periodo maggio-luglio (ug/m 3 ) - anno 27 Stazione Urbana - San Lazzaro Suburbana (sud urbana) - Casalgrande 1 1 O Rurale (nord urbana) - Guastalla Rurale di fondo - Febbio dati insufficienti

38 O 3 Trend storico Stazione Urbana - San Lazzaro Massimo Media Superamenti Superamenti per un totale di gg Suburbana (sud urbana) - Casalgrande Massimo Media Superamenti Superamenti per un totale di gg AOT Rurale (nord urbana) - Guastalla Massimo Media Superamenti Superamenti per un totale di gg AOT Rurale di fondo - Febbio Massimo Media Superamenti Superamenti per un totale di gg 1 11 AOT Superamenti Superamenti Superamenti Superamenti

39 2.2. Polveri fini PM1 Il monitoraggio delle PM1 prevede la raccolta del particolato fine su membrana per 24 ore consecutive e la successiva determinazione gravimetrica con radiazione β a fine giornata dopo opportuno periodo di condizionamento del filtro. Ne consegue che per tale inquinante non si dispone di dati orari ma unicamente di medie giornaliere. Per quel che concerne l efficienza di questa strumentazione si precisa che tutti gli analizzatori hanno raggiunto almeno il 9% richiesto dalla normativa, ad eccezione dell analizzatore di V.le Risorgimento ove la rottura dello strumento esistente ha generato ripetute sospensioni della rilevazione che si sono risolte in ultima analisi con l acquisto di un nuovo analizzatore avvenuto nel mese di agosto. Oltre alle elaborazioni riguardanti il rispetto dei limiti e gli andamenti temporali delle PM1 si è scelto di proporre anche altri due tipi di elaborazione: la suddivisione per classi di concentrazione di PM1 dei giorni dell anno: in altri termini viene indicata la percentuale di giorni nell anno in cui si è verificata una concentrazione compresa nell intervallo della classe. Tale rappresentazione mostra per esempio come nelle centraline di fondo la classe di concentrazione più frequente sia rappresentata da quella più piccola, ovvero inferiore ai 25 ug/m 3 ; differentemente nelle centraline da traffico (V.le Timavo e Sant Ilario) la classe di concentrazione più frequente è rappresentata da quella con concentrazione compresa fra 25 e 5 ug/m 3. La suddivisione dei superamenti nei giorni della settimana al fine di evidenziare se esistono differenze significative fra i diversi giorni della settimana nel concorrere al verificarsi del superamento Nel processo di valutazione dei dati di concentrazione delle PM1 è fondamentale ricordare che il fattore meteorologico ha una funzione importantissima: in particolar modo esso determina l accumularsi delle polveri fini nella bassa troposfera nei giorni in cui si verifica scarso rimescolamento dell atmosfera e dunque scarsa dispersione degli inquinanti negli starti più alti dell atmosfera stessa. 33

40 Dati annuali - anno 27 PM1 Numero di dati validi Percentuale di dati validi Media Minimo Massimo 5mo percentile 9mo percentile 95mo percentile 98mo percentile N. Superamenti VL (5) TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO CASTELLARANO FEBBIO S. ILARIO Media annuale 27 - ug/m Valore limite TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO CASTELLARANO FEBBIO S. ILARIO Superamenti del valore limite di 5 ug/m Superamenti consentiti 3 TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO CASTELLARANO FEBBIO S. ILARIO 34

41 PM1 Andamento annuale delle medie mensili (ug/m 3 ) - anno 27 Agglomerato R TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO gennaio febbraio marzo maggio luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Agglomerato R CASTELLARANO gennaio febbraio marzo maggio luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Stazioni Locali S. ILARIO gennaio febbraio marzo maggio luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Zona B FEBBIO gennaio febbraio marzo maggio luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre 35

42 PM1 Ripartizione percentuale per classi delle concentrazioni giornaliere - anno 27 Agglomerato R3 6% TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO 5% 4% 3% 2% 1% % < >15 Agglomerato R12 6% 5% CASTELLARANO 4% 3% 2% 1% % < >15 Stazioni Locali 6% 5% S. ILARIO 4% 3% 2% 1% % < >15 Zona B 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % FEBBIO < >15 36

43 PM1 Numero di superamenti del limite giornaliero suddivisi per giorno della settimana - anno 27 Agglomerato R3 Agglomerato R12 25 TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO 25 CASTELLARANO L M M G V S D L M M G V S D Stazioni locali Zona B S. ILARIO FEBBIO L M M G V S D L M M G V S D Settimana tipo calcolata sul trimestre invernale gennaio-marzo (ug/m 3 ) - anno 27 Agglomerato R3 Agglomerato R TIMAVO RISORGIMENTO S. LAZZARO L M M G V S D CASTELLARANO L M M G V S D Stazioni locali Zona B S. ILARIO FEBBIO L M M G V S D L M M G V S D 37

44 Trend storico Agglomerato R3 PM1 TIMAVO Media percentile percentile Superamenti VL Dati validi (%) RISORGIMENTO Media percentile percentile Superamenti VL Dati validi (%) S. LAZZARO Media percentile percentile Superamenti VL Dati validi (%) Agglomerato R12 CASTELLARANO Media percentile percentile Superamenti VL Dati validi (%) Superamenti VL Superamenti VL Superamenti VL Superamenti VL

45 Trend storico Zona B PM1 FEBBIO Media percentile percentile Superamenti VL5 3 2 Dati validi (%) Superamenti VL Stazioni locali SANT'ILARIO Media percentile percentile Superamenti VL Dati validi (%) Superamenti VL

46 Analisi del contenuto delle PM1 Nel corso del 27 è proseguita l attività di determinazione dei metalli pesanti sulle polveri PM1 campionate presso la centralina di Viale Timavo e degli Idrocarburi Policiclici Aromatici nelle polveri totali in San Lazzaro. Il DM 6/2 prevede un limite annuale solo per il Piombo di 5 ng/m 3 ; di recente emanazione è invece il D.Lgs. 152/27 il quale recepisce i limiti normativi della direttiva europea per Arsenico, Nichel e Cadmio (Tabella 2). Tabella 2 - Valori obiettivo D.Lgs. 152/7 (ng/m³) Valore obiettivo 25/17/CE Arsenico 6 Cadmio 5 Nichel 2 La concentrazione media annua di Piombo riscontrata è pari a 26 ng/m 3, in linea con i risultati dell anno precedente e molto inferiore al limite di legge; i singoli valori variano da un minimo di 3 ng/m 3 ad un massimo di 34 ng/m 3. Per gli altri metalli i valori rilevati sono confrontabili con quelli riscontati nelle aree urbane di altre città della regione, in particolare, Arsenico, Antimonio, Cobalto, Selenio e Tallio risultano sempre inferiori ai limiti di rilevabilità strumentale, Cadmio, Mercurio Nickel e Vanadio hanno valori molto bassi. I valori riscontrati di Arsenico e Cadmio sono risultati inferiori ad 1 ng/m 3, mentre il valore medio annuo di Nichel è risultato pari a 7 ng/m 3 (Tabella 3). Tale valore può essere condizionato dalle significative concentrazioni naturali nei terreni reggiani. Il campionamento delle polveri totali per la determinazione degli IPA si è svolto invece a San Lazzaro, utilizzando un campionatore ad alto volume di aspirazione. Poiché la normativa prevede la determinazione del Benzo(a)pirene nelle PM1, a partire da gennaio 28, si è passati alla determinazione degli IPA su membrane in fibra di quarzo: pertanto il 27 risulta essere l ultimo anno con determinazione su PTS. 4

47 Il valore medio annuale di Benzo(a) pirene rilevato è pari a.81 ng/m 3, dunque nel pieno rispetto del Decreto Ministeriale del 25/11/1994 e del nuovo D.Lgs. 152/7 che fissano il limite in 1 ng/m 3. Anche le concentrazioni massime, riscontrate nei mesi invernali, non superano gli.4 ng/m 3. I risultati mostrano una grande variabilità stagionale: valori più elevati si riscontrano in inverno con una progressiva diminuzione col passare dei mesi, fino a valori molto bassi da Giugno fino ad Agosto e un successivo progressivo aumento passando da Agosto a Dicembre. Tabella 3 - Valori medi annuali riscontrati nelle PM1 di metalli pesanti e IPA (ng/m³) Valore medio annuale (ng/m³) Piombo 26 Arsenico <1 Cadmio <1 Nichel 7 Benzo(a)pirene.81 41

48 2.3. Elaborazione dei parametri meteoclimatici I fattori meteoclimatici rivestono un importanza fondamentale nella valutazione e nella previsione della qualità dell aria. In questo capitolo si vuole dare un analisi sintetica ma completa di questi parametri al fine di poter meglio leggere i dati di qualità dell aria. Si rimanda all Appendice II per una analisi più dettagliata e approfondita. L andamento giornaliero di precipitazione, vento, altezza di rimescolamento e temperatura massima rappresentano le principali variabili meteo che influenzano localmente la qualità dell aria. Il servizio Idrometeorologico di Arpa ha realizzato dei grafici che racchiudono tutte e quattro queste variabili al fine di evidenziare i giorni in cui le variabili meteo hanno maggiormente influito sull accumulo di sostanze inquinanti nei bassi strati dell atmosfera. Nei grafici seguenti sono rappresentate, per ogni trimestre, le seguenti variabili: o La temperatura massima giornaliera è rappresentata in grafico unicamente quando è superiore ai 3 C al fine di evidenziare i giorni critici per la formazione dell Ozono Colore Arancio: fattore che regola la formazione di inquinamento estivo o La precipitazione cumulata giornaliera è rappresentata in grafico con troncamento a 1 mm poiché si suppone che, ai fini della qualità dell aria, una precipitazione superiore ai 1 mm non ha un maggior effetto di lavaggio dell aria (ovvero 12 mm o 8 mm in un giorno sono in prima approssimazione equivalenti) Colore Azzurro: fattore che regola la pulizia dall aria per lavaggio dell atmosfera o L altezza di rimescolamento massima è rappresentata in grafico solo quando è inferiore ai 15 m al fine di evidenziare le condizioni di mancata dispersione degli inquinanti Colore Verde: fattore che influenza l accumulo degli inquinanti in inverno o La velocità del vento media Colore Nero: fattore che regola fenomeni di trasporto degli inquinanti Nei grafici di Figura 2 e Figura 3 sono rappresentati gli andamenti sopra descritti nei 4 trimestri per la postazione di Reggio Emilia. 42

49 Figura 2 Fattori meteorologici registrati su Reggio Emilia 1 semestre. 43

50 Figura 3 Fattori meteorologici registrati su Reggio Emilia 2 semestre. 44

51 Sia nei grafici di Figura 2 che di Figura 3 si osserva una forte criticità dovuta all altezza di rimescolamento per tutto il mese di gennaio e in misura minore nei mesi di febbraio e marzo, per poi riprendere già da fine settembre e peggiorare di nuovo nei mesi di novembre e dicembre. Nel primo trimestre si sono verificati pochissimi eventi piovosi significativi per la riduzione degli inquinanti, mentre nel quarto trimestre le piogge hanno maggiormente contribuito ad una periodica pulizia dell aria. Di contro però l altezza di rimescolamento dei mesi di novembre e dicembre è stata molto più bassa rispetto all anno scorso e ha contribuito ad avere un forte accumulo di inquinanti. La formazione di Ozono per alte temperature si è registrata principalmente in luglio, mentre in maggio e giugno le piogge hanno contribuito a mantenere più basse le temperature, dunque la formazione di Ozono. Qualche episodio significativo si è registrato anche in agosto. Sulla base delle considerazioni sopraesposte è possibile sintetizzare ulteriormente le variabili meteorologiche al fine di individuare le giornate favorevoli all accumulo di PM1 e favorevoli alla formazione di Ozono. Vengono definite giornate favorevoli all accumulo di PM1 le giornate senza pioggia (ovvero inferiore a.3 mm) in cui l indice di ventilazione (definito come il prodotto dell altezza di rimescolamento media giornaliera e dell intensità media giornaliera del vento) è inferiore a 8 m 2 /s. Vengono definite giornate favorevoli alla formazione di Ozono le giornate in cui la temperatura massima è maggiore di 29 C. L andamento del numero di giorni critici dell ultimo anno è confrontato con minimo, media e massimo degli anni precedenti. Non vengono considerati i fenomeni di trasporto di inquinanti o di precursori. 45

52 Si riportano qui di seguito le due elaborazioni calcolate per la città di Reggio Emilia: si osserva che per l Ozono l anno 27 risulta essere nella media mentre per le PM1 l autunno è risultato essere maggiormente critico rispetto ai precedenti. Figura 4 Numero giorni favorevoli all accumulo di PM1 Figura 5 Numero giorni favorevoli alla formazione di O3. 46

53 2.4. Considerazioni di sintesi L analisi dei dati di qualità dell aria relativi all anno 27 descrive un quadro sostanzialmente in linea con gli anni passati che presenta forti criticità nel periodo invernale per PM1 e Biossido di azoto e nel periodo estivo per l Ozono. Per quel che concerne le PM1 si osserva un rispetto del limite annuale di 4 ug/m 3 in tutte le centraline ad eccezione di V.le Timavo. Il limite giornaliero, al contrario, viene superato da tutte le centraline (eccetto Febbio) per un numero di giorni superiore a 35 e mediamente uguale a 7 giorni; nella centralina di V.le Timavo il numero di sforamenti raggiunge invece quasi i 14 giorni, un valore doppio rispetto a quello delle altre centraline e quadruplo rispetto a quello concesso dalla normativa. Dunque una concentrazione media annuale appena entro i limiti di legge ma con un numero di singoli episodi di inquinamento acuto molto elevato: infatti il numero di giorni in cui il valore delle PM1 è entro il limite ammonta all 8% mentre scende al 6% per V.le Timavo. Questi dati dimostrano come la concentrazione di PM1 in aria ambiente è pressoché uniforme nello spazio poiché non si evidenziano differenze significative fra le varie postazioni: unica eccezione è costituita dalla centralina di V.le Timavo che descrive non il livello di inquinamento mediamente presente in pianura ma solamente quello massimo che è possibile riscontrare unicamente in prossimità delle principali arterie stradali caratterizzate da fenomeni di congestione del traffico veicolare. Infatti V.le Timavo rappresenta certamente il tratto più congestionato di tutta la circonvallazione, tratto che risulta inoltre avere una conformazione urbana abbastanza chiusa che facilita il ristagno degli inquinanti. In sintesi è corretto affermare che la centralina di San Lazzaro o di V.le Risorgimento possono essere prese di riferimento per la descrizione dell inquinamento presente in tutta la zona A (area pianeggiante della provincia di Reggio Emilia), mentre i dati della centralina di V.le Timavo possono essere presi di riferimento per le aree prossime ad arterie stradali molto trafficate come ad esempio la circonvallazione, la via Emilia, la Tangenziale, l abitato di Sant Ilario e di Rubiera, l area di Mancasale e del casello autostradale, le aree prossime all autostrada e le principali direttrici nord-sud dell agglomerato urbano. A livello regionale si osserva una situazione omogenea in tutte le città, come dimostrano i grafici seguenti ove sono mostrate le concentrazioni medie annuali (Figura 6) e il numero di superamenti (Figura 7) riscontrati nei capoluoghi di provincia dell Emilia. 47

54 6 5 4 Valore limite Piacenza Parma Reggio Emilia Modena Bologna Figura 6 Valore medio annuale riscontrato nei capoluoghi emiliani negli anni 26/ superamenti consentiti 2 Piacenza Parma Reggio Emilia Modena Bologna Figura 7 Numero di giorni di superamento del valore limite giornaliero di 5 μg/m 3 rilevato nei capoluoghi emiliani negli anni 26/7. 48

55 Analizzando la settimana tipo invernale si osserva che nella centralina di V.le Timavo il numero di superamenti rimane molto elevato tutti i giorni della settimana con una lieve flessione la domenica; diversamente nelle altre centraline della città si osserva come il maggior numero di superamenti li si registra nella giornata di giovedì e secondariamente in quella di venerdì, proprio in conseguenza del meccanismo di accumulo delle polveri in atmosfera durante la settimana lavorativa. Al fine di completare il quadro descritto dalla PM1 è utile osservare il comportamento del biossido di azoto: anche per questo parametro il valore limite annuale per il 27 non è rispettato nella sola centralina di V.le Timavo ma è opportuno notare che il valore obiettivo al 21 di 4 ug/m3 non è rispettato da nessuna centralina (fuorché Febbio). Analizzando i valori massimi orari giornalieri si osserva che non vi sono sforamenti del limite orario: osservando tale andamento si nota come valori discretamente elevati si sono rilevati non solo nell inverno ma anche per tutto il mese di aprile 27 e nell autunno tali valori hanno ricominciato a salire già da settembre 27. Tale considerazione evidenzia il fatto che, anche se la micrometeorologia ci porta a porre l attenzione al periodo compreso fra ottobre e marzo, in realtà il periodo in cui l inquinamento dell aria assume livelli discretamente elevati è più esteso e va da settembre ad aprile. Ciò è dovuto anche al verificarsi di un sempre minor numero di eventi piovosi e di scarsa entità. Il grafico del giorno tipo mostra come questo inquinante sia strettamente legato al traffico raggiungendo il suo valore massimo verso le 8 del mattino (si ricorda che i grafici sono tutti in orario solare) per poi rimanere su valori mediamente alti fino a raggiungere un secondo picco molto più alto fra le 18 e le 2 di sera. I trend annuali dei vari inquinanti mostrano una sostanziale stabilità nel tempo dei valori medi e denotano una lieve diminuzione dei valori massimi. Gli altri inquinanti, ovvero monossido di carbonio, biossido di zolfo e benzene presentano concentrazioni molto basse e completamente entro i limiti normativi. Relativamente al Biossido di Zolfo (SO 2 ) a livello di regione Emilia-Romagna la pressoché totale scomparsa degli impianti di combustine ad olio denso, la drastica riduzione anche di quelli funzionanti a BTZ e l evoluzione della normativa sul contenuto di zolfo nei carburanti per autotrazione, pongono la presenza di questo inquinante a livelli poco superiori alla soglia di rilevabilità della strumentazione attualmente presente e comunque a livelli dell ordine delle volte inferiore al limite di protezione degli 49

56 ecosistemi, media annua paria 2 μg/m 3 e di circa 3 volte inferiore al valore massimo consentito, in solo alcuni sporadici episodi su tutto il territorio regionale. In particolar modo il biossido di zolfo presenta valori inferiori alla soglia di valutazione inferiore definito dall art.9 del DM6/2: ovvero il 4% del valore limite sulle 24 ore non viene mai superato nel corso dell anno (5 µg/m 3 da non superare più di 3 volte per anno civile). I valori si SO2 negli ultimi anni sono sempre stati sotto la soglia di valutazione inferiore (livello al di sotto del quale e' consentito ricorrere soltanto alle tecniche di modellizzazione o di stima oggettiva al fine di valutare la qualità dell'aria ambiente). Per quel che concerne il monossido di carbonio (CO) e il benzene (C6H6) dai grafici e dalle tabelle risulta che la situazione è assolutamente sotto controllo, anche nella peggiore delle stazioni presente sul territorio provinciale (centraline da traffico). Per tal motivo a livello regionale si è deciso di effettuare una variazione della configurazione della rete regionale che prevede la rilevazione del monossido di carbonio e del benzene solamente nelle stazioni da traffico, ovvero nelle adiacenze della peggior condizione emissiva attualmente presente sul territorio, e la sospensione della rilevazione dell SO2 su tutto il territorio regionale ad esclusione della zona industriale di Ravenna. Tale modifica, approvata sul tavolo regionale e in accordo con le Province, sarà attuata a partire dai primi mesi del 28. Infine, per quel che concerne l Ozono (O3) che raggiunge le sue massime concentrazioni nel periodo compreso fra maggio e luglio si osserva un sostanziale non rispetto dei limiti normativi. Si ricorda che la rilevazione di questo inquinante secondario è regolata non dal DM6/2, ma dal DLgs 183/4 che ne definisce modalità di monitoraggio e soglie ben diverse da quelle definite per gli altri inquinanti. In particolar modo l Ozono è rilevato nel capoluogo di provincia e in altre due postazioni poste rispettivamente a nord e a sud dell agglomerato urbano. Poi vi è una quarta stazione di rilevamento interprovinciale (Parma, Reggio, Modena) posta a Febbio (Villa Minozzo) per la rilevazione dell Ozono a quota di 1 m. s.l.m. come stazione di fondo remoto. Quest ultima centralina deve essere valutata in modo indipendente poiché in quota si registrano valori di Ozono molto più elevati che in pianura, con concentrazioni molto più costanti nel tempo e con medie più elevate. Per l anno 27, in conseguenza di una forte scarica elettrica proveniente da un temporale d inizio maggio, non si dispone di rilevazioni nel periodo più critico per tale inquinante, dunque è opportuno fare riferimento alla relazione provinciale annuale del 26 per la sola stazione di Febbio. 5

57 In città invece, nell anno 27 si sono registrati valori di Ozono più bassi nei valori medi, ma con un maggior numero di superamenti nel periodo estivo rispetto agli anni precedenti. Per la valutazione dell Ozono il valore medio annuale non costituisce un corretto indicatore: infatti è necessario valutare il trimestre maggio luglio e verificare le concentrazioni massime orarie raggiunte, le medie mobili 8 ore e l AOT4 1. Per quanto concerne il superamento del valore bersaglio per la salute umana di 12 ug/m 3, nel 27 si sono avuti più di 8 superamenti contro i 25 consentiti; in alcune giornate si è registrato anche il superamento della soglia di informazione di 18 ug/m3 ma mai il superamento della soglia di allarme. Per quanto concerne invece il valore bersaglio per la protezione della vegetazione si utilizza l AOT4 calcolato nelle postazioni non urbane: anche in questo caso non si ha il rispetto, seppur di poco, del limite normativo. L evoluzione del giorno tipo calcolata sul trimestre maggio luglio mostra come le concentrazioni di tale inquinate seguono l andamento della radiazione solare mostrando concentrazioni massime nelle ore centrali della giornata mantenendo sovente valori elevati anche nelle ore più calde del pomeriggio. Nello schema seguente sono riepilogati i valori normativi di riferimento per ogni inquinante e il rispetto o meno che si è verificato nell anno solare 27 in ogni stazione di monitoraggio. Per la lettura dello schema seguente si fa riferimento alla tabella di pag.8 e alla seguente legenda: Superamento del Valore Limite + Margine di tolleranza Superamento del Valore Limite ma non del Valore Limite + Margine di tolleranza Rispetto del Valore limite Superamento della soglia Nessun superamento della soglia 1 Per AOT4 (espresso in µg/m 3 ora) si intende la somma delle differenze tra le concentrazioni orarie superiori a 8 µg/m 3 e 8 µg/m 3 in un dato periodo di tempo, utilizzando solo i valori orari rilevati ogni giorno tra le 8: e le 2: e da maggio a luglio. 51

58 52

59 2.5. L Indice di Qualità dell Aria (IQA) L inquinamento atmosferico è un importante fattore di rischio per la salute umana. Al fine di comunicare alla popolazione in modo semplice ed immediato il livello qualitativo dell aria che si respira, ARPA Emilia-Romagna ha deciso di definire un indice di qualità dell aria (IQA) che rappresenti sinteticamente lo stato complessivo dell inquinamento atmosferico Gli inquinanti solitamente inclusi nella definizione degli indici di qualità dell aria sono quelli che hanno effetti a breve termine sulla salute, quali il monossido di carbonio (CO), il biossido di azoto (NO2), l ozono (O3), il biossido di zolfo (SO2), il particolato (PTS, PM1 o PM2.5 a seconda delle dimensioni). Tale scelta, seppur discutibile, nasce dal fatto che gli indici sono formulati nell ottica di dare indicazioni quotidiane alla popolazione per evitare proprio tali tipi di effetti (in genere di tipo cardiovascolare o respiratorio). Nel calcolo dell indice per l Emilia-Romagna si è deciso di includere solo il PM1, l NO2 e l O3 che tra gli inquinanti con effetti a breve termine sono quelli che nella nostra regione presentano le maggiori criticità. Sono stati invece esclusi il CO e l SO2 che hanno conosciuto negli ultimi decenni una drastica diminuzione delle loro concentrazioni tanto da essere ormai stabilmente e ampiamente sotto ai limiti di legge. Come si calcola Una volta definiti gli inquinanti, i passaggi principali nella costruzione di un indice di qualità dell aria : 1. Costruzione di una scala adimensionale (sottoindice) per ogni inquinante. 2. Costruzione di un indice sintetico unico, a partire dai sottoindici definiti per ogni inquinante. Il sottoindice per ogni inquinante viene definito dividendo la concentrazione misurata o prevista dell inquinante considerato per il limite previsto dalla legislazione per la difesa della salute (nel caso di più limiti si sceglie il più basso) e moltiplicando il risultato per 1. La Tabella 4 riporta i limiti che sono stati utilizzati per il calcolo dei tre sottoindici. 53

60 Tabella 4 Limiti di riferimento per il calcolo dell IQA di Arpa Emilia-Romagna. Passaggio successivo nella costruzione dell indice è la definizione delle modalità di aggregazione dei diversi sottoindici. In linea con l approccio adottato dalla maggior parte degli indici utilizzati a livello internazionale, si è scelto di definire il valore dell indice sintetico come il valore del sottoindice peggiore. I valori dell indice sono stati raggruppati in cinque classi con una ampiezza degli intervalli uniforme e pari a 5. L adozione di un numero ridotto di classi è legata alle accuratezza raggiungibile dai modelli previsionali. La Tabella 5 riporta le classi identificate con i corrispondenti intervalli di valori numerici e cromatismi. Tabella 5 Classi dell IQA. L indice viene calcolato in aree chiamate agglomerati, ritenute dalla Comunità Europea per i livelli di pressione ambientale e di urbanizzazione che li caratterizzano degne di particolare attenzione. Tali agglomerati corrispondono in Emilia-Romagna in linea di massima ai capoluoghi di provincia e aree limitrofe con l aggiunta delle aree di Imola, Faenza e dei due distretti ceramici di Modena e Reggio-Emilia. All interno di tali ambiti i dati utilizzati per il calcolo dei valori misurati dell indice sono quelli delle sole centraline appartenenti alla Rete Regionale di Monitoraggio. L IQA è adottato da Arpa Emilia-Romagna dal gennaio 28 ed è pubblicato sul web e aggiornato quotidianamente. 54

61 A scopo conoscitivo in questa relazione si è scelto di mostrare i risultati dell applicazione dell IQA sulla rete di Reggio Emilia per l anno 27 (Figura 8 e Figura 9) gen-7 feb-7 mar-7 apr-7 mag-7 giu-7 lug-7 ago-7 set-7 ott-7 nov-7 dic-7 Figura 8 IQA giornaliero calcolato per l anno 27 per l agglomerato urbano R gen-7 feb-7 mar-7 apr-7 mag-7 giu-7 lug-7 ago-7 set-7 ott-7 nov-7 dic-7 Figura 9 IQA giornaliero calcolato per l anno 27 per l agglomerato ceramico R12. 55

62 I risultati evidenziano una diversa distribuzione di frequenza delle classi di qualità nei due diversi agglomerati della provincia di Reggio Emilia. Per l agglomerato urbano R3 si osserva una preponderanza della classe 3 per un 45% dei giorni dell anno (165 gg), seguita da una classe 2 che ricorre per il 37% dei giorni dell anno (137 gg). Nell agglomerato del distretto ceramico invece predomina la classe 2 con un 62% dei giorni dell anno (225 gg) e un discreto numero di giorni in classe 1 (14% contro il solo 2% dell agglomerato R3). I livelli di particolare criticità (classe 4 + 5) sono pari a circa il 6% del totale (una ventina di giorni all anno) per l agglomerato R12, mentre salgono al 16% del totale (6 giorni all anno) per l agglomerato urbano. giorni/anno 25 Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4 Classe Agglomerato urbano R3 Distretto ceramico R12 Figura 1 Distribuzione di frequenza delle classi dell IQA Premesso che il valore dell indice è superiore a 1 (classi 3, 4 e 5) se almeno uno degli inquinanti considerati nel calcolo supera il limite di legge, si osserva che l IQA è superiore a 1 nel 24% dei giorni per l agglomerato R12 mentre per l agglomerato R3 tale percentuale supera il 6%. Il 6% circa dei superamenti complessivi è causato dal PM1; l O3, è responsabile del restante 4%. L NO2 è talvolta l inquinante con il sottoindice peggiore, ma non lo è mai in caso di superamento dei limiti. Il contributo dei diversi inquinanti al calcolo dell indice è molto legato alla stagione. In estate l ozono è responsabile della maggior parte dei superamenti (9% circa), mentre nel periodo invernale l unico responsabile dei superamenti è il PM1. 56

63 3. Comunicazione del dato ambientale 3.1. La richiesta normativa La normativa italiana impone alle Regioni, alle amministrazioni locali e di riflesso ad Arpa la comunicazione del dato ambientale legato alla qualità dell aria con una frequenza almeno giornaliera. Il DM 6/2 afferma che Le regioni provvedono affinché il pubblico e le categorie interessate siano informate, ai sensi dell'articolo II del decreto legislativo 4 agosto 1999, n. 351, sui livelli di gas inquinante e polveri nell'aria ambiente e affinché tali informazioni siano aggiornate con frequenza almeno giornaliera e, se possibile, ogni ora. Il D.Lgs. 183/4 prevede all articolo 7 che, in caso di superamento delle soglie di allarme e delle soglie di informazione previste all'articolo 5, comma 1, e, se possibile, anche nel caso in cui si prevede il superamento di dette soglie, l autorità di cui al comma 2 dello stesso articolo 5 fornisce al pubblico informazioni dettagliate che comprendono almeno gli elementi indicati nell'allegato II, parte II. In caso di superamento in corso o previsto delle soglie d'allarme, le informazioni di cui al presente comma sono comunicate con la massima tempestività alla popolazione interessata ed alle strutture sanitarie competenti. Inoltre Le regioni e le province autonome competenti mettono regolarmente a disposizione del pubblico informazioni sulle concentrazioni di ozono nell'aria, aggiornate con frequenza almeno giornaliera ovvero, se opportuno e possibile, con frequenza oraria. Dette informazioni includono almeno i casi di superamento dell'obiettivo a lungo termine riferito alla protezione della salute umana, i casi di superamento delle soglie di informazione e delle soglie di allarme, con la specificazione delle ore di superamento, nonché, se opportuno, una breve valutazione degli effetti sulla salute di tali casi di superamento. Infine la normativa prevede che vengano messe a disposizione del pubblico relazioni annuali dettagliate nelle quali sono indicati i casi di superamento dei valori limite, analisi dei dati rilevati e una breve valutazione degli effetti di tali casi di superamento. Per informazioni più dettagliate si rimanda all allegato II del D.Lgs. 183/4 e all allegato XII del D.M. 6/2. 57

64 3.2. L informazione ambientale di Arpa sul Web L informazione ambientale inerente la qualità dell aria e l adempimento agli obblighi normativi di comunicazione del dato avvengono oggi completamente attraverso il web dell Agenzia. Per facilitare la diffusione e poter permettere la consultazione in tempo reale delle informazioni, Arpa mette a disposizione due siti internet: e nei quali sono visibili i dati relativi alle singole centraline ed ai vari parametri dell intera regione e nei quali sono indicati i principali provvedimenti alla circolazione automobilistica nei periodi di applicazione dell accordo di programma regionale. Figura 11 Home page del web Arpa Emilia-Romagna. Dalla home page è possibile accedere direttamente alla sezione tematica dedicata all aria ( nella quale è possibile trovare sia informazioni tecniche che riferimenti e i numeri di telefono del personale Arpa ai quali è possibile rivolgersi per richiedere dati o informazioni tecniche dettagliate. 58

65 Il bollettino giornaliero di qualità dell aria Arpa comunica con apposito bollettino quotidiano, entro le ore 1. di ogni giorno lavorativo, i dati relativi alla qualità dell aria rilevati dagli strumenti di misura automatici collocati nelle centraline che costituiscono la rete di controllo attraverso il sito web. Come già accennato in precedenza, l intero processo di acquisizione, elaborazione, validazione e diffusione dei dati è stato certificato ISO 91 e quindi segue modalità e procedure comuni in tutte le Sezioni provinciali. Dal sito della sezione provinciale ( è possibile accedere direttamente dalla Home Page nella sezione L ambiente oggi a Reggio Emilia ai bollettini giornalieri attraverso la voce Dati qualità dell aria Le previsioni di qualità dell aria Il Servizio Idrometeorologico di Arpa fornisce anche le previsioni meteo a due giorni sull andamento delle polveri e sulle concentrazioni di Ozono. In questo modo il cittadino può usufruire di una informazione preventiva e gli amministratori possono avere ulteriori strumenti per poter prendere provvedimenti e/ operare scelte mirate. Dal sito della sezione provinciale ( è possibile accedere direttamente dalla Home Page nella sezione L ambiente oggi a Reggio Emilia alle previsioni attraverso la voce Previsioni Il bollettino mensile di qualità dell aria Arpa pubblica, entro il 1 del mese successivo, un apposito report mensile riassuntivo di tutti i dati relativi alla qualità dell aria rilevati nel mese in oggetto: in questo report vengono inoltre riepilogati gli eventuali superamenti dei limiti di legge avvenuti nel mese e i valori di riferimento normativi progressivi dall inizio dell anno. Dal sito della sezione provinciale ( è possibile accedere direttamente dalla Home Page nella sezione L ambiente oggi a Reggio Emilia ai bollettini mensili attraverso la voce Report mensili. 59

66 Le campagne di monitoraggio con le unità mobili Tutte le campagne di monitoraggio della qualità dell aria che vengono effettuate con il laboratorio mobile e con le unità mobili (strumentazione semiautomatica portatile) sono sempre corredate da apposita relazione finale che viene consegnata al Comune di pertinenza, alla Provincia di Reggio Emilia e al Dipartimento di Sanità Pubblica. Le relazioni contengono, oltre all analisi dei dati rilevati nella campagna, il raffronto con i dati rilevati dalla rete fissa e un analisi dei dati meteorologici, nonché una analisi sintetica dei risultati ottenuti. Dal sito della sezione provinciale ( è possibile accedere direttamente dalla Home Page nella sezione L ambiente oggi a Reggio Emilia ai report delle campagne di monitoraggio attraverso la voce Campagne di monitoraggio La relazione annuale sulla qualità dell aria Annualmente Arpa predispone il Rapporto annuale provinciale sulla qualità dell aria (ovvero il presente documento) il quale contiene: - descrizione della rete di monitoraggio - elenco della normativa vigente - descrizione della situazione meteorologica - schede riassuntive per ogni inquinante misurato comprensive di grafici, tabelle con parametri statistici, conteggio dei superamenti dei limiti di legge e trend storici. Anche il suddetto documento è scaricabile dal sito della sezione provinciale ( attraverso il link Report tecnici, nell area tematica aria. Inoltre, sempre annualmente, Arpa predispone il Rapporto annuale regionale sulla qualità dell aria, il quale coincide con l annuario dei dati ambientali di Arpa Emilia-Romagna, sezione Aria. Il suddetto documento è scaricabile dal sito dell Agenzia ( attraverso il link apposito. 6

67 I report tecnici Per report tecnici si intendono tutte quelle relazioni relative a progetti di monitoraggio della qualità dell aria oggetto di progetti con le amministrazioni locali o relazioni tecniche specifiche. Fra questi si ricordano ad esempio: - le relazioni annuali per il comune di Reggio Emilia, - i progetti per la caratterizzazione della qualità dell aria attraverso campionatori passivi nei comuni di Castelnovo Monti, Montecchio Emilia e Rubiera, - il progetto di caratterizzazione chimico-fisica del particolato atmosferico nelle classi dimensionali tra 1 e.4 μm, - il report di comunicazione ambientale sulla riorganizzazione della rete, - la campagna di monitoraggio in loc. Cavazzoli nei pressi dell inceneritore - il contributo Arpa alle conferenze di Pianificazione I suddetti documenti sono scaricabili dal sito della sezione provinciale ( attraverso il link Report tecnici, nell area tematica aria L educazione ambientale di Arpa Annualmente, su richiesta degli istituti scolatici o in occasione di specifiche campagne di monitoraggio con le unità mobili, Arpa - Sezione provinciale di Reggio Emilia svolge numerose attività di educazione ambientale nelle scuole elementari, medie e superiori della provincia di Reggio Emilia. Altre attività riguardano corsi di formazione per personale docente nelle scuole, per tecnici dell ambiente e conferenze pubbliche organizzate da associazioni e amministrazioni locali L Ufficio Relazioni col Pubblico Presso la Sezione Arpa di Reggio Emilia è stato attrezzato un ufficio relazioni con il pubblico (URP) il quale ha il compito, tra gli altri, di fornire informazioni ed indicazioni agli utenti ed ai cittadini. Sempre presso l URP sarà possibile reperire materiale divulgativo e pubblicazioni. 61

68 62

69 4. Appendice I Gli inquinanti 4.1. Polveri Le fonti di generazione del materiale particolato (PTS, PM1, PM2,5) sono molto ampie e dipendono sia da eventi naturali sia dalle attività antropiche. Diversamente dagli altri inquinanti, il materiale particolato è una miscela nella quale la grandezza delle particelle e la loro composizione chimica varia da luogo a luogo proprio in ragione delle caratteristiche delle fonti di emissione dominanti. Esse hanno infatti le caratteristiche derivanti dalle sostanze chimiche che le compongono e delle altre sostanze per le quali esse fungono da elemento di trasporto, come nel caso dei metalli. Il fattore di generazione principale è costituito dai processi di combustione che a grande scala sono rappresentati da fonti naturali come i vulcani. Nelle città entrano in gioco il riscaldamento civile e industriale e, soprattutto, il traffico veicolare. Un veicolo ha infatti più modi di originare materiale particolato: emissione dei gas di scarico che contengono il materiale particolato che, per le caratteristiche chimiche e fisiche che lo contraddistinguono, può essere chiamato anche "areosol primario"; usura dei pneumatici; usura dei freni. per effetto del loro movimento, tutti gli autoveicoli concorrono poi ad usurare il manto stradale ed a riportare in sospensione il materiale particolato. Il materiale particellare gioca un ruolo fondamentale nei fenomeni di acidificazione, di smog fotochimico e nei cambiamenti climatici e pertanto si rende necessario analizzare e studiare i processi di diffusione e trasformazione a scala continentale. A tale scopo può essere quantificato il valore della concentrazione "di fondo", dovuto al trasporto del particolato a lungo raggio, al quale nelle aree urbane, si aggiunge il contributo delle fonti locali. Le dimensioni delle particelle in sospensione rappresentano il parametro principale che caratterizza il comportamento di un aerosol. Il particolato, come inquinante dell aria, è una miscela di particelle eterogenee sospese, solide, liquide o di entrambe le fasi. E conveniente classificarle per mezzo del loro diametro aerodinamico perché questa è una proprietà che: a) governa il trasporto e la rimozione delle particelle dall aria; b) governa anche la loro deposizione nel sistema respiratorio; c) è associata con la loro composizione chimica e la loro possibile sorgente. Pertanto, le particelle sono campionate e descritte sulla base del loro diametro aerodinamico. Per diametro aerodinamico (D a ) della particella si intende il diametro di una particella di forma sferica e di densità unitaria che nel campo gravitazionale ha un comportamento uguale a quello della particella in esame. In funzione di questo D a è possibile classificare il particolato nelle seguenti classi principali: o Particelle grossolane (Coarse Particles): D a > 2.5 µm sono prodotte meccanicamente dalla rottura di particelle solide più grandi. Queste possono includere polveri sollevate dal vento durante lavorazioni agricole o 63

70 operazioni in miniere, originatesi da suoli con scarsa vegetazione o da strade sterrate. Anche grani di polline, spore di fungi e parti di piante o insetti possono ricadere in questo range di dimensioni. La quantità di energia richiesta per rompere queste particelle in altre più piccole è inversamente proporzionale alle nuove dimensioni raggiunte, e questo costituisce in effetti un limite inferiore alla produzione di queste particelle grossolane intorno ad 1 μm. o Particelle fini (Fine Particles): D a < 2.5 µm sono prodotte soprattutto da gas. Le particelle ancora più piccole, minori di,1 μm (1 nm), sono formate dalla nucleazione, ovvero dalla condensazione di sostanze con bassa pressione di vapore originatesi da vaporizzazione ad alta temperatura o da reazioni chimiche in atmosfera che danno vita a nuove particelle (nuclei). Quattro principali classi di sorgenti con pressioni di equilibrio abbastanza basse da formare la porzione nuclei delle particelle possono produrre materiale particolato: (a) metalli pesanti (vaporizzati durante la combustione); (b) carbonio elementare (da corte molecole di C generate dalla combustione); (c) carbonio organico; (d) solfati e nitrati. Le particelle che appartengono a questo range di nucleazione crescono per coagulazione, ovvero per combinazione di due o più particelle a formarne una più grande, oppure per condensazione, intesa come condensazione di gas o vapori sulla superficie di un nucleo esistente. La coagulazione è estremamente efficiente per grandi numeri di particelle, mentre la condensazione lo è soprattutto per grandi aree superficiali. Pertanto, l efficienza sia della coagulazione che della condensazione decresce quando aumenta la dimensione delle particelle, e questo costituisce in effetti un limite superiore tale che le particelle non crescano per questi processi al di là di circa 1 μm. Quindi, le particelle tendono ad accumularsi tra,1 μm e 1 μm, nel cosiddetto range di accumulazione. Le particelle fini le possiamo ulteriormente suddividere in: o Particelle ultrafini (Ultrafine Particles): D a <.1 µm o Nano-particelle (Nanoparticles): D a <.5 µm Per quanto riguarda il PM2,5, mentre la maggior parte della massa è solitamente rappresentata dalla porzione fine (particelle tra 1 nm e 2,5 μm), il più grande numero di particelle si trova per dimensioni molto piccole, minori di 1 nm. Accade così che queste ultime particelle, cosiddette ultrafini, spesso contribuiscano solo per pochi punti percentuali alla massa, ma allo stesso tempo spieghino più del 9% del numero. Dato che l apparato respiratorio è come un canale che si ramifica dal punto di inalazione (naso o bocca) sino agli alveoli con diametro sempre decrescente, si può immaginare come il ferro si depositi molto prima della particella di sale e questa molto prima di quella di materiale plastico. Il rischio determinato dalle particelle è dovuto alla deposizione che avviene lungo tutto l apparato respiratorio, dal naso agli alveoli. L impatto si ha quando la velocità delle particelle si annulla per effetto delle forze di resistenza inerziale alla velocità di trascinamento dell aria, che decresce dal naso sino agli alveoli. Questo 64

71 significa che man mano che si procede dal naso o dalla bocca attraverso il tratto tracheo-bronchiale sino agli alveoli, diminuisce il diametro delle particelle che penetrano e si depositano. Approssimativamente la parte delle particelle totali sospese (PTS) con diametro intorno e inferiore ai 1 μm (PM1) interessano il tratto tracheo-bronchiale e le particelle con diametro intorno e inferiore ai 2,5 μm (PM2,5) si depositano negli alveoli Biossido di Zolfo È un gas incolore d'odore pungente; si origina dalle combustioni di composti contenenti zolfo (carbone, gasoli, oli combustibili) ed è il naturale prodotto dell'ossidazione dello zolfo: S + O2 SO2 Per successiva azione dell ossigeno dell aria si ossida ad anidride solforica; la reazione è molto più rapida se si è in presenza d ozono e biossido d azoto: 2SO2 + O2 2SO3 SO2 + O3 SO3 + O2 SO2 + NO2 SO3 + NO In presenza di umidità l anidride solforica formatasi genera acido solforico: SO3 + H2O H2SO4 Gli effetti sull uomo si localizzano a livello delle mucose delle prime vie respiratorie, con manifestazioni di irritazione alla gola e agli occhi. Fenomeni dannosi s instaurano per valori di SO2 compresi tra uno e cinque ppm. A livello ambientale, l anidride solforosa è responsabile delle piogge acide, della corrosione dei terreni alcalini, della corrosione chimica ed elettrochimica dei metalli, dell acidificazione progressiva dei corpi idrici a debole ricambio; esplica inoltre un azione fitotossica sulla vegetazione Monossido di Carbonio È un gas incolore ed inodore; le principali fonti di inquinamento sono le combustioni incomplete di sostanze organiche contenenti carbonio, che avvengono in difetto d aria. 2C + O2 2CO Gli effetti del monossido di carbonio sull uomo sono di natura tossica poiché il monossido di carbonio forma un legame irreversibile con l emoglobina del sangue, in competizione con l ossigeno, rendendola incapace di svolgere la naturale funzione di trasporto dell ossigeno. La maggior quantità di monossido di carbonio è prodotta dal traffico veicolare e varia con la velocità di marcia e con lo stato di manutenzione del mezzo, così che, in particolari condizioni di traffico rallentato e/o intermittente, si producono rilevanti quantità di detto inquinante. Si ricorda però che una non trascurabile quantità di monossido di carbonio è assorbita attraverso il fumo di sigaretta. Le manifestazioni cliniche dipendono dalla percentuale di carbossiemoglobina (HbCO) presente nel sangue; una percentuale di HbCO dell 8 % ha effetti letali nel giro di pochi minuti. A livello ambientale non si riscontrano danni a carico della vegetazione. 65

72 4.4. Ossidi di Azoto Tra tutti gli ossidi di azoto solo il monossido d azoto (NO), il biossido d azoto (NO2), e l ossido nitroso (N2O) sono presenti nell atmosfera in quantità apprezzabili. Spesso NO e NO2 sono analizzati assieme e sono indicati col simbolo di NOx. L ossido di azoto (NO) è un gas incolore e inodore; è prodotto da tutti i processi biologici e in particolare dalle combustioni. Essendo l azoto un gas poco reattivo, perché vi sia un apprezzabile formazione di NO è necessario che la combustione avvenga a temperature elevate. N2 + O2 2NO Il monossido d azoto ha una modesta tossicità e per questo la normativa non prevede dei limiti per questa sostanza, ma molto più tossico è il biossido d azoto NO2. Si tratta di un inquinante di tipo secondario, la cui formazione avviene per ossidazione spontanea dell ossido di azoto, operata dall ossigeno ma anche per azione di altri agenti ossidanti come l ozono; è un gas bruno rossastro di odore pungente e soffocante. 2NO + O2 2NO2 NO + O3 NO2 + O2 E` uno degli inquinanti più pericolosi per il suo potere irritante e corrosivo; in presenza di umidità porta alla formazione di acido nitrico: NO + NO2 + H2O 2HNO2 2NO2 + H2O HNO2 + HNO3 2HNO2 + O2 2 HNO3 In presenza di idrocarburi reattivi sotto l azione della radiazione solare è altamente fotodissociabile in sostanze pericolose come i perossiacilnitrati (PAN), responsabili dello smog fotochimico: NO2 + hv NO + O* O* + O2 O3 O* + H2O 2HO* 2HO* + O2 H2O + O3 L effetto del biossido d azoto sull organismo umano è di irritazione agli occhi ed alla gola. Concentrazioni superiori a 5 ppm (parti per milione) provocano gravi alterazioni del tessuto polmonare. Le principali fonti di ossidi di azoto sono i grandi processi di combustione, compresi gli impianti termici ad uso civile, ed il traffico veicolare. A livello ambientale l NO2 è responsabile, assieme all SO2, delle piogge acide e della corrosione dei materiali Ozono Anche l ozono è un inquinante di tipo secondario che si forma come prodotto di una reazione di tipo radicalico, partendo da precursori particolari come gli idrocarburi e NO2. Questi, in presenza di forte radiazione solare, reagiscono tra loro con un meccanismo denominato ciclo fotolitico che porta alla formazione di ozono ma anche di altri inquinanti, quali l aldeide formica e l acido solforico. Non si confonda però questo tipo di ozono, di esclusiva origine antropica, con quello naturale stratosferico che serve da filtro protettivo per le radiazioni UV solari. L ozono è un gas fortemente ossidante, di colore debolmente azzurro e dall odore acre e pungente. Gli effetti tossici sull uomo sono soprattutto a carico dell apparato respiratorio. 66

73 Concentrazioni vicine ad un ppm danno senso di bruciore alla gola, lacrimazione, secchezza della mucosa orale. A livello ambientale l ozono è responsabile di gravi danni alla vegetazione ed anche della corrosione e dei metalli e delle gomme. L'ozono, a parità di quantità di precursori presenti in atmosfera, presenta una tipica stagionalità dovuta alla maggiore radiazione solare in estate. Le più alte concentrazioni di ozono si rilevano nei mesi più caldi dell'anno e nelle ore di massimo irraggiamento solare mentre nelle ore serali l'ozono diminuisce. Negli ambienti interni la sua concentrazione è molto più bassa rispetto alla sua concentrazione all'aria aperta. Nelle aree urbane l'ozono si forma e si trasforma con grande rapidità, con un comportamento molto diverso da quello osservato per gli altri inquinanti. Il particolare comportamento dell'ozono determina anche il diverso modo di monitorarlo rispetto agli altri inquinanti. Il vento trasporta l'ozono dalle aree urbane alle zone suburbane e rurali, dove il minore inquinamento rende la sostanza più stabile. Il monitoraggio corretto di questo inquinante va fatto quindi nelle località più periferiche della città e nei parchi, dove l'ozono raggiunge i valori più alti Benzene Il benzene è un composto organico aromatico formato da sei atomi di carbonio e sei di idrogeno, disposti ad esagono. In condizioni normali di pressione e temperatura esso si presenta come un liquido ad elevata tensione di vapore e quindi molto volatile. Le emissioni naturali di benzene sono pressoché nulle e la sua presenza in atmosfera è esclusivamente di origine antropica. Il benzene è un prodotto industriale presente nelle benzine ma è utilizzato anche come intermedio per la produzione di nitroderivati, polimeri, coloranti. Studi recenti hanno dimostrato la sua specifica natura cancerogena sul sistema ematopoietico, che può portare all insorgenza di patologie come la leucemia. La principale fonte di inquinamento da benzene è il traffico veicolare, cui seguono le attività industriali e le evaporazioni dagli impianti di distribuzione di carburante. Va ricordato che una grossa fonte di esposizione a questo inquinante è rappresentata dal fumo di sigaretta, sia attivo sia passivo Idrocarburi Policiclici Aromatici Gli IPA sono composti organici la cui struttura è caratterizzata dalla fusione di due o più anelli aromatici, si originano per combustione incompleta di materiale organico (es. idrocarburi); la fonte principale in ambito urbano è costituita dallo scarico autoveicolare. Dopo emissione, gli IPA condensano adsorbendosi sulle particelle di origine carboniosa presenti in aria. La maggior parte degli IPA si trova nelle PM2,5, particelle in grado di penetrare in profondità nell apparato respiratorio. Gli IPA sono composti tossici: la IARC ha classificato come possibili cancerogeni 7 IPA (Tab.6.1), in particolare il Benzo[a]pirene considerato il più pericoloso, viene utilizzato come indicatore del contenuto di IPA nelle matrici ambientali. 67

74 La legislazione italiana con il Decreto Ministeriale del 25/11/1994 fissa in 1 ng/m 3, espresso come media annuale della concentrazione di Benzo[a]pirene, l obiettivo di qualità dell aria per gli IPA in vigore dal Se si considera poi il materiale particellare con D a < 1 µm, questo contribuisce per circa il 9% alla concentrazione degli IPA rilevati nel PM1 (Figura 12). Figura 12 - Distribuzione degli IPA per classe dimensionale nelle PM Metalli pesanti I metalli pesanti, così come gli IPA, sono sostanze tossiche che possono essere adsorbite dalle polveri stesse. In generale la dannosità delle polveri è dovuta sia alla tossicità propria dei costituenti delle polveri stesse, sia a quella delle sostanze eventualmente adsorbite (effetto indiretto). Gli effetti sanitari del particolato atmosferico possono essere sia a breve termine (irritazione dei polmoni, broncocostrizione, tosse e mancanza di respiro, diminuzione della capacità polmonare, bronchite cronica, ) che a lungo termine (un esposizione di lungo periodo a basse concentrazioni può indurre il cancro). Recenti studi indicano ad esempio che l'esposizione acuta a PM1 contenenti metalli (ad es. quelle derivanti dai combustibili fossili usati come carburanti) possono causare un vasto spettro di risposte infiammatorie nelle vie respiratorie e nel sistema cardiovascolare (danneggiamento cellulare e aumento della permeabilità cellulare), verosimilmente in relazione alle loro componenti metalliche. Osservando la distribuzione dei metalli nelle singole frazioni granulometriche si può notare che non è possibile individuare un comportamento analogo per tutti gli elementi. In particolare alcuni metalli mostrano concentrazioni maggiori nelle frazioni con D 2 a minore, altri invece con D a maggiori, altri ancora sono presenti con contributi importanti sia nelle frazioni fini, sia in quelle grossolane. E stato possibile individuare tre gruppi di metalli, associati in base a come si distribuiscono nelle diverse frazioni granulometriche. Nelle figure seguenti sono riportati i grafici che evidenziano il diverso comportamento dei tre gruppi individuati. 2 Diametro aerodinamico è il diametro di una particella sferica che abbia densità di 1g/cm3e velocità di sedimentazione uguale a quella della particella in questione. La velocità con cui le particelle sospese in atmosfera si depositano è direttamente proporzionale al loro diametro aerodinamico 68

75 Il primo gruppo (Figura 13), che comprende il Vanadio, Cromo, Nichel, Stagno e Cobalto, è caratterizzato da una presenza prevalente dei suddetti metalli nella frazione con D a <.49 µm, ma anche la frazione di materiale particellare compresa tra µm evidenzia un massimo locale. La concentrazione dei metalli associati alla frazione con D a <.49 µm potrebbe essere attribuita a sorgenti di tipo antropico, quali le emissioni legate alla combustione di oli combustibili, al traffico veicolare (emissione dai gas di scarico, usura di freni, pneumatici e altre parti meccaniche degli autoveicoli). La presenza nella frazione µm può essere invece in parte derivata da sorgenti di tipo naturale, materiale di origine crostale, in parte da sorgenti antropiche per ri-sospensione di polveri stradali. Figura 13 - Distribuzione dimensionale tipo nel PM1 del Vanadio, Cromo, Nichel, Stagno e Cobalto. Il secondo gruppo (Figura 14), che comprende invece l Arsenico, il Cadmio e il Piombo, rivela una distribuzione dominata dalla frazione con D a <.49 µm. Questi metalli risultano pertanto, anche se in modo condizionato alla loro biodisponibilità, più pericolosi perché in grado di penetrare in zone profonde dell apparato respiratorio. I metalli appartenenti a questo gruppo coincidono con quelli normati per la protezione della salute umana. La presenza prevalente nelle frazioni con Da minore correla questi elementi a sorgenti di tipo antropico che potrebbero essere riconducibili a processi di combustione, emissioni da gas di scarico veicolare, usura di freni ed incenerimento dei rifiuti. 69

76 Figura 14 - Distribuzione dimensionale tipo nel PM1 dell Arsenico, Cadmio e Piombo. Il terzo gruppo (Figura 15) rappresentato invece dal Manganese, Rame e Ferro, mostra una distribuzione con un massimo nella frazione compresa tra µm, ed una presenza, anche se di minore entità, nella frazione con D a <.49 µm. Anche in questo caso i metalli nelle due frazioni provengono da sorgenti diverse. Nella frazione grossolana questi elementi sono riconducibili a sorgenti di tipo naturale, derivati da fenomeni di degradazione o risospensione. Questi metalli infatti, ed in particolare il Fe e il Mn, sono tra gli elementi presenti in misura maggiore nei minerali dello strato superficiale della crosta terrestre. Nella frazione fine derivati da sorgenti antropiche. In particolare Fe e Cu sono spesso associati a emissioni dovute a usura dei freni o altre parti meccaniche. Figura 15 - Distribuzione dimensionale tipo nel PM1 del Manganese, Rame e Ferro. 7

77 Il Piombo è l unico elemento della serie considerata oggetto di normativa in Italia riguardo la sua concentrazione nel materiale particellare PM1. La classe che più contribuisce alla concentrazione del Piombo nel PM1 è quella Submicronica, con un contributo medio del 65%; se a questa si associa la frazione Fine il contributo arriva a 88% (Figura 16). Questo risultato sottolinea la pericolosità legata a elevate concentrazioni di Piombo nel PM1, in quanto associato prevalentemente alle frazioni in grado di penetrare nelle zone profonde dell apparato respiratorio, gli alveoli. L introduzione delle benzine senza Piombo, come è noto, ha comunque notevolmente ridotto le concentrazioni di questo metallo in aria ambiente. Figura 16 - Distribuzione del Piombo nelle classi Corse, Fine e Submicronica. 71

78 5. Appendice II Dati meteoclimatici 5.1. Influenza della micrometeorologia nelle valutazioni della qualità dell aria I parametri meteorologici svolgono un ruolo determinante nell evoluzione dell inquinamento atmosferico; in particolare alcuni di questi sembrano avere una influenza maggiore sulle concentrazioni degli inquinanti. Gli episodi di inquinamento, infatti, sono governati sia da processi meteorologici che avvengono a scala regionale, sia da processi meteorologici locali che avvengono all interno dello strato di atmosfera direttamente sopra alla superficie terrestre (strato limite o boundary layer). Per quanto riguarda i processi a scala regionale risultano particolarmente rilevanti i fenomeni di stagnazione della massa d aria chimica. Le masse d aria vengono create quando l aria diviene stagnante su una determinata regione d origine (oceano, mare, continente o bacino aerologico) e di conseguenza assume caratteristiche tipiche di quella regione (ad es. aria calda e umida oceanica, fredda e secca continentale). Così, ad esempio, l aria che risiede per un certo periodo sull area padana, ricca di industrie, ad intensa attività umana ed elevato traffico, si arricchisce di sostanze inquinanti, quali ossidi di azoto e composti organici volatili che, oltre a produrre direttamente inquinamento, rappresentano potenziali precursori dell inquinamento da ozono. Relativamente ai processi meteorologici che avvengono a scala locale, questi sono governati dal vento in prossimità della superficie e dalla differenza di temperatura tra il suolo e l aria sovrastante, grandezze che determinano la diluizione o il ristagno degli inquinanti in atmosfera. La quasi totalità dei fenomeni di inquinamento atmosferico avviene nella porzione più bassa dell atmosfera chiamata Planetary Boundary Layer, o Strato Limite Planetario (PBL). Il PBL comprende la parte di troposfera nella quale la struttura del campo anemologico risente dell influenza della superficie terrestre e si estende fino a pochi chilometri di altezza. I più importanti fattori meteorologici che interessano i fenomeni di inquinamento atmosferico sono: o Vento orizzontale (velocità e direzione): generato dalla componente geostrofica e modificato dal contributo delle forze d attrito del terreno e da effetti meteorologici locali, come brezze (di monte-valle o marine) o, come nel caso di una città, da circolazioni urbano-rurali. o Stabilità atmosferica: è un indicatore della turbolenza atmosferica alla quale si devono i rimescolamenti dell aria e quindi il processo di diluizione degli inquinanti. o Altezza di rimescolamento: è un indicatore della capacità che ha la troposfera di dispersione degli inquinati, indica indirettamente il volume all interno del quale gli inquinanti emessi si concentrano. o Temperatura: evoluzione annuale, diurna e profilo verticale. 72

79 o Precipitazioni: numero di giorni (pioggia >=5 mm) e precipitazione cumulata mensile e annuale. diminuire, aumenta con l aumento dell altezza. Essa determina anche l altezza del PBL. o o Quota: altezza sul livello del mare. Inversioni termiche: quota alla quale si verifica che la temperatura, anziché o Movimenti atmosferici verticali: essi in ambiente urbano sono dovuti principalmente a moti termoconvettivi La stabilità atmosferica Nella troposfera la temperatura normalmente decresce all aumentare dell altitudine. Il profilo di temperatura di riferimento per valutare il comportamento delle masse d aria è quello osservato per una particella d aria che si innalza espandendosi adiabaticamente. Quando il profilo reale coincide con quello di riferimento, una particella d aria a qualsiasi altezza venga portata si trova in equilibrio indifferente, cioè non ha alcuna tendenza a salire né a scendere (atmosfera neutra). Quando la temperatura decresce con l altezza più velocemente del profilo di riferimento, le particelle d aria ad ogni quota si trovano in una condizione instabile, poiché se vengono spostate sia verso il basso che verso l alto continuano il loro movimento nella medesima direzione allontanandosi dalla posizione di partenza. Se invece la temperatura decresce con l altezza più lentamente del profilo adiabatico, o addirittura aumenta (inversione), le particelle d aria sono inibite sia nei movimenti verso l alto che verso il basso e la situazione è detta stabile. Condizioni neutre si verificano tipicamente durante le transizioni notte-giorno, in presenza di copertura nuvolosa o con forte vento. Le condizioni instabili si verificano quando il trasporto di calore dal suolo verso l alto è notevole, come accade nelle giornate assolate. Le condizioni stabili, tipiche nelle notti serene con vento debole, sono le più favorevoli ad un ristagno ed accumulo di inquinanti. I più gravi episodi di inquinamento si verificano in condizioni di inversione termica: in questi casi infatti gli inquinanti emessi al di sotto della quota di inversione non riescono ad innalzarsi poiché risalendo si trovano comunque ad essere più freddi dell aria circostante e dunque più pesanti. La diffusione turbolenta consiste nel rapido ed irregolare movimento di macroscopiche porzioni di fluido. Il livello di turbolenza nel PBL cresce al crescere della velocità del vento, della rugosità della superficie terrestre e dell instabilità atmosferica. La turbolenza infatti è indotta sia da componenti meccaniche che da componenti termiche. Nell elaborazione dei dati meteo si fa riferimento alle classi di stabilità di Pasquill: esse sono categorie di stabilità atmosferica che permettono di valutare le condizioni di stabilità, instabilità o neutralità ai fini della valutazione della turbolenza atmosferica, ovvero delle condizioni di dispersione degli inquinanti. Si tratta di 6 classi: classe A forte instabilità, B instabilità, C debole instabilità, D neutralità, E leggera stabilità, F stabilità. 73

80 Condizioni che favoriscono l accumulo o la dispersione degli inquinanti Le condizioni che favoriscono un accumulo di inquinanti possono essere così sintetizzate: Alta pressione: poiché associata ad assenza di precipitazioni Poco vento: poiché non favorisce la dispersione meccanica degli inquinanti Temperature massime elevate: tale fattore influisce negativamente solo per quel che concerne l Ozono e gli inquinanti secondari (periodo estivo) Avvezione calda in quota (tipicamente SW): poiché stabilizza Le condizioni che favoriscono la dispersione degli inquinanti possono essere così sintetizzate: Il maltempo : non solo le precipitazioni di qualunque natura, ma comunque l arrivo di un fronte di bassa pressione Vento forte: dispersione meccanica Instabilità: si verifica quando si ha avvezione fredda in quota, con o senza temporali Vento che proviene da una zona pulita : per esempio da montagna Un altro fattore importante è la copertura nuvolosa che può avere plurimi effetti. Infatti le nuvole impedendo o riducendo la radiazione solare sottraggono energia al PBL convettivo favorendo l accumulo di inquinanti. Ma tale effetto non può essere considerato una regola poiché si verificano anche delle situazioni particolari in cui aumentano il mescolamento dello strato sottostante. D estate la copertura nuvolosa nelle ore calde inibisce la formazione di Ozono e di altri inquinanti secondari inducendo, dunque, un effetto benefico. Molto più complesso è invece definire l effetto della nebbia sull inquinamento atmosferico. Essa si forma, come tutte le nubi, quando una massa d aria umida si raffredda al di sotto della temperatura di rugiada. Tale situazione si verifica in condizioni di calma sinottica (no vento, no pioggia) e grande stabilità atmosferica, con possibile inversione al suolo. Le nebbie si generano per due meccanismi principali: nebbia di radiazione: di notte la superficie si raffredda per irraggiamento (IR) nebbia di avvezione: aria calda e umida trasportata su una superficie più fredda (tipicamente: da mare a terra in autunno ) L interazione tra nebbia e aerosol è molto complessa: la composizione chimica e le dimensioni dell aerosol influenzano la formazione delle gocce e la loro dimensione la deposizione al suolo delle gocce di nebbia è un meccanismo molto efficiente per la rimozione dell aerosol Le reazioni eterogenee possono essere importanti sorgenti di aerosol secondari In altri termini si può affermare che le condizioni in cui si forma la nebbia sono le stesse che favoriscono l accumulo degli inquinanti, per cui la presenza di nebbia indica facilmente una giornata ad elevato inquinamento. D altra parte, un paio di giorni di nebbia persistente possono 74

81 abbassare significativamente il PM1o per deposizione. Un ultimo caso da citare sono gli episodi di trasporto : ovvero episodi di inquinamento che sono legati al trasporto a lunga distanza come nel caso delle eruzioni vulcaniche o, più comunemente, di trasporto di sabbia e spray marino dal Sahara. In questo caso è importante precisare che il PM ha una composizione molto differente e con un differente grado di tossicità. Quasi tutti gli episodi d inquinamento (in pianura padana) hanno le seguenti caratteristiche: Interessano una vasta area (scala regionale/nazionale) Guidati da meteorologia a scala sinottica La persistenza di condizioni meteo sfavorevoli genera accumulo progressivo. Per raggiungere i picchi d inquinamento più elevati bisogna che l alta pressione sia ben consolidata anche in quota. Andamento tipico: aumento graduale quasi lineare (valori tipici: 3 ppb al giorno per O3, 3 μg/m 3 al giorno per PM1), calo più veloce associato a cambiamento delle condizioni meteo. Problema PM1 in inverno, problema O3 in estate 75

82 5.2. Analisi dei dati Pur non dimenticando la complessità dei fenomeni in gioco, si è scelto di descrivere solo alcuni indicatori meteorologici locali che risultano significativi per la loro influenza sulla qualità dell aria. Le elaborazioni riportate solo relative ai parametri: temperatura, direzione di provenienza e intensità del vento, altezza di rimescolamento, classi di stabilità. Esse sono state ottenute dai dati meteo forniti dal Servizio Idro-Meteorologico di ARPA, utilizzando il pre-processore meteorologico tridimensionale Calmet, impostando per l estrazione dei dati, le coordinate UTM di riferimento della stazione meteo di Reggio Emilia. Il pre-processore Calmet, a partire da osservazioni relative ai parametri meteorologici disponibili (stazioni al suolo e radiosondaggi), effettua un interpolazione nello spazio e nel tempo e ricostruisce i campi atmosferici su un grigliato regolare a maglie di 5 Km di lato. Per i parametri temperatura, direzione e velocità del vento, i dati forniti da Calmet, vengono confrontati con i dati registrati presso la stazione urbana di Reggio Emilia gestita dal Servizio Idro-Meteorologico a partire dal maggio 24 e sita nel centro della città, sul tetto dell edificio comunale in via Emilia San Pietro n Temperatura Effettuando il confronto fra i dati di temperatura media e massima mensile del 27 e quelli del 26 rilevati presso la centralina urbana di Arpa (Figura 17) si nota come i primi cinque mesi dell anno sia stati sensibilmente più caldi (inverno più mite), seguiti da una estate uguale all anno precedente non eccessivamente calda ed un autunno sensibilmente più freddo del 26. Le temperature massime mensili risultano essere particolarmente interessanti per le valutazioni sulla formazione dell Ozono nei mesi estivi. Si ricorda che la temperatura che viene registrata nel centro urbano è costantemente superiore rispetto alla prima periferia mediamente di circa 2 C: questo è dovuto all effetto isola di calore che si sviluppa nei centri urbani. Figura 17 Temperature medie e massime mensili registrate a Reggio Emilia ( C). 76

83 Vento e circolazione atmosferica Anche per quanto concerne il modulo del vento è possibile confrontare i dati 27 con quelli relativi all anno precedente (Figura 18). Come ben noto, il comune di Reggio Emilia non è caratterizzato da una forte intensità dei venti. In particolar modo nel 27 più del 9 % dei giorni sono stati caratterizzati da una velocità media inferiore ad 1 m/s. Gli episodi lievemente più intensi si verificano in periodo primaverile, mentre quelli meno intensi in periodo autunnale. Analizzando invece la direzione del vento si osserva che le direzioni prevalenti permangono sulla direttrice Ovest- SudOvest / Est-NordEst. Figura 18 Velocità del vento (sx) e rosa dei venti (dx) registrata a Reggio Emilia Altezza di rimescolamento Come già detto precedentemente, l altezza di rimescolamento è forse il parametro più utilizzato per valutare la diffusione degli inquinanti in condizioni di strato limite atmosferico instabile. Lo spessore dello Strato di Rimescolamento è fondamentale per stabilire il grado di diluizione degli inquinanti negli strati bassi dell atmosfera. Una prima valutazione consiste nel determinare l altezza di rimescolamento media mensile e osservarne la sua evoluzione nell anno. Come risaputo, l altezza di rimescolamento è più elevata nei mesi estivi mentre raggiunge i valori minimi nei mesi di novembre, dicembre, gennaio e febbraio causando un forte ristagno di inquinanti. Poiché l altezza di rimescolamento è fortemente influenzata dalla radiazione solare, nei mesi invernali il numero di ore in un giorno in cui l altezza di rimescolamento si alza è molto ridotto comportando quindi una ancor minore capacità di dispersione degli inquinanti da parte dell atmosfera. 77

84 Figura 19 Evoluzione dell altezza di rimescolamento media mensile durante l anno. In particolar modo si osserva come nel periodo invernale il modesto irraggiamento solare, l alta umidità relativa con nebbie persistenti, la bassa temperatura, la ridotta ventilazione e l assenza di precipitazioni, producono la riduzione dello strato di rimescolamento: l hmix raggiunge al massimo i 6 m per poi scendere fino a 5 m di notte. Quando lo strato di rimescolamento si riduce a zero si ha l inversione termica al suolo, situazione nella quale gli inquinanti primari, cioè quelli prodotti direttamente dalle fonti, non possono diffondere nell atmosfera e quindi persistono al suolo in concentrazioni elevate. In primavera si assiste ad un forte ricambio d aria con un hmix che raggiunge di giorno una quota media di 16 m per poi passare ad una situazione estiva dove supera anche i 2 m grazie all accentuarsi dei moti convettivi causati dalle più alte temperature. In autunno la situazione comincia a peggiorare poiché l hmix media scende a 14 m generando condizioni sfavorevoli al ristagno di inquinanti anche se non così pessime come quelle invernali. 78

85 Classi di Stabilità Le categorie di stabilità atmosferica permettono, come già precedentemente illustrato, di valutare le condizioni di stabilità, instabilità o neutralità ai fini della valutazione della turbolenza atmosferica, ovvero delle condizioni di dispersione degli inquinanti. Di seguito si riportano le percentuali di condizioni stabili nelle quattro stagioni dell anno 27 estratte da Calmet sulla base del gradiente verticale di temperatura: ne consegue che maggiore è la percentuale di classi stabili e maggiore è il ristagno di inquinanti. Figura 2 Percentuale di condizioni stabili nelle quattro stagioni. 79