EMISSIONI DA TRAFFICO E QUALITA DELL ARIA: ELEMENTI PER LA GESTIONE NELLA CITTA DI MILANO

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1 EMISSIONI DA TRAFFICO E QUALITA DELL ARIA: ELEMENTI PER LA GESTIONE NELLA CITTA DI MILANO Hanno collaborato: dott.. Bruno Villavecchia dott.. Marco Bedogni per l Agenzia Mobilità e Ambiente s.r.l. prof.. Michele Giugliano ing.. Giovanni Lonati per il Politecnico di Milano (D.I.I.A.R.)

2 th TRANSPORT AND AIR POLLUTION THE AREA OF MILAN AS FULL SCALE LABORATORY TO ASSESS THE IMPACT OF THE TRAFFIC EMISSIONS

3 AREA DI STUDIO COMUNE DI MILANO Veicoli immatricolati 1.1. Veicoli in ingresso/giorno 9. N. spostamenti/giorno 2.6. Km percorsi/giorno 16.. Vetture/km Vetture/km rete stradale 78 Vetture/abitante,7

4 ANALISI DEL SISTEMA EMISSIONI-QUALITÀ DELL ARIA Area urbana di MILANO = modello fisico in scala reale rinnovo sistematico del parco circolante rete di rilevamento qualità aria efficiente e ben distribuita variazioni minori per le fonti emissive diverse dal traffico analoghe riduzioni nell area circostante ampio campo di osservazione Studio a posteriori della relazione effettiva traffico-qualità dell aria Modelli empirici per indicazioni sull efficacia degli interventi ti futuri

5 OBIETTIVO DELLO STUDIO Fornire strumenti di supporto per la gestione della QUALITÀ DELL ARIA nella Città di MILANO con particolare riferimento al ruolo del traffico veicolare ARTICOLAZIONE DELLO STUDIO Stima delle emissioni da traffico con il modello di calcolo COPERT III nel periodo Analisi dell evoluzione della qualità dell aria e delle emissioni complessive nel periodo Individuazione delle relazioni che descrivono il rapporto emissioni-qualità dell aria nell area di studio

6 Metodologia di calcolo delle emissioni da traffico COPERT III Emissione i = j FE i,j Percorrenza j N.Veicoli j 1-6 [t anno -1 ] [g km -1 ] [km anno -1 ] [-] [t g -1 ] Velocità [media oraria] Caratteristiche carburante T ambiente [min, max, media mensile] Età del veicolo (km percorsi) Tipologia veicolo (15 categorie) (alimentazione, cilindrata, categoria legislativa)

7 Fattori di emissione COPERT III in funzione della velocità media Curve di distribuzione delle velocità medie orarie per giornata tipo da applicazione del modello di assegnazione al grafo di rete sulla base delle matrice O/D risultante dalle indagini sugli spostamenti (fonte: ATM, 2) Fattore di emissione [g km -1 ] Auto benzina NON CATALIZZATA - ECE15 4 < 14 cc Auto benzina CATALIZZATA - Euro II < 14 cc velocità media: 34 km/h (fonte: ATM, 2) velocità [km h -1 ]

8 Caratteristiche dei carburanti BENZENE (fonte: Unione Petrolifera, 21) Contenuto di benzene nelle benzine [% vol.] 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, Benzina senza Pb Benzina con Pb Anni 2.25 Contenuto di zolfo [mg/kg] Gasolio Benzina con Pb Benzina senza Pb Anni ZOLFO (fonte: elaborazione su dati Unione Petrolifera, Normativa italiana, COPERT III)

9 Evoluzione delle percorrenze giornaliere percorrenze giornaliere [km giorno -1 ] percorrenze giornaliere popolazione residente popolazione [abitanti anno -1 ] (fonte: PUT, 1995; PUM, 21)

10 Distribuzione km giorno - 1 per classi veicolari 4% 1% 2% 1% 83% Auto Moto Merci < 3,5 t Merci > 3,5 t Bus (fonte: PUT, 1995; PUM, 21)

11 Rinnovo del parco circolante - Autovetture benzina 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% Euro II 94/12/EC Euro I 91/441/EC ECE 15/4 ECE 15/3 ECE 15/2 ECE 15/-1 PRE-ECE 1% % (fonte: elaborazioni su dati ACI)

12 CO - Emissioni da traffico annue 12. MOTOCICLI 1. CICLOMOTORI Emissioni [t/anno] BUS MERCI DIESEL PESANTI MERCI DIESEL LEGGERI MERCI BENZINA AUTO METANO AUTO GPL 2. AUTO DIESEL AUTO BENZINA CATALIZZATE AUTO BENZINA NON CATALIZZATE Anni

13 NOx - Emissioni da traffico annue 12. MOTOCICLI 1. CICLOMOTORI Emissioni [t/anno] BUS MERCI DIESEL PESANTI MERCI DIESEL LEGGERI MERCI BENZINA AUTO METANO AUTO GPL 2. AUTO DIESEL AUTO BENZINA CATALIZZATE AUTO BENZINA NON CATALIZZATE Anni

14 COV - Emissioni da traffico annue 22. Emissioni [t/anno] MOTOCICLI CICLOMOTORI BUS MERCI DIESEL PESANTI MERCI DIESEL LEGGERI MERCI BENZINA AUTO METANO AUTO GPL AUTO DIESEL AUTO BENZINA CATALIZZATE AUTO BENZINA NON CATALIZZATE Anni

15 Benzene - Emissioni da traffico annue 1. Emissioni [t/anno] MOTOCICLI CICLOMOTORI BUS MERCI DIESEL PESANTI MERCI DIESEL LEGGERI MERCI BENZINA AUTO METANO AUTO GPL AUTO DIESEL AUTO BENZINA CATALIZZATE AUTO BENZINA NON CATALIZZATE Anni

16 PTS - Emissioni da traffico annue 1. Emissioni [t/anno] MOTOCICLI CICLOMOTORI BUS MERCI DIESEL PESANTI MERCI DIESEL LEGGERI MERCI BENZINA AUTO METANO AUTO GPL AUTO DIESEL AUTO BENZINA CATALIZZATE AUTO BENZINA NON CATALIZZATE Anni

17 SO 2 - Emissioni da traffico annue 1. Emissioni [t/anno] MOTOCICLI CICLOMOTORI BUS MERCI DIESEL PESANTI MERCI DIESEL LEGGERI MERCI BENZINA AUTO METANO AUTO GPL AUTO DIESEL AUTO BENZINA CATALIZZATE AUTO BENZINA NON CATALIZZATE Anni

18 QUALITA DELL ARIA - Rete di monitoraggio v.le Marche Parco Lambro via Messina p.le Zavattari p.le Aquileia via Senato via Verziere via Juvara v.le Liguria p.le Abbiategrasso

19 QUALITA DELL ARIA - Concentrazioni destagionalizzate 9, concentrazioni di CO [mg/m 3 ] 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, Medie mensili Medie mensili destagionalizzate 1,, lug-89 nov-9 apr-92 ago-93 gen-95 mag-96 set-97 feb-99 giu- anni

20 Monossido di carbonio (CO) Concentrazione media annuale [ g/m 3 ] Concentrazioni in atmosfera Emissioni da traffico Emissioni da traffico [t/anno] Anni

21 Modello per il monossido di carbonio (CO) Concentrazioni [ g/m 3 ] C CO = 2 * 1 7 * E 2 CO +,226 * E CO + 13 R 2 =,983 scenari futuri Emissioni [t/anno]

22 CO - Efficacia della riduzione emissioni sulle concentrazioni dc CO /de CO = E CO +,226 anno E CO [t] C CO [ g m -3 ] % scenario % E CO = 1 kt

23 Ossidi di Azoto (NOx) Concentrazione media annuale [ g/m 3 ] Concentrazioni in atmosfera Emissioni totali Emissioni da traffico Emissioni totali [t/anno] Anni

24 Modello per gli ossidi di azoto (NOx) 3 Concentrazioni [ g/m 3 ] C NOx = 14,72 * exp (,217 * E NOx ) R 2 =,993 scenari futuri 5 emissioni da traffico nulle Emissioni [t/anno]

25 NOx - Efficacia della riduzione emissioni sulle concentrazioni dc NOx /de NOx = 14,72,217 exp (,217 E NOx ) anno E NOx [t] C NOx [ g m -3 ] scenario % -78% E NOx =1 kt

26 Benzene (C 6 H 6 ) Concentrazione media annuale [ g/m 3 ] Concentrazioni in atmosfera Emissioni da traffico + rifornimento Emissioni da traffico [t/anno] Anni

27 Modello per il BENZENE (C 6 H 6 ) 14 Concentrazioni [ g/m 3 ] C benzene = 1,53 * exp (,313 * E benzene ) R 2 =,991 scenari futuri Emissioni da traffico [t/anno]

28 C 6 H 6 - Efficacia della riduzione emissioni sulle concentrazioni dc C6H6 /de C6H6 =,46 exp (,313 E C6H6 ) anno E C6H6 [t] C C6H6 [ g m -3 ] , ,18 scenario 2,8-53% -78% E C6H6 = 1 t

29 Particolato totale e PM Concentrazione media annuale [ g/m 3 ] Concentrazioni in atmosfera di PTS Concentrazioni in atmosfera di PM1 Emissioni totali (traffico+fisse) Emissioni da traffico Emissioni [t/anno] Anni

30 Modello per il PARTICOLATO (PTS) 12 Concentrazioni [ g/m 3 ] C PTS = 15,54 * exp (,158 * E PTS ) R 2 =,953 scenari futuri PTS PM1 modello PTS emissioni da traffico nulle Emissioni da traffico [t/anno]

31 PTS - Efficacia della riduzione emissioni sulle concentrazioni dc PTS /de PTS =,234 exp (,158 E PTS ) anno E PTS [t] C PTS [ g m -3 ] ,5 scenario 5 5, -47% -65% E PTS = 1 t

32 8 3.2 Biossido di zolfo (SO 2 ) Concentrazione media annuale [ g/m 3 ] Concentrazioni in atmosfera Emissioni da traffico Emissioni da traffico [t/anno] Anni Contenuto di zolfo nei carburanti [ppm] Contenuto di S nel gasolio Contenuto di S nella benzina con Pb Contenuto di S nella benzina senza Pb Emissioni da traffico Emissioni da traffico [t/anno] Ruolo delle fonti fisse Contenuto di S nei carburanti Anni

33 Ozono (O 3 ) 6 3. Concentrazioni di ozono in atmosfera Concentrazione media annuale [ g/m 3 ] Emissioni da traffico di COV Emissioni totali di NOx Emissioni [t/anno] Anni Area COV limitata Riduzione disponibilità NO locale Ruolo sorgenti fisse e naturali su COV reattivi Scala spaziale del problema Ozono

34 OBIETTIVO DELLO STUDIO CONCLUSIONI / 1 Fornire strumenti di supporto per la gestione della QUALITÀ DELL ARIA nella Città di MILANO con particolare riferimento al ruolo del traffico veicolare METODOLOGIA DI LAVORO Analisi del sistema emissioni - qualità dell aria Area urbana di Milano = modello fisico in scala reale Studio a posteriori dei trend delle emissioni e della qualità dell aria

35 RISULTATI CONCLUSIONI / 2 Serie storica delle emissioni da traffico per la Città di Milano nel periodo Analisi dei trend di qualità dell aria e delle emissioni complessive nel periodo Modelli empirici per la descrizione del rapporto emissioni-qualità dell aria nell area di studio con cui valutare l effetto di scenari di emissioni associati agli schemi di intervento praticabili in futuro (es. rispetto delle nuove Direttive UE)

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