AZIONE 1.1. Gravimetria: monitoraggio dei PM nei partner del progetto PART AERA

Transcript

1 AZIONE 1.1 Gravimetria: monitoraggio dei PM nei partner del progetto PART AERA

2

3 INDICE pag.1 1. PART AERA: introduzione al problema del particolato nell area ALCOTRA..pag Origine e dinamiche del PM. pag Effetti sulla salute e sul clima....pag.3 2. Normativa europea vigente...pag Metodo d analisi di riferimento per i PM..pag Monitoraggio dei PM nell area ALCOTRA..pag.7 3. Gravimetria: confronto tra le metodiche utilizzate nell area ALCOTRA..pag Sistemi di prelievo..pag Portata pag Tipologia di filtri usati..pag Trasporto e condizionamento dei filtri.pag Pesata dei filtri...pag.11 Gravimetria: monitoraggio dei PM nei partner di Part Aera Pag. 1

4 1. PART AERA: introduzione al problema del particolato nell area ALCOTRA Nato come prosecuzione del lavoro avviato dal progetto strategico AERA-ALCOTRA, il progetto PART AERA si pone come obiettivo di continuare ad affrontare, a livello transfrontaliero, le problematiche connesse al miglioramento della qualità dell aria. Le regioni che formano lo spazio ALCOTRA (Provence-Alpes-Côte d Azur e Rhône-Alpes in Francia; Piemonte, Valle d Aosta e Liguria in Italia) presentano infatti numerose analogie non solo per quanto riguarda le fonti di inquinamento (traffico veicolare, produzione di energia) e la loro localizzazione (centri urbani, vie di comunicazione) ma anche per l orografia e le condizioni climatiche. Uno degli inquinanti più problematici in quest area è sicuramente il particolato atmosferico (PM), responsabile di importanti episodi di inquinamento e conseguenti superamenti dei limiti di legge. Sulla base di queste considerazioni, il progetto PART AERA si propone di migliorare le conoscenze sui metodi di misura e sull analisi delle origini di inquinamento da polveri, con lo scopo di fornire ai diversi soggetti pubblici informazioni utili per l identificazione di politiche e piani di gestione efficaci. 1.1 Origine e dinamiche del particolato Il PM è un inquinante atmosferico la cui composizione è estremamente eterogenea, sia dal punto di vista chimico che dal punto di vista dimensionale. In generale, il PM può essere considerato come una miscela complessa di sostanze organiche e inorganiche in sospensione nell aria, sotto forma solida o liquida. Le loro proprietà sono definite in base al diametro aerodinamico e le classi granulometriche richieste in ambito di monitoraggio sono: la frazione toracica o PM 10 (particelle con diametro aerodinamico inferiore a 10 µm); la frazione alveolare o PM 2.5 (particelle con diametro aerodinamico inferiore a 2.5 µm). La dimensione delle particelle determina il loro tempo di volo e persistenza in atmosfera. Di conseguenza, le particelle costituenti la parte più grossolana del PM10 tendono a scomparire nell aria dopo poche ore dalla sua emissione per effetto della sedimentazione e delle precipitazioni mentre il PM 2.5 può persistere nell aria anche per diversi giorni se non addirittura settimane. Sulla base del processo di formazione, il PM viene classificato in primario o secondario. L emissione diretta (primaria) di particolato in atmosfera è risultato sia di processi antropici (ad esempio attività industriali, traffico veicolare, combustione di biomasse) che naturali (ad esempio spray marino, eruzioni vulcaniche, erosione naturale, trasporto di sabbie, produzione di spore e pollini). Il particolato di origine secondaria si forma in atmosfera per ossidazione e trasformazione di alcuni gas primari che vengono quindi definiti gas precursori (SO 2, NO x, NH 3, composti organici Gravimetria: monitoraggio dei PM nei partner di Part Aera Pag. 2

5 volatili). Reagendo in atmosfera, SO 2, NO x, NH 3 formano ammonio-solfati e nitrati, i quali condensano a fase liquida creando così nuove particelle, definite aerosol inorganici secondari (SIAs). Allo stesso modo, i composti organici volatili possono subire processi di ossidazione, formando composti meno volatili, i cosiddetti aerosol organici secondari (SOAs). La formazione dei SIAs e dei SOAs in atmosfera dipende sia da fattori chimici (concentrazione dei precursori, presenza in atmosfera di sostanze altamente reattive come O 3 e radicali idrolitici) che da fattori fisici (condizioni metereologiche come radiazione solare, umidità relativa e copertura nuvolosa). 1.2 Effetti sulla salute e sul clima Gran parte dei cittadini europei spesso si trovano a respirare aria non in linea con gli standard qualitativi previsti dall Unione Europea (UE), in particolar modo in ambito urbano. In tabella 1.1 è riportato un confronto tratto dal report Air quality in Europe 2013 effettuato dalla European Environmental Agency; per i principali inquinanti vengono paragonati i valori limite e le rispettive stime di esposizione sulla popolazione a seconda si segua la legislazione UE oppure le linee guida della World Health Organization (WHO). Nel confronto vengono considerati i valori limite maggiormente restrittivi previsti dalla direttiva europea 2008/50/CE (ad esempio per il PM 10 è stata considerato il valore limite giornaliero e per il PM 2.5 il valore limite annuale da raggiungere nel 2020). Come si può notare, gli attuali livelli di inquinamento hanno un chiaro impatto sulle popolazioni che vivono in ambito urbano, in particolar modo per i PM, l ozono (O 3 ) e il benzo(a)pirene (BaP). Questa situazione risulta ancora più evidente se si considerano i limiti previsti dalle linee guida WHO, con una stima di esposizione per la popolazione che sfiora il 100% per gli inquinanti citati. INQUINANTE limite UE stima esposizione (%) limite WHO stima esposizione (%) PM 2.5 annuale (20 µg.m -3 ) annuale (10 µg.m -3 ) PM 10 giornaliero (50 µg.m -3 ) annuale (20 µg.m -3 ) O 3 8-orario (120 µg.m -3 ) orario (100 µg.m -3 ) NO 2 annuale (40 µg.m -3 ) 5-13 annuale (40 µg.m -3 ) 5-13 BaP annuale (1 ng.m -3 ) annuale (0,12 ng.m -3 )* SO 2 giornaliero (125 µg.m -3 ) < 1 giornaliero (20 µg.m -3 ) CO 8-orario (10 mg.m -3 ) < 2 8-orario (10 mg.m -3 ) < 2 Pb annuale (0,5 µg.m -3 ) < 1 annuale (0,5 µg.m -3 ) < 1 Benzene annuale (5 µg.m -3 ) < 1 annuale (1,7 µg.m -3 )* Tabella 1.1 Percentuali delle popolazioni urbane esposte alle concentrazioni di inquinanti atmosferici (limiti UE vs limiti WHO) in Europa * WHO non stabilisce limiti per le sostanze cancerogene(come BaP e benzene) in quanto la carcinogenesi è per sua natura un fenomeno probabilistico;il valore di riferimento in tabella è stato misurato assumendo un rischio aggiuntivo sull aspettativa di vita pari a 1x10-5 Gravimetria: monitoraggio dei PM nei partner di Part Aera Pag. 3

6 Diversi studi epidemiologici attribuiscono all inquinamento atmosfericoimportanti effetti sulla salute umana anche a concentrazioni inferiori rispetto alle attuali linee guida di qualità dell aria. Come recentemente riportato dalla WHO e dai ricercatori del CIRC (Centre International de Recherche sur le Cancer), sono state trovate significative correlazioni tra l esposizione all inquinamento atmosferico e l insorgenza di alcuni tumori, come ad esempio il cancro ai polmoni. Il materiale particolato, uno dei maggiori componenti dell inquinamento atmosfericoè stato valutato separatamente ed è stato anch esso classificato come cancerogeno per l'uomo (Gruppo 1).Sulla base della loro granulometria, i PM sono in grado di penetrare all interno del sistema respiratorio a livelli differenti: più le dimensioni sono ridotte e più le particelle saranno in grado di penetrare profondamente, tanto da raggiungere il livello degli alveoli polmonari nel caso dei PM 2.5. Gli effetti evidenziati sulla salute sono l alterazione delle funzioni respiratorie, l irritazione delle vie superiori ed inferiori dell apparato respiratorio e possibili effetti mutageni e cancerogeni (dovuti all adsorbimento sulla superfice delle particelle di sostanze tossiche come gli idrocarburi policiclici aromatici). Alla presenza di polveri sospese in atmosfera sono legati fenomeniquali la formazione di nebbie e nubi, la variazione delle proprietà ottichedell atmosfera con effetti sulla visibilità e sul bilancio energetico terrestre,la contaminazione delle acque e del suolo attraverso deposizione secca eumida, la catalisi di reazioni chimiche in atmosfera ed il danneggiamentodei materiali. Oltre agli effetti sulla salute, alcune componenti della frazione fine del particolato influiscono notevolmente sul clima. Gli aerosol presenti in atmosfera possono avere comportamenti differenti, ossia comportarsi da scattering aerosol o da absorbing aerosol. Gli aerosol del primo tipo sono caratterizzati principalmente dalla capacità di riflettere la radiazione solare e in tal modo diminuisce la quantità di radiazioni in grado di arrivare alla superficie terrestre.a livello climatico l effetto che inizialmente ne deriva è di un locale raffreddamento, esteso poi a livello più ampio (regionale) grazie ai processi di circolazione e mescolamento delle masse d aria. Gli absorbing aerosol sono caratterizzati invece dalla capacità di assorbire le radiazioni solari. Per quanto riguarda il clima, l effetto che si osserva a livello locale è quello di un riscaldamento dello strato d aria interessato dall aerosol e di un raffreddamento a livello del suolo dovuto alla minore quantità di radiazioni solari che vi arrivano. A larga scala si verifica un effetto di riscaldamento perché la circolazione e i processi di mescolamento redistribuiscono l energia termica assorbita. Infine, il particolato è in grado di influenzare il clima anche a livello indiretto attraverso il cambiamento di alcune proprietà delle nuvole (come la riflettività, la formazione e la distribuzione delle nuvole) e delle precipitazioni. Gravimetria: monitoraggio dei PM nei partner di Part Aera Pag. 4

7 2. Normativa europea vigente A livello legislativo, le norme relative alla qualità dell aria e alla tutela dall inquinamento atmosferico in ambito europeo sono attualmente contenute nella direttiva 2008/50/CE, recepite a livello nazionale in Italia con il D.Lgs 155/2010 e in Francia con il Décret n Con questo provvedimento sono stati raggiunti due scopi principali: l aggiornamento delle norme sulla base degli ultimi sviluppi in campo scientifico e sanitario; la raccolta in un unico atto di cinque precedenti provvedimenti europei in materia di inquinamento atmosferico (le direttive 1996/68/CE, 1999/30/CE, 2000/69/CE, 2002/2/CE e la decisione 97/101/CE). Attraverso questa direttiva l Unione Europea si propone di stabilire un impostazione comune nella valutazione della qualità dell aria ambiente sulla base di criteri comuni di valutazione, tenendo conto della dimensione delle popolazioni e degli ecosistemi esposti all inquinamento atmosferico.per quanto riguarda gli inquinanti PM 10 e PM 2.5, la direttiva stabilisce i valori limite e obiettivo come riportato in tabella 2.1. FRAZIONE DIMENSIONALE Periodo di valutazione Valore Commento PM 10, valore limite 24 ore 50 µg.m -3 da non superare più di 35 giorni all'anno; da raggiungere entro il 1 gennaio 2005 PM 10, valore limite anno civile 40 µg.m -3 da raggiungere entro il 1 gennaio 2005 PM 2.5, valore obiettivo anno civile 25 µg.m -3 da raggiungere entro il 1 gennaio 2010 PM 2.5, valore limite (I fase) PM 2.5, valore limite (II fase) PM 2.5, obbligo di concentrazione all'esposizione PM 2.5, obiettivo di riduzione all'esposizione anno civile 25 µg.m -3 da raggiungere entro il 1 gennaio 2015 anno civile 20 µg.m -3 da raggiungere entro il 1 gennaio µg.m riduzione dell'esposizione (0-20%), sulla base dell'indicatore di esposizione media dell'anno di riferimento; da raggiungere entro il 2020 Tabella 2.1 Limiti normativi previsti dalla direttiva 2008/50/CE per il PM 10 e PM 2.5 La direttiva pone una particolare attenzione al PM 2.5 : finora, infatti, è riconosciuto l impatto molto negativo sulla salute umana ma non è stata ancora individuata una soglia al di sotto del quale il particolato sottile non rappresenti un rischio. La definizione del valore limite per il PM2.5 passa quindi attraverso più fasi (definizione di un valore obiettivo e poi dei valori limite). Gravimetria: monitoraggio dei PM nei partner di Part Aera Pag. 5

8 Bisogna comunque ricordare che questi valori sono più alti rispetto a quelli previsti dalle linee guida della WHO (2005) (tabella 2.2). Valore medio annuale Valore medio giornaliero PM 2,5 10 µg.m µg.m -3 PM µg.m µg.m -3 Tabella 2.2 Valori limite per il PM 10 e PM 2.5 previsti dalle linee guide WHO Il motivo di questa scelta parte dal presupposto che l obiettivo finale di queste regolamentazioni sia quello di ottenere le concentrazioni più basse possibili. Siccome non sono stati ancora identificati valori critici al di sotto dei quali non si osservano danni alla salute, i valori attualmente raccomandati rappresentano obiettivi accettabili al fine di minimizzare gli effetti sulla salute dell uomo e sugli ecosistemi in generale. 2.1 Metodo d analisi di riferimento per i PM L analisi gravimetrica è il metodo di misura previsto dalladirettiva europea 2008/50/CE per il particolato atmosferico. I metodi di riferimento che descrivono le varie fasi del campionamento e della misura del particolato sono contenuti in due norme: UNI EN 12341:1999 ( Qualità dell aria. Procedura di prova in campo per dimostrare l equivalenza di riferimento dei metodi di campionamento per la frazione di PM10 del materiale particolato ) per il PM 10 ; UNI EN 14907:2005 ( Standard gravimetric measurement method for the determination of the PM2,5 mass fraction of suspended particulate matter ) per ilpm 2.5. La procedura generale per l analisi del particolato atmosferico prevede il campionamento di un volume noto d aria. Questa operazione avviene utilizzando una pompa, collegata ad una testa di separazione ad impatto inerziale che seleziona la frazione di particolato di interesse.l aria aspirata viene convogliata da un tubo collettore verso un filtro, con lo scopo di trattenere le particelle selezionate in precedenza. I filtri vengono condizionati prima e dopo i prelievi (T = 20+/-1 C, umidità rel. = 50+/-5 %) per 48 ore; una volta stabilizzati vengono pesati (su bilance analitiche a 6 cifre decimali) e, per differenza di peso, si ricava la massa di particolato campionata. La concentrazione di particolato si ottiene dividendo il valore della massaper il volume d aria aspirato. Il campionamento può essere effettuato a basso (LVS) o ad alto volume (HVS) a seconda della portata utilizzata: nel LVS è prevista una portata di 2.3 m 3 /h sia per il PM 10 che per il PM 2.5 mentre nel HVS viene stabilita una portata di 68 m 3 /h per il PM 10 e di 30 m 3 /h per il PM 2.5. All interno della normativa sono previsti anche metodi di monitoraggio alternativi a quello gravimetrico, come ad esempio le analisi strumentali in continuo; per poter essere utilizzati in Gravimetria: monitoraggio dei PM nei partner di Part Aera Pag. 6

9 conformità con quanto prescritto dalla legge, queste metodiche devono essere validate tramite una certificazione di equivalenza rilasciata dall Autorità Nazionale Competente. 2.2 Monitoraggio dei PM nell area Alcotra In conformità con la direttiva 2008/50/CE, il monitoraggio del PM nelle ragione appartenenti all area ALCOTRA viene attuato con diversi metodi: in primo luogo tutti i partner del progetto effettuano misurazioni gravimetriche del PM, così come prescritto dalla normativa europea; sono utilizzati poi metodi di monitoraggio in continuo,forniti di apposita certificazione di equivalenza. Uno schema riassuntivo delle metodiche utilizzate per il monitoraggio dei PM dai partner del progetto Part Aera è riportato in tabella 2.3. Gravimetria Metodi di monitoraggio dei PM Microbilancia a oscillazione Air Rhône-Alpes x x Air PACA x x Assorbimento raggi β Arpa Piemonte x x Analizzatore ottico Regione Liguria - Arpal x x x Tabella 2.3 Metodiche per il monitoraggio dei PM utilizzate dai partner di Part Aera Gravimetria: monitoraggio dei PM nei partner di Part Aera Pag. 7

10 3. Gravimetria: confronto tra le metodiche utilizzate nell area ALCOTRA Una delle aree di indagine del progetto PART AERA consiste nella valutazione del PM 10 con metodo gravimetrico nelle quattro regioni partner. Per questo motivo sono state confrontate le procedure di campionamento e le metodiche di analisi al fine di evidenziarne eventuali differenze e analogie. I principali parametri confrontati sono: il sistema di prelievo, la portata di aspirazione, la tipologia dei filtri, il trasporto e il condizionamento dei filtri, la pesata dei filtri. Nella tabella 3.1 sono riportate le informazioni raccolte dai vari partner che saranno trattate nei paragrafi successivi. Campionatore PARTNER PART AERA Air Rhône-Alpes Air PACA Arpa Piemonte unità sequenziale PARTISOL (Thermo Scientific) unità sequenziale PARTISOL PLUS 2025I (Thermo Scientific) Sentinel PM, campionatore Charlie HV (Tecora) Regione Liguria - Arpal SKYPOST PM HV (Tecora) Portata di prelievo 1 m 3 /h 1 m 3 /h 2.3 m 3 /h 2.3 m 3 /h Tipo di filtri teflon teflon fibra di quarzo fibra di quarzo Trasporto temperatura ambiente (23 C circa) in appositi portafiltri; utilizzo di borse frigo Condizionamento cappe o camere climatizzate (48h), T = 20 +/- 1 C, HR = 50 +/- 5% Tipo di bilancia Sartorius MSA6.6S Sartorius MSA6.6S Mettler Toledo XP 26 Sartorius M5C doppia pesata (una Procedura di procedura interna procedura interna doppia pesata (una volta) con sistema pesata (LMRA) (LMRA) volta) automatizzato Tabella 3.1 Schema riassuntivo dei principali parametri utilizzati dai partner di Part Aera nell analisi gravimetrica del particolato Gravimetria: monitoraggio dei PM nei partner di Part Aera Pag. 8

11 3.1 Sistemi di prelievo In tutte le regioni partner, il prelievo del PM 10 viene effettuato con l utilizzo di unità di campionamento sequenziali. Lo strumento utilizzato da Air-PACA e Air-Rhône-Alpes è l unità sequenziale PARTISOL (Thermo Scientific); la Regione Liguria-Arpal e Arpa Piemonte utilizzanocampionatori di marca TCR (Tecora) ma modelli differenti (modello Sentinel PM / campionatore Charlie HV e modello SKYPOST PM HV rispettivamente). Pur essendo strumenti appartenenti a case costruttrici diverse, le caratteristiche che si ritrovano sono sostanzialmente le stesse. Il sistema di sostituzione sequenziale della membrana filtrante (entrambi con autonomia di 16 filtri), insieme al controllo elettronico del flusso, consente il monitoraggio continuo senza presidio dell operatore, nonché di sostituire i filtri esposti senza interrompere il campionamento in corsoe quindi senza l'obbligo di eseguire l'intervento in tempi predeterminati. Il percorso rettilineo del tubodi aspirazione e laseparazione della zona di permanenza dei filtri da fonti di calore interne oradianti consentono di raccogliere e mantenere l'integrità dei campioni. Tutte le unità presentano sistemi per la misurazione elettronica della portata e la misura volumetrica mediante contatore, oltre a sensori per la valutazione della velocità e direzione del vento tranne per il campionatore usato da Arpa Piemonte; nel caso dell unità TCR si trovano ulteriori dispositivi per la misura della pressione atmosferica, della perdita di carico del filtro e della temperatura ambiente. Le unità sequenziali, se collegate alla rete, possono essere controllate in remoto attraverso software dedicati. 3.2 Portata La portata di campionamento è un parametro importante nel monitoraggio dei PM: è fondamentale che venga misurata e controllata costantemente in modo tale da garantire un flusso costante in entrata. In Liguria e Piemonte, la portata scelta per il flusso di aspirazione è di 2.3 m 3 /h, così come previsto dalla norma UNI EN 12341:1999. Air-PACA e Air-Rhône-Alpes utilizzano la portata di 1 m 3 /h: in questo caso si è deciso di seguire gli standard americani EPA per la testa di prelievo, a cui l unità sequenziale PARTISOL fa riferimento. 3.3 Tipologia di filtri usati Nell ambito del monitoraggio del particolato atmosferico possono essere utilizzate diverse tipologie di filtri, generalmente classificati in filtri a profondità e filtri a membrana sulla base del principio di filtrazione. La caratteristica principale che li differenzia è data dal meccanismo di filtrazione : i filtri a profondità trattengono le particelle sia sulla superficie che all interno mentre quelli a membrana solo sulla superficie. Le principali caratteristiche che ne derivano sono elencate nella tabella 3.2. Gravimetria: monitoraggio dei PM nei partner di Part Aera Pag. 9

12 TIPO DI FILTRO Materiale Vantaggi Svantaggi A profondità fibra di vetro fibra di quarzo * grande capacità di ritenzione * quarzo: resistente alle alte temperature (circa 1000 C) * rilascio di materiale filtrante dovuto alla struttura fibrosa * tendenza ad adsorbire composti organici volatili A membrana esteri di cellulosa policarbonato Teflon * nessun rilascio di materiale filtrante grazie alla struttura continua del filtro * bassi livelli di bianco * bassa capacità di ritenzione e limitata alla superficie del filtro * intasamento molto rapido in caso di elevate quantità di particelle Tabella 3.2 Schema riassuntivo delle diverse tipologie di filtro nel monitoraggio del PM Occorre inoltre ricordare che i filtri per la raccolta del PM non agiscono come setacci, cioè come oggetti che permettono la ritenzione delle sole particelle con dimensioni superiori ai pori. Quando l aria attraversa la superficie filtrante, infatti, intervengono diversi fenomeni (impatto inerziale, intercettazione, diffusione browniana, deposizione gravitazionale, attrazione elettrostatica) che fanno si che l efficienza di raccolta (% di particelle che il filtro è in grado di trattenere) sia prossima al 100% per particelle in ogni range dimensionale. Per quanto riguarda i partner del progetto Part Aera, Air-PACA e Air-Rhône-Alpes utilizzano filtri a membrana in teflon (Pall Life Sciences, Type: PTFE supportedzefluor, Ø: 47 mm), piuttosto costosi ma con il vantaggio di evitare contaminazioni (ad esempio per i metalli). La Regione Liguria-Arpal e Arpa Piemonte utilizzano filtri a profondità in fibra di quarzo (Whatman cat.n , grade QMA, Ø: 47 mm e Millipore cod. AQFA, Ø: 47 mm rispettivamente), più economici rispetto a quelli in teflon ma con grande capacità di ritenzione e capacità di resistenza alle alte temperature (nel caso di quelli in fibra di quarzo). 3.4 Trasporto e condizionamento dei filtri Le procedure delle fasi di trasporto, condizionamento e pesatura dei filtri sono definite nel dettaglio all interno delle norme UNI EN 12341:1999 e UNI EN 14907:2005. Il trasporto dei filtri dalla stazione di campionamento al laboratorio analitico deve avvenire, secondo le norme, a temperatura ambiente (23 C circa) e con l utilizzo di appositi portafiltri; le stesse condizioni valgono anche per la fase di immagazzinamento, la cui durata deve essere al massimo di 23 giorni. Queste indicazioni sono funzionali alla minimizzazione dei cambiamenti in massa del PM campionato (come ad esempio la perdita di materiale semi-volatile) e dei fattori indesiderati (come ad esempio la condensazione). Tutti i partner di Part Aera seguono queste Gravimetria: monitoraggio dei PM nei partner di Part Aera Pag. 10

13 indicazioni ed in particolare i tecnici di Air-Rhône-Alpes e Air-PACA utilizzano borse refrigerate da blocchi di ghiaccio per il trasporto. Per quanto riguarda la procedura di condizionamento dei filtri, tutti partner del progetto seguono le indicazioni riportate dalle due norme: sia prima che dopo la fase di campionamento, i filtri vengono mantenuti per 48 ore in apposite camere o cappe climatizzate ad una temperatura di 20 +/- 1 C e ad una umidità relativa di 50 +/- 5 %. Inoltre i filtri devono essere maneggiati con pinzette in acciaio inossidabile o PTFE-rivestito (quando si usano queste ultime possono verificarsi cariche elettrostatiche) e prima dell utilizzo devono essere visionati per verificare la presenza di eventuali difetti. 3.5 Pesata dei filtri A livello di strumentazione, la pesata dei filtri viene effettuata con bilance di precisione a 6 cifre decimali da tutti i partner del progetto. In dettaglio, le bilance usate dai partner sono: Sartorius MSA6.6S per Air-Rhône-Alpes e Air-PACA, Mettler Toledo XP 26 per Arpa Piemonte, SartoriusM5C per Regione Liguria Arpal. La Regione Liguria-Arpal durante questa fase utilizza un sistema automatizzato che permette la determinazione gravimetrica degli filtri escludendo qualsiasi attività manuale, garantendo così la precisione e l accuratezza dei risultati ottenuti.con il sistema automatico si evitano eventualierrori dell operatore e si implementano le possibilità di maggior definizione nei risultati (ad esempio, si possono eseguire più pesate del singolo filtro calcolandone la Deviazione Standard). L unità è composta da bracci-assi meccanici completamente indipendenti tra loro, chetramite un microcontrollore, effettuano le operazioni di prelevamento da una pila porta filtri (caricamento da 8 fino a 48 filtri) e di pesata. Le operazioni di pesata sono gestite da un software dedicato che con l ausilio di un PC garantisce il corretto funzionamento dell automatismo. Le principali differenze riscontrate durante questa fase riguardanole procedureattuate dai diversi partnera livello generale. Air-Rhône-Alpes e Air-PACA seguono una procedura interna(lmra) per la pesata dei filtri (figura 3.1), applicando quindi le indicazioni più rigorose previste dalla norma UNI EN 14907:2005 per la pesata del PM 2.5 anche al PM 10.I tecnici francesi effettuano quindi una doppia pesata nella fase precedente (12 ore di condizionamento tra le due misurazioni) e successiva al campionamento (48 ore di condizionamento tra le due misurazioni). I filtri bianchi vengono pesati prima della loro esposizione e se la differenza in massa è maggiore di 40 µg non vengono usati; viceversa, se la differenza rientra nel range previsto, viene considerato come valore di bianco la media della due pesate e il filtro può essere esposto. In modo analogo si procederà dopo il campionamento: se la differenza in massa tra le due pesate del filtro è maggiore di 60 µg la misura non è valida, in caso contrario la misura viene accettata e convalidata come la media delle due misure effettuate. Gravimetria: monitoraggio dei PM nei partner di Part Aera Pag. 11

14 Figura 3.1 Schema della fase di pesata nella procedura LMRA Anche Arpa Piemonte e Regione Liguria-Arpal effettuano la doppia pesata ma senza lasciare intercorrere ulteriori ore di condizionamento tra le due misurazioni: questa situazione è da ricondurre alla notevole mole di lavoro a cui sono sottoposti i laboratori (ad esempio solo per la città di Torino devono essere pesati tra i 7000 e gli 8000 filtri all anno). Air-Rhône-Alpes, Air-PACA e Arpa Piemonte ad ogni sessione di lavoro misurano due filtri bianchi di riferimento (filtre témoin) al fine di valutare l influenza delle condizioni ambientali del laboratorio nel peso dei filtri. Sono stati notati comportamenti diversi a seconda del materiale del filtro: gli operatori di Air-Rhône-Alpes hanno notato una tendenza all aumento nelle misure della massa dei filtri in teflon da loro utilizzati (figura 3.2) mentre gli operatori di Arpa Piemonte hanno registrato una tendenza alla diminuzione nel valore di peso del filtro in quarzo (probabilmente dovuto alla perdita di fibre). A causa della mancanza di una pesiera certificata, Regione Liguria- Arpal non attua questo tipo di controllo giornaliero ma effettua una taratura annuale della bilancia in contemporanea alle altre in dotazione. Figura 3.2 Andamento del peso medio del filtro testimone misurato dagli operatori di Air-Rhône-Alpes Infine, per minimizzare eventuali errori nella pesata dei filtri dovuti alla formazione di cariche elettrostatiche (in particolare quando si utilizzano filtri in teflon) gli operatori di Air-Rhône-Alpes, Air-PACA utilizzano braccialetti antistatici da indossare durante l operazione; Arpa Piemonte e Gravimetria: monitoraggio dei PM nei partner di Part Aera Pag. 12

15 Regione Liguria-Arpal hanno invece attrezzato le cappe di pesata con appositi sistemi deionizzanti (in Liguria si utilizza un cannone deionizzante all interno della cappa climatizzata dove è posto il robot). Gravimetria: monitoraggio dei PM nei partner di Part Aera Pag. 13