Un analisi di dettaglio della qualità dell aria in provincia di Torino

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1 Un analisi di dettaglio della qualità dell aria in provincia di Torino Antonella Pannocchia Arpa Piemonte

2 La provincia di Torino nel contesto territoriale della pianura padana La provincia di Torino è inserita in un contesto territoriale tra i più critici d Europa dal punto di vista della qualità dell aria. In particolare, l instaurarsi di condizioni di stabilità atmosferica, tipiche dell intero bacino padano nei mesi invernali, dà luogo a frequenti episodi di ristagno degli inquinanti atmosferici in prossimità del suolo che, unitamente ai complessi fenomeni di produzione secondaria di alcuni inquinanti, hanno come conseguenza : l aumento delle concentrazioni in aria ambiente degli inquinanti atmosferici una omogeneità delle concentrazioni su grande scala territoriale

3 Il contesto territoriale della pianura padana Un recente esempio è costituito dagli episodi di inquinamento acuto avvenuti lo scorso gennaio, in cui l andamento temporale delle concentrazioni nella città di Torino è di fatto sovrapponibile a quello di Milano

4 La peculiarità del particolato come inquinante atmosferico Il particolato aerodisperso è, insieme all ozono, l inquinante atmosferico più critico non solo in provincia di Torino ma nell intera pianura padana. Ha tre caratteristiche peculiari: 1. non è una sostanza univocamente identificata sotto il profilo chimico ma bensì una miscela complessa di inquinanti di origine primaria e secondaria, la cui composizione può variare nello spazio e nel tempo; 2. l impatto sulla salute, a parità delle altre condizioni, dipende dalla distribuzione dimensionale, ed è tanto maggiore quanto minori sono le dimensioni delle particelle; 3. sulla base di recenti studi tossicologici, oltre alla concentrazione in massa (microgrammi di particolato contenuti in un metro cubo di aria) riveste importanza anche la determinazione della concentrazione numerica (numero di particelle contenute in un metro cubo di aria)

5 La peculiarità del particolato come inquinante atmosferico Anche a livello europeo il particolato viene considerato un inquinante prioritario nel campo della qualità dell aria. Nelle conclusioni del programma CAFE (Clean Air For Europe), avviato dalla Commissione Europea per definire le strategie di lungo periodo in tema di inquinamento atmosferico, è stata esplicitamente evidenziata la necessità di approfondimento delle conoscenze relative alle tre peculiarità descritte, in riferimento alla valutazione dello stato della qualità dell aria dell efficacia delle politiche di risanamento

6 La peculiarità del particolato come inquinante atmosferico In un territorio come quello della provincia di Torino l azione di Arpa nel campo della qualità dell aria deve: essere volta a fornire uno specifico supporto conoscitivo agli enti deputati alla pianificazione delle iniziative di risanamento ; non esaurirsi pertanto nelle indispensabili e prioritarie attività di natura strettamente istituzionale Nel corso della relazione verranno brevemente illustrate le attività tecnico-scientifiche relative al particolato aerodisperso in corso nel territorio provinciale e i principali risultati

7 La composizione del particolato atmosferico La normativa vigente prevede espressamente la determinazione oltre che del particolato come tale, anche di alcuni componenti che rivestono un particolare rilievo tossicologico, vale a dire Benzo(a)pirene (classificato come cancerogeno accertato dallo IARC) e altri idrocarburi policiclici aromatici Arsenico, cadmio, piombo e nichel

8 La composizione del particolato atmosferico metalli Per quanto riguarda i metalli previsti dalla normativa (Arsenico, Cadmio, Nichel e Piombo) i valori rilevati sul territorio provinciale nel triennio sono in media : inferiori di circa un ordine di grandezza rispetto al valore di riferimento previsti dal D.Lgs.n. 152/2007 per piombo e cadmio; inferiori di circa un 5 volte rispetto al valore obiettivo previsto dal D.Lgs.n. 152/2007 per l arsenico; inferiori di circa 2-3 volte rispetto al valore obiettivo previsto dal D.Lgs.n. 152/2007 per il nichel. Il nichel è l unico tra i metalli normati per cui si sono verificati durante l ultimo triennio (e precisamente nel 2006) in alcune stazioni del capoluogo superamenti del valore obiettivo, che per questo metallo è pari a 20 ng/m 3 (come media annuale)

9 La composizione del particolato atmosferico I.P.A. Per quanto riguarda gli idrocarburi policiclici aromatici, il valore obiettivo previsto dal D.Lgs.n. 152/2007 per il benzo(a)pirene (1 ng/m 3 come media annuale) è attualmente rispettato in tutto il territorio provinciale. Dal 2003 al 2008 è progressivamente cresciuta la percentuale di stazioni in cui il valore obiettivo è rispettato

10 La composizione del particolato atmosferico I.P.A. Nel 2008 i valori più elevati di benzo(a)pirene si sono attestati attorno a ng/m 3 ; non si può quindi escludere del tutto che nei prossimi anni, in presenza di condizioni meteorologiche particolarmente sfavorevoli e/o di nuove fonti, si possano rilevare in alcuni punti del territorio valori prossimi o superiori al valore limite Va sottolineato comunque che la percentuale di I.P.A. nel particolato varia significativamente : a parità di stazione, in funzione della stagione; a parità di stagione, in funzione della zona del territorio in cui si effettua la misura

11 La composizione del particolato atmosferico I.P.A. A parità di stazione, la percentuale di I.P.A. nel particolato è maggiore nei mesi freddi dell anno che in quelli caldi.

12 La composizione del particolato atmosferico I.P.A. In inverno, quindi, la popolazione è esposta non solo a concentrazioni più elevate di particolato (legate alle condizioni di stabilità atmosferica tipiche della pianura padana in tale periodo ) ma anche a un particolato più ricco in I.P.A.. I dati disponibili mostrano inoltre che gli I.P.A. sono presenti in media per almeno l 80% nella frazione PM2.5., che rispetto al PM10 è in grado di penetrare più in profondità nell apparato respiratorio

13 La composizione del particolato atmosferico I.P.A. A parità di periodo, mentre nei mesi caldi non ci sono differenze significative tra le diverse zone del territorio, in quelli freddi alcune stazioni extraurbane (Susa, Ivrea) presentano una percentuale di I.P.A. nel particolato maggiore che nell area urbana

14 La composizione del particolato atmosferico I.P.A. In alcune aree extraurbane, quindi, la popolazione è esposta durante l inverno a particolato atmosferico in concentrazioni minori rispetto al capoluogo ma percentualmente più ricco in I.P.A.. Il fatto che tale fenomeno si verifichi nei mesi invernali, ha fatto ipotizzare che in contributo significativo possa essere legato alla combustione delle biomasse, di norma più diffuso in aree extraurbane. Il Dipartimento Arpa di Torino ha quindi avviato una collaborazione scientifica con l Università degli Studi di Milano (Dipartimento di Scienze Ambientali - UNIMIB, Dipartimento di Chimica Inorganica Metallorganica e Analitica - UNIMI, Dipartimento di Fisica - UNIMI) per la ricerca di traccianti della combustione di biomasse nel particolato atmosferico

15 La composizione del particolato atmosferico I.P.A. Sono state effettuate determinazioni di: OC/EC (carbonio organico/carbonio elementare) Anioni, cationi, acidi organici Levoglucosano, mannosano, galattosano su particolato PM10 raccolto nelle stazioni di Torino Consolata e Susa tra ottobre 2006 e marzo I risultati preliminari indicano che il contributo della combustione delle biomasse al PM10 è presumibilmente significativo a Susa ma non trascurabile anche nella città di Torino

16 La distribuzione dimensionale del particolato atmosferico Il rischio per la salute associato al particolato atmosferico, com è noto, aumenta al diminuire delle dimensioni delle particelle. La normativa prevede attualmente la determinazione delle sole frazioni PM10 e PM2.5, che corrispondono a un intervallo dimensionale di alcuni ordini di grandezza e comprendono quindi particelle di origine molto diversa Fonte : Science 307 : , News Focus, March 2005

17 La distribuzione dimensionale del particolato atmosferico Le determinazioni del particolato di natura istituzionale, pur fondamentali per la verifica dl rispetto dei limiti di legge, non forniscono, informazioni riguardo: l origine delle particelle la quantità di componenti tossici presenti nelle frazioni di minori dimensioni e quindi che presentano un pericolo maggiore per la salute Fonte : Science 307 : , News Focus, March 2005

18 La distribuzione dimensionale del particolato atmosferico All interno del progetto europeo imonitraf! il Dipartimento Arpa di Torino effettuerà uno studio pilota lungo la A32 utilizzando un campionatore multistadio che suddivide il PM10 in 6 frazioni dimensionali

19 La distribuzione dimensionale del particolato atmosferico Su ognuna delle sei frazioni si prevede di determinare la distribuzione in massa nelle diverse frazioni dimensionali del particolato come tale degli I.P.A. dei metalli, estendendo la determinazione anche a quelli non normati dei componenti secondari inorganici del particolato ( ammonio, nitrato, solfato)

20 La concentrazione in numero delle particelle aerodisperse Le misure di particolato in aria ambiente effettuate dalle Agenzie Ambientali per scopi istituzionali sono riferite alla concentrazione in massa (microgrammi di particolato comtenuti in un metro cubo di aria) Sulla base di recenti studi tossicologici, negli ultimi anni è però cresciuto l interesse per la determinazione della concentrazione in numero delle particelle aerodisperse (numero di particelle contenute in un metro cubo di aria), che non è correlata alla precedente Il Regolamento (CE) 715/2007 all art. 14 ha previsto che venga definito uno standard emissivo per i veicoli in termini di numero di particelle entro l entrata in vigore della norma Euro VI (2015) E presumibile che si vada in prospettiva verso una istituzionalizzazione di questo genere di misura anche nel campo della qualità dell aria

21 La concentrazione in numero delle particelle aerodisperse A fine 2006 il Dipartimento Arpa di Torino si è dotato di un strumento per il conteggio delle particelle che copre l intervallo dimensionale corrispondente alle particelle cosiddette fini (0.2-2,5 µm) e grossolane ( µm) Una campagna annuale è stata effettuata presso la stazione di Via della Consolata, caratterizzata da flussi veicolari di circa veicoli/giorno La relazione tecnica è disponibile sul sito di Arpa Piemonte; una sintesi è contenuta in Uno sguardo all aria 2007

22 La concentrazione in numero delle particelle aerodisperse Due risultati risultano di particolare interesse in termini di supporto alle politiche di risanamento in tutte le stagioni il 99% circa delle particelle ha dimensioni comprese tra 0.25 µm e 1 µm; anche in un sito come quello di Via della Consolata soggetto a intense emissioni primarie da traffico autoveicolare, le particelle di origine secondaria (cioè quelle che non sono prodotte direttamente dalle fonti ma si formano nell aria a causa di reazioni chimiche che coinvolgono inquinanti gassosi) sono una componente significativa del particolato totale, specie per dimensioni < 1 µm. Ciò conferma la necessità di azioni di risanamento su ampia scala spaziale e temporale

23 La concentrazione in numero delle particelle aerodisperse La strumentazione utilizzata nello studio effettuato nella stazione di Torino - Consolata non è in grado di determinare le particelle ultrafini (UFP), vale a dire quelle con diametro inferiore a 0.1 µm, note anche come nanoparticelle Le basi dati relative alla concentrazione di nanoparticelle in aria ambiente sono ancora limitate in tutta Europa; non esistono ad oggi indagini sistematiche nelle grandi aree urbane del Nord Italia

24 La concentrazione in numero delle particelle aerodisperse L Assessorato Ambiente della Provincia di Torino e il Dipartimento Arpa di Torino hanno predisposto un progetto di monitoraggio delle nanoparticelle nell area urbana torinese, all interno del quale il Dipartimento si è dotato di uno strumento specifico progettato per essere utilizzato per misure routinarie (UFP monitor) Una delle caratteristiche maggiormente innovative del progetto è determinare se e in che misura il numero di nanoparticelle varia con l altezza dal suolo, in relazione al confinamento degli inquinanti atmosferici in porzioni di atmosfera di altezza limitata durante i mesi freddi dell anno

25 La concentrazione in numero delle particelle aerodisperse L utilizzo congiunto dello strumento già in dotazione al Dipartimento di Torino e di quello di nuova acquisizione(ufp monitor) permetterà di effettuare la misura della concentrazione numerica nell intero intervallo dimensionale e di determinare quindi la distribuzione dimensionale in numero delle particelle UFP Monitor (TSI Instruments) Environmental Dust Monitor 107 (Grimm Aerosol Technik)

26 La concentrazione in numero delle particelle aerodisperse Lo scorso 2 ottobre ha avuto inizio la fase operativa del progetto con l installazione dell U.F.P. Monitor all ultimo piano della sede di C.so Inghilterra della Provincia di Torino. Il Dipartimento Arpa di Torino ha in corso contatti con istituzioni di ricerca allo scopo di mettere in atto ulteriori collaborazioni scientifiche sui temi descritti