Rapporto sulla Qualità dell Aria della provincia di Ferrara

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1 Sezione Provinciale di Ferrara Via Bologna Ferrara tel Servizio Sistemi Ambientali Rapporto sulla Qualità dell Aria della provincia di Ferrara dati 2009 Dicembre

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3 Rapporto sulla Qualità dell Aria della provincia di Ferrara dati 2009 Dicembre 2010 A cura di: ARPA sez. di Ferrara (dir. S. Coppi) Servizio Sistemi Ambientali (resp. C. Milan) Responsabilità scientifica: Enrica Canossa resp. Area Monitoraggio e Valutazione Aria Gruppo di lavoro: Sabina Bellodi Paola Leuci Maria Rita Mingozzi Marco Tosi Hanno collaborato: Monica Ascanelli Paola Rinaldi Roberto Vecchietti Si ringrazia: G.Bonafè (ARPA-SIMC) 3

4 SOMMARIO 1. Introduzione 1.1. Il quadro normativo Il Decreto Ministeriale n 60 del 2 aprile Il Decreto Legislativo n 183 del 21 maggio La Direttiva 2004/107/CE e D.Lgs. n. 152/ La Direttiva 2008/50/CE del 21 maggio L Accordo di Programma Regionale 1.3. Il Piano di Tutela e Risanamento della Qualità dell Aria della Provincia di Ferrara 2. Il monitoraggio della qualità dell aria 2.1. Il processo di riorganizzazione della rete regionale della qualità dell aria La ristrutturazione della rete in provincia di Ferrara 2.2. La rete di monitoraggio di Ferrara nel La rete di monitoraggio automatica Le campagne di misura degli idrocarburi aromatici Il laboratorio mobile La rete di misura della genotossicità e degli IPA nel PM La misura dell ammoniaca (Mizzana - Ferrara) 3. L analisi meteoclimatica 3.1. L influenza della micrometeorologia nelle valutazioni della qualità dell aria L intensità del vento La stabilità atmosferica L altezza di rimescolamento Le condizioni che favoriscono l accumulo o la dispersione degli inquinanti 3.2. Analisi delle grandezze meteoclimatiche sul territorio provinciale 3.3. Analisi delle grandezze meteoclimatiche approfondimenti sul comune di Ferrara Temperatura Intensità e direzione del vento 4

5 Altezza di rimescolamento Classi di Stabilità Precipitazioni 4. Elaborazione dei dati della Qualità dell Aria 4.1. Gli inquinanti rilevati dalla rete di monitoraggio in automatico di Ferrara Monossido di Carbonio (CO) Benzene Biossido di zolfo (SO2) Biossido di azoto (NO2) Ozono (O3) Particolato (PM10 e PM2.5) PM PM Gli Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA) I Metalli Un indicatore: i giorni con buona qualità dell aria 4.2. Gli idrocarburi aromatici 4.3. L ammoniaca 5. Modalità di comunicazione del dato ALLEGATI: A. Analisi preliminare del provvedimento di blocco del traffico nel comune di Ferrara (periodo ) 5

6 1. Introduzione 1.1. Il quadro normativo Il Decreto Ministeriale n. 60 del 2 aprile 2002 IL RILEVAMENTO DELLA QUALITÀ DELL ARIA A SUPPORTO DI UN PROCESSO GRADUALE DI RISANAMENTO Il D.M. 60/2002 deriva dal recepimento da parte dello Stato italiano della Direttiva quadro sulla qualità dell aria (96/62/CE) e delle altre Direttive figlie che definiscono nuovi limiti per biossido di zolfo, biossido di azoto, ossidi di azoto, materiale particellare, piombo, benzene, monossido di carbonio, nonché da Decisioni comunitarie del 1997 e 2001 che regolano lo scambio di dati tra gli Stati membri. I principi base della Direttiva quadro, recepita con il Decreto Legislativo 4/8/99 n. 351, sono: definizione e fissazione di obiettivi per la qualità dell aria per la protezione della salute e dell ambiente; definizione dei metodi di valutazione; modalità di acquisizione dei dati da rendere accessibili alla popolazione; mantenimento/miglioramento della qualità dell aria. Per i diversi inquinanti sono stati fissati: obiettivi di qualità, valori limite, valori obiettivo, soglie di allarme, margini di tolleranza; ubicazione dei punti di monitoraggio, numero minimo delle stazioni, tecniche di misura; requisiti per le tecniche di valutazione; requisiti per l informazione al pubblico. Il Decreto n. 351/99 ha modificato la precedente legislazione, prevedendone la progressiva abrogazione e indicando che: - è necessario effettuare una valutazione della qualità dell aria, in modo da individuare le zone in cui i livelli sono più alti del valore limite; 6

7 - per i nuovi valori limite è definito un margine di superamento, progressivamente ridotto negli anni fino ad azzerarsi, finalizzato alla realizzazione dei piani di risanamento e dei piani di azione. Il Decreto del Ministero dell Ambiente del 2 aprile 2002 n. 60 attua buona parte delle linee guida sopraesposte; infatti introduce nuovi limiti per una buona parte degli inquinanti monitorati, ma, aspetto importante, rende l attività di rilevamento della qualità dell aria uno strumento indispensabile per attuare piani di risanamento e verificare se i limiti da raggiungere con gradualità, imposti dal Decreto stesso, possono rappresentare un obiettivo credibile e un traguardo raggiungibile. Le reti di monitoraggio, in buona sostanza, diventano sempre più un supporto tecnico di verifica sia di provvedimenti sul breve periodo (es. limitazioni alla mobilità urbana) che di progetti di intervento strutturali, finalizzati all attivazione di processi di miglioramento sul lungo periodo. Proprio riguardo all attività di monitoraggio il D.M. 60/2002 ha introdotto alcuni elementi che hanno avuto importanti ricadute operative e gestionali: ha definito periodi di mediazione annuale corrispondenti all anno civile; ha abrogato le medie mobili per PM10 e Benzene; ha introdotto margini di tolleranza per quasi tutti i parametri; ha abrogato il monitoraggio delle Particelle Totali Sospese; ha abolito i livelli di attenzione e ha definito soglie di allarme, a seguito del raggiungimento di valori elevati; ha previsto metodi standardizzati di informazione al pubblico (in caso di superamento della soglia di allarme); ha introdotto un valore medio annuale per il biossido di azoto; ha introdotto per il monossido di carbonio le medie mobili di 8 ore. Inoltre il D.M. 60/2002 ha definito per i vari inquinanti, sia per le misurazioni in continuo che per quelle indicative: l incertezza (intervallo di confidenza del 95%); il periodo minimo di raccolta dei dati; il periodo minimo di copertura temporale. In conclusione, con il D.M. 60/2002 sono stati forniti i riferimenti e le modalità per attivare le politiche di gestione della qualità dell'aria con l'obiettivo di ottenere un miglioramento, in modo che non vi siano impatti o rischi inaccettabili per la salute umana e l'ambiente. 7

8 Nel seguito sono indicati i limiti e le soglie d allarme previste dal D.M. 60/2002. Monossido di carbonio CO Valore limite Valore limite per la protezione della salute umana: riferito alla media massima giornaliera calcolata sulle 8 ore (media mobile) pari a 10 mg/nm³ Benzene C6H6 Valore limite Valore limite annuale per la protezione della salute umana: valore medio annuale pari a 5 microg/nm³ + Margine di tolleranza secondo lo schema seguente: Limite in microg/nm 3 Limite al 2010 MdT Limite+ MdT Biossido di Zolfo - SO2 Soglia d allarme 500 microg/nm³ misurati per tre ore consecutive Valori limite Valore limite orario per la protezione della salute umana: valore massimo calcolato come media oraria da non superare più di 24 volte l anno pari a 350 microg/nm³; Valore limite di 24 ore per la protezione della salute umana: valore medio giornaliero da non superare più di 3 volte per anno civile pari a 125 microg/nm³; Valore limite annuale e invernale per la protezione degli ecosistemi: 20 microg /Nm³ 8

9 Biossido di Azoto - NO2 Soglia d allarme 400 microg/nm³ misurati per tre ore consecutive Valori limite Valore limite orario per la protezione della salute umana: valore medio orario da non superare più di 18 volte l anno pari a 200 microg/nm³ + Margine di tolleranza secondo lo schema seguente; Valore limite annuale per la protezione della salute umana: valore medio annuale pari a 40 microg/nm³ + Margine di tolleranza secondo lo schema seguente; Valore limite annuale per la protezione della vegetazione: valore medio annuale pari a 30 microg/nm³ di NOx Limite in microg/nm 3 NO2 (limite orario, max 18 volte/anno) Limite in microg/nm 3 NO2 (limite annuale) Limite al Limite MdT Limite+MdT Limite al 2010 MdT MdT Materiale Particolato - PM10 Valori limite Valore medio delle 24 ore da non superare più di 35 volte/anno pari a 50 microg/m³; Valore medio annuale pari a 40 microg/m³ Piombo Pb Valore limite Valore limite annuale per la protezione della salute umana: valore medio annuale pari a 0.5 microg/m³ 9

10 Il Decreto Legislativo n. 183 del 21 maggio 2004 ATTUAZIONE DELLA DIRETTIVA 2002/3/CE RELATIVA ALL'OZONO NELL'ARIA Lo sviluppo della normativa comunitaria in tema di controllo dell inquinamento atmosferico ha introdotto la Direttiva 2002/3/CE interamente dedicata al parametro ozono. In Italia il recepimento della Direttiva è stato effettuato con l'emanazione del D.Lgs. 183/2004. Tale decreto ha introdotto le definizioni di: valore bersaglio: livello fissato al fine di evitare a lungo termine effetti nocivi sulla salute umana e/o sull ambiente, da conseguirsi per quanto possibile entro un dato periodo di tempo; obiettivo a lungo termine: concentrazione di ozono al di sotto della quale si ritengono improbabili effetti nocivi diretti sulla salute umana e/o sull ambiente. Tale obiettivo deve essere conseguito nel lungo periodo 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 occorre comunicare al pubblico una serie dettagliata di informazioni; 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 devono essere adottate le misure previste; precursori dell'ozono: sostanze che contribuiscono alla formazione dell ozono a livello del suolo (composti organici volatili). Con una metodologia analoga a quella prevista per gli altri inquinanti, il decreto prevede che anche nel caso dell ozono sia effettuata una zonizzazione del territorio e, a seconda del livello di criticità di ciascuna delle aree individuate, siano attuate delle misure finalizzate al rispetto dei limiti previsti. Un aspetto importante ribadito nel decreto è il concetto di inquinamento transfrontaliero. Il decreto stabilisce che vi sia una collaborazione tra gli Stati Membri, in quanto dispone che nel caso in cui le concentrazioni di ozono superino i valori bersaglio o gli obiettivi a lungo termine, principalmente a causa di emissioni di precursori verificatesi in altri Stati membri, gli Stati membri interessati collaborino per 10

11 predisporre, ove opportuno, piani e programmi concertati per il conseguimento dei valori bersaglio o degli obiettivi a lungo termine. Vengono stabiliti, inoltre, i criteri per l ubicazione dei punti di campionamento per la valutazione delle concentrazioni di ozono; si distinguono quattro tipologie di stazioni a seconda della finalità della misurazione: urbana per la valutazione dell esposizione della popolazione delle zone urbane; suburbana per la valutazione dell esposizione della popolazione e della vegetazione alla periferia degli agglomerati; rurale per la valutazione dell esposizione della popolazione e della vegetazione su scala subregionale; rurale di fondo per la valutazione dell esposizione della popolazione e della vegetazione su scala regionale. Nelle Tabelle di seguito si riportano i valori bersaglio, gli obiettivi a lungo termine e le soglie di informazione e allarme per l ozono. Valori bersaglio per l ozono per il 2010 Valore bersaglio per la protezione della salute umana Valore bersaglio per la protezione della vegetazione (a) Parametro Media massima giornaliera su 8 ore AOT40 (a), calcolato sulla base dei valori di 1 ora da maggio a luglio Valore bersaglio 120 µg/nm³ da non superare per più di 25 giorni per anno civile come media su 3 anni µg/nm³ *h come media su 5 anni AOT40 (espresso in µg/nm³*ora) si intende la somma delle differenze tra le concentrazioni orarie superiori a 80 µg/nm³(= 40 parti per miliardo) e 80 µg/nm³ in un dato periodo di tempo, utilizzando solo i valori orari rilevati ogni giorno tra le 8:00 e le 20:00, ora dell'europa centrale. Obiettivi a lungo termine per l ozono Obiettivo a lungo termine per la protezione della salute umana Obiettivo a lungo termine per la protezione della vegetazione Parametro Media massima giornaliera su 8 ore nell arco di un anno civile AOT40, calcolato sulla base dei valori di 1 ora da maggio a luglio Obiettivo a lungo termine 120 µg/nm³ 6000 µg/nm³*h 11

12 Soglie di informazione e di allarme per l ozono Parametro Soglia Soglia di informazione Media di 1 ora 180 µg/nm³ Soglia di allarme Media di 1 ora (b) 240 µg/nm³ (b) Ai fini dell'applicazione dell'articolo 5, comma 3, il superamento della soglia va misurato o previsto per tre ore consecutive. 12

13 La Direttiva 2004/107/CE e il D. Lgs. n.152/07 IDROCABURI POLICICLICI AROMATICI E METALLI A completamento del quadro normativo, per metalli e idrocarburi policiclici aromatici va considerato il D.Lgs. 3 agosto 2007 N. 152, emanato in attuazione della direttiva 2004/107/CE che regolamenta la presenza nell aria ambiente di alcune sostanze inquinanti (arsenico, cadmio, mercurio, nichel e idrocarburi policiclici aromatici). La direttiva in questione si propone l obiettivo di migliorare lo stato di qualità dell aria ambiente (intesa come aria esterna, esclusi i luoghi di lavoro), nelle zone in cui sia insufficiente, e/o di mantenerlo tale nelle aree in cui sia già buono, ed è finalizzata anche ad assicurare la raccolta e la diffusione di informazioni esaurienti in merito alle concentrazioni e alla deposizione degli inquinanti citati. Per conseguire tali finalità il D.Lgs. 152/07 individua: i valori obiettivo di concentrazione nell aria ambiente dell arsenico, del cadmio, del nichel e del benzo(a)pirene per la protezione della salute pubblica e dell ambiente; i metodi e i criteri per la valutazione delle concentrazioni nell aria ambiente dell arsenico, del cadmio, del mercurio, del nichel e degli idrocarburi policiclici aromatici; i metodi e i criteri per la valutazione della deposizione dell arsenico, del cadmio, del mercurio, del nichel e degli idrocarburi policiclici aromatici; le modalità attraverso le quali le amministrazioni interessate perseguono gli obiettivi fissati dalla legislazione di settore; le modalità di trasmissione delle informazioni e dei dati al Ministero dell ambiente e della tutela del territorio e del mare e all Istituto superiore per la protezione e la ricerca ambientale (I.S.P.R.A. ex A.P.A.T.); le modalità di informazione al pubblico. Nell articolo 2 del D.Lgs. n. 152/07, il valore obiettivo per la concentrazione nell aria ambiente dell arsenico, del cadmio, del nichel e del benzo(a)pirene viene definito come la concentrazione nell aria ambiente stabilita al fine di evitare, prevenire o ridurre effetti nocivi per la salute umana e per l ambiente, il cui raggiungimento, entro un dato termine, deve essere perseguito mediante tutte le misure a tale fine necessarie che non comportano costi sproporzionati. 13

14 Prima dell emanazione del D.lgs 152/07 l unico metallo per cui era previsto un valore limite, era il piombo (vedi DM 60/02: valore limite = 500 ng/m 3 espresso come media annuale). I valori obiettivo per arsenico, cadmio, nichel e benzo(a)pirene sono riportati nella tabella sottostante. Valori obiettivo per arsenico, cadmio, nichel e benzo(a)pirene 1 : Inquinante Valore obiettivo (ng/m 3 ) Arsenico 6.0 Cadmio 5.0 Nichel 20.0 Benzo(a)pirene Il valore obiettivo è riferito al tenore totale di ciascun inquinante presente nella frazione PM10 del materiale particolato, calcolato come media su un anno civile. 2 Il Benzo(a)Pirene (BaP) è l unico componente fra gli idrocarburi policiclici aromatici per i quali la normativa prevede un valore obiettivo; tuttavia è previsto che in un numero limitato di siti sul territorio nazionale vengano effettuate misurazioni anche di altri IPA di rilevanza tossicologica. 14

15 La Direttiva 2008/50/CE del 21 maggio 2008 QUALITÀ DELL ARIA AMBIENTE E PER UN ARIA PIÙ PULITA IN EUROPA La Direttiva 3 si propone di riunire le disposizioni esistenti in materia di qualità dell aria al fine di semplificare, razionalizzare e ridurre il volume della normativa in vigore. La Direttiva disciplina le attività di valutazione e di gestione della qualità dell aria, introducendo per la prima volta anche un valore obiettivo e dei valori limite per il PM2.5. Nello specifico, per quest ultimo prevede un valore limite annuo di 25 μg/m 3, da raggiungere entro il 2015, (con un margine di tolleranza pari al 20% alla data del 11/06/2008, che si riduce con una percentuale costante ogni 12 mesi fino al raggiungimento del limite previsto) e un valore obiettivo per la protezione della salute umana pari a 25 μg/m 3, come media annua, che dovrebbe essere raggiunto entro il 01/01/2010. È previsto anche un secondo valore limite, pari a 20 μg/m 3, sempre come media annua, da raggiungersi entro il 2020, valore limite indicativo che la Commissione deve verificare nel 2013, alla luce di ulteriori informazioni in materia di conseguenze sulla salute e sull ambiente, fattibilità tecnica ed esperienza del valore obiettivo negli Stati membri. In attesa del recepimento nazionale della Direttiva i valori sotto riportati rappresentano l attuale riferimento. PM 2.5 Valore obiettivo al μg/m 3 Valore Limite al μg/m 3 Valore Limite al μg/m 3 MdT 20% l 11 giugno 2008, con riduzione il 1 gennaio successivo e successivamente ogni 12 mesi secondo una percentuale annua costante fino a raggiungere lo 0 % entro il 1 gennaio 2015 valore limite indicativo che la Commissione deve verificare nel 2013, alla luce di ulteriori informazioni in materia di conseguenze sulla salute e sull ambiente, fattibilità tecnica ed esperienza del valore obiettivo negli Stati membri. 3 Attualmente recepita con D.Lgs n 155 del 13/08/2010, del quale non si è tenuto conto nella presente trattazione in quanto i dati sono relativi all anno

16 Questi in sintesi gli elementi chiave contenuti nella nuova direttiva: semplificazione della legislazione riguardante la qualità dell aria ambiente con accorpamento di quattro atti normativi (direttiva quadro 96/62/EC, prima Direttiva della Commissione CE 1999/30/CE del 22/4/1999, seconda direttiva figlia 2000/69/EC, terza Direttiva del Parlamento Europeo e del Consiglio CE 2002/03/CE del 12/2/2002 e la decisione sullo scambio di informazioni 97/101/EC) in una singola direttiva, ad eccezione della quarta direttiva figlia (Direttiva del Parlamento Europeo e del Consiglio CE 2004/107/CE del 18/12/2004); introduzione di nuovi riferimenti per il PM2.5; restano invariati i limiti per gli altri inquinanti; inserimento della possibilità di un estensione dei limiti temporali per il rispetto dei limiti di PM10, NO2 e benzene sulla base di condizioni specifiche e conseguente valutazione positiva da parte della Commissione; viene ribadita la necessita di una costante informazione alla cittadinanza ed è sottolineata l importanza della qualità dei dati prodotti dalle reti di monitoraggio. 16

17 1.2. L Accordo di Programma Regionale In data 31 marzo 2009 si è conclusa una prima fase degli Accordi di Programma sulla Qualità dell Aria i cui contenuti, relativamente agli interventi strategici, sono stati recepiti nei Piani provinciali di risanamento della qualità dell aria ed hanno costituito i Piani d azione previsti dall articolo 8 del D.Lgs. 351/1999. Considerando che la direttiva 2008/50/CE relativa alla qualità dell aria ambiente e per un aria più pulita in Europa definisce criteri e modalità per accedere a proroghe (biossido di azoto e benzene) e deroghe (PM10) ai limiti fissati e che, tra i criteri indicati dalla direttiva per l accesso alla deroga, sono previste le aree con condizioni climatiche avverse, l area del Bacino Padano è sicuramente una delle aree geografiche europee in cui le suddette condizioni si verificano più frequentemente sull intera pianura. La pianura padana è, inoltre, caratterizzata da un alta densità abitativa e da un ampia diffusione degli insediamenti produttivi, con una concentrazione degli inquinanti secondari omogenea a livello di bacino (come evidenziato dalle stazioni di monitoraggio). Questa situazione di inquinamento diffuso ed intenso richiede, quindi, interventi di rilevante entità a tutte le scale (nazionale, regionale e locale) e coordinati a livello di bacino. Pertanto, le Regioni del Bacino padano, con questo obiettivo comune, hanno sottoscritto l Accordo per la prevenzione e la riduzione dell inquinamento atmosferico, in data 7 febbraio Le Regioni Emilia Romagna, Lombardia, Piemonte, Valle D'Aosta, Veneto e le Province Autonome di Trento e Bolzano hanno poi presentato, congiuntamente, in data 20 gennaio 2009, la richiesta di deroga, ai sensi della citata Direttiva come auspicato dalla Commissione Europea. In linea con tali attività, l Accordo di Programma sulla qualità dell aria , finalizzato alla gestione dell emergenza da PM10 e per il progressivo allineamento ai valori fissati dalla UE di cui al DM 60/02, ha come firmatari la Regione Emilia-Romagna, le Province, i Comuni capoluogo e i Comuni superiori a abitanti. Il suddetto Accordo di Programma, in coerenza e continuità con quello sottoscritto in precedenza, individua (articolo1 - Finalità): il complesso di misure da applicare per il risanamento della qualità dell'aria ed in particolare per la riduzione della concentrazione di PM10 nel territorio regionale al fine di evitare, prevenire o ridurre gli effetti nocivi sulla salute umana e sull'ambiente nel suo complesso. Tali misure risultano coerenti con quelle individuate nei Piani provinciali di tutela e risanamento della qualità dell aria e nell Atto di indirizzo triennale in materia di 17

18 programmazione e amministrazione del trasporto pubblico Regionale di cui alla deliberazione dell Assemblea legislativa della Regione Emilia-Romagna n. 109 del 3 aprile I soggetti sottoscrittori dell Accordo, nello svolgimento delle attività di propria competenza, si impegnano (articolo 2) a: a) rispettare i termini concordati e ad applicare le misure indicate nel presente Accordo con modalità omogenee, mediante intese attuative tra Province e Comuni; b) utilizzare forme di immediata collaborazione e di stretto coordinamento sia nella fase di informazione alla popolazione che nell'adozione dei provvedimenti sottoelencati; c) assumere i provvedimenti di competenza delle singole Amministrazioni, descritti all'art. 7 e inviare, entro il 15/11/2009, il testo dell'ordinanza alla redazione del sito web all'indirizzo liberiamolaria@arpa.emr.it. 3. I soggetti si impegnano, inoltre, ad attuare e monitorare le misure previste nei Piani Provinciali di tutela e risanamento della qualità dell aria in coerenza e continuità con le misure indicate in allegato 5. Le Province, impegnate a dare attuazione ai piani di tutela e risanamento della qualità dell aria, confermano e implementano tutti quegli interventi strutturali di mobilità sostenibile e di miglioramento della qualità dell aria già attivati anche con i precedenti Accordi di Programma da tutti gli Enti, predisponendo, in collaborazione con l ARPA, uno specifico sistema di monitoraggio ed attività di benchmarking di analoghe politiche, già attuate in altre realtà (articolo 4). Sono previsti anche ulteriori interventi strategici da parte della Regione(articolo 5) sulle seguenti tematiche: 1. Il progetto di adeguamento alle direttive comunitarie della rete di monitoraggio della qualità dell aria predisposto dalla Regione, in accordo con le Province, con il supporto tecnico di ARPA, in fase di ultimazione, ha già attivato il monitoraggio del PM 2,5, al fine di adempiere agli obblighi imposti dalla recente direttiva 2008/50/CE; 2. condivisione e sviluppo dell inventario delle emissioni fra le Regioni e le province autonome del bacino padano: il progetto prevede l utilizzo del modello INEMAR e la successiva ottimizzazione della catena di modelli per la valutazione di scenari al servizio dei piani e dei programmi. 18

19 3. continuità alla misura avviata con i precedenti Accordi di programma, di riduzione dell emissione di polveri fini in atmosfera con la trasformazione dei veicoli da benzina a gas metano o a GPL, o con altre efficaci misure. In continuità con i precedenti Accordi ed in relazione agli impegni assunti dalle Regioni del bacino padano e dalle Province Autonome di Trento e Bolzano, nel periodo autunno inverno, verrà vietata la circolazione nei giorni feriali dal lunedì al venerdì, con le modalità che saranno definite da ogni Regione, a tutti i veicoli alimentati a benzina con omologazioni precedenti all Euro 1 e per tutti i veicoli diesel con omologazioni precedenti all Euro 2. Verrà vietata altresì la circolazione dei motocicli e ciclomotori a due tempi non conformi alla normativa Euro 1 (articolo 7). Nell ambito delle politiche di promozione della mobilità sostenibile, delle iniziative di uso sostenibile delle città e di educazione ambientale, i Comuni, oltre alle misure già adottate, attivano provvedimenti di limitazione della mobilità privata I sottoscrittori dell Accordo convengono sulla necessità di affrontare il tema della mobilità sostenibile in coerenza con i processi di organizzazione della qualità urbana, della programmazione degli orari e delle molteplici funzioni delle città. Allo scopo di garantire un miglioramento del livello di servizio offerto dal trasporto pubblico la Regione si è posta come obiettivo programmatico dei prossimi anni un incremento sensibile della produzione chilometrica sia ferroviaria che autofiloviaria da realizzarsi per fasi successive (articolo 8). Infine, riguardo agli aspetti di informazione e comunicazione (articolo 10): 1. tutti gli Enti sottoscrittori, sulla base della positiva esperienza dei precedenti Accordi, convengono nel proseguire, anche con forme organizzative comuni, per consentire alla cittadinanza di organizzarsi al meglio, l'efficace campagna regionale di informazione liberiamo l aria che ha supportato le misure di limitazione della circolazione sia permanenti che temporanee adottate nelle precedenti stagioni, utilizzando i sistemi di comunicazione a più larga diffusione; 2. l'arpa, analogamente a quanto realizzato nel corso degli Accordi precedenti, continua nella gestione del sito in cui vengono inseriti i dati di qualità dell'aria, i dati meteorologici, le previsioni a 72 ore delle concentrazioni di PM10, nonché i provvedimenti adottati dalle Amministrazioni locali. 3. La Regione si impegna inoltre, con il contributo delle Aziende USL e dell'arpa, a proseguire la campagna di informazione e comunicazione sui rischi sanitari da PM Le Province ed i Comuni integrano la campagna regionale di comunicazione con iniziative e strumenti diretti ad informare i propri cittadini. 19

20 Per visionare il testo integrale dell accordo di programma si rimanda al sito web Liberiamo l aria: 20

21 1.3. Il Piano di Tutela e Risanamento della Qualità dell Aria della Provincia di Ferrara Il Piano di Tutela e Risanamento della Qualità dell'aria della Provincia di Ferrara (PTRQA) è stato approvato con Delibera del Consiglio Provinciale n.24/12391 del 27/2/08 ed è entrato in vigore dal 26/3/08, secondo le procedure previste dalla L.R. n. 20/00 e s.m.i. Il PTRQA è uno strumento nuovo che si inserisce a pieno titolo tra quelli definiti strutturali, spesso evocati nei periodi di crisi come alternativa ai provvedimenti emergenziali. In questo senso il Piano dell aria è la cornice entro cui definire l insieme delle politiche strutturali finalizzate alla tutela della qualità dell aria. L obiettivo del Piano è individuare soluzioni e porre in opera azioni e strategie per garantire la qualità dell aria ambiente, laddove è buona, e per migliorarla negli altri casi. Il percorso per la predisposizione del Piano ha visto le realizzazione di tre macroattività: 1. suddivisione del territorio in zone e individuazione delle criticità 2. stima e valutazione dei determinanti 3. previsione di percorsi per il risanamento e/o la tutela della qualità dell aria. Una volta definita una prima zonizzazione di riferimento, dopo aver evidenziate le criticità nel Quadro Conoscitivo e stimate le emissioni dei macrosettori più significativi a livello di ciascun comune, il passo successivo è stato quello di individuare i percorsi per predisporre i piani di azione/risanamento/mantenimento. La scelta da parte della Regione Emilia-Romagna di affidare alle Province il compito di sviluppare i Piani dell Aria si ispira all idea di restringere la scala di coordinamento delle azioni (rispetto a quella regionale) per rafforzarne il grado di attuabilità. Nel contesto del territorio provinciale di Ferrara le criticità maggiori sono legate alle concentrazioni in aria di biossido di azoto, PM10 ed ozono e su questi inquinanti si è focalizzata l attenzione del Piano. Per visionare il testo integrale del PTRQA, comprensivo del Quadro conoscitivo, si rimanda al sito web della Provincia: 21

22 2. Il monitoraggio della qualità dell aria 2.1. Il processo di riorganizzazione della rete regionale della qualità dell aria La Regione Emilia-Romagna ha iniziato il rilevamento sistematico della qualità dell aria nella prima metà degli anni 70, con la costituzione della rete regionale di monitoraggio tramite iniziative degli Enti Locali, della Regione e delle principali industrie insediate nelle aree di Ravenna, Piacenza, Ferrara e nel comprensorio delle ceramiche. Tale sistema è stato ampliato, cambiando la sua funzione a seguito della pubblicazione del D.P.C.M. 28/3/1983, con il quale veniva rivoluzionato il concetto di misura alle immissioni, introducendo anche in Italia i limiti di accettabilità e i limiti massimi di esposizione, detti standard di qualità, per la protezione igienico - sanitaria della popolazione. Nel 1988 i presupposti per la realizzazione delle reti di misura cambiarono all atto della emanazione del DPR. 203/88 e, con l emanazione del D.M. 20 maggio 1991, vennero definiti i criteri base per la realizzazione di un nuovo sistema di rilevamento. La ristrutturazione, avviata nel 1996, ha consentito di cominciare ad estendere il monitoraggio a nuovi inquinanti, tra cui le prime misure della frazione inalabile delle polveri (PM10) e del benzene, normati nel 1994, nonché di estendere le misure anche ai centri urbani con abitanti e, in particolari casi, installando stazioni di rilevamento anche in centri abitati minori, confinanti con vasti comprensori industriali e aree urbane. Fino a fine 2007 la rete di misura presente sul territorio dell Emilia-Romagna (che comprendeva 88 stazioni di rilevamento degli inquinanti e 11 laboratori mobili della Pubblica Amministrazione) derivava dalle singole esperienze provinciali che, sull onda di un quadro normativo di riferimento in alcuni casi frammentario e disarticolato, hanno focalizzato l attenzione sull individuazione delle maggiori criticità presenti sul territorio, come del resto è avvenuto pressocché ovunque in Italia, andando quindi a creare reti specifiche per le singole realtà locali. Questo ha portato a dotazioni strumentali estremamente differenziate nelle varie province, ma soprattutto ad una conoscenza della qualità dell aria essenzialmente limitata ai centri abitati maggiori. Per superare queste e altre criticità, la Regione Emilia-Romagna nel corso del 2001 ha 22

23 commissionato ad ARPA l elaborazione di una proposta di revisione della rete di monitoraggio dell aria (Progetto SINA), formalmente approvata nel 2002; le risultanze sono visibili nel documento della Giunta Regionale n. 43 del 12/01/2004, Aggiornamento delle Linee di indirizzo per l'espletamento delle funzioni degli Enti locali in materia di inquinamento atmosferico (artt. 121 e 122, L.R. 3/99) già emanate con atto di Giunta regionale n. 804 del Nel contempo, il percorso normativo italiano ha recepito tutte le direttive europee in materia, introducendo forti cambiamenti nelle modalità di predisposizione delle reti di misura di qualità dell aria, spingendo verso una nuova ed indispensabile ristrutturazione delle reti di misura. A supporto di questo processo, su richiesta del Ministero per l Ambiente, l APAT (ora ISPRA), mediante il Centro Tematico Nazionale - Atmosfera Clima Emissioni (CTN-ACE), ha effettuato uno studio della normativa e degli strumenti tecnici predisposti a livello europeo producendo le Linee guida per la predisposizione delle reti di monitoraggio della qualità dell aria in Italia che, attualmente, sono il documento di riferimento per la predisposizione delle reti di misura sul territorio italiano in modo omogeneo e uniforme. Tali Linee sono redatte in modo da garantire, oltre alle risposte normative, anche misure omogenee sia su scala locale, comunale e provinciale, sia su scala regionale, nazionale ed europea, che necessariamente debbono integrarsi e divenire un unico strumento di valutazione. ARPA e Regione Emilia-Romagna, che hanno partecipato alla stesura delle suddette Linee guida, hanno lavorato per definire la nuova rete di misura regionale che, secondo quanto previsto dal Decreto Legislativo n. 351 del 1999 e a seguire dal Decreto Ministeriale n. 60 del 2002 e dal Decreto Legislativo n. 183 del 2004, esplica la sua funzione nel monitoraggio della qualità dell aria all interno della regione secondo le finalità tecniche e normative attuali e nel contempo supporta i Piani di gestione della qualità dell aria adottati dalle Province. Alla configurazione proposta si è giunti a seguito di un percorso di affinamento delle indicazioni che, partendo dai documenti tecnici e normativi, ha visto la predisposizione di più elaborazioni ed analisi da parte dei tecnici di ARPA, in accordo con la Regione Emilia-Romagna, e la loro condivisione e/o modifica in accordo con tutti i tecnici delle Province del territorio. La nuova rete regionale di monitoraggio della qualità dell aria è stata progettata definendo quelli che risultano essere i punti di misura più significativi all interno delle stazioni già esistenti e individuando nuovi siti ad hoc che consentano una lettura uniforme della qualità dell aria sul territorio sia per la tutela della salute, sia per la protezione dell ambiente. Il progetto è stato avviato nel 2007 e la trasformazione, che si sta svolgendo gradualmente in due fasi, verrà portata a termine entro l anno La ristrutturazione 23

24 della rete regionale comporterà la riduzione del numero complessivo dei siti di misura, il riposizionamento di alcune stazioni, nonché un incremento e un aggiornamento della dotazione strumentale. La nuova rete regionale garantirà la conoscenza dello stato di qualità dell aria in tutto il territorio, mantenendo le informazioni disponibili relativamente a tutti gli inquinanti già misurati e incrementando il monitoraggio di PM10, PM2.5, Benzene e Ozono. Tutte le stazioni saranno dotate di analizzatori per la misura di biossido di azoto e particolato (PM10 e/o PM2.5). Fig. 2.1 : La composizione della nuova rete regionale 24

25 Questo sviluppo della modalità di misurazione della qualità dell aria sul territorio consentirà, inoltre, di fornire un efficace supporto alla modellistica diffusionale, che è in fase di sviluppo costante e consentirà di ottenere mappe delle concentrazioni degli inquinanti sull intero territorio regionale e non solo nei punti di misura fissi: il risultato sarà quindi non più una rete di misura limitata alle province e ai capoluoghi ma una rete di rilevamento regionale a tutti gli effetti, da cui in prospettiva tutti i Comuni, le Province e la Regione trarranno le informazioni necessarie alla gestione e al governo della qualità dell aria. La qualità delle misure e la confrontabilità dei dati sono garantite da un sistema di gestione certificato secondo le norme internazionali ISO 9001:2008. Certificazione ISO 9001 della rete di monitoraggio Nel mese di maggio 2010 Arpa Emilia-Romagna ha ottenuto il mantenimento della certificazione del proprio sistema di gestione della qualità, conseguita per la prima volta nell anno Tale sistema è stato certificato conforme alla norma UNI EN ISO 9001:2008 dal Det Norske Veritas (DNV), ente accreditato da ACCREDIA (L'Ente Italiano di Accreditamento). La certificazione è valida per i processi: "Attività di pianificazione e controllo direzionale" e "Gestione della rete regionale di monitoraggio della qualità dell aria". 25

26 La ristrutturazione della rete in provincia di Ferrara Il progetto di ristrutturazione della rete regionale di monitoraggio della qualità dell aria anche per quanto riguarda le stazioni in provincia di Ferrara ha come base la zonizzazione del territorio, cioè la suddivisione in aree caratterizzate da livelli di inquinamento che si presumono omogenei in base alle misure già disponibili, alla densità di popolazione e alla conoscenza delle fonti di inquinamento nel territorio. La priorità, nella localizzazione delle stazioni, è stata data alle zone in cui le criticità appaiono maggiori. La nuova configurazione, mantenendo tutte le informazioni disponibili sugli inquinanti già misurati, migliora le conoscenze sugli inquinanti più critici, sia quelli di più recente misura (PM 2.5), sia quelli per cui esiste già una serie storica di dati (PM10 e ozono). Con l attivazione della rete regionale, la misura dell inquinamento dell aria viene effettuata su un area più ampia, con una nuova stazione a Ostellato che va ad aggiungersi a quelle di Ferrara, di Cento (rilocata in area di parco urbano) e di Gherardi (comune di Jolanda di Savoia). Fig. 2.2 : Le stazioni di misura della rete regionale nella provincia di Ferrara al termine della ristrutturazione 26

27 Le aree omogenee in cui è stato suddiviso il territorio provinciale (Delibera della Giunta Provinciale n. 196 del 2004) sono: Agglomerato (porzione di zona A dove è particolarmente elevato il rischio di superamento del valore limite e/o delle soglie di allarme; in tale zona devono essere predisposti dei PIANI D AZIONE a breve termine): comune di Ferrara. Zona A (territorio dove c è il rischio di superamento del valore limite e/o delle soglie di allarme; in tale zona devono essere predisposti dei PIANI e dei PROGRAMMI a medio/lungo termine): comuni di Argenta, Bondeno, Cento, Ferrara, Masi Torello, Mirabello, Ostellato, Poggio Renatico, Portomaggiore, Sant Agostino, Vigarano Mainarda, Voghiera. Zona B (territorio dove i valori della qualità dell aria sono inferiori al valore limite; in tale zona devono essere predisposti dei PIANI DI MANTENIMENTO): comuni di Berra, Codigoro, Comacchio, Copparo, Formignana, Goro, Jolanda di Savoia, Lagosanto, Massa Fiscaglia, Mesola, Migliarino, Migliaro, Ro Ferrarese, Tresigallo. All interno dell Agglomerato sono previsti tre siti di misura: uno in zona di Traffico (mantenimento dell attuale stazione di Corso Isonzo), uno in zona di Fondo urbano in area residenziale (la stazione di Via Bellonci, entrata in funzione a marzo 2010) e uno in zona di Fondo urbano in area parco (zona Villa Fulvia, attiva da ottobre 2008). Queste ultime due stazioni sostituiscono le stazioni di Via Bologna (spenta a marzo 2010) e P.le San Giovanni (spenta a settembre 2008). Queste ultime, infatti, a causa della vicinanza ad assi stradali molto trafficati, non sono più idonee a costituire i punti di riferimento secondo i principi della nuova normativa, la quale prevede che, ad eccezione di una specifica stazione da traffico (per Ferrara la stazione di C.so Isonzo), le misure siano effettuate in aree più rappresentative dell inquinamento di fondo urbano. Nella Zona A sono previsti due siti di misura: uno a Cento, stazione di Fondo suburbano, con l attuale stazione (rilocata nel gennaio 2008) da una zona di traffico nell attuale zona di fondo in area verde (Via Parco del Reno) e uno di nuova installazione a Ostellato (gennaio 2009), nell area del campo sportivo, come stazione di Fondo rurale. Nella Zona B viene mantenuta l attuale stazione di Jolanda di Savoia, località Gherardi, in area di Fondo rurale remoto. 27

28 Le stazioni di Barco e Mizzana (Agglomerato di Ferrara), posizionate a ridosso di aree industriali, sono in fase di revisione dei relativi monitoraggi, con lo scopo di affinare la valutazione dell inquinamento generato da quelle aree. Tab.2.1 : Stazioni di misura della rete regionale nella provincia di Ferrara al termine della ristrutturazione COMUNE COLLOCAZIONE ZONA/AGGL. TIPOLOGIA Ostellato Ostellato Zona A Fondo rurale Cento Parco del Reno Zona A Fondo suburbano Ferrara Via Bellonci Agglomerato (R8) Fondo residenziale Ferrara Villa Fulvia Agglomerato (R8) Fondo urbano Ferrara Corso Isonzo Agglomerato (R8) Traffico Jolanda di Savoia Gherardi Zona B Fondo rurale remoto Di seguito sono specificate le caratteristiche delle tipologie di stazioni precedentemente citate, come descritte dalle Linee Guida nazionali elaborate da APAT, Centro Tematico Nazionale - Atmosfera Clima Emissioni (CTN-ACE). 28

29 Tab.2.2: Classificazione e caratteristiche delle tipologie di stazioni Classificazione Stazioni di background urbano in zona residenziale/commerciale Stazioni di background urbano in parchi/impianti sportivi e/o scolastici Stazioni di background suburbano Stazioni da traffico in zona urbana residenziale Stazioni di background rurale Stazione di background rurale remoto Caratteristiche Finalità: monitorare i livelli medi di inquinamento di vaste aree urbane (prevalentemente capoluoghi), dovuto a fenomeni prodotti all interno delle città, con possibili e significativi contributi provenienti dall esterno. Ubicazione: aree urbane caratterizzate da un elevata densità abitativa (distribuzione quasi continua di abitazioni) e non attraversate da strade ad elevata percorrenza Finalità: monitorare i livelli medi d inquinamento all interno di ampie aree urbane (prevalentemente capoluoghi) dovuto a fenomeni prodotti all interno delle città, con possibili e significativi contributi provenienti dall esterno. Ubicazione: aree verdi pubbliche e aree pedonali (parchi, impianti sportivi, scuole,...), non direttamente esposte a fonti di inquinamento specifiche - quali il traffico autoveicolare e le emissioni industriali Finalità: monitorare i livelli medi d inquinamento all interno di aree suburbane (paesi limitrofi ai capoluoghi) dovuto a fenomeni di trasporto provenienti dall esterno della città e a fenomeni prodotti all interno. Ubicazione: aree verdi pubbliche (parchi, impianti sportivi, scuole...), non direttamente esposte a fonti di inquinamento. E un sottoinsieme delle stazioni urbane. Ubicazione: aree con forte concentrazione di inquinanti. A titolo indicativo si può consigliare che l area di rappresentatività sia pari almeno a 200 m², anche se sarebbe più opportuno descriverla in funzione della lunghezza della strada. Finalità: monitorare i livelli di inquinamento dovuto a fenomeni di trasporto di lungo raggio (emissioni di inquinanti prodotti all interno della regione). Ubicazione: all esterno delle maggiori città, in aree prevalentemente rurali/agricole, soggette anche a fenomeni di inquinamento fotochimico, sottovento rispetto alla direzione del campo di vento più probabile e non nelle immediate vicinanze dell area di massima emissione di inquinanti. Finalità: monitorare i livelli di background degli inquinanti risultanti da sorgenti naturali e fenomeni di trasporto di lungo raggio. Ubicazione: aree naturali (ecosistemi naturali, foreste) a grande distanza da aree urbane e industriali. Devono essere evitate le zone soggette a un locale aumento delle condizioni di inversione termica al suolo, nonché la sommità delle montagne. Sono sconsigliate le zone costiere caratterizzate da evidenti cicli di vento diurni a carattere locale. La scelta deve ricadere prevalentemente su terreni ondulati o, qualora questi siano di difficile reperibilità, le valli caratterizzate da deboli fenomeni d inversione termica al suolo. 29

30 2.2. La rete di monitoraggio di Ferrara nel La rete di monitoraggio automatica A seguito dell avviarsi del processo di ristrutturazione della rete regionale di monitoraggio della qualità dell aria, il 2009 è stato un anno di ulteriori modifiche nella configurazione della rete di monitoraggio a Ferrara come nel resto della regione. I dettagli sull evoluzione della configurazione sono riportati nel capitolo precedente, mentre nel seguito è schematizzata la struttura rappresentativa della più parte dell anno. Fig.2.3 : Rete di monitoraggio fissa provincia di Ferrara, anno 2009 Stazioni fisse Rete MAIA 5 Ferrara 1 Gherardi 1 Cento 1 Ostellato stazioni. Nella tabella seguente è dettagliata la configurazione strumentale delle singole 30

31 Tab.2.3: Configurazione della rete di monitoraggio provinciale nel 2009 Parametri analizzati Stazione Comune NO2 CO BTX SO2 O3 PM10 PM2.5 Isonzo Ferrara X X X 1 X X Bologna Ferrara X Villa Fulvia Ferrara X X X X Mizzana Ferrara X X X Barco 2 Ferrara X X Ostellato Ostellato X X X X Cento Cento X X Gherardi Jolanda di Savoia X X X 3 X 3 1. Il BTX di C.so Isonzo è stato attivato in giugno Nel mese di marzo si è provveduto al temporaneo spegnimento della stazione di Barco, che necessita di lavori radicali di ristrutturazione della cabina e della sostituzione degli strumenti di misura. Per sopperire alla mancanza di dati dovuti al temporaneo spegnimento della centralina viene utilizzato il laboratorio mobile che è stato posto in sito. 3. Il PM10/PM2.5 di Gherardi è stato attivato in marzo 2009 Riguardo alle apparecchiature della RRQA, nel corso dell anno 2009 è proseguita la ristrutturazione della rete (2^ fase, 1^ tranche) ed è stato attivato, nel mese di marzo, il campionatore PM10 e PM2.5 nella stazione di Gherardi, riprendendo la misura che era stata interrotta nei primi mesi del Nel mese di marzo si è provveduto al temporaneo spegnimento della stazione di Barco, che necessita di lavori radicali di ristrutturazione della cabina e della sostituzione degli strumenti di misura. Inoltre, nel mese di maggio 2009 è stato attivato l analizzatore di BTX nella centralina di Corso Isonzo, con dati validi a partire dal mese di giugno. Infine, nel mese di giugno in concomitanza con il trasferimento della sede ARPA da Corso Giovecca a Via Bologna, si è provveduto allo spegnimento definitivo del Laboratorio meteo collocato sul tetto dell ex sede in Corso Giovecca. 31

32 Fig. 2.4.: Localizzazione stazioni di monitoraggio nell agglomerato (Comune di Ferrara) Barco Mizzana C.Isonzo Via Bologna V illa Fulvia Fig.2.5: Localizzazione stazione di monitoraggio a Cento Cento 32

33 Fig.2.6: Localizzazione stazione di monitoraggio a Gherardi Gherardi Fig.2.7: Localizzazione stazione di monitoraggio a Ostellato 33

34 I dati rilevati dalla rete di misura in automatico vengono trasferiti presso il centro elaborazione dati Arpa con cadenza oraria e quotidianamente vengono analizzati e validati dagli operatori al fine di emettere il bollettino giornaliero della qualità dell aria entro le ore 10 di tutti i giorni feriali (vedi capitolo relativo alle Modalità di comunicazione del dato). La rete degli inquinanti misurati in automatico viene integrata con le misurazioni manuali per la determinazione dei metalli e degli idrocarburi policiclici aromatici contenuti nel PM10, secondo le modalità descritte nel capitolo 4. 34

35 Le campagne di misura degli idrocarburi aromatici Una significativa integrazione alla rete in automatico è costituita dai monitoraggi degli idrocarburi aromatici (BTEX, ossia benzene, toluene, etilbenzene, xileni) condotti con l ausilio di campionatori passivi collocati ogni anno nei mesi di settembre, ottobre, novembre e dicembre in una trentina di punti del Comune di Ferrara (cfr. capitolo 4.2 Gli idrocarburi aromatici ). Tale indagine, che ha preso l avvio nel 1999 su richiesta del Comune di Ferrara in accordo con l AUSL, prevede il posizionamento di campionatori passivi in circa 30 punti della città di Ferrara. La scelta delle postazioni di misura è stata effettuata di concerto con il Dipartimento di Sanità Pubblica dell Azienda USL di Ferrara contemperando più esigenze: fornire una rappresentazione sufficientemente dettagliata del centro cittadino, che è la zona dove si attendono le concentrazioni più elevate e nello stesso tempo è caratterizzata dal maggior gradiente spaziale; presidiare nodi importanti della viabilità cittadina all interno ed all esterno delle mura; estendere la zona di monitoraggio alla prima periferia, per raccogliere alcune informazioni su località che non sono monitorate dalla rete di rilevamento fissa. A ciò va aggiunto il vincolo di individuare un numero di siti e di campioni tecnicamente gestibile con le risorse disponibili. Nell anno 2005 si è aggiunta alla precedente rete di misura la postazione di Mizzana, in prossimità della centralina di rilevamento della qualità dell aria e nel 2006 la postazione adiacente alla stazione di monitoraggio di Cassana, installata dalla ditta SEF per ottemperare alle prescrizioni del Decreto di VIA della centrale Turbogas. In figura 2.8 è riportata la distribuzione spaziale dei punti di misura, il cui indirizzo è dettagliato nella tabella a corredo della mappa. 35

36 Fig.2.8: Mappa dei punti di campionamento degli idrocarburi aromatici #S #S 33 #S 24 #S 32 #S 11 #S 15 #S #S 10 #S #S #S 13 #S #S 9 #S #S 8 7 #S #S 1 #S 2 #S #S #S #S #S #S 27 #S #S #S #S #S #S #S 20 #S 14 #S n. Postazione 1 Largo Castello 2 Via Palestro 3 Via Montebello 4 Corso Giovecca - in fronte a Parco Pareschi 5 Via Scienze ang Via Giuoco del Pallone 6 Via Porta Reno ang. Via Cortevecchia 7 Via S.Stefano ang.via Garibaldi 8 Via Armari 9 Centralina Arpa C.so Isonzo 10 Largo Barriere ang.viale Cavour 11 Rotatoria MOF/Macello 12 Centralina ARPA Barco 13 Centro Sociale Anziani Via Canapa 14 Rotatoria Ipercoop Via Bologna 15 ACI Via Padova 16 Via A.Ducale ang. Via Foro Boario n. Postazione 17 Pzza.le Medaglie d'oro 18 C.so Porta Mare / P.zza Ariostea 19 Via S.Pietro ang. Via C. Mayr 20 Rotatoria Via Comacchio 21 Pontelagoscuro Via Savonuzzi 22 Via E I D'Este /facoltà di giurisprudenza 23 Via Porta Reno ang.via C.Mayr ang. Via Ripagrande 24 Cassana Pesa Pubblica 25 C.so Martiri della Libertà ang. Via Cairoli 26 P.zza Municipale ang. Via Garibaldi 27 Centralina ARPA Via Bologna 28 Centralina ARPA Corso Porta Mare 29 Via Bologna ang. Via Darsena ang. Via Volano 30 Via Porta Romana ang. Via XX Settembre 31 Via San Giacomo zona FF.SS. 32 Centralina Mizzana 33 Cassana presso stazione rilevamento SEF-CNR Il sistema di campionamento utilizzato è di tipo passivo, costituito cioè da campionatori che non richiedono l utilizzo di pompe di aspirazione, ma adsorbono gli inquinanti per effetto della diffusione dei gas nell aria. I campionatori vengono posizionati ad un altezza di circa 2.5 m dal suolo, in capannine appositamente allestite per proteggerli dalla pioggia, mantenendo comunque la libera circolazione dell aria nell intorno del campionatore. 36

37 I campionamenti vengono effettuati di norma all inizio del mese, nei mesi di settembre, ottobre, novembre e dicembre di ogni anno e forniscono indicazioni significative sulla qualità dell aria di varie zone relativamente al benzene, inquinante strettamente legato alle emissioni da traffico veicolare, e ad altri idrocarburi aromatici che normalmente si trovano in ambiente urbano, anch essi legati alle emissioni veicolari. I risultati raccolti nel corso degli anni indicano che tale monitoraggio, benché limitato temporalmente, costituisce una buona indicazione del trend delle concentrazioni medie nei siti di campionamento. Infine, anche durante il 2009 è continuata la misura di BTEX in C.so Giovecca, nei pressi dell ex sede dell ARPA, con cadenza settimanale per tutto il corso dell anno, mantenendo un importante indicazione del trend temporale iniziato nel Il laboratorio mobile Il laboratorio mobile viene impiegato periodicamente per campagne di monitoraggio relative a specifiche fonti emissive o nell ambito di programmi di zonizzazione del territorio provinciale. Esso dispone di strumenti automatici per l analisi di: NOx, CO, SO2, O3, Direzione e Velocità del Vento, Umidità relativa, Temperatura e Pressione e di strumenti per il campionamento di PM10 e BTX. Nel corso del 2009 il laboratorio mobile è stato impiegato in due campagne di misura: una in via delle Mandriole in affiancamento alla centralina di Villa Fulvia (per il periodo maggio - metà settembre), la seconda (iniziata a fine settembre e ancora in corso) viene effettuata presso la centralina di Barco per sopperire alla mancanza di dati dovuti al temporaneo spegnimento della centralina, che necessita di lavori radicali di ristrutturazione della cabina e della sostituzione degli strumenti di misura. Si segnala che dal mese di dicembre 2009 è stato posizionato uno Sky-post (campionatore di polveri PM10 o PM2.5) in affiancamento alle misure del Mezzo Mobile, presso la centralina di Barco. Gli esiti di queste campagne non vengono qui riportati. 37

38 La rete di misura della genotossicità e degli IPA nel PM2.5 Il Laboratorio Tematico Mutagenesi Ambientale istituito presso la sezione Arpa di Parma svolge l attività di analisi dei campioni raccolti nelle varie province dalla Rete Regionale ARPA di Monitoraggio della Genotossicità del particolato atmosferico urbano. L analisi consiste nella determinazione della quota di attività mutagena attribuita al particolato. Dopo una temporanea interruzione nel 2008 a seguito del processo di ristrutturazione della rete di monitoraggio della qualità dell aria, a Ferrara tale indagine è ripresa a partire da gennaio 2009 sui campioni di particolato PM2.5 raccolti nella nuova stazione di fondo urbano a Villa Fulvia. Gli esiti di questo monitoraggio sono oggetto di un report specifico La misura dell ammoniaca (Mizzana - Ferrara) Ai monitoraggi tradizionali della qualità dell aria, per volontà del Comune e della Provincia di Ferrara, da tempo si sono aggiunti alcuni altri monitoraggi specifici in punti prossimi al Polo chimico. Fra questi spicca sicuramente il monitoraggio dell ammoniaca (NH3) effettuato routinariamente dal 1989 presso la stazione di Mizzana-Via Traversagno. A partire dal 2000 e fino al 2007 le modalità operative del monitoraggio, che in origine prevedevano la raccolta pressoché quotidiana di un campione di 24 ore, dopo un opportuna valutazione statistica di tutti i risultati pregressi hanno contemplato una frequenza di campionamento sempre giornaliera ma uni-settimanale randomizzata: tale modifica non ha alterato la rappresentatività dei campioni, in ogni caso da ritenersi riferita ad informazioni sul livello medio e sul trend delle immissioni (e non alle variazioni di breve durata, che il campionamento mediato di 24 ore non sarebbe comunque in grado di cogliere). A partire dal 2008 si è adottata una nuova modalità di misura che utilizza campionatori passivi del tipo di quelli utilizzati per il monitoraggio degli idrocarburi aromatici. La metodica, che è stata mutuata da una precedente indagine svolta a Ferrara dal Centro Nazionale Ricerche - Istituto per l inquinamento Atmosferico (CNR IIA di Roma), consente la copertura temporale completa dell anno, attraverso l effettuazione di campioni medi mensili, sempre presso la stazione di Mizzana. 38

39 3. L analisi meteoclimatica I parametri meteorologici svolgono un ruolo determinante nell evoluzione dell inquinamento atmosferico. Gli episodi di inquinamento, infatti, sono governati da processi meteorologici che avvengono all interno dello strato di atmosfera direttamente sopra alla superficie terrestre (strato limite o boundary layer) sia a scala regionale che locale. Per quanto riguarda i processi a scala regionale risultano particolarmente rilevanti i fenomeni di stagnazione della massa d aria. Tale fenomeno avviene quando l aria permane per un certo periodo 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 L influenza della micrometeorologia nelle valutazioni della qualità dell aria 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: 39

40 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. Stabilità atmosferica: è un indicatore della turbolenza atmosferica alla quale si devono i rimescolamenti dell aria e quindi il processo di diluizione degli inquinanti. Altezza di rimescolamento: è un indicatore della capacità che ha la troposfera di disperdere gli inquinanti; indica indirettamente il volume all interno del quale gli inquinanti emessi si concentrano. Temperatura: sono importanti la sua evoluzione annuale, quella diurna nonché il profilo verticale. Precipitazioni: è importante il numero di giorni caratterizzati da quantità di pioggia >=5 mm nonché l entità cumulata mensile e annuale. Inversione termica: quota alla quale si verifica che la temperatura, anziché diminuire, aumenta con l aumento dell altezza. Essa determina anche l altezza del PBL. Movimenti atmosferici verticali: spostamenti di masse d aria in senso verticale che in ambiente urbano sono dovuti principalmente a moti termoconvettivi L intensità del vento L intensità del vento influenza il trasporto e la diffusione degli inquinanti: elevate velocità del vento tendono, infatti, a favorire la dispersione degli inquinanti immessi vicino alla superficie. In tale ambito, un parametro significativo è la frequenza delle calme di vento, definita come la frequenza di condizioni nelle quali l intensità del vento alla superficie è inferiore a 1 m/s 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 40

41 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 delle 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. Esistono diversi schemi di classificazione della stabilità atmosferica che prevedono un diverso numero di classi 4 e si basano sul valore di una (o più) grandezze meteorologiche collegate alla turbolenza: gradiente verticale di temperatura (Pasquill- Gifford-Turner), deviazione standard della direzione del vento, rugosità e lunghezza di Monin Obukhov. Di seguito (tabella 3.1) si propone la rappresentazione della stabilità mediante il metodo empirico delle classi di stabilità di Pasquill-Gifford-Turner 5, basato su parametri di riferimento quali intensità del vento, radiazione solare globale e copertura nuvolosa. Tali classi sono collegate a condizioni di stabilità, instabilità o neutralità a fini di valutazione della turbolenza atmosferica, ovvero delle condizioni di dispersione degli inquinanti. 4 La classe di stabilità è un indicatore qualitativo dell'intensità della turbolenza atmosferica (responsabile dei rimescolamenti dell aria e quindi del processo di diluizione degli inquinanti in atmosfera); più lo strato limite è stabile, più risulta inibito il rimescolamento. 5 F. Pasquill, F.R. Smith Atmospheric Diffusion (3 edition), John Wiley & Sons Inc., New York,

42 Tab.3.1: Classi di stabilità di Pasquill-Gifford-Turner gradiente di classi di definizione temperatura verticale stabilità (spgt) ( C/m) A condizioni estremamente instabili < B condizioni moderatamente instabili fra e C condizioni leggermente instabili fra e D condizioni neutre Fra e E condizioni leggermente stabili Fra e F condizioni stabili > F+G condizioni stabili /molto stabili In condizioni di stabilità (classi E, e in prevalenza F+G) le sostanze inquinanti permangono più a lungo allo stesso livello. Le condizioni di stabilità F (e le condizioni di estrema stabilità G), sono associate prevalentemente al verificarsi di inversione termica, con il confinamento degli inquinanti in prossimità della superficie. In condizioni di instabilità (classi A, B e C) l inquinante viene rapidamente rimescolato in atmosfera ad opera dei moti turbolenti di origine termica. In condizioni di neutralità (classe D) quando il cielo è coperto l inquinante viene trasportato e rimescolato per condizioni di turbolenza meccanica L altezza di rimescolamento Lo Strato di rimescolamento è la regione all interno della troposfera condizionata dalla superficie terrestre (rugosità e flussi di calore) che può estendersi fino a 2.5 Km sopra di essa 6. Tale strato è la zona in cui si verifica la diffusione degli inquinanti; il suo spessore (altezza di rimescolamento) può variare da 50 a 2000 metri in funzione delle condizioni meteorologiche (quantità di luce solare e intensità del vento) e delle caratteristiche della superficie. Presenta un ciclo diurno e stagionale. La figura 3.1 schematizza la sua variazione giornaliera. 6 R.B. Stull An Introduction to Boundary Layer Meteorology Kluwer Ac.Pub,

43 Fig.3.1: Variazione giornaliera dell altezza di rimescolamento Se si osserva il grafico della variazione giornaliera dell altezza di rimescolamento, si nota che essa aumenta man mano che dall alba si passa alle prime ore del pomeriggio (ore 14 15), ossia in corrispondenza delle ore centrali della giornata, caratterizzate da una maggiore insolazione. Tale condizione apporta calore alla crosta terrestre e quindi, per irraggiamento, all aria sovrastante che viene coinvolta in moti ascensionali di aria calda con formazione di celle convettive (turbolenza atmosferica di origine termica). L altezza di rimescolamento nelle ore centrali della giornata raggiunge mediamente i 1500 m, con picchi di altezza massima di 2500 m. A partire dal tramonto l altezza di rimescolamento diminuisce rapidamente con il raggiungimento in media della quota di m, con valori minimi di 50 m. 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. La riduzione dello strato di rimescolamento è uno stato che favorisce alte concentrazioni d'inquinanti. Relativamente al ciclo stagionale, si registra che: nel periodo invernale, il modesto irraggiamento solare, l alta umidità relativa con le nebbie, la bassa temperatura, la ridotta ventilazione e l assenza di precipitazioni producono la riduzione dello strato di rimescolamento, talvolta fino a generare l inversione termica al suolo; in tali situazioni viene favorito l aumento delle concentrazioni; 43

44 nel periodo estivo, le alte temperature diurne e l irraggiamento solare favoriscono l aumento dello strato di rimescolamento e quindi, in casi di tempo stabili, si ha maggiore diluizione degli inquinanti rispetto ad altri periodi dell anno Le condizioni che favoriscono l accumulo o la dispersione degli inquinanti Le condizioni che favoriscono un accumulo di inquinanti possono essere schematizzate nei seguenti punti: Alta pressione: poiché associata ad assenza di precipitazioni Scarsa ventosità: poiché non favorisce la dispersione meccanica degli inquinanti Temperature massime elevate: tale fattore influisce negativamente solo per quel che concerne l Ozono e gli altri inquinanti fotochimici (periodo estivo) Avvezione calda in quota (tipicamente SW): è la situazione in cui si ha aria più calda in quota che impedisce alle sostanze di diffondersi in verticale contribuendo a innescare una situazione di ristagno. Invece le condizioni che favoriscono la dispersione degli inquinanti sono sintetizzabili in: Maltempo : non solo le precipitazioni di qualunque natura, ma comunque l arrivo di un fronte di bassa pressione Vento forte, poiché favorisce la dispersione meccanica Instabilità provocata da avvezione fredda in quota, con o senza temporali Vento che movimenta aria proveniente da zone pulite come ad esempio la 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 positivo. 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 44

45 raffredda al di sotto della temperatura di rugiada. Tale situazione si verifica in condizioni di calma sinottica (assenza di vento e di 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. Dall altra parte però, un paio di giorni di nebbia persistente possono abbassare significativamente il PM10 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, del trasporto di spray marino o di sabbia dal Sahara. In questo caso è importante precisare che il particolato trasportato ha una composizione molto differente da quello generato dallo smog cittadino. Nella pianura padana molti degli episodi d inquinamento hanno le seguenti caratteristiche: Concentrazioni molto elevate di particolato in inverno e di ozono in estate Situazioni di criticità che interessano una vasta area (scala regionale/di bacino) Influenza della meteorologia a scala sinottica sugli episodi acuti Persistenza per alcuni giorni delle condizioni meteo sfavorevoli (es. alta pressione ben consolidata in quota) con accumulo progressivo degli inquinanti. 45

46 3.2. Analisi delle grandezze meteoclimatiche sul territorio provinciale Nelle figure 3.2, 3.3 e 3.4 sono rappresentate, per la provincia di Ferrara a confronto con l intero territorio regionale, le elaborazioni medie calcolate sul periodo dal 1995 al 2002 delle seguenti grandezze meteoclimatiche: altezza di rimescolamento massima giornaliera, percentuale di condizioni stabili (classe F), intensità media del vento. Dalla figura 3.2 si osserva che l altezza di rimescolamento massima giornaliera calcolata sul periodo temporale ha un andamento di graduale innalzamento passando dalla zona costiera verso l entroterra, in direzione della zona di pianura. Nella zona costiera l altezza media ha valori compresi nell intervallo tra 500 e 1200 metri, nella zona di pianura assume valori da 1200 a Nel comune capoluogo l altezza di rimescolamento massima giornaliera raggiunge valori intorno ai 1350 metri. Il confronto con il territorio regionale evidenzia come la provincia di Ferrara sia caratterizzata da un altezza di rimescolamento massima giornaliera più bassa rispetto alle zone occidentali. Nella figura 3.3, che rappresenta la distribuzione percentuale relativa alla frequenza di dati orari caratterizzati da condizioni di stabilità (classe F), si osserva che la parte centro meridionale della provincia, incluso il comune capoluogo, presenta una frequenza di casi di stabilità pari al 30-35% come media annua sull intero periodo , mentre nella parte più settentrionale si registra un maggiore numero di casi di stabilità (frequenza superiore al 35%). Le condizioni di stabilità atmosferica, classe F, sono le condizioni nelle quali il volume di diluizione degli inquinanti emessi in prossimità della superficie risulta inferiore. La rappresentazione grafica di questa grandezza a livello regionale evidenza come quasi tutto il territorio sia interessato da frequenze superiori al 30%: nella parte centrale della regione, in corrispondenza delle province di Reggio Emilia e Parma, si registrano le frequenze maggiori. La provincia di Bologna e la provincia di Ravenna (in prossimità della costa) sono caratterizzate da aree in cui si registra una frequenza inferiore al 30% dei casi di stabilità F. Nella figura 3.4 è rappresentata l intensità media del vento calcolata per il periodo : le intensità più elevate si registrano nelle aree costiere e in quelle ad esse adiacenti e nella zona più a sud della provincia. Il comune capoluogo e la parte settentrionale del territorio provinciale sono caratterizzati da intensità media molto bassa, dell ordine di m/s. 46

47 La rappresentazione della grandezza in esame a scala regionale evidenzia valori più elevati nelle province affacciate sul mare Adriatico e nella provincia di Bologna. Il resto della regione presenta valori inferiori a 1.5 m/s. Fig.3.2: Massima altezza di rimescolamento giornaliera - media (m) Fig.3.3: Frequenza dati orari con condizioni di stabilità (classe F) nel periodo

48 Fig.3.4: Intensità media del vento (m/s) nel periodo Relativamente alle precipitazioni, si riportano di seguito le mappe elaborate dal Servizio Idro-Meteo-Clima di ARPA relative al numero di giorni in cui si sono verificate precipitazioni superiori ai 5 mm nei vari mesi negli ultimi 5 anni. La scelta di questo parametro nasce da alcune indagini, ancora preliminari, che suggeriscono che le precipitazioni inizino ad operare una qualche rimozione degli inquinanti atmosferici al di sopra dei 5 mm al giorno. Tale rimozione dipende però fortemente sia dal tipo di inquinante che dalla intensità del fenomeno meteorologico (pioggia prolungata o meno, intensa o meno). Le precipitazioni superiori ai 5 mm al giorno si possono quindi considerare di una qualche efficacia nella rimozione degli inquinanti atmosferici. Tuttavia, da un punto di vista meteorologico, la precipitazione non è l unico elemento di pressione per l inquinamento atmosferico. Il vento contribuisce al rimescolamento e al trasporto degli inquinanti; la nuvolosità interviene nella modulazione del rimescolamento termico; la stratificazione termica può essere determinante per l accumulo degli inquinanti vicino al suolo. La complessità dei fenomeni in gioco rende ardua l identificazione di indicatori semplici e completi. Si tenga quindi presente che l indicatore Numero di giorni con precipitazione cumulata giornaliera superiore ai 5 mm dà una descrizione sommaria e incompleta del contesto meteorologico. Dalle mappe riportate nelle figure seguenti, si nota in generale una maggiore criticità della pianura rispetto alla collina e soprattutto rispetto alla fascia vicina al crinale appenninico. 48

49 Rispetto agli anni precedenti il 2009 ha avuto maggiori precipitazioni nei mesi di gennaio, febbraio, marzo, aprile. L estate 2009 è stata molto siccitosa, con scarse precipitazioni a partire già dal mese di maggio. Anche i mesi di settembre, ottobre e dicembre 2009 sono stati caratterizzati da precipitazioni di scarsa entità, con un massimo di 4 giorni in cui si sono verificate precipitazioni cumulate nella giornata superiori ai 5 mm. Il mesi di novembre e dicembre 2009 hanno registrato precipitazioni più scarse rispetto a ciò che si era registrato negli stessi mesi dell anno precedente. 49

50 Fig.3.5: Anno 2005 Numero dei giorni con precipitazioni > 5 mm 50

51 Fig.3.6: Anno 2006 Numero dei giorni con precipitazioni > 5 mm Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno Luglio Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre 51

52 Fig.3.7: Anno 2007 Numero dei giorni con precipitazioni > 5 mm Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno Luglio Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre 52

53 Fig.3.8: Anno 2008 Numero dei giorni con precipitazioni > 5 mm Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno Luglio Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre 53

54 Fig.3.9: Anno 2009 Numero dei giorni con precipitazioni > 5 mm Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno Luglio Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre 54

55 3.3. Analisi delle grandezze meteoclimatiche approfondimenti sul comune di Ferrara Per il comune di Ferrara, si riportano di seguito alcune elaborazioni di dettaglio dei dati relativi ai parametri meteorologici quali: temperatura ( C), direzione (gradi) e velocità del vento (m/s), altezza di rimescolamento (m), classi di stabilità, precipitazioni. Le elaborazioni sono state ottenute dai dati meteo forniti dal Servizio Idro-Meteo- Clima di ARPA (SIMC), utilizzando il preprocessore meteorologico tridimensionale Calmet applicato all area del comune di Ferrara. Il preprocessore Calmet 7, 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. I dati dei parametri temperatura, direzione e velocità del vento ottenuti con Calmet relativamente al comune di Ferrara sono confrontati con i dati registrati presso la stazione urbana di Ferrara, installata nel maggio 2004 (in via Paradiso n. 12) e gestita anch essa dal Servizio Idro-Meteo-Clima. 7 Il preprocessore meteorologico CALMET (Scire J. S., Insley E. M., Yamartino R. J., Fernau M. E. - semptember 1999: A User s guide for the CALMET Meteorological Model version 5.0), viene appositamente implementato presso ARPA-Servizio IdroMeteoClima (Deserti et al., 1999). Il preprocessore, sulla base delle variabili puntuali misurate nelle stazioni meteorologiche e delle caratteristiche della superficie, quali ad esempio orografia, uso del suolo, rugosità ricostruisce il campo tridimensionale di vento e temperatura ed il campo bidimensionale di grandezze caratteristiche dello strato limite planetario (altezza di rimescolamento, classi di stabilità) e della turbolenza (lunghezza di Monin-Obukhov, velocità di attrito, velocità convettiva di scala). 55

56 Temperatura Nel grafico di figura 3.10 sono riportate le temperature medie mensili dell anno 2009 a confronto con quelle degli anni dal 2005 al I mesi invernali di gennaio e dicembre dell anno 2009 sono stati caratterizzati da temperature inferiori rispetto al 2008, mentre nei mesi di agosto, settembre e novembre 2009 le temperature sono state superiori al L andamento delle medie mensili dell anno 2009 è sovrapponibile a quello dell anno precedente. Nei mesi primaverili ed estivi le medie del 2009 risultano confrontabili con le medie degli ultimi 3 anni, ad esclusione del mese di maggio che nel 2009 ha registrato una media superiore rispetto agli anni precedenti (+2 C) e del mese di agosto che, analogamente al 2008, ha anch esso registrato una media superiore agli anni precedenti (+2/4 C). Fig.3.10: Comune di Ferrara Andamento delle temperature medie mensili C gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic mesi Nel grafico di figura 3.11 sono riportate le temperature medie mensili del comune capoluogo calcolate da Calmet a confronto con quelle misurate dalla stazione meteo urbana collocata in Via Paradiso. 56

57 Fig.3.11: Comune di Ferrara. Andamento delle temperature medie mensili. Confronto dati Calmet, dati stazione urbana ARPA-SIMC Calmet 2009 Staz.Urbana C gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic mesi Le temperature registrate presso la stazione urbana sono quasi esattamente sovrapponibili a quelle calcolate dal preprocessore Calmet secondo la metodologia descritta in precedenza: per tutto il corso dell anno le temperature misurate nella stazione urbana risultano superiori rispetto a quelle calcolate da Calmet al massimo di +1.3 C. In figura 3.12 sono riportate le temperature medie mensili misurate in tre stazioni della provincia di Ferrara: le temperature nel centro urbano e nella periferia (Ferrara e Pontelogoscuro) sono costantemente superiori a quelle rilevate nella stazione di fondo rurale di Ostellato (per il solo mese di gennaio le medie di Ferrara e Ostellato coincidono mentre quella di Pontelagoscuro è di poco inferiore). Tale comportamento è dovuto all effetto dell isola di calore 8 che si sviluppa nei centri urbani. La temperatura media annua calcolata presso la stazione urbana di via Paradiso è di circa 15 C contro i circa 14 C di Ostellato. 8 Isola di calore: progressivo surriscaldamento della bolla di aria calda che grava in continuazione al di sopra dei centri urbani. La cappa d aria surriscaldata, di non più di metri di spessore, costituisce una vera e propria isola più calda rispetto al circostante ambiente rurale. Tale surplus di calore attenua i rigori invernali ma nelle soleggiate e calde giornate estive trasforma le città delle medio-basse latitudini in una sorta di fornace. L isola di calore trae origine dal particolare tessuto urbano, costituito in prevalenza da asfalto, calcestruzzo, mattoni e cemento, ovvero materiali che, rispetto alla copertura vegetale della campagna, assorbono in media il 10% in più di energia solare. Il surplus di calore solare immagazzinato dai manufatti cittadini viene poi riemesso per irraggiamento, ovvero sotto forma di energia nell infrarosso, con conseguente surriscaldamento dell aria che sovrasta la città. All isola di calore dà un rilevante contributo anche il tipico assetto geometrico delle città, con strade relativamente strette rispetto alle dimensioni verticali degli edifici. 57

58 Fig.3.12: Andamento delle temperature medie mensili in tre postazioni della provincia C Staz.Urbana FE 2009 Staz.Pontelagoscuro 2009 Staz.Ostellato gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic mesi Intensità e direzione del vento La rappresentazione delle intensità medie mensili del vento per il comune di Ferrara, stimate da Calmet nel corso degli ultimi 5 anni, evidenzia valori molto bassi, inferiori a 2.5 m/s. Occorre tuttavia tener conto del fatto che il confronto dei dati stimati da Calmet con quelli misurati presso la stazione urbana evidenzia una leggera sottostima delle intensità del vento calcolate dal primo; pertanto, quando disponibile, si ritiene più corretto valutare i valori rilevati presso la stazione urbana di Ferrara. 58

59 Fig.3.13: Comune di Ferrara. Media mensile dell intensità del vento a 10 metri. Anni Dati Calmet m/s gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic mesi Fig.3.14: Comune di Ferrara. Media mensile dell intensità del vento a 10 metri. Anni Stazione Urbana di Ferrara Staz.Urbana 2005 Staz.Urbana 2006 Staz.Urbana 2007 Staz.Urbana 2008 Staz.Urbana 2009 m/s gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic mesi 59

60 La figura seguente rappresenta le mappe Calmet delle direzioni prevalenti e dell intensità media del vento nelle quattro stagioni del Fig.3.15: Velocità media del vento a 10 metri e direzioni prevalenti nelle quattro stagioni, su tutto il territorio provinciale (dati CALMET) Vento a 10m: direzione e intensità media (m/s) Periodo: dicembre - febbraio 2009 Vento a 10m: direzione e intensità media (m/s) Periodo: marzo - maggio 2009 Vento a 10m: direzione e intensità media (m/s) Periodo: giugno - agosto 2009 Vento a 10m: direzione e intensità media (m/s) Periodo: settembre - novembre 2009 Nelle prime ore del mattino si sono verificate situazioni di sostanziale calma di vento. L assenza delle frecce direzionali nelle immagini sopra riportate è dovuta al fenomeno di sbandieramento del vento, che non ha consentito di definire una direzione di provenienza prevalente. 60

61 Come ben noto, il comune di Ferrara non è caratterizzato da una forte intensità dei venti. In particolar modo, l analisi dei dati registrati dalla stazione urbana per l anno 2009 evidenzia che non ci sono mai stati giorni con velocità media superiore ai 6 m/s, solo 57 giorni con velocità media superiore ai 3 m/s, 171 giorni con velocità superiore ai 2 m/s contro 137 giorni (38%) con velocità inferiore o uguale ai 2 m/s (elaborazioni relative ai dati della stazione urbana). Gli episodi lievemente più intensi si sono verificati in periodo primaverile (marzo, aprile, maggio), ma anche nei mesi invernali di gennaio e febbraio, nei mesi estivi di giugno e luglio, nei mesi di settembre, novembre e dicembre. Nelle figure 3.16 e 3.17 sono riportate per il comune capoluogo, per l anno 2009, la rosa del vento complessiva e le rose dei venti relative alle quattro stagioni, elaborate sulla base dei dati Calmet. Fig.3.16: Ferrara: Rosa dei venti, anno (knots) Wind speed (m/s) 61

62 Fig.3.17: Ferrara: Rosa dei venti, stagioni anno 2009 Inverno: gennaio, febbraio, marzo Primavera: aprile, maggio, giugno (knots) (knots) Wind speed Wind speed (m/s) (m/s) Estate: luglio, agosto, settembre Autunno: ottobre, novembre, dicembre (knots) (knots) Wind speed Wind speed (m/s) (m/s) Le rose dei venti sono state realizzate con il modello ADMS-URBAN 9 a partire da dati orari di velocità e direzione del vento. Il modello ADMS usato per l elaborazione della rosa dei venti considera come calme i valori di velocità del vento minori o uguali a 0.75 m/s. Osservando le rose dei venti, si nota come i venti durante l anno provengano in prevalenza da ovest e ovest-nordovest e, spesso più intensi, da nordest. Distinguendo le stagioni, a Ferrara in inverno e in autunno prevalgono i venti da ovest e da nordest, mentre in primavera e in estate predominano i venti provenienti dai quadranti orientali. 9 ADMS URBAN (versione , sviluppato dalla Cambridge Environmental Research Consultants - UK) è un modello analitico stazionario, eseguibile su PC, della dispersione in atmosfera di sostanze inquinanti rilasciate nelle aree urbane da differenti tipologie di sorgenti (puntuali, lineari, di aree e di volumi). 62

63 Nelle figure sono riportate le distribuzioni di frequenza percentuale della direzione di provenienza del vento, calcolate con tutti i dati relativi alla medesima ora del giorno. Le rappresentazioni sono relative a sedici settori e vengono discriminati i casi di calma di vento (velocità < 0.75 m/s). Gli andamenti sono relativi sia all intero anno che alle 4 stagioni: inverno (gennaio, febbraio, marzo), primavera (aprile, maggio, giugno), estate (luglio, agosto, settembre), autunno (ottobre, novembre, dicembre). Fig.3.18: Ferrara - Direzione del vento (dati Calmet): rosa oraria anno % 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSO SO OSO O ONO NO NNO calme Fig.3.19: Ferrara - Direzione del vento (dati Calmet): rosa oraria inverno % 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSO SO OSO O ONO NO NNO calme 63

64 Fig.3.20: Ferrara - Direzione del vento (dati Calmet): rosa oraria primavera % 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSO SO OSO O ONO NO NNO calme Fig.3.21: Ferrara - Direzione del vento (dati Calmet): rosa oraria estate % 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSO SO OSO O ONO NO NNO calme 64

65 Fig.3.22: Ferrara - Direzione del vento (dati Calmet): rosa oraria autunno % 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSO SO OSO O ONO NO NNO calme Dalle figure sopra riportate risulta la ciclicità diurna dei venti provenienti in prevalenza dai settori occidentali al mattino e orientali al pomeriggio. Tale ciclicità rispecchia l instaurarsi del regime di brezza mare terra lungo l asse della Valpadana, registrabile anche nel ferrarese Altezza di rimescolamento In figura 3.23 è rappresentato il ciclo stagionale dell andamento dell altezza di rimescolamento ottenuto a partire dai dati Calmet per il comune di Ferrara: si osserva che nei mesi invernali lo strato di rimescolamento presenta i valori più bassi dell anno, causa il modesto irraggiamento solare, l alta umidità relativa, la presenza di nebbie e la bassa temperatura. La riduzione dello strato di rimescolamento è uno stato che favorisce alte concentrazioni d'inquinanti. Inversamente, nel periodo estivo, le alte temperature diurne e l irraggiamento solare favoriscono l aumento dello strato di rimescolamento e quindi, in casi di tempo stabile, si ha una maggiore diluizione degli inquinanti rispetto ad altri periodi dell anno. 65

66 Fig.3.23: Media mensile dell altezza di rimescolamento, comune di Ferrara, anni metri gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic mesi Le figure seguenti mostrano la variazione mensile dell altezza di rimescolamento calcolata da Calmet nelle quattro stagioni e in due fasce orarie corrispondenti al momento di minima altezza (ore 2) e di massima altezza (ore 14) per l intero territorio provinciale. 66

67 Fig.3.24: Variazione stagionale dell altezza di rimescolamento nella provincia di Ferrara Altezza di rimescolamento media (m) Periodo dicembre febbraio 2009 Altezza di rimescolamento media (m) Periodo marzo maggio 2009 Altezza di rimescolamento media (m) Periodo giugno agosto 2009 Altezza di rimescolamento media (m) Periodo settembre novembre 2009 Da queste immagini, che riportano l evoluzione dell altezza di rimescolamento (hmix) nei diversi periodi dell anno, si può osservare come nel periodo invernale hmix raggiunge al massimo i 900 m per poi scendere fino a circa 100 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 non possono diffondere nell atmosfera e quindi persistono al suolo in concentrazioni elevate. In primavera si assiste ad un forte ricambio d aria con hmix che raggiunge di giorno una quota media di m per poi passare ad una situazione estiva 67

68 dove si raggiungono i 2000 m grazie all accentuarsi dei moti convettivi causati dalle più alte temperature. In autunno la situazione comincia a peggiorare poiché hmix media scende al di sotto dei m, generando condizioni favorevoli al ristagno di inquinanti anche se in modo non così marcato come in inverno. Molto interessante è osservare l evoluzione oraria dell altezza di rimescolamento nei diversi mesi: nel seguito si riportano le elaborazioni relative al giorno tipo della grandezza in esame calcolato sull intero anno, sui mesi invernali (dicembre, gennaio e febbraio) e sui mesi estivi (giugno, luglio, agosto) del 2009 nel comune di Ferrara. L analisi dei giorni-tipo del periodo invernale ed estivo rileva una maggiore escursione giornaliera in estate rispetto all inverno: l altezza di rimescolamento raggiunge il suo valore massimo nelle ore centrali della giornata (ore 14 in inverno e ore 16 d estate) con valori intorno ai 2000 m in estate, mentre in inverno supera di poco i 600 m (in corrispondenza delle ore 14 15). 68

69 Fig.3.25: Comune di Ferrara. Giorno tipo dell altezza di rimescolamento, Ferrara: Altezza di rimescolamento- giorno tipo anno 2009 Hmix-giorno tipo, anno metri ore Ferrara: Altezza di rimescolamento giorno tipo periodo dicembre gennaio, febbraio 2009 Hmix-gg tipo inverno metri ore Ferrara: Altezza di rimescolamento- giorno tipo periodo giugno, luglio, agosto 2009 metri Hmix giugno-luglio-agosto ore 69

70 Classi di Stabilità Le categorie di stabilità atmosferica (stabilità, instabilità, neutralità) sono utili ai fini della valutazione della turbolenza atmosferica e quindi delle condizioni di dispersione degli inquinanti. In condizioni di forte stabilità (classi F e G di Pasquill-Gifford-Turner) le sostanze inquinanti permangono più a lungo allo stesso livello. In condizioni di instabilità (classe A forte instabilità, B instabilità, C debole instabilità) l inquinante viene rapidamente rimescolato in atmosfera ad opera dei moti turbolenti di origine termica. La classe D rappresenta la neutralità e, in tale condizione, la dispersione e la salita della nuvola dell inquinante risultano inibite. I seguenti grafici sono esemplificativi delle condizioni di stabilità atmosferica e del loro verificarsi nella realtà. Condizioni instabili classe A Generalmente si hanno condizioni molto convettive nelle giornate soleggiate con una leggera brezza, quando la superficie terrestre è asciutta e si verifica una forte irradiazione solare. Le correnti ascendenti d'aria calda salgono dal suolo provocando turbolenza nello strato limite. Fig.3.26: Condizioni instabili Classe A 70

71 Condizioni neutre classe D Le condizioni meteorologiche neutrali si verificano di solito in condizioni di assenza di pioggia e presenza di nuvolosità; quest ultima, di giorno, impedisce l irraggiamento del sole verso il terreno e, di notte, quello del terreno verso l alto. Più raramente vi può essere neutralità anche in casi di cielo sereno (di giorno o di notte) ma con vento sufficientemente forte da rimescolare gli strati prossimi al terreno. 10 Sono generalmente neutrali le condizioni in prossimità dell'alba e del tramonto. Questa è la categoria più ampia; infatti le condizioni neutrali si verificano in molti momenti della giornata e periodi dell'anno. Fig.3.27: Condizioni neutre classe D Condizioni stabili- classe F+G Le condizioni molto stabili si verificano nelle notti serene e senza vento caratterizzate da forte raffreddamento del terreno e del più basso strato dell'atmosfera provocato da radiazione a onde lunghe verso lo spazio. Di solito sono accompagnate da inversioni del gradiente di temperatura, cioè la temperatura aumenta all'aumentare dell'altezza dal suolo. Il PBL presenta una stratificazione, con gli strati più densi verso il suolo, i quali tendono ad inibire qualunque moto verticale provocato dagli attriti con la superficie. 10 J.H.Seinfeld Atmospheric Chemistry and Physics of Air Pollution Wiley, New York,

72 Fig.3.28: Condizioni stabili - classe F+G Il fenomeno di inversione termica ha effetto negativo sulla qualità dell aria, specialmente quando l emissione di inquinanti avviene al di sotto della base dell inversione, che funge da tappo alla dispersione verso l alta atmosfera e può provocare concentrazioni al suolo elevate. Quando invece l emissione avviene al di sopra, esso funge da protezione, ostacolando la ricaduta al suolo dell inquinante 11. Nella tabella 3.2 si riporta una definizione delle classi di stabilità in funzione della turbolenza meccanica (velocità del vento) e di quella termica (indice di insolazione: 7= cielo sereno, 1 = molto nuvoloso). Tab.3.2: Determinazione della classe di stabilità secondo il metodo usato da CALMET dove: A: condizioni estremamente instabili, B: condizioni moderatamente instabili, C: condizioni leggermente instabili, D: condizioni neutre, E:condizioni leggermente stabili, F: condizioni stabili Di seguito si riportano, per la provincia di Ferrara, le percentuali di condizioni stabili nelle quattro stagioni dell anno 2009 stimate da Calmet sulla base del gradiente verticale di temperatura. 11 Vismara R. Ecologia Applicata (2 edizione), Biblioteca Scientifica Hoepli,

73 Fig.3.29: Percentuale di condizioni stabili nelle quattro stagioni Percentuale di condizioni stabili Periodo dicembre 2008 febbraio 2009 Percentuale di condizioni stabili Periodo marzo maggio 2009 Percentuale di condizioni stabili Periodo giugno - agosto 2009 Percentuale di condizioni stabili Periodo settembre - novembre

74 Di seguito (figura 3.30) si riportano le frequenze delle classi di stabilità stimate da Calmet per il comune di Ferrara per l anno 2009, a confronto con gli anni dal 2005 al Fig.3.30: Comune di Ferrara. Classi di stabilità: frequenza e numero casi mensili. % 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Classi di Stabilita: Frequenze mensili, anno 2005 gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Classe F+G Classe E Classe D Classe C Classe B Classe A % 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Classi di Stabilita: Frequenze mensili, anno 2006 gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Classe F+G Classe E Classe D Classe C Classe B Classe A

75 % 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Ferrara: Classi di Stabilita - Frequenze mensili, anno 2007 gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Classe F+G Classe E Classe D Classe C Classe B Classe A Ferrara: Classi di Stabilita - Frequenze mensili, anno 2008 % 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Classe F+G Classe E Classe D Classe C Classe B Classe A

76 % 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Ferrara: Classi di Stabilita - Frequenze mensili, anno 2009 gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Classe F+G Classe E Classe D Classe C Classe B Classe A La percentuale relativa al numero di casi di ogni singola classe di stabilità è stata calcolata sul numero totale dei dati validi per l anno corrente. Dai grafici si osserva la distribuzione in termini percentuali delle classi nei vari mesi: la classe D (neutralità) è quella prevalente nella stagione invernale, mentre le classi F+G sono comunque sempre fortemente presenti in tutti i mesi. La classe A è presente solo nel periodo estivo ed è più frequente nei mesi di maggio, giugno e luglio, mentre la classe B è presente soprattutto nei mesi da maggio a settembre. La classe C è distribuita abbastanza omogeneamente in tutti i mesi dell anno. Come nel 2008, anche nel 2009 si è vista una lieve riduzione nel numero di casi di classe di stabilità F+G (alta stabilità inversione termica) nei mesi invernali, a favore della classe D, classe di neutralità che comunque contribuisce a fenomeni di ristagno delle masse di aria senza possibilità di diffusione degli inquinanti. Tab.3.3: Percentuali Classi di stabilità Comune di Ferrara Anno % Classe % Classe % Classe % Classe % Classe % Classe A B C D E F+G % 15% 14% 26% 5% 35% % 14% 16% 29% 4% 34% % 14% 16% 28% 5% 36% % 16% 16% 22% 4% 38% % 15% 16% 25% 4% 38% % 14% 16% 28% 5% 35% % 14% 15% 31% 4% 34% 76

77 Di seguito (figura 3.31) si riportano le elaborazioni relative al giorno tipo della grandezza in esame calcolato sull intero anno, sui mesi invernali (dicembre, gennaio e febbraio) e sui mesi estivi (giugno, luglio, agosto) dell anno Dal grafico relativo alla frequenza percentuale delle classi di stabilità atmosferica nelle 24 ore del giorno-tipo calcolato sull intero anno, si osserva la presenza della classe F+G nelle prime ore della giornata, dalle ore 1 sino alle ore 7, e nelle ore della sera, dalle 17 in poi. Il numero di casi della classe F+G e la sua distribuzione nei due periodi della giornata sopra descritti cambia a seconda della stagione. Se si osservano le elaborazioni del giorno tipo invernale ed estivo si nota che in inverno, a causa delle temperature più basse che contribuiscono al mantenimento della condizione di inversione termica, la classe F+G risulta presente per un numero maggiore di ore, mentre in estate, grazie a temperature più elevate che dissolvono prima il fenomeno di inversione termica venuto a crearsi durante la notte, la classe F+G rimane vincolata alle primissime ore della giornata e scompare a partire dalle 5 del mattino, mentre la sera comincia a insediarsi a partire da un ora più tarda (dalle 20 circa). L analisi degli andamenti nelle due stagioni permette inoltre di evidenziare la maggiore presenza della classe D nelle giornate invernali, mentre in estate la classe A è specifica delle ore più soleggiate e calde (ore 11-13). Fig.3.31: Comune di Ferrara. Giorno tipo dell altezza di rimescolamento, anno % 90% Classi di Stabilita: Frequenze giorno tipo, anno % 70% 60% % 50% 40% 30% 20% 10% 0% Classe F+G Classe E Classe D Classe C Classe B Classe A

78 Classi di Stabilità: Frequenze giorno tipo, periodo dicembre gennaio, febbraio, % 90% 80% 70% 60% % 50% 40% 30% 20% 10% 0% Classe F+G Classe E Classe D Classe C Classe B Classe A 100% 90% Classi di Stabilità: Frequenze giorno tipo, periodo giugno, luglio, agosto, anno % 70% 60% % 50% 40% 30% 20% 10% 0% Classe F+G Classe E Classe D Classe C Classe B Classe A

79 Precipitazioni Analizzando la precipitazione cumulata, espressa in millimetri di pioggia, misurata dalla stazione meteorologica di Via Paradiso a Ferrara, si osserva che il 2009, rispetto all anno precedente, è stato caratterizzato in generale da piogge meno intense; ciò appare visibile nei mesi di maggio, giugno, settembre e novembre. Sono invece state leggermente più intense del 2008 nei mesi di febbraio, marzo e aprile. I mesi in cui è piovuto meno sono stati giugno e agosto. Fig.3.32: Precipitazione cumulata registrata in città. Di seguito, relativamente alla stazione urbana di Ferrara, si riportano dei grafici in cui sono riportati i parametri: precipitazione cumulata (mm), altezza di rimescolamento media giornaliera (m), intensità media giornaliera del vento (m/s) e temperatura massima giornaliera ( C) nei vari mesi dell anno Si sottolinea che l analisi della temperatura massima giornaliera è significativa solo nei mesi più caldi: si osservano picchi superiori ai 30 C nel mese di maggio e nei mesi estivi. Si nota che in corrispondenza di giornate interessate da elevate temperature massime si registrano elevati valori di altezza di rimescolamento massimo e assenza di precipitazioni. Per quanto riguarda il parametro vento, si osservano condizioni di scarsa intensità del vento, con valori di velocità media giornaliera superiore ai 4 m/s solo in alcune giornate di febbraio, marzo, maggio, giugno, novembre e dicembre, quasi sempre in concomitanza a situazioni di brutto tempo accompagnato da precipitazioni. 79

80 Dai grafici si nota la riduzione dell altezza di rimescolamento che si registra nei mesi invernali e in particolare nelle giornate interessate da precipitazioni. Fig.3.33: Precipitazione cumulata giornaliera, vento medio, altezza di rimescolamento massima e temperatura massima giornaliera registrate in città. 80

81 81

82 4. Elaborazione dei dati della Qualità dell Aria 4.1. Gli inquinanti rilevati dalla rete di monitoraggio in automatico di Ferrara Nel capitolo si riportano gli andamenti temporali degli inquinanti normati, ossia quegli inquinanti dell aria per i quali la normativa vigente prevede un limite. Questi inquinanti sono: 1. Monossido di carbonio (CO); 2. Benzene (C6H6); 3. Biossido di zolfo (SO2); 4. Biossido di azoto (NO2); 5. Ozono (O3); 6. PM10 e PM2.5; 7. IPA: benzo (a) pirene; 8. Metalli: Arsenico (As), Cadmio (Cd), Nichel (Ni), Piombo (Pb). Ogni inquinante è stato analizzato in dettaglio e per ognuno è riportato il limite previsto dalla normativa comprensivo, dove previsto, del margine di tolleranza decrescente nel corso degli anni. Al termine del capitolo, per l agglomerato di Ferrara è proposto l indicatore giorni di buona qualità dell aria, che misura i giorni in cui nessun inquinante ha superato nel capoluogo il valore limite previsto dalla normativa italiana. Tale indicatore è stato selezionato dal Comune di Ferrara come indice sintetico di stato. Nei grafici riportati nei capitoli seguenti sono stati utilizzati simboli cavi e linee tratteggiate allorquando il parametro rappresentato dal simbolo è stato calcolato con un numero di dati inferiore al 75% dei dati teoricamente rilevabili per il periodo, oppure nel caso in cui derivi da serie temporali in cui manchino dati relativi a periodi critici per quell inquinante. In tali casi (pochi) il valore presentato risente di una incertezza superiore a quella definita dalla normativa. Nel caso invece dei grafici relativi al trend annuale, i simboli cavi indicano un rendimento annuale inferiore al 90%. 82

83 Monossido di Carbonio (CO) Il monossido di carbonio (CO) 12 è un gas incolore, inodore, infiammabile, e molto tossico; viene emesso da fonti naturali ed antropiche (tra queste, a livello globale, il 90% deriva dal traffico veicolare). È un inquinante primario ad alto gradiente spaziale, ossia la sua concentrazione varia rapidamente nello spazio e di conseguenza si rileva una forte riduzione dell inquinante anche a breve distanza dalla fonte di emissione. L origine antropica del monossido di carbonio è fortemente legata alla combustione incompleta per difetto di aria (cioè per mancanza di ossigeno) degli idrocarburi presenti in carburanti e combustibili: per tale ragione le emissioni di CO sono maggiori in un veicolo con motore al minimo o in fase di decelerazione, diminuiscono alla velocità media di Km/h, per poi aumentare nuovamente alle alte velocità. Già da diversi anni il monossido di carbonio non è più un inquinante critico poiché le sue concentrazioni in aria ambiente sono molto basse. Esso comunque continua ad essere rilevato in modo sistematico. La concentrazione media di CO nell atmosfera oscilla tra 0.1 e 0.2 ppm nell emisfero Nord e tra 0.04 e 0.06 ppm nell emisfero Sud, a dimostrazione dell importanza del consumo di combustibili come fonte dell inquinamento; nelle città e nelle aree intensamente urbanizzate, la concentrazione di CO può raggiungere 1-10 ppm. Il CO è scarsamente reattivo, permane in atmosfera per circa 3-4 mesi e viene rimosso attraverso reazioni di ossidazione ad anidride carbonica o attraverso reazioni fotochimiche coinvolgenti il metano e i radicali OH. Il monossido di carbonio viene assorbito rapidamente negli alveoli polmonari. Nel sangue compete con l ossigeno nel legarsi all atomo bivalente del ferro dell emoglobina, formando carbossiemoglobina con conseguenze dannose sul sistema nervoso e cardiovascolare. Il valore limite previsto dal DM 60/2002 per la protezione della salute è pari a 10 mg/nm 3 inteso come massima giornaliera delle medie mobili di 8 ore

84 Nel 2009 il monitoraggio del CO nella rete fissa è stato effettuato nella sola centralina di Corso Isonzo. Infatti, seguendo il progetto di ristrutturazione della rete regionale della qualità dell aria, si è cessata la misura di tale parametro in San Giovanni (a settembre 2008, in concomitanza con lo spegnimento della cabina), in Via Bologna e a Cento (a fine anno 2008). Inoltre, come già detto in precedenza, il previsto monitoraggio del CO nella centralina di Barco non è stato effettuato a causa dello spegnimento temporaneo della centralina stessa. Nel grafico di figura 4.1 viene mostrato l andamento del giorno tipo del monossido di carbonio elaborato a partire dai dati orari di CO rilevati per l anno L andamento del giorno tipo evidenzia la stretta correlazione dell inquinante alla sorgente di emissione traffico veicolare con la registrazione di due picchi di massima concentrazione giornaliera in corrispondenza delle ore di maggiore mobilità (8-9 del mattino, della sera). Fig.4.1: C.Isonzo CO - Giorno tipo, anno millig/nm Le concentrazioni riscontrabili in un giorno tipo dell anno risultano inferiori ad 1 mg/nm 3, valore molto lontano dal limite previsto dalla normativa vigente. In alcuni casi la concentrazione oraria rilevata è inferiore all attuale limite di rilevabilità strumentale (pari a 0.6 mg/nm 3 ). In tale situazione, essendo i valori misurati inferiori alla soglia di valutazione inferiore (che per il CO è pari a 5 millig/nm 3 ), siamo nella condizione in cui le misurazioni continuative non sono obbligatorie ed è consentito ricorrere soltanto 84

85 alle tecniche di modellizzazione o di stima oggettiva al fine di valutare la qualità dell aria ambiente (D.Lgs 351/1999 artt. 2 e 6). La correlazione dell inquinante in questione con il traffico veicolare è visibile anche nella rappresentazione della settimana tipo, elaborata sempre a partire dai dati orari. Nei diversi giorni della settimana le concentrazioni sono molto contenute e molto inferiori al valore limite di 10 mg/nm 3 inteso come massima giornaliera delle medie mobili di 8 ore. Nonostante però le concentrazioni siano molto basse e relativamente costanti nei diversi giorni della settimana, è possibile riscontrare una lieve riduzione nella domenica: tale andamento è concorde con i risultati di diversi studi sulla mobilità e di rilevazioni in campo, i quali hanno indicato che la domenica è caratterizzata da un decremento fisiologico del traffico veicolare. 4.0 Fig.4.2: C.Isonzo - CO - Settimana tipo, anno millig/nm lunedì martedì mercoledì giovedì venerdì sabato domenica C.Isonzo Di seguito sono riportati gli andamenti mensili ottenuti dai dati orari di CO rilevati per l anno 2009 e gli andamenti delle medie annuali per il periodo dal 1991 al Le concentrazioni medie mensili in generale sono inferiori o uguali a 0.9 mg/nm 3 ed evidenziano un andamento tipicamente stagionale che presenta un lieve aumento a partire dai mesi di ottobre e novembre, con valori più elevati nei mesi propriamente invernali. 85

86 Fig.4.3: C.Isonzo - CO Medie mensili, anno millig/nm gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic C. Isonzo Gli andamenti delle medie annuali evidenziano, per tutte le centraline, un decremento delle concentrazioni del monossido di carbonio negli ultimi anni, assestandosi intorno ad un valore inferiore ad 1 mg/nm 3. Nello specifico, la centralina di Corso Isonzo, che ha la serie storica più lunga, ha registrato un forte e progressivo calo della concentrazione media annua a partire dal 1994 sino al 2007 e una stabilizzazione dal 2007 al 2009 con una concentrazione di 0.6 mg/nm 3, pari al limite di rilevabilità strumentale. Fig.4.4: CO Trend Medie annuali, millg/nm C. Isonzo Barco V. Bologna Cento Traffico Cento Fondo 0.3 S.Giovanni

87 Come precedentemente sottolineato, il monossido di carbonio è un caratteristico prodotto dei gas di scarico dei veicoli a motore, in particolare delle autovetture a benzina e quindi la riduzione delle concentrazioni di questo inquinante in atmosfera è attribuibile al miglioramento tecnologico degli automezzi e all attenzione posta negli ultimi anni, sia a livello nazionale che locale, al controllo delle emissioni autoveicolari. A conferma del miglioramento della qualità dell aria in termini di concentrazione del monossido di carbonio, si riporta il grafico del numero dei superamenti del valore limite di 10 mg/nm 3 inteso come massima giornaliera delle medie mobili di 8 ore. Si noti come, a partire dal 2001, in tutte le centraline non si sia verificato più alcun superamento ed anche le proiezioni per il futuro indicano un ulteriore miglioramento. Si veda a tal proposito anche la Fig. 4.6 dove è riportato il confronto fra Corso Isonzo e la media di tutte le stazioni della città di Ferrara (compresa Corso Isonzo). I segmenti relativi agli intervalli di confidenza sugli istogrammi indicano il range di variabilità intorno alla media. Si ricorda che, nel 2009, la misurazione del monossido di carbonio è stata effettuata unicamente presso la centralina di Corso Isonzo. Fig.4.5: CO Superamenti della massima media mobile su 8 ore, N superamenti Barco Isonzo S.Giovanni V.Bologna Cento Traffico Cento Fondo 0 87

88 Fig.4.6: CO Medie annuali città di Ferrara, e proiezione millig/nm Tutte le stazioni Corso Isonzo In sostanza, quindi, la situazione relativamente al monossido di carbonio si presenta buona, con valori bassi rispetto al limite di legge. 88

89 Benzene Il Benzene (C6H6) 13 è un idrocarburo aromatico volatile di odore caratteristico che viene immesso nell aria principalmente per effetto delle emissioni autoveicolari e per le perdite durante le fasi di rifornimento, in quanto è un componente delle benzine. Chimicamente è molto stabile. Grazie alle sue caratteristiche sopra riportate, il benzene, come il monossido di carbonio, presenta un elevato gradiente spaziale. Produce effetti a breve termine sull uomo agendo sul sistema nervoso mentre quelli a lungo termine si manifestano con una riduzione progressiva delle piastrine nel sangue. Per la sua tossicità il benzene è stato inserito dalla IARC (International Agency for Research on Cancer) nel gruppo I, insieme alle sostanze con un accertato potere cancerogeno sull uomo. Il valore limite previsto dal DM 60/2002, espresso come media annua, è pari a 5 microg/nm 3 da raggiungersi entro il Il limite per l anno 2009, comprensivo del margine di tolleranza, è fissato in 6 microg/nm Fig.4.7: Benzene -Valore limite + margine di tolleranza media annua in microg/nm microg/nm VL VL + MT

90 Sino a metà settembre 2008 il monitoraggio del benzene veniva effettuato a Ferrara in Corso Giovecca (presso la sede Arpa, con l utilizzo di campionatori passivi) e presso la centralina di San Giovanni (monitoraggio in automatico con cadenza oraria iniziato nell anno 2004). Successivamente la stazione di San Giovanni è stata dismessa e, quindi, il monitoraggio del benzene è continuato solo in Corso Giovecca. Da giugno 2009, secondo quanto previsto dal progetto di ristrutturazione della rete regionale della Qualità dell aria, è iniziata la misura in continuo degli idrocarburi aromatici (Benzene, Toluene, Xileni, Etilbenzene) presso la centralina di Corso Isonzo. Per quanto riguarda la stazione di Corso Giovecca, la modalità di indagine del benzene fino al 2001 prevedeva un campionamento di sette giorni consecutivi nella prima settimana di ogni mese: in tal modo si otteneva un campione sufficientemente rappresentativo di tutto l anno, che mediava statisticamente situazioni differenziate per stagione, condizioni meteoclimatiche, giorno della settimana e intensità del traffico. Dalla fine di gennaio 2002 la copertura temporale delle misure nel corso dell anno è diventata completa, migliorandone la rappresentatività temporale e la confrontabilità con il limite di legge. Di seguito si riporta il grafico del giorno tipo di benzene, toluene, xileni (m-p) in C.Isonzo, calcolato in riferimento al periodo 1 giugno 2009 (primo giorno di dati validi) 31 dicembre Nel grafico del giorno tipo i simboli cavi indicano una percentuale inferiore al 75% per il calcolo del singolo valore medio orario del giorno tipo. Nel grafico non sono rappresentati i valori relativi alle ore 3 e 4 in quanto in queste ore lo strumento effettua la taratura in automatico che comporta una resa oraria inferiore al 50%. 90

91 Fig.4.8: C.Isonzo - Benzene, toluene, xileni (m-p)- Giorno tipo, anno 2009 (in riferimento al periodo 01/06/ /12/2009) microg/nm Benzene Toluene Xileni (m-p) Come per il monossido di carbonio, anche per il benzene, che è un inquinante derivante quasi esclusivamente dal traffico, l andamento del giorno tipo evidenzia un andamento bimodale con due zone di massima concentrazione giornaliera in corrispondenza delle ore di maggiore mobilità (8-10 del mattino, della sera con effetto di trascinamento nelle ore notturne). Sempre in analogia al CO, nonostante le concentrazioni di benzene siano relativamente stabili nei diversi giorni della settimana tipo, è possibile riscontrare una lieve riduzione nella domenica in conseguenza di quanto già affermato circa il calo fisiologico del traffico veicolare in questa giornata festiva. 91

92 Fig.4.9: C.Isonzo - Benzene, toluene, xileni (m-p)- Settimana tipo, anno 2009 (in riferimento al periodo 01/06/ /12/2009) microg/nm lunedì martedì mercoledì giovedì venerdì sabato domenica Benzene Toluene Xileni (m-p) L andamento mensile, calcolato in riferimento al periodo 1 giugno 2009 (primo giorno di dati validi) 31 dicembre 2009, rileva concentrazioni medie del benzene inferiori a 3 µg/nm 3 durante tutto il periodo considerato, con valori più bassi nei mesi estivi. Fig.4.10: C.Isonzo - Benzene, toluene, xileni (m-p)- Medie mensili, anno 2009 (in riferimento al periodo 01/06/ /12/2009) microg/nm gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Benzene Toluene Xileni (m-p)

93 Si riporta di seguito l andamento delle medie annuali calcolate a partire dall anno 1996 per la postazione di Corso Giovecca e la media annua per gli anni per la centralina di San Giovanni. Si ricorda che nel 2007 a causa di problemi strumentali, la percentuale di dati validi della stazione di San Giovanni è stata bassa, circa il 70% contro il 90% raccomandato per le misurazioni in continuo, con carenza di valori soprattutto nel periodo estivo. Per tale ragione è probabile che la media annua 2007 di San Giovanni sia stata stimata per eccesso. Inoltre non disponendo di un adeguata copertura annuale, non si riportano nel grafico i dati relativi al 2008 riferiti alla centralina di S.Giovanni e quelli relativi al 2009 riferiti alla centralina di Corso Isonzo Fig.4.11: Benzene - Trend Medie annuali, microg/nm C.Giovecca S.Giovanni Il trend in Corso Giovecca, postazione indicativa di una zona che nel 2009, come negli anni precedenti, ha rilevato valori fra i più alti di tutta l area cittadina monitorata (cfr. capitolo 4.2-Gli idrocarburi aromatici), permette di osservare la diminuzione progressiva negli anni della media annua del benzene, sino all attuale valore medio di 2.2 µg/nm 3, inferiore al limite previsto per il 2010 (si veda Fig. 4.7 contenente anche i valori del margine di tolleranza). 93

94 Analogamente al monossido di carbonio, anche per il benzene l andamento osservato in Corso Giovecca è probabilmente da attribuirsi al miglioramento tecnologico degli automezzi e all attenzione posta negli ultimi anni, sia a livello nazionale che locale, al controllo delle emissioni autoveicolari. Il giudizio complessivo per questo inquinante deve tuttavia essere prudenziale in virtù dell elevato gradiente spaziale che, in alcuni momenti ed in alcune zone particolarmente critiche per il traffico, porta ancora a registrare concentrazioni estemporanee intorno o superiori al limite di legge (vedi capitolo 4.2-Gli idrocarburi aromatici). 94

95 Biossido di zolfo (SO2) Il biossido di zolfo (SO2) 14 è un gas incolore dall odore pungente ed irritante. Si forma nei processi di combustione per ossidazione dello zolfo presente nei combustibili solidi e liquidi (carbone, olio combustibile, gasolio) e quindi le fonti di emissione principali sono legate alla produzione di energia, agli impianti termici, ai processi industriali e al traffico. Il biossido di zolfo è il principale responsabile delle piogge acide, in quanto tende a trasformarsi in anidride solforica e, in presenza di umidità, in acido solforico e la letteratura scientifica gli riconosce un ruolo importante nella formazione del particolato secondario. Il valore limite orario previsto dal DM 60/2002, inteso come media oraria da non superarsi più di 24 volte nell arco dell anno, è pari a 350 µg/nm 3. Vi è anche un limite giornaliero, pari a 125 µg/nm 3 da non superarsi più di 3 volte/anno, ed una soglia di allarme pari a 500 µg/nm 3. Le concentrazioni che vengono rilevate nelle due centraline della rete fissa, Corso Isonzo e Mizzana, sono estremamente basse rispetto ai limiti di legge e dal 1996 non si verificano superamenti dei limiti (vedi Fig e Fig. 4.17). Molto spesso la concentrazione oraria rilevata è inferiore all attuale limite di rilevabilità strumentale (pari a 14 µg/nm 3 ). Di seguito sono riportati gli andamenti del giorno tipo e della settimana tipo calcolati a partire dai dati orari registrati nelle due centraline per l anno Viene rappresentato inoltre l andamento delle medie mensili relative allo stesso anno. Nel 2009 la percentuale di dati validi di SO2 è stata pari al 90% per Corso Isonzo e al 92% per Mizzana

96 Fig.4.12: SO2 - Giorno tipo, anno microg/nm C.Isonzo Mizzana Fig.4.13: SO2 - Settimana tipo, anno microg/nm lunedì martedì mercoledì giovedì venerdì sabato domenica C.Isonzo Mizzana

97 Fig.4.14: SO2 Medie mensili, anno microg/nm gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic C.Isonzo Mizzana Tutte le concentrazioni risultano molto basse sia a Mizzana che a Corso Isonzo, dell ordine dei 5-10 µg/nm 3, quindi inferiori al limite di quantificazione del metodo. Fig.4.15: SO2 Trend Medie annuali, microg/nm C. Isonzo Mizzana

98 Gli andamenti delle medie annuali evidenziano un decremento delle concentrazioni del biossido di zolfo a partire dalla fine degli anni novanta, sia per la stazione di Mizzana che per quella di Corso Isonzo. Fig.4.16: SO2 Superamenti del limite giornaliero di 125 µg/nm 3, anni N superamenti Isonzo Mizzana Barco Fig.4.17: SO2 Superamenti del limite orario di 350 µg/nm 3, N superamenti Isonzo Mizzana Barco

99 Le concentrazioni di biossido di zolfo rilevate sono di molto inferiori a tutti i limiti previsti dall attuale normativa e testimoniano una riduzione dell impiego di combustibili fossili contenenti zolfo (gasolio e olio combustibile) sia negli impianti di riscaldamento che nelle caldaie industriali, sostituiti progressivamente da impianti a metano e dal teleriscaldamento. Probabilmente sulla situazione attuale incide anche l impiego di diesel a basso tenore di zolfo. 99

100 Biossido di azoto (NO2) Il biossido di azoto (NO2) 15 è un gas di colore rosso bruno, di odore pungente e altamente tossico. E un inquinante secondario poiché non viene emesso direttamente da fonti emissive, ma deriva generalmente dalla ossidazione del monossido di azoto presente in atmosfera. Il ben noto colore giallognolo delle foschie che ricoprono le città ad elevato traffico è dovuto proprio a questo inquinante. Il biossido di azoto svolge un ruolo fondamentale nella formazione dello smog fotochimico, in quanto costituisce l intermedio di base per la produzione di tutta una serie di inquinanti secondari molto pericolosi come l ozono, l acido nitrico, l acido nitroso, gli alchilnitrati, i perossiacetilnitrati, ecc. L insieme di monossido di azoto (NO) e biossido di azoto (NO2) viene denominato genericamente ossidi di azoto (NOx). A scala globale le più grandi quantità di ossidi di azoto vengono emesse dai processi di combustione industriali e civili e dai trasporti autoveicolari. Gli ossidi di azoto permangono in atmosfera per pochi giorni (4-5 giorni) e vengono rimossi in seguito a reazioni chimiche che portano alla formazione di acidi e di sostanze organiche. A questi inquinanti è riconosciuto anche un ruolo importante nella formazione del particolato secondario. I valori limite previsti dal DM 60/2002 e i relativi margini di tolleranza ammessi fino all anno 2010 sono rappresentati nelle figure e nella tabella che seguono. Tab Limiti previsti dal DM 60/2002 per NO2 Soglia di allarme Limite per la protezione della vegetazione (dal 2001) Media oraria su 3 ore consecutive 400 µg/nm 3 Media annuale NOx 30 µg/nm

101 350 Fig.4.18: NO2- Valore limite + margine di tolleranza per anno in µg/nm³ come media oraria da non superare più di 18 volte nell arco dell anno μg/nm VL VL + MT Fig.4.19: NO2-Valore limite + margine di tolleranza come media annua in µg/nm³ μg/nm VL VL + MT Il valore limite di riferimento per l anno 2009 per il biossido di azoto (NO2) inteso come media annuale è di 42 microg/nm 3, mentre il valore limite orario da non superare più di 18 volte l anno è di 210 microg/nm 3. Il monitoraggio del biossido di azoto da rete fissa viene effettuato in tutte le centraline presenti nel comune di Ferrara nonché in quelle di Gherardi, Cento e nella nuova stazione di Ostellato. Si ricorda che la stazione di San Giovanni è stata spenta a partire da metà settembre

102 Nel 2009 la percentuale di dati validi è stata superiore al 90% nelle centraline di Mizzana, Via Bologna, Cento; dell 85% nella centralina di Ostellato, dell 80% nelle centraline di Corso Isonzo e di Gherardi e del 75% nella centralina di Villa Fulvia. L andamento bimodale delle concentrazioni del giorno tipo, che si riscontra in tutte le stazioni ad eccezione di Gherardi e Ostellato, dimostra una certa dipendenza dei valori misurati dal traffico veicolare: è possibile infatti osservare un aumento dei valori in corrispondenza delle ore di punta del traffico (ore 8 del mattino, 20 della sera). Fig.4.20: NO2 - Giorno tipo, anno microg/nm C.Isonzo V. Bologna Mizzana Villa Fulvia Gherardi Ostellato Cento Nel 2009, per quanto riguarda le concentrazioni delle ore di punta del mattino (7-9) e della sera (18 21), le centraline del comune di Ferrara e quella di Cento presentano un andamento analogo. Si discosta da questo andamento la rappresentazione del giorno tipo per la centralina di Corso Isonzo che, come si era riscontrato in modo ancora più accentuato negli anni precedenti, registra in queste ore picchi di massima concentrazione più elevati e temporalmente più ravvicinati di quelli delle altre zone. Risulta ancora evidente per la centralina di Corso Isonzo che l abbassamento delle concentrazioni nelle ore centrali della giornata è in genere inferiore a quello delle altre stazioni. 102

103 L andamento bimodale dell NO2 non è così accentuato per le centraline di fondo rurale remoto (Gherardi) e di fondo rurale (Ostellato) che presentano valori quasi stazionari nel corso di tutta la giornata. Di seguito si riportano i grafici relativi al giorno tipo feriale (giorno tipo calcolato sui giorni dal lunedì al venerdì) e al giorno tipo festivo (domenica) per il periodo invernale (dicembre, gennaio, febbraio) e per il periodo estivo (giugno, luglio, agosto). Purtroppo nel corso del 2009 il rendimento di molti analizzatori di NOx è stato scadente e le relative elaborazioni risentono di un certo margine di incertezza (vedi predominanza dei simboli cavi che stanno ad indicare una copertura temporale delle misure inferiore al 75%). Sempre a causa della bassa resa dell analizzatore di NOx di Corso Isonzo (inferiore al 50%) non è stato possibile calcolarne il giorno tipo festivo per la stagione invernale. In ogni caso i grafici seguenti consentono alcune considerazioni di base. L andamento bimodale delle concentrazioni è osservabile in maniera più marcata nel giorno tipo calcolato per il periodo invernale e per la settimana feriale, in particolare per le stazioni di Corso Isonzo (che registra le concentrazioni più elevate, in particolare in corrispondenza alle ore di punta del traffico), di Via Bologna, Cento, Mizzana e Villa Fulvia. Tale andamento si osserva anche per il giorno tipo calcolato per la stagione estiva (giugno, luglio, agosto) anche se i due picchi sono molto meno disgiunti e le concentrazioni rimangono molto più contenute. A proposito del periodo estivo si fa notare che i dati sotto riportati sono riferiti all ora solare e non all ora legale (ora che entra in vigore a partire da fine marzo). Per eventuali confronti legati alle abitudini di vita (con il traffico ad esempio) l ora del grafico è da correggere riferendola all ora legale, cioè aggiungendo un ora: se per esempio si vuole fare un confronto con il traffico delle ore 8 (legali), è necessario considerare la concentrazione delle ore 7 (solari). Per quanto riguarda l elaborazione del giorno tipo festivo (domenica) invernale ed estivo, si osserva come l andamento bimodale sia poco distinguibile abbastanza distinguibile nella stazione di traffico di Corso Isonzo (vedi giorno tipo festivo estivo). Tutte le altre stazioni registrano un andamento abbastanza regolare, con un picco in corrispondenza delle ore serali a sottolineare un fenomeno di accumulo dell inquinante in esame. 103

104 Fig.4.21: NO2 - Giorno tipo feriale e festivo, inverno estate anno NO 2 Giorno tipo feriale - Inverno 2009 (dicembre, gennaio, febbraio) 80 microg/nm C.Isonzo V. Bologna Mizzana Villa Fulvia Gherardi Ostellato Cento 100 NO 2 Giorno tipo festivo - Inverno 2009 (dicembre, gennaio, febbraio) 80 microg/nm C.Isonzo V. Bologna Mizzana Villa Fulvia Gherardi Ostellato Cento 104

105 100 NO 2 Giorno tipo feriale - Estate 2009 (giugno, luglio, agosto) 80 microg/nm C.Isonzo V. Bologna Mizzana Villa Fulvia Gherardi Ostellato Cento 100 NO 2 Giorno tipo festivo - Estate 2009 (giugno, luglio, agosto) 80 microg/nm C.Isonzo V. Bologna Mizzana Villa Fulvia Gherardi Ostellato Cento 105

106 L andamento delle concentrazioni di NO2 calcolate per la settimana tipo a partire dai dati orari permette di osservare una lieve riduzione nella giornata del sabato e, in modo più marcato, della domenica da imputarsi probabilmente al calo del traffico veicolare rispetto agli altri giorni feriali. Fig.4.22: NO2 - Settimana tipo, anno microg/nm lunedì martedì mercoledì giovedì venerdì sabato domenica C.Isonzo V.Bologna Villa Fulvia Mizzana Ostellato Gherardi Cento Il trend delle concentrazioni medie mensili è di tipo stagionale, con valori in aumento a partire dai mesi di settembre, ottobre e novembre e con dati più elevati nei mesi propriamente invernali. 106

107 Fig.4.23: NO2 Medie mensili, anno microg/nm gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic C.Isonzo V.Bologna Mizzana Villa Fulvia Cento Nuova Ostellato Gherardi Per quanto riguarda il trend delle medie annuali di NO2 si nota, in questi ultimi anni, un assestamento e una sostanziale stabilizzazione del complesso delle centraline, aspetto che può essere spiegato considerando la multireferenzialità di questo inquinante che vede fra le fonti il complesso dei processi di combustione, dovuti al traffico veicolare, agli impianti di riscaldamento, agli impianti industriali e anche alla movimentazione dei mezzi agricoli. La nuova stazione di Cento, che è stata posizionata in un area di fondo suburbano all interno di un quartiere residenziale, nel 2009 analogamente all anno precedente ha registrato una media annua inferiore a quelle rilevate negli scorsi anni dalla precedente stazione, posizionata in una zona di elevato traffico. Nel grafico a seguire si riportano anche i dati relativi alle due nuove stazioni installate in base al progetto di ristrutturazione della rete regionale di monitoraggio della qualità dell aria: Villa Fulvia (stazione di fondo urbano, attivata a ottobre 2008)e Ostellato (stazione di fondo rurale, attivata a gennaio 2009). 107

108 Fig.4.24: NO2 Trend Medie annuali, microg/nm C. Isonzo S.Giovanni V. Bologna Mizzana Villa Fulvia 28 Barco Cento Traffico Cento Fondo Gherardi Ostellato 13 Il confronto con i limiti di legge annuali indica che nel 2009 in tutte le stazioni vi è stato il rispetto del valore limite annuale per la protezione della salute umana (pari a 40 µg/nm³ ) previsto per il Si riporta, di seguito, il grafico relativo al numero dei superamenti del valore limite orario per la protezione della salute umana". N superamenti Fig.4.25: NO2 Superamenti dei valori orari di 200 µg/nm³, Barco Isonzo Mizzana S.Giovanni V.Bologna Gherardi Cento Traffico Cento Fondo 0 0 Villa Fulvia 0 Ostellato 0 108

109 Nel corso del 2009 non si sono misurati superamenti del valore limite orario previsto per il 2010, pari a 200 µg/nm³. Una previsione del trend futuro per le stazioni di Ferrara, stimato in base agli andamenti degli ultimi anni, porta a medie annuali in riduzione, che complessivamente sono attestate su valori intorno al limite di protezione della salute previsto per il 2010 (crf. Figura 4.26) Fig.4.26: NO2 Medie annuali città di Ferrara, e proiezioni microg/nm Tutte le stazioni Corso Isonzo Limite al Per il biossido di azoto è utile riportare qualche informazione relativa all andamento dell inquinante anche in altre province della nostra regione: mentre il numero dei superamenti del limite orario appare in calo in tutta la regione Emilia Romagna, la media annuale degli agglomerati evidenzia superamenti in quasi tutte le province (Fig e Fig. 4.28) Annuario Regionale dei dati ambientali, edizione Arpa Regione Emilia Romagna, sito internet 109

110 Fig.4.27: NO2 Regione Emilia Romagna - Medie annuali, (Fonte: Annuario regionale dei dati ambientali, edizione 2009 Arpa Emilia Romagna) (Per Ferrara il grafico si riferisce alla stazione di C.so Isonzo) Fig.4.28: NO2 Regione Emilia Romagna Numero dei superamenti del limite orario di protezione della salute umana (200 µg/nm³) (Fonte: Annuario regionale dei dati ambientali, edizione 2009 Arpa Emilia Romagna) (Per Ferrara il grafico si riferisce alla stazione di C.so Isonzo) 110

111 Ozono (O3) L ozono 17 è un gas tossico di colore bluastro, costituito da molecole instabili formate da tre atomi di ossigeno (O3); queste molecole si scindono facilmente liberando ossigeno molecolare (O2) e un atomo di ossigeno estremamente reattivo (O3 > O2+O). Per queste sue caratteristiche l ozono è quindi un energico ossidante in grado di demolire sia materiali organici che inorganici. L ozono è presente per più del 90% nella stratosfera (la fascia dell atmosfera che va dai 10 ai 50 Km di altezza) dove viene prodotto dall ossigeno molecolare per azione dei raggi ultravioletti solari. Nella stratosfera costituisce una fascia protettiva nei confronti delle radiazioni UV generate dal sole. Per effetto della circolazione atmosferica viene in piccola parte trasportato anche negli strati più bassi dell atmosfera (0 16 Km: troposfera), nei quali si forma anche per effetto di scariche elettriche durante i temporali. Nella troposfera l ozono rappresenta un inquinante secondario di tipo fotochimico particolarmente insidioso, la cui principale sorgente sono gli ossidi di azoto e le sostanze organiche volatili in presenza della luce solare. La produzione antropica di ozono è, quindi, indiretta poiché questo gas si origina a partire da molti inquinanti primari, originati principalmente dal traffico, dai processi di combustione, dall evaporazione dei carburanti, dall uso dei solventi. Nella troposfera la concentrazione di ozono può variare molto a seconda della zona geografica considerata, dell ora, del periodo dell anno, delle condizioni climatiche, della direzione e velocità del vento, del grado di inquinamento primario. L ozono ha un basso gradiente spaziale e si diffonde anche a grande distanza dal punto di generazione, risultando ubiquitario. La concentrazione di fondo alle nostre latitudini varia fra 0.03 e 0.07 ppm, anche se nell ultimo secolo è praticamente raddoppiata; nelle zone industriali ed urbane aumenta al ritmo dell 1-2 % all anno. Nelle aree urbane i livelli massimi di concentrazione si verificano in genere verso mezzogiorno e sono preceduti, nelle prime ore del mattino, da concentrazioni massime di ossidi di azoto e di idrocarburi rilasciati dal forte traffico dei veicoli all inizio della giornata (precursori); dopo le ore 18 di solito questi valori scendono e raggiungono i minimi durante la notte a testimonianza dell importanza della luce nella produzione dell ozono

112 Le più alte concentrazioni di ozono si rilevano nei mesi più caldi dell anno, per la forte insolazione; le condizioni di alta pressione e di scarsa ventilazione favoriscono inoltre il ristagno degli inquinanti ed il loro accumulo. Il particolare comportamento dell'ozono determina anche il diverso modo di monitorarlo rispetto agli altri inquinanti. Il vento trasporta l'ozono dalle aree urbane verso le zone suburbane e rurali, dove la ridotta presenza di inquinanti riducenti come il monossido di azoto rende l ozono più stabile. Il monitoraggio di questo inquinante va fatto quindi nelle località più periferiche della città e nei parchi, dove l'ozono potenzialmente può raggiungere i valori più alti. Gli effetti sull uomo di una eccessiva esposizione all ozono riguardano essenzialmente l apparato respiratorio e gli occhi; da segnalare anche l azione nociva nei confronti della vegetazione (clorosi e necrosi fogliare e ridotto accrescimento a livello di organismo) e quella distruttiva nei confronti dei materiali. Per le valutazioni delle concentrazioni di ozono si fa riferimento al D.Lgs.183/2004, che individua valori bersaglio, obiettivi a lungo termine, soglie. Per valore bersaglio s intende quel livello fissato al fine di evitare a lungo termine effetti nocivi sulla salute umana e/o sull ambiente nel suo complesso, da conseguirsi per quanto possibile entro un dato periodo di tempo. Per obiettivo a lungo termine è invece da intendersi la 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/o sull ambiente nel suo complesso. Tab Valori bersaglio, Obiettivi a lungo termine, Soglie previsti dal D.Lgs.183/2004 Valore bersaglio per il 2010 Obiettivo a lungo termine Protezione salute umana Protezione vegetazione Protezione salute umana Protezione vegetazione Media su 8 ore massima giornaliera (a) AOT40, calcolato sulla base dei valori di 1 ora da maggio a luglio Media su 8 ore massima giornaliera nell'arco di un anno civile AOT40, calcolato sulla base dei valori di 1 ora da maggio a luglio 120 µg/m 3 da non superare per più di 25 giorni per anno civile come media su 3 anni (b) µg/m 3 h come media su 5 anni (b) 120 µg/m µg/m3 h Soglie Informazione Media di 1 ora 180 µg/m 3 Allarme Media di 1 ora per 3 ore consecutive 240 µg/m 3 (a) La massima concentrazione media su 8 ore rilevata in un giorno è determinata esaminando le medie consecutive su 8 ore,calcolate in base a dati orari e aggiornate ogni ora. Ogni media su 8 ore in tal modo calcolata è assegnata al giorno nel quale la stessa termina; conseguentemente, la prima fascia di calcolo per ogni singolo giorno è quella compresa tra le ore del giorno precedente e le ore del giorno stesso; l'ultima fascia di calcolo per ogni giorno è quella compresa tra le ore e le ore del giorno stesso. (b) Se non è possibile calcolare la media di 3 o 5 anni, in quanto non è disponibile un insieme completo di dati relativi a più anni consecutivi, i dati annuali minimi necessari per la verifica della rispondenza ai valori bersaglio sono i seguenti: - per il valore bersaglio per la protezione della salute umana, i dati validi relativi ad un anno, - per il valore bersaglio per la protezione della vegetazione, i dati relativi a 3 anni. 112

113 Il monitoraggio dell ozono sino a metà settembre 2008 era effettuato nelle centraline della rete fissa di Mizzana, Via Bologna e Gherardi. A metà settembre 2008 l analizzatore di ozono di via Bologna è stato rilocato presso la nuova stazione di Villa Fulvia (stazione di fondo urbano) come previsto dal progetto di ristrutturazione della rete regionale della qualità dell aria. Inoltre, da gennaio 2009 si è aggiunta il monitoraggio dell ozono nella nuova centralina di Ostellato. Nel 2009 la percentuale di dati validi delle stazioni considerate (Gherardi, Villa Fulvia e Ostellato), sia nella stagione estiva che durante l intero anno, è stata conforme alle specifiche del D.Lgs 183/04, quindi i dati sono confrontabili con i limiti previsti. La stazione di Mezzana ha invece avuto una leggera carenza di dati nei mesi di aprile e maggio, tuttavia si può ritenere che le stime dei valori di picco siano ugualmente rappresentative. Le rappresentazioni del giorno tipo e delle medie mensili che seguono evidenziano quanto specificato precedentemente circa il processo di formazione di tipo fotochimico dell inquinante: le concentrazioni risultano più elevate nelle ore pomeridiane della giornata poco dopo le ore di massima insolazione e nelle stagioni calde, caratterizzate da un maggiore numero di giorni in cui è più attiva l azione della luce solare. Le concentrazioni delle ore centrali della giornata di Gherardi risultano superiori a quelle registrate nelle stazioni cittadine. E' anche interessante rilevare che, nel centro cittadino, le settimane tipo per l'ozono e per il biossido d'azoto sono complementari. Si ha cioè che la domenica è il giorno in cui si verifica il massimo per l'ozono e il minimo per il biossido d'azoto (si veda l ozono di Mizzana e Villa Fulvia e l NO2 di Mizzana, Villa Fulvia, Corso Isonzo e Via Bologna), mentre la situazione è invertita nei giorni centrali della settimana; questo conferma il fatto, già noto, che vi è una competizione tra O3 e NO Fig.4.29: O3 - Giorno tipo, anno 2009 microg/nm Villa Fulvia Mizzana Ostellato Gherardi 113

114 Di seguito si rappresenta il giorno tipo dell Ozono di Gherardi calcolato per il periodo 01/04/ /09/2009, periodo in cui si verificano le massime concentrazioni dell inquinante in esame (Figura 4.30). Nel grafico si è scelto di mostrare anche i valori massimi e minimi registrati per ogni ora nel periodo considerato. È interessante notare come il giorno tipo mostri un andamento molto regolare e con un massimo intorno alle ore , ore di massima temperatura, mentre gli episodi più acuti si possono verificare in un arco temporale più ampio a causa di fenomeni di accumulo e trasporto (vedi andamento dei valori massimi). Fig.4.30: Giorno tipo dell Ozono calcolato dal 01/04/2009 al 30/09/2009 a Gherardi microg/nm Gherardi - gg tipo Gherardi - Max Gherardi - Min Fig.4.31: O3 Settimana tipo, anno microg/nm lunedì martedì mercoledì giovedì venerdì sabato domenica Mizzana Ostellato Gherardi Villa Fulvia

115 Si riportano, di seguito, le rappresentazioni delle medie mensili per l anno 2009 e il trend delle medie annuali. 120 Fig.4.32: O3 Medie mensili, anno microg/nm gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Mizzana Villa Fulvia Ostellato Gherardi Fig.4.33: O3 Trend medie annuali, microg/nm V. Bologna Mizzana Villa Fulvia 45 Gherardi Ostellato

116 Per quanto riguarda il confronto con i limiti del D.Lgs.183/2004, d estate i valori superano ripetutamente sia la media mobile sulle 8 ore che la soglia d'informazione in tutte le stazioni; il numero massimo di superamenti si è avuto nel 2003, anno che si è contraddistinto per la sua estate particolarmente calda. Il numero dei superamenti nel 2009, analogamente al 2008, è stato più consistente nella centralina di Mizzana. In nessuna stazione, nel 2009, si sono verificati superamenti della soglia di allarme. Fig.4.34: O3 Superamenti della soglia di informazione di 180 µg/nm³, N superamenti Mizzana V.Bologna Gherardi Villa Fulvia 0 2 Ostellato 5 1. L' 03 di Via Bologna è stato rilocato a settembre 2008 Fig.4.35: O3 Superamenti dell obiettivo a lungo termine di 120 µg/nm³, N superamenti Mizzana V.Bologna Gherardi Villa Fulvia 0 36 Ostellato Copertura temporale non completa 116

117 Il numero di superamenti dei valori limite è un elemento di criticità comune a tutto il territorio regionale (Fig e 4.37). Fig.4.36: O3 Regione Emilia Romagna Superamenti della soglia di informazione alla popolazione (180 µg/nm³ ) anno 2008 (Fonte: Annuario regionale dei dati ambientali, edizione 2009 Arpa Emilia Romagna) (Per Ferrara il grafico si riferisce alla stazione di Mizzana) Fig.4.37: O3 Regione Emilia Romagna - Giorni con superamento dell obiettivo a lungo termine per la salute umana (120 μg/nm 3 ) (Fonte: Annuario regionale dei dati ambientali, edizione 2009 Arpa Emilia Romagna) ( Per Ferrara il grafico si riferisce alla stazione di Mizzana) Circa la protezione della vegetazione (AOT40), le stazioni di tipo rurale/suburbano mostrano il superamento del valore bersaglio previsto per il L AOT40 rappresenta la somma delle eccedenze orarie del valore di 40 ppb (80 μg/nm 3 ) nel periodo 117

118 maggio-luglio tra le ore 8 e le 20 di ogni giorno, configurando l esposizione cumulata all ozono al di sopra della soglia di concentrazione di 40 ppb per recettori sensibili (come le colture agrarie). Fig.4.38: O3 Regione E.Romagna AOT40 per stazioni di fondo e suburbane: confronto con il valore bersaglio per la protezione della vegetazione ( μg/nm 3 x h) (Fonte: Annuario regionale dei dati ambientali, edizione 2009 Arpa Emilia Romagna) *dati anno 2002 non disponibili Come già illustrato in precedenza, le concentrazioni di ozono sono strettamente correlate ad alcuni parametri meteorologici: i mesi estivi giugno, luglio e agosto sono da considerarsi mesi critici per l inquinante in esame in quanto caratterizzati da una radiazione solare globale più intensa, da un numero maggiore di ore di insolazione diurna e da temperature elevate. Nelle figure di seguito viene rappresentato a titolo di esempio il numero di giorni favorevoli alla formazione di ozono per le città di Ferrara e Mesola: l indicatore scelto per identificare le giornate favorevoli alla formazione di ozono troposferico è il superamento di 29 C nella temperatura massima giornaliera. Tale soglia è stata selezionata applicando il metodo statistico degli alberi di classificazione, calibrato con i valori di ozono misurati. Si tratta di un indicatore molto semplice, elaborato dal Servizio Idro Meteo Clima di ARPA, che non esaurisce certo la complessità delle interazioni tra meteorologia, chimica e trasporto dell ozono, ma che si pone l obiettivo di valutare la criticità del semestre estivo dal punto di vista meteorologico rispetto alla formazione di ozono nei bassi strati dell atmosfera. 118

119 Dai grafici risulta che entrambi i siti hanno un comportamento simile e che, rispetto agli anni precedenti, il 2009 è stato mediamente meno favorevole alla formazione di ozono nel mese di giugno, mentre lo è stato di più nei mesi di maggio e agosto. Fig.4.39: Numero di giorni favorevoli alla formazione di ozono confronto 2009 con anni precedenti Ferrara Mesola 119

120 Particolato (PM10 e PM2.5) Per particolato atmosferico 18 si intende un insieme complesso di particelle solide e liquide, minerali ed organiche, con composizione e morfologia che variano significativamente nel tempo e nello spazio e che possono rimanere sospese in aria anche per lunghi periodi. Il particolato atmosferico è caratterizzato da due aspetti fondamentali: dimensione: da 0.01 a 100 micron circa (spessore di un capello umano 100 µm) composizione chimica. Entrambe ne determinano il comportamento aerodinamico, in particolare il tempo di residenza nell aria e le regioni del sistema respiratorio in cui le particelle vengono depositate. Il particolato si origina sia da fonti antropiche che da fonti naturali. Sia quelle antropiche che quelle naturali possono dar luogo a particolato primario (emesso direttamente nell'atmosfera) o secondario (formatosi in atmosfera attraverso reazioni chimiche). Si compone di una miscela di inquinanti sia primari che secondari, a basso gradiente spaziale; è ubiquitario e si può diffondere anche a grande distanza dalla fonte di generazione, soprattutto la frazione più fine. Per queste ragioni, studi recentissimi hanno confermato il rilevamento di concentrazioni giornaliere sostanzialmente sovrapponibili a distanze anche consistenti, fatte salve disomogeneità meteoclimatiche di rilievo. Attualmente la normativa nazionale prevede limiti di concentrazione ponderale solo per il particolato con diametro aerodinamico inferiore a 10 micron (PM10), mentre la normativa europea introduce anche il PM2.5 (particolato con diametro aerodinamico inferiore a 2.5 micron). Fino al mese di settembre 2008 la misura del PM10 è stata effettuata in città presso le centraline di Corso Isonzo e P.le S.Giovanni. In tale mese la stazione di San Giovanni è stata dismessa ed è entrata in funzione la nuova stazione di fondo urbano di Villa Fulvia. Le prime misure valide a Villa Fulvia sono state registrate alla fine del mese di novembre Nel corso del 2008 è stata attivata la misura del PM10 anche a Cento, presso la nuova stazione di fondo suburbano di Via Parco del Reno (i primi dati validi risalgono ad aprile 2008)

121 Invece la misura del PM10 a Gherardi è stata temporaneamente sospesa dal mese di marzo 2008 al marzo 2009, per la sostituzione dell analizzatore ormai obsoleto. La ristrutturazione della rete regionale della qualità dell aria ha comportato anche l inizio di una nuova attività: il monitoraggio delle polveri PM2.5 presso le stazioni di Villa Fulvia (stazione di fondo urbano) e Ostellato (stazione di fondo rurale), avviate a fine Nel corso del 2009 tale misura è stata attivata anche a Gherardi (stazione di fondo rurale remoto). Si ricorda che la misura del particolato PM2.5 a Corso Isonzo (stazione di traffico) è terminata con l anno PM10 Per il PM10 la normativa impone due valori limite, uno su base annuale (40 microg/m 3 ) e uno su base giornaliera (50 microg/m 3 da non superare più di 35 volte in un anno). Nelle elaborazioni a seguire si è scelto di rappresentare anche la stazione di Gherardi nonostante i dati non siano rappresentativi dell intero anno (dati a partire da marzo 2009), in quanto comunque significativa per fornire una valutazione di massima. Sono, pertanto, rappresentate le stazioni di Corso Isonzo (rendimento annuale pari al 99%), Villa Fulvia (rendimento annuale pari al 96%), Cento (rendimento annuale pari al 98%) e Gherardi (rendimento annuale pari al 78%). Le elaborazioni sono relative alla settimana tipo, all andamento delle medie mensili, al trend annuale e al numero dei superamenti del limite giornaliero. Oltre alle concentrazioni delle singole centraline è rappresentata anche la media dell agglomerato, che coincide con il comune di Ferrara, ossia la media delle stazioni di Corso Isonzo e Villa Fulvia. Nell allegato Analisi preliminare del provvedimento di blocco del traffico nel comune di Ferrara (periodo ) è contenuta una valutazione preliminare sull andamento del PM10 nel primo trimestre 2010 in relazione ai provvedimenti di limitazione del traffico dell inverno 2009/10. Le concentrazioni ottenute per i diversi giorni della settimana tipo mostrano andamenti molto simili per tutte le centraline, con i valori maggiori concentrati nei giorni di lunedì e giovedì della settimana feriale ed un lieve calo la domenica. 121

122 Fig.4.40: PM10 Settimana tipo, anno microg/m lunedì martedì mercoledì giovedì venerdì sabato domenica C.Isonzo Villa Fulvia media agglomerato Gherardi Cento Le medie mensili confermano l andamento stagionale dell inquinante, risultando elevate nei mesi invernali per tutte le centraline, in particolare da gennaio a marzo e da ottobre a dicembre, con una punta nel mese di gennaio. Fig.4.41: PM10 Medie Mensili, anno microg/m gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic C.Isonzo Villa Fulvia media agglomerato Cento Gherardi

123 Nel grafico che segue è riportato il trend delle medie annuali. Nel 2009, come già registrato nel 2008, la concentrazione media annua di Corso Isonzo è risultata inferiore al valore limite per la protezione della salute umana previsto dal DM 60/2002 (pari a 40 μg/m 3 ). Fig.4.42: PM10 Trend medie annuali, microg/m C. Isonzo Villa Fulvia 28 S. Giovanni media agglomerato Cento 32 Fig.4.43: PM10 Profilo di concentrazione nell agglomerato periodo invernale (gennaio marzo 2009) microg/m /1 8/1 15/1 22/1 29/1 5/2 12/2 19/2 26/2 5/3 12/3 19/3 26/3 Villa Fulvia C.Isonzo 123

124 Fig.4.44: PM10 Profilo di concentrazione nell agglomerato periodo estivo (luglio-settembre 2009) microg/m /7 8/7 15/7 22/7 29/7 5/8 12/8 19/8 26/8 2/9 9/9 16/9 23/9 30/9 Villa Fulvia C.Isonzo Fig.4.45: PM10 Trend medie annuali a confronto con il limite di legge comprensivo del Margine di Tolleranza, Valori rilevati Limiti microg/m C.Isonzo S.Giovanni Media agglomerato Gherardi C.Isonzo S.Giovanni Media agglomerato Gherardi C.Isonzo S.Giovanni Media agglomerato Gherardi C.Isonzo Media agglomerato C.Isonzo Villa Fulvia Media agglomerato Cento

125 Anche se in miglioramento rispetto all anno precedente, il numero dei superamenti del valore limite di 24 ore per la protezione della salute umana (fissato in 50 μg/m 3 ) permane elevato ed evidenzia una situazione critica e relativamente stabile, con un numero di superamenti registrati nelle stazioni di Corso Isonzo e Cento superiori al consentito, che consiste in 35 giorni/anno (Fig. 4.46). Nella figura il numero di superamenti riportati per la stazione di Gherardi sono sottostimati, in quanto lo strumento di misura come già ricordato è stato attivato a metà marzo Fig.4.46: PM10 Superamenti del valore limite di 24 ore per la protezione della salute umana N superamenti Isonzo S.Giovanni Gherardi Villa Fulvia 30 Cento Il n.superamenti di S.Giovanni non è rappresentativo dell'intero anno in quanto la stazione è stata spenta a metà settembre Il n.superamenti di Gherardi non è rappresentativo dell'intero anno in quanto i dati partono dal mese di marzo Il grafico seguente (fig. 4.47), che rappresenta le medie giornaliere dell agglomerato dell ultimo biennio, indica chiaramente i numerosi superamenti del limite per la protezione della salute, concentrati soprattutto nel periodo invernale. Rispetto all anno precedente, nel 2009 si è registrata una riduzione del numero di superamenti, soprattutto nei mesi di febbraio e ottobre. 125

126 Fig.4.47: PM10 Medie giornaliere dell agglomerato di Ferrara, anni Va notato come il numero dei superamenti del limite giornaliero sia un elemento di criticità comune a tutto il territorio regionale. I dati rilevati evidenziano come nel 2008 il numero di giorni con il superamento del valore limite per la protezione della salute umana di 50 μg/m 3 risulti ovunque decisamente sopra i 35 giorni consentiti in un anno (Fig. 4.48). Nel contempo però l andamento della media annuale risulta in leggera discesa, almeno per quanto riguarda la lettura regionale (Fig. 4.49). In generale pare comunque che in tutte le province ci sia un graduale rientro nei valori limite previsti dalla normativa relativamente alla media annuale del PM10. In sintesi quindi i dati rilevati su tutto il territorio regionale indicano che le criticità maggiori emergono dagli episodi acuti di inquinamento da PM10 su base giornaliera, che sono strettamente legati, oltre che alle pressioni antropiche sull ambiente, anche alla particolare situazione meteorologica del bacino padano. 126

127 Fig.4.48: PM10, Regione Emilia Romagna Superamenti del limite giornaliero per la protezione della salute umana nell anno 2008 (50 μg/m 3 ) (Fonte: Annuario regionale dei dati ambientali, edizione 2009 Arpa Emilia Romagna ) (per Ferrara i dati sono riferiti alla stazione di C.Isonzo) Fig.4.49: PM10, Regione Emilia Romagna Medie annuali, anni (Fonte: Annuario regionale dei dati ambientali, edizione 2009 Arpa Emilia Romagna ) 127

128 (per Ferrara i dati sono riferiti alla stazione di Corso Isonzo) Fig.4.50: PM10, Regione Emilia Romagna Andamento dei superamenti del limite giornaliero per la protezione della salute umana al 2008 (50 μg/m 3 ) (Fonte: Annuario regionale dei dati ambientali, edizione 2009 Arpa Emilia Romagna ) (per Ferrara i dati sono riferiti alla stazione di Corso Isonzo) Nei grafici che seguono si propone un approfondimento sull andamento del PM10 nel corso degli ultimi 4 anni nella stazione di Corso Isonzo. La figura seguente riporta il numero di superamenti distribuito nei vari mesi. 128

129 Fig.4.51: PM10 C. Isonzo Distribuzione nei mesi del numero di superamenti del limite giornaliero num. 25 anno 2005 anno 2006 anno 2007 anno 2008 anno gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Solo nel mese di settembre 2009 si è registrato un maggior numero di superamenti rispetto agli anni precedenti, a fronte di un minor numero nei mesi di febbraio, ottobre e dicembre e nessun superamento nel mese di aprile. In sostanza il 2009 per Corso Isonzo è stato un anno caratterizzato da un elevato numero di superamenti (66) ma in riduzione rispetto agli anni precedenti, soprattutto rispetto al 2007, anno in cui si sono registrati 97 superamenti. Questo dato assume maggiore rilevanza quando si va ad analizzare la distribuzione dei dati per classi, ovvero il conteggio del numero di giorni caratterizzati da concentrazioni inferiori o uguali a 25 microg/m 3, comprese fra 26 e 50 microg/m 3, comprese fra 51 e 100 microg/m 3, superiori a 100 microg/m

130 Fig.4.52: Distribuzione dei valori di PM10 rilevati in Corso Isonzo suddivise per classi 250 num.giorni anno 2005 anno 2006 anno 2007 anno 2008 anno > 100 Da tale elaborazione emerge in modo evidente come prevalgano le classi inferiori al limite giornaliero e vi sia una riduzione delle classi di concentrazioni elevate: il numero di giorni caratterizzati da un livello di inquinamento inferiore a 25 microg/m 3 è invariato rispetto all anno precedente, mentre risulta aumentata la classe microg/m 3 (passando da 152 a 172 giorni). La classe microg/m 3 risulta in calo (passando da 71 a 62 giorni) e si registrano pochissimi casi di concentrazioni > 100 microg/m 3. Un ulteriore indagine effettuata sulle PM10 di Corso Isonzo è relativa alla settimana tipo in due diversi periodi dell anno: per il periodo invernale si sono considerati i mesi di dicembre, gennaio, febbraio, mentre per il periodo estivo si sono considerati i mesi di giugno, luglio e agosto. 130

131 Fig.4.53: Corso Isonzo Settimana tipo dicembre-gennaio-febbraio microg/m microg/m3 Settimana tipo giugno-luglio-agosto anno 2005 anno 2006 anno 2007 anno 2008 anno anno 2005 anno 2006 anno 2007 anno 2008 anno lunedì martedì mercoledì giovedì venerdì sabato domenica 0 lunedì martedì mercoledì giovedì venerdì sabato domenica Da questa elaborazione si può osservare che nel periodo invernale nel 2009, a differenza del 2008, il calo delle concentrazioni del PM10 si regista il sabato e non più la domenica; mentre nel periodo estivo è sempre la domenica che presenta un calo delle concentrazioni di PM10 rispetto al resto della settimana. Per l anno 2009 nel periodo invernale (dicembre gennaio febbraio) le giornate più critiche sono state il lunedì e giovedì. Occorre notare come la settimana tipo invernale del 2009 sia caratterizzata, nel solo giorno di lunedì, da una permanenza di valori di concentrazione superiori ai 50 microg/m 3. Nel periodo estivo si registra per il 2009, analogamente agli anni precedenti, un consistente calo delle concentrazioni con valori in media inferiori ai 30 microg/m 3 con ulteriori diminuzioni delle concentrazioni la domenica. Infine, un ultima considerazione riguarda l indagine sulle variabili meteorologiche finalizzata a valutare il numero di giorni critici, ovvero favorevoli all accumulo di PM10, per ogni mese dell anno (Figura 4.54) Per giornate favorevoli all accumulo di PM10 si intendono quei giorni in cui l indebolirsi della turbolenza nei bassi strati dell atmosfera determina condizioni di stagnazione. Segnatamente si tratta di giorni in cui si verificano contemporaneamente due condizioni: l indice di ventilazione (definito come il prodotto fra altezza media dello strato rimescolato e intensità media del vento) è inferiore a 800 m 2 /s; le precipitazioni sono assenti. Tali soglie sono state selezionate applicando il metodo statistico degli alberi di classificazione, calibrato con i valori di PM10 misurati. Si noti che l indicatore non tiene conto della direzione del vento e potrebbe perciò rivelarsi poco significativo sulla 131

132 fascia costiera o in presenza di fonti emissive puntuali, condizioni in cui la direzione del vento incide particolarmente sull accumulo o la dispersione degli inquinanti. Fig.4.54: Numero di giorni favorevoli all accumulo di PM10. Complessivamente la situazione 2009 è stata meteorologicamente più sfavorevole all accumulo rispetto agli altri anni. I mesi di gennaio, febbraio, ottobre e novembre sono stati quelli caratterizzati da un maggior numero di giorni favorevoli all accumulo delle polveri dal punto di vista meteorologico. E tale situazione trova riscontro nelle medie mensili misurate (vedi fig. 4.41). 132

133 PM 2.5 Dalla fine del 2008, a seguito della già citata ristrutturazione della rete, il monitoraggio del particolato con diametro aerodinamico inferiore a 2.5 micron (PM2.5) viene effettuato nelle stazioni di Ostellato e di Villa Fulvia, quest ultima in sostituzione di Corso Isonzo. Dal marzo 2009 è stato attivato il monitoraggio di PM2.5 anche nella stazione di Gherardi. Della serie storica disponibile si riportano alcune rappresentazioni grafiche relative agli anni , che sovrappongono l andamento del PM2.5 a quello del PM10 misurati nella centralina di Corso Isonzo. Nel 2008, il rendimento della misura a Corso Isonzo è stato pari a 89%, leggermente inferiore all obiettivo di qualità dei dati previsto dalla nuova normativa europea, pari a 90%. Invece per il 2009 il rendimento della centralina di Villa Fulvia è stato ottimale (pari al 95%). Fino al 2008, dai dati si osserva che per la zona fortemente urbanizzata e caratterizzata da traffico intenso qual è Corso Isonzo, la frazione fine del PM10 (cioè quella inferiore a 2.5 micron) contribuisce, in termini di massa, ad oltre il 60% della massa totale del PM10. Dato confermato nel 2009 nella stazione di Villa Fulvia, nella quale la misurazione della frazione fine del PM10 contribuisce, in termini di massa, a oltre il 70% della massa totale del PM10. Fig.4.55: Corso Isonzo: PM2.5 PM10 anno

134 Fig.4.56: Corso Isonzo: PM2.5 PM10 anno 2006 Fig.4.57: Corso Isonzo: PM2.5 PM10 anno

135 Fig.4.58: Corso Isonzo: PM2.5 PM10 anno 2008 Fig.4.59: Villa Fulvia: PM2.5 PM10 anno

136 Fig.4.60: Villa Fulvia: Medie mensili PM2.5 anno microg/m gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Fig.4.61: Ferrara: PM2.5 PM10, anni PM2.5 PM microg/m C.Isonzo 2005 C.Isonzo 2006 C.Isonzo 2007 C.Isonzo 2008 Villa Fulvia

137 La nuova direttiva europea (2008/50/CE), introduce degli standard di riferimento anche per il PM2.5. Il valore limite, espresso come media annuale da raggiungersi entro il 2015, è pari a 25 microg/m 3. Tale valore corrisponde anche al valore obiettivo che dovrebbe essere raggiunto entro il Confrontando tali valori con quelli misurati a Ferrara, si osserva anche per il 2009 una riduzione delle concentrazioni rispetto agli anni precedenti, in linea anche con l andamento del PM10, ottenendo per quest anno un valore medio annuale di PM2.5 leggermente inferiore al valore limite (a Villa Fulvia è 21 microg/m 3 ). 137

138 Gli Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA) Il monitoraggio sistematico degli IPA, secondo le specifiche definite dal D.Lgs 152/2007, è iniziato nel 2006 nelle stazioni da traffico, Corso Isonzo e San Giovanni. Le indagini vengono effettuate sul particolato PM10, considerando il pool dei campioni raccolti in un mese, ottenendo i valori medi mensili riportati nelle figure seguenti. Il progetto di ristrutturazione della rete di monitoraggio della qualità dell aria ha portato dei cambiamenti relativamente alla determinazione degli IPA che a partire dall anno 2009 non viene più effettuato sul particolato di San Giovanni (stazione dismessa), bensì sul particolato misurato nella stazione di Villa Fulvia. Gli IPA ricercati sono i seguenti: naftalene, acenaftene, acenaftilene, fluorene, fenantrene, fluorantene, antracene, pirene, benzo(a)antracene, crisene, benzo(b)fluorantene, benzo(k)fluorantene, benzo(a)pirene, benzo(e)pirene, dibenzo(a,h)antracene, indeno(1,2,3-c,d), pirene, benzo(ghi)perilene, dibenzo(a,l)pirene, dibenzo(a,e)pirene, dibenzo(a,i)pirene, dibenzo(a,h)pirene e comprendono i 16 IPA classificati dall EPA come priority pollutants. Il riferimento per la valutazione di questi dati è il DLgs 152/2007 che recepisce la Direttiva europea 2004/107/CE, la quale fissa un valore obiettivo per il benzo(a)pirene pari a 1 ng/m 3 come media annuale. Fig.4.62: Ferrara medie mensili benzo(a)pirene, ng/m3 1.6 Ferrara: benzo(a)pirene anni valore obiettivo annuale = 1 ng/m ott-06 nov-06 dic-06 gen-07 feb-07 mar-07 apr-07 mag-07 giu-07 lug-07 ago-07 set-07 ott-07 nov-07 dic-07 gen-08 feb-08 mar-08 apr-08 mag-08 giu-08 lug-08 ago-08 set-08 ott-08 nov-08 dic-08 gen-09 feb-09 mar-09 apr-09 mag-09 giu-09 lug-09 ago-09 set-09 ott-09 nov-09 dic-09 S.Giovanni Villa Fulvia 138

139 Fig.4.63: Ferrara medie annuali benzo(a)pirene, Ferrara: benzo(a)pirene anni valore obiettivo annuale = 1 ng/m3 ng/m N.D. N.D. N.D S.Giovanni C.so Isonzo Villa Fulvia Fig.4.64: Ferrara IPA totali ng/m Ferrara: IPA totali anni ott-06 nov-06 dic-06 gen-07 feb-07 mar-07 apr-07 mag-07 giu-07 lug-07 ago-07 set-07 ott-07 nov-07 dic-07 gen-08 feb-08 mar-08 apr-08 mag-08 giu-08 lug-08 ago-08 set-08 ott-08 nov-08 dic-08 gen-09 feb-09 mar-09 apr-09 mag-09 giu-09 lug-09 ago-09 set-09 ott-09 nov-09 dic-09 S.Giovanni Villa Fulvia 139

140 Fig.4.65: Tipologia IPA Villa Fulvia, Villa Fulvia: IPA naftalene acenaftilene acenaftene fluorene fenantrene antracene fluorantene pirene benzo(a)antracene ciclopenta(c,d)pirene crisene benzo(b)+(j)fluorantene benzo(k)fuorantene benzo(e)pirene benzo(a)pirene indeno (1,2,3,c,d,) pirene dibenzo(ac)+(ah)antracene benzo(g,h,i)perilene dibenzo(a,l)pirene dibenzo(a,e)fluorantene dibenzo(a,e)pirene dibenzo(a,i)pirene dibenzo(a,h)pirene IPA totali ng/m3 benzo(a)pirene: valore obiettivo = 1 ng/m3 come media annuale Osservando i dati sopra riportati appare ben visibile la dipendenza stagionale di questa classe di inquinanti. Pur nella brevità della serie, si nota anche che le singole concentrazioni di benzo(a)pirene misurate nella nuova stazione di Villa Fulvia sono sempre state inferiori al limite di legge annuale ad eccezione dei valori rilevati nei mesi di gennaio e dicembre 2009 (valori medi mensili pari a 1.3 ng/m 3 e 1.6 ng/m 3 contro un obiettivo di qualità annuale definito in 1 ng/m 3 ). In ogni caso la media annuale per il 2009 registrato a Villa Fulvia per il benzo(a)pirene risulta inferiore al valore limite(vedi fig. 4.63), analogamente per gli anni 2007 e 2008 per le postazioni di Corso Isonzo e San Giovanni. I valori medi annuali rilevati fino ad ora in due zone ad elevato traffico e in una zona di fondo urbano configurano una situazione in cui le misurazioni fisse continuative non sarebbero necessarie, ma sarebbero sufficienti misure indicative e stime. 140

141 I metalli Nella primavera del 2008 ha preso il via un progetto finanziato dalla Regione Emilia Romagna, della durata di un anno, finalizzato ad acquisire una prima serie storica di dati relativi ai metalli per i quali la normativa nazionale prevede un valore limite o un valore obiettivo. Si tratta specificamente di: Arsenico, Cadmio, Nichel e Piombo. Le attività intraprese hanno consentito di mettere a punto la metodica di campionamento ed analisi e di acquisire una serie storica della durata di un intero anno (1/4/ /3/2009) relativa alle zone rappresentative delle tre aree meteoclimatiche caratteristiche della regione: costa (Rimini), centro (Ferrara), ovest (Parma), oltre all area metropolitana di Bologna. All interno di ciascuna zona è stata identificata una postazione di misura del tipo fondo urbano ad eccezione di Ferrara, dove, per differenziare, è stata scelta una stazione da traffico. A Rimini è stata effettuata anche la misura di un ampio spettro di specie ioniche in un periodo invernale e in uno primaverile. A seguito dell interesse crescente per tali inquinanti si è deciso di mantenere attiva la rete di misura, potenziandola rispetto al progetto originario. Di tale nuova rete di misura continua a far parte Ferrara, con la stazione di C.so Isonzo. Nelle figure che seguono sono rappresentate le concentrazioni medie mensili dei quattro metalli per il biennio e la corrispondente media annuale per la città di Ferrara. Fig.4.66: Arsenico (ng/m 3 ) 6.0 Valore obiettivo Soglia di Valutazione Superiore 3.0 Soglia di Valutazione Inferiore gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Anno

142 Fig.4.67: Cadmio (ng/m 3 ) 5.0 Valore obiettivo Soglia di Valutazione Superiore Soglia di Valutazione Inferiore gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Anno Fig.4.68: Nichel (ng/m 3 ) Valore obiettivo Soglia di Valutazione Superiore Soglia di Valutazione Inferiore gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Anno

143 Fig.4.69: Piombo (ng/m 3 ) 500 Valore limite 400 Soglia di Valutazione Superiore 300 Soglia di Valutazione Inferiore gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Anno Dall analisi dei dati è emerso che a Ferrara, presso la stazione di traffico di Corso Isonzo, tutti i metalli hanno fatto registrare medie annuali non solo decisamente inferiori ai rispettivi valori obiettivo (per il piombo si parla di valore limite) ma anche inferiori alla Soglia di Valutazione Inferiore (SVI) prevista dalla normativa. Pertanto a Ferrara si registra una situazione media in cui le misure continuative non sono strettamente necessarie, ma è sufficiente l utilizzo di tecniche di modellizzazione o di stima obiettiva. Vi sono tuttavia alcuni singoli valori medi mensili relativi al Nichel (vedi dato di Ferrara del marzo 2009) che occasionalmente superano la SVS e benché tali riferimenti siano solo indicativi, essendo tali soglie relative ai valori medi annuali e non a singoli valori mensili, è prudenziale proseguire tale monitoraggio nel futuro, in modo da acquisire un numero di dati maggiore, che consentirebbe anche di effettuare valutazioni nel merito delle fonti di tale inquinante. Riguardo ai livelli di metalli trovati, il confronto dei dati di Ferrara con quelli di letteratura indica che le concentrazioni sono mediamente in linea con quelle rilevate tipicamente in Europa in aree urbane o rurali. Specificamente, per quanto riguarda il Nichel, la letteratura riporta che tale metallo entra in atmosfera a causa della risospensione di materiali crostali e della combustione di combustibili fossili, sia da sorgenti stazionarie che da sorgenti mobili 143

144 (diesel e olio combustibile), nonché dai processi di raffinazione del nichel stesso, dal suo consumo nei processi industriali e dagli inceneritori. Concentrazioni in atmosfera rilevate negli Stati Uniti presentano valori in media di 6 ng/m 3 in aree rurali, di ng/m 3 in aree urbane, di ng/m 3 in aree urbane di grandi dimensioni 19. In Europa i livelli di background si attestano nel range ng/m 3 per le aree rurali, ng/m 3 per le aree urbane, inclusi i siti da traffico, e ng/m 3 per i siti industriali 20. Le concentrazioni osservate a Ferrara (medie annuali per il 2008 pari a 3.1 ng/m 3 e 4.8 ng/m 3 per il 2009) sono valori confrontabili con quelli riscontrati negli altri punti di indagine della regione Emilia Romagna e sono in linea con tipici valori di aree urbane europee e rurali/urbane negli Stati Uniti. Per l Arsenico, i valori medi annuali di 0.9 ng/m 3 per il 2008 e 0.6 ng/m 3 per il 2009, sono confrontabili con i valori medi rilevati in aree rurali in altri siti europei, ad es. Olanda 21, e con quelli rilevati negli Stati Uniti in aree remote (1-3 ng/m 3 ) 22. I livelli di background in Europa sono stimati nei range ng/m 3 in aree rurali, ng/m 3 in aree urbane e con massimi di 50 ng/m 3 in siti industriali. Per tale inquinante le emissioni antropiche derivano dai processi di fusione dei metalli, dalla combustione dei combustibili fossili specialmente il carbone e dall utilizzo di pesticidi, sebbene attualmente l'impiego dell'arsenico nei pesticidi sia stato limitato in molti paesi. l Cadmio ha fatto registrare valori medi annuali identici sia per il 2008 che per il 2009, pari a 0.4 ng/m 3, in linea anche in questo caso con i range di valori riportati per le aree rurali in Europa 23. La presenza di tale elemento in atmosfera è legata alla combustione di carbone e ai processi di produzione di metalli non ferrosi, nonché all incenerimento di rifiuti. Infine il Piombo ha dato valori pari a 9.4 e 10.8 ng/m 3, molto bassi rispetto al valore limite (500 ng/m 3 ) e in linea con quanto riportato come background urbano in siti spagnoli. 19 F.W. Sunderman Jr., in "Elements and their compounds in the environment. 2nd edition. Edited by E. Merian et al., WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, DG Environment (2000). Ambient air pollution by As, Cd, and Ni compounds. Position paper, working group on arsenic, cadmium and nickel compounds. DG Environment, European Commission. 21 Buijsman, E.; Assessment of air quality for arsenic, cadmium, mercury and nickel in the Netherlands, RIVM report , Bilthoven, October AGENCY FOR TOXIC SUBSTANCES AND DISEASE REGISTRY. Toxicological profile for arsenic. Atlanta, GA, US Department of Health and Human Services, Querol el al., Impact of the implementation of PM abatement technology on the ambient air levels of metals in a highly industrialised area. Atmospheric Environment, 41,

145 Un indicatore: i giorni con buona qualità dell aria Si tratta di un indicatore compreso nel core set individuato dall Agenzia Europea per l Ambiente e da Agenda 21 Locale di Ferrara e si riferisce al numero di giorni in cui nel capoluogo per nessun inquinante è stato superato il valore limite previsto dalla normativa italiana. Tale indicatore si costruisce sulla base delle concentrazioni giornaliere registrate nelle stazioni urbane dai seguenti inquinanti: biossido di zolfo (SO2), biossido di azoto (NO2), ozono (O3), monossido di carbonio (CO), polveri sospese inferiori a 10 micron (PM10). Il dato delle polveri considerato nel calcolo dell indicatore si riferisce alle singole stazioni di Corso Isonzo e di Villa Fulvia disgiunte, ossia si sono contati i giorni di superamento dei 50 microg/m 3 registrati nella centralina di Corso Isonzo a cui si sono aggiunti i giorni di superamento registrati nella centralina Villa Fulvia (qualora diversi da Corso Isonzo). La Fig riporta in verde il numero di giorni con buona qualità dell aria. Si osservi che, a seguito del recepimento delle direttive comunitarie, nel 2002 è stato modificato il criterio di giudizio relativamente al particolato sospeso, il quale, in accordo con la nuova normativa, prevede un limite per il PM10 in sostituzione di quello per il Particolato Totale Sospeso (PTS). Poiché per il PM10 la legge prevede oggi limiti più restrittivi in rapporto a quelli che erano in vigore per le PTS, ne è derivato un peggioramento del giudizio complessivo di qualità dell aria. Negli ultimi anni, i giorni di cattiva qualità dell aria sono dipesi principalmente dalle concentrazioni elevate di PM10 d inverno e di ozono d estate. 145

146 Fig.4.70: PM10 numero di giorni con buona qualità, ATTENZIONE: dal 2002 la concentrazione di PTS è stata sostituita con quella di PM10 146

147 4.2. Gli idrocarburi aromatici Il monitoraggio del benzene e degli altri idrocarburi aromatici mediante campionatori passivi è un attività che porta a valutazioni di particolare rilevanza locale e viene effettuato da ARPA Ferrara con sistematicità da diversi anni. È dal 1999, su richiesta del Comune di Ferrara, che ARPA effettua alcune campagne di misura di tali inquinanti, disponendo campionatori passivi in circa 30 punti della città. Le campagne vengono realizzate nei mesi da settembre a dicembre, effettuando misure medie rappresentative di una settimana per ciascun mese. L esperienza acquisita negli anni permette di dire che i dati raccolti in tale periodo consentono di effettuare stime che hanno una buona rappresentatività degli andamenti relativi delle varie zone su base annuale. In figura 4.71 è riportata la distribuzione spaziale dei punti di misura il cui dettaglio di indirizzo è riportato in tabella 4.3. Fig.4.71: Mappa dei punti di campionamento degli idrocarburi aromatici #S #S 33 #S 24 #S 32 #S 11 #S 15 #S #S 10 #S #S #S 13 #S #S 9 #S #S 8 7 #S #S 1 #S 2 #S #S #S #S #S #S 27 #S #S #S #S #S #S #S 20 #S 14 #S La tabella 4.3, che riporta le medie annuali delle singole postazioni per gli anni e le variazioni percentuali del 2009 rispetto all anno precedente, consente di apprezzare l andamento di tale inquinante nelle zone esaminate. Il miglioramento complessivo evidenziabile negli anni va di pari passo con quello dell analoga 147

148 rilevazione della stazione di Corso Giovecca che, avendo una copertura annuale completa, è utilizzata per le valutazioni di confronto (vedi capitolo Benzene). I dati medi di ogni campagna e di ogni postazione sono stati suddivisi per classi, seguendo una classificazione che tiene conto dei livelli definiti dalla normativa europea recepita con il D.M. 60/2002: la classe verde corrisponde a concentrazioni medie di benzene fino a 3.5 μg/nm 3 (valore che nella direttiva comunitaria è pari alla soglia di valutazione superiore, cioè al livello al di sotto del quale le misurazioni per la valutazione della qualità dell aria possono essere combinate con tecniche di modellizzazione); la classe gialla va da 3.6 μg/nm 3 a 5 μg/nm 3 (valore limite previsto per il 2010 dalla direttiva europea, recepita dal DM 60/02); la classe arancione va da 5.1 μg/nm 3 a 7.5 μg/nm 3 ; la classe rossa corrisponde a concentrazioni superiori a 7.5 μg/nm 3. È bene precisare che, benché il valore medio rilevato in ogni punto non sia immediatamente raffrontabile al valore limite del benzene su base annuale (sia a causa della già citata brevità delle misure, sia a causa della metodologia di indagine che non corrisponde al metodo di riferimento ufficiale per l analisi del benzene), la variabilità stagionale e l estensione del periodo di campionamento, unitamente ad alcune valutazioni statistiche, rendono i risultati ottenuti interessanti anche riguardo a questo aspetto. 148

149 Tab.4.3: Andamento del benzene (μg/nm 3 ) n. Postazione Anno 1999 Anno 2000 Anno 2001 Anno 2002 Anno 2003 Anno 2004 Anno 2005 Anno 2006 Anno 2007 Anno 2008 Anno 2009 Differenza Via S.Pietro ang. Via C. Mayr % 16 Via A.Ducale ang. Via Foro Boario % 31 Via San Giacomo zona FF.SS % 10 Largo Barriere ang.viale Cavour % 4 Corso Giovecca % 18 C.so Porta Mare / P.zza Ariostea % 17 Pzza.le Medaglie d'oro % 8 Via Armari % 29 Via Bologna ang. Via Darsena ang. Via Volano % 20 Rotatoria Via Comacchio % 3 Via Montebello % 7 Via S.Stefano ang.via Garibaldi % 28 Centralina ARPA P.le S.Giovanni % 30 Via Porta Romana ang. Via XX Settembre % 12 Centralina ARPA Barco % 23 Via Porta Reno ang.via C.Mayr ang. Via Ripagrande % 27 Centralina ARPA Via Bologna % 1 Largo Castello % 14 Rotatoria Ipercoop Via Bologna % 13 Centro Sociale Anziani Via Canapa % 24 Cassana Pesa Pubblica % 5 Via Scienze ang Via Giuoco del Pallone % 2 Via Palestro % 22 Via E I D'Este /facoltà di giurisprudenza % 9 Centralina Arpa C.so Isonzo % 15 ACI Via Padova % 21 Pontelagoscuro Via Savonuzzi % 11 Rotatoria MOF/Macello % 6 Via Porta Reno ang. Via Cortevecchia % 32 Centralina Mizzana % 33 Cassana Pesa Pubblica C.so Martiri della Libertà ang. Via Cairoli % 26 P.zza Municipale ang. Via Garibaldi % Concentrazione media benzene - Punti 31 (escluse Mizzana e Cassana) (microg/nm3) % Concentrazione media benzene - Punti 32 (compresa la postazione di Mizzana) (microg/nm3) % Concentrazione media benzene - Punti 33 (compresa la postazione di Cassana) (microg/nm3) % 149

150 L esame dei dati si presta a diverse osservazioni, sia sotto il profilo spaziale che temporale: va in ogni caso sempre considerato che i valori sono frutto sia della pressione del traffico locale (entità e tipo) sia della conformazione dei luoghi e della loro ventilazione, sia di più generali condizioni meteo stagionali. Nel 2009 tutti i valori medi rilevati, sia in riferimento alla rete storica dei 31 punti sia alla rete implementata con le postazioni di Mizzana e Cassana, risultano inferiori non solo al limite annuale per la protezione della salute umana (pari a 5 microg/nm 3 previsto per il 2010) che alla soglia di valutazione superiore (3.5 microg/nm 3 ). Occorre necessariamente però rimarcare quanto sopra detto circa l impossibilità di un confronto rigoroso dei dati della campagna con il limite di legge. La media annuale dei 31 punti della rete storica per l anno 2009 è di 2.5 microg/nm 3, mentre la media della nuova rete cui si sono aggiunte le postazioni di Mizzana e Cassana è di 2.4 microg/nm 3, valore che corrisponde ad una riduzione del 5% rispetto alla concentrazione media dei 31 punti ottenuta per l anno In figura 4.72 è riportata, per ciascun inquinante, un indicazione sintetica dell andamento complessivo delle concentrazioni rilevate durante i quattro mesi d indagine, mediata fra tutti i punti di campionamento. 150

151 Fig. 4.72: Andamento degli idrocarburi aromatici, settembre-dicembre 2009 Benzene - Medie mensili - Campagna 2009 Etilbenzene - Medie mensili - Campagna microg/nm microg/nm set ott nov dic 0.0 set ott nov dic Toluene - Medie mensili - Campagna 2009 Xileni - Medie mensili - Campagna microg/nm microg/nm set ott nov dic 0.0 set ott nov dic Come si può osservare dalla serie dei grafici, le concentrazioni dei vari idrocarburi aromatici hanno avuto andamenti sovrapponibili tra loro con punte di concentrazione nel mese di novembre. Va ricordato che, così come per il benzene, anche la presenza di Toluene, Xileni ed Etilbenzene nell aria trova una forte fonte nel traffico, sia a causa delle emissioni degli idrocarburi incombusti che a causa delle emissioni evaporative dai serbatoi o durante le operazioni di rifornimento presso i distributori di carburante. Per nessuno di questi inquinanti esistono a tutt oggi valori limite nell aria. Riguardo al benzene, i valori più alti (intesi come medie settimanali) si sono registrati nel mese di novembre in corrispondenza dell incrocio S.Pietro/C.Mayr (5.4 microg/nm 3 ), in Via Argine Ducale ang. Foro Boario (4.8 microg/nm 3 ), in Corso Giovecca presso l ex sede Arpa (4.6 microg/nm 3 ). Per l anno 2009, diversamente dagli anni scorsi, le concentrazioni rilevate presso la postazione di C.so Porta Mare in prossimità di P.zza Ariostea non sono state le più 151

152 elevate fra tutti i punti monitorati, anche se tale zona continua ad essere fra quelle con le concentrazioni maggiori. Utilizzando i dati raccolti con i campionatori passivi delle 33 postazioni, si sono realizzate le mappe riportate di seguito in cui è direttamente visibile il livello di inquinamento da benzene misurato nelle singole postazioni di misura. I punti di misura, si ricorda, coincidono con situazioni hot spot corrispondenti ai nodi importanti per la viabilità urbana. Si è optato per tale rappresentazione grafica in quanto il benzene è un inquinante ad alto gradiente spaziale e la sua concentrazione diminuisce sensibilmente già a breve distanza dalla fonte di emissione (ogni punto di misura è in realtà rappresentativo di un area piuttosto limitata intorno ad esso, cogliendo principalmente la pressione delle emissioni ad esso vicine). 152

153 Fig.4.73: Benzene- Distribuzione della concentrazione nel comune di Ferrara, anno 2009 Settembre Ottobre Legenda microg/nm 3 < >

154 Novembre Dicembre Legenda microg/nm 3 < >

155 Fig.4.74: Benzene Distribuzione della concentrazione nel comune di Ferrara media settembre dicembre 2009 Legenda microg/nm 3 < >

156 4.3. L ammoniaca Ai monitoraggi tradizionali della qualità dell aria, per volontà del Comune, della Provincia e dell AUSL di Ferrara, da tempo si è aggiunto il monitoraggio dell ammoniaca (NH3), effettuato routinariamente dal 1989 presso la stazione di Mizzana-Via Traversagno. Le modalità operative del monitoraggio hanno seguito nel tempo diverse strategie in conseguenza dell evoluzione delle disponibilità analitiche e gestionali. Dopo un primo periodo in cui si effettuava un campionamento giornaliero, nel 2000 si è passati, dopo un opportuna valutazione statistica di tutti i risultati pregressi, ad una frequenza di campionamento sempre giornaliera ma uni-settimanale randomizzata, modifica che non ha alterato la rappresentatività dei campioni, la quale in ogni caso è da ritenersi riferita ad informazioni sul livello medio e sul trend delle immissioni e non alle variazioni di breve durata, che il campionamento mediato di 24 ore non sarebbe comunque in grado di cogliere. Seguendo tale linea, nel 2008 si è sperimentata una nuova modalità di misura, che utilizza campionatori passivi del tipo di quelli impiegati per il monitoraggio degli idrocarburi aromatici. La metodica, che è stata mutuata da una precedente indagine svolta dal CNR a Ferrara, ha consentito la copertura temporale completa del biennio 2008 e 2009, attraverso l effettuazione di campioni medi mensili, sempre presso la stazione di Mizzana. In fig 4.75 si riportano i risultati delle misure svolte nel corso del biennio

157 Fig. 4.75: Medie mensili Ammoniaca (microg/nm 3 ) a Mizzana anni 2008 e Mizzana: Ammoniaca medie mensili (microg/nm3) ND gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Ammoniaca 2008 Ammoniaca 2009 media anno 2008 media anno 2009 Nella tabella e nella figura seguenti sono riportati i risultati dei monitoraggi svolti dal 1989 al Fig.4.76: Ammoniaca: Mizzana (FE), anni microg/nm /01/89 01/01/90 01/01/91 01/01/92 31/12/92 31/12/93 31/12/94 31/12/95 30/12/96 30/12/97 30/12/98 30/12/99 29/12/00 29/12/01 29/12/02 29/12/03 28/12/04 28/12/05 28/12/06 28/12/07 157

158 Tab.4.4: Sintesi monitoraggio Ammoniaca (microg./nm 3 ) anni tutti gli anni Numero dati % campioni effettuati 40% 94% 49% 59% 82% 70% 72% 25% 43% 53% 100% 100% 96% 98% 100% 85% 81% 79% Valore massimo Media Deviaz.standard CV% 101% 84% 66% 61% 64% 93% 77% 58% 118% 50% 53% 34% 44% 40% 43% 38% 40% 23% Mediana percentile Da un confronto sommario dei dati raccolti negli anni precedenti con quelli raccolti nell ultimo biennio (confronto non effettuabile in modo rigoroso per i motivi sopra esposti) si osserva comunque che questi ultimi sono mediamente più bassi dei primi (media annuale 2009 pari a 7.5 microg/nm 3, media annuale 2008 pari a 7.0 microg/nm 3, medie annuali comprese fra 9.5 e 18.7 microg/nm 3 ). Al di là di possibili variazioni negli anni del livello medio di questo inquinante (non rilevabili a causa delle diverse strategie di campionamento adottate) occorre precisare che la metodica di analisi messa in atto a partire dal 2008 è più selettiva di quella degli anni precedenti e consente di quantificare selettivamente l ammoniaca in forma gassosa, discriminandola dai sali di ammonio comunemente presenti nel particolato, che invece venivano quantificati insieme all ammoniaca negli anni precedenti. La distribuzione mensile delle concentrazioni di ammoniaca gassosa per gli anni 2008 e 2009 rileva una certa dipendenza stagionale, con prevalenza nel periodo estivo. Poiché le fonti emissive di questo inquinante nella zona intorno all area dei monitoraggi sono molteplici, sia di origine industriale (nel Polo chimico c è un importante azienda autorizzata ad emettere consistenti quantitativi di ammoniaca), che da traffico (l ammoniaca è prodotta dalle emissioni dei veicoli, soprattutto quelli di più recente costruzione), che dall attività agrozootecnica (uso di fertilizzanti ed emissioni da allevamenti), tale stagionalità ipotizza che vi sia un importante contributo da parte di quest ultima. Infatti, mentre si può ipotizzare per le fonti di tipo industriale e da traffico un andamento emissivo pressoché costante nel corso dell anno (che si traduce in un profilo immissivo dominato dalla meteorologia e come tale più consistente nel periodo invernale), in questo caso si ravvisa un aumento delle emissioni nel periodo estivo, condizione tipica delle pratiche agrozootecniche. Tale ipotesi andrà verificata con i dati che si acquisiranno nel futuro. 158

159 5. Modalità di comunicazione del dato Arpa comunica quotidianamente, attraverso il sito web, entro le ore 10 di ogni giorno lavorativo, i dati relativi alla qualità dell aria rilevati dagli strumenti di misura automatici collocati nelle centraline fisse che costituiscono la rete di controllo provinciale e regionale. Come già accennato in precedenza, l intero processo di acquisizione, elaborazione, validazione e diffusione dei dati è stato certificato e quindi segue modalità e procedure comuni in tutta la regione. Per facilitare la diffusione e 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 e ai vari parametri sia relativamente alla provincia che all intera regione. Recentemente è stata potenziata la sezione tematica dedicata all aria del sito web di Arpa ( nella quale è possibile trovare non solo informazioni tecniche e riferimenti ma anche la ricostruzione modellistica delle concentrazioni sull intero territorio regionale e la previsione fino a tre giorni, con risoluzione pari a 1 km. Nello stesso sito sono reperibili anche i dettagli sulle stazioni di misura ed è possibile scaricare direttamente i dati orari. 159