5.2.5 Ozono (O 3 ) Siti di misura. Le stazioni della rete provinciale dotate di analizzatori automatici di ozono troposferico sono due: Parco Marecchia e Riccione. Caratteristiche generali. L ozono troposferico è sia di origine naturale che antropico; esso è un inquinante secondario di tipo fotochimico, ossia non viene emesso direttamente da una sorgente ma si produce in atmosfera a partire da precursori primari e dall azione della radiazione solare. I principali precursori dell ozono di origine antropica sono gli ossidi di azoto e le molecole incombuste di idrocarburi emessi dagli scarichi dei veicoli a combustione interna. Anche i solventi e altri composti organici volatili (COV) partecipano alla produzione di ozono. Affinché questo composto si formi a livello del suolo con velocità apprezzabili, devono essere soddisfatte alcune condizioni: a) le sorgenti dei precursori devono emettere alte quantità di ossido di azoto, idrocarburi ed altri COV (ad esempio una situazione di alto traffico cittadino); b) alta temperatura e irraggiamento solare; c) l aria deve rimanere relativamente ferma affinché i reagenti non siano diluiti e/o dispersi. Le più alte concentrazioni di ozono si registrano nelle ore di massimo irraggiamento solare dei mesi estivi, proprio perché alcune delle reazioni per la produzione di questo inquinante hanno la radiazione come ingrediente fondamentale. L ozono è un composto altamente ossidante ed aggressivo e per questa sua natura chimica non permane a lungo in atmosfera, sebbene possa essere trasportato anche a grande distanza dalle masse d aria in movimento. In effetti, nelle aree urbane, dove è maggiore l inquinamento atmosferico, l ozono si forma e reagisce con elevata rapidità (i composti primari che partecipano alla sua formazione sono gli stessi che possono causarne una rapida distruzione). Se l ozono prodotto in area urbana viene rimosso fisicamente per trasporto verso aree suburbane e rurali, dove acquista un tempo di vita superiore a causa del minore inquinamento da NO, può accumularsi raggiungendo valori di concentrazione superiori a quelli urbani. C è inoltre da aggiungere che nelle aree caratterizzate da forte presenza di vegetazione vi è la produzione naturale di terpeni, che sono fra i più reattivi precursori di ozono. La legislazione italiana ha emanato il D.L. 183 del 21/05/04 come recepimento della direttiva europea 2002/3/CE. Il D.L. 183 prevede valori bersaglio e obiettivi a lungo termine, soglie di informazione, di allarme, di protezione della salute, di protezione della vegetazione e delle foreste (Tab. 5.2.5.1). Pag. 64
Tab. 5.2.5.1 O 3. Parametri richiesti dal D.L. 183 del 21/05/04 Parametri richiesti Valori bersaglio al 2010 [µg /m 3 ] Valore bersaglio per la protezione della salute umana come media massima giornaliera su otto ore da non superare per più di 25 giorni per anno civile come media su tre anni (Prima verifica nel 2013, triennio considerato per il calcolo 2010-2012) Valore bersaglio per la protezione della vegetazione come AOT40 calcolato sulla base dei valori di 1 ora da maggio a luglio come media su cinque anni (Prima verifica nel 2015, quinquennio considerato per il calcolo 2010-2014) Obiettivo a lungo termine per la protezione della salute umana definita come media massima giornaliera su otto ore nell arco dell anno civile Obiettivo a lungo termine per la protezione della vegetazione AOT40 calcolato sulla base dei valori di 1 ora da maggio a luglio 120 18000 Obiettivi a lungo termine [µg /m 3 ] 120 6000 Soglia di informazione (media oraria) 180 Soglia di allarme (media oraria) 240 Nota: Obiettivo a lungo termine: concentrazione di ozono nell'aria al di sotto della quale si ritengono improbabili, in base alle conoscenze scientifiche attuali, effetti nocivi diretti sulla salute e/o sull'ambiente nel suo complesso; 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; Soglia di allarme: livello oltre il quale vi è un rischio per la salute umana di esposizione di breve durata della popolazione in generale; Valore bersaglio: 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. Analisi dell ozono durante l anno 2005 Nei grafici successivi (Figg. 5.2.5.1-2) vengono riportati gli andamenti della medie massime giornaliere su 8 ore relative agli anni 2003-04- 05, per le due postazioni di misura. Pag. 65
Fig. 5.2.5.1 O 3. Massimi valori giornalieri delle medie su 8 ore per gli ultimi tre anni registrati a Marecchia Fig. 5.2.5.2 O 3. Massimi valori giornalieri delle medie su 8 ore per gli ultimi tre anni registrati a Riccione Nelle tabb. 5.2.5.2-3 sono riportati i giorni nei quali è stato superato il valore di 120 μg/m 3 per la media trascinata su 8, nelle due stazioni, durante il triennio 2003-2005. Come previsto nel D.L. 183 viene calcolata la media dei superamenti nel triennio precedente. Relativamente al triennio in esame, in entrambe le postazioni di misura il numero medio dei superamenti Pag. 66
calcolato su tre anni è più alto rispetto al valore bersaglio previsto al 01/01/2013 (25 superamenti consentiti). Tab. 5.2.5.2 O 3. Media del numero di superamenti giornalieri della media mobile su 8 ore rilevati a Marecchia, anni 2003-2005 MARECCHIA Protezione della salute umana > 120 µg/m 3 (media su otto ore) N sup anno 2003 anno 2004 anno 2005 Media anni 2003/04/05 71 44 25 47 Tab. 5.2.5.3 O 3. Media del numero di superamenti giornalieri della media mobile su 8 ore rilevati a Riccione, anni 2003-2005 RICCIONE Protezione della salute umana > 120 µg/m 3 (media su otto ore) N sup anno 2003 anno 2004 anno 2005 Media anni 2003/04/05 52 45 35 44 Nelle tab. 5.2.5.4 sono riportati il numero di giorni nei quali, per le due stazioni durante l anno 2005 è stato superato il valore medio orario di 180 μg/m 3 (soglia di informazione) e di 240 μg/m 3 (soglia d allarme). Tab. 5.2.5.4 O 3. N superamenti della soglia di informazione e della soglia di allarme. Anno 2005 STAZIONE MARECCHIA 2005 RICCIONE 2005 soglia di informazione 180 μg/m 3 soglia di allarme 240 μg/m 3 3 0 14 0 Durante il 2005 non si è mai verificato il superamento della soglia di allarme (240 μg/m 3 ); mentre il numero di superamenti della soglia di informazione è risultato più elevato nella stazione Riccione. Analisi del trend triennale Nella tab. 5.2.5.5 vengono riportati alcuni parametri statistici relativi ai dati rilevati dalla rete durante il 2003-2005. I dati mostrano una certa omogeneità nei valori a livello provinciale, questo a conferma del carattere ubiquitario di questo inquinante. Le medie annuali e i valori massimi rimangono pressoché invariati nel triennio considerato. Pag. 67
Tab. 5.2.5.5 O 3. Tabella riassuntiva parametri statistici triennio 2003-2005 STAZIONI Riccione Marecchia PARAMETRI 2003 2004 2005 2003 2004 2005 Media annuale (µg/m 3 ) 47 46 44 48 46 40 Massimo orario annuale 217 220 205 228 220 190 50 percentile 38 33 25 36 38 27 90 percentile / / 99 / / 101 95 pecentile / / 113 / / 113 98 percentile 137 135 132 142 138 128 Trend regionale Nella seguente figura viene riportato il numero di superamenti del valore previsto come per la soglia di informazione della popolazione (180 µg/m 3 ) rilevati durante il 2005, riferiti alla stazione che ha presentato la media annuale più elevata tra quelle presenti nell agglomerato provinciale di competenza. Fig. 5.2.5.3 O 3. Tabella Numero di superamenti del limite orario dei 180 µg/m 3 per l anno 2005 riferiti alla stazione che ha presentato la media annuale più elevata tra quelle presenti nell agglomerato provinciale di competenza. Nella seguente figura viene riportato il trend delle concentrazioni medie annuali rilevate nell ultimo quinquennio a livello regionale, riferito per singolo anno, alla peggiore delle centraline presenti nell agglomerato. Pag. 68
Fig. 5.2.5.4 O 3. Medie annuali riferiti alla stazione che, singolarmente per ciascuno degli anni considerati, ha presentato la media annuale più elevata tra quelle presenti nell agglomerato provinciale di competenza. Nella seguente figura viene riportato il trend dei superamenti del valore previsto per la media trascinata sulle 8 ore (120 µg/m 3 ) rilevate nell ultimo quinquennio a livello regionale, riferito per singolo anno, alla peggiore delle centraline presenti nell agglomerato. Fig. 5.2.5.5 O 3. Numero di superamenti del limite per la media trascinata sulle otto ore (120 µg/m 3 ) riferiti alla stazione che, singolarmente per ciascuno degli anni considerati, ha presentato la media annuale più elevata tra quelle presenti nell agglomerato provinciale di competenza. Pag. 69
I dati presentati evidenziano come i valori medi (Fig. 5.2.5.4) e i superamenti dei 120 ug/m 3 (media sulle otto ore) (Fig. 5.2.5.5) di ozono mantengano un andamento fondamentalmente costante nel corso degli anni. Questo considerando cha l estate 2003, da un punto di vista meteorologico, rappresenta un evento eccezionale, viste le temperature rilevate. Il valore medio annuale risulta molto simile (Fig. 5.2.5.4), viene appiattito verso il basso dai valori rilevati per questo inquinante nel periodo invernale. Questi dati confermano ulteriormente il carattere ubiquitario di questo inquinante e la necessità di predisporre piani a larga scala per ridurne la concentrazione nella prospettiva di entrata in vigore dei primi limiti al 2013. I dati rilevati nella provincia di Rimini mostrano andamenti analoghi a quelli del resto della regione, anche per quanto riguarda l andamento anomalo riscontrato durante il 2003. La direttiva europea prevede i limiti per il valore bersaglio e l'obiettivo a lungo termine per la protezione della vegetazione, utilizzando il parametro AOT40 da valutare sulle stazioni di tipo suburbane, rurali e rurali di fondo. Per AOT40 si intende la somma delle differenze tra le concentrazioni orarie di ozono e la soglia di 40 ppb in un dato periodo di tempo (maggio - luglio per la protezione della vegetazione, aprile - settembre per protezione delle foreste), utilizzando solo i valori orari rilevati ogni giorno tra le 8:00 e le 20:00. AOT 40 = O 40 > [ O ] 3 ([ ] ) 40 ppb 3 i La configurazione attuale la rete di monitoraggio della provincia di Rimini non contiene una stazione con queste caratteristiche. Nel progetto di ristrutturazione della rete (cap. 3) è prevista l implementazione anche di questa tipologia di sito di campionamento. A solo scopo di confronto con i dati riportati negli anni precedenti si è calcolato questo valore come media su cinque anni (2001-2005) utilizzando i dati registrati nella stazione di Marecchia. Come è visibile dalla successiva tabella 5.2.5.6, i valori risultano superiori al valore bersaglio per la protezione della vegetazione (18 000 μg/m 3 h) e al valore limite per la protezione delle foreste (20 000 μg/m 3 h) indicate dalla direttiva 2002/3/CE. Per il calcolo dei valori medi di AOT40 la direttiva europea prevede che, qualora non siano disponibili tutti i valori misurati, i valori AOT40 siano stimati utilizzando un fattore di correzione: possibile numero totale di ore AOT 40 [ stimato] = AOT 40misurato numero di valori orari misurati In questo modo i dati non misurati o non ritenuti validi vengono considerati validi con valore pari a quello medio dei dati rimanenti. Al fine di verificare la validità della aggregazione dei dati per il calcolo, deve comunque essere garantita una soglia di almeno il 90% dei dati. Per le medie su cinque anni il valore percentuale di dati validi è superiore al 90% richiesto sia per la valutazione della protezione della vegetazione, sia per la protezione delle foreste. Volendo riportare in un grafico il valore di AOT40 su base annuale, allo scopo di verificarne il trend, è stato preso in considerazione lo stesso criterio su intervalli annuali. Il valore relativo al 1999 per la protezione della vegetazione deve essere preso come indicativo in quanto la serie storica 1999 per la vegetazione presenta 88% di dati validi 1. Nei grafici AOT40 sono stati posti in 1 Sebbene non ci siano variazioni sull ordine di grandezza, risulta ovvio che il valore medio su 5 anni calcolato come media dei valori medi annuali o mensili si discosterà da quello calcolato con tutti i dati orari relativi ai 5 anni, poiché variano i fattori di correzione. Pag. 70
grafico i valori medi su 5 anni (dato da confrontare con la legislazione) corretti sul periodo quinquennale e, per l analisi del trend, i valori medi annuali corretti sul periodo annuale. I valori medi su 5 anni sono superiori a quelli limite, sia per il valore bersaglio per la protezione della vegetazione (18 000 μg/m 3 h), che per il valore limite per la protezione delle foreste (20 000 μg/m 3 h). Tab. 5.2.5.6 O 3. Valori di AOT [μg/m 3 h] per la protezione della vegetazione e delle foreste calcolati sui dati orari rilevati a Marecchia. Marecchia AOT Anni 1999-2004 VEGETAZIONE AOT( 99-03) 28 756 VEGETAZIONE AOT( 00-04) 27 785 VEGETAZIONE AOT ( 01-05) 29 108 Anno AOT annuale 1999 24 820 2000 20 792 2001 29 307 2002 32 379 2003 36 596 2004 19 984 2005 27 252 FORESTE AOT( 99-03) 45 869 FORESTE AOT( 00-04) 46 823 FORESTE AOT( 01-05) 46 322 Anno AOT annuale 1999 37 892 2000 40 599 2001 46 200 2002 46 704 2003 58 033 2004 42 758 2005 38 251 Pag. 71
Rete di monitoraggio della qualità dell aria della Provincia di Rimini Report 2005 Fig. 5.2.5.6 O3. Indice cumulativo quinquennale AOT40 per il valore bersaglio per la protezione della vegetazione calcolato sui valori rilevati a Marecchia. Sono stati sovrapposti anche i valori annuali per l analisi del trend Pag. 72
Fig. 5.2.5.6 O 3. Indice cumulativo quinquennale AOT40 per il valore limite per la protezione delle foreste calcolato sui valori rilevati a Marecchia. Sono stati sovrapposti anche i valori annuali per l analisi del trend Nelle figure seguenti (Figg. 5.2.5.8-9) vengono riportati graficamente i dati relativi agli andamenti orari del giorno-tipo per le stazioni della rete, suddivisi in giorni feriali e giorni festivi. Si noti la forte dipendenza della concentrazione di ozono in funzione delle ore più calde e soleggiate della giornata, a conferma della natura fotochimica di questo inquinante secondario. Si noti inoltre come, contrariamente ai grafici dei giorni-tipo precedentemente analizzati, la concentrazione di ozono durante i giorni festivi e prefestivi sia leggermente superiore rispetto ai giorni feriali, caratterizzati invece da valori più alti per gli altri inquinanti come gli ossidi di azoto. In effetti proprio gli ossidi di azoto, che partecipano alla formazione di ozono, possono anche esserne causa di rimozione. NO O 3 2 O + O + hν NO 2 + NO O 3 + O NO2 + O 2 O 3 - Marecchia - Giorno Tipo 2005 μg/m 3 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ora GT Feriale GT Sab. - Dom. Fig. 5.2.5.8 O 3. Andamento orario della concentrazione registrata a Marecchia. Gli intervalli orari di misura vengono etichettati rispetto all ora finale (ora solare) dell intervallo O 3 - Riccione - Giorno Tipo 2005 μg/m 3 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ora GT Feriale GT Sab. - Dom. Fig. 5.2.5.9 O 3. Andamento orario della concentrazione rilevata a Riccione. Gli intervalli orari di misura vengono etichettati rispetto all ora finale (ora solare) dell intervallo Pag. 73
In considerazione del fatto che, vista la sua origine fotochimica, questo inquinante raggiunge i valori massimi di concentrazione nel periodo primaverile estivo, si ritiene opportuno riportare anche i grafici relativi al giorno-tipo elaborati relativamente ai dati rilevati solo in questo periodo (Figg. 5.2.5.10-11). O 3 - Marecchia - Giorno Tipo Estivo 2005 120 100 μg/m 3 80 60 40 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ora GT Feriale GT Sab. - Dom. Fig. 5.2.5.10 O 3. Andamento orario della concentrazione rilevata a Marecchia nel solo periodo estivo (periodo aprilesettembre). Gli intervalli orari di misura vengono etichettati rispetto all ora finale (ora solare) dell intervallo O 3 - Riccione - Giorno Tipo Estivo 2005 120 100 μg/m 3 80 60 40 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ora GT Feriale GT Sab. - Dom. Fig. 5.2.5.11 O 3. Andamento orario della concentrazione rilevata a Riccione nel solo periodo estivo (periodo aprilesettembre). Gli intervalli orari di misura vengono etichettati rispetto all ora finale (ora solare) dell intervallo