PRESENTATA DAPRESENTATA DA DANIELE D.DANIELE D.

anno accademico 2005-2006anno accademico 2005-2006

Confronto tra indici sinteticiConfronto tra indici sinteticisulla qualità dell’aria esulla qualità dell’aria e

loro variabilità sul territorioloro variabilità sul territorio

RELAZIONE FINALERELAZIONE FINALEUniversità di BolognaUniversità di Bologna

Facoltà di Scienze StatisticheFacoltà di Scienze StatisticheCorso di Laurea in StatisticaCorso di Laurea in Statistica

e Informatica per l’aziendae Informatica per l’azienda

Il problemaIl problema

Come sintetizzare i valori di diversi inquinanti, con Come sintetizzare i valori di diversi inquinanti, con diverse unità di misura e concentrazioni, con diverse unità di misura e concentrazioni, con diverse classi di effetti sulla salute, in modo i diverse classi di effetti sulla salute, in modo i

decisori politici e la cittadinanza abbiano piena decisori politici e la cittadinanza abbiano piena comprensione dell’inquinamento?comprensione dell’inquinamento?

Nelle grandi città USA le autorità Nelle grandi città USA le autorità hanno l'obbligohanno l'obbligo di di comunicare giornalmente l'indice AQI attraverso comunicare giornalmente l'indice AQI attraverso giornali, radio, televisioni, Internet.giornali, radio, televisioni, Internet.

L’AQI giornaliero è classificato in sei livelli diversi di L’AQI giornaliero è classificato in sei livelli diversi di inquinamento ed associato ad un particolare colore. inquinamento ed associato ad un particolare colore.

AQI Values Levels of Health Concern Colors

0 to 50 Good Green

51 to 100 Moderate Yellow

101 to150 Unhealthy for sensitive groups

Orange

151 to 200 Unhealthy Red

201 to 300 Very Unhealthy Purple

301 to 500 Hazardous Maroon

In questo lavoro si introducono e sviluppano classi di indici sintetici di qualità dell’aria basati su

MEDIE DI POSIZIONE

Migliori performancesin caso di valori

mancanti

Meno sensibili ad outliers

Primo passo di aggregazionePrimo passo di aggregazione

Da dati orari a dati

giornalieri INQUINANTEINQUINANTE TIPO AGGREGAZIONETIPO AGGREGAZIONE

Benzene (CBenzene (C66HH66)) Media aritmetica valori Media aritmetica valori

orari della giornataorari della giornata

Monossido di carbonio (CO)Monossido di carbonio (CO) Massimo giornaliero Massimo giornaliero medie mobili 8 oremedie mobili 8 ore

Biossido di azoto (NOBiossido di azoto (NO22)) Massimo valore Massimo valore

raggiunto nelle 24 oreraggiunto nelle 24 ore

Ozono (OOzono (O33)) Massimo giornaliero Massimo giornaliero

medie mobili 8 oremedie mobili 8 ore

Biossido di zolfo (SOBiossido di zolfo (SO22)) Media aritmetica valori Media aritmetica valori

orari della giornataorari della giornata

Particolato (PMParticolato (PM1010)) Media aritmetica valori Media aritmetica valori

orari della giornataorari della giornata

PM10 (PM10 (µgµg/m/m33)) SO2 (SO2 (µgµg/m/m33)) Benz (Benz (µgµg/m/m33)) CO (CO (mgmg/m/m33)) NO2 ((NO2 ((µgµg/m/m33)) O3 (O3 (µgµg/m/m33))

110110 10,210,2 7,17,1 6,76,7 118,34118,34 60,9360,93

PMPM10 10 ((µgµg/m/m33)) SOSO22 ( (µgµg/m/m33)) Benz. (Benz. (µgµg/m/m33)) CO (CO (mgmg/m/m33)) NONO22 ( (µgµg/m/m33)) OO33 ( (µgµg/m/m33))

117117 15,115,1 4,24,2 6,06,0 98,2198,21 51,9451,94

PM10 (PM10 (µgµg/m/m33)) SOSO22 ( (µgµg/m/m33)) Benz. (Benz. (µgµg/m/m33)) CO (CO (mgmg/m/m33)) NONO22 ( (µgµg/m/m33)) O3 (O3 (µgµg/m/m33))

7575 125125 1010 1616 300300 120120

PMPM1010 SOSO22 BenzeneBenzene COCO NONO22 OO33

156156 12,812,8 7171 41,8841,88 39,4539,45 50,7850,78

Tra questi il max è I1Tra questi il max è I1MMMM = 156 (determinato da PM = 156 (determinato da PM1010))

Centralina ACentralina A

Centralina BCentralina B

60,9360,93118,34118,346,76,77,17,115,115,1117117

OO33 ( (µgµg/m/m33))NONO22 ( (µgµg/m/m33))CO (CO (mgmg/m/m33))Benz. (Benz. (µgµg/m/m33))SOSO22 ( (µgµg/m/m33))PMPM1010 ( (µgµg/m/m33))

Scelta max inquinante tra A e BScelta max inquinante tra A e B

STANDARD (D.M. 60/2002 e D.Lgs. 183/2004)STANDARD (D.M. 60/2002 e D.Lgs. 183/2004)

MASSIMI STANDARDIZZATIMASSIMI STANDARDIZZATI

Aggregazione postazioni-inquinantiAggregazione postazioni-inquinanti

PMPM1010 OO33 COCO NONO22 CC66HH66

I1I1MMMM I1I1mMmMI1I175M75M

Dopo il primo passo di aggregazione e la Dopo il primo passo di aggregazione e la standardizzazione si ottiene una serie ordinata di standardizzazione si ottiene una serie ordinata di

inquinanti sui quali determinare diversi indiciinquinanti sui quali determinare diversi indici

Aggregazione postazioni-inquinantiAggregazione postazioni-inquinanti

PM10 (PM10 (µgµg/m/m33)) SO2 (SO2 (µgµg/m/m33)) Benz (Benz (µgµg/m/m33)) CO (CO (mgmg/m/m33)) NO2 (NO2 (µgµg/m/m33)) O3 (O3 (µgµg/m/m33))

110110 10,210,2 7,17,1 6,76,7 118,34118,34 60,9360,93

PM10 (PM10 (µgµg/m/m33)) SO2 (SO2 (µgµg/m/m33)) Benz. (Benz. (µgµg/m/m33)) CO (CO (mgmg/m/m33)) NO2 (NO2 (µgµg/m/m33)) O3 (O3 (µgµg/m/m33))

117117 15,115,1 4,24,2 6,06,0 98,2198,21 51,9451,94

PM10PM10 SO2SO2 BenzeneBenzene COCO NO2NO2 O3O3

156156 12,0812,08 4242 37,5037,50 32,7432,74 43,2843,28

Centralina ACentralina A

Centralina BCentralina B

Centralina B (valori standardizzati)Centralina B (valori standardizzati)

MASSIMO PER CENTRALINAMASSIMO PER CENTRALINA

PM10PM10 SO2SO2 BenzeneBenzene COCO NO2NO2 O3O3

146,67146,67 8,168,16 7171 41,8841,88 39,4539,45 50,7850,78

Centralina A (valori standardizzati)Centralina A (valori standardizzati)

146,67146,67156156

Centralina ACentralina ACentralina BCentralina B

Aggregazione inquinanti-postazioniAggregazione inquinanti-postazioni

I2I2MMMM = 156 determinato dalla centralina B = 156 determinato dalla centralina B

Aggregazione inquinanti-postazioniAggregazione inquinanti-postazioni

I2I2MMMM I2I2mMmMI2I275M75M

11centralinacentralina

22centralinacentralina

33centralinacentralina

44centralinacentralina

55centralinacentralina

Dopo il primo passo si ottiene una serie ordinata di Dopo il primo passo si ottiene una serie ordinata di valori per centralina sulle quali determinare valori per centralina sulle quali determinare

diversi indicidiversi indici

L’L’aggregazione postazioni-inquinantiaggregazione postazioni-inquinanti (indici tipo I1) (indici tipo I1) evidenzia episodi acuti di inquinamento, isolati sul territorio, ma non tiene conto dell’aspetto spaziale del fenomeno

L’L’aggregazione inquinanti-postazioniaggregazione inquinanti-postazioni (indici tipo I2) (indici tipo I2) comunica informazioni di tipo spaziale (diffusione più o meno omogenea dell’inquinamento)

Il confronto tra i due ordini di aggregazioneIl confronto tra i due ordini di aggregazione

Gli indici sintetici ci Gli indici sintetici ci permettono di fare permettono di fare confronti nello confronti nello spazio!spazio!

indice I2indice I2MMMM con con indicazione della indicazione della

postazione rilevantepostazione rilevante

Bologna

Roma

palermo

Analisi della dispersioneAnalisi della dispersione

Palermo

L’analisi simultanea dei due ordini di aggregazioneL’analisi simultanea dei due ordini di aggregazione

2(obs) = 40,643 > 2

(3; 0,05) = 7,815: rifiuto l’ipotesi H0 di indipendenza tra livello della radiazione solare e livello di inquinamento. 

Test 2 di indipendenza tra I1MM e radiazione solare

L’analisi spaziale dell’indice I2L’analisi spaziale dell’indice I2

ConclusioniConclusioni

NNelle città analizzate gli inquinanti principali sono elle città analizzate gli inquinanti principali sono PMPM1010, ozono e benzene;, ozono e benzene;

CClassi di indici sintetici basati su medie di lassi di indici sintetici basati su medie di posizione, a differenza di un unico indice come posizione, a differenza di un unico indice come l’AQI statunitense, consentono di analizzare l’AQI statunitense, consentono di analizzare aspetti complementari dell’inquinamento e di aspetti complementari dell’inquinamento e di fornire ai decisori indicazioni importanti sulle fornire ai decisori indicazioni importanti sulle strategie da seguire per abbattere le strategie da seguire per abbattere le concentrazioni degli inquinanti;concentrazioni degli inquinanti;

GGli indici con opportuni percentili (es. 75esimo li indici con opportuni percentili (es. 75esimo anziché massimo) hanno perfomances migliori in anziché massimo) hanno perfomances migliori in caso di outliers;caso di outliers;

TTali indici possono essere combinati con altre ali indici possono essere combinati con altre variabili, di tipo meteorologico, spaziale o di altro variabili, di tipo meteorologico, spaziale o di altro tipo, per indagare ancora più a fondo sul tipo, per indagare ancora più a fondo sul fenomeno inquinamento.fenomeno inquinamento.