Confronto tra indici sintetici di qualità dell'aria e loro variabilità sul territorio
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PRESENTATA DA PRESENTATA DA DANIELE D. DANIELE D. anno accademico 2005-2006 anno accademico 2005-2006 Confronto tra indici sintetici Confronto tra indici sintetici sulla qualità dell’aria e sulla qualità dell’aria e loro variabilità sul territorio loro variabilità sul territorio RELAZIONE FINALE RELAZIONE FINALE Università di Bologna Università di Bologna Facoltà di Scienze Statistiche Facoltà di Scienze Statistiche Corso di Laurea in Statistica Corso di Laurea in Statistica e Informatica per l’azienda e Informatica per l’azienda
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Relazione finale corso di laurea in Statistica e Informatica per l'azienda - Università di Bologna, Sede di Rimini, a.a. 2005-2006 Abstract In questo lavoro, a scopo introduttivo, si è innanzitutto fornito un quadro sui principi generali dell’ordinamento europeo in materia di qualità dell’aria e sullo stato dell’arte della rilevazione dell’inquinamento in diversi Paesi. La parte più consistente riguarda analisi e comparazioni sull'inquinamento attraverso classi di indici sintetici basati su medie di posizione, che hanno il pregio di essere più robusti rispetto a quelli basati su medie analitiche in caso di presenza di outliers e valori mancanti.
Transcript of Confronto tra indici sintetici di qualità dell'aria e loro variabilità sul territorio
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.
