I Fenomeni di Trasporto di I Fenomeni di Trasporto di Massa nell’Inquinamento Massa nell’Inquinamento

AtmosfericoAtmosferico

Pasquale AvinoPasquale Avino11 e Mario V. Russo e Mario V. Russo22

11ISPESL, ISPESL, 22Università del MoliseUniversità del MoliseE-mail: pasquale.avino@ispesl.itE-mail: pasquale.avino@ispesl.it

Sorgenti

Antropiche e Naturali

Emissione di inquinanti primari

Aria ambiente

Meteorologia

(diffusione turbolenta, processi avvettivi di trasporto, intensità

radiazione solare, ecc.)

Trasformazioni chimico-fisiche

(formazione di inquinanti secondari)

INQUINANTIINQUINANTI

Primari Secondari

•COCO

•NONOx x (95% NO, 5% NO(95% NO, 5% NO22))

•SOSO22

•Composti Organici Composti Organici Volatili Volatili (Benzene, Toluene, (Benzene, Toluene, ecc.)ecc.)

•OO33

•NONO22, HNO, HNO33,, HONOHONO

•PerossiacetilnitratoPerossiacetilnitrato

•FormaldeideFormaldeide

•Nanoparticelle Nanoparticelle (combustione)(combustione)

•Nitroderivati OrganiciNitroderivati Organici•NitratiNitrati•SolfatiSolfati

particellegas e vapori

Importanza delle Condizioni di Importanza delle Condizioni di Stabilità/Instabilità Stabilità/Instabilità

Atmosferica nello Studio della Atmosferica nello Studio della Qualità dell’AriaQualità dell’Aria

Tipologia degli eventi d’inquinamento e Tipologia degli eventi d’inquinamento e situazioni meteorologichesituazioni meteorologiche

•Alta pressione livellata

•Condizioni di stabilità atmosferica notturna (presenza di strati d’inversione termica al suolo)

•Ampia finestra solare

•Lenta evoluzione dello strato rimescolato dopo il sorgere del sole (presenza di strati d’inversione termica a bassa quota)

Eventi di inquinamento secondario fotochimico

Eventi di inquinamento primario e da PMx

•Alta pressione livellata

•Condizioni di stabilità atmosferica notturna (presenza di strati d’inversione termica al suolo)

•Ridotta finestra solare

•Ridotto rimescolamento convettivo diurno

PMPMxx IN AMBIENTE IN AMBIENTE

Concentrazione PMx

Condizioni Meteorologiche

Sorgenti naturali

Sorgenti antropogeniche

Reazioni in fase omogenea

Reazioni in fase eterogenea

Processi di accrescimento e

rimozione

Distribuzione granulometrica

Composizione chimica

Sorgenti di Particolato Atmosferico

PM

naturale

eruzione vulcanicheincendi spontaneieventi di elevata ventosità, risospensione atmosfericatrasporto di materiale particolato naturale da regioni arideecc.

antropica

emissioni industriali

riscaldamento domestico

traffico autoveicolare

Gas e vapori (SO2, NOx, NH3, H2S)

Nuclei“Fine” mode

Emissioni gassose

Dilavamento

Combustione Condensazione

Dilavamento Pioggia

Diffusione

Combustione Fotochimica

Dilavamento Pioggia

Dilavamento Impatto

Sedimentazione

Processi meccanici

“Coarse” mode

veloce lento

0.001 0.01 0.1 1 10diametro (µm)

NUMERO

SUPERFICIE

MASSA

Distribuzione Granulometrica di Aerosol in AtmosferaDistribuzione Granulometrica di Aerosol in Atmosfera

0

20

40

60

80

100

120

140

160

30/12 31/12 1/1 2/1 3/1 4/1 5/1 6/1

data

PM10

(μg

/m3)

0

500

1000

1500

2000

2500

Radon (conteggi)

Andamenti giornalieri di PM10Andamenti giornalieri di PM10

Evento naturale

ROMA 14 – 22 feb. 2004

0102030405060708090

100110

14 15 16 17 18 19 20 21 22

µg

/m³

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

co

nt/

min

Radioattività Naturale

PM10

Evento antropogenico

Roma 14 – 16 feb. 2004

0,E+00

1,E+04

2,E+04

3,E+04

4,E+04

5,E+04

6,E+04

7,E+04

8,E+04

9,E+04

1,E+05

14 15 16

con

t/m

in

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Frazione fine Frazione Coarse

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

co

nt/

min

Roma 20 –22 feb. 2004

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

20 21 22

co

nt/

min

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Frazione fine Frazione coarse

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

co

nt/

min

Radioattività Naturale

Evento di “fumigazione” da sabbia sahariana

Evento antropogenico

Suolo

Strato superiore d’inversione

Sabbia Sahariana2000÷5000 m

EVENTO DI SABBIA SAHARIANAEVENTO DI SABBIA SAHARIANA

Suolo

Rottura dello strato superiore d’inversione

Sabbia Sahariana

2000÷5000 m

EVENTO DI SABBIA SAHARIANAEVENTO DI SABBIA SAHARIANA

0

5

10

15

20

1/8 2/8 3/8 4/8 5/8

giorno

OC

, EC

(µg

/m3)

0

5

10

15

20

1/8 2/8 3/8 4/8 5/8

giorno

OC

, EC

(µg

/m3)

Centroy = 2.04x - 5.14

R2 = 0.76

Villa Aday = 1.50x - 3.55

R2 = 0.80

0

5

10

15

20

0 2 4 6 8 10 12

OC

EC

Andamenti giornalieri diEC e OC nel centro di

Roma e nel parco di Villa Ada e relative rette di

correlazione

Andamenti giornalieri di OC, EC, OC/EC in inverno

Winter, ground level

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

9/1 10/1 11/1 12/1 13/1 14/1 15/1 16/1 17/1

Day

OC

, EC

(u

g/m

3)

OC

EC

winter, 20m heigth

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

9/1 10/1 11/1 12/1 13/1 14/1 15/1 16/1 17/1

Day

OC

, EC

(ug/

m3)

OC

EC

Winter

0.00

1.00

2.003.00

4.00

5.00

6.00

7.008.00

9.00

10.00

9/1 10/1 11/1 12/1 13/1 14/1 15/1 16/1 17/1

Day

OC

/EC

20 m height

Ground level

Valori medi (µg/m3)

Ground level 20 m height

OC 7.8 3.7

EC 9.0 1.6

TC 16.8 5.2

OC/ EC 0.96 2.7

Stazione Pilota ISPESL – via Urbana

Summer, ground level

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

1/7 2/7 3/7 4/7 5/7 6/7 7/7 8/7 9/7 10/7

Day

OC

, EC

(ug/

m3)

OC

EC

Summer, 20 m heigt

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

1/7 2/7 3/7 4/7 5/7 6/7 7/7 8/7 9/7 10/7Day

OC

, EC

(ug/

m3)

OC

EC

summer

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

1/7 2/7 3/7 4/7 5/7 6/7 7/7 8/7 9/7 10/7

Day

OC

/EC

20 m height

ground level

Andamenti giornalieri di OC, EC, OC/EC in estate

Valori medi (µg/m3)

Ground level 20 m height

OC 7.5 6.9

EC 9.7 1.7

TC 17.2 8.6

OC/ EC 0.84 4.6

Stazione Pilota ISPESL – via Urbana

Ed infine un saluto al prof. Palmieri … al quale avvicino idealmente il prof. Ed Lorentz, recentemente scomparso e considerato il padre della meteorologia moderna nonché ideatore della teoria del caos (J. Atmos. Sci., 1961)

… ed un grazie a voi tutti per l’attenzione!