La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue...

51
La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgenti Matteo Lazzarini, Cristina Colombi, Guido Lanzani U.O. Centro Regionale Monitoraggio della Qualità dell’Aria (C.R.M.Q.A.) U.O. Qualità dell’aria Settore Monitoraggi Ambientali ARPA Lombardia

Transcript of La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue...

Page 1: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

La qualità dell’aria a Bergamo:

composizione del PM10 e sue sorgenti

Matteo Lazzarini, Cristina Colombi, Guido Lanzani

U.O. Centro Regionale Monitoraggio della Qualità dell’Aria (C.R.M.Q.A.)

U.O. Qualità dell’aria

Settore Monitoraggi AmbientaliARPA Lombardia

Page 2: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Arpa Lombardia: chi siamo?

2

ARPA Lombardia svolge:

� Attività di controllo: in tutti quei casi nei quali siaindispensabile verificare la corretta applicazione delledisposizioni di legge da parte di chi usa risorse ambientaliattraverso, ad esempio, verifiche presso aziende, controllidi conformità e di rispetto prescrizioni

� Attività di monitoraggio: finalizzata a conoscere lo statocomplessivo dell’ambiente attraverso, ad esempio, l’analisidella qualità dell’aria, delle acque e delle varie componentiambientali, quale base per le decisioni politiche el’accertamento del rispetto della regolamentazione.

Page 3: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Il monitoraggio della qualità dell’aria di una determinata area avviene attraverso misure prolungate nel tempo e si attua

mediante:

� Rete di monitoraggio: insieme di stazioni di misura fissedislocate sul territorio, in grado di rilevare la concentrazionedegli inquinanti nella bassa atmosfera.

� Laboratorio mobile: stazione di misura mobile collocabile sulterritorio, in grado di rilevare la concentrazione degli inquinantinella bassa atmosfera

3

Monitoraggio della QA

Page 4: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

4

Stazioni fisse a Bergamo

Dal 1989

Dal 1994

Page 5: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

5

Cabina di BG-Meucci

Page 6: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Campagna di approfondimento sulla composizione del PM10, in

relazione agli episodi acuti invernali, con particolare riferimento alla

combustione da legna

6

Obiettivi dell’approfondimento

Richiesta dell’Amministrazione Comunale:

Per valutare la situazione potenzialmente più critica, la campagna di

monitoraggio è stata effettuata dal 21 dicembre 2016 al 31 marzo

2017, nel periodo più sfavorevole per l’inquinamento da polveri fini,

quando le condizioni fredde portano ad una forte stabilità dell’aria,

facilitando così l’accumulo degli inquinanti e l’aumento della loro

concentrazione.

Per poter effettuare una valutazione dei possibili impatti di tali

situazioni critiche sulla QA gli approfondimenti analitici sono stati

effettuati anche in periodo estivo, dal 5 luglio al 13 agosto del 2016.

Risposta di ARPA Lombardia:

Page 7: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

7

Obiettivi dell’approfondimento

• Sito di misura: cabina RRQA di BG-Meucci

• Campagna estiva: 5 luglio ÷ 13 agosto 2016

• Campagna invernale: 21 dicembre 2016 ÷ 31 marzo 2017

• Composizione giornaliera del PM10:

• Approfondimento mediante applicazione di un algoritmo di Source

Apportionment

� Composizione elementale (Z>11)

� B(a)P e tutti gli altri IPA

� Carbonio Organico ed Elementare (OC-EC)

� Anioni e Cationi

� Levoglucosano

Page 8: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Normativa QA (DLgs. 155/2010)

8

Page 9: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Combustione

non industriale

29%

Combustione

nell'industria

3%

Processi

produttivi

3%

Uso di solventi

5%

Trasporto su

strada

50%

Altre sorgenti

mobili e

macchinari

1%

Trattamento e

smaltimento rifiuti

0%

Altre sorgenti e

assorbimenti

9%

Emissioni Comune di Bergamo - PM10 primario

9

Legna e similari 96%Gasolio 2%Metano 2%

Diesel 43%Benzina 3%GPL 0.1%Senza combustibile 54%

Usura freni e pneumatici

Fonte: INEMAR 2014

Page 10: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

10

Combustione

non industriale

80%

Combustione

nell'industria

6%

Trasporto su

strada

11%

Altre sorgenti e

assorbimenti

3%Diesel 85%Benzina 8%Usura 6%

Legna e similari 100%

Emissioni Comune di Bergamo - B(a)P

Fonte: INEMAR 2014

Page 11: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Emissioni Comune di Bergamo - NOx

11Fonte: INEMAR 2014

Produzione

energia e

trasform.

combustibili

2%

Combustione

non industriale

13%

Combustione

nell'industria

6% Uso di solventi

2%

Trasporto su

strada

69%

Altre sorgenti

mobili e

macchinari

5%

Trattamento e

smaltimento

rifiuti

3%

NOx

Diesel: 94%Benzina circa 6%Metano <0,1%

Page 12: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Emissioni EC, OC, IPA, BaP, Metalli

12

PM10 EC OC IPA-cltrp BaP As Cd Ni Pb Cr Zn Cu

% % % % % % % % % % % %

Prod.ne energia e trasform. combustibili 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Combustione non industriale 29 16 52 73 80 6 23 1 2 4 7 0

Combustione nell'industria 3 3 3 6 6 4 2 21 1 1 1 0

Processi produttivi 3 0 0 0 0 2 1 0 6 1 7 0

Estrazione e distribuzione combustibili 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Uso di solventi 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Trasporto su strada 50 75 28 13 11 11 30 47 82 85 75 97

Altre sorgenti mobili e macchinari 1 2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Trattamento e smaltimento rifiuti 1 0 0 0 0 76 11 19 1 5 5 1

Agricoltura 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Altre sorgenti e assorbimenti 9 4 16 7 3 1 33 11 9 5 6 3

Comune di Bergamo

Fonte: INEMAR 2014

Page 13: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Contesto meteorologico-Fase Estiva

13

Page 14: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Contesto meteorologico-Fase Estiva

14

Page 15: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Contesto meteorologico-Fase Invernale

15

Page 16: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Contesto meteorologico-Fase Invernale

16

Page 17: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Cosa si intende per polveri fini?

17

Le polveri atmosferiche o PM (Particulate Matter) sono costituite dauna miscela di particelle solide e liquide sospese in aria

variabili per caratteristiche dimensionali, composizione e provenienza

Page 18: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Da cosa dipende la qualità dell’aria?

18

Emissioni

Meteorologia

Page 19: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Inquinamento e variabili meteorologiche

19

Page 20: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

20

0

20

40

60

80

100

5-lug-16 12-lug-16 19-lug-16 26-lug-16 2-ago-16 9-ago-16

Co

nce

ntr

azi

on

e (

µg

/m3)

Tempo (giorni)

PM10 - Andamento delle concentrazioni medie giornaliere

fase estiva

75°-25° perc. RRQA Mediana RRQA

Max-Min RRQA BG-Meucci

Valore limite

0

50

100

150

200

250

300

21-dic-16 4-gen-17 18-gen-17 1-feb-17 15-feb-17 1-mar-17 15-mar-17 29-mar-17

con

c. (

µg

/m3)

Tempo (giorni)

PM10 - Andamento delle concentrazioni medie giornaliere

75°-25° perc. RRQA

Mediana RRQA

Max-Min RRQA

Bergamo - via Meucci

Valore limite

Andamento del PM10

18 ± 9 µg/m³

63 ± 38 µg/m³

54 gg >50 µg/m³

Page 21: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

21

Andamento del PM10

0

10

20

30

40

50

60

70

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

20

15

20

16

20

17

con

cen

tra

zio

ne

(µg

/m3)

Andamento delle concentrazioni medie annuali di PM10

75°-25° per. RRQA Mediana Max-Min RRQA Città di Bergamo Limite

0

35

70

105

140

175

210

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

20

15

20

16

20

17

sup

era

me

nti

Andamento del n° di superamenti annuali di PM10

75°-25° per. RRQA Mediana Max-Min RRQA Città di Bergamo Limite

Page 22: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Si sono cercati i componenti che:

– Contano di più in termini di massa (ioni nitrato e solfato, carbonio

organico ed elementare..)

– Sono traccianti delle sorgenti (levoglucosano, elementi)

– Sono di per sé rilevanti per la loro tossicità (IPA, di cui B(a)P è normato)

In ogni caso i diversi componenti possono essere di per sé

indicatori delle diverse sorgenti

22

Composizione del PM10

Page 23: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

� Componente ionica (cloruri, fosfati, fluoruri, nitrati, solfati,

ammonio, sodio, calcio potassio magnesio): permette la stima del

contributo della componente secondaria del particolato e quindi

meno correlata alle sorgenti strettamente locali. In particolare, i

nitrati sono indicativi delle sorgenti da combustione (autoveicoli e

riscaldamento) e raggiungono le maggiori concentrazioni in inverno

in quanto le basse temperature ne favoriscono la condensazione.

Viceversa i solfati aumentano nella stagione estiva, in quanto la loro

formazione è favorita dall’intensa radiazione solare. In atmosfera,

nitrati, solfati ed ammonio si legano al particolato sotto forma di

sali, ovvero come ammonio nitrato ed ammonio solfato.

Determinazione analitica: Cromatografia Ionica

23

Composizione del PM10

Page 24: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

� La frazione carboniosa: EC, particelle di carbonio con

microstruttura simile a quella della grafite e aggregate in piccole

sfere con diametro indicativamente compreso tra 10 e 50 nm. Il

composto risultante è refrattario e un forte agente riducente. Si

tratta di un inquinante primario emesso durante la combustione

incompleta di combustibili fossili e di biomasse e può essere emesso

da sorgenti naturali e antropiche sotto forma di fuliggine. L’OC

comprende molti composti con grandi differenze di volatilità, alcuni

sia in fase vapore che di particella. È un inquinante in parte primario

e in parte secondario.

Determinazione analitica: metodo termo-ottico, ovvero TOT/TOR

Thermal-Optical Transmittance/Reflectance (CEN/TR 16243:2011),

protocollo NIOSH-Like

24

Composizione del PM10

Page 25: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Gli Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA) sono idrocarburi aventi

la struttura molecolare planare costituita da uno o più anelli di 6 atomi

di carbonio, e con atomi di idrogeno che saturano i legami rimasti

disponibili.

I 7 IPA citati dal D. Lgs. 155/10: b(a)p, b(a)a, b(b)f, b(j)f, b(k)f,

i(1,2,3-cd)p, db(a,h)a

B(a)P è normato, classificato come cancerogeno per l’uomo dallo IARC.

Determinazione analitica: Gas Cromatografia a Spettrometria di Massa

25

Composizione del PM10

Page 26: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

� Elementi, sotto forma di ossidi preferenziali: Al, Si, S, Cl, K, Ca, Ti,

Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Br, Rb, Pb.

Ossidi di Al, Ca, Fe, Si, e Ti: si trovano prevalentemente in particelle di

grandi dimensioni e forme irregolari, provenienti dall’erosione della

crosta terrestre.

Ossidi di K, Rb e Cl: sono anche in parte presenti nei fumi di

combustione delle biomasse.

Frazione minerale = 1.15·(1.890·Al + 2.139·Si + 1.399·Ca + 1.668·Ti + 2.497·S* +

2.580·Cl*+ 1.205·K* + 1.923·Cr* + 2.019·Mn* + 1.358·Fe* + 1.341·Ni* + 1.252·Cu* +

1.245·Zn* + 1.701·Br* + 1.094·Rb* + 1.011·Pb*)

Ossidi antropici = 2.580·(Cl-Cl*) + 1.205·(K-K*) + 1.923·(Cr-Cr*) + 2.019·(Mn-Mn*) +

1.358·(Fe-Fe*) + 1.341·(Ni-Ni*) + 1.252·(Cu-Cu*) + 1.245·(Zn-Zn*) + 1.701·(Br-Br*) +

1.094·(Rb-Rb*) + 1.011·(Pb-Pb*)

Determinazione analitica: Spettrometria a Raggi X26

Composizione del PM10

Page 27: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

� Il levoglucosano: è uno zucchero anidro che si forma a seguito

della decomposizione termica della cellulosa durante la sua

combustione ed è quindi emesso come particolato; per questo

motivo rappresenta un marker specifico della combustione di

biomasse nel PM (Simoneit et al.,1999).

Determinazione analitica: Cromatografia Ionica con detector

amperometrico.

Composizione del PM10

27

Page 28: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Composizione del PM10

28

Per considerare la materia organica, oltre al carbonio, deve essere aggiunta la componente legata principalmente agli atomi di idrogeno e ossigeno ricompresa nel Non determinato.

Frazione

minerale

8%

Ossidi

antropici

6%

Solfato

d'ammonio

6%

Nitrato

d'ammonio

30%

Carbonio

Elementare

4%

Carbonio

Organico

18%

Non

determinato

28%

Composizione chimica media del PM10

BG-Meucci 13.07÷13.08.16 e

21.12.16÷31.03.2017

Frazione

minerale

8%Ossidi

antropici

6%

Solfato

d'ammonio

6%

Nitrato

d'ammonio

30%

Carbonio Elementare

4%

Carbonio

Organico

18%

Materia

Organica

Non

determinato

Composizione chimica media del PM10

BG-Meucci 13.07÷13.08.16 e

21.12.16÷31.03.2017

Page 29: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Composizione del PM10

29

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

Co

nce

ntr

azi

on

e (

µg

/m³)

Composizione chimica del PM10 di BG-Meucci

Frazione minerale Ossidi antropici Carbonio Organico Carbonio Elementare

Solfato d'ammonio Nitrato d'ammonio Non determinato

estate inverno

Page 30: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

In Lombardia, la rete di misura per il benzo(a)pirene attiva dal 2008

(secondo quanto previsto dal D. Lgs. 152/07; attualmente la normativa

di riferimento è il D. Lgs. 155/2010), comprende 14 siti tra cui BG-

Meucci.

Il Benzo(a)Pirene a Bergamo durante la campagna

30

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Moggio Sondrio

Paribelli

Schivenoglia Varese

Copelli

Milano

Senato

Mantova S.

Agnese

Bergamo

Meucci

Soresina Brescia Vil l.

Sereno

Magenta Casirate

d’Adda

Darfo Meda

Me

dia

(n

g/m

3)

Medie di B(a)P nei diversi siti del D.Lgs. 155/10

dal 24/12/2016 al 31/03/2017

Stazioni RRQA

Limite annuale

Page 31: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

31

B(a)P in Lombardia media annua del 2016

I superamenti del valore obiettivo del benzo(a)pirene non si registrano in centro città

ma nelle vallate alpine o in periferia, dove l’uso della legna è più diffuso

Page 32: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Marker della combustione di biomassa

32

y = 0.43x + 0.05

R² = 0.30

0.0

0.5

1.0

1.5

0.0 0.5 1.0 1.5

K+

g/m

3)

Levo (µg/m3)

INVERNO - K+ vs Levoglucosano a

BG-Meucci

y = 0.52x + 0.14

R² = 0.48

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

0.0 1.0 2.0 3.0

B(a

)P (

ng

/m3)

Levo (µg/m3)

INVERNO - B(a)P vs Levoglucosano a

BG-Meucci

Page 33: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

Ni Pb

Co

nce

ntr

azi

on

e (

µg

/m³)

Medie di Ni, Cd, e Pb

Estate Inverno

0.0000

0.0003

0.0006

0.0009

Cd

Co

nc. C

d (µ

g/m

³)

Metalli pesanti (DL 155/2010)

33

µg/m³ Ni As Cd Pb

Media 0.005 < 0.0021 0.0005 0.021

Dev.st 0.003 0.0009 0.018

Limite 0.020 0.006 0.005 0.5

Page 34: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Analisi di Source Apportionment

34

Quanto contribuisce ciascuna delle possibili sorgenti emissive

presenti nella zona alle concentrazioni che si misurano in

atmosfera?

Lo scopo di un modello a recettore è quello di assegnare il particolato misurato in ambiente alle diverse sorgenti

da cui proviene, applicando opportune tecniche statistiche ai dati raccolti in un certo sito di misura.

SOURCE APPORTIONMENT

Page 35: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Modelli al recettore

35

Tipologie

Modelli a singolo campione

Modelli multivariati

Analisi effettuata

indipendentemente su ogni singolo

campioneCMB

Analisi effettuata su una matrice di

dati ambientali

PCA, UNMIX, PMF

Page 36: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

PMF5: Output

36

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%P

M1

0 Al Si 3S Cl K

Ca Ti

Cr

Mn Fe Ni

Cu

Zn Br

Rb

Pb

NO

3-

Na

+

NH

4+

Levo O

C

EC

B(a

)P

B(b

)F

Industrial Nitrato Secondario Mineral Dust

Biomass Burning Sale Solfato Secondario Organico

Traffico Non-Exhaust Traffico Exhaust

Impronte chimiche dei fattori individuati

Page 37: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

PMF5: Risultati nell’intero periodo di misura estate e inverno

37

5%

15%

14%

5%

14%6%

22%

13%

6%

Source apportionment del PM10 a BG-Meucci

Traffico Exhaust

Traffico Non-Exhaust

Solfato Secondario Organico

Sale

Biomass Burning

Mineral Dust

Nitrato Secondario

Industrial

ND

Page 38: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

PMF5: Risultati nell’intero periodo di misura estate e inverno

38

5%

15%

14%

5%

14%6%

22%

13%

6%

Source apportionment del PM10 a BG-Meucci

Traffico Exhaust

Traffico Non-Exhaust

Solfato Secondario Organico

Sale

Biomass Burning

Mineral Dust

Nitrato Secondario

Industrial

ND

Nitrato secondario: dalla reazione tra ossidi di azoto (59% da veicoli diesel in

Lombardia) e ammoniaca (98% agricoltura in Lombardia)

La reazione può avvenire anche molto lontano dal recettore!

Page 39: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

PMF5: Risultati nell’intero periodo di misura estate e inverno

39

5%

15%

14%

5%

14%6%

22%

13%

6%

Source apportionment del PM10 a BG-Meucci

Traffico Exhaust

Traffico Non-Exhaust

Solfato Secondario Organico

Sale

Biomass Burning

Mineral Dust

Nitrato Secondario

Industrial

ND

Solfato secondario: dalla reazione tra ossidi di zolfo (84% industriale in Lombardia)

e ammoniaca (98% agricoltura in Lombardia)

La reazione può avvenire anche molto lontano dal recettore!

Page 40: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

PMF5: Risultati nell’intero periodo di misura estate e inverno

40

5%

15%

14%

5%

14%6%

22%

13%

6%

Source apportionment del PM10 a BG-Meucci

Traffico Exhaust

Traffico Non-Exhaust

Solfato Secondario Organico

Sale

Biomass Burning

Mineral Dust

Nitrato Secondario

Industrial

ND

Traffico:

5% exhaust (tubo di scappamento)

15% non exhaust (usura freni pneumatici e asfalto)

< 6% risollevamento

una parte della fetta del 22% nitrato secondario derivato da NOX soprattutto diesel

Page 41: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

PMF5: Risultati nell’intero periodo di misura estate e inverno

41

5%

15%

14%

5%

14%6%

22%

13%

6%

Source apportionment del PM10 a BG-Meucci

Traffico Exhaust

Traffico Non-Exhaust

Solfato Secondario Organico

Sale

Biomass Burning

Mineral Dust

Nitrato Secondario

Industrial

ND

Agricoltura:

una parte della fetta del 22% nitrato secondario per emissioni di ammoniaca

una parte della fetta del 14% solfato secondario per emissioni di ammoniaca

Page 42: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

PMF5: Risultati nell’intero periodo di misura estate e inverno

42

5%

15%

14%

5%

14%6%

22%

13%

6%

Source apportionment del PM10 a BG-Meucci

Traffico Exhaust

Traffico Non-Exhaust

Solfato Secondario Organico

Sale

Biomass Burning

Mineral Dust

Nitrato Secondario

Industrial

ND

Industria:

13% diretto

una parte della fetta del 14% solfato secondario per ossidi di zolfo

una parte della fetta del 22% nitrato secondario per ossidi di azoto

Page 43: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

PMF5: Risultati nell’intero periodo di misura estate e inverno

43

5%

15%

14%

5%

14%6%

22%

13%

6%

Source apportionment del PM10 a BG-Meucci

Traffico Exhaust

Traffico Non-Exhaust

Solfato Secondario Organico

Sale

Biomass Burning

Mineral Dust

Nitrato Secondario

Industrial

ND

Legna:

14% diretto

una parte della fetta del 14% solfato secondario (ossidi di zolfo e composti organici)

una parte della fetta del 22% nitrato secondario (ossidi di azoto)

Page 44: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

PMF5: Risultati

44

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

Co

nce

ntr

azi

on

e (

µg

/m³)

Source apportionment giornaliero del PM10 a BG-Meucci

Traffico Exhaust Traffico Non-Exhaust Solfato Secondario Organico

Sale Biomass Burning Industrial

Mineral Dust Nitrato Secondario PM10 misurato

Page 45: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Dall’inventario delle emissioni al source apportionment

45

5%

15%

14%

5%

14%6%

22%

13%

6%

Source apportionment del PM10 a BG-Meucci

Traffico Exhaust

Traffico Non-Exhaust

Solfato Secondario Organico

Sale

Biomass Burning

Mineral Dust

Nitrato Secondario

Industrial

ND

Combustione

non industriale

29%

Combustione

nell'industria

3%

Processi

produttivi

3%

Uso di solventi

5%

Trasporto su

strada

50%

Altre sorgenti

mobili e

macchinari

1%

Trattamento e

smaltimento rifiuti

0%

Altre sorgenti e

assorbimenti

9%

Frazione

minerale

8%Ossidi

antropici

6%

Solfato

d'ammonio

6%

Nitrato

d'ammonio

30%

Carbonio Elementare

4%

Carbonio

Organico

18%

Materia

Organica

Non

determinato

Page 46: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

• Il monitoraggio aggiuntivo effettuato nella stazione di Bergamo Meucci hapermesso di caratterizzare la composizione chimica del PM10 e distudiare il legame tra le sorgenti dei diversi inquinanti e leconcentrazioni di particolato in aria.

• In parallelo all’analizzatore automatico installato in cabina, sono statiposizionati campionatori gravimetrici con lo scopo di collezionare filtri dimateriale differente da destinare all’analisi delle principali componenti. Sonostati così determinati giorno per giorno gli elementi con Z>11, anioni,cationi, levoglucosano, IPA, carbonio organico ed elementare, per un totaledi 33 analiti.

• A livello regionale gli andamenti delle concentrazioni medie giornaliere diPM10 risultano coerenti tra loro con una bassa variabilità giornaliera tra lemisure della maggior parte delle stazioni della RRQA. In particolare, leconcentrazioni a Bergamo si collocano quasi costantemente su livellimedi rispetto ai valori regionali (area rappresentata dal “25°-75°percentile”), eccetto durante gli episodi acuti di fine gennaio, di febbraio e dimarzo, quando le concentrazioni sono qui risultate al di sopra del 75°percentile. In generale negli ultimi anni si è osservato un trend indecrescita sia per quanto riguarda le medie annuali di PM10 che per isuperamenti dei 35 giorni all’anno.

Conclusioni (1/4)

46

Page 47: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

• L’unico IPA normato tra quelli rilevati è il B(a)P, con un limite di 1 ng/m³come concentrazione media annuale. Tra le combustioni di cui sonotraccianti, la sorgente prevalente è la combustione di biomassa, pertanto neisiti urbani come Bergamo, dove invece tali combustioni sono comunquecontenute, gli IPA in generale e il B(a)P in particolare si mantengono bassi;in particolare la concentrazione media di B(a)P a Bergamo è beninferiore allo standard di legge.

• La caratterizzazione chimica del PM10 non ha mostrato significativedifferenze con altri siti nella provincia, se non per quanto riguarda lacomponente organica, leggermente inferiore in inverno a Bergamo rispetto alresto della provincia; tale differenza è probabilmente attribuibile ad unminore contributo della combustione da legna come fonte di riscaldamento incittà rispetto al resto del territorio. L’andamento giornaliero mostra come inparticolare nel periodo invernale l’impatto maggiore all’aumento delleconcentrazioni di PM10 è dato dal nitrato d’ammonio, cometipicamente accade in questo periodo nel bacino padano.

Conclusioni (2/4)

47

Page 48: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

• Sulla base delle analisi condotte al traffico è attribuibile direttamente il20% della massa di PM10 presente in aria a cui va aggiunto una granparte del risollevamento, pari al 6% e il contributo determinante allaformazione del nitrato secondario (che rende conto del 22% della massa),confermandosi così il principale responsabile dei livelli di particolato presentiin aria.

• Alla combustione della legna è attribuibile direttamente il 14% dellamassa di particolato presente, mentre il 13% è attribuibile allesorgenti industriali dell’area

• Alla formazione di nitrato e solfato secondario (quest’ultimo con uncontributo del 14% sul totale della massa) contribuiscono in modorilevante anche le emissioni dell’agricoltura (responsabile del 98% delammoniaca) e delle diverse attività industriali (per gli ossidi di zolfo) ditutto il bacino aerografico (non solo e non tanto comunali)

Conclusioni (3/4)

48

Page 49: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

• L’analisi dei dati raccolti, anche mediante l’applicazione di tecnichestatistiche, non ha mostrato particolari criticità dovute a situazionilocali rispetto a quanto generalmente si trova in altri centri urbani diparagonabile entità.

• Durante i periodi in cui le condizioni meteorologiche favoriscono l’accumulo diPM10 è inoltre evidente un aumento del contributo della componentesecondaria (in particolare nitrato di ammonio dovuto alle emissioni di ossididi azoto - in parte rilevante emessi da veicoli diesel - e dall’ammonica diorigine agricola), che si forma però anche a distanza rilevante dal sito dimisura

• I risultati ottenuti evidenziano la complessità del problema e la necessità diagire su tutte le sorgenti (traffico, riscaldamento, industria edagricoltura) sia a livello locale che a livello di bacino (le cui emissioniimpattano come si è visto anche sulle concentrazioni di una città comeBergamo)

Conclusioni (4/4)

49

Page 50: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

50

Page 51: La qualità dell’aria a Bergamo: composizione del PM10 e sue sorgentibergamorespira.it/wp-content/uploads/2018/03/Bergamo_SA... · 2018. 10. 23. · La qualità dell’aria a Bergamo:

Andamento negli anni (01 gen-27 mar)

51Fino ad oggi il 2018 si colloca tra le annate migliori per numero superamenti della soglia di PM10