Francesco PetracchiniCNR - Istituto sull’Inquinamento Atmosferico http://www.iia.cnr.it

Inquinamento Atmosferico in Italia

Focus sulla Regione Toscana

Overview della presentazione

• Definizione dell’inquinamento atmosferico• Normativa di riferimento sulla qualità dell’aria• Gestione della qualità dell’aria • Impatto degli inquinanti sulla salute• Stato QA Europa/Toscana• Quali soluzioni?

• Cambiamenti globali ed inquinamento atmosferico

• Sviluppo di metodologie analitiche da laboratorio e da piattaforma

• Ambienti polari

• Cicli degli inquinanti, inquinamento industriale ed urbano

• Sistemi ecologici e biodiversità

• Sviluppo di sistemi per l’organizzazione della conoscenza ambientale

• Sviluppo di strumenti di “policy” attraverso l’integrazione di modelli socio-economici, modelli atmosferici dinamici e GIS

• Sviluppo di sistemi interoperabili al fine di disseminare i risultati della ricerca ai policy makers ed agli stakeholders.

IL CNR IIA

COS’E’ L’INQUINAMENTO ATMOSFERICO

Si definisce inquinamento atmosferico lo stato della qualità dell’aria conseguente alla immissione nella stessa di sostanze di qualsiasi natura in misura e condizioni tali da alterare la salubrità e da costituire pregiudizio diretto o indiretto per la salute dei cittadini o danno ai beni pubblici o privati

• Polveri sollevate dal vento provenienti da materiale di scavo

• Spray marino• Attività industriali• Emissioni da animali e piante

(microbi e funghi).• Traffico• Vulcani• Incendi di boschi e processi di

combustione.• Residui dell’evaporazione di spray.• Nebbia• Trasformazione fotochimica di gas in

particelle (specialmente solfati e nitrati)

QUALI SONO LE SORGENTI DI EMISSIONE?

Air Toxics

PM

Acid Rain

Visibility

Ozone

Mobile Sources

Industrial Sources

Area Sources

(Cars, trucks, planes, boats, etc.)

(Power plants, refineries/chemical plants, etc.)

(Residential, farmingcommercial, biogenic, etc.)

NOx, VOC,PM, Toxics

NOx, VOC, SOx, PM,Toxics

NOx, VOC,PM, Toxics

Chemistry

Meteorology

Atmospheric Deposition

Climate Change

INQUINAMENTO E FONTI DI EMISSIONI

L'inquinamento atmosferico è stato a lungo un problema, di solito associati con l'ambiente urbano. Esempi degni di nota nella storia includono:

• 900 aC - Re Tukulti di commenti Egitto su odori provenienti da un impianto per

conglomerato bituminoso nella città di Hit, nei pressi di Babilonia;• 400 aC - Ippocrate associa l'inquinamento atmosferico con le città;• 61 dC - Scrittura di Roma, Seneca osserva che "non appena sfuggito l'atmosfera

opprimente della città, e da quel terribile odore di cucine puzzolenti, che quando è in uso, riversare un pasticcio rovinosa di vapore e fuliggine, ho percepito a una volta che la mia salute era stata riparata ";

• 852 - Londra è noto per la sua aria viziata e di Edimburgo si chiama "Auld Reekie" a causa del fumo dai camini;

• 1273 - La prima legge di abbattimento fumi è emanata a Londra, facendo notare che il carbone è "pregiudizievoli per la salute", e,

• 1542 - Juan Cabrillo Rodriquez vele a Los Angeles Bay. Dopo aver notato come il fumo di incendi nativi americani in aumento e la diffusione riva dopo aver raggiunto una inversione elevata, egli la chiama "La Baia dei fumi"

STORIA DELL’INQUINAMENTO ATMOSFERICO

Effects on human health Pollutant

Can cause respiratory problems, leading to chronic bronchitis, can cause narrowing of the airways and can affect asthmatics.

Sulphur dioxide (SO2)

Interferes with blood's capacity to absorb and circulate oxygen. Worsens emphysema, chronic bronchitis and other lung disease. Can affect those

suffering from heart disease and can have impacts on the central nervous system.

Carbon monoxide (CO)

Can cause respiratory disorders such as altered lung function, lung tissue damage, increased prevalence of acute respiratory illness. Young children

and asthmatics are most at risk.

Nitrogen dioxide (NO2)

Can aggravate chronic respiratory diseases and can cause permanent lung damage. Can affect the eyes, nose and throat, as well as causing chest

discomfort, coughing and headaches.

Ozone (O3)

Can cause cancer, anemia and injury to bone marrow. Benzene (C6H6)

Can cause mental retardation, drowsiness and problems with the kidneys and reproduction system. Long term exposure interferes with normal

development and functioning of the brain.

Lead (Pb)

Can cause acute respiratory disorders and decrements in lung function and can lead to premature death.

Particulates (PM10)

Health effects are dependent upon the specific VOC, however a number of VOCs are known or suspected to cause cancer.

Volatile organic compounds (VOCs)

QUALI SONO GLI INQUINANTI?

Le polveri si possono dividere in diverse classi, a seconda della dimensione del diametro delle particelle

ultrafini: diametro minore o uguale a 0,1 μm (milionesimo di metro)

fini: diametro tra 0,1 a 2,5 μm

grossolane: diametro tra 2,5 a 10 μm

ultragrossolane: diametro maggiore a 10 μm

Questa classificazione è semplificata attraverso l'uso dei termini PM10

PM2,5 PM0,1 per indicare tutto il particolato con diametro inferiore o

uguale a 10, 2,5 e 0,1 micron.

DEFINIZIONE PM10

QUALI SONO I LIMITI NORMATIVI?

Inquinante Valore Limite Periodo di mediazione Legislazione

Monossido di Carbonio (CO) Valore limite protezione salute umana,10 mg/m3

Max media giornaliera calcolata su 8 ore

D.L. 155/2010Allegato XI

Biossido di Azoto (NO2)

Valore limite protezione salute umana, da non superare più di 18 volte per anno

civile,200 µg/m3

1 ora D.L. 155/2010Allegato XI

Valore limite protezione salute umana,40 µg/m3 Anno civile D.L. 155/2010

Allegato XI

Soglia di allarme400 µg/m3

1 ora(rilevati su 3 ore consecutive)

D.L. 155/2010Allegato XII

Biossido di Zolfo (SO2)

Valore limite protezione salute umanada non superare più di 24 volte per anno

civile,350 µg/m3

1 ora D.L. 155/2010Allegato XI

Valore limite protezione salute umanada non superare più di 3 volte per anno

civile,125 µg/m3

24 ore D.L. 155/2010Allegato XI

Soglia di allarme500 µg/m3

1 ora(rilevati su 3 ore consecutive)

D.L. 155/2010Allegato XII

Particolato Fine(PM10)

Valore limite protezione salute umana, da non superare più di 35 volte per anno

civile,50 µg/m3

24 ore D.L. 155/2010Allegato XI

Valore limite protezione salute umana,40 µg/m3 Anno civile D.L. 155/2010

Allegato XI

QUALI SONO I LIMITI NORMATIVI?Inquinante Valore Limite Periodo di mediazione

Legislazione

(PM2.5)FASE I

Valore limite, da raggiungere entro il 1° gennaio 2015,25 µg/m3 Anno civile

D.L. 155/2010Allegato XI

Particolato Fine(PM2.5)FASE II

Valore limite, da raggiungere entro il 1° gennaio 2020, valore indicativo20 µg/m3 Anno civile

D.L. 155/2010Allegato XI

Ozono (O3)

Valore obiettivo per la protezione della salute umana, da non superare più di 25 volte per anno civile come media su tre anni,

120 µg/m3Max media

8 oreD.L. 155/2010

Allegato VII

Soglia di informazione,180 µg/m3 1 ora

D.L. 155/2010Allegato XII

Soglia di allarme,240 µg/m3 1 ora

D.L. 155/2010Allegato  XII

Obiettivo a lungo termine per la protezione della salute umana, nell’arco di un anno civile.

Max media8 ore

D.L. 155/2010Allegato VII

Valore obiettivo per la protezione della vegetazione, AOT40 (valori orari)come media su 5 anni:18.000 (µg/m3 /h)

Da maggio a luglioD.L. 155/2010

Allegato VII

Obiettivo a lungo termine per la protezione della vegetazione, AOT40 (valori orari)  :

6.000 (µg/m3 /h)Da maggio a luglio

D.L. 155/2010Allegato VII

Benzene (C6H6) Valore limite protezione salute umana,5 µg/m3 Anno civile

D.L. 155/2010Allegato XI

Benzo(a)pirene (C20H12)

Valore obiettivo,1 ng/m3 Anno civile

D.L. 155/2010Allegato XIII

Piombo (Pb) Valore limite,0,5 µg/m3 Anno civile

D.L. 155/2010Allegato XI

Arsenico (Ar) Valore obiettivo,6,0 ng/m3 Anno civile

D.L. 155/2010Allegato XIII

Cadmio (Cd) Valore obiettivo,5,0 ng/m3 Anno civile

D.L. 155/2010Allegato XIII

Nichel (Ni) Valore obiettivo,20,0 ng/m3 Anno civile

D.L. 155/2010Allegato XIII

1920 1950 1970 1980 1990 2000

City Country Continental

Air Pollution Control in 21st Century

International

Los Angeles “photochemical smog”

Think Globally

Act Locally

EVOLUZIONE DEL CONTROLLO DALLA QA

Monitoraggio della qualità dell'aria è effettuata per:

1. valutare il grado di inquinamento,2. garantire il rispetto della legislazione nazionale,3. valutare le opzioni di controllo, e, fornire i dati per la modellazione della qualità

dell'aria.4. Ci sono un certo numero di metodi differenti per misurare qualsiasi sostanza

inquinante, che variano in complessità, affidabilità e dettaglio di dati. Si va da:• semplici tecniche di campionamento passivo, ad,• dispositivi remoti altamente sofisticati di rilevamento.

Una strategia di monitoraggio dovrebbe esaminare con attenzione le opzioni per determinare quale metodo è più appropriato, tenendo conto dei costi di investimento iniziale, costi operativi, affidabilità dei sistemi, e la facilità di funzionamento.

MISURARE L’INQUINAMENTO ATMOSFERICO

IT1201 –

LAZIO

IT1203 IT1204 IT1205IT1202IT1201

> LV+MOT > LV+MOT> LV+MOT > LV+MOT ≤ LV

Levels assessed for NO2 (annual LV)

Source: 2005 Italian AQ Questionnaires

Ambient air quality ASSESSMENT: An example of definition of zones - Lazio Region

LV

T* Time

Conc.

LV+MOT

LV

Piani e Programmi

Piani di Mantenimento

A

C

B

A B

GESTIONE DELLA QUALITA’ DELL’ARIA

Piani e programmi

Misure strutturali per raggiungere il valore limite entro il periodo di

tempo specifico

Esempio di misure tipo• Implementazione zone a ridotto accesso;• Implementazione veicoli non inquinanti;• Miglioramento del trasporto pubblico;• Miglioramento gestione flotta veicoli

privati;• Riduzione emissione ambito domestico;

Piani di Azione

Le misure da adottare a breve termine, al fine di ridurre il

rischio e la durata delle soglie di allarme di exeedences

Piani di Mantenimento

Gli Stati membri mantengono i livelli degli inquinanti nelle zone e

agglomerati al di sotto dei valori limite e si adoperano per preservare la

migliore qualità dell'aria ambiente compatibile con lo sviluppo sostenibile

GESTIONE DELLA QUALITA’ DELL’ARIA

ANDAMENTO DELLE EMISSIONI IN EUROPA

ANDAMENTO DELLE EMISSIONI IN EUROPA

CONCENTRAZIONE PM10 IN EUROPA

CONCENTRAZIONE PM2.5 IN EUROPA

CONCENTRAZIONE NO2 IN EUROPA

Source: ETC/ACC ,2007

QUALITA’ DELL’ARIA E STAZIONI ECCEDENTI IL LIMITE

CAUSA DEI SUPERAMENTI

RAPPORTO SULLA QUALITÀ DELL’ARIA DI MILANO E PROVINCIA ANNO 2008 ARPA LOMBARDIA

CONCENTRAZIONE DI PM10 NELLA PIANURA PADANA

MODIS il 17 marzo 2005 (Text and image courtesy of NASA's MODIS Land Rapid Response Team)MODIS il 17 marzo 2005 (Text and image courtesy of NASA's MODIS Land Rapid Response Team)

CONCENTRAZIONE PM10 PIANURA PADANA

CONCENTRAZIONE PM10 PIANURA PADANA

Italia è l’unico paese che supera le 600 unità ogni 1000 abitanti!

QUALE LA CAUSA?

ESPOSIZIONE ALL’INQUINAMENTO IN EUROPA

About 100 000 deaths a year could be linked to ambient air pollution in cities in the WHO European Region, shortening life expectancy by an average of a year. Thenumber of casualties attributed to air pollution is comparable to the numberof fatalities from traffi c accidents, and its imprint is observed in all age groups,including children (Valent et al., 2004).

IMPATTO DELL’INQUINAMENTO DELL’ARIA SULLA SALUTE

INFLUENZA DELL’INQUINAMENTO SULLA SALUTE

INFLUENZA DELL’INQUINAMENTO SULLA SALUTE

INFLUENZA DELL’INQUINAMENTO SULLA SALUTE

Gain in life expectancy in months at 30 if PM2.5 concentrations did not exceed the WHO-AQG (10 μg/m3). M. Pascal et al. / Science of the Total Environment 449 (2013) 390–400

INQUINAMENTO ATM URBANOANDAMENTO GIORNALIERO

Zonizzazione Regione Toscana

Rete Regionale di monitoraggio Toscana

Num. superamenti VL giorno PM10 negli anni

Media annuale PM10 negli anni

Andamento del PM10 negli anni FOCUS FIRENZE

Andamento del PM10 negli anni FOCUS FIRENZE

Andamento di NO2 focus FIRENZE

PM10 stazioni di fondo

Source apportionment PM10

ELEMENTAL COMPOSITION OF URBAN AEROSOL COLLECTED IN FLORENCE, ITALYFRANCO LUCARELLIA, et al.

From the first results it is confirmed that traffic, because of both direct emission of exhaust and soil dust raising, is the main source of atmospheric pollution in Florence.

Ci sono tre modi per ridurre le emissioni di inquinanti da traffico in città:

�

EVITARE CAMBIARE MIGLIORARE

Diminuire il bisogno del

viaggio

Cambiare verso forme di

spostamento più sostenibili

Migliorare l’efficienza energetica del trasporto e la

tecnologia dei veicoli.

COME SI RIDUCONO LE EMISSIONI DA TRAFFICO?

Vicenza: V.E.LO.CE. (Vicenza Eco-Logistic Center) All goods destined for the zone with limited traffic are sent to the VELOCE Eco-logistical Centre of Vicenza’s historical city centre. The Centre then sees to the delivery and pick-up of goods using only ecologically powered vehicles

BEST PRACTICES SELECTED: LOGISTIC SYSTEMS

PARIS AND LONDON

London : charging station'I want to rapidly accelerate the uptake of electric vehicles and make London the epicentre of electric driving in Europe. Increasing numbers of motorists are opting for cleaner, greener electric transport, delivering a host of benefits to the driver including a 100 per cent Congestion Charge discount. This is set to deliver considerable environmental benefits to our city.'

https://www.sourcelondon.net/map

Paris AutolibAutolib’ is the first public service plan with electric vehicles to be developed in a large European metropolis. An innovation in urban travel that will transform our experience of cities.

https://www.autolib.eu/stations/

London • Number of vehicles declined by 18%.• Traffic delays cut by 25%.• 7-15% decrease of NOx, CO2 and

PM10 emissions.

BEST PRACTICES SELECTED: CONGESTION TAX

Francesco Petracchini

CNR Institute of Atmospheric Pollution ResearchEmail petracchini@iia.cnr.itWeb www.iia.cnr.it Associazione Corrente in MovimentoWeb site: www.correnteinmovimento.it

EUROPEAN COMMISSION’S SUSTAINABLE URBAN MOBILITY CAMPAIGN