Quello che già sappiamo sul PM10… · N. corsie di traffico: 1 TGM (ref. 2004): ~ 12.800...

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Funded under the EU-Life Programme

Il progetto Life-PARFUM:il monitoraggio a scala microurbana

Alessandro Benassi, Massimo Bressan, Fabio Dalan, Aurelio Latella

ARPAV Dipartimento Provinciale di Padova

Padova, 30/11/2007La mobilità sostenibile nelle aree urbane


Quello che già sappiamo sul PM10…

2


PM10 trend mensile apr 84 - dic 06

0

20

40

60

80

100

120

140

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180

apr-

84

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84

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88

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94

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00

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dic-

04

ago-

05

apr-

06

dic-

06

ug/m

3PTS vs PM10

PTSPM10

media area urbana


3


Lo stato di qualità dell‘aria a Padova

0

10

20

30

40

50

60

70

2001 2002 2003 2004 2005 2006

ug/m

3

Arcella Mandria Granze

0

35

70

105

140

175

210

2001 2002 2003 2004 2005 2006

n ex

ceed

ance

s tre

shol

d 50

ug/

m3

Arcella Mandria Granze

• Arcella (traffic hot spot)

• Mandria (urban background)

• Granze (industrial)Valore limite

Valore limite

PM10 media annuale

PM10 numero superamenti 50 ug/m3

PM10: inquinante critico!


Obiettivi del progetto

Quello che vorremmo sapere in piùsul PM10 con questo progetto…

4


Sintesi obiettivi progettuali

Verificare se e comecambia la qualità dell’aria

“PM10 a livello di strada”

PRIMA e DOPOla realizzazione di un asse a viario a 0

o bassa emissione (tram);

…è uno zoom su 3 stradenell’area urbana di Padova


Rappresentazione schematica delladistribuzione del PM10 …

conc

entr

azione

med

ia P

M10

[ µ

g/m3

]

background regionale +

background naturale

background urbano

hot spottraffico urbano

“area urbana” “area rurale”? ?

modificato da Lenschow et al. 2001

-

+

hot spot“locale”

…che è, in qualche modo, una sintesi degliobiettivi del progetto PARFUM

5


Rete di monitoraggio

%U

%U

%U

#S#S

#S

Å

ä

Granze

Mandria

Arcella

Sodar

MW Radiometer(Temperature profiler)

(Wind profiler)

Via DantePiazza Insurrezione

Riviera Ponti Romani

1:35000

N

3 strade monitoratecon mezzo mobile

~ 8 Km

Periodi monitoraggio:

1) 07/02/07 - 15/03/07(ex ante), concluso

2) feb - mar 2008(ex post), da fare


Padova: traffico nelle strade principali

Parfum_tgm_tot_feriale.shp< 6000 vehi/day6000- 12500 vehi/day12500 - 22500 vehi/day22500- 35500 vehi/day35500 - 76000 vehi/day

Area distudio

6


Caratteristiche delle 3 strade

%U

%U

%U

1:2500N

%U

%U

%U

1:2500N

Via Dante

Piazza Insurrezione

Riviera Ponti Romani

~ 800 m

~ 6

00 m


Via Dante%U

%U

%U

1:2500N

Principali caratteristiche “topografiche”della strada e flussi medi di traffico(TGM)

Lunghezza (L): 217 m

Larghezza (W): media 7 m, min 4 m, max 11 m

Altezza edifici (H): media 18 m, min 12 m, max 45 m

Rapporto H/L: 2.57 (H/W indica “effetto canyon”)

N. corsie di traffico: 2 (1 riservata al trasporto pubblico)

TGM (ref. 2004): ~ 8.500 veicoli/die (8.450 leggeri, 50 bus)

+ conteggio traffico nel periodo di monitoraggio

7


Traffico: Via Dante

0

100

200

300

400

500

600

700

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

n. m

edio

vei

coli

TGM 2004 PARFUM

0

2000

4000

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10000

12000

sab

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3/20

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03/2

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17/0

3/20

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dom

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03/2

007

n. m

edio

vei

coli

Traffico giornaliero rilevatonel periodo di monitoraggioPARFUM

Giorno tipo confrontocon TGM 2004




Altezza edifici (H): media 24 m, min 4 m, max 50 m

Rapporto H/W: 0.38 (H/W indica “effetto canyon”)

Perimetro: 260 m, Area: 4.280 m2 (0.4 Ha)

N. corsie di traffico: 1

TGM (ref. 2004): ~ 12.800 veicoli/die (12.550 leggeri, 250 bus)

Piazza Insurrezione%U

%U

%U

1:2500N



8


Traffico: Via Verdi (Piazza Insurrezione)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

sab

03/0

3/20

07

dom

04/

03/2

007

lun

05/0

3/20

07

mar

06/

03/2

007

mer

07/

03/2

007

gio

08/0

3/20

07

ven

09/0

3/20

07

sab

10/0

3/20

07

dom

11/

03/2

007

lun

12/0

3/20

07

mar

13/

03/2

007

mer

14/

03/2

007

gio

15/0

3/20

07

ven

16/0

3/20

07

sab

17/0

3/20

07

dom

18/

03/2

007

n. m

edio

vei

coli

0

100

200

300

400

500

600

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

n. m

edio

vei

coli

TGM 2004 PARFUM






Altezza (H): media 14 m, min 9 m, max 44 m

Rapporto H/W: 0.93 (H/W indicatore “effetto canyon”)

N. corsie di traffico: 2 (veicoli autorizzati e trasporto pubblico)

TGM (ref. 2004): ~ 1.500 veicoli/die(1.350 leggeri, 150 bus)

Riviera Ponti Romani%U

%U

%U

1:2500N



9


Traffico: Riviera Ponti Romani

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

n. m

edio

vec

oli

TGM 2004 PARFUM



0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

sab

03/0

3/20

07

dom

04/

03/2

007

lun

05/0

3/20

07

mar

06/

03/2

007

mer

07/

03/2

007

gio

08/0

3/20

07

ven

09/0

3/20

07

sab

10/0

3/20

07

dom

11/

03/2

007

lun

12/0

3/20

07

mar

13/

03/2

007

mer

14/

03/2

007

gio

15/0

3/20

07

ven

16/0

3/20

07

sab

17/0

3/20

07

dom

18/

03/2

007

n. m

edio

vei

coli


PM10:statistiche descrittive

10


PM10: risultati monitoraggio

0

20

40

60

80

100

120

PADOVA - piazzainsurrezione

PADOVA -ARCELLA

PADOVA - MANDRIA

PM10

ug/

m3

0

20

40

60

80

100

120

PADOVA - via dante PADOVA - Arcella PADOVA - Mandria

PM10

ug/

m3

0

20

40

60

80

100

120

PADOVA - rivieraponti romani

PADOVA - Arcella PADOVA - Mandria

PM

10 u

g/m

3

Piazza Insurrezione09/02/07-15/03/07

Riviera Ponti Romani07/02/07-27/02/07

Via Dante08/02/07-15/03/07

Confronto delle concentrazioniPM10 misurate nei tre siti enelle stazioni fisse

Il PM10 in Via Danteè significativamentesuperiore


Via Dante: PM10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic

ug/m

3

Via Dante urban area PD

02468

1012141618202224262830323436

gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic

n. e

xcee

danc

es 5

0 ug

/m3

Via Dante urban area PD

Concentrazionemedia

Numero disuperamenti

50 ug/m3

Confronto rispettoai valori medi attesiper lungo periodo

11


Concentrazione PM10,condizioni meteo e

caratteristiche della strada:analisi di due eventi “estremi”


0102030405060708090

100110120130140150160170180

mer

07/

02/0

7gi

o 08

/02/

07ve

n 09

/02/

07sa

b 10

/02/

07do

m 1

1/02

/07

lun

12/0

2/07

mar

13/

02/0

7m

er 1

4/02

/07

gio

15/0

2/07

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2/07

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2/07

dom

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7lu

n 19

/02/

07m

ar 2

0/02

/07

mer

21/

02/0

7gi

o 22

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07ve

n 23

/02/

07sa

b 24

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07do

m 2

5/02

/07

lun

26/0

2/07

mar

27/

02/0

7m

er 2

8/02

/07

gio

01/0

3/07

ven

02/0

3/07

sab

03/0

3/07

dom

04/

03/0

7lu

n 05

/03/

07m

ar 0

6/03

/07

mer

07/

03/0

7gi

o 08

/03/

07ve

n 09

/03/

07sa

b 10

/03/

07do

m 1

1/03

/07

lun

12/0

3/07

mar

13/

03/0

7m

er 1

4/03

/07

gio

15/0

3/07

ug/m

3

MANDRIA ARCELLA RIVIERA INSURREZIONE DANTE

PM10: trend

23/02/07“top” of a stable period

08/03/07“bottom” of a clearing event

12


30405060708090

100110120130140150160170180

sab

17/0

2/07

dom

18/

02/0

7

lun

19/0

2/07

mar

20/

02/0

7

mer

21/

02/0

7

gio

22/0

2/07

ven

23/0

2/07

sab

24/0

2/07

dom

25/

02/0

7

lun

26/0

2/07

PM10

ug/

m3

MANDRIA ARCELLA RIVIERA DANTE

PM10 (“top” event): 23/02/07Mandria < Arcella < Riviera < Dante


Radiometer: thermal inversion 23/02/07

01:0

0.00

02:0

0.00

03:0

0.00

04:0

0.00

05:0

0.00

06:0

0.00

07:0

0.00

08:0

0.00

09:0

0.00

10:0

0.00

11:0

0.00

12:0

0.00

13:0

0.00

14:0

0.00

15:0

0.00

16:0

0.00

17:0

0.00

18:0

0.00

19:0

0.00

20:0

0.00

21:0

0.00

22:0

0.00

23:0

0.00

24:0

0.00

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

900

950

1000

0.00-0.10 0.10-0.20 0.20-0.30 0.30-0.40 0.40-0.50 0.50-0.60 0.60-0.70 0.70-0.800.80-0.90 0.90-1.00 1.00-1.10

°C degrees

strong and persistent thermal inversion in thelower layers during the night time H

eigh

t (m

)

23/002/07 is the top of previous weekof growing stable conditions

13


0501001502002503003504004505005506006507007508008509009501000

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

T [°C]

H [m

]

Theoreticallapse rate(adiabatic,neutral)

Environmentallapse rate(subadiabatic,stable)

Radiometer: thermal inversion 23/02/07detail at 03.00 local time (02.00 UTC)

?T


PM10 (“bottom” event): 08/03/07

0

10

20

30

40

50

60

70

80

mar

06/

03/0

7

mer

07/

03/0

7

gio

08/0

3/07

ven

09/0

3/07

sab

10/0

3/07

dom

11/

03/0

7

ug/m

3

MANDRIA ARCELLA INSURREZIONE DANTE

Mandria ~ Arcella ~ Insurrezione < Dante

14


Sodar: strong wind on 07-08/03/07

Wind speed >7 m/s from NE when on average is ~ 1.5 m/s

7 m/s, NE


Precipitazioni a Legnaro vs. PM10Rainfall against PM10 concentrations at Via Dante and Piazza Insurrezione

0123456789

10

lun05/03/07

mar06/03/07

mer07/03/07

gio08/03/07

ven09/03/07

sab10/03/07

rain

fall [

mm

/day

]

0

10

20

30

4050

60

70

80

90

PM

10 [u

g/m

3]

rainfall PM10 insurrezione PM10 dante

15


PM10 e orografia urbanaVia Dante è un canyon che agisce come “buffer”

sulle concentrazioni di PM10


Emissioni da traffico emodellistica di dispersione

16


Via Verdi: PM10 hourly emissions

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

PM10

g/K

m

weekdays saturdays sundays

PM10: emissioni da trafficoVia Dante: PM10 hourly emissions

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

PM10

g/K

m


Riviera Ponti Romani: PM10 hourly emissions

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

PM

10 g

/Km


Comparison of daily PM10 emissions

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

Via Dante Via Verdi Riviera P.

PM

10 e

mis

sion

g/(K

m*d

ie)



Emissioni per Km dei veicoli

17


0102030405060708090

100110120130140150160170180

mer

07/

02/0

7gi

o 08

/02/

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n 09

/02/

07sa

b 10

/02/

07do

m 1

1/02

/07

lun

12/0

2/07

mar

13/

02/0

7m

er 1

4/02

/07

gio

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2/07

ven

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2/07

sab

17/0

2/07

dom

18/

02/0

7lu

n 19

/02/

07m

ar 2

0/02

/07

mer

21/

02/0

7gi

o 22

/02/

07ve

n 23

/02/

07sa

b 24

/02/

07do

m 2

5/02

/07

lun

26/0

2/07

mar

27/

02/0

7m

er 2

8/02

/07

gio

01/0

3/07

ven

02/0

3/07

sab

03/0

3/07

dom

04/

03/0

7lu

n 05

/03/

07m

ar 0

6/03

/07

mer

07/

03/0

7gi

o 08

/03/

07ve

n 09

/03/

07sa

b 10

/03/

07do

m 1

1/03

/07

lun

12/0

3/07

mar

13/

03/0

7m

er 1

4/03

/07

gio

15/0

3/07

PM10

ug/

m3

mandria cason riviera verdi dante

PM10: misure vs. modello

0

2

4

6

8

10

12

mer

07/

02/0

7gi

o 08

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n 09

/02/

07sa

b 10

/02/

07do

m 1

1/02

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lun

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2/07

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13/

02/0

7m

er 1

4/02

/07

gio

15/0

2/07

ven

16/0

2/07

sab

17/0

2/07

dom

18/

02/0

7lu

n 19

/02/

07m

ar 2

0/02

/07

mer

21/

02/0

7gi

o 22

/02/

07ve

n 23

/02/

07sa

b 24

/02/

07do

m 2

5/02

/07

lun

26/0

2/07

mar

27/

02/0

7m

er 2

8/02

/07

gio

01/0

3/07

ven

02/0

3/07

sab

03/0

3/07

dom

04/

03/0

7lu

n 05

/03/

07m

ar 0

6/03

/07

mer

07/

03/0

7gi

o 08

/03/

07ve

n 09

/03/

07sa

b 10

/03/

07do

m 1

1/03

/07

lun

12/0

3/07

mar

13/

03/0

7m

er 1

4/03

/07

gio

15/0

3/07

PM10

ug/

m3

MODEL_riviera MODEL_verdi MODEL_dante

6.4%5.0%4.9%Avg

1.7%

7.9%

Riviera

3.2%2.5%Min

12.0%10.9%Max

DanteVerdi

Il modello riproduce solodi una frazione limitata

delle concentrazionimisurate (come atteso)

Le stazioni dibackground (es. cason)misurano circa le stesse

concentrazioni mediedell’area urbana di

Padova

Modello

Misure


…e quindi?

è necessario fare un confronto direttotra output modellistico e la “porzione” di

PM10 misurato attribuibile al traffico!

ma come?

18


NT

PM

con

cent

razi

one

[ug/

m3]

Tbordostrada

Tref.

T modellobordo strada

T = concentrazioni attribuibili al trafficoNT = concentrazioni attribuibili agli altri settori escluso il traffico

Tbordo strada – Tref.

NT

delta = (Tbordo strada – Tref. ) – T modello bordo strada

delta è una stima cautelativa (!) delle concentrazioni di PM10 chesono sicuramente imputabili al traffico locale e alla geometria

misura a bordostrada ( Via Dante)

misura in un punto diriferimento (Via Verdi)

modello a bordostrada (Via Dante)

Non noto

Non noto

Noto perdifferenza

stimato (noto)dal modello

Un approccio per analizzare i dati:modello vs. misure


Via Dante: model vs. measure

0

5

10

15

20

25

30

35

40

model dante measure dante-verdi

measure dante-cason

measure dante-mandria

ug/m

3

05

1015202530354045505560657075808590

mar

27/

02/0

7

mer

28/

02/0

7

gio

01/0

3/07

ven

02/0

3/07

sab

03/0

3/07

dom

04/

03/0

7

lun

05/0

3/07

mar

06/

03/0

7

mer

07/

03/0

7

gio

08/0

3/07

ven

09/0

3/07

sab

10/0

3/07

dom

11/

03/0

7

lun

12/0

3/07

mar

13/

03/0

7

mer

14/

03/0

7

ug/m

3

MEAS-dante-mandriaMEAS-dante-verdi MEAS-dante-cason

modello dante

x 6

Confronto tra modelloe concentrazionistimate di PM10

originate da traffico(delta)

Le concentrazioni diPM10 da modello sonosottostimate di almeno

un fattore 6(rispetto alle misure)

19


PM10 “lungo termine”: media 7/2/07-15/3/07

#S

#S

#S

PM10_ug_m³0.1 - 0.50.5 - 1.51.5 - 2.52.5 - 3.53.5 - 12No Data

Buildings#S AQ mobile stations

Via Dante5 ug/m3

P.za Insurrezione3 ug/m3

Riviera P.4 ug/m3

averageconcentrationon the study

area


Conclusioni• Le concentrazioni misurate di PM10 mostrano (confermano) unadistribuzione media pressoché uniforme in tutta l’area urbana diPadova (analogamente a quanto verificato in tutte le altre areeurbane del Veneto)

• Le concentrazioni misurate di PM10 mostrano (confermano) fortifluttuazioni temporali da collegare essenzialmente con le condizionimeteorologiche prevalenti (stabilità vs instabilità)

• Le concentrazioni misurate di PM10 mostrano alcuni punti (hot spot)di “buffering” (Via Dante) da collegare con la struttura “orografica”dell’area urbana (rapporto altezza edifici vs. larghezza strada)

• Le concentrazioni di PM10 attribuibili alle particolari condizioni locali(geometria stradale) rendono conto di circa 30 ug/m3 in Via Dante e20 ug/m3 in Riviera Ponti Romani

• Le concentrazioni di PM10 stimate da modello rendono conto inmedia del 5% delle concentrazioni misurate (min 2%, max 12%)

• Le stime modellistiche evidenziano una forte sottostima delleconcentrazioni attribuibili al traffico (almeno di un fattore 4 o 6) dovutaall’inadeguatezza di simulare le condizioni estreme di canyon urbano

20


Rotterdam: mobilità urbana…

Tulipani, bici,grande svincolo

ciclabile emiss (non più)

teen-ager con flipflops…

13/10/07


Grazie per l’attenzione

Quello che già sappiamo sul PM10… · N. corsie di traffico: 1 TGM (ref. 2004): ~ 12.800...

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