ARPA Lombardia - Agenzia Regionale per la Protezione dell'Ambiente

Aria / Qualità dell'Aria

Progetto Supersiti

Attivazione di misure speciali, non ordinarie, utili a comprendere adeguatamente i meccanismi di formazione, trasformazione e trasporto degli inquinanti e supportare l’individuazione delle azioni di risanamento.

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Il monitoraggio della qualità dell’aria è finalizzato innanzitutto alla valutazione dei livelli degli inquinanti per cui la norma prevede limiti, soglie o obbiettivi.
Per poter comprendere adeguatamente i meccanismi di formazione, trasformazione e trasporto degli inquinanti in atmosfera ed individuare il contributo delle diverse sorgenti sugli inquinanti rilevati, così da poter supportare adeguatamente l’individuazione delle azioni di risanamento è però importante poter andare oltre, ricercando i precursori di ozono e del particolato secondario, nonché i diversi componenti del PM presente in atmosfera, con particolare attenzione ai traccianti di specifiche sorgenti o a indicatori della rilevanza tossicologica del particolato stesso. Tutto ciò permette anche di seguire man mano l’attuazione degli interventi di risanamento, stimandone l’efficacia. Inoltre, può essere utile cercare le specie con impatto rilevante sui cambiamenti climatici.
Anche la normativa è peraltro in evoluzione e prevede l’attivazione di stazioni speciali (D.Lgs. 155/2010) ove approfondire gli aspetti sopra descritti.
Il progetto Supersiti ha come obbiettivo generale proprio la realizzazione di dettagliate osservazioni di alcuni parametri chimici, fisici, tossicologici dell’atmosfera nel territorio della Regione Lombardia, con l’attivazione, in stazioni già presenti sul territorio, di misure speciali, non ordinarie, utili a rispondere alle richieste delle nuove norme così come a supportare l’individuazione delle azioni di risanamento e a seguirne nel tempo gli effetti.

 

Obiettivi specifici

  1. Attivazione misure speciali previste dal D.Lgs. 155/2010;
  2. Stima del bilancio di massa chimico del particolato attraverso una dettagliata speciazione dell’aerosol;
  3. Valutazione del comportamento e dei fenomeni che portano alla formazione e crescita del particolato secondario inorganico ed organico;
  4. Contributo alla valutazione dell’evoluzione del problema dell’inquinamento atmosferico e all’individuazione delle criticità emergenti;
  5. Identificazione del legame tra la composizione del particolato aerodisperso e le fonti di emissione, a supporto delle azioni di risanamento;
  6. Supporto alla valutazione dei risultati delle misure adottate per il miglioramento della qualità dell’aria;
  7. Raccolta dei dati di interesse per studi epidemiologici e per lo sviluppo di normative.

Attività previste e parametri da misurare

Nei siti di monitoraggio che verranno via via individuati, verranno condotte una o più delle attività di seguito proposte. La scelta delle misure da attivare in ciascun sito dipende dalle caratteristiche del sito stesso, dalle sorgenti di inquinamento prevalente, dalla localizzazione geografica e dalle esigenze di approfondimento. Le misure potranno essere attivate mediante l’installazione di strumentazione fissa presso la postazione o per mezzo di campagne intensive.

  1. Campionamento su base giornaliera di PM10, PM2.5 e PM1
    L’attività ha la finalità di valutare la concentrazione in massa del PM tramite analizzatori e campionatori gravimetrici e di sottoporre ad analisi chimiche i campioni raccolti per la determinazione di: carbonio elementare, carbonio organico, elementi, ioni principali e levoglucosano. Verranno prioritariamente analizzati i campioni di PM10 e PM2.5; sulla base dei dati raccolti saranno scelti periodi sui quali eseguire gli approfondimenti sul PM1
  2. Campionamento su base oraria di PM10, PM2.5 e PM1
    L’attività ha la finalità di ottenere campionamenti ad elevata risoluzione temporale di PM per indagare l’impatto di sorgenti il cui effetto è concentrato in particolari intervalli orari o per valutare eventi di trasporto. Tale misura può essere effettuata mediante l’utilizzo di un analizzatore automatico ad assorbimento beta con gravimetria su filtro utile per successive analisi di laboratorio.
  3. Determinazione di Carbonio Elementale/Carbonio Organico
    Il particolato atmosferico di natura carboniosa è composto da una complessa varietà di sostanze che possono essere classificate in due principali frazioni: il carbonio organico (OC), che comprende differenti tipi di sostanze (ad esempio composti alifatici, aromatici, acidi, ecc.), e il carbonio elementare (EC), che invece ha una struttura simile alla grafite. Il carbonio elementare è un inquinante primario emesso direttamente in atmosfera durante i processi di combustione incompleta dei combustibili fossili e delle biomasse; in ambiente urbano è ritenuto uno dei traccianti per la sorgente traffico autoveicolare. Il carbonio organico invece ha origine sia primaria che secondaria. Le sorgenti primarie possono essere antropogeniche (processi di combustione dei combustibili fossili e delle biomasse) e biogeniche (l’emissione diretta dalle piante e dai pollini). Le sorgenti secondarie sono invece determinate dai processi che avvengono ad esempio in fase eterogenea (gas-particella) dei composti organici volatili (VOC) in atmosfera. OC ed EC risultano tra i parametri da determinare per individuare la composizione chimica del PM2.5 come riportato nell’all. IV al D. Lgs 155/2010.
  4. Misura del Black Carbon
    La misura di black carbon (BC) è riferita alla quantificazione della capacità di assorbimento della radiazione solare da parte del particolato, in relazione in particolare alla presenza sulla superficie della particelle di carbonio elementare . La misura di Black Carbon ha il vantaggio di poter essere effettuata a campo con strumentazione automatica in continuo ed è pertanto un utile indicatore della presenza di carbonio elementare in atmosfera. La valutazione del black carbon è inoltre particolarmente significativa in quanto direttamente connessa alle proprietà climalteranti del particolato.
  5. Determinazione di ioni: NH4+, NO3-, SO42-, Ca2+, Br-, Cl-, K+, Mg2+,Na+
    La conoscenza della composizione chimica del particolato atmosferico è un supporto fondamentale nell’identificazione delle diverse fonti che hanno contribuito alla sua formazione. Gli ioni inorganici solubili in acqua costituiscono uno dei maggiori componenti degli aerosol atmosferici. Al fine di caratterizzare gli ioni inorganici presenti nel PM si condurranno analisi per la ricerca di NH4+, NO3-, SO42-, Ca2+, Br-, Cl-, K+, Mg2+ e Na+ così come previsto anche dal D.Lgs 155/2010.
  6. Analisi degli elementi: Al, Si, S, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Cu, Zn, Br Mentre per la determinazione di As, Cd, Ni e Pb vige un obbligo di legge (vedi attività J), la determinazione degli altri elementi non è richiesta dall’attuale quadro normativo. Tuttavia, essa risulta fondamentale complemento per chiudere la speciazione di massa del PM e l’individuazione del legame tra sorgenti di emissione e particolato presente in atmosfera. Sui filtri a membrana in matrice organica sarà dapprima determinata la concentrazione di massa di PM e successivamente la concentrazione degli elementi mediante spettrometria a Raggi X di Fluorescenza (XRF).
  7. Determinazione dei 7 IPA ex D.Lgs 155/2010
    Gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) sono composti inquinanti presenti nell’atmosfera in forma di vapore o adsorbiti al particolato e derivano dai processi di combustione incompleta. Oltre alle sorgenti naturali (vulcani e incendi boschivi) le principali fonti di emissione antropiche sono il traffico autoveicolare (scarichi dai motori a benzina e diesel) e i processi di combustione di materiali organici contenenti carbonio (ad esempio biomassa e carbone). Il più noto idrocarburo appartenente a questa classe è il B(a)P, classificato dallo IARC come cancerogeno per l’uomo. La normativa vigente fissa un valore obiettivo per il solo B(a)P nel PM10: 1 ng/m3 come media annuale. Tuttavia già il D.Lgs.152/07 e attualmente l’art.6 comma 1 lettera b) del D.Lgs.155/10 fa riferimento alla determinazione dei 7 IPA (benzo(a)pirene, benzo(a)antracene, benzo(b)fluorantene, benzo(j)fluorantene, benzo(k)fluorantene, indeno(1,2,3-cd)pirene e dibenzo(a,h)antracene) da monitorare su PM10 in almeno 7 stazioni del territorio nazionale, in particolare per verificare se i rapporti relativi si mantengano costanti. Con questa attività si vogliono intensificare le misure in Lombardia al fine di ottenere una maggiore rappresentatività spaziale e sistematicità delle misure di IPA.
  8. Deposizione dei 7 IPA ex D.Lgs. 155/2010
    Il D.Lgs 155/2010 all’art. 6 comma 1 c) prevede l’individuazione sul territorio nazionale di almeno tre stazioni di fondo dove effettuare misure di deposizione dei 7 IPA di cui al punto G. E’ prevista l’attivazione di una stazione in Lombardia. Le deposizioni, costituite dalle frazioni umida e secca, vengono raccolte mediante esposizione di un deposimetro, per un opportuno periodo di campionamento, dell’ordine di qualche settimana. Seguirà l’analisi in laboratorio.
  9. Determinazione di As, Cd, Ni, Pb e B(a)P
    La misura di As, Cd, Ni, Pb e B(a)P è stata attivata in generale in Lombardia a partire dal 1° aprile 2008, in ottemperanza all’allora D.Lgs. 152/07. L’attuale normativa conferma la necessità di proseguire il monitoraggio di queste specie, che continueranno ad essere misurate in Lombardia in 13 stazioni secondo l’attuale programma di misura oltre che durante campagne intensive in ulteriori punti.
  10. Deposizione di As, Cd, Ni
    Il D.Lgs 155/2010 all’art. 6 comma 1 c) prevede l’individuazione sul territorio nazionale di almeno tre stazioni di fondo dove effettuare misure di deposizione di As, Cd, Ni. , di cui una in territorio lombardo. Le deposizioni, costituite dalle frazioni umida e secca, vengono raccolte mediante esposizione di un deposimetro, per un opportuno periodo di campionamento, dell’ordine di qualche settimana. Seguiranno le analisi di laboratorio.
  11. Determinazione del levoglucosano
    Il levoglucosano è marker biogenico per la combustione della biomassa, ed in particolare della legna, in quanto:
    - è emesso esclusivamente durante i processi di pirolisi della cellulosa a T > 300 °C;
    - è rilevato in alte concentrazioni nel particolato fine che proviene dalla combustione di materiali organici vegetali;
    - è stabile in atmosfera.
    Al fine di disporre di un’opportuna copertura territoriale si è scelto di attivare la determinazione di tale parametro sia in via continuativa (in un numero limitato di punti) che durante campagne intensive di durata opportuna in un maggior numero di postazioni. Il levoglucosano sarà determinato sui campioni di PM10.
  12. Determinazione della distribuzione dimensionale del particolato aerodisperso
    L’interesse verso questo tipo di informazione deriva dalla necessità di caratterizzare il particolato dal punto di vista fisico attraverso il conteggio del numero di particelle per classe dimensionale con la finalità di caratterizzare il comportamento delle particelle in atmosfera in funzione delle sorgenti e quale supporto nelle tecniche di source apportionment. La determinazione della distribuzione dimensionale sarà effettuata mediante tecniche di laser scattering attraverso l’utilizzo di Optical Particle Counter (OPC), per l’intervallo dimensionale che parte da circa 0,3 ?m. Invece le polveri ultrafini verranno misurate attraverso il Differential Mobility Particle Sizer (DMPS), costituito da un Differential Mobility Analyzer (DMA) che trasmette solo le particelle di una certa dimensione e un Condensation Particle Counter (CPC) che le conta. Lo strumento individua particelle tra i 10 nm e 1 µm.
  13. Misura di NOX in tracce
    In postazioni in cui le concentrazioni di NOX sono particolarmente modeste, è di interesse installare strumenti con maggiore sensibilità rispetto agli analizzatori installati tradizionalmente sulla rete.;
  14. Misura di SO2 in tracce
    In postazioni in cui le concentrazioni di SO2 sono particolarmente modeste, è di interesse installare strumenti con maggiore sensibilità rispetto agli analizzatori installati tradizionalmente sulla rete.
  15. Misura di ammoniaca (NH3)
    A temperatura ambiente l'ammoniaca è un gas incolore, dall'odore pungente molto forte e soffocante, irritante e tossico. Essa contribuisce alla formazione di particolato atmosferico ed è connesso in particolare alle emissioni legate alle attività agricole e di allevamento del bestiame. Peraltro, la misura di ammoniaca è utile anche in ambiente urbano, dove i livelli di concentrazione sono in generale modesti, per valutare le vie e le cinetiche di formazione del nitrato di ammonio, tra i principali costituenti del particolato.
  16. Misura dei COV precursori dell’ozono
    Nell’ambito del progetto saranno effettuate misure di Composti Organici Voltatili precursori dell’ozono, così come peraltro previsti dal D.Lgs. 155/2010, che riporta i composti da ricercare.
  17. Ulteriori valutazioni
    Ulteriori parametri potranno essere valutati se nel corso del progetto emergesse l’indicazione dell’utilità della loro ricerca. Inoltre, oltre alla strumentazione di base saranno installati, ove non già disponibili, strumenti per valutare i parametri meteorologici di interesse per stimare la dispersione (quali ad es. anemometro sonico; misuratore di radiazione netta; strumento per la determinazione dell’indice di bagnatura utile per valutare la risospensione, etc)

 



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