Data pubblicazione: 10 NOVEMBRE 2014

Introduzione

Le principali fonti emissive che influiscono sulla qualità dell’aria sono in generale il trasporto su strada, la produzione di energia, gli impianti di riscaldamento, le attività industriali e quelle agricole con contributi differenziati a seconda dell’inquinante considerato.
La quantificazione delle emissioni in atmosfera in Lombardia relativamente ai principali macroinquinanti (SO2, NOx, COVNM, CO, NH3, PM2,5, PM10, PTS) e dei gas climalteranti si basa sui risultati dell’inventario regionale. Per la stima e l’aggiornamento di tale inventario è da anni utilizzato in Lombardia il sistema IN.EM.AR. (INventario EMissioni ARia), sviluppato nell’ambito del Piano Regionale Qualità dell’Aria (P.R.Q.A.) e gestito, a partire dal 2002, da ARPA Lombardia.
La stima delle emissioni avviene attraverso metodologie indicate dal Progetto CORINAIR dell'Agenzia Europea dell'Ambiente, raccolte ed aggiornate in successive versioni dell'EMEP/EEA Emission Inventory Guidebook. Per la realizzazione dell’inventario sono processate informazioni provenienti da numerose e varie fonti, quali: indicatori di attività (consumo di combustibili, consumo di vernici, quantità incenerita, quantità di metalli processati in fonderia ed in generale qualsiasi parametro che tracci l'attività dell'emissione), fattori di emissione e dati statistici necessari per la disaggregazione spaziale e temporale delle emissioni. I dati dell’ultimo inventario, relativi all’anno 2010, sono scaricabili dal sito web di INEMAR, dettagliati per tipo di attività, tipo di combustibile e a scala comunale (www.inemar.eu).
Se da un lato il miglioramento tecnologico e le politiche regionali adottate hanno consentito una riduzione delle emissisoni nei diversi comparti con una conseguente diminuzione della concentrazione di molti inquinanti di origine primaria (CO, SO2 e benzene), non risultano in generale ancora raggiunti i limiti e gli obbiettivi previsti dalla normativa per PM10, PM2.5, NO2 e O3, inquinanti per i quali il contributo del secondario è considerevole. In particolare, per quanto riguarda il PM10, le fonti emissive sono riconducibili principalmente sia al diesel nei trasporti che all’utilizzo di legna da ardere; studi recenti hanno infatti dimostrato la rilevanza delle emissioni in atmosfera di polveri fini derivanti dall’uso di legna in piccoli impianti domestici. Se da un lato si tratta di un combustibile utile al fine della riduzione delle emissioni di Gas serra, dall’altro occorre valutare anche il suo contributo all’emissione di polveri e la sua componente tossica determinata dalla presenza di IPA (in particolare benzo(a)pirene, classificato dallo I.A.R.C. - International Agency for Research on Cancer) come cancerogeno per l’uomo.
L’analisi della qualità del particolato conferma che le principali sostanze di cui è composto sono comuni nelle diverse zone (ad esempio solfato e nitrato di ammonio, soprattutto nella Pianura Padana), in particolare per quanto riguarda la parte secondaria che si forma in atmosfera a partire, per la parte inorganica, da ossidi di azoto, di zolfo e ammoniaca e, per la parte organica, dai composti organici volatili. Si assiste poi ad un aumento del materiale terrigeno risollevato avvicinandosi alle strade, mentre si riscontra un aumento del benzo(a)pirene in prossimità delle vie caratterizzate da traffico elevato o nelle vallate ove è diffuso l’utilizzo della legna per riscaldamento. Le analisi di composizione del particolato hanno rilevato che durante il periodo invernale il contributo della componente secondaria sul totale della massa di PM10 è mediamente non inferiore al 50%; per il PM2,5 tale contributo sale, arrivando anche al 75%.
Le concentrazioni di PM10 nell’aria dipendono tuttavia, oltre che dalle emissioni, anche dalle condizioni meteorologiche che si verificano nel corso dell’anno, in particolare dalla piovosità, dalle situazioni di stabilità atmosferica e di ventosità. I livelli di PM10 seguono generalmente un andamento stagionale: i periodi più critici si concentrano di norma nei mesi autunnali ed invernali, caratterizzati da condizioni di tempo stabile, calme di vento e assenza di precipitazioni.
Per studiare il comportamento degli inquinanti e tenere conto di tutti i processi che contribuiscono alla loro formazione e trasformazione in atmosfera occorre dotarsi di modelli matematici specifici, generalmente molto complessi. Il sistema utilizzato dalla U.O. Modellistica Atmosferica ed Inventari di ARPA Lombardia, denominato ARIA Regional e sviluppato dalla società AriaNET srl, include algoritmi che riproducono i principali processi subiti dagli inquinanti atmosferici: emissione, diffusione, trasporto, reazioni chimiche, deposizioni ed è quindi in grado di trattare inquinanti sia primari che secondari. Per simulare le concentrazioni vengono fornite in ingresso al sistema modellistico molte informazioni. Per esempio l’input di emissioni viene elaborato a partire dall’inventario regionale INEMAR nell’edizione più recente disponibile, a dettaglio comunale e per attività emissiva. (http://www.inemar.eu/xwiki/bin/view/Inemar/WebHome). L’input meteo viene invece costruito assimilando ai campi forniti dallo European Centre for Medium-range Weather Forecast (ECMWF) i dati raccolti su base oraria dalle reti di monitoraggio di ARPA e dai radiosondaggi fini dell’aeroporto di Linate mediante il modello meteorologico Minerve. Le concentrazioni risultanti sono inoltre frutto anche dell’utilizzo di tecniche di assimilazione dei dati misurati dalle stazioni di background.
Le elaborazioni prodotte dal sistema modellistico non sono sostitutive ma integrative a quelle della rete di rilevamento e permettono di conoscere lo stato della qualità dell’aria in modo esteso sul territorio.
Il sistema di modelli descritto viene applicato per la fornitura di prodotti giornalieri (mappe pubblicate ogni giorno sul sito di ARPA), annuali (Valutazione annuale Modellistica di Qualità dell’Aria), per l’analisi dell’impatto sulla qualità dell’aria di scenari, per la ricostruzione di episodi critici di ozono e PM10, nonché per ottemperare agli obblighi di reporting di qualità dell’aria previsti dalla vigente normativa per la stima di alcuni indicatori.

Normativa

La valutazione e la gestione della qualità dell’aria sul territorio regionale viene effettuata sulla base di quanto previsto dal Dlgs n°155 del 13/08/2010, che ha recepito la Direttiva Quadro sulla qualità dell’aria 2008/50/CE.
Il decreto stabilisce come e dove misurare la qualità dell’aria, i valori limite e obiettivo dei diversi inquinanti e disciplina le attività che necessariamente devono essere sviluppate per consentire il raggiungimento dei valori limite e il perseguimento dei valori obiettivo di qualità dell’aria.
Il Decreto 155/2010 ha previsto alcune fasi fondamentali nel processo di valutazione della qualità dell’aria:
- la zonizzazione del territorio in base a densità emissiva, caratteristiche orografiche e meteo-climatiche, grado di urbanizzazione;
- l’individuazione di un set di stazioni tra quelle presenti sul territorio regionale per la valutazione della qualità dell’aria;
- la rilevazione e il monitoraggio del livello di inquinamento atmosferico;
- l’adozione, in caso di superamento dei valori limite, di misure di intervento sulle sorgenti di emissione.

Per rispondere alla prima fase, Regione Lombardia, con il supporto tecnico di ARPA, ha predisposto una nuova zonizzazione del territorio regionale definita attraverso la d.G.R 2605 del 30 novembre 2011. Il territorio lombardo viene suddiviso in (figura 1):
- Agglomerati urbani (Agglomerato di Milano, Agglomerato di Bergamo e Agglomerato di Brescia)
- ZONA A: pianura ad elevata urbanizzazione
- ZONA B: zona di pianura
- ZONA C: Prealpi, Appennino e Montagna
- ZONA D: Fondovalle


Figura 1 nuova zonizzazione ai sensi della d.G.R 2605/11

La nuova zonizzazione prevede inoltre una ulteriore suddivisione della zona C ai fini della valutazione della qualità dell’aria per l’ozono. Ai fini della valutazione dell’ozono quindi, la Zona C viene ripartita in Zona C1, prealpi e appennino, e Zona C2 relativa alla Montagna, come rappresentato in figura 2.


Figura 2 nuova zonizzazione ai sensi della d.G.R 2605/11 (Valutazione Ozono)

In riferimento alla suddivisione in zone sopra riportata, Regione Lombardia, con il supporto tecnico di ARPA, ha previsto l’adeguamento della rete di misura della qualità dell’aria alle nuove disposizioni, selezionando un sottoinsieme di stazioni della rete di rilevamento da utilizzarsi in sede di rendicontazione, tenendo conto che il decreto prevede esplicitamente l’uso congiunto di misure in siti fissi, di misure indicative e di tecniche di modellizzazione e stima obiettiva. Tuttavia, oltre al set del programma di valutazione previsto dal decreto, sono rimaste attive sul territorio regionale numerose stazioni di interesse locale.

Attivita' di ARPA

La valutazione della qualità dell’aria in Lombardia è effettuata da ARPA sulla base di una rete di rilevamento costituita da 152 stazioni fisse, integrata dalle informazioni che derivano dalle simulazioni mediante modelli matematici di dispersione, e dai dati dell’inventario delle emissioni IN.EM.AR. Il monitoraggio strettamente detto si avvale, oltre che della rete di rilevamento, anche di mezzi mobili provvisti di apposita dotazione strumentale, di campionatori portatili di polvere e aria e di altra strumentazione avanzata.
Oltre al monitoraggio degli inquinanti tradizionali, ARPA sta avviando il monitoraggio dei principali componenti del particolato e la ricerca di composti tossicologicamente rilevanti o traccianti di specifiche sorgenti di emissione. Già la normativa (art. 6 del D.Lgs. 155/10) prevede l’individuazione sul territorio nazionale di alcune stazioni speciali dove valutare la composizione del PM2,5, la presenza di IPA ulteriori rispetto al Benzo(a)pirene, la deposizione di IPA e metalli. Per supportare adeguatamente i decisori nella scelta delle politiche e degli interventi di risanamento della qualità dell’aria, risulta di interesse indagare in particolare i principali componenti del particolato e seguire l’evoluzione di sostanze connesse ad una particolare sorgente, anche con la finalità di valutare l’efficacia delle misure di contrasto eventualmente adottate.
L’attività di ARPA va oltre le risposte necessarie alla normativa e include indagini speciali volte a fornire risposte concrete a problematiche locali, in siti sottoposti a pressioni specifiche e che necessitano per questo di approfondimento.
I dati di concentrazione dei singoli inquinanti così raccolti sono diffusi attraverso il sito istituzionale dell’Agenzia, mentre risultati aggregati e confronto con i limiti imposti dalla normativa vigente sono raccolti nelle relazioni annuali provinciali e disponibili al medesimo sito.
Tra le attività di ARPA riferite all’inquinamento atmosferico alcune sono maggiormente legate alle realtà industriali e consistono nei controlli alle emissioni in impianti soggetti a autorizzazione all’emissione in atmosfera o ad autorizzazione integrata ambientale e nel monitoraggio in continuo delle emissioni per mezzo di sistemi fissi posizionati a camino (SME) di determinati comparti produttivi caratterizzati da elevate potenzialità e sostanziali impatti emissivi, quali ad esempio centrali Termoelettriche, Termovalorizzatori e Cementifici.
ARPA contribuisce alla valutazione di scenari e misure che la Regione deve individuare ai fini del conseguimento degli obbiettivi di qualità dell’aria che la normativa prevede. Regione Lombardia è in effetti da lungo tempo impegnata nella realizzazione di Piani, Programmi e misure volte a ridurre le emissioni di inquinanti in atmosfera. Le politiche regionali in materia di inquinamento atmosferico già attive negli Anni ’80 sono successivamente confluite in modo organico all’interno di provvedimenti sia in attuazione delle disposizioni nazionali che di indirizzo innovativo per la specifica realtà lombarda. Con l’entrata in vigore dell’attuale normativa, Regione Lombardia ha avviato l‘aggiornamento della nuova pianificazione e programmazione delle politiche per il miglioramento della qualità dell’aria. Il Piano Regionale di Interventi per la qualità dell’Aria (PRIA) è stato definito con l’obiettivo di predisporre il quadro conoscitivo e di intervento che riguarderà le politiche per la qualità dell’aria e le politiche per il contenimento dei gas climalteranti nei prossimi anni.
Al PRIA si aggiungono l’adozione di norme che prevedono limiti emissivi e misure aggiuntive che derivano da piani non strettamente connessi alla qualità dell’aria ma che producono ugualmente un effetto su di essa.

Analisi dell'anno

Viene di seguito riportata una tabella riassuntiva della valutazione della qualità dell’aria per l’anno 2013, effettuata sulla base dell’analisi dei dati di tutte le stazioni di rilevamento della qualità dell’aria e secondo la suddivisione in zone vigente (D.g.r n°2605/11). Se venissero, invece, considerate solo le stazioni comprese nel Programma di valutazione, ossia il set di stazioni tra quelle presenti sul territorio regionale individuate per la valutazione della qualità dell’aria ai sens del Dlgs n°155 del 13/08/2010, si avrebbe un rispetto del limite orario dell'NO2 anche nell'agglomerato di Milano e un rispetto del limite annuale del PM10 anche nella zona A (pianura ad elevata urbanizzazione).


Tab. 1 – valutazione della qualità dell’aria riferita all’anno 2013

In dettaglio, come si può notare, attualmente non vengono registrati superamenti dei limiti e degli obbiettivi di legge per SO2, CO e C6H6. Per l’O3, il superamento è diffuso su tutto il territorio regionale, sebbene i picchi più alti si registrano sottovento alle aree a maggiore emissione. Anche per il PM10 il valore limite giornaliero (numero di giorni in cui la media giornaliera supera i 50 µg/m3) è superato in modo diffuso, sebbene il numero di giorni di superamento sia complessivamente calato negli anni (da più di 140 nei primi anni del 2000 fino a, mediamente, meno di 100 nel 2013). La progressiva diminuzione delle concentrazioni ha portato ad un rispetto dei limiti della media annua nella zona di montagna e di fondovalle e, quest'anno, anche nell'agglomerato di Bergamo, mentre permangono superamenti in alcune stazioni delle altre aree. Il superamento del limite sulla media annua del PM2.5, da rispettarsi dal 2015, è invece diffuso su tutte le zone del territorio regionale, eccetto che nella zona di montagna. Per quanto riguarda l’NO2 i superamenti del limite sulla media annua si sono verificati nelle zone maggiormente urbanizzate. Il superamento del limite sulla media oraria è invece ristretto ad un numero limitato di stazioni nell’agglomerato di Milano. Per quanto riguarda i metalli normati, si osservano complessivamente per l’anno 2013 concentrazioni ben al di sotto dei limiti fissati. Il BaP supera invece il valore obbiettivo o comunque fa registrare i valori più alti nelle aree in cui più consistente è il ricorso alla legna per riscaldare gli ambienti.

Bibliografia

[1] D. Lgs. 155 del 13 agosto 2010. Attuzione della direttiva 2008/50/CE relativa alla qualità dell’aria ambiente e per un’aria più pulita in Europa
[2] http://www.arpalombardia.it
[3] http://www.inemar.eu/xwiki/bin/view/Inemar/WebHome
[4] http://www.sinanet.apat.it
[5] http://ec.europa.eu
[6] http://www.eea.europa.eu/it

Tipologia
Indicatore




TermineBreve Descrizione
As Cd Ni Pb Metalli Pesanti Arsenico Cadmio Nichel Piombo - in ambito ambientale, con metalli pesanti si indica una famiglia di metalli o semimetalli (metalloidi) che sono associati a fenomeni di contaminazione e potenziale tossicità ed eco-tossicità. La forma chimica dei metalli pesanti determina la loro capacità di essere assunti, assorbiti o metabolizzati dagli esseri umani, e per questo ha un’importante influenza sulla loro tossicità, che presenta sostanziali differenze al variare dello stato di ossidazione e della solubilità. I metalli pesanti quali arsenico (As), cadmio (Cd), Nichel (Ni) e Piombo (Pb) si trovano generalmente adsorbiti sul particolato aerodisperso, in differenti composti chimici e differenti gradi di ossidazione. Tra i metalli pesanti, la normativa relativa alla qualità dell’aria stabilisce un valore obiettivo per As, Cd,Ni, Pb riferito al tenore totale di ciascun inquinante presente nella frazione PM10 del materiale particolato.
C6H6 Benzene - è un idrocarburo aromatico, presente naturalmente nel petrolio o formato nei processi di reforming in raffineria. Migliora le caratteristiche antidetonanti delle benzine. La maggior parte del benzene presente nell’aria deriva da evaporazione delle benzine o combustione incompleta delle stesse: la principale fonte di emissione è il traffico veicolare, soprattutto da motori a benzina.
CO Monossido di Carbonio - è un gas tossico, risultante dalla combustione incompleta di idrocarburi, carbone e legna. La principale fonte di emissione antropica è costituita dal traffico veicolare, in particolare dall’utilizzo dei combustibili fossili in autoveicoli con motore a benzina non dotati di marmitta catalitica.
COVNM Composti Organici Volatili Non Metanici: sono importanti precursori dell’ozono troposferico. Sono emessi da un gran numero di sorgenti di tipo antropogenico, come l’utilizzo di vernici, il trasporta su strada, il lavaggio a secco ed i vari utilizzi dei solventi e di tipo biogenico, emessi dalla vegetazione in quantità dipendenti dal tipo di specie e dalla temperatura e radiazione solare.
GHGs GreenHouse Gases - Gas climalteranti: l’incremento delle concentrazioni in atmosfera di CO2, CH4 e N2O - gas naturalmente presenti nell’atmosfera, nella quale contribuiscono alla stabilizzazione delle temperature della superficie terrestre è messo in relazione con sempre maggiore evidenza scientifica all’effetto serra, ovvero al riscaldamento dello strato inferiore dell’atmosfera del pianeta. L’influenza delle attività umane nella modificazione delle concentrazioni in atmosfera di tali gas ha portato all’istituzione nel 1992 della Convenzione Quadro sui Cambiamenti Climatici, che prevede la stima delle emissioni dei gas climalteranti o Gas serra (Green House Gases - GHGs) come elemento di base per l’impostazione di efficaci strategie di controllo del riscaldamento globale. Le successive linee guida codificate dall’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) prevedono la quantificazione delle emissioni di anidride carbonica (CO2), di metano (CH4), di protossido di azoto (N2O) e di circa 30 gas fluorurati (codificati come HFCS, PFCS, SF6). Il potenziale di riscaldamento globale può essere stimato in modo aggregato attraverso le emissioni di CO2 equivalente, ottenute moltiplicando le emissioni di ogni gas per il Global Warming Potential (GWP).
Inquinante primario Gli inquinanti primari sono emessi nell’atmosfera direttamente dalle sorgenti di emissione, siano esse antropogeniche o naturali
Inquinante secondario Gli inquinanti secondari non vengono emessi direttamente ma si formano a seguito di reazioni chimico-fisiche che avvengono in atmosfera con altre specie primarie o secondarie.
IPA Idrocarburi Policiclici Aromatici- sono composti inquinanti presenti nell’atmosfera in quanto prodotti da numerose fonti tra cui, principalmente, il traffico autoveicolare (scarichi dei mezzi diesel) e i processi di combustione di materiali organici contenenti carbonio (legno, carbone, ecc.). La principale fonte in Lombardia è la combustione a legna in piccoli apparecchi. L’unico IPA per cui la normativa fissa un valore obiettivo è il benzo(a)pirene (BaP).
NH3 Ammoniaca - gas in traccia nell’atmosfera, è prodotta in particolare da attività legate all’agricoltura ed all’allevamento. Reagisce in atmosfera con inquinanti gassosi acidificanti (ossidi di zolfo e di azoto) per formare Sali di ammonio che contribuiscono all’aumento del materiale particellare sospeso
NO2 Ossidi di azoto - il biossido di azoto è un gas di colore rosso bruno, di odore intenso e pungente. È un forte agente ossidante, reagisce violentemente con materiali combustibili e riducenti e in presenza di acqua è in grado di ossidare diversi metalli. Gli ossidi di azoto in generale (NOx), vengono prodotti durante i processi di combustione a causa della reazione che, a elevate temperature, si produce tra l’azoto, contenuto nell’aria o nel combustibile, e l’ossigeno contenuto nell’aria. La fonte principale rimane il traffico veicolare, sebbene non siano trascurabili i contributi dalle combustioni di origine industriale, quelle derivanti dalla produzione di energia elettrica e le emissioni originate dal riscaldamento domestico. L’NO2 è un inquinante per lo più secondario e si forma in gran parte per l’ossidazione del monossido di azoto prodotto durante i processi di combustione. Svolge un ruolo fondamentale nella formazione di un insieme di inquinanti atmosferici, complessivamente indicati con il termine di “smog fotochimico”, tra i quali l’ozono e i nitrati che si ritrovano nel particolato. Per quanto riguarda i possibili effetti sulla salute, l’NO2 può esercitare un’azione irritante sulla mucosa degli occhi, del naso, della gola ed è responsabile di specifiche patologie a carico dell’apparato respiratorio (bronchiti, irritazioni).
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