rappresentatività spaziale dei dati di pm della

PM 2014 - GENOVA 21-23 APRILE
RAPPRESENTATIVITÀ SPAZIALE DEI DATI DI PM DELLA STAZIONE DI MONITORAGGIO DELLA QUALITÀ DELL’ARIA
DI PT-MONTALE
ARPAT - Settore CRTQA - Bianca Patrizia Andreini, Elisa Bini, Chiara Collaveri, Tiziana Cecconi, Fiammetta Dini, Marco Stefanelli, Riccardo Ricceri
UF
UF
UF
RF
UF
UF
PF
UF
UF
UF
UF
UF
PF
RF
La stazione di monitoraggio della qualità dell’aria di Montale è collocata nella
piana compresa tra le aree urbane di Prato e Pistoia.
I livelli di concentrazione di PM10 rilevati hanno sempre presentato valori molto
elevati rispetto a quelli della maggior parte delle stazioni di fondo della Toscana,
in particolare nel periodo autunno - inverno.
UF
MEDIA 2007-2013 (g/m3)
PT-MONTALE
FI-Boboli FI-Bassi
90
UF
UF
PI-SC
FI- PO-Roma PTPTLUScandicci
Montale Signorelli Capannori Coop
UF
RF
PF
UF
UF
UF
Anno tipo
(2003-2007)
[g/m3]
AR-C.
PISIPI-passi GR-URSS MSLUColombarotto Viareggio Stabbi Montecerboli Poggibonsi
UF
PF
UF
UF
UF
RF
UF
80
MAX
MIN
SUPERAMENTI 2007-2013
MEDIA
70
60
50
40
30
20
Per la particolarità dei dati PM10 rilevati, la stazione di Montale è stata inserita
nella DGRT n. 1025/2010 tra le stazioni appartenenti alla rete regionale, con
l’indicazione che tale stazione sarebbe stata oggetto di approfondimento
relativamente alla rappresentatività territoriale dell’informazione per il PM10 e
PM2,5 in funzione della tipologia della stazione .
10
0
FI
FI
FI-Boboli
FI-Bassi
Boboli
Bassi
FI-Bobol i
FI-Bassi
UF
UF
PT
LU
PI
PO
PT
PI-SC
FI- PO-Roma
PTLUPTSignorelli
Capan
SC
Roma
Montale
Nori
Coop
UF
UF
RF
Coop
Scandicci
Montale Signorelli Capannori
UF
PF
FI-S
candi cci
FI
Scandicci
UF
PO-Roma
PT -Montal e
PT -Si gnor el l i
LU-Capannor i
PI-S. Cr oce
Coop
PI
GR
MS
AR
PI
SI
LU
AR-C.
PISIPI-passi
GR-URSS
MSLUPassi
URSS
Colomba
Casa
Montecer
Poggib
Viareg
Rotto
Stabbi
Boli
onsi
UF
UF
Gio
Stabbi
Montecerboli
Poggibonsi
Colombarotto
Viareggio
UF
RF
PF
UF
UF
PI-Passi
GR-URSS
MS-
LU-Vi ar eggi o
AR-Casa Stabbi
PI-Montecer bol i
SI-Poggi bonsi
Col ombar otto
Obiettivi del progetto:
Ø verifica del bacino territoriale su cui possono estendersi i livelli di concentrazione di PM10 rilevati presso la centralina di Montale
Ø acquisizione di elementi sulle possibili cause degli elevati livelli di PM10 rilevati
LE FASI DEL PROGETTO
VERIFICA
IPOTESI
Lo strumento individuato per la verifica delle ipotesi:
il monitoraggio del particolato fine PM10 tramite campagne indicative
6 campagne indicative (DLgs 155/2010)
24 periodi di campionamento di 15 giorni ciascuno
L’anomalia della stazione di Montale sembrerebbe imputabile principalmente a due cause:
1. la tipologia delle fonti di emissione locali, sorgenti di emissione di particolato di
origine primaria
2. le caratteristiche meteorologiche del sito. La stazione di Montale sembra risiedere
in un sito che presenta caratteristiche sfavorevoli alla dispersione degli inquinanti
Le sei postazioni sono state identificate tramite l’applicazione di un indice statistico 
(metodologia analoga a quella sviluppata da ENEA nell’ambito della convenzione con il MATTM per
la valutazione della rappresentatività delle stazioni delle reti speciali)
(A.Piersanti, L.Ciancarella G.Cremona, G.Righini, L.Vitali. Rappresentatività spaziale di misure di qualità dell’aria- Valutazione di un metodo di stima basato su fattori oggettivi. ENEA RT/2013/1/ENEA)
LA STRUMENTAZIONE UTILIZZATA PER IL
CAMPIONAMENTO
I SITI DI CAMPIONAMENTO
PT-Signorelli
Coordinate WGS84 GMS
Sito
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
PO-Roma
Comune
Distanza
indicativa 1 da
PT-Montale
(km)
Quota
(m s.l.m.)
Latitudine
Longitudine
49
42
40
75
48
44
43°54'57.14"N
43°53'42.71"N
43°52'14.96"N
43°56'10.10"N
43°52'24.12"N
43°53'37.78"N
10°59'41.84"E
11°00'41.25"E
10°59'45.56"E
11°01'5.50"E
11°02'39.99"E
10°57'41.46"E
0,9
2,2
4,9
2,5
5,4
4,3
48
54
54
43°54’54.19"N
43°56’23.94"N
43°87’33.97"N
11°00’22.26"E
10°54’06.04"E
11°09’23.02"E
8,8
8,2
Agliana – Don Milani
Agliana – S. Michele
Quarrata - Vignole
Montale – via Vignolini
Prato - Brugnano
Pistoia - Bottegone
PT-Montale
PT-Signorelli
PO-Roma
Campionatore sequenziale per esterni per il
monitoraggio in continuo del particolato
atmosferico
mediante
metodo
di
campionamento su membrana filtrante, modello
Tecora SKYPOST , certificato da TÜV in accordo
alla norma EN 12341, al DM60 e alla norma UNI
EN 13284.
Lo strumento ha partecipato a due circuiti di
interconfronto delle misure della frazione PM10
di materiale particolato nell’aria ambiente
organizzati dall’Istituto Superiore per la
Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA).
DURATA E STAGIONALITÀ DELLE CAMPAGNE
Ipotesi di area di rappresentatività della stazione di PT-Montale
AGLIANA - DON MILANI
AGLIANA - SAN MICHELE
QUARRATA - VIGNOLE
MONTALE - VIA VIGNOLINI
PRATO - CASALE
PISTOIA - BOTTEGONE
INVERNO
PRIMAVERA
ESTATE
AUTUNNO
INVERNO
RAPPRESENTATIVITA’ DEI DATI DELLE CAMPAGNE
INVERNO
AGLIANA - DON MILANI
41
Interruzione
campionamento
per manutenzione
SKYPOST
160
140
40
160
Distribuzione dei dati
di concentrazione di
PM10 (g/m3)
rilevati nel corso della
campagna di
campionamento di
Pistoia - Bottegone
100
80
60
40
20
0
PISTOIA BOTTEGONE
PT-MONTALE
PO-ROMA
feb-14
gen-14
dic-13
nov-13
ott-13
set-13
ago-13
lug-13
giu-13
Le serie di dati ottenute
dalle campagne di
monitoraggio effettuate
possono essere ritenute
rappresentative dei livelli
di qualità dell’aria della
zona nella quale sono
stati effettuati i
monitoraggi
Le stesse caratteristiche della
distribuzione della campagna di
Bottegone si rilevano anche per le
stazioni fisse; i valori di concentrazione
rilevati presso tale sito sono, perciò,
distribuiti in maniera poco
rappresentativa rispetto all’intero
anno ma si possono ritenere attendibili
in quanto coerenti con quanto rilevato
dalle centraline fisse della zona
140
120
mag-13
Le distribuzioni annuali dei dati hanno
caratteristiche tra loro molto simili.
Fa eccezione il sito di Pistoia –
Bottegone.
PT-SIGNORELLI
PO-ROMA
PT-MONTALE
PISTOIABOTTEGONE
PRATOBRUGNANO
MONTALE-VIA
VIGNOLINI
QUARRATAVIGNOLE
AGLIANA-SAN
MICHELE
0
AGLIANA-DON
MILNI
20
apr-13
60
feb-13
80
gen-13
Distribuzione dei dati di
concentrazione di PM10 (g/m3)
relativi alle campagne rispetto a
quella dei dati rilevati presso le
stazioni fisse di fondo della zona
nel corso dell’anno
100
mar-13
120
METODO DI
RIFERIMENTO PER
LA MISURAZIONE
Metodo gravimetrico
(UNI EN 14907:2005)
Scheda dei dati dei siti di
monitoraggio e delle stazioni
fisse di fondo della zona
PT-SIGNORELLI
PRIMAVERA
Media delle medie giornaliere
Media annuale
n. superamenti limite media giornaliera (90,4° perc.)
0
AGLIANA – SAN MICHELE
Media delle medie giornaliere
44
Media annuale
n. superamenti limite media giornaliera (90,4° perc.)
1
QUARRATA - VIGNOLE
Media delle medie giornaliere
37
Media annuale
n. superamenti limite media giornaliera (90,4° perc.)
1
MONTALE - VIGNOLINI
Media delle medie giornaliere
34
Media annuale
n. superamenti limite media giornaliera (90,4° perc.)
0
PRATO - BRUGNANO
Media delle medie giornaliere
65
Media annuale
n. superamenti limite media giornaliera (90,4° perc.)
0
PISTOIA - BOTTEGONE
Media delle medie giornaliere
47
Media annuale
n. superamenti limite media giornaliera (90,4° perc.)
0
PT-MONTALE
Media delle medie giornaliere
43
Media annuale
n. superamenti limite media giornaliera (50 mg/m3)
26
PT-SIGNORELLI
Media delle medie giornaliere
31
Media annuale
n. superamenti limite media giornaliera (50 mg/m3)
14
PO-ROMA
Media delle medie giornaliere
34
Media annuale
n. superamenti limite media giornaliera (50 mg/m3)
18
ESTATE
AUTUNNO
25
18
0
0
19
20
0
0
21
30
0
0
23
21
0
0
20
24
0
0
1
33
17
103
0
0
1
20
18
36
0
19
16
27
0
14
19
37
0
17
29
28
0
19
26
0
21
27
0
15
23
0
23
33
50
29
0
18
23
0
20
27
0
I RISULTATI
CAMPAGNE INVERNALI
CAMPAGNE PRIMAVERILI
CAMPAGNE AUTUNNALI
")
Stazioni fisse
")
Stazioni fisse
")
Stazioni fisse
")
Siti di
campionamento
")
Siti di
campionamento
")
Siti di
campionamento
Differenze rispetto a Montale [µg/m3]
Differenze rispetto a Montale [µg/m3]
30
-21 - -17
-21 - -17
-17 - -13
-17 - -13
-17 - -13
-13 - -10
-13 - -10
-13 - -10
-10 - -7
-10 - -7
-10 - -7
-7 - -4
-7 - -4
-7 - -4
-4 - -1
-4 - -1
-4 - -1
-1 - 2
-1 - 2
-1 - 2
2-5
2-5
2-5
5-7
5-7
5-7
7 - 11
7 - 11
7 - 11
30
30
25
25
20
20
15
15
10
10
10
5
5
Differenze tra le medie
primaverili PM10 dei siti di
campionamento e delle stazioni
fisse tipo UF, zona PO-PT
25
25
20
20
15
15
10
0
-5
-10
Agliana
scuola Don
Milani
Agliana
scuola
S.Michele
Quarrata Loc. Montale via
Vignole
Vignolini
Prato Loc.
Brugnano
Pistoia Loc.
Bottegone
Prato-Roma
-15
Pistoia
Signorelli
Differenze tra le medie
invernali PM10 dei siti
di campionamento e
delle stazioni fisse tipo
UF, zona PO-PT
Differenze rispetto a Montale [µg/m3]
-21 - -17
30
5
CAMPAGNE ESTIVE
0
-5
-10
Agliana
scuola Don
Milani
Agliana Quarrata Loc. Montale via
Vignole
Vignolini
scuola
S.Michele
Prato Loc.
Brugnano
Pistoia Loc. Prato-Roma
Bottegone
Pistoia
Signorelli
Differenze tra le medie
autunnali PM10 dei siti di
campionamento e delle stazioni
fisse tipo UF, zona PO-PT
0
Agliana
scuola Don
Milani
-5
-10
Agliana Quarrata Loc. Montale via
Vignole
Vignolini
scuola
S.Michele
Prato Loc.
Brugnano
Pistoia Loc. Prato-Roma
Bottegone
Pistoia
Signorelli
Differenze tra le medie
estive PM10 dei siti di
campionamento e delle
stazioni fisse tipo UF, zona
PO-PT
5
0
-5
Agliana
scuola Don
Milani
Agliana
scuola
S.Michele
Quarrata Loc. Montale via
Vignole
Vignolini
Prato Loc.
Brugnano
Pistoia Loc.
Bottegone
-10
Prato-Roma
Pistoia
Signorelli
Nel caso di località poste a quota inferiore o
uguale a quella della stazione di Montale si
sono rilevati valori di concentrazione superiori
a quelli riscontrati presso PT-Montale; nel caso
di siti posti a quote superiori si osservano delta
di concentrazione negativi.
Differenza tra le medie dei livelli di concentrazione di PM10 (g/m3) rilevati presso i siti di campionamento e di quelli rilevati presso le stazioni fisse tipo urbana fondo della zona Prato - Pistoia
Correlazione
tra i dati di
PM10 delle
campagne di
monitoraggio
e PT-Montale
Valori compresi nell'area 50% Valori compresi nell'area 25%
92%
71%
I dati delle campagne presentano
un’ottima correlazione con quelli di PTMontale. La percentuale dei punti
compresi all’interno del cono
individuato dalle rette rappresentanti
uno scostamento di 50% rispetto al
valore atteso è, infatti, molto elevata
(92%); lo stesso accade nel caso del
cono individuato dalle rette
rappresentanti uno scostamento di
25% anche se, come prevedibile con
valori inferiori.
0,75
E
0,50
D
F
A
0,25
C
0,00
0,00
Valore assoluto della correlazione
differenza-media
Valore assoluto della correlazione
differenza-media
L’anomalia dei dati di PM10 della stazione di Montale appare principalmente
imputabile alle caratteristiche meteorologiche del sito (sfavorevoli alla dispersione
degli inquinanti). La stazione non rappresenta un’anomalia di livello strettamente
locale, ma piuttosto i valori monitorati dalla stazione sono rappresentativi di tutta
l’area pianeggiante compresa tra le aree urbane di Prato e Pistoia.
1,00
1,00
0,75
E
0,50
D
0,25
A
C
B
0,25
0,50
0,75
Coefficiente di concordanza di Lin
1,00
0,00
0,00
0,25
0,50
0,75
Coefficiente di concordanza di Lin
F
B
1,00
Autunno/Inverno
Tutto il periodo di campionamento
Correlazione di Bravais-Pearson
Bassa
Alta
Concordanza di Lin
1,00
Valore assoluto della correlazione
differenza-media

Correlazione tra i dati
delle campagne di
monitoraggio (in
ordinate) e quelli della
stazione fissa di PTMontale (in ascisse)
A: AGLIANA - DON MILANI
B: AGLIANA - SAN MICHELE
C: QUARRATA – VIGNOLE
D: MONTALE - VIA VIGNOLINI
E: PRATO – BRUGNANO
F: PISTOIA – BOTTEGONE
Correlazione
differenza/media
0,75
Bassa
Alta
Bassa
Alta
Bassa
A
0,50
Alta
Le condizioni di correlazione ottimale
vengono evidenziate con una cornice blu
0,25
B F
C
0,00
0,00
0,25
0,50
E
0,75
Coefficiente di concordanza di Lin
Primavera/Estate
D
1,00
Metodo dei tre indici di correlazione. Classificazione dei
coefficienti : siti di campionamento/PT-MONTALE
( Valutazione di qualità delle misure di concentrazione degli inquinanti
atmosferici nello studio dell’effetto a breve termine dell’inquinamento
sulla salute - A. Biggeri, M. Baccini, G. Accetta, A. Bellini, D. Grechi,
Gruppo MISA – EP anno 27, novembre-dicembre 2003).
 Il sito di Montale–Vignolini è collocato in una fascia di livello di concentrazione
inferiore che circonda la piana sul lato nord (insieme alla stazione di PT-Signorelli)
 Il sito di Prato-Brugnano è collocato in una fascia di concentrazione con andamento
molto simile a quello rilevato presso la stazione di PO-Roma che circonda la piana sul
lato sud
 La quota di monitoraggio si presenta in tale zona come ulteriore parametro di
influenza sui dati di qualità dell’aria, insieme a quello meteorologico e di pressione
emissiva
 I livelli di concentrazione di PM10 rilevati presso i siti delle campagne di
monitoraggio presentano una forte correlazione con quelli della stazione di Montale