Abstract (ITA) - ARPA Lombardia

Riassunto
Progetto PARFIL – attività III anno
“Ricostruzione modellistica delle misure di composizione del progetto PARFIL”
UO1 ARPA Lombardia - UO3 Università Statale Milano
Come previsto dalla normativa, l’impiego di modelli matematici è sempre più frequentemente richiesto nella
valutazione della qualità dell’aria ed, in particolare, delle concentrazioni di particolato sia attuali che
conseguenti all’adozione di politiche di intervento. Tuttavia, per garantire una risposta sempre più accurata
da parte del modello, risulta molto importante poter conoscerne, e migliorarne se necessario, la capacità di
riprodurre non solo i livelli di particolato totale ma anche i livelli delle sue componenti. A tale scopo è però
necessario disporre dei risultati di campagne sperimentali in cui oltre alla misurazione del PM totale, siano
state misurate contemporaneamente le frazioni degli ioni e del carbonio.
La presente linea di ricerca aveva come obiettivo la ricostruzione modellistica delle misure di composizione
del progetto PARFIL, a tal fine era quindi previsto un confronto tra le concentrazioni simulate dal sistema
di modelli di dispersione attualmente in uso presso ARPA Lombardia e i dati sperimentali di PM10 (massa e
principali componenti: EC, OC, nitrati, solfati e ammonio) prodotti appunto nell'ambito del progetto.
Il progetto PARFIL ha messo a disposizione nel corso di questi ultimi anni una notevole mole di misure di
particolato e della sua composizione, tuttavia la non contemporaneità della misura delle componenti
impediva di procedere ad un confronto completo tra i risultati del modello e le concentrazioni misurate.
Nell’ambito di questa ricerca, svolta congiuntamente da ARPA Lombardia e dall’Università di Milano, è
stata svolta un’analisi preliminare del dataset PARFIL al fine di individuare, alla luce delle misure
disponibili per le varie postazioni, su quali sottoperiodi e con quali tipi di analisi completare le misure
esistenti. Relativamente al 2006 sono state condotte analisi di carbonio e ioni su filtri di particolato
campionati a Milano in via Pascal; è stato scelto un periodo di indagine estivo dal 12 al 27 giugno, ed uno
invernale, dal 18 al 25 dicembre. Ai fini di consentire un approfondimento sulla componente carboniosa, si è
ritenuto utile effettuare nell’anno 2007 analisi di carbonio nei siti di Milano, Lodi e Sondrio; il periodo
invernale è composto dalle settimane 5–11 Febbraio e 19–25 Marzo, mentre il periodo estivo dalle settimane
29 Aprile – 6 Maggio e 11–17 Giugno. Le misure di concentrazione dei composti del carbonio (TC, OC ed
EC) sono state effettuate mediante la tecnica TOT (Thermal Optical Transmittance), mentre degli ioni (NO 3-,
NH4+, SO42-) attraverso la tecnica IC (cromatografia ionica), entrambe effettuate nel laboratorio di Chimica
Inorganica, Metallorganica e Analitica.
Le simulazioni modellistiche sono state condotte da ARPA su due periodi uno estivo ed uno invernale per
l’anno 2006 (12.06.06-27.06.06) e per l’anno 2007 (11.06.07-17.06.07; 05.02.07-11.02.07). A tale fine sono
stati predisposti i campi meteorologici, le condizioni iniziali e al contorno per i periodi, gli input emissivi
che, nel caso del 2006, sono stati preparati oltre che per il caso base, per alcuni scenari di test. Quindi si è
proceduto all’applicazione del sistema modellistico sui periodi prescelti, all’estrazione delle frazioni di
particolato simulate per i due periodi e per le celle in corrispondenza dei siti di interesse.
L’analisi congiunta di ARPA Lombardia e dell’Università di Milano dei risultati del modello e delle misure
ha fornito elementi di riflessione che potrebbero oggetto di approfondimenti futuri e/o di nuove simulazioni.
Certamente la disponibilità di misure su un periodo estivo ed uno invernale per ciascun anno, ha consentito
di arricchire le informazioni derivanti dalla comparazione anche in relazione alle differenti caratteristiche
meteo-climatiche ed emissive del periodo. Al termine dei lavori, è stata predisposta una relazione tecnica,
che illustra le ipotesi metodologiche assunte e i risultati ottenuti nell’ambito delle simulazioni condotte ed il
confronto con le misure sia in termini di particolato totale che per le varie frazioni. Pur rimandando alla
relazione per tutti i dettagli, è possibile affermare che dal confronto sono emersi risultati molto soddisfacenti
nella riproduzione di alcune frazioni (esempio quella carboniosa), più critici, ma non meno stimolanti per gli
sviluppi futuri, rispetto ad altre (esempio nitrati). Le simulazioni, condotte su ipotesi emissive differenti,
hanno evidenziato che, oltre all’entità delle emissioni dei precursori e del PM10 primario, come è
ragionevole aspettarsi, anche ipotesi differenti nei profili di speciazione chimica delle fonti emissive,
possono determinare variazioni significative sui livelli di concentrazioni e sulla composizione del particolato.
La ricostruzione del comportamento del particolato atmosferico e della sua distribuzione spaziale e
temporale rappresentano una sfida tuttora aperta per i modelli di qualità dell’aria. Come dimostra la
bibliografica internazionale disponibile sull’argomento e in continua evoluzione, nelle simulazioni del
particolato molti sono ancora aspetti che meritano di essere approfonditi. Detto questo è altrettanto
confermato dalle esperienze in atto che i modelli si configurano come strumenti per una migliore
comprensione delle informazioni chimiche e meteorologiche derivanti dalle campagne di misura, cosi come
quest’ultime, condotte secondo specifiche e nel dettaglio adeguato (disponibilità della composizione e,
possibilmente, contemporaneità delle misure delle specie) come avvenuto nell’ambito di questo progetto,
costituiscono preziose opportunità per rendere più accurato lo strumento modellistico.