Atti - PM2012

La Società Italiana di Aerosol, in collaborazione con Arpa Umbria e l’Università degli Studi
di Perugia, è lieta di dare il benvenuto alla quinta edizione del Convegno Nazionale sul
Particolato Atmosferico.
Il convegno vedrà confrontarsi le diverse comunità scientifiche e il mondo delle Agenzie di
protezione ambientale sui temi legati al particolato atmosferico, alla sua composizione
chimico-fisica, al suo monitoraggio, ai modelli di diffusione, ai fenomeni che lo producono
e alle strategie di intervento e di gestione delle problematiche in materia.
L’edizione di quest’anno sarà dunque particolarmente orientata a favorire l’incontro del
mondo scientifico e della ricerca – nonché quello studentesco, grazie anche alla politica
organizzativa adottata – con quello della conoscenza ambientale rappresentato dal
Sistema delle Agenzie, nell’ottica di fornire alle istituzioni utili elementi conoscitivi e
proposte concrete per migliorare la qualità dell’aria.
Il Comitato Organizzatore
1
Comitato Scientifico
Monica Angelucci - ARPA Umbria
Franco Belosi - ISAC-CNR, Bologna
Ezio Bolzacchini - Università degli Studi di Milano-Bicocca
David Cappelletti - Università degli Studi di Perugia
Daniele Contini - ISAC-CNR, Lecce
Andrea D'Anna - Università degli Studi di Napoli
Maria Cristina Facchini - ISAC-CNR, Bologna
Andrea Gambaro - Università Cà Foscari di Venezia
Vorne Gianelle - ARPA Lombardia
Maria Perrone - Università del Salento
Franco Prodi - ISAC-CNR, Bologna
Roberto Udisti - Università degli Studi di Firenze
Roberta Vecchi - Università degli Studi di Milano
Elisabetta Vignati - JRC-ISPRA
Comitato Organizzativo
Monica Angelucci, Giancarlo Marchetti, Lorena Marzolesi - Arpa Umbria Stefano Crocchianti, Noelia Faginas Lago, Antonio Laganà - Università di Perugia, Dip.to di Chimica
David Cappelletti, Franco Vecchiocativi, Francesco Scardazza - Università degli studi di Perugia, Dip.to di
Ingegneria Civile e Ambientale
Segreteria Organizzativa
Carole Lecerf – Società Italiana Aerosol - Via Cassiopea, 19 / 47900 Rimini
tel. 0541 173 3232 / fax 0541
776252
Lorena Marzolesi – Arpa Umbria - Via Pievaiola Loc. S. Sisto / 06132 Perugia tel. 075.51596204-240 / fax
075.51596235
David Cappelletti – Università degli Studi di Perugia Via G. Duranti, 93 / 06125 Perugia tel. 075 585 3862
/ fax 075 585 3864
Noelia Faginas Lago - Master-up srl - Indirizzo: Via Elce di Sotto n.8 / 06123, Perugia
tel: +39 348 6255420
/ fax: +39 075 5855606
Sede del convegno
Centro Congressi Hotel Giò
Via Ruggero D'Andreotto, 19
Perugia - 06124
www.perugiacentrocongressi.it
Per informazioni: [email protected]
2
Indice
Conferenze plenarie
Kimberly A. Prather (University of California, San Diego, USA)
Flying through the clouds: Understanding aerosol impacts on climate .............................................................. 20
Gian Paolo Gobbi (CNR, Roma)
Verso una Caratterizzazione 4D del Particolato Atmosferico: dalla Ricerca al Monitoraggio ........................... 21
Pier Alberto Bertazzi (Università degli Studi di Milano)
Gli effetti del PM10 e l’impatto sulla salute della popolazione ........................................................................... 22
Contributi orali
Le componenti carboniose nel PM
Stefano Caserini, Silvia Galante, Senem Ozgen, Sara Cucco, Katia De Gregorio, Marco Moretti,– Emissioni
di carbonio elementare ed organico in Lombardia .........................................................................................24
Vera Bernardoni, Maria Chiara Bove, Massimo Chiari, Eleonora Cuccia, Barbara Daresta, Gianluigi de
Gennaro, Paola Fermo, Martina Giannoni, Franco Lucarelli, Dario Massabò, Silvia Nava, Andrea
Piazzalunga , Paolo Prati, Gianluigi Valli, Roberta Vecchi, - Analisi TOT per la determinazione di OC ed EC:
interconfronto fra due differenti protocolli di misura ....................................................................................25
Valentina Costa, Roberto Vecchietti, Isabella Ricciardelli, Dimitri Bacco, Maria Chiara Pietrogrande Determinazione del carbonio organico ed elementare su PM con metodo termoottico: valutazione del
problema del sovraccarico dei campioni ........................................................................................................26
Massimo Chiari, Silvia Becagli, Giulia Calzolai, Martina Giannoni, Franco Lucarelli, Silvia Nava Determinazione di EC ed OC mediante tecniche nucleari di scattering elastico in campioni di particolato
atmosferico raccolto su Teflon .......................................................................................................................27
Dario Massabò, M.C. Bove, E. Cuccia, P. Prati, V. Bernardoni, G. Valli, R. Vecchi - Un sistema ottico per la
caratterizzazione della frazione carboniosa del PM .......................................................................................28
Mariarosaria Calvello, Francesco Esposito, Giulia Pavese - Rivelazione di BC, BrC e OC mediante etalometro
AE31 in siti caratterizzati da differenti emissioni ...........................................................................................29
3
Silvia Moroni, Marco Bedogni, Bruno Villavecchia, Giuseppina Tosti, Costantinos Sioutas, Dane
Westerdahl, Giovanni Invernizzi, Ario Ruprecht - Il progetto di monitoraggio del Black Carbon nella città di
Milano .............................................................................................................................................................30
Stefania Gilardoni, L. Giulianelli, M. Rinaldi, C. Lanconelli, V. Vitale, P. Massoli, S. Ferrari, V. Poluzzi, M.C.
Facchini - Proprietà dell'aerosol carbonioso nella Pianura Padana ...............................................................31
Formazione di aerosol e caratterizzazione con tecniche ad alta risoluzione temporale
Andrea Maranzana, Glauco Tonachini - Nucleazione funzionalizzata di particelle carboniose mediata da
atomi e molecole di ossigeno. Studio teorico ..................................................................................................32
Federico Bianchi, Francesco Riccobono, Josef Dommen, Ernest Weingartner, Urs Baltensperger - Influenza
dell'ammoniaca nel processo di nucleazione: risultati dell'esperimento CLOUD ............................................33
Fabio Alberto Scanzani, S. Narducci, S. Argentini, S. Solmi - Influenza della micrometeorologia sulla
concentrazione di particolato atmosferico: risultati preliminari dopo un anno di osservazioni presso il campo
sperimentale dell’ISAC CNR di Roma Tor Vergata ...........................................................................................34
Daniele Contini, Antonio Donateo, Fabio Massimo Grasso, Cosimo Elefante - Analisi dei flussi emissivi di
particolato e CO2 in ambiente urbano mediante eddy-correlation: parametrizzazioni della sorgente "traffico"
.........................................................................................................................................................................35
Giulia Calzolai, Massimo Chiari, Franco Lucarelli, Silvia Nava, Eduardo Yubero, Jose Nicolas, Javier Crespo
- Studio di eventi acuti con elevata risoluzione temporale: il caso delle Mascletas ad Alicante (Spagna). ....36
Manuel Dall'Osto, A. Alastuey, M. A. Pedemonte, B. L. van Drooge, M. Pandolf, M. C. Minguillo, F. Amato,
T. Moreno, J. Pey, C. Reche, M. Cusak, M. Viana, A. Roca, J . Gietl, D. Beddows, Roy M. Harrison, J.
Wenger, E. Mc Gillcuddy, J. Sudou, R. Healy, D. Ceburnis, G. Martucci, C. O'Dowd, F. Lucarelli, S. Nava, J.
L. Jimenez, F. Gomez Moreno, B. Artinono, A. S. H. Prevot, L. Pfaffenberger, S. Frey, F. Wilsenack, S. Ng,
D. Worsnop, D. Casabona Fina, P. Jiménez Guerrero, X. Querol - SAPUSS: Risolvere problemi di aerosol
mediante l'uso sinergistico di diverse strategie a Barcelona, Spain ................................................................37
Chiara Giorio, Andrea Tapparo, Manuel Dall'Osto, Roy M. Harrison, David C.S. Beddows, Eiko Nemitz Analisi PMF applicata a spettri ATOFMS di singola particella per la caratterizzazione del particolato
atmosferico ......................................................................................................................................................38
Monica Crippa, DeCarlo Peter F., Slowik Jay G., El Haddad Imad, Prévôt Andre. S. H., Baltensperger Urs Identificazione di sorgenti marine e continentali del particolato atmosferico a Parigi mediante analisi ad alta
risoluzione con AMS.........................................................................................................................................39
4
Nuove esperienze realizzate dalle Agenzie nell’ambito del campionamento, dell’analisi e della
modellistica
Maria Belli, D. Centioli, S. Barbizzi, F. Cadoni, S. Gaudino - Attuazione del D.Lgs 155/2010: linee guida per
le attività di QA/QC.......................................................................................................................................... 40
Isabella Ricciardelli, S. Ferrari, C. Maccone, A. Trentini, F. Scotto, C. Sartini, D. Bacco, S. Gilardoni, M.C.
Facchini, V. Poluzzi - Risultati preliminari della prima campagna intensiva del Progetto Supersito nella
regione Emilia-Romagna .................................................................................................................................41
Francesco Montanari, D. B. Giaiotti, E. Baiutti, F. Moimas - Speciazione in situ e in silico del materiale
particolato ......................................................................................................................................................42
Anna De Martini, Laura Carroccio, Vorne Gianelle, Silvia Becagli, Roberto Udisti - Analisi delle serie
storiche di PM1, PM2.5 e PM10 nella provincia di Lecco ................................................................................43
Cristina Colombi, Vorne Gianelle, Matteo Lazzarini, Silvana Angius - Il particolato atmosferico all'interno
della metropolitana di Milano ........................................................................................................................44
Mauro Rossi, G. Bonafè, F. Scotto, A. Trentini, L. Pasti - Monitoraggio di PM2.5 e PM1 campionati in
prossimità del termovalorizzatore di Rifiuti Solidi Urbani di Bologna ............................................................45
Roberto Sozzi, S. Ceradini, F. Troiano, A. Di Giulio, F. Sacco, S. Listrani, F. Barbini, S. Barberini, A.
Bolignano, M. Morelli - Il monitoraggio delle polveri sottili a Roma: la rete tradizionale e la postazione alla
sommità del canopy urbano ...........................................................................................................................46
Tomaso Vairo, Mauro Quagliati, Elena Pagani, Monica Beggiato, Annamaria Lantero, Ruggero Della
Penna, Carla Devia, Gino Vestri - Determinazione del contributo dell'aerosol marino alla frazione PM10
sulla costa ligure .............................................................................................................................................47
Fattori di emissione, markers di sorgenti e modellistica
Matteo Rinaldi, Sandro Fuzzi, Stefano Decesari, Salvatore Marullo, Rosalia Santoleri, Antonello
Provenzale, Jost von Hardenberg, Darius Ceburnis, Colin D. O'Dowd, Maria Cristina Facchini Clorofilla-a ed
altri prodotti satellitari come strumenti predittivi della frazione organica nello spray marino submicronico ...... 48
Elisa Venturini, Ivano Vassura, Laura Ferroni, Fabrizio Passarini, Luciano Morselli Analisi PMF applicata a
flussi di deposizione atmosferica in un area limitrofa ad un inceneritore per RSU ........................................49
Manuela Anzano, Gianpiero Barbieri, Pierluigi Barbieri, Elena Collina, Sergio Cozzutto, Marina Lasagni,
Andrea Piazzalunga, Demetrio Pieta - Progetto LEnS (PRIN 2008): Stima dei fattori di emissione e
caratterizzazione chimica delle emissioni di piccoli impianti di combustione dei pellet ................................50
Monica Filice, Pierantonio De Luca, Giancarlo Costantino - Sorgenti urbane: influenza del combustibile sulle
emissioni veicolari ...........................................................................................................................................51
5
Perrone M.G., Larsen B.R., Ferrero L., Sangiorgi G., De Gennaro G., Udisti R., Zangrando R., Gambaro A. ,
Bolzacchini E.- Marker molecolari e stima delle sorgenti di PM2.5 in 3 siti del Nord Italia mediante modello
recettore CMB .................................................................................................................................................52
V. Bernardoni, G. Calzolai, M. Chiari, M. Fedi, F. Lucarelli, S. Nava, A. Piazzalunga, F. Riccobono, F.
Taccetti, G. Valli, R. Vecchi- Analisi di 14C su OC ed EC in campioni di aerosol e identificazione delle sorgenti in un
sito urbano in nord Italia .................................................................................................................................................53
Gabrio Valotto, D. Bassano, E. Pecorari, E. Rampado, G. Rampazzo, S. Sollecito, S. Squizzato Monitoraggio delle emissioni di origine aeroportuale: Marco Polo (Venezia), Antonio Canova (Treviso) .....54
Paolo Brotto, Federico Cassola, Andrea Mazzino, Paolo Prati - Una catena modellistica per la simulazione
della concentrazione di particolato in atmosfera sulla Liguria e nell'area urbana di Genova .......................55
Monitoraggio del PM in siti industriali
Roberto Giua, E. Andriani, L. Angiuli, M. Blonda, C. Colucci, A.M. D'Agnano, P.R. Dambruoso, B.E. Daresta,
G. de Gennaro, A. Demarinis Loiotile, A. Di Gilio, S. Ficocelli, M. Mantovan, V. Musolino, M. Menegotto,
A. Nocioni, R. Paolillo, V. Rosito, M. Spartera, M. Tutino, G. Assennato - Monitoraggio "diagnostico" del
benzo(a)pirene nel PM10 a Taranto ..................................................................................................................56
Carmela Tortorella, G. Belz, D. Aiello, R. M. Nacci, A. Nocioni - Progetto Taranto-Salento: analisi morfochimica del particolato atmosferico (PM10) ....................................................................................................57
Maria Chiara Pietrogrande, D. Bacco, M. Rossi - Composizione di composti organici idrosolubili nel
particolato atmosferico in una zona intorno ad un inceneritore di rifiuti solidi urbani ..................................58
Devis Panont, Marco Pignet - Studio dell'impatto ambientale dell'acciaieria Cogne Acciai Speciali mediante
il monitoraggio delle deposizioni atmosferiche totali nell'area urbana di Aosta ...........................................59
Mara Galletti, Caterina Austeri, Giancarlo Caiello, Rita Guerrini, Annarita Petrini, Andrea Pileri, Fiorella
Sebastiani - Industria e Ambiente: caratterizzazione chimica del particolato atmosferico nella Conca
Ternana. ..........................................................................................................................................................60
Ilaria Minardi, M.Vatti, I.Baneschi, E.Bulleri, L.Dallai, M.Guidi - Caratterizzazione chimica ed isotopica del
particolato PM10 e PM2.5 nella zona geotermica di Larderello (Toscana) ...................................................61
Metodi statistici di source apportionment
Maria Chiara Bove, Paolo Brotto, F. Cassola, E. Cuccia, Dario Massabò, A. Mazzino, Andrea Piazzalunga,
Paolo Prati - Impatto delle attività portuali sulla qualità dell’aria della città di Genova: risultati di una
campagna di monitoraggio .............................................................................................................................62
6
Federico Karagulian, F. Amato, D.C.S. Beddows, Claudio A. Belis, V. Bernardoni, S. Carbone, D. Cesari, E.
Cuccia, D. Contini, O. Favez, I. El Haddad, R.M. Harrison, T. Kammermeier, M.Karl, F. Lucarelli, S.Nava, J.
K. Nøjgaard, M. Pandolfi, M.G. Perrone, J.E. Petit, A. Pietrodangelo, P. Prati, A.S.H. Prevot, U. Quass, X.
Querol, D. Saraga, J. Sciare, A. Sfetsos, G. Valli, R. Vecchi, M. Vestenius, J.J. Schauer, J.R. Turner, P.
Paatero, P.K. Hopke - Interconfronto europeo per modelli a recettore: risultati preliminari ........................63
Adriana Pietrodangelo, Cinzia Perrino - Source apportionment del particolato atmosferico. Valutazione
delle performance del modello APCSA mediante bilancio chimico di massa .................................................64
Francesca Liguori, A. Latella, S.Pillon, E. Elvini, S. Patti, P. Prati, C. Bove, P. Brotto, F. Cassola, E. Cuccia,
N.Marchand, A. Detournay, D.Salameh, A. Armengaud, D. Piga, J. Pey, N. Perez, X. Querol, A. Poupkou, D.
Melas, G.J. Bartzis, K. Filiou, D. Saraga, E.I. Tolis, T. Quaglia, M.T. Zanetti, M. Parra, P. Ferrnández, C.
Perez, E. Repa - Approcci di Source Apportionment a confronto nel progetto MED-APICE ...........................65
Daniela Cesari, A. Genga, M. Siciliano, P. Ielpo, M. R. Guascito, D. Contini. - Source Apportionment del
particolato atmosferico campionato con un impattore multistadio in un sito di fondo urbano ....................66
Alessandra Nocioni, L. Angiuli, R. Barnaba, P. Caprioli, C. Colucci, D. Calabrò, A.M. D’Agnano, V. Esposito,
S. Ficocelli, Roberto Giua, A. Maffei, M. Manca, M. Menegotto, V. Musolino , R. Paolillo, V. Rosito, M.
Spartera, Giorgio Assennato - Rilevazioni vento-selettive nell’aria ambiente in Puglia per lo studio delle
sorgenti emissive di microinquinanti organici e di metalli ..............................................................................67
Caratterizzazione fisico-chimica del particolato
Valentino Tontodonato, Antonella Boselli, Gianluca Pisani, Nicola Spinelli, Xuan Wang - "Fold back Lidar"
Simulazione del funzionamento di uno strumento di nuova concezione per il monitoraggio del particolato
atmosferico .....................................................................................................................................................68
Mariapina Castelli, Marcello Petitta - Forcing radiativo degli aerosol nell'area Alpina: integrazione di dati
satellitari e in situ ...........................................................................................................................................69
Franco Belosi, Franco Prodi, Gianni Santachiara, Vorne Gianelle, Cristina Colombi - Optical Particle
Counters: prove di interconfronto in laboratorio ............................................................................................70
Cristina Colombi, Vorne Gianelle, Matteo Lazzarini, Franco Belosi, Mauro Causà, Roberto Udisti, Silvia
Becagli, Giovanni Lonati, Roberta Vecchi - Optical Particle Counters: specificità e problematiche nelle
misure a campo ...............................................................................................................................................71
Cristina Colombi, Vorne Gianelle, Matteo Lazzarini, Silvana Angius - Optical Particle Counters: dalla teoria
alle applicazioni ...............................................................................................................................................72
Maria Chiara Bove, G. Calzolai, F. Cavalli, M. Chiari, E. Cuccia, J. Hjorth, D. Massabò, A. Piazzalunga, P.
Prati, C. Schembari - Risultati di una campagna di monitoraggio su una nave da crociera nel Mediterraneo
Occidentale .....................................................................................................................................................73
Cinzia Perrino, Silvia Canepari, Maria Catrambone - Campionamento del PM atmosferico: differenza di
prestazioni delle membrane in teflon e in quarzo ...........................................................................................74
7
Carmela Farao, Silvia Canepari, Cinzia Perrino, Elisabetta Marconi, Chiara Giovannelli - Determinazione
qualitativa e quantitativa dell'acqua in campioni di particolato atmosferico ...............................................75
Aerosol nelle regioni Polari
Silvia Becagli, Giulia Calzolai, Costanza Ghedini, Franco Lucarelli, Alcide di Sarra, Mauro Mazzola, Claudia
di Biagio, Rita Traversi, Vito Vitale, Angelo Viola, Roberto Udisti - Evoluzione stagionale della composizione
chimica e della distribuzione dimensionale dell'aerosol a Ny Alesund (Isole Svalbard) e Thule (Groenlandia) .....76
Maurizio Busetto, A. Lupi, C. Lanconelli, M. Mazzola, R. Udisti, D. Frosini, C. Ghedini , S. Becagli, V. Vitale Eventi di formazione di particelle e nucleazione a Ny Alesund (Svalbard) .....................................................77
Mery Malandrino, Agnese Giacomino, Isabella Zelano, Ornella Abollino - Caratterizzazione della
componenti inorganica del PM10 raccolto a Ny Alesund (Artide) e trattamento chemiometrico dei dati ....78
Elisa Scalabrin, R. Zangrando, E. Barbaro, C. Barbante, A. Gambaro - Amminoacidi nell'aerosol artico .....79
Roberta Zangrando, Clara Turetta, Elena Barbaro, Piero Zennaro, Natalie Kehrwald, Jacopo Gabrieli,
Andrea Gambaro, Carlo Barbante - Composti idrosolubili nell'aerosol di Ny Alesund (Svalbard) .................80
Luca Ferrero, D. Cappelletti, B. Moroni, V. Vitale, R. Udisti, G. Sangiorgi, M.G. Perrone, M. Busetto, C.
Lanconelli, M. Mazzola, A. Lupi, S. Becagli, R. Traversi, D. Frosini, M. Maturilli, R. Neuber, C. Ritter, J.
Graeser, M. Fierz, G. Mocnik, E. Bolzacchini - Profili verticali delle proprietà dell'aerosol e di black carbon in
area Artica .......................................................................................................................................................81
Roberto Udisti, Silvia Becagli, Maurizio Busetto, Massimo Chiari, Daniele Frosini, Christian Lanconelli,
Franco Lucarelli, Angelo Lupi, Mauro Mazzola, Silvia Nava, Claudio Scarchilli, Mirko Severi, Rita Traversi,
Vito Vitale - Record pluriannuale della composizione chimica dell'aerosol sul Plateau Antartico. Stagionalità
delle sorgenti e dei processi di trasporto ........................................................................................................82
Rita Traversi, Silvia Becagli, D. Frosini, Mirko Severi, M. Mazzola, C. Lanconelli, Vito Vitale, Roberto Udisti
- Record multi-annuale delle concentrazioni di nitrati nel particolato atmosferico a Dome C, plateau
antartico orientale ...........................................................................................................................................83
Aerosol, salute e ambienti confinati
Sara Conti, Carla Fornari, Fabiana Madotto, Giovanni De Vito, Giancarlo Cesana - Esposizione a breve
termine al PM10 e consumo di farmaci respiratori in Lombardia ..................................................................84
Beatrice Moroni, David Cappelletti, Cecilia Viti - Un approccio analitico e modellistico integrato nella
valutazione del rischio sanitario da polveri respirabili nel settore delle fonderie ..........................................85
8
Patrizia Bodo, Patrizia Garofani, Giorgio Miscetti, Emilio Paolo Abbritti, Manuela Mazzanti, Giuliana
Luciani - . Monitoraggio dell'esposizione ad agenti cancerogeni dei lavoratori delle aziende della ASL N. 2 di
Perugia ............................................................................................................................................................86
Rossella Bengalli, Eleonora Longhin, Elisabetta Molteni, Marina Camatini, Maurizio Gualtieri - Effetti
biologici e meccanismi d'azione indotti da PM10 su sistemi in vitro ..............................................................87
Maurizio Gualtieri, Laura Capasso, Luca Isacco, Patrizia Minutolo, Andrea D'Anna, Marina Camatini Valutazione degli effetti su sistemi in vitro di UFPs (ultrafine particles) derivate da processi di combustione ...... 88
Alessandro Di Menno di Bucchianico, Giorgio Cattani, Alessandra Gaeta, Giuseppe Gandolfo, Anna Maria
Caricchia, Marco Inglessis, Gaetano Settimo, Biagio Bruni, Cinzia Perrino - Fattori di infiltrazione
indoor/outdoor dell’aerosol a Roma e loro relazione con la qualità dell’aria .................................................89
Modelli statistici per la qualità dell'aria
Alessandro Fassò - La congestion charge migliora la qualità dell'aria? Ovvero: modelli statistici per l'analisi
di impatto di politiche energetiche ed ambientali in Lombardia ....................................................................90
Alessio Pollice, G. Jona Lasinio - Modelli e analisi statistiche per dati da centraline di monitoraggio:
l'esperienza di Taranto ....................................................................................................................................91
S. Ranciati, S. Grassi, Elena Stanghellini - Analisi fattoriale dinamica sulle serie storiche degli ossidi d'azoto
in Umbria .........................................................................................................................................................92
Maria Giovanna Ranalli, Giorgia Rocco - Modelli statistici ad effetti casuali per la concentrazione delle
polveri in Umbria ............................................................................................................................................93
Francesco Finazzi, Alessandro Fassò - Mappatura dinamica di esposizione e rischio della popolazione
rispetto all'inquinante atmosferico PM10 ......................................................................................................94
Rosalba Ignaccolo - Approccio funzionale nella modellazione del PM10 ........................................................95
Caratterizzazione di particelle ultrafini
Stefano Cernuschi, Michele Giugliano, Senem Ozgen, Giovanni Lonati, Giovanna Ripamonti - Valutazione
sperimentale delle emissioni di nano polveri (Dp<0,05μm) da impianti di riscaldamento domestico ...........96
Silvia Canepari, Elisabetta Marconi, Maria Luisa Astolfi, Cinzia Perrino - Stima del contributo elementare
negli aggregati di nanoparticelle in atmosfera ..............................................................................................97
Simone Casadei, Davide Faedo, Francesco Avella - Emissione di nanoparticolato da autovetture diesel in
fase di rigenerazione del DPF ..........................................................................................................................98
9
Milena Sacco, Francesco Lollobrigida, Antonella Pannocchia, Francesco Pavone, Dino Maria, Carlo Bussi,
Annalisa Bruno, Giacomo Castrogiovanni, Marilena Maringo, Fabio Pittarello, Francesco Romeo, Roberto
Sergi - Studio della concentrazione numerica di particelle ultrafini nell'area metropolitana torinese - Risultati
anno 2011 e confronto con misure in campo di traffico veicolare ..................................................................99
Luisa Pasti, E. Sarti, E. Nava, M. Rossi - Concentrazioni Spazio-Temporali di particelle ultrafini in un sito
rurale ed urbano nella zona di Bologna ....................................................................................................... 100
Andrea Pigozzo, Laura Manodori, Alessio De Bortoli, Salvatore Patti - Studio della distribuzione spaziotemporale del particolato ultrafine nella provincia di Venezia .................................................................... 101
Trasformazione e trasporto dell'aerosol in atmosfera
Rosa Caggiano, Saverio Fiore, Antonio Lettino, Maria Macchiato, Serena Sabia, Serena Trippetta Eruzione del vulcano islandese Eyjafjallajokull: misure di PM2.5 in un sito del sud d'Italia......................... 102
Beatrice Moroni, David Cappelletti, Stefano Crocchianti, Luca Ferrero, Maria Grazia Perrone, Giorgia
Sangiorgi, Ezio Bolzacchini - Profili verticali e dinamiche evolutive del particolato atmosferico nella conca
ternana ......................................................................................................................................................... 103
Alessandra Balzarini, Guido Pirovano, Giuseppe M. Riva, A. Toppetti - Applicazione di WRF/Chem e WRFCAMx al territorio italiano: validazione e confronto .................................................................................... 104
Silvia Becagli, Rita Traversi, Costanza Ghedini, Silva Nava, Massimo Chiari, Franco Lucarelli, Giulia
Calzolai, Alcide di Sarra, Giandomenico Pace, Daniela Meloni, Damiano Sferlazzo, Carlo Bommarito,
Francesco Monteleone, Roberto Udisti - Identificazione di aerosol da emissioni navali nel Meditteraneo
centrale dall'analisi chimica di particolato atmosferico campionato a Lampedusa ................................... 105
C. Pizzigalli, Rita Cesari, A. Maurizi, M. Mircea, M. D'Isidoro, F.Tampieri - Dispersione di particolato
atmosferico da incendio boschivo in area meditteranea: un approccio modellistico ................................. 106
Martino Amodio, E. Andriani, P. R. Dambruoso, G. de Gennaro, A. Di Gilio; B.E. Daresta, A. Marzocca, A.
Demarinis Loiotile, M. Tutino - Apporti transfrontalieri alle concentrazioni di particolato atmosferico in
Regione Puglia ............................................................................................................................................. 107
10
Contributi poster
P- 1.
Maria Catrambone, Moreno Maretto, Elena Rantica, Silvia Canepari, Cinzia Perrino Variazioni stagionali ed effetto della distanza da sorgenti industriali sulla distribuzione
dimensionale di ioni ed elementi nel PM
P- 2.
Francesca Marcovecchio, Cinzia Perrino, Adriana Pietrodangelo, Silvia Canepari Composizione chimica, forma e dimensioni del PM all’interno della Metropolitana di Roma
P- 3.
Crippa Monica, DeCarlo Peter F., Slowik Jay, Prévôt Andre. S. H., Baltensperger Urs - Impatto
regionale delle emissioni di particolato in atmosfera di una metropoli moderna: il caso di Parigi
P- 4.
Manuela Anzano, Giampiero Barbieri, Pierluigi Barbieri, Valentina Castellani, Daniele Cespi,
Elena Collina, Emanuela Corsini, Sergio Cozzutto, Corrado Ludovico Galli, Marina Lasagni,
Laura Marabini, Marina Marinovich, Fabrizio Passarini, Andrea Piazzalunga, Demetrio Pieta Combustione della legna: risorsa rinnovabile o fonte di inquinamento atmosferico?
P-5.
M. Marconi, S. Becagli, G. Calzolai, M. Chiari, C. Ghedini, F. Lucarelli, D. Meloni, S. Nava, G.
Pace, F. Rugi, A. di Sarra, D. Sferlazzo, R. Traversi, R. Udisti - Caratterizzazione delle
deposizioni di Saharan dust nell’area del Mediterraneo Centrale: proprietà ottiche,
composizione chimica e studio delle aree sorgenti
P-6.
A. Riccio, G. Agrillo, A. Zinzi, R. Montella. R. Di Lauro - CCMMMA: servizi di modellistica
ambientale per la previsione meteorologica e di qualità dell'aria ad alta risoluzione spaziale
P-7.
Cinzia Perrino, Simona Gabrielli, Stefano Dalla Torre - Contributo della combustione di legna
al PM atmosferico in vicinanza di una Centrale a biomasse per la produzione di energia
P-8.
M. Amodio, E. Andriani, P. R. Dambruoso, G. de Gennaro, A. Di Gilio - Monitoraggio della
qualità dell’aria ad alta risoluzione temporale
P-9.
Mauro Masiol, Stefania Squizzato, Giancarlo Rampazzo, Bruno Pavoni - Caratterizzazione del
particolato atmosferico a Venezia: dieci anni di studi
P-10.
Francesco Riccobono, Ernest Weingartner, Urs Baltensperger strumento per la misura del tasso di crescita dell’aerosol
P-11.
S. Castellini, E. Scocchera, B. Moroni, F. Scardazza, M. Angelucci, S. Papa, L. Naldini, L. Patiti,
G. Lama, M. Heim, R. Ferrera, A. Trapani, D. Cappelletti - Il progetto PMetro: integrazione di
una stazione mobile di monitoraggio del particolato atmosferico con i flussi della rete veicolare
di Perugia
P-12.
G. Sangiorgi, M.G. Perrone, L. Ferrero, C. Lo Porto, B. Ferrini, S. Petraccone - Effetto della
ripartizione dei composti semi-volatili sul PM indoor: ioni inorganici e IPA
P-13.
Maria Luisa Astolfi, Silvia Canepari, Patrizia di Filippo - Analisi di IPA, ioni inorganici e
elementi su un singolo campione di PM mediante estrazione sequenziale ASE
11
Sviluppo di un nuovo
P-14.
Maria Luisa Astolfi, Carmela Farao, Silvia Canepari, Cinzia Perrino - Efficienza estrattiva e
selettività rispetto alle sorgenti emissive di diverse soluzioni estraenti per il particolato
atmosferico
P-15.
Mauro Rossi, Luisa Pasti, I. Scaroni, P. Casali - Idrocarburi policiclici aromatici e alcuni loro
nitro-derivati presenti nel PM2.5 e PM1 campionati in prossimità del termovalorizzatore di
Rifiuti Solidi Urbani di Bologna
P-16.
Luisa Pasti, Mauro Rossi, M. Remelli, A. Pagnoni, E. Sarti - Frazione idrosolubile di metalli in
campioni di PM2.5 e PM1 raccolti vicino a un impianto di incenerimento rifiuti nella Pianura
Padana (Bologna)
P-17.
Luisa Pasti, M. Rossi, E. Brattich, S. Parmeggiani, M. Stracquadanio, L. Tositti, S. Zappoli Anioni, Cationi e frazioni carboniose in campioni di PM2.5 e PM1 raccolti in prossimità di un
impianto di incenerimento rifiuti situato in Provincia di Bologna
P-18.
Cristina Sarti, Mariacarmela Cusano, Patrizia Bonanni, Antonella De Santis
all'applicazione dei valori limite di PM10
P-19.
Luca Tofful, Tiziana Sargolini, Silvia Canepari, Cinzia Perrino - Macro e micro-componenti del
PM negli ambienti confinati domestici
P-20.
Eleonora Andriani, Gianluigi de Gennaro, Annamaria Demarinis Loiotile, Alessia Di Gilio,
Annalisa Marzocca, Paolo Dambruoso, Valerio Di Palma, Francesca Stasi, Maria Tutino Valutazione della qualità dell'aria all'interno di un ipermercato
P-21.
Raffaela Gaddi, Mariacarmela Cusano, Patrizia Bonanni, Carlo Cacace, Annamaria Giovagnoli
- Inquinamento atmosferico e beni culturali di Roma: studio dei fenomeni di degrado del
bronzo e dei materiali calcarei
P-22.
Maria Chiara Pietrogrande, D. Bacco, S. Chiereghin - Caratterizzazione chimica di composti
organici polari nell’aerosol atmosferico: analisi GC-MS di acidi carbossilici e zuccheri
P-23.
Elena Chianese, Angelo Riccio, Carmela Esposito, Guido Barone, Ida Duro, Luciano Ferrara Analisi del particolato atmosferico dell’area urbana di Napoli
P-24.
Ivano Vassura, Elisa Venturini, Sara Marchetti, Fabrizio Passarini, Andrea Piazzalunga,
Luciano Morselli - Influenza della combustione di biomassa su PTS, PM10 e PM2.5
P-25.
Andrea Piazzalunga , Vera Bernardoni, Eleonora Cuccia, Paola Fermo, Eduardo Yubero Funes,
Dario Massabò, Ugo Molteni, Maria Rita Perrone, Paolo Prati, Marco Prato, Gianluigi Valli, Ivano
Vassura, Roberta Vecchi - Confronto fra differenti tecniche per la determinazione dei carbonati
P-26.
Valeria Biancolini, Stefano Forti, Marco Canè, Stefano Fornaciari, Stefano Cernuschi Caratterizzazione del materiale particolato emesso dagli inceneritori: studio su Bologna
12
- Deroga
P-27.
Alessandro Bigi, Grazia Ghermandi - Misure di lungo periodo di inquinanti atmosferici in
pianura Padana: pattern temporali, ciclicità e analisi in cluster
P-28.
Maria Rachele Guascito, Piera Ielpo, Daniela Cesari, Alessandra Genga, C. Malitesta, R.A.
Picca, Daniele Contini - Analisi XPS del Particolato atmosferico in modalità “size-segregated” in
un sito di background urbano a Lecce
P-29.
Monica Filice, Pierantonio De Luca, Carmen Grisolia, Eugenio Piccolo - Sviluppo sostenibile e
grandi opere infrastrutturali: valutazione dell’impatto sul territorio
P-30.
Daniele Cespi, Fabrizio Passarini, Luca Ciacci, Ivano Vassura, Luciano Morselli, Valentina
Castellani - Tecnologie di riscaldamento domestico a biomasse attraverso una prospettiva di
ciclo di vita
P-31.
Bruno Bove, Lucia Mangiamele, Anna Maria Crisci, Michele Lovallo, Anna Crisci - Analisi
Multifrattale di tre serie di concentrazioni giornaliere di Pm10 della Città di Potenza
P-32.
Giulio Belz, Antonio Cinieri, Paolo Rosario Dambruoso, Barbara Elisabetta Daresta, Gianluigi
de Gennaro, Aldo Giove, Giuseppe Miglietta, Renato Michele Nacci, Carmela Tortorella Determinazione di Carbonio Organico ed Elementare nel particolato atmosferico mediante
tecnica TOT: interconfronto tra strumentazione da banco e semicontinua
P-33.
Francesca Calcagnino, Gustavo Capannelli, Antonio Comite, Camilla Costa - Studio del
particolato atmosferico nella città di Genova
P-34.
Livia Trizio, L. Angiuli, A. Morabito, Roberto Giua, Giorgio Assennato - Utilizzo di OPC
Multicanale, SWAM dual channels e PBL Mixing Monitoring nella determinazione degli eventi
di avvezione di polveri sahariane in Puglia
P-35.
Francesca Spataro, Antonietta Ianniello, Giulio Esposito, Mauro Montagnoli, Roberto
Sparapani - Flussi di composti azotati reattivi in fase gassosa e particellare all’interfaccia aria –
neve in ambienti Polari
P-36.
Alessandro Mei, Francesca Spataro, Antonietta Ianniello, Rosamaria Salvatori, Giulio
Esposito, Mauro Valt, Roberto Sparapani - Identificazione delle sorgenti di nitrato nella neve e
correlazione tra i flussi di composti azotati reattivi e la SSA
P-37.
Silvia Moroni, Simone Casadei, Giuseppina Tosti, Marco Bedogni, Bruno Villavecchia - Le
statistiche del particolato atmosferico a Milano e il ruolo delle variabili meteo-climatiche
P-38.
Silvia Budello, Valentina Galbiati, Emanuela Corsini, Andrea Piazzalunga, Marina Marinovich,
Corrado L. Galli - Infiammazione indotta da particolato fine ottenuto da stufe a pellet in due
linee cellulari umane
P-39.
Silvia Nava, Silvia Becagli, Giulia Calzolai, Massimo Chiari, Costanza Ghedini, Martina
Giannoni, Franco Lucarelli, Tania Martellini, Francesca Pieri, Rita Traversi, Roberto Udisti Determinazione delle sorgenti del PM2.5 in Toscana tramite modelli a recettore (PMF) su
campioni giornalieri ed orari
13
P-40.
Antonella Boselli, Rosa Caggiano, Carmela Cornacchia, Maria Francesca Macchiato, Fabio
Madonna, Lucia Mona, Gelsomina Pappalardo, Serena Trippetta - Misure al suolo e in
remoto per la caratterizzazione degli aerosol atmosferici in un sito del Mediterraneo
P-41.
Francesco Riccobono, Federico Bianchi, Ernest Weingartner, Josef Dommen,
UrsBaltensperger and CLOUD collaboration - Risultati dell’esperimento CLOUD al CERN:
effetto dei raggi cosmici sulla formazione di aerosol secondario
P-42.
Andrea Piazzalunga, Vera Bernardoni, Paola Fermo, Gianluigi Valli, Roberta Vecchi - Profili di
emissione “real world” per la valutazione del contributo della combustione della legna al PM
P-43.
Michele Giugliano, Giovanni Lonati, Senem Ozgen, Giovanna Ripamonti, Stefano Cernuschi Progetto UPUPA: il particolato ultrafine nell’area urbana Piacenza
P-44.
Mirko Severi, Silvia Becagli, Jessica Fondi, Costanza Ghedini, Miriam Marconi, Francesco
Rugi, Rita Traversi, Riccardo Zanini, Roberto Udisti - Studio delle dinamiche stagionali delle
sostanze di origine naturale ed antropica in un’area semi industrializzata della piana di Sesto
Fiorentino (FI)
P-45.
Andrea Piazzalunga, Ugo Molteni, Davide Cappellini, Paolo Prati - Un Database per la raccolta
delle informazioni sul particolato carbonioso in Italia
P-46.
Roberta Vecchi, Gianluigi Valli, Vera Bernardoni, C. Paganelli, Andrea Piazzalunga Determinazione di BC su filtri in PTFE e fibra di quarzo: risultati di 2 esperimenti a Milano
P-47.
Paolo Plossi, P. Busetto, P. Barbieri - Studio di pattern di aerosol e parametri gassosi per la
gestione della qualità dell'aria, nella gestione di autorizzazioni ambientali e reti di
monitoraggio
P-48.
Stefano Crocchianti, Monica Angelucci, Marco Vecchiocattivi - Il servizio di previsione della
qualità dell'aria di Arpa Umbria
P-49.
Laura Carroccio, Cristina Colombi, Anna De Martini, Vorne Gianelle, Matteo Lazzarini Progetto SHARE: inquinamento da polveri e ozono in alta Valtellina
P-50.
Monica Filice, Pierantonio De Luca, Maria Francesca Casadonte - Vento e PM10: osservazioni
chimiche sulla linea costiera
P-51.
Adriana Pietrodangelo, Cinzia Perrino, Salvatore Pareti - Caratterizzazione dei metalli in
tracce nel materiale carbonioso aerodisperso mediante Microscopia Elettronica a Scansione e
microanalisi EDX
P-52.
M. Amodio, Eleonora Andriani, Giorgio Assennato, P.R. Dambruoso, Barbara E. Daresta,
Gianluigi de Gennaro, A. Di Gilio, Roberto Giua, A. Laricchiut, V. Musolino, R. Paolillo, Livia
Trizio, Maria Tutino - Monitoraggio dei nitro-IPA nella città di Taranto
P-53.
Ezio Bolzacchini, Luca Ferrero, Giorgia Sangiorgi, Maria Grazia Perrone - VECA: un approccio
integrato per prevenire gli effetti di corrosione dell’aerosol nella progettazione di data center
14
P-54.
Damiano Centioli, Sabrina Barbizzi, Candida Colucci, Fabio Cadoni, Massimo Faure, Micaela
Menegotto, Cristiano Ravaioli, Giancarlo Rosso, Maria Belli - Programma nazionale di
controllo della qualità delle misure di PM10 e PM2,5: risultati degli interconfronti ISPRA IC017 e
IC018 fra il laboratorio nazionale di riferimento e 15 ARPA/APPA
P-55.
Marcello Petitta, Emanuele Emili, Alexei Lyapustin, Yujie Wang - Trend dell’Aerosol Optical
Depth e delle concentrazioni di PM10 sull’Europa negli ultimi 10 anni: relazione tra misure a
terra e dati satellitari ad alta risoluzione
P-56.
Costanza Ghedini, Francesco Rugi, Miriam Marconi, Silvia Becagli, Daniele Frosini, Mirko
Severi, Rita Traversi, Riccardo Zanini e Roberto Udisti - Caratterizzazione della composizione
chimica di campioni di particolato atmosferico artico raccolti durante la crociera AREX 2011
sulla nave oceanografica OCEANIA
P-57.
Alessandra Balzarini, Guido Pirovano, G.M. Riva, A. Toppetti - Valutazione dell’impatto sulla
qualità dell’aria di scenari di penetrazione del veicolo elettrico
P-58.
Silvia Becagli, Giulia Calzolai, Costanza Ghedini, F. Rugi, D. Frosini, Silvia Nava, Massimo
Chiari, Franco Lucarelli, Rita Traversi, Roberto Udisti - Caratterizzazione chimica dell’aerosol
artico raccolto in differenti classi dimensionali
P-59.
Stefania Squizzato, Mauro Masiol, G.Rampazzo, B. Pavoni - Particolato fine (PM2.5) e aerosol
secondario inorganico nell’area veneziana: influenza dei trasporti a lunga distanza e della
circolazione atmosferica locale
P-60.
Vorne Gianelle, Diego Bernini, Eleonora Longhin, Andrea Piazzalunga, Paride Mantecca,
Maurizio Gualtieri, Marina Camatini - Caratterizzazione qualitativa di PM10 in ambiente di
lavoro e confronto con PM10 outdoor
P-61.
Giorgio Cattani, Alessandro Di Menno Di Bucchianico, Serena De Marco, Stefano Crocetti,
Alessandra Gaeta, Giuseppe Gandolfo, Anna Maria Caricchia - Analisi delle serie storiche di
concentrazione del PM10 in Italia (1999 – 2010)
P-62.
Patrizia Lucialli, Elisa Pollini, Pamela Ugolini - The air quality net of Ravenna, forty years of
environmental monitoring
P-63.
Paola Romagnoli, Catia Balducci, Mattia Perilli, Angelo Cecinato Progetto EXPAH: IPA
cancerogeni in ambienti indoor (scuole, case, uffici, veicoli)
P-64.
Paola Romagnoli, Catia Balducci, Angelo Cecinato - Progetto AriaDrugs: sostanze psicotrope
lecite e illecite nell’aria delle città italiane
P-65.
Monica Calatayud-Antonino, Mauro Causa’ - Morfologia Cristallina ab initio del particolato
inorganico
P-66.
Mauro Causa’, Marco Trifuoggi, Chiara Zanichelli, Fabiana Corcelli, Valentina Vacca, Vorne
Giannelle - Analisi del particolato indoor ed outdoor di una scuola nella periferia di Napoli
15
P-67.
Alessandra Nocioni, L. Angiuli, R. Barnaba, P. Caprioli, C. Colucci, D. Calabrò, A.M. D’Agnano,
V. Esposito, S. Ficocelli, R. Giua, A, Maffei, M. Manca, M. Menegotto, V. Musolino, R.
Paolillo, V. Rosito, M. Spartera, G. Assennato - Rilevazioni vento-selettive nell’aria ambiente
in Puglia per lo studio delle sorgenti emissive di microinquinanti organici e di metalli
P-68.
David Cappelletti, B. Sebastiani, Francesco Scardazza, A. Grilli, Silvia Becagli, Roberto Udisti,
P. D’Aquila, M. Pecci - Record pluriennale (2008-2011) della composizione chimica di neve e
materiale particolato sul ghiacciaio del Calderone (Gran Sasso d’Italia)
P-69.
Mauro Rossi, Luisa Pasti - PM2.5 PCA-APCS Approporzionamento delle sorgenti di emissioni in
un sito di monitoraggio situato nei pressi di un inceneritore
P-70.
Eleonora Andriani, L. Angiuli, Giorgio Assennato, M. Blonda, C. Colucci, A.M. D’Agnano, P.R.
Dambruoso, Barbara E. Daresta, Gianluigi de Gennaro, A. Demarinis Loiotile, A. Di Gilio, S.
Ficocelli, Roberto Giua, M. Mantovan, V. Musolino, M. Menegotto, Alessandra Nocioni, R.
Paolillo, V. Rosito, M. Spartera, Maria Tutino - Monitoraggio “diagnostico” del benzo(a)pirene
nel PM10 a Taranto: protocollo di qualità
P-71.
Giovanni Lonati, Cristina Colombi - Stima del contributo delle sorgenti al PM2.5 a Milano:
modelli al recettore a confronto
P-72.
Antonella Malaguti, M. Mircea, T.M.G. La Torretta, C. Telloli, M. Berico - Analisi ad elevata
risoluzione temporale delle concentrazioni di OC/EC nella frazione fine dell’aerosol atmosferico
in un sito rurale sulla costa del Mediterraneo
P-73.
Federica Rotta, Laura Dioni, Laura Cantone, Matteo Bonzini, Valentina Bollati, Pier Alberto
Bertazzi – Studio in vitro delle modificazioni epigenetiche indotte dall’esposizione a particolato
fine
P-74.
Valerio Silli, Elisabetta Salvatori, Lina Fusaro, Silvia Canepari, Cinzia Perrino, Fausto Manes Misura delle concentrazioni di PM mediante OPCs in differenti contesti ambientali. Risultati
preliminari e interazioni con il verde
P-75.
Stefano Mossetti, Fabio Carella, Anna Maria Monguzzi, Elisa Nava, Elisabetta Angelino,
Edoardo Peroni - Applicazione di diverse tecniche di source apportionment nella valutazione
dell’impatto di un termovalorizzatore sulla qualità dell’aria
P-76.
Maurizio Manigrasso, Giorgio Buonanno, Luca Stabile, Pasquale Avino - Dosi Inalatorie di
Particolato Submicronico: Rilevanza della Risoluzione Temporale delle Misure
P-77.
Andrea Pigozzo, Luisa Vianello, Eva Zane, Enzo Tarabotti, Gianni Formenton,Alberto
Pasqualetto, Laura Manodori - Studio sulla distribuzione dimensionale del particolato
atmosferico nella provincia di Venezia
p-78.
Eriberto de'Munari, Marco Deserti, Luca Torreggiani, Davide Mazza, Enrico Minguzzi,
Giovanni Bonafe, Michele Stortini, Antonella Morgillo - Analisi di un episodio critico di PM10
in Emilia Romagna
16
PATROCINI
SCI - Società Chimica Italiana
SIF - Società Italiania di Fisica
GISTA - Gruppo Interdivisionale Scienza e
Tecnologia degli aerosol
SIS - Società italiana di statistica
17
SPONSOR
ANALITICA STRUMENTI
ORION SRL
DEKATI LTD
PROJECT AUTOMATION SPA
ENVIRONNEMENT ITALIA SPA
SRA INSTRUMENTS SPA
FAI INSTRUMENTS SRL
TCR TECORA SRL
LABSERVICE ANALITICA SRL
THERMO FISHER SCIENTIFIC
LUCHSINGER SRL
18
CONFERENZE PLENARIE
19
Flying through the clouds: Understanding aerosol impacts on climate
Kimberly A. Prather
Department of Chemistry & Biochemistry, University of California San Diego
Scripps Institution of Oceanography
Center for Aerosol Impacts on Climate and the Environment (CAICE)
E-mail: [email protected]
Keywords: climate, aerosol chemistry,
The ability to predict Earth‟s future climate is limited in part by our lack of
understanding of fundamental atmospheric chemical processes. Scientists largely understand the
sources, lifetime, and atmospheric fate of greenhouse gases. In contrast, other key components in
our atmosphere that play an important role in climate are aerosols, short-lived forcing agents
comprised of chemically complex particles. Aerosols, comprised of dust, sea spray, soot, and
bioparticles, can warm or cool our atmosphere depending on their chemical composition. They can
circle the globe on time-scales of days, thus presenting a major measurement challenge. Most
climate models are forced to ignore their complexity and as a result, our understanding of the
impacts of aerosols on climate represents the single largest uncertainty in our ability to make
climate predictions. This presentation will focus on our group‟s most recent field and laboratory
studies using state-of-the-art tools to explore aerosol chemistry, sources, and reaction processes at a
level that can be incorporated in climate models. Results from field studies involving aircraft flights
through clouds to probe the impact of aerosols on clouds and precipitation will be presented. Key
gaps requiring further study to address this very important 21st century environmental grand
challenge will be identified.
20
Verso una Caratterizzazione 4-D del Particolato Atmosferico:
dalla Ricerca al Monitoraggio
Gian Paolo Gobbi
1
Isituto di Scienze dell’Atmosfera e del Clima, unità di Roma
Via Fosso del Cavaliere, 100 – 00133 Roma
e-mail: [email protected]
Le odierne tecniche di telerilevamento dallo spazio permettono di fornire un quadro globale
dell‟aerosol atmosferico grazie a sensori sia passivi (campi orizzontali) che attivi (campi verticali).
Queste tecniche, pur consentendo inferenze su grande scala, non forniscono ancora le risoluzioni
spaziali e temporali necessarie ai fini della determinazione puntuale della qualità dell‟aria. In
alternativa, sistemi lidar (radar laser) di telerilevamento attivo stanno entrando nel mondo del
monitoraggio locale grazie alla riduzione dei loro costi e complessità. Questi profilatori permettono
di ottenere, in funzione del tempo, parametri fondamentali per la qualità dell‟aria quali la
concentrazione e la stratificazione del particolato e l‟altezza dello strato mescolato. Tali sistemi
costituiranno l‟anello di congiunzione tra il campionamento in situ e l‟attribuzione dell‟origine del
particolato, parametro fondamentale nella “giustificazione” dei superamenti dei limiti di legge per il
PM dovuti ad eventi naturali (direttiva 2008/50/EC).
La presentazione fornirà una ricognizione dei risultati delle osservazioni in telerilevamento del
particolato atmosferico dallo spazio e da terra e metterà a fuoco le capacità della tecnica lidar in
questo settore. Saranno inoltre trattati gli sviluppi e le applicazioni dei lidar/ceilometer (strumenti
lidar commerciali per il monitoraggio automatizzato) nell‟ambito della determinazione della qualità
dell‟aria, in particolare nella caratterizzazione di particolato proveniente da avvezioni Sahariane,
eruzioni ed incendi.
21
“Gli effetti del PM10 e l’impatto sulla salute della popolazione”
Pier Alberto Bertazzi1-2,*
1
2
Dipartimento Medicina del Lavoro, Università degli Studi di Milano, Milano, 20122
Dipartimento Area della Medicina Prevenzione, Fondazione IRCCS Ca’ Granda Ospedale Maggiore Policlinico,
Milano, 20122
* Corresponding author. Tel: +02 50320101-2, E-mail: [email protected]
Keywords: PM10 - Valutazione di impatto sanitario; PM2012, Perugia
L‟inquinamento urbano si è rivelato negli ultimi anni uno dei problemi più seri per la salute
pubblica. I primi danni indagati e accertati riguardavano le vie aeree, come atteso, stante il loro
ruolo di vie d‟ingresso degli inquinanti aero-dispersi nell‟organismo. Più di recente si è costatato
che gli inquinanti atmosferici contribuiscono sostanzialmente anche allo sviluppo e
all‟aggravamento di patologie cardiovascolari, in particolare coronaropatie aterosclerotiche,
malattie cerebrovascolari e, probabilmente, anche tromboembolismo venoso. Tali effetti sono
particolarmente frequenti tra le persone più anziane, quelle con diabete e quelle con preesistenti
alterazioni cardiovascolari. Molti studi epidemiologici hanno mostrato che la mortalità giornaliera
dovuta principalmente a patologie cardiovascolari e respiratorie segue la fluttuazione
dell‟inquinamento atmosferico in quegli stessi giorni. Variazioni del carico di malattie dovute
all‟inquinamento urbano sono state documentate anche esaminando il numero di ricoveri
ospedalieri per patologie cardiovascolari, infarti e patologie respiratorie, inclusa l‟asma. Gli effetti a
lungo termine dell‟esposizione sono rappresentati da alterazioni clinico-patologiche e funzionali che
sono alla base di patologie croniche quali bronco-pneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) e
patologie aterosclerotiche, mentre alcuni studi epidemiologici indicano il possibile aumento del
rischio di neoplasie respiratorie. Questi effetti sono stati documentati particolarmente in rapporto
alle concentrazioni atmosferiche di PM10, PM2,5 e NO2 utilizzati, in ambito epidemiologico, come
più o meno fedeli rappresentanti della complessa batteria degli inquinanti atmosferici. L‟entità di
questi effetti è in sé modesta poiché la variazione percentuale in rapporto a incrementi unitari di
10µg/m3 d‟inquinante è dell‟ordine di 1% o minore. Il problema nasce dalla numerosità della
popolazione esposta che in molte arre metropolitane e in ampie conurbazioni può raggiungere i
molti milioni di abitanti. L‟impatto sulla salute della popolazione può essere pertanto considerevole:
stime d‟impatto, oltre che stime di effetto, sono state condotte anche nel nostro paese e ne saranno
illustrati risultati e interpretazioni.
Bibliografia
- M. Franchini, P.M. Mannucci. Thrombogenicity and cardiovascular effects of ambient air
pollution. Blood 2011; 119:2405-2412.
- J.O. Anderson J.G. Thundiyil, A Stolbach. Clearing the Air: A Review of the Effects of
Particulate Matter Air Pollution on Human Health. J. Med. Toxicol. 2011, epub.
- N. Künzli, L. Perez, R. Rapp. Air Quality and Health. European Respiratory Society. Settembre
2010
22
CONTRIBUTI ORALI
23
Emissioni di carbonio elementare ed organico in Lombardia
Stefano Caserini1, Silvia Galante1,*, Senem Ozgen1, Sara Cucco1, Katia De Gregorio1,
Marco Moretti2
1
Politecnico di Milano, DIIAR Sezione Ambientale
2
ARPA Lombardia
* Corresponding author. Tel. 02-67656522; e-mail: [email protected]
Keywords: BC, EC, inventario delle emissioni, diesel, biomasse
Obiettivo del presente lavoro è la stima delle emissioni di carbonio elementare ed organico in
Lombardia nell‟anno 2008, effettuata dal prodotto fra le emissioni di particolato e le frazioni di EC
ed OC nello stesso.
Le emissioni di particolato (PTS, PM10 o PM2,5) sono state desunte dall‟inventario delle emissioni
INEMAR della Lombardia, relativo all‟anno 2008 [1].
La stima delle frazioni di EC e OC nelle emissioni di particolato è stata desunta da un‟estesa review
della letteratura scientifica, che si è concentrata sulle principali fonti di EC e OC nell‟Europa
occidentale, ovvero le emissioni da biomassa e veicoli diesel, ma ha considerato altresì le sorgenti
di minore importanza, quali i veicoli a benzina, i veicoli off-road, gli incendi, la combustione di
carbone, olio combustibile e metano. Complessivamente, è stato assegnato un valore di frazione di
EC ed OC nel PTS per ciascuna delle 148 attività presenti nella classificazione SNAP utilizzata
nell‟inventario lombardo.
PM2.5
t/anno
Produzione energia e trasformazione comb.
473
Combustione non industriale
11.528
Combustione nell'industria
821
Processi produttivi
407
Uso di solventi
106
Trasporto su strada
5.230
Altre sorgenti mobili e macchinari
751
Trattamento e smaltimento rifiuti
70
Agricoltura
647
Altre sorgenti e assorbimenti
514
Totale
20.546
Macrosettore
1
2
3
4
6
7
8
9
10
11
PM10
t/anno
482
11.931
1.056
955
250
6.540
760
80
1.212
735
24.001
PTS
t/anno
606
12.432
1.612
1.135
307
8.033
760
104
2.294
866
28.148
EC
t/anno
40
1.655
104
2,1
0,0
2.374
288
4,3
48
38
4.554
OC
t/anno
178
6.852
138
7,1
0,0
1.193
199
7,1
143
204
8.921
% EC
% OC
7%
13%
6%
0%
0%
30%
38%
4%
2%
4%
16%
29%
55%
9%
1%
0%
15%
26%
7%
6%
24%
32%
Tab. 1 – Emissioni di PTS, EC ed OC per tipo di combustibile e valore medio delle frazioni di OC ed EC nel PTS
Le emissioni – come mostrato in Tab. 1 - sono state stimate in 4.500 t/a per l‟EC e 8.900 t/a per
l‟OC. La combustione di biomassa e l‟utilizzo del diesel nel settore trasporti sono responsabili di
circa il 90% delle emissioni sia per quanto riguarda l‟EC che l‟OC, con un apporto più rilevante per
l‟EC nel caso del diesel e per l‟OC nel caso della biomassa.
La metodologia adottata risulta facilmente replicabile, eventualmente adattando le percentuali di
EC/OC al contesto specifico di utilizzo.
Bibliografia
[1] ARPA Lombardia, 2008 – Inventario delle emissioni – Emissioni di materiale particolato,
Emissioni da traffico, Percorrenza
24
Analisi TOT per la determinazione di OC ed EC: interconfronto fra due
differenti protocolli di misura
Vera Bernardoni3, Maria Chiara Bove4, Massimo Chiari5, Eleonora Cuccia4, Barbara Daresta6,
Gianluigi de Gennaro6, Paola Fermo2, Martina Giannoni7, Franco Lucarelli5, Dario Massabò4,
Silvia Nava5, Andrea Piazzalunga1,2,* , Paolo Prati4, Gianluigi Valli3, Roberta Vecchi3
1
2
Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e del Territorio, Università degli Studi di Milano Bicocca, Milano, 20126
Dipartimento di Chimica Inorganica Metallorganica e analitica, Università degli Studi di Milano, Milano, 20133
3
Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Milano, 20133
4
INFN Genova e Dipartimento di Fisica, Università di Genova, Genova, 16146
5
INFN Firenze e Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Firenze, Sesto Fiorentino, 50019
6
Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Bari, Bari, 70126
7
Dipartimento di Chimica, Università di Firenze, Sesto Fiorentino, 50019
* Corresponding author. Tel: +39264482824,, E-mail: [email protected]
Keywords: analisi termo-ottica, protocolli termici, EC, OC
La direttiva comunitaria 2008/50/EC, a partire dal Giugno 2010 ha richiesto alle reti di monitoraggio
di tutti gli Stati membri la misura delle concentrazioni di carbonio organico (OC) ed elementare (EC)
nel PM2.5 campionato in siti di fondo. Allo stato attuale, la norma tecnica CEN/TR 16243 del 2011
suggerisce di utilizzare la tecnica TOT/TOR (Thermal Optical Transmittance/Reflectance) come
metodologia di analisi dell‟EC/OC su filtri in quarzo, ma non definisce un protocollo standard,
lasciando ancora aperta la possibilità di utilizzarne uno tra i quattro tra i più diffusi (NIOSH-like,
NIOSH5040, IMPROVE e EUSAAR_2).
Secondo un recente censimento promosso dalla IAS (Società Italiana di Aerosol) [1] oltre il 95%
delle determinazioni di carbonio oggi vengono effettuate con il metodo TOT (Thermal Optical
Transmittance); di queste circa il 25% viene effettuata con il protocollo EUSAAR_2 mentre il
restante 75% utilizza il protocollo NIOSH.
In questo lavoro verranno presentati i risultati di un interconfronto fra il protocollo NIOSH e il
protocollo EUSAAR_2 effettuato in quattro laboratori differenti, ma dotati della stessa
strumentazione. In ogni laboratorio sono state analizzate due diverse porzioni dello stesso filtro con
i due protocolli presi in esame; i filtri sono stati campionati in diverse città italiane (Milano,
Genova, Firenze, Livorno e Bari). Come ben noto, le principali differenze fra i due protocolli
riguardano i tempi e le temperature utilizzate. In particolare, EUSAAR_2 utilizza tempi di
riscaldamento più lunghi nello step in atmosfera inerte per minimizzare la formazione di carbonio
pirolitico e temperatura massima dello step in atmosfera inerte più bassa per minimizzare
l‟eventuale pre-combustione del carbonio elementare.
Le differenze fra i due protocolli incidono maggiormente sull‟EC; in particolare, il protocollo
EUSAAR_2 tende mediamente a fornire concentrazioni di EC maggiori rispetto al protocollo
NIOSH (20% - 50%) e non si osservano significative differenze nella formazione di carbonio
pirolitico. Per meglio comprendere l‟influenza del carbonio pirolitico nella quantificazione dell‟EC,
in due laboratori (Firenze, Milano) sono state effettuate delle determinazioni su campioni dopo la
rimozione dei composti solubili.
Bibliografia
[1] A.Piazzalunga et al., PM2012, abstract .
25
Determinazione del carbonio organico ed elementare su PM con metodo
termoottico: valutazione del problema del sovraccarico dei campioni
Valentina Costa1,*, Roberto Vecchietti2, Isabella Ricciardelli3, Dimitri Bacco1,
Maria Chiara Pietrogrande1
1
Università di Ferrara, Dipartimento di Chimica, Ferrara,via Borsari 46, 44121
2
ARPA, Ferrara, via Bologna 534, 44124
3
ARPA, Bologna, via F. Rocchi19, 40138
* Corresponding author. Tel: +0532 455768, E-mail: [email protected]
Keywords: Trasmittanza, EC-OC, loading
La speciazione della componente carboniosa del PM tra carbonio di tipo organico (OC) e carbonio
elementare (EC) è una determinazione fondamentale per fornire informazioni sull‟origine e
proprietà dell‟aereosol atmosferico. Queste determinazioni saranno eseguite su diversi campioni di
PM raccolti in 4 stazioni dell‟Emilia Romagna nell‟ambito del progetto Supersito, un programma
intensivo di monitoraggio ambientale ed epidemiologico, ideato e gestito dalla Regione EmiliaRomagna ed e da Arpa, ARPA ER con lo scopo di investigare aspetti ambientali e sanitari del
particolato fine (PM2.5 e PM1) e ultrafine (PM0.1) in atmosfera.
Il metodo per l‟analisi di campioni nell‟ambito di progetti supersito prevede misure termoottiche
impiegando l‟analizzatore ECOC Sunset (Laboratory Inc.) seguendo il protocollo EUSAAR2 [1].
E‟ stato riportato in letteratura che questa procedura può produrre dati affetti da errore, soprattutto
per campioni con elevato contenuto di materiale carbonioso, come nel caso di PM raccolti in
inverno in siti urbani della regione ER, uno dei luoghi più inquinati d‟Europa [2]. Infatti, la ridotta
trasmittanza di campioni molto carichi impedisce una corretta identificazione delle condizioni
strumentali per la distinzione tra carbonio organico ed elementare, che dovrebbe avvenire dopo
l‟evoluzione completa del carbonio pirolitico (PyC): infatti dopo questa si ha solamente il rilascio di
EC.
In questo lavoro si sono eseguite prove sperimentali per verificare l‟effetto delle caratteristiche del
campione sulle determinazioni analitiche, al fine di individuare le condizioni che garantiscono
misure accurate. In particolare si è valutato l‟andamento dei valori EC misurati su campioni con
diversi valori di trasmittanza iniziale (T0): tale andamento risulta essere lineare oltre un valore
soglia di T0, mentre, per valori inferiori, non è possibile individuare una relazione precisa a causa
della grande dispersione dei dati.
Si è inoltre studiato l‟andamento di EC in funzione del contenuto di carbonio totale (TC) del
campione: anche in questo caso si è individuato un valore soglia di TC entro cui è valida una
relazione lineare e superato il quale è presente un andamento plateau, per cui non è possibile una
corretta determinazione strumentale.
Bibliografia
[1] F.Cavalli et al., Atmos. Meas. Tech., 3, 79-89 (2010).
[2] A.Piazzalunga et al., Atmos. Chem. Phys., 11, 10193-10203 (2011).
26
Determinazione di EC ed OC mediante tecniche nucleari di scattering
elastico in campioni di particolato atmosferico raccolto su Teflon
Massimo Chiari1*, Silvia Becagli2, Giulia Calzolai1, Martina Giannoni2 ,
Franco Lucarelli1, Silvia Nava1
1
INFN Firenze e Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Firenze, Sesto Fiorentino (FI), 50019
2 Dipartimento di Chimica, Università di Firenze, Sesto Fiorentino (FI), 50019
* Corresponding author. Tel: +0554572273,, E-mail: [email protected]
Tra le tecniche di analisi con fasci ionici (IBA, Ion Beam Analysis) applicate allo studio del
particolato atmosferico presso il LABEC, il laboratorio dell‟acceleratore Tandem dell‟INFN di
Firenze, la Elastic Backscattering Spectrometry (EBS) e la Particle Elastic Scattering Analysis
(PESA), con fasci di protoni di energia del MeV, permettono di ottenere informazioni quantitative
sulla concentrazione di C e di altri atomi leggeri, quali H, N e O, nel campione [1,2].
Ovviamente, con queste tecniche nucleari non è possibile una misura diretta di carbonio elementare
(EC) e carbonio organico (OC); nonostante ciò, l‟analisi quantitativa di tutti gli elementi leggeri (H,
C, N e O) permette di ottenere informazioni sulla speciazione dei composti carboniosi. La
concentrazione di H ottenuta da misure PESA può essere usata come “proxy” dell‟OC; di
conseguenza, l‟EC si ottiene come differenza tra la concentrazione totale di carbonio, ottenuta da
misure simultanee con la tecnica EBS, e l‟OC stimato dalla PESA. In questo contributo sarà
presentata la fattibilità della misura quantitativa di EC e OC utilizzando questo metodo in campioni
di particolato atmosferico raccolto su filtri in Teflon, dove tali informazioni non possono essere
ottenute applicando i più classici metodi di analisi termoottica.
Inoltre, grazie alla misura simultanea di H, C, N and O nei campioni di aerosol, è possibile calcolare
direttamente la componente organica totale (POM, Particulate Organic Matter) utilizzando un
approccio “bottom-up” e può essere così verificata sperimentalmente la validità dei fattori di
conversione POM/OC forniti in letteratura a seconda della tipologia del sito di campionamento [3].
Bibliografia
[1] M.Chiari et al., Nucl. Instrum. & Methods B 166-170, vol. 219-220 (2004)
[2] M.Chiari et al., X-Ray Spectrometry 323-329, vol. 34 (2005)
[3] B.J.Turpin e H.J.Lim, Aerosol Sci. Technol. 602-610, vol. 35 (2001)
27
Un sistema ottico per la caratterizzazione della frazione carboniosa del PM
D. Massabò1, M.C. Bove1, E. Cuccia1, P. Prati1, V. Bernardoni2, G. Valli2, R. Vecchi2
1 Dipartimento di Fisica e I.N.F.N., Università degli Studi di Genova
2 Dipartimento di Fisica e I.N.F.N., Università degli Studi di Milano
Corresponding author: E-mail: [email protected]; Tel: 0103536325
Keywords: Black Carbon, Multi-wavelength optical analysis.
Campioni di PM vengono regolarmente raccolti in area urbana per monitorare i livelli di PM10 e
PM2.5, utilizzando campionatori sequenziali a basso volume (LVS) dotati, solitamente, di filtri 47 mm
gestiti su base giornaliera. I filtri in PTFE (Teflon®) risultano molto indicati sia per le misure
gravimetriche che per l‟analisi composizionale del PM. Abbiamo sviluppato un nuovo sistema ottico,
completamente automatico e non distruttivo, per la misura off-line dell'assorbimento della luce e quindi
del contenuto di BC nel PM sia sui filtri in PTFE che su altri supporti. Ciò dà la possibilità di misurare
su ogni campione la concentrazione del PM tramite analisi gravimetrica, del BC tramite analisi ottica,
dei metalli, per esempio, tramite ED-XRF, e degli ioni mediante cromatografia ionica: tutte queste
informazioni possono essere ottenute con solo un filtro avendo la certezza di analizzare lo stesso PM e
senza costi aggiuntivi. Il set-up che abbiamo realizzato è composto da una sorgente laser collimata e da
tre fotodiodi a basso rumore (PD) posti a 0, 125 e 165 gradi rispetto alla direzione del fascio laser. I
campioni possono essere analizzati in sequenza e in modo automatico in circa 15 minuti grazie ad una
ruota che può ospitare fino a 16 filtri da 47 mm. La ruota è collegata ad un motore passo-passo per
cambiare il filtro in analisi e a due traslatori lineari che permettono la scansione di tutta l'area del filtro.
Tutti i movimenti e l'acquisizione dei segnali dei fotodiodi sono controllati da un PC attraverso un
programma LabVIEW 8.5 dedicato. Il set-up è completato da tre diverse sorgenti laser intercambiabili:
4 mW - rosso ( = 635nm), 4 mW - blu ( = 405 nm) e 20 mW - IR ( = 850nm). Per ricavare i valori
di concentrazione del BC è stato adottato ed esteso il metodo, basato sullo schema di trasferimento
radiativo proposto da Hänel [1,2], utilizzato dal MAAP [3]. Il nuovo strumento è stato validato in
diverse campagne e, per la prima volta, è stato impiegato nella campagna realizzata nel quadro del
programma MED - APICE (Common Mediterranean strategy and local practical Actions for the
mitigation of Port, Industries and Cities Emissions, http://www.apice-project.eu/). Questa campagna di
misura del PM2.5 è stata realizzata tra primavera e estate 2011, in tre siti nell‟area urbana di Genova. Il
PM2.5 è stato campionato su base giornaliera da un LVS (TRC-Tecora) alternatamente su filtri in fibra
di quarzo e su filtri in PTFE. Tutti i campioni (circa 250 per ciascun tipo) sono stati analizzati con il
nostro set-up ottico e, successivamente, solo quelli in fibra di quarzo sono stati analizzati con il
SUNSET EC/OC analyzer per ottenere la concentrazione di EC su ciascun campione (protocollo
EUSAAR_2). Descriverò brevemente il metodo ottico fornendo dettagli sul set-up e sulle sue
componenti. Verranno inoltre presentati i risultati relativi a differenti set di dati, con particolare
attenzione ai risultati ottenuti dalle misure alle tre differenti lunghezze d'onda, con i due diversi tipi di
filtri.
Bibliografia
[1] Hänel, G., 1987. Contrib. Atmos. Res., 60, 241–247.
[2] Hänel, G., 1994. Appl. Optics, 33, 7187-7199.
[3] Petzold, A., Schölinner, M., 2004. J. Aerosol Sci. 35, 421-441.
28
Rivelazione di BC, BrC e OC mediante etalometro AE31 in siti caratterizzati da
differenti emissioni
Mariarosaria Calvello1,*, Francesco Esposito2, Giulia Pavese1
1
IMAA-CNR, Tito Scalo, 85050
DIFA Università della Basilicata, Potenza, 85100
* Corresponding author. Tel: +39 0971 427205, E-mail:[email protected]
2
Keywords: BC, BrC, OC
Gli effetti della componente carboniosa dell‟aerosol atmosferico sul bilancio radiativo globale [1], e
sulla salute umana (problemi respiratori e di circolazione sanguigna) [2] hanno una notevole
rilevanza scientifica. Pertanto è di estremo interesse identificarne correttamente le proprietà ottiche
e fisiche. E‟ stata quindi messa a punto una tecnica [3] per la stima del contenuto di BC e BrC e per
la rivelazione dell‟OC a partire da misure del coefficiente di assorbimento dell‟aerosol ottenute con
un etalometro MAGEE a 7 lunghezze d‟onda (370 nm † 950 nm). Supponendo che i coefficienti
seguano la legge di Ångström:
 () = (/0)-
mediante best-fit, si può stimare il parametro  i cui valori approssimano 1 in presenza di BC o
er
assumono valori maggiori di 1 in presenza di BrC o OC o entrambi. L‟applicazione della tecnica a
tutto l‟intervallo spettrale, eccetto la lunghezza d‟onda a 370 nm dove i composti organici
presentano forte assorbimento, consente di discriminare tra BrC e BC . In figura 1 sono riportati gli
istogrammi di  relativi a misure effettuate a Viggiano (40.33 N, 15.92 E), sede del centro di
pre-trattamento del petrolio estratto in Basilicata e a Tito Scalo (40.60 N, 15.72 E, Basilicata) in
giorni con masse d‟aria antropiche.
Tito Scalo - antropico
60
60
50
50
frequenza (%)
frequenza (%)
Viggiano-Centro Olio ENI
40
30
20
10
40
30
20
10
0
0
0.3
0.5
0.7
0.9
1.1
1.3
1.5
1.7
1.9
0.3
alfa
0.5
0.7
0.9
1.1
1.3
1.5
1.7
1.9
alfa
Figura 1: istogramma del parametro alfa ottenuto da una giornata di misure a Viggiano (40.33 N, 15.92 E), sede del
Centro Olio ENI ( a sinistra). A destra, istogramma del parametro alfa ottenuto da misure affette da masse d’aria
antropiche a Tito Scalo (40.60 N, 15.72 E)
Bibliografia
[1] Fourth Assessment Report of the IPCC, Cambridge University Press, Cambridge, (2007)
[2] F. Laden et al, Am. J. Resp. Crit. Care Medicine, 173, 667 – 672, (2006)
[3] F. Esposito et al., Atmos. Meas. Tech. Discussion, 5, 1003–1027, (2012)
29
Il progetto di monitoraggio del Black Carbon nella città di Milano
Silvia Moroni1,*, Marco Bedogni1, Bruno Villavecchia1, Giuseppina Tosti1, Costantinos
Sioutas2, Dane Westerdahl3, Giovanni Invernizzi4, Ario Ruprecht4
1
2
AMAT - Agenzia Mobilità Ambiente e Territorio, Milano, Italy
University of Southern California, Los Angeles, CA, USA
3
Cornell University, Ithaca, NY, USA
4
SIMG - Società Italiana Medicina Generale, Firenze, Italy
[email protected]
Keywords: Black Carbon, inquinamento da traffico, effetti sanitari, esposizione personale
Il 16 gennaio 2012 il Comune di Milano ha dato inizio alla sperimentazione del provvedimento di
limitazione degli accessi del traffico veicolare privato al centro della città denominato „Area C‟.
Nell'ambito di tale iniziativa l'Amministrazione ha ritenuto opportuno avviare un progetto di
monitoraggio del Black Carbon nel particolato atmosferico al fine di verificare l'efficacia
ambientale e sanitaria del provvedimento. Tale progetto ha come obiettivo la realizzazione di un
sistema sperimentale di rilevamento del Black Carbon nel territorio comunale che integri le
informazioni sullo stato della qualità dell'aria disponibili dal sistema di monitoraggio gestito dagli
enti preposti, con dati di tipo puntuale e ad elevata risoluzione temporale. In tal modo si affianca
agli indicatori tradizionali - che conservano la loro validità - un indicatore dell'inquinamento 'di
prossimità' alla fonte traffico, che consente di valutare l'efficacia delle politiche di regolamentazione
di questa importante sorgente emissiva anche in termini di rischio sanitario locale e specifico della
popolazione esposta.
Diversi studi a livello internazionale hanno dimostrato che se agli interventi di limitazione della
circolazione veicolare non sempre corrisponde una riduzione delle concentrazioni di PM10 e PM2.5
rilevate in termini di massa, ad essi si associa un miglioramento della 'qualità' del particolato che
diviene meno tossico. Di tale qualità e dei suoi effetti sulla salute il Black Carbon è un tracciante
significativo [1], pertanto la sua misurazione in atmosfera consente di verificare la riduzione
dell'esposizione dell'individuo ad alcuni importanti effetti sanitari del particolato atmosferico.
Il progetto del Comune di Milano si articola nella caratterizzazione di diverse tipologie di siti e di
condizioni di esposizione personale in ambito urbano, riferiti a differenti intensità di traffico
veicolare. I primi risultati relativi ad una campagna di misure di tre settimane svolta presso due
postazioni di tipo residenziale, una interna e l'altra esterna ad Area C, hanno evidenziato in
corrispondenza di concentrazioni di particolato omogenee, concentrazioni di Black Carbon, rapporti
BC/PM10 e BC/PM2.5 inferiori nella zona a traffico limitato rispetto all'esterno. Tali risultati
preliminari confermano l‟efficacia dell‟indicatore Black Carbon nella caratterizzazione
dell‟esposizione alla fonte traffico autoveicolare.
Bibliografia
[1] N. Janssen et al., Black Carbon as an Additional Indicator of the Adverse Health Effects of
Airborne Particles Compared with PM10 and PM2.5. Env Health Perspect, 2011; 119:1691-1699.
30
Proprietà dell’aerosol carbonioso nella Pianura Padana
S. Gilardoni1, L. Giulianelli1, M. Rinaldi1, C. Lanconelli1, V. Vitale1, P. Massoli2,
S. Ferrari3, V. Poluzzi3, M.C. Facchini1
1 ISAC,
CNR, Bologna, 40129
Research, Billerica, 01821 MA, USA
3 ARPA Emilia Romagna, Bologna, 40138
* Corresponding author. Tel: +39 0516399578,, E-mail:[email protected]
2 Aerodyne
Keywords: Aerosol organico, atmospheric processing, caratterizzazione chimica.
L‟aerosol carbonioso rappresenta una frazione significativa dell‟aerosol fine, sia in area urbana che
in area rurale. La conoscenza delle proprietà chimiche, della microfisica, e delle proprietà ottiche
delle particelle carboniose è fondamentale per descrivere gli effetti dell‟aerosol sul clima e sulla
salute umana.
Nell‟ambito del periodo intensivo di misura del progetto “ARPA Supersito” (Novembre 2011), le
caratteristiche chimiche, il mixing state, e la distribuzione dimensionale dell‟aerosol organico sono
stati studiati in un sito di urban background (Main Site -Bologna) e in un sito di rural background
(San Pietro Capofiume). Nel sito rurale sono inoltre stati misurati assorbimento, scattering, ed
estinzione dell‟aerosol.
In entrambi i siti, la massa submicrometrica è dominata dal contributo dell‟aerosol organico e dei
nitrati, in accordo con i risultati ottenuti in precedenza durante l‟esperimento AEROCLOUDS [1].
L‟aerosol organico è stato caratterizzato tramite l‟algortimo di analisi proposto da Ng et al. [2]; i
risultati mostrano una frazione maggiore di aerosol ossidato nel sito di San Pietro Capofiume, in
accordo con un maggior contributo di aerosol organico secondario in area rurale. Nel sito rurale la
concentrazione in massa dell‟aerosol fine è modulata dai frequenti eventi di nebbia; le gocce di
nebbia, attraverso scavenging delle particelle interstiziali, sono responsabili della riduzione della
massa dell‟aerosol submicrometrico di un fattore pari a 5-10.
Durante il convegno saranno illustrati gli effetti del trasporto e dell‟atmospheric processing sulle
proprietà ottiche, la microfisica, e le caratteristiche chimiche dell‟aerosol carbonioso.
Bibliografia
[1] Carbone et al. Size-resolved aerosol chemical composition over the Italian Peninsula
during typical summer and winter conditions, Atm. Env., 44, 5269-5278, 2010
[2] Ng et al. Real-Time Methods for Estimating Organic Component Mass Concentrations
from Aerosol Mass Spectrometer Data, EST, 45, 910-916, 2011
31
Nucleazione funzionalizzata di particelle carboniose mediata da atomi e
molecole di ossigeno. Studio teorico.
Andrea Maranzana, Glauco Tonachini
Dipartimento di Chimica, Università di Torino, Corso Massimo D‟Azeglio, 48, 10125 Torino
andrea [email protected]; tel. 011-6707637 e [email protected]; 011-6707648
Keywords: 1) nanoparticelle carboniose; 2) ossidazione della fuliggine; 3) nucleazione; 4) atomi e molecole di
ossigeno; 5) idrocarburi policiclici aromatici; 6) teoria del funzionale della densità
L‟ossidazione di nanoparticelle carboniose, sia durante la loro nucleazione e crescita in am-biente di
combustione, sia durante il successivo trasporto in atmosfera, ha un effetto sulla loro polarità e
igroscopicità, e di conseguenza sul loro impatto sulla salute.[1,2] Le parti costituenti la
nanoparticella hanno tratti strutturali in comune con gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) e
possono essere ossidate da una varietà di piccole specie come O, O2, O3, HO, NO, NO2, e NO3. In
questo studio teorico, condotto usando la Teoria del Funzionale della Densità (DFT), estendiamo
quanto precedentemente fatto su crescita e nucleazione,[3-6] proponendo-ci di contribuire a chiarire
se nelle fasi iniziali della nucleazione questa possa essere mediata dall‟ossidazione da parte di O e
O2. Quindi modelliamo l‟evoluzione iniziale di un sistema di dimensioni contenute (2 molecole di
pirene) in presenza di atomi e molecole di ossigeno nel loro stato elettronico fondamentale e
consideriamo diversi attacchi radicalici. I cammini di reazione sono definiti a livello DFT(M062X), e la definizione della termochimica permette di discutere gli effetti energetici ed entropici.
La funzionalizzazione con gruppi ossigenati (fenolici, chetonici, epossidici), e l‟estensione del
sistema attraverso il formarsi di ponti tra le componenti tipo-IPA, implicano non solo la formazione
di legami CO e/o CC ma anche la presenza di intermedi radicalici -delocalizzati, la possibili
omolisi di legami OO, e diversi gradi di impilamento delle componenti aromatiche (Figure 1 e 2).
Lo studio rivela che ossida-zione e nucleazione sono profondamente intrecciate. Quando i due
processi possono essere distinti e antagonistici, si può inoltre stimare il grado di competizione tra di
essi.
FIGURA 1
FIGURA 2
Bibliografia
1.S. di Stasio, J.B.A. Mitchell, J.L. LeGarrec, L. Bienner, M. Wulff “Synchrotron SAXS identification of three different
size modes for soot nanoparticles in a diffusion flame” Carbon, 1267-1279, 44 (2006).
2.A. D‟Anna “Combustion formed nanoparticles” Proc. Comb. Inst. 593-613, 32 (2009).
3.A. Indarto, A. Giordana, G. Ghigo, G. Tonachini “Formation of PAHs and Soot Platelets: Multicon-figuration
Theoretical Study of the Key Step in the Ring Closure-Radical Breeding Polyyne-based Mechanism” J. Phys. Org.
Chem. 400-410, 23 (2010).
4.A. Indarto, A. Giordana, G. Ghigo, A. Maranzana, G. Tonachini “Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Formation
Mechanism in the Particle Phase. A Theoretical Study” Phys. Chem. Chem. Phys. 9429-9440, 12 (2010).
5.A. Giordana, A. Maranzana, G. Tonachini “A Theoretical Investigation of Soot Nanoparticle Inception via
Coagulation. Energetic, Structural, and Electronic Features” J. Phys. Chem. C 1732-1739, 115 (2011).
6. A. Giordana, A. Maranzana, G. Tonachini “Carbonaceous Molecular Nanoparticle Inception from Radical Addition
or
Coagulation
Involving
PAH
Systems.
A
Theoretical
Study”
J. Phys. Chem. C, 17237–17251, 115 (2011).
32
Influenza dell’ammoniaca nel processo di nucleazione: risultati
dell’esperimento CLOUD
Federico Bianchi1,*, Francesco Riccobono1, Josef Dommen1, Ernest Weingartner1,
Urs Baltensperger1
1 Laboratory
of Atmospheric Chemistry, Paul Scherrer Institut, Villigen, 5232, Svizzera
* Corresponding author. Tel: +41 56 310-5387, E-mail:[email protected]
Keywords: Nucleation rate, ammoniaca, raggi cosmici, acido solforico.
CLOUD (Cosmics Leaving OUtdoor Droplets) e‟ un esperimento con sede al CERN di Ginevra che
ha lo scopo di investigare la possibile influenza dei raggi cosmici sulla formazione di aerosol.
I vari esperimenti sulla nucleazione vengono effettuati all‟interno di una “smog chamber” in acciaio
dalle dimensioni di 26.1 m3. I raggi cosmici vengono simulati esponendo la camera a un fascio di
pioni. La nucleazione e‟ un importante meccanismo di formazione secondaria degli aerosol in
atmosfera e può essere responsabile della formazione del 50% di nuclei di condensazione, CCN.
Precedenti studi hanno mostrato che l‟acido solforico (H2SO4) e‟ uno dei precursori principali in
questo processo, nonostante cio‟, la presenza di altri gas può influenzare la velocità di nucleazione
in funzione della loro concentrazione (per es. acqua, ammoniaca e terpeni). [1,2]
Allo scopo di studiare in detteglio questo processo abbiamo effettuato esperimenti dove le
concentrazioni di acido solforico, acqua e ammoniaca vengono variate all‟interno di un range che
sia rilevante per le osservazioni atmosferiche.
In questa presentazione verrano illustrati i risultati degli ultimi test effettuati all‟interno della
collaborazione CLOUD mostrando l‟influenza che l‟ammoniaca ha nei confronti della nucleazione.
I dati prodotti in laboratorio sono stati confrontati con le osservazioni atmosferiche evidenziando il
fatto che ammoniaca e acido solforico da soli non possono spiegare il nucleation rate osservato in
atmosfera [3]. Probabilmente la presenza di altri precursori (quali composti organici) puo‟
influenzare questo processo.
Ringraziamenti: Ringraziamo il CERN per aver supportato CLOUD con importanti risorse tecniche
e finanziarie e per aver fornito il fascio di particelle del CERN Proton Synchrotron.
Questo lavoro è stato finanziato da: EC Seventh Framework Programme (Marie Curie
InitialTraining Network "CLOUD-ITN" grant no. 215072, e ERC-Advanced "ATMNUCLE'' grant
no. 227463), German Federal Ministry of Education and Research (project no. 01LK0902A), Swiss
National Science Foundation (project nos. 206621_125025 and 206620_130527), Academy of
Finland Center of Excellence program (project no. 1118615), Austrian Science Fund (FWF; project
no. P19546 and L593), Portuguese Foundation for Science and Technology (project no.
CERN/FP/116387/2010), e Russian Foundation for Basic Research (grant N08-02-91006-CERN).
Bibliografia
[1] A. Metzger et al., Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States
of America, 107, 6646-6651, 2010.
[2] D. R. Benson et al., Atmos. Chem. Phys., 11, 4755[3] J. Kirkby et al., Nature, 476, 429-U77, 2011
33
“Influenza della micrometeorologia sulla concentrazione di particolato
atmosferico: risultati preliminari dopo un anno di osservazioni presso il campo
sperimentale dell’ISAC CNR di Roma Tor Vergata”
F.A.Scanzani1*, S. Narducci2, S. Argentini3, S. Solmi4
1
Univ. di Roma Tor Vergata di Roma – dottorando in Geoinformazione associato
ISAC CNR Tor Vergata Roma, 00133; 2 Univ. di Roma Tor Vergata di Roma – Fisica dell’Atmosfera e
Meteorologia; 3 ricercatore senior ISAC CNR Tor Vergata Roma 00133; 4 Orion Srl Padova - 35030
* Corresponding author. Tel: +06-92937182, E-mail:[email protected]
Keywords: Particolato atmosferico, micrometeorologia, radiometria a microonde, PBL, PM10.
L‟influenza della micrometeorologia sulla distribuzione spazio-temporale del particolato atmosferico nello strato
limite atmosferico ha costituito uno degli obiettivi principali di una campagna di misura presso il campo sperimentale
del CNR-ISAC di Roma Tor Vergata. La campagna si è svolta nel periodo compreso tra marzo 2010 ed aprile 2011.
Per la misura della concentrazione dei PM10 (sampling rate 1 min) è stato utilizzato un analizzatore in tempo reale di
particolato atmosferico (mod. 5030 SHARP della Thermo Scientific [1,2]) . Nel corso dello stesso periodo di
osservazione sono stati acquisiti alcuni significativi parametri micro meteorologici (frequenza 10 Hz) ed i profili di
temperatura atmosferica (ogni 10 min) tramite un radiometro a microonde (mod. MTP5 Polar della Attex) [3]. E‟ stata
effettuata un analisi statistica dei dati sperimentali ed attraverso una regressione multipla [4,5] è stata stimata la
variabilità giornaliera del PM10 in relazione alle diverse variabili meteorologiche esaminate [6], trascurando ogni altro
contributo antropico. Dall‟analisi dei risultati è emerso che la concentrazione del
assume valori minimi durante il
giorno [7,8] in condizione di convezione sviluppata. Nel passaggio a condizioni neutrali e successivamente di stabilità
termica (lo spessore massimo di norma non supera i 150 metri) si osserva un aumento della concentrazione del
.
Si è osservato come il modello di regressione sviluppato ben rappresenta le osservazioni. Per circa 20 giorni,
appartenenti a periodi diversi dell‟anno, si sono osservate concentrazioni diurne superiori a quelle notturne [5,6]. In
alcuni di questi casi l‟aumento nelle ore diurne del PM10 è stato ricondotto alla avvezione di particolato di origine
antropica (locale) o di origine sahariana.
Bibliografia:
[1] F. A. Scanzani , F. Del Frate et al."Nefelometria: principi e suo impiego nella misura in tempo reale del particolato
atmosferico" - 4 Convegno Nazionale sul Particolato Atmosferico PM2010” (Venezia,maggio2010).
[2] F.A.Scanzani. et al. “Caratterizzazione dinamica della presenza di particolato atmosferico in ambiente urbano con
impiego di un polverimetro light-scattering – radiometria Beta” – poster al “3° Convegno Nazionale sul
Particolato Atmosferico PM2008” (Bari, ottobre 2008).
[3] F.A.Scanzani “Passive microwave radiometer for measurements of the PBL‟s temperature profile”, workshop at
DTU Risǿ Summer School : Remote Sensing for Wind Energy , (National Laboratory Press of Univ. of Denmark,
DTU Roskilde 8-12 June 2009)
[4] Hien,P.D., et al. “Influence of meteorological conditions on
[5]
[6]
[7]
[8]
PM 2 ,5 and PM 2,510 concentrations during the
monsoon season in Hanoi, Vietnam”, Atmospheric Environment, Elsevier Science Ltd., 36,(2002), 3473-3484
(2002),
R.Vecchi, et al. “A study on nighttime–daytime PM10 concentration and elemental composition in relation to
atmospheric dispersion in the urban area of Milan (Italy)” Atmospheric Environment 41 2136–2144 (2007)
E.Gerharz, K. Henneböhl, et al. “Spatial and temporal variation of PM10 concentrations at the street level: a case
study for the city of Münster” Institute for Geoinformatics, University of Münster(2002).
I. Barmpadimos, C. Hueglin, et al. ”Influence of meteorology on PM10 trends and variability in Switzerland from
1991 to 2008 “- Published: 28 February 2011 Atmos. Chem. Phys., 11, 1813–1835, (2011)
Salmond, J.A., McKendry I.G. “ A review of turbulence in the very stable nocturnal boundary layer and its
implications for air quality”, Progress in Physical Geography, Edward Arnold Publisher Ltd., 29, 2 (2005), 171188 (2005).
34
Analisi dei flussi emissivi di particolato e CO2 in ambiente urbano mediante
eddy-correlation: parametrizzazioni della sorgente “traffico”
Daniele Contini1,*, Antonio Donateo1, Fabio Massimo Grasso1, Cosimo Elefante2
1
Istituto di Scienze dell’Atmosfera e del Clima, U.O.S. di Lecce, CNR, Lecce, 73100
Università del Salento,Ripartizione Informatica, Viale Gallipoli 49, Lecce, 73100
* Corresponding author. Tel: +39-0832-298919, E-mail:[email protected]
2
Keywords: flusso di aerosol, flusso di CO2, eddy-correlation, emissioni da traffico
Lo studio delle emissioni di aerosol e CO2 in ambiente urbano è importante per i potenziali effetti
sul clima e sulla salute. Le aree urbane sono sorgenti di inquinanti in continua evoluzione a causa
dell‟incremento del numero di abitanti e dell‟utilizzo di risorse naturali, fra cui i combustibili
fossili. Il metodo della eddy-correlation (EC), applicato a misure ad alta risoluzione temporale,
consente di valutare il flusso netto di particelle e gas rilasciati da una parte relativamente grande di
una città, coprendo le diverse “sorgenti” ed i diversi “pozzi” esistenti nel loro ambiente naturale. La
EC rappresenta una metodologia utile a valutare e caratterizzare le emissioni urbane, ed in
particolare quelle da traffico veicolare, nelle reali condizioni operative. Tuttavia, tali misure sono
ancora relativamente poco diffuse, per esempio, misure simultanee di flussi di particelle e di CO 2
sono disponibili soltanto in quattro città: Helsinki, Finlandia (Jarvi et al., 2009), Boulder, Colorado
(USA) (Nemitz et al., 2008), Munster, Germania (Schmidt e Klemm, 2008) e Stoccolma, Svezia
(Vogt et al., 2011). In questo lavoro si presenta una caratterizzazione delle concentrazioni e dei
flussi di particelle e di CO2 nell‟area urbana di Lecce (Contini et al., 2012). I flussi positivi
dominano rispetto alla deposizione e l‟area in esame si comporta come una sorgente di particelle
con un flusso medio FN=71100 #/cm2s (mediana 64000 #/cm2s) ed un flusso medio di CO2 pari a
FC=0.76 mg/m2s (mediana 0.46 mg/m2s). E‟ stato osservato un ciclo giornaliero e settimanale su FN
ed FC che risulta ben correlato con l‟intensità del traffico TR (misurata con una telecamera ad
infrarossi ed un software di “motion detection”). Questo indica che il traffico veicolare è la
principale sorgente di CO2 e particelle nell‟area analizzata, tuttavia, l‟influenza del ciclo biogenico
della CO2 è rilevabile sia nella misura delle concentrazioni sia in FC. Il rapporto FN/TR aumenta
all‟aumentare della velocità di frizione e la concentrazione di particelle diminuisce. I flussi di
particelle mostrano una dipendenza dalle condizioni di stabilità atmosferica. Queste correlazioni
sono state utilizzate per sviluppare una parametrizzazione delle concentrazioni e dei flussi di
aerosol, in funzione di TR e delle condizioni meteorologiche, che può essere impiegata per stimare
le emissioni da traffico veicolare in condizioni operative reali per applicazioni nei modelli di
dispersione e/o nei modelli climatici. Il rapporto FC/TR mostra una correlazione piuttosto limitata sia
con la velocità di frizione sia con la stabilità atmosferica, quindi, la parametrizzazione di FC si è
basata solo su TR.
Bibliografia
Contini D. et al., Atmospheric Environment, 25-35, vol. 46 (2012).
Jarvi L. et al., Atmospheric Chemistry and Physics, 7847-7856, vol. 9 (2009).
Nemitz E. et al., Aerosol Science and Technology, 636-657, vol. 42 (2008).
Schmidt A., et al., Atmospheric Chemistry and Physics, 7405-7417, vol. 8 (2008)
Vogt M. et al., Atmospheric Chemistry and Physics, 4851-4859, vol. 11 (2011).
35
Studio di eventi acuti con elevata risoluzione temporale:
il caso delle Mascletas ad Alicante (Spagna)
Giulia Calzolai1, Massimo Chiari1, Franco Lucarelli1*, Silvia Nava1,
Eduardo Yubero2, Jose Nicolas2, Javier Crespo2
1 INFN
Firenze e Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Firenze, Sesto Fiorentino (FI), 50019
2 Dipartimento di Fisica, Università Miguel Hernandez, Elche, Spain
* Corresponding author. Tel: +0554572274, E-mail: [email protected]
Keywords: fuochi d’artificio, eventi acuti, risoluzione oraria, composizione chimica.
Las Hogueras de San Juan, la principale festività della città di Alicante (Sud-Est della Spagna), si
svolge ogni anno dal 17 al 25 di Giugno e viene celebrata con l‟esplosione di una quantità
incredibile di petardi e fuochi d‟artificio, in modo da produrre effetti non solo visivi ma anche di
grande impatto sonoro. Le esplosioni sono caratterizzate dall‟essere tutte concentrate in un breve
intervallo di tempo, ogni giorno alle 14:00, e quindi dal produrre concentrazioni di particolato
atmosferico (PM) estremamente elevate per brevi periodi in un'area dove sono presenti migliaia di
persone.
Durante le celebrazioni del 2007 è stata effettuata una campagna intensiva di studio del PM, che ha
incluso: campionamenti giornalieri del PM10, campionamenti orari delle frazioni fine e grossa del
particolato tramite Streaker, misura delle distribuzioni dimensionali del numero di particelle tramite
contatore ottico, campionamento del particolato con suddivisione in 12 classi dimensionali tramite
impattare inerziale multistadio SDI (Dekati).
In particolare, l‟analisi PIXE (Particle Induced X-ray Emission) dei campioni raccolti tramite
streaker e Dekati ha permesso di ottenere la composizione elementare del particolato con
risoluzione oraria e con suddivisione in classi dimensionali. Entrambe queste caratteristiche sono
risultate particolarmente utili sia nella comprensione dei fenomeni di formazione e dispersione del
particolato (distinzione fra emissioni dirette e indirette, quali il risolleva mento delle polveri, stima
dei tempi di residenza, etc.) sia per una corretta valutazione dei livelli di qualità dell‟aria dal punto
di vista degli effetti sulla salute; sono state evidenziate concentrazioni orarie estremamente elevate
per particolari elementi nelle frazioni più fini e quindi più dannose per la salute; ad esempio le
concentrazioni di picco nel PM2.5 dell' Al, del Cl, del K , del Ba hanno raggiunto valori fino a
rispettivamente 35, 300, 500, 10 g/m3.
Importante è risultato anche il contributo della polvere risollevata durante la festa, in particolare
nella frazione più grossa del particolato
36
SAPUSS: Risolvere problemi di aerosol mediante l’uso sinergistico di diverse
strategie a Barcelona, Spain
Manuel Dall‟Osto1,2,4, A. Alastuey1, M. A. Pedemonte1, B. L. van Drooge1, M. Pandolfi1, M.
C. Minguillon1, F. Amato1, T. Moreno1, J. Pey1, C. Reche1, M. Cusak1, M. Viana1, A. Roca1, J
. Gietl2, D. Beddows2, Roy M. Harrison2, J. Wenger3, E. Mc Gillcuddy3, J. Sudou3, R. Healy3,
D. Ceburnis4, G. Martucci4, C. O‟Dowd4, F. Lucarelli5, S. Nava5, J. L. Jimenez6, F. Gomez
Moreno7, B. Artinono7, A. S. H. Prevot8, L. Pfaffenberger8, S. Frey9, F. Wilsenack10, S. Ng11,
D. Worsnop11, D. Casabona Fina12, P. Jiménez Guerrero13 and X. Querol1
(1) IDAEA-CSIC, Barcelona (Spain), [IDAEA-CSIC, C/ LLuis Solé i Sabarís s/n 08028 Barcelona, Spain. Tel:
+34 93 409 5410, Fax: +34 93 411 0012, e-mail: [email protected]] (2) University of Birmingham
(UK), (3) University of Cork (Ireland), (4) NUIG Galway (Ireland), (5) University of Florence (Italy), (6)
University of Colorado (USA), (7) CIEMAT, Madrid (Spain), (8) PSI (Switzerland), (9) Jenoptic (Germany),
r Schutztechnologien (Germany), (11) Aerodyne inc (USA), (12) Area de
Medi Ambient, Diputació de Barcelona (Spain), (13) Universidad de Murcia (Spain)
Keywords: composizione chimica, risoluzione oraria, aerosol urbano.
L‟aria urbana di Barcellona e‟ caratterizzata da elevati valori di particolato atmosferico, da un clima
Mediterraneo mite e temperato e bassa dispersione di inquinanti. Durante l‟autunno del 2010,
nell‟ambito del progetto SAPUSS, un vasto numero di tecniche per misurare proprieta fisiche e
chimiche di inquinanti atmosferici fu usato per una intensa campagna di monitoraggio di un mese
concomitantemente in sei siti diversi: una strada trafficata, due siti di fondo urbano, un sito di fondo
regionale e due torri (150m and 450m s.l.m., Figure 1). L‟uso concomitante di due Aerosol Time-offlight Mass Spectrometer e due HR-Aerosol Mass Spectrometer - ATOFMS and AMS) fu impiegato
assieme a metodi piu tradionali (11 captatori ad alto volume). I 600 filtri ottenuti furono analizzati
mediante GC-MS, ICP-MS, PIXE, ICP-AES and EC/OC analysis. Altri tipi di strumenti furono
impiegati come contatori di particelle, black carbon e cielometri. In questa presentazione: vengono
mostrati I valori in tre dimendioni di PM1, PM2.5 ePM10, carbonio elementare e numero di particelle in
modo da elucidare le sorgenti e il destino di particelle ultrafine. Due tipi di nucleazioni vengono
discussi: regionale ed urbana. Viene in fine discussa la chimica del particolato atmosferico mediante
risultati ottenuti da PMF/ART2a con HR-TOF-AMS e ATOFMS, con speciale attenzione a sorgenti
antropogeniche (traffico, cucina).
37
Analisi PMF applicata a spettri ATOFMS di singola particella per la
caratterizzazione del particolato atmosferico
Chiara Giorio1,*, Andrea Tapparo1, Manuel Dall‟Osto2, Roy M. Harrison3, David C.S.
Beddows3, Eiko Nemitz4
1
2
Dipartimento di Scienze Chimiche,Università di Padova, Padova, 35131, Italy
Institute of Environmental Assessment and Water Research (IDÆA), Consejo Superior de Investigaciones
Científicas (CSIC), Barcelona, 08028, Spain
3
Department of Geography, Earth and Environmental Sciences, University of Birmingham,
Birmingham, B15 2TT, United Kingdom
4
Centre for Ecology & Hydrology, Bush Estate, Penicuik, Midlothian, EH26 0QB, United Kingdom
* Corresponding author. Tel: +390498275180, E-mail: [email protected]
Keywords: ATOFMS, analisi su singola particella, PMF, K-means, ART-2°
L‟ATOFMS (Aerosol Time of Flight Mass Spectrometry) è una delle tecniche più potenti di
caratterizzazione del PM in quanto permette di ottenere informazioni chimiche e dimensionali in
tempo reale su singola particella [1]. Tuttavia, il trattamento dei dati ottenuti da tale strumentazione
è molto impegnativo e viene tradizionalmente effettuato attraverso un‟analisi di classificazione,
utilizzando procedure dedicate quali ad esempio K-means o la più sofisticata ART-2a (Adaptive
Resonance Theory neural network). Al contrario, l‟analisi fattoriale, come ad esempio la PMF
(Positive Matrix Factorization), è stata fino ad ora applicata solo a dati ATOFMS preventivamente
classificati attraverso l‟utilizzo di un‟altra tecnica.
Nel presente studio, per la prima volta, l‟analisi PMF è stata applicata agli spettri di massa su
singola particella ottenuti in una campagna di misure condotta ad Harwell (UK), un sito di fondo
rurale. L‟analisi PMF ha consentito di estrarre fattori rappresentativi delle principali specie
chimiche o di classi importanti di sostanze presenti nelle particelle: sia specie inorganiche che
importanti classi di composti organici. Infatti, l‟analisi PMF effettua una deconvoluzione degli
spettri di massa ed estrae fattori molto ben caratterizzati sotto il profilo chimico [2]. Inoltre, per
ogni componente estratta (fattore PMF) è possibile calcolare l‟andamento temporale in segnale
strumentale, volume e numero equivalente di particelle, unitamente alla sua distribuzione
dimensionale. La tecnica, in particolare attraverso lo studio delle correlazioni fra gli andamenti
temporali dei fattori, si è rivelata uno strumento utile per lo studio dello stato di mescolamento delle
particelle presenti in atmosfera.
Lo studio è stato completato con un confronto tra i risultati di tre tecniche di trattamento dei dati:
PMF, K-means e ART-2a. Si è così evidenziato che mentre quest‟ultime forniscono risultati
sovrapponibili, dividendo le particelle in classi di similarità, l‟analisi PMF consente una
deconvoluzione degli spettri di massa e l‟estrazione delle principali componenti chimiche delle
particelle.
Infine, l‟andamento temporale dei fattori PMF è stato confrontato con la concentrazione delle
corrispondenti specie chimiche nel PM2.5 e nel PM1 evidenziando in generale una buona
correlazione.
Bibliografia
[1] E. Gard et al., Anal. Chem. 4083-4091, 69 (1997).
[2] C. Giorio et al., Atmos. Environ. Submitted for publication.
38
Identificazione di sorgenti marine e continentali del particolato atmosferico a
Parigi mediante analisi ad alta risoluzione con AMS
Crippa Monica1, DeCarlo Peter F.1, Slowik Jay G.1, El Haddad Imad1, Prévôt Andre. S. H.1,
Baltensperger Urs1
1
Laboratory of Atmospheric Chemistry, Paul Scherrer Institut, PSI Villigen, 5232, Switzerland
Corresponding author. Tel: + 41 56 310 4467, E-mail: [email protected]
Keywords: AMS, source apportionment, inquinamento urbano, aerosol marino, PM2012, Perugia
All‟interno del progetto MEGAPOLI un‟intensiva campagna di misura durante il mese di luglio del
2009 è stata condotta nella regione di Parigi per investigare la qualità dell‟aria della regione e il
ruolo delle principali sorgenti emissive del particolato atmosferico. Le misure, effettuate in un sito
di background urbano a 20 km a sud-ovest dell‟area metropolitana di Parigi, sono state condotte per
caratterizzare la composizione chimica degli aerosol servendosi principalmente di un “High
Resolution Time of Flight Aerosol Mass Spectrometer” (HR-ToF-AMS). I risultati delle analisi ad
alta risoluzione sono discussi in questo lavoro sia in termini di composizione chimica che di source
apportionment degli aerosol. La campagna di misura è stata caratterizzata da livelli di
concentrazione di PM1 non refrattario molto bassi (pari in media a 3.3 μg/m3) dovuti all‟influenza di
masse d‟aria oceanica. La composizione chimica del particolato includeva 57% di organici, 29% di
solfati, 6% di nitrati, 8% di ammonio. L‟applicazione della “Positive Matrix Factorization” (PMF)
ai dati ad alta risoluzione sia temporale che si massa fornita dall‟AMS hanno consentito la
discriminazione di sorgenti continentali e marine degli aerosol organici. Le sorgenti identificate di
emissione primaria sono associate al traffico (12%) e alla cucina (14.7%). La componente
secondaria degli organici invece è stata descritta in termini di una frazione ossidata semivolatile
(32.4%) e di una poco volatile (25.2%); in aggiunta una frazione secondaria proveniente dal mare è
stata identificata (Fig.1). Un‟analisi di dettaglio in termini di rapporti elementari (O:C, H:C,
OM:OC) e andamenti giornalieri delle singole sorgenti è quindi discussa. Infine, il source
apportionment della frazione solfati ha consentito la loro ripartizione in una componente marina e
una continentale, attribuzione che ha prodotto risultati coerenti con l‟analisi delle back trajectories.
Il contributo relativo del solfato associato a masse d‟aria oceaniche è risultato essere in media su
tutta la campagna pari al 48.9%, mentre quella continentale pari al 39.7%.
Fig. 1- Correlazione tra la sorgente secondaria organica marina (MOA) e l’acido metano sulfonico (MSA).
39
Attuazione del D.Lgs 155/2010: Linee guida per le attività di QA/QC
Maria Belli1,*, Damiano Centioli1, Sabrina Barbizzi1, Fabio Cadoni1, Stefania Gaudino1
1
ISPRA Servizio Metrologia Ambientale, Roma, 00128
* Corresponding author. Tel: +390650073206, E-mail: Maria Belli
Keywords: Direttiva 2008/50/CE, QA/QC, PM10, PM2,5
Il D.Lgs 155/2010 affida ISPRA la predisposizione di una linea guida per l‟implementazione delle
procedure di garanzia e controllo della qualità (QA/QC) per le misure della qualità dell‟aria
ambiente. Questa linea guida è finalizzata a garantire criteri omogenei su tutto il territorio nazionale
nell‟attuazione della D. Lgs 155/2010 e quindi massimizzare il livello di confidenza nei risultati di
misura delle reti di monitoraggio. Per aumentare tale livello di confidenza la Commissione Europea
ha definito nella Direttiva 2008/50/CE, recepita con il D.Lgs prima citato, i metodi analitici da
utilizzare per le attività di monitoraggio e le incertezze obiettivo, definite come “obiettivi di
qualità”, per i diversi metodi di misurazione. Tutte le procedure documentate, su cui si basa la
garanzia qualità, e le attività periodiche di controllo qualità, hanno come principale finalità la
verifica dell‟adeguatezza dei metodi di misura (rispetto agli obiettivi di qualità) e il mantenimento
nel tempo di tale caratteristica.
La stesura delle linee guida ha tenuto conto degli aggiornamenti intervenuti dalla pubblicazione
della “Guida al manuale della qualità delle reti di rilevamento della qualità dell‟aria” predisposto
dal CTN-ACE nel 2002 [1], utilizzata presso alcune ARPA/APPA per l‟implementazione del
sistema qualità delle reti. Per quanto riguarda i criteri da adottare per il controllo di qualità
periodico, sono state prese come riferimento le norme EN per i diversi metodi di misura indicati
dalla Direttiva sopra citata, e nel caso in cui tali norme tecniche fossero in corso di revisione (PM10
e PM2,5), ISPRA ha tenuto conto degli sviluppi previsti per i criteri di QA/QC.
Sulla base dei criteri riportati nella linea guida il gruppo di lavoro istituito dal Consiglio Federale
del Sistema ISPRA/ARPA/APPA (gdl “Riferibilità delle misure della qualità dell‟aria” dell‟area A Armonizzazione dei metodi di analisi, campionamento e misura - metrologia ambientale)
revisionerà e integrerà, ove necessario, le procedure operative già implementate nel Sistema
Agenziale per le attività di QA/QC delle reti di monitoraggio.
Alla stesura delle linee guida hanno partecipato, fornendo contributi e commenti al testo, APPA
Bolzano, ARPA Lombardia, ARPA Piemonte, ARPA Toscana e ARPA Umbria.
Il presente lavoro delinea i criteri principali da adottare per l‟assicurazione di qualità delle reti e per
le procedure di controllo di qualità per le misure di PM10 e PM2,5.
Bibliografia
AUTORI VARI CTN-ACE GUIDA AL MANUALE DELLA QUALITÀ DELLE RETI DI RILEVAMENTO DELLA
QUALITÀ DELL ’ARIA, 2002
40
Risultati preliminari della prima campagna intensiva del Progetto°Supersito
nella regione Emilia-Romagna
I. Ricciardelli1,*, S. Ferrari1, C. Maccone1, A. Trentini1, F. Scotto1, C. Sartini 1, D. Bacco3,
S.°Gilardoni2, M.C. Facchini2, V. Poluzzi1
1 Agenzia Regionale Prevenzione e Ambiente (ARPA), Bologna, Italia
2 Istituto delle Scienze Atmosferiche e del Clima (ISAC), CNR, Bologna, Italia
3 Università di Ferrara, Dipartimento di Chimica, Ferrara, Italia
Corresponding author: +39 051 396399, [email protected]
Keywords: ultrafine aerosol, speciazione chimica dell’aerosol, distribuzione dimensionale, AMS.
dN/dln(Dp), [#/cc]
dN/dln(Dp), [#/cc]
Il progetto Supersito ha come obiettivo il miglioramento delle conoscenze relativamente agli aspetti
ambientali del particolato fine ed ultrafine presente in atmosfera, nelle componenti primarie e/o
secondarie, al fine di avviare in Emilia-Romagna un programma sull‟impatto sanitario
dell‟inquinamento atmosferico.
Questo lavoro è parte integrante del progetto Supersito ed è finanziato dalla Regione EmiliaRomagna e dalla sua Agenzia Regionale Prevenzione e Ambiente con Delibera della Giunta
Regionale ER n. 428/10. Lo studio mostra i risultati preliminari della prima campagna di misure
intensive in cui vengono eseguite analisi di speciazione chimico-fisica dettagliata con una alta
risoluzione temporale e misure meteorologiche. Le misure di tipo chimico-fisico sono state eseguite
fra il 15 Novembre e il 7 Dicembre 2011 in due siti di campionamento. Il primo è un sito di
background urbano (MS, Bologna) e il secondo è un sito rurale (SPC) a circa 30 Km a nord-est
della città di Bologna. Le attività eseguite sono state:
- speciazione chimica in tempo reale (materiale organico; ioni: solfato, nitrato, ammonio e
cloruro) nel range da 40-600 nm impiegando uno spettrometro di massa per aerosol (WToF-HR Aerosol Mass Spectrometer System, Aerodyne),
- misure di massa di PM2.5 e PM1 per mezzo della metodologia dell‟attenuazione 
- distribuzione dimensionale dell'aerosol (5.6-560 nm) utilizzando uno spettrometro di
mobilità elettrica di particelle (FMPS, TSI-3091),
- concentrazione numerica di aerosol per mezzo di un contatore ottico di particelle (OPC
monitor, FAI Instruments),
- speciazione di ioni, metalli, EC/OC e speciazione organica di IPA, Nitro-IPA, Oxi-IPA,
zuccheri e acidi carbossilici.
I dati mostrano differenze dovuti alla tipicità dei siti ed alla diversa persistenza di fenomeni di
nebbia. Nella figura 1 è mostrata la distribuzione dimensionale dell‟aerosol (5.6-560 nm) in alcuni
giorni caratteristici dal punto di vista meteorologico nei due siti di studio.
Dp
Dp
Fig. 1 – Distruzione dimensionale dell’aerosol al MS (a) e SPC (b) nei giorni 27-28-29 Novembre 2011.
41
Speciazione in situ e in silico del materiale particolato
F. Montanari1,*, D. B. Giaiotti1, E. Baiutti2, F. Moimas2
1
Arpa FVG – Centro Regionale di Modellistica Ambentale, Palmanova (UD), 33057
2
ARPA FVG – Dipartimento Provinciale di Udine, Udine, 3100
* Corresponding author. Tel: +39 0432 922679, E-mail:[email protected]
Keywords: speziazione, source apportionment, levoglucosano, modelli fotochimici
E' oramai assodato come la semplice determinazione gravimetrica del materiale particolato non sia
sufficiente né per determinarne la reale pericolosità, né per individuare quali possano essere le
sorgenti o classi di sorgenti sulle quali agire allo scopo di ridurne le concentrazioni per la tutela
della salute pubblica. La speciazione chimica, condotta con tecniche di tipo HPEC-PAD mediante
l'individuazione di traccianti fornisce utili indicazioni su quale sia la reale composizione chimica
del materiale particolato, quindi indirettamente delle tipologie di sorgenti che hanno contribuito a
costituire quel tipo di particolato, ma può soffrire della eccessiva sitospecificità del punto di
campionamento oltre che, ovviamente, dei determinanti meteorologici. L'idea alla base
dell'approccio integrato in situ e in silico (mediante simulazioni numeriche fotochimiche) è quella
di mettere assieme tecniche analitiche profondamente diverse ma che, proprio per questo, possono
sostenere con i propri punti di forza i complementari punti deboli. Mediante questo lavoro, i filtri
raccolti in due mesi invernali (gennaio e febbraio 2011) a Udine sono stati analizzati nell'ambito del
progetto Europeo iMOINTRAF! (ETC Alpine Space) allo scopo di determinare la frazione ionica e
carboniosa del PM10. La componente carboniosa, a sua volta, è stata scorporata nella frazione
organica ascrivibile alla combustione della legna, utilizzando il levoglucosano [1] come tracciante. I
valori ottenuti mediante queste analisi sono poi stati utilizzati come confronto per i risultati ottenuti
tramite la speciazione in silico, realizzata mediante il modello fotochimico FARM. Questa
speciazione, in particolare, è stata realizzata mediante ripetute simulazioni numeriche condotte
disperdendo le emissioni regionali sottraendo una tipologia di sorgenti alla volta (trasporto su
gomma, attività industriali, combustione domestica, combustione domestica della legna, etc.) in
modo da far emergere, in negativo, il peso della tipologia emissiva eliminata. I risultati ottenuti
mediante simulazioni numeriche e speciazione chimica sono congruenti sia per quanto riguarda la
stima del contributo della combustione domestica al materiale particolato che per il contributo del
particolato secondario e confermano come questa integrazione di tecniche analitiche sia oltremodo
promettente e funzionale. Queste valutazioni sono state utilizzate dalla Regione Friuli Venezia
Giulia per la redazione del Piano di Azione Regionale sulla qualità dell'aria [2]
Bibliografia
[1] P. Fermo, A. Piazzalunga, R. Vecchi, G. Valli, M. A. De Gregorio, S. Marengo, 2007: Wood
smoke contribution to aerosol concentrations in Northern Italy: levoglucosan determination by GCMS and HPAEC-PAD, European Aerosol Conference 2007, Salzburg, Abstract T13A070
[2] Regione Autonoma Friuli Venezia Giulia, 2012: Piano di Azione Regionale.
(http://www.regione.fvg.it/rafvg/cms/RAFVG/AT9/ARG24/FOGLIA2/).
42
Analisi delle serie storiche di PM1, PM2.5 e PM10 nella provincia di Lecco
Anna De Martini1*, Laura Carroccio1, Vorne Gianelle2, Silvia Becagli3, Roberto Udisti3
1ARPA
Lombardia Dipartimento di Lecco, Via I Maggio 21/B,23848 Oggiono (LC)
Lombardia Dipartimento di Milano, via Juvara, 22 Milano, 20129
3Università di Firenze Dipartimento di Chimica, Via della Lastruccia 3, 50019 Sesto Fiorentino (FI)
* Corresponding author. Tel: +390341266885 E-mail: [email protected]
2ARPA
Keywords: PM1, PM10, particolato secondario
Il particolato atmosferico aerodisperso è costituito da una miscela di particelle solide e liquide, di
diverse caratteristiche chimico-fisiche e dimensioni. E‟ormai accertato, che la frazione ultrafine ha
un maggiore impatto sulla salute umana, potendo penetrare più profondamente nell‟apparato
respiratorio.
L‟ARPA Lombardia dal 2010 misura quotidianamente il PM10, il PM2.5 ed il PM1 in aria
ambiente presso la stazione di monitoraggio della qualità dell‟aria di fondo urbano di Lecco (LeccoSora), situata in un‟area ad orografia complessa, rispettivamente con un analizzatore a raggi
e
due campionatori gravimetrici. La stazione di monitoraggio fornisce anche i parametri
meteorologici più significativi.
Da novembre 2006 il PM10 ed il PM2.5 vengono monitorati anche nella stazione da traffico di
Merate (agglomerato urbano di Milano) da un analizzatore a raggi
Lo studio ha come primo obbiettivo la determinazione dei livelli di concentrazione di massa per le
varie frazioni di polveri, mostrando le differenze stagionali nei due anni di campionamento. Si è
studiata la relazione tra la direzione del vento e i livelli di concentrazioni, evidenziando come il
trasporto di massa d‟aria dal quadrante sud-est, ovvero dal bacino padano, determini generalmente
un aumento delle polveri aerodisperse. Nella calda estate del 2010, le concentrazioni di PM1 sono
risultate significativamente superiori a quelle della più piovosa estate del 2011, indicando una
diversa formazione e efficienza di deposizione di particolato secondario nei due anni di
campionamento.
Per valutare il contributo delle componenti primarie e secondarie, a partire da gennaio 2012, si è
cominciato a misurare il PM1 anche a Merate, provvedendo sulle diverse frazioni raccolte alle prime
analisi in XRF e cromatografia ionica, per determinare rispettivamente le concentrazioni dei principali
elementi e specie ioniche.
43
Il particolato atmosferico all’interno della metropolitana di Milano
Cristina Colombi1, Vorne Gianelle1, Matteo Lazzarini1,*, Silvana Angius2
1
ARPA Lombardia Dipartimento di Milano, via Juvara, 22 Milano, 20129
ARPA Lombardia Settore Aria e Agenti Fisici, via Restelli, 3/1 Milano, 20124
* Corresponding author. Tel: +3902741300, +393402229537 E-mail: [email protected]
2
Keywords: PM10, Metropolitana, Indoor, Concentrazioni elementari
Nei mesi di marzo e aprile 2010 è stata effettuata una campagna intensiva di misura della qualità
dell‟aria all‟interno di sei stazioni della metropolitana di Milano. La campagna aveva lo scopo di
quantificare le concentrazioni di PM10 presenti in questi ambienti e indagare le sorgenti di
particolato.
A tal fine sono state scelte due stazioni per ciascuna delle tre linee della metropolitana aventi
caratteristiche architettoniche e ambientali differenti: per conformazione dei tunnel, architettura
delle stazioni, vie di accesso ai mezzanini e alle banchine, circolazione dell‟aria, utilizzo dei
mezzanini. In ciascuna stazione sono state effettuate per dieci giorni, contemporaneamente sulla
banchina e al mezzanino, misure di PM10 mediante metodo gravimetrico e successiva analisi dei
campioni in XRF per la determinazione degli elementi. Ogni campionatore è stato accoppiato ad un
Optical Particle Counter (OPC) per la misura delle concentrazioni numeriche su intervalli temporali
dell‟ordine del minuto. I periodi di campionamento sono stati quello di chiusura ed inattività delle
linee (dalle 0 alle 6) e quello di apertura e circolazione dei treni (dalle 6 alle 15 e dalle 15 alle 24). I
dati delle stazioni della rete di monitoraggio della qualità dell‟aria di Milano-Verziere e di MilanoPascal sono stati utilizzati come confronto.
I risultati ottenuti hanno evidenziato concentrazioni in banchina durante le ore diurne da 3 a 8 volte
quelle registrate in ambiente urbano, con valori maggiori nelle stazioni con tunnel più piccoli e con
meno scambi d‟aria con gli ambienti superiori, mentre al mezzanino i valori sono sempre intermedi
tra quelli della banchina e dell‟ambiente esterno. Le concentrazioni di massa di PM10 e le
concentrazioni numeriche delle particelle sono sempre correlate al passaggio dei treni, che risulta
quindi la principale sorgente di particolato, sia attraverso l‟effetto di produzione meccanica di
nuove particelle, sia per risollevamento. L‟analisi degli elementi, evidenziando un forte
arricchimento nelle concentrazioni in banchina di metalli come ferro, bario, manganese, antimonio,
rame e zinco, associabili all‟usura del materiale rotabile, dei freni e dei cavi elettrici ha consentito di
quantificare il contributo di tale sorgente.
Gli ossidi di questi elementi, durante le ore di
circolazione dei treni, rappresentano una percentuale di massa totale del PM10 misurato al livello
delle banchine che varia tra il 40 ed il 75%.
L‟effettuazione di misure in ambienti della metropolitana molto vari permette di concludere che, al
di là dei meccanismi comuni di formazione del particolato per azione meccanica e di risollevamento
dovuti al passaggio dei treni, rivestono un ruolo fondamentale nel determinare il livello delle
concentrazioni di PM10 le caratteristiche degli ambienti in cui l‟inquinante si diluisce, rimescola,
disperde e deposita.
Bibliografia
[1] C. Johansson et al., Particulate matter in the underground of Stockholm. Atmospheric
Environment. Pagina 3-9, volume 37 (2003).
[2] http://www.airparif.asso.fr/_pdf/publications/Rratp_20090701.pdf
44
Monitoraggio di PM2.5 e PM1 campionati in prossimità del
termovalorizzatore di Rifiuti Solidi Urbani di Bologna
M. Rossi1*, G. Bonafè2, F. Scotto2, A. Trentini2, L. Pasti3
1 ARPA,
Rimini, 47923
Bologna, 40138
3 Dipartimento di Chimica, Università di Ferrara, Ferrara, 4412
* Corresponding author. Tel: +39 0541 319287, E-mail: [email protected]
2 ARPA,
Keywords: PM2.5, PM1, Qualità dell’aria, Monitoraggio, modellistica (microscala), Impatto da impianti di
incenerimento rifiuti
La Regione Emilia-Romagna ha promosso una ricerca applicata chiamata Progetto Moniter
(http://www.moniter.it). Uno degli obiettivi di progetto è stato quello di effettuare una campagna di
monitoraggio allo scopo di acquisire nuove conoscenze della qualità dell‟aria in prossimità di un
termovalorizzatore. Per fare questo sono state realizzate due campagne di monitoraggio in
prossimità di un impianto con le seguenti caratteristiche: 600 tonnellate/giorno di capacità di
incenerimento, due camini alti 80 metri e le migliori tecnologie disponibili per l‟abbattimento degli
inquinanti, come da legislazione IPPC D.Lgs. 59/2005.
La prima campagna è stata effettuata nell‟estate del 2008 e la seconda nell‟inverno del 2009.
L‟impianto è posizionato in un‟area suburbana-rurale in prossimità di Bologna. Sono state installate
otto stazioni di monitoraggio, una nel sito di background urbano e le altre sette in un dominio di 8x9
km2 intorno all‟impianto.
Per il posizionamento delle stazioni è stato effettuato uno studio con un modello di dispersione
gaussiano modificato (ADMS-Urban, CERC, Cambridge, UK), utilizzando le emissioni di PM10
come tracciante dell‟inquinamento [1]. Una prima stazione (MXW), che rappresenta una delle zone
di alta ricaduta delle emissioni, è stata posizionata ad est dell‟impianto, lungo l‟asse della direzione
principale dei venti; una seconda stazione (CTW), utilizzata come “controllo” della prima, è stata
posizionata in un‟area interessata da una trascurabile ricaduta dovuta all‟impianto, ma avente un
valore medio di tutte le immissioni extra-inceneritore simile a quello calcolato nel punto MXW.
Con lo stesso principio sono state individuate altre due stazioni (MXS e CTS), con MXS
posizionato ad ovest dell‟impianto. Le altre stazioni rappresentano differenti condizioni della
qualità dell‟aria presenti nel dominio: MXD è un sito di alto traffico (situato nell‟area di più elevato
inquinamento secondo la simulazione preliminare); MND è un sito rurale (situato nella zona di
minimo inquinamento secondo la simulazione preliminare); CAS è rappresentativo di un‟area
suburbana. GMA, posizionato fuori dal dominio e nell‟area dei Giardini Margherita, rappresenta il
fondo urbano.
Le campagne Moniter hanno riguardato l‟analisi di più di 130 specie chimiche. I dati sono stati
processati con metodi statistici multivariati (PCA e Cluster Analysis), e i risultati di tali
elaborazioni sono illustrati nel presente lavoro.
Bibliografia
Bonafè, G., Rossi, M. (2011) Proc of the.14th Int. Conf. on Harmonization within
Atmospheric Dispersion Modelling for Regulatory Purposes.
45
Il monitoraggio delle polveri sottili a Roma: la rete tradizionale e la postazione
alla sommità del canopy urbano
R. Sozzi1, S. Ceradini2, F. Troiano2, A. Di Giulio2, F. Sacco2, S. Listrani2, F. Barbini2, S. Barberini1,
A. Bolignano1, M. Morelli1
1ARPALazio
(Agenzia Regionale Protezione Ambientale del Lazio - Servizio Tecnico) , Via Boncompagni, 101,
Roma, Italia.
2ARPALazio (Agenzia Regionale Protezione Ambientale del Lazio - Sezione Provinciale di Roma) , Via G.
Saredo 52, 00173, Roma, Italia.
Email autore: [email protected]
Per ottemperare a quanto richiesto dalla Direttiva 2008/50/CE, la valutazione della qualità dell‟aria del Comune di
Roma, che comprende la città vera e propria e le zone rurali ai suoi margini, viene attualmente realizzata impiegando
una rete di monitoraggio fissa, posta a livello del suolo, ed un sistema modellistico che assimila tutte le misure ottenute
dalla rete. Ciò è vero per tutti gli inquinanti previsti dalla Direttiva Europea 2008/50 (e dal D.Lgs. 155/2010 che la
recepisce) ed in particolar modo per il particolato sottile. Attualmente nel territorio del Comune di Roma la rete di
monitoraggio di qualità dell‟aria è costituita da 13 stazioni equipaggiate, con particolare riferimento al particolato con
13 analizzatori PM10, 9 analizzatori PM2.5 e un analizzatore PM1.
Inoltre, a livello sperimentale, è stata installata alla sommità della Sede di Rappresentanza di Arpa Lazio in centro città
(in via Boncompagni) una postazione di misura dotata degli analizzatori di NOx, PM10, PM2.5, O3. Considerando che
questa postazione si può ritenere collocata all‟estremità superiore del canopy urbano, l‟obiettivo dello studio è quello di
valutare come, limitatamente al PM10, queste misure siano statisticamente correlate a quelle della rete fissa
tradizionale.
Innanzitutto, va sottolineato che le varie postazioni di misura campionano in un numero finito di punti della città la
distribuzione continua di PM10 determinata sia dalle emissioni di particolato che dalle caratteristiche disperdenti
dell‟atmosfera, entrambe variabili nello spazio e nel tempo, e la valutazione richiesta dalla normative è proprio la
ricostruzione spaziale di questo campo di concentrazione medio giornaliero. Pertanto la prima attività realizzata è stata
quella di evidenziare le interrelazioni tra i diversi tipi di stazioni di misura tradizionali, studiando statisticamente le
concentrazioni medie giornaliere di PM10 disponibili per gli anni più recenti. Ciò è stato fatto impiegando alcuni indici
statistici, come l‟indice di Lin e il coefficiente di correlazione di Pearson, attraverso i quali sono state evidenziare le
affinità statistiche tra coppie di stazioni. L‟impiego di un semplice modello lineare di tipo geostatistico ha evidenziato,
inoltre, come sia possibile ricostruire la serie storica di concentrazioni medie giornaliere di una postazione sulla base
delle serie storiche rilevate in un numero ridotto di postazioni affini, con un livello di errore estremamente basso. Oltre
a quantificare in maniera ancor più oggettiva l‟affinità tra le varie stazioni di misura, la metodologia si è dimostrata
anche un consistente strumento per il gap filling delle serie storiche.
Si è passati, poi, ad analizzare la serie storica rilevata presso la stazione di Boncompagni dall‟estate del 2010 a tutto il
2011. La sua collocazione all‟estremità superiore del canopy urbano, quindi non direttamente influenzata da emissioni
da traffico, fa pensare che la qualità dell‟aria che in essa si può rilevare rappresenti statisticamente la media di ensemble
di tutta la città. In effetti è quanto è stato rilevato dall‟analisi dei dati e l‟impiego del modello lineare ha inoltre
quantificato il livello di affinità che tale stazione ha nei confronti delle varie postazioni della rete fissa.
46
Determinazione del contributo dell’aerosol marino alla frazione PM10 sulla
costa ligure
Tomaso Vairo1*, Mauro Quagliati1, Elena Pagani1, Monica Beggiato1, Annamaria
Lantero1, Ruggero Della Penna1, Carla Devia1, Gino Vestri1
1 ARPAL, via Bombrini 8, 16100 Genova
* Corresponding author. Tel: +390106437466, E-mail: [email protected]
Keywords: Abstract Template, Aerosol Marino, PM10, PM2012, Perugia
L‟interesse per la valutazione dell‟incidenza del sale marino sulle concentrazioni di PM10, quale
contributo naturale, discende dalla direttiva 2008/50/CE sulla qualità dell‟aria.
I “contributi da fonti naturali” sono qui definiti come le “emissioni di inquinanti non causate
direttamente o indirettamente da attività umane, inclusi eventi naturali quali eruzioni vulcaniche,
attività sismiche, attività geotermiche, incendi spontanei, tempeste di vento, aerosol marini o
trasporto o risospensione atmosferici di particelle naturali dalle regioni secche”. La direttiva precisa
che “i contributi da fonti naturali possono essere valutati, ma non possono essere controllati.
Pertanto, qualora i contributi naturali a inquinanti nell‟aria ambiente possano essere determinati con
sufficiente certezza e qualora i superamenti siano dovuti in tutto o in parte a tali contributi naturali,
questi possono essere detratti, alle condizioni previste dalla presente direttiva, al momento della
valutazione del rispetto dei valori limite della qualità dell‟aria.” In particolare, Articolo 17, “gli
Stati membri trasmettono alla Commissione, per un determinato anno, l‟elenco delle zone e degli
agglomerati nei quali il superamento dei valori limite per un determinato inquinante è imputabile a
fonti naturali. Gli Stati membri forniscono informazioni sulla concentrazione e sulle fonti, nonché
elementi che dimostrino come il superamento sia imputabile a fonti naturali” e “nei casi in cui la
Commissione è informata di un superamento imputabile a fonti naturali (…), detto superamento non
è considerato tale ai fini della presente direttiva". La valutazione del contributo del sale marino alle
concentrazioni di PM può essere effettuata tramite la determinazione del PM10 su filtro e sua
successiva speciazione chimica mediante analisi di laboratorio. Tale procedura può risultare però
molto dispendiosa, se eseguita in continuo ed in maniera permanente. Alternativamente è possibile
valutare le concentrazioni facendo ricorso a strumenti modellistici che correlino la concentrazione
di sale marino depositato sui filtri PM10 a parametri meteomarini e morfologici della costa. In
questa prospettiva, partendo da precedenti esperienze, si è cercato di mettere a punto un modello in
grado di prevedere la quantità di aerosol marino che viene emesso a seguito del frangimento delle
onde sulla costa. Tale modello, partendo dai dati meteo-marini, quali direzione e altezza dell'onda,
direzione, velocità, e persistenza del vento, risulta in definitiva finalizzato a stimare la quantità di
sale che, sottoforma di aerosol marino, contribuisce alla frazione PM10 in atmosfera.
La correlazione è stata ricavata attraverso l'elaborazione di un set di dati sperimentali, derivanti
dall'analisi diretta dei filtri per il particolato atmosferico, attraverso regressione, al fine di trovare
una relazione funzionale tra le variabili misurate.
Il set di dati di partenza era piuttosto ridotto, in quanto concentrazioni significative di sale nella
frazione PM10 si riscontravano soprattutto in presenza di condizioni di mareggiata.
Allo stato attuale, con un aumento dei dati campionari a disposizione, è in corso un affinamento del
modello, al fine di ottenere una convergenza sempre maggiore.
Nel presente lavoro vengono illustrate le attività svolte al fine di acquisire i dati necessari alla
definizione del modello e viene ipotizzato un prototipo di formula di correlazione tra i dati
sperimentali ricavati dall‟analisi dei filtri PM10 e quelli previsionali forniti dal modello.
47
Clorofilla-a ed altri prodotti satellitari come strumenti predittivi della frazione
organica nello spray marino submicronico
1
1
1
2
3
Matteo Rinaldi *, Sandro Fuzzi , Stefano Decesari , Salvatore Marullo , Rosalia Santoleri , Antonello
4
4
5
5
Provenzale , Jost von Hardenberg , Darius Ceburnis , Colin D. O‟Dowd , Maria Cristina Facchini
1
1
Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per le Scienza dell’Atmosfera e del Clima, Bologna, 40129
2
ENEA, Frascati, 00044.
3
4
Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per le Scienza dell’Atmosfera e del Clima, Roma, 00133
Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per le Scienza dell’Atmosfera e del Clima, Torino, 10133
5
School of Physics & Center for Climate and Air Pollution Studies, National University of Ireland, Galway.
* Corresponding author. Tel: +39051639558, E-mail:[email protected]
Keywords: Aerosol marino, POA, spray marino, modelli globali
I primi tentativi di includere la frazione organica dello spray marino in modelli a larga scala sono basati
sull‟uso di mappe satellitari di concentrazione della clorofilla in superficie come proxy per l‟attività
biologica oceanica. Tali studi, basati su mappe con risoluzione temporale di un mese, riportano una
limitata correlazione (massimo 0.55) tra la concentrazione superficiale della clorofilla ed il contributo
percentuale in massa di sostanza organica nello spray marino (OM ) [1,2]. Ciò ha portato ad ipotizzare
SS
che la clorofilla potesse non essere il miglior proxy per la suddetta applicazione.
Nel presente lavoro, dati di composizione chimica di aerosol marino submicronico, ottenuti presso la
stazione di Mace Head (Irlanda), dal 2002 al 2009, sono stati utilizzati per calcolare OM . Dati
SS
satellitari di concentrazione di clorofilla-a (Chl-a), coloured dissolved and detrital organic materials
absorption (CDM) e concentrazione di particulate organic carbon (POC), con risoluzione spaziale di 1°
e risoluzione temporale giornaliera, sono stati ottenuti da ESA Globcolor. La tecnica multichannel
singular spectrum analysis (MSSA) è stata utilizzata per riempire i vuoti nei set di dati dovuti alla
copertura nuvolosa.
Per ciascun campione di aerosol, è stata creata una mappa media di Chl-a, CDM e POC, grazie alla
quale è stato possibile calcolare il coefficiente di correlazione tra OM ed i vari prodotti satellitari per
SS
ciascun punto di un dominio che copre il Nord Atlantico Orientale, ottenendo delle mappe di
correlazione. Il nuovo approccio ha permesso l‟individuazione della zona oceanica che esercita la
maggior influenza sulle proprietà chimiche dello spray marino misurato a Mace Head, compresa tra 47 e
57° N e 14 e 24° W.
È stata, così, ottenuta una relazione lineare tra OM e Chl-a, caratterizzata da un coefficiente di
SS
correlazione di 0.73, mentre i coefficienti di correlazione per CDM e POC sono risultati di 0.68 e 0.69,
rispettivamente. Questi risultati premettono di concludere che Chl-a è attualmente il miglior proxy da
utilizzare per predire l‟arricchimento di sostanza organica nello spray marino submicronico. Il presente
lavoro ha permesso di elaborare una nuova, più attendibile, funzione sorgente per l‟aerosol organico
primario marino, da utilizzare in modelli a scala globale o regionale.
Bibliografia
[1] O‟Dowd et al., Geophys. Res. Lett. L01801, 35 (2008).
[2] Vignati et al., Atm. Env., 670, 44 (2010).
48
Analisi PMF applicata a flussi di deposizione atmosferica in un area limitrofa ad
un inceneritore per RSU
Elisa Venturini1,*, Ivano Vassura1, Laura Ferroni2, Fabrizio Passarini1 e Luciano Morselli1
1
Dipartimento di Chimica Industriale e dei Materiali, Università di Bologna; 40136 Bologna
2
Università di Bologna, Polo di Rimini, Via Angherà 22, 47900, Rimini
* Corresponding author. Tel: +39 0541 434483, E-mail:[email protected]
Keywords: Positive Matrix Factorization (PMF), Metalli, Ioni solubili, Deposizioni atmosferiche
Tra gli obiettivi principali degli studi sulle PM in atmosfera vi è la determinazione dei possibili
impatti che tale inquinante può avere sull‟uomo per inalazione. Al fine di valutarne l‟impatto anche
sugli ecosistemi nel loro complesso è importante studiare i flussi di deposizione al suolo dei
contaminanti che sono trasportati dalle PM. Altresì è importante stimare il contributo delle singole
sorgenti attraverso reti di monitoraggio adeguate [1] e strumenti statistici di source apportionment.
Tra i diversi strumenti disponibili il Chemical Mass Balance (CMB) ha il grande vantaggio di poter
essere applicato anche quando si hanno pochi campioni, ma richiede una completa conoscenza degli
inventari di emissione e comporta dei problemi nel caso di traccianti reattivi in atmosfera. I metodi
di analisi fattoriale bypassano questi problemi, seppur richiedano una grande quantità di campioni e
sia necessario valutare quale sorgente sia rappresentata da ciascun fattore. La Positive Matrix
Factorization (PMF) consiste in un nuovo approccio rispetto alla classica Analisi delle Componenti
Principali (PCA), con il vantaggio di poter associare le incertezze sulla misura e trattare i dati sotto
al limite di quantificazione [2, 3].
Scopo di questo lavoro è valutare, tramite l‟applicazione dell‟analisi PMF, il contributo
dell‟inceneritore di RSU di Coriano (RN) e delle altre fonti emissive al carico di metalli pesanti e
ioni solubili presenti nei flussi di deposizione secca e umida dell‟area. Dal 2006 al 2010 le
deposizioni atmosferiche bulk (wet + dry) di contaminanti inorganici sono state determinante
mensilmente in 4 siti di campionamento. Questi sono stati collocati in zone più o meno colpite dalla
ricaduta delle emissioni dell‟impianto, sulla base dei risultati di un modello matematico di
dispersione degli inquinanti (Calpuff). Oltre all‟inceneritore, l‟area di studio è soggetta all‟apporto
di contaminanti derivanti dalle emissioni della città costiera di Riccione (traffico autoveicolare e
riscaldamento domestico) e della vicina autostrada A14.
I risultati mostrano che l‟area di studio è soggetta a una bassa contaminazione degli inquinanti
analizzati. I flussi di deposizione non mostrano un carico maggiore di contaminanti ai siti più
influenzati dalle ricadute delle emissioni dell‟impianto. L‟analisi PMF indica in sorgenti terrigene
l‟apporto preponderante per i flussi di deposizione di metalli pesanti. In conclusione, l‟inceneritore
non risulta la principale fonte di inquinanti inorganici nell‟area di studio, che è caratterizzata da una
contaminazione omogenea e riconducibile all‟area urbana.
Si ringrazia HERA S.p.A. per il suo supporto tecnico e di finanziamento al progetto di ricerca.
Bibliografia
[1] A.Colombo et al., Chemosphere 1224-1229, 77 (2009).
[2] P.K.Hopke, A guide to Positive Matrix Factorization, Unpublished document (2000)
[3] M.Pandolfi et al., Atmos. Environ. 9007–9017, 42 (2008)
49
Progetto LEnS (PRIN 2008): Stima dei fattori di emissione e caratterizzazione
chimica delle emissioni di piccoli impianti di combustione dei pellet
Manuela Anzano1, Gianpiero Barbieri5, Pierluigi Barbieri2 *, Elena Collina1, Sergio Cozzutto5, Marina Lasagni1, Andrea
Piazzalunga1, Demetrio Pieta1
1
Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e del Territorio, Università degli Studi di Milano Bicocca, Milano, 20126
2
Dipartimento di Scienze Chimiche e Farmaceutiche, Università degli Studi di Trieste, Trieste, 34127
3
ARCo Solutions srl, Spin off dell’Università degli Studi di Trieste, Trieste, 34127
* Corresponding author. Tel: +3940 5583995, E-mail: [email protected]
Keywords: combustione della legna, fattori di emissione, profili di emissione
Recenti studi [1] hanno dimostrato come la combustione della legna sia attualmente una importante
sorgente di particolato atmosferico anche in aerea urbana e come questa sorgente influenzi la
concentrazione atmosferica di composti potenzialmente pericolosi per la salute umana (i.e. IPA,
PCDD e PCDF?) [2].
Una corretta valutazione del contributo della combustione della legna alle concentrazioni di
particolato atmosferico richiede la disponibilità di fattori di emissione rappresentativi degli impianti
presenti sul territorio e della tipologia e quantità di legna utilizzata. Ad oggi la disponibilità di dati
prodotti in Italia è ancora limitata e, inoltre, bisogna considerare l‟evoluzione tecnologica dei sistemi
di combustione e l‟espansione del mercato, in particolare delle biomasse pellettizzate [3].
All‟interno del progetto LEnS (Legno, Energia e Salute – PRIN 2008) è stato realizzato un banco di
prova per il campionamento delle emissioni da impianti commerciali per la combustione domestica di
legna o pellet. Il campionamento delle particelle avviene a valle di un tunnel a diluizione completa,
costruito secondo lo standard del metodo EPA 5G [4], e strumentato con controlli in continuo del
rapporto di diluizione e dei principali parametri gassosi (CO/CO2, O2, NOx, COV). Il particolato
emesso viene campionato a valle della diluizione mediante un impattore multistadio, rispondente alle
specifiche VDI 2066 Part. 10 ed EN 13284-1, che segrega dimensionalmente le particelle (>10µm,
10µm–2.5µm, <2.5µm). I composti organici semivolatili vengono campionati mediante un treno
filtro/condensatore/materiale adsorbente; i composti organici volatili mediante fiale contenenti Tenax.
I campioni di particolato atmosferico sono sottoposti a una caratterizzazione chimica approfondita:
ioni, metalli, IPA, carbonio organico ed elementare, PCDD/F.
In questo lavoro vengono presentati i fattori e i profili di emissione ottenuti nella combustione di
pellet di abete e faggio. Le emissioni di PM risultano in linea mediamente con le stime riportate in
letteratura, con prestazioni migliori per il pellet di abete. La buona efficienza di combustione di questi
impianti viene evidenziata dal fatto che, nelle particelle emesse, la componente carboniosa è inferiore
al 10%.
Bibliografia
[1] Piazzalunga A. et al., Atmospheric Environment 6642, 45, 2011
[2] Belis C. et al., Atmospheric Environment 7266, 45, 2011
[3] Sikkema R. et al., Bioproducts and Biorefining 250, 5, 2011.
[4] USEPA Method 5G: Determination of particulate matter emissions from wood heaters.
50
Sorgenti urbane: influenza del combustibile sulle emissioni veicolari
Monica Filice1,2,*, Pierantonio De Luca2, Giancarlo Costantino2
1
Activa Società di Ingegneria,via dell’Uguaglianza,1 Castrolibero (CS), 87040
2
Università della Calabria,via P.Bucci cubo 46/B, Rende (CS), 87036
* Corresponding author. Tel: 0984 853968, E-mail: [email protected]
Keywords: Diesel Particulate Matter, Veicoli, Combustibile Diesel, Bludiesel,
g/m3
Molteplici studi mettono in evidenza come la qualità dell‟aria urbana può essere influenzata dalla
dislocazione delle sorgenti veicolari e dalla tipologia di combustibile utilizzato. La formazione del
particolato, emesso come particelle agglomerate, microgocce di acqua e idrocarburi condensati[1]
può essere influenzata dalla durata del processo di combustione e dal tempo di ritardo ignizionecombustione [2]. Il particolato emesso nei gas di scarico dei veicoli diesel (dpm, diesel particulate
matter) è costituito da strutture irregolari, composte da microsfere di diametro variabile [3]. Per
ridurre l‟impatto dei veicoli, l‟Unione Europea interviene riducendo gli standard di emissione,
proponendo interventi sulla meccanica dei mezzi e sui combustibili.
L‟obiettivo del presente studio è quello di quantificare il ruolo della temperatura-motore
sull‟emissione di un veicolo diesel in funzione del combustibile utilizzato (tradizionale o
alternativo). La sperimentazione è stata condotta con una Opel Zafira 2.0 TDI, alimentata con due
differenti combustibili: gasolio diesel tradizionale e gasolio a basso tenore di zolfo (Agip, bludiesel). Individuati due cicli di monitoraggio (caldo-freddo); le dpm sono state raccolte per entrambi
i combustibili, aspirando le emissioni a circa 30 cm dal tubo di scappamento, con filtri in misto
estere di cellulosa (metodo gravimetrico), flusso d‟aria 20 l/min e tempo di prelievo 2 min. Per
valutare l‟influenza della temperatura-motore sulle emissioni prodotte il campionamento è stato
effettuato in due differenti condizioni:
-Ciclofreddo: prima accensione del veicolo.
Confronto diesel/bludiesel
3000
motore freddo
-Ciclocaldo: veicolo acceso per 2 ore.
2500
motore caldo
I risultati gravimetrici mostrano che il gasolio
2000
1500
alternativo registra valori più alti di concentrazione
1000
indipendentemente dalla temperatura del motore,
500
probabilmente dovuto a una peggiore efficienza di
0
diesel
bludiesel
combustione. Il confronto fra i due cicli di
campionamento mostra due tendenze. Le emissioni del
combustibile diesel tradizionale sono maggiori in condizioni operative Ciclofreddo, mentre le
emissioni del combustibile diesel alternativo sono maggiori in sono maggiori in condizioni
operative Ciclocaldo. Questi risultati suggeriscono di considerare la scelta dell‟utente come fattore
di rischio sociale (FrS), che può influenzare le emissioni veicolari. La speciazione del FrS può
diventare un elemento di valutazione dell‟impatto individuale sulla qualità dell‟aria in quanto. Studi
futuri saranno rivolti alla caratterizzazione chimico-fisica dei campioni, al fine di quantificare
l‟impatto della scelta individuale.
Bibliografia
[1]. F.A. Lafossas et al., Oil & Gas Science and Technology, 479-494, Vol. 63 (2008)
[2]. J. Heejung et al., Aerosol Science and Technology, 1129–1135,39, (2005)
[3]. M. Filice et al., Environmental Engineering and Management Journal, 1407-1412, Vol. 8, n. 6,
(2009)
51
Marker molecolari e stima delle sorgenti di PM2.5 in 3 siti del Nord Italia
mediante modello recettore CMB.
Perrone M.G.1, Larsen B.R.2, Ferrero L.1, Sangiorgi G.1, De Gennaro G.3, Udisti R.4,
Zangrando R.5, Gambaro A.5,6 and Bolzacchini E.1
1Research Center POLARIS, University of Milano-Bicocca, DISAT, P.zza della Scienza 1, 20126 Milan
2European Commission Joint Research Center, IHCP, Via E. Fermi 2749, Ispra (VA) 21020, Italy
3Department of Chemistry, University of Bari, Via Orabona 4, 70126 Bari, Italy
4Department of Chemistry, University of Florence, Via della Lastruccia 3, 50019 Sesto F.no, Florence
5 Institute for the Dynamics of Environmental Processes-CNR, Dorsoduro 2137, 30123 Venice, Italy
6Department of Environmental Sciences, University of Venice, Santa Marta 2137, 30123, Venice, Italy
* Corresponding author. Tel: +39 02 64482814,, E-mail:[email protected]
Keywords: PM2.5, source apportionment, CMB, molecular marker
Durante 3 anni (2006-2009) sono state svolte campagne di misura estese per la misura della
concentrazione e composizione chimica di PM2.5 in 3 siti del Nord Italia: un sito urbano (Milano,
MI), un sito rurale (Oasi Le Bine, OB) e un sito remoto di alta quota (Alpe San Colombano, ASC,
m. 2280 slm). I campioni di PM2.5 sono stati analizzati per: EC, OC, ioni inorganici, elementi,
alcani lineari C20-C32, acidi mono e dicarbossilici C2-C5, levoglucosano LEVO e idrocarburi
policiclici aromatici IPA [1].
E‟ stato utilizzato in un modello recettore CMB (Chemical Mass Balance; CMB8.2-EPA) per la
stima delle sorgenti di PM2.5 nei 3 siti, e nelle diverse stagioni. In particolare, sono stati considerati
13 marker di sorgenti (fitting species: Al, Si, Fe, Pb, EC, LEVO, C29, C31, BbF, BkF, BeP, IcdP,
BghiP) per la stima di 5 sorgenti primarie di OC (combustione di biomasse, combustione di gas
naturale, contributo primario della vegetazione, risospensione, traffico), da cui è stata ricostruita la
stima delle 5 sorgenti primarie e 4 secondarie (ammonio, solfato e nitrato secondario; organico
secondario) alle concentrazioni di PM2.5.
Un aspetto critico in uno studio di source apportionment mediante modello CMB è la disponibilità
di profili di sorgente che siano rappresentativi delle emissioni aggregate per un certo tipo di
sorgente e delle reali condizioni per i siti recettori considerati. In questo studio sono stati utilizzati
profili di sorgente sperimentali rappresentativi delle reali condizioni del Nord Italia, dove
disponibili (traffico, combustione di biomassa e risospensione) [2][3], e profili compositi da dati di
letteratura. Sono stati quindi effettuati studi di sensibilità per i risultati del modello CMB, in
relazione alla scelta di diversi profili di sorgente selezionati, in particolare traffico e combustione di
biomassa.
La sorgente traffico è stimata come la sorgente primaria principale (17-24%) alle concentrazioni di
PM2.5 in MI, in tutte le stagioni, insieme al contributo del secondario inorganico ed organico (2154%). La sorgente combustione delle biomasse è un contributo importante in MI in autunno ed
inverno, ed è la principale sorgente primaria di PM2.5 nel sito rurale di OB (8 -5 g m-3 a MI e OB
nei mesi freddi). La combustione delle biomasse è un contributo importante anche alle elevate
concentrazioni di IPA misurate in campioni di PM2.5 nella stagione fredda.
Bibliografia
[1] Perrone et al., Science of The Total Environment, 414, 343-355 (2012)
[2] Belis et al., Atmospheric Environment, 39, 7266-7275 (2011)
[3] Colombi et al., Chemical Engineering Transactions, 22, 233-238 (2010)
52
Analisi di 14C su OC ed EC in campioni di aerosol e identificazione delle
sorgenti in un sito urbano in nord Italia.
V. Bernardoni1, G. Calzolai2, M. Chiari2, M. Fedi2, F. Lucarelli2, S. Nava2, A. Piazzalunga3,§, F.
Riccobono1, #, F. Taccetti2, G. Valli1, R. Vecchi1
1
Dip. di Fisica, Università degli Studi di Milano e INFN, Milano, 20133
Dip. di Fisica e Astrofisica, Università degli Studi di Firenze e INFN, Sesto Fiorentino, 50019
3
Dip. di Chimica Inorganica, Metallorganica e Analitica, Università degli Studi di Milano, Milano, 20133
§ ora: Dip. di Scienze dell’Ambiente e del Territorio, Università di Milano-Bicocca, Milano, 20126
# ora: Laboratory of Atmospheric Chemistry, Paul Scherrer Institut, Villigen PSI, Svizzera, 5232
* Corresponding author. Tel: +39 02 50317496, E-mail: [email protected]
2
Keywords: Aerosol carbonioso, radiocarbonio, protocolli termici.
Il carbonio è uno dei principali costituenti dell‟aerosol atmosferico ed è importante per i suoi effetti
su salute, qualità dell‟aria, visibilità e bilancio energetico terrestre. In questo contesto, diventa
fondamentale sviluppare tecniche analitiche e di modellistica in grado di separare i contributi di
origine naturale e antropica. Misure di radiocarbonio (14C) sulle frazioni organica ed elementare del
carbonio (OC ed EC) possono aiutare nella distinzione tra il contributo da combustione di
legna/biomasse e quello di origine naturale, entrambi “moderni” [1]. I limiti di questo approccio
risiedono nella necessità di conoscere il rapporto OC/EC alla sorgente, nelle difficoltà legate
all‟identificazione del contributo secondario derivante da legna/biomasse e nella separazione di OC
ed EC richiesta dalle analisi di 14C per la determinazione della fraction of modern carbon (fm).
Bisogna notare che OC ed EC, allo stato dell‟arte, hanno una definizione operativa e la loro
separazione diventa quindi un punto chiave nelle analisi di 14C.
Questo lavoro è volto allo studio dell‟effetto di diversi protocolli termici sulle misure di 14C
eseguite su OC ed EC in campioni di aerosol atmosferico. Alcuni miglioramenti agli approcci
tradizionali per la determinazione di fm(OC) ed fm(EC) sono stati proposti e testati utilizzando
un‟opportuna linea di preparazione campioni [2].
Per quanto riguarda la determinazione di fm(EC), solitamente eseguita dopo un unico step di precombustione in ossigeno a T<400°C, proponiamo l‟aggiunta di uno step in Elio (750°C) per la
rimozione di possibili composti organici refrattari che non possono essere fatti evolvere in ossigeno
senza causare un‟importante perdita di EC. Per quanto riguarda la determinazione diretta di f m(OC),
essa può essere difficile a causa della pirolisi. Proponiamo quindi di ricavarla mediante due
possibili approcci alternativi: il primo si basa su misure di fm(EC) ed fm(TC), mentre l‟altro si basa
sulla determinazione fm sulle componenti solubile e insolubile dell‟OC. I due approcci hanno
mostrato un ottimo accordo nelle prove effettuate.
I nostri test sono stati eseguiti su campioni raccolti in un‟area fortemente inquinata (Milano) durante
il periodo invernale. I valori di fm(OC), fm(EC) e fm(TC) ottenuti nei nostri test sono stati usati per la
prima volta in quest‟area per ottenere informazioni sulle sorgenti di particelle carboniose. Il
contributo primario da combustione da legna all‟OC è stato stimato nel 18% circa nel periodo
considerato. Si sono inoltre usati approcci di letteratura per stimare il contributo secondario da
combustione di legna e quello di altre sorgenti moderne in area urbana. Ciò ha permesso di dare una
stima del contributo di origine naturale (15% circa del TC) nei periodi invernali considerati.
Bibliografia
[1] Szidat, S., et al., Journal Geophys. Res. D07206, 111 (2006). doi:10.1029/2005JD006590.
[2] Calzolai, et al., Nucl. Instr. and Meth. 203-208, B269, (2011).
53
Monitoraggio delle emissioni di origine aeroportuale: Marco Polo (Venezia),
Antonio Canova (Treviso)
G. Valotto1,*, D. Bassano2, E. Pecorari1, E. Rampado3, G. Rampazzo1, S. Sollecito2,
S. Squizzato1
1
Università Ca’ Foscari, Dipartimento di Scienze Ambientali, Informatiche e Statistiche, Venezia, 30123
2
SAVE S.P.A., Aeroporto Marco Polo, Tessera-Venezia, 30173
3
Ente Zona Industriale di Porto Marghera, Marghera-Venezia,30175
* Corresponding author. Tel: +390412348595, [email protected]
Keywords: emissioni aeroportuali gassose, PM10, PM1
L‟Università Ca‟ Foscari (Venezia), in collaborazione con SAVE S.p.A. ed Ente Zona Industriale di
Porto Marghera (EZI) ha promosso un progetto che ha per obiettivi il monitoraggio della qualità
dell‟aria nell‟area di Tessera e la stima del contributo emissivo dell‟aeroporto Marco Polo per i
seguenti motivi: i) la sorgente “aeroporto” (infrastrutture, servizi, velivoli, traffico automobilistico
indotto) contribuisce alla variazione delle concentrazioni di diversi contaminanti atmosferici; ii)
l‟aeroporto Marco Polo, il cui traffico merci e passeggeri è fra i più elevati d‟Italia, è localizzato nei
pressi della laguna Veneta che costituisce un complesso e delicato ecosistema; iii) con la direttiva
2008/101/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 19 dicembre 2008 che modifica la
direttiva 2003/87/CE le attività di trasporto aereo vengono incluse nel sistema comunitario di
scambio delle quote di emissione dei gas a effetto serra. Tale progetto è iniziato alla fine del 2008 e
da giugno 2009 sono monitorate in continuo le concentrazioni di SO2, PM10, O3, NO, NOX NO2,
CO, CH4, idrocarburi non metanici e le principali variabili atmosferiche (direzione e velocità del
vento, radiazione solare incidente, temperatura, precipitazioni). Il sito di campionamento è stato
scelto elaborando i dati del traffico aereo in funzione delle variabili meteorologiche, caratterizzando
la dispersione degli inquinanti con modelli di calcolo e individuando i punti di massima ricaduta dei
contaminanti gassosi immessi in atmosfera dagli aerei durante il normale ciclo di atterraggio e
decollo al di sotto dei 1000 metri di quota. Inoltre da luglio 2010 a luglio 2011 è stato campionato il
particolato atmosferico PM1 con due campionatori siti in prossimità della pista. Infine in occasione
della chiusura dell‟aeroporto di Treviso (1 giugno – 5 dicembre 2011) per manutenzione della pista
e delle strutture circostanti, SAVE, in accordo con AERTre che gestisce l‟aeroporto Antonio
Canova, ha deciso di includere all‟interno del progetto anche l‟aeroporto trevigiano monitorandone
la qualità dell‟aria con lo stesso approccio e le medesime strumentazioni impiegate per quello
veneziano.
Da gennaio 2009 nel sito veneziano e da giugno 2011 in quello trevigiano, sono stati registrati
superamenti dei limiti di legge fissati dal DL 13/08/2010 n°155 “Attuazione della direttiva
2008/50/CE relativa alla qualità dell‟aria ambiente e per un‟aria più pulita in Europa” solamente per
le concentrazioni medie giornaliere di PM10 e medie annuali di NO2 e NOx. Questi composti assieme
al CO e ai composti organici volatili sono i principali inquinanti prodotti dalla combustione di
combustibili fossili. Studiando gli andamenti dei giorni tipo, delle concentrazioni in funzione della
direzione e velocità del vento, delle distribuzioni di frequenza delle concentrazioni orarie, dei
coefficienti di correlazioni fra i vari inquinanti e confrontando i risultati ottenuti nei due siti si
evince che il traffico automobilistico è una delle sorgenti dominanti nel sito veneziano e che il
contributo dell‟aeroporto Marco Polo è poco significativo, eccezion fatta per il CO che peraltro
risulta ampiamente inferiore ai limiti imposti dal DL 13/08/2010 n°155.
54
Una catena modellistica per la simulazione della concentrazione di particolato in
atmosfera sulla Liguria e nell’area urbana di Genova
Paolo Brotto, Federico Cassola*, Andrea Mazzino, Paolo Prati
Dipartimento di Fisica e INFN, Università di Genova, Via Dodecaneso 33 16146 Genova
* Corresponding author. Tel: +390103536464, E-mail:[email protected]
Keywords: Modelli fotochimici euleriani, PM, apporzionamento delle sorgenti
Il Laboratorio di Fisica Ambientale presso il Dipartmento di Fisica (DIFI) dell‟Università di
Genova è attualmente coinvolto in progetti europei (MED-APICE e Alcotra-AERA) mirati allo
studio della qualità dell‟aria in Liguria e nell‟area urbana genovese tramite simulazioni numeriche e
campagne di misura dedicate, con particolare attenzione alla valutazione dell‟impatto delle attività
portuali (APICE) e del traffico stradale e marittimo (AERA).
In questo contesto, è stato implementato presso il DIFI un sistema modellistico di previsione della
qualità dell‟aria, basato sul modello meteorologico a mesoscala WRF-ARW [1], e sul modello
fotochimico euleriano CAMx [2], in grado di produrre campi di concentrazione di inquinanti
gassosi e particolato fino a una risoluzione spaziale dell‟ordine del chilometro. Le
condizioni
iniziali e al contorno per WRF sono ottenute dal modello globale americano GFS, operativo presso
lo NCEP (National Center for Environmental Prediction). I dati relativi alle emissioni
antropogeniche su larga scala sono stati ottenuti dall‟Aristotle University of THessaloniki (AUTH)
processando l‟inventario europeo, prodotto da The Netherlands Organization (TNO) e riferito al
2005, tramite il codice MOSESS (MOdel for the Spatial and tEmporal diStribution of emissionS),
mentre i dati emissivi ad alta risoluzione (1 km) sono stati estratti dall‟inventario regionale ligure.
Le emissioni naturali e biogeniche sono state calcolate a partire dalle uscite di WRF con il modello
NEMO (Natural Emission Model), sempre sviluppato da AUTH [3].
Tenendo conto che le condizioni favorevoli al trasporto di inquinanti dal porto verso la città sono
più frequenti nella stagione calda grazie al contributo delle brezze di mare, le simulazioni sono state
eseguite per il periodo compreso tra maggio e settembre 2011. Contemporaneamente, una
campagna di monitoraggio del particolato è stata condotta in tre siti all‟interno dell‟area urbana,
producendo una gran mole di dati per eseguire studi di apporzionamento tramite modelli a recettore
e per validare i risultati ottenuti dalla catena modellistica. In particolare, l‟apporzionamento del
PM è stato condotto tramite la routine PSAT di CAMx allo scopo di investigare il contributo delle
attività portuali, dell‟industria, del riscaldamento domestico e del traffico.
Bibliografia
[1] W.C. Skamarock et al., A Description of the Advanced Research WRF Version 3, Mesoscale
and Microscale Meteorology Division, NCAR, Boulder, Colorado (2008).
[2] ENVIRON,User's Guide, Comprehensive Air Quality Model with Extensions (CAMx). Version
5.30, ENVIRON International Corporation, Novato, CA (2010).
[3] A. Poupkou et al., Environ. Modell. Softw. 1845-1856, 25 (2010).
55
Monitoraggio “diagnostico” del benzo(a)pirene nel PM10 a Taranto
R. Giua 2,*, E. Andriani1, L. Angiuli2, M. Blonda2, C. Colucci3, A.M. D‟Agnano4, P.R. Dambruoso1,
B.E. Daresta1, G. de Gennaro1, A. Demarinis Loiotile1, A. Di Gilio1, S. Ficocelli3, M. Mantovan3,
V. Musolino4, M. Menegotto3, A. Nocioni4, R. Paolillo4, V. Rosito3, M. Spartera3, M. Tutino1,
G. Assennato2
1
Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Bari, via Orabona 4, 70126 Bari
2
Arpa Puglia, Corso Trieste 27, 70126 Bari
3
Arpa Puglia, Ospedale Testa, Contrada Rondinella, 74123 Taranto
4
Arpa Puglia, Via Galanti 16, 72100 Brindisi
* Corresponding author. Tel:+39-80-5460252/+39-99-9946349, E-mail: [email protected]
Keywords: benzo(a)pirene, PM10, Taranto, source apportionment
Nel periodo novembre 2010†luglio 2011, su incarico dell‟Assessorato all‟Ambiente della Regione
Puglia, è stata svolta a Taranto una campagna di monitoraggio del benzo(a)pirene (BaP) nel PM 10 in
sette postazioni dislocate intorno all‟area industriale e all‟interno di essa, secondo due “transetti”
disposti lungo le direzione dei venti dominanti.
Tale campagna aveva l‟obiettivo di fornire dati di concentrazione con una risoluzione temporale
(valori giornalieri) e con una distribuzione spaziale tale da permettere di determinare la correlazione
dei dati rilevati con le condizioni meteorologiche e con le sorgenti emissive presenti nell‟area.
Per il prelievo del particolato sul quale effettuare le analisi chimiche per la determinazione degli
idrocarburi policiclici aromatici (IPA) sono stati impiegati monitor bicanali o monocanali che hanno
consentito, inoltre, la misura diretta della concentrazione del PM10 per attenuazione di raggi ß.
A tali apparecchi sono stati affiancati alcuni monitor per l'analisi in continuo degli idrocarburi
policiclici aromatici legati al particolato aerodisperso mediante fotoionizzazione selettiva, oltre ad
un monitor per la misura del grado di rimescolamento dei bassi strati dello strato limite planetario
(PBL) ed un monitor OPC (Optical Particle Counter) per il conteggio e la selezione dimensionale
delle particelle aerodisperse mediante scattering di luce laser.
Alla campagna “principale” sono state associate rilevazioni vento-selettive di microinquinanti
organici ed inorganici e rilevazioni di IPA e BaP svolte all‟interno degli ambienti di lavoro della
cokeria.
La metodologia impiegata per le misure del particolato aerodisperso e del BaP è stata, inoltre,
validata con l‟applicazione di uno specifico protocollo di qualità, riguardante sia le procedure
analitiche che di campionamento.
I risultati ottenuti hanno messo in evidenza, in concomitanza ad “eventi” corrispondenti a più alte
concentrazioni di BaP, direzioni di provenienza del vento dall‟area dello stabilimento siderurgico.
Inoltre, la concentrazione del BaP “sottovento” rispetto allo stabilimento siderurgico è risultata, per
la quasi totalità dei siti, superiore rispetto a quella “sopravento”, con rapporti particolarmente
elevati per i siti più vicini all‟area dello stabilimento siderurgico, in presenza di concentrazioni più
alte di BaP nel particolato.
56
Progetto Taranto-Salento: analisi morfo-chimica del particolato atmosferico
(PM10)
C. Tortorella1,*, G. Belz1, D. Aiello1,
R. M. Nacci1, A. Nocioni2
1
Enel Ingegneria e Ricerca – AT Ricerca, Brindisi, 72100
2
Arpa Puglia, Bari, 70126
* Tel: 0831/255641, E-mail: [email protected]
Keywords: emissioni, particolato atmosferico, PM10, analisi morfo-chimica, SEM-EDS.
Nel presente lavoro sono riportati alcuni risultati ottenuti nell‟ambito del Progetto Taranto-Salento e
finalizzato alla caratterizzazione del particolato atmosferico in alcuni differenti siti pugliesi di
monitoraggio della qualità dell‟aria.
Nel corso del progetto sono stati effettuati campionamenti di PM10 presso cinque siti con differenti
caratteristiche: Masseria Montalbano (fondo rurale); Galatina, viale degli Studenti (suburbano
industriale), Torchiarolo (suburbano industriale) e Palagiano (fondo urbano), Taranto Q.re Tamburi
in Via Machiavelli (urbano-industriale). Sui campioni prelevati ad intervalli di 12 ore ciascuno,
sono stati condotti studi di caratterizzazione morfo-chimica delle particelle presenti in aria
ambiente. La tecnica si basa sul riconoscimento delle particelle osservate mediante SEM (Scanning
Electron Microscope) sulla misura dei principali parametri morfologici e sulla successiva analisi
mediante tecnica EDS (Energy-dispersive X-ray spectroscopy).
Le indagini hanno previsto una fase di studio qualitativo che ha permesso di descrivere le varie
tipologie di particelle presenti nel particolato atmosferico campionato, ed una fase di studio
semiquantitativo che, tramite l‟applicazione di opportuni algoritmi, ha permesso di valutare
l‟abbondanza relativa di ciascuna tipologia di particelle.
Lo studio ha permesso di evidenziare alcune caratteristiche comuni a tutti i siti oggetto di indagine
ed altre sito specifiche. E‟ stata rilevata una componente terrigena rappresentata da particelle ricche
di calcio e da alluminosilicati, e la presenza di sali tra i quali il cloruro di sodio e vari tipi di solfati.
Altre tipologie di particelle come la fuliggine (soot), generata principalmente dalle emissioni dei
veicoli a motore, e le particelle carboniose di origine non biologica sono state rilevate
ubiquitariamente.
Per quanto riguarda il sito di fondo rurale (Montalbano) è stato registrato un carico di particelle su
filtro piuttosto ridotto ed il particolato campionato è risultato essere caratterizzato principalmente da
goccioline contenenti zolfo e solfati di varia tipologia.
Per il sito urbano-industriale (Taranto-Machiavelli) è stata riscontrata la presenza di particelle
contenti ferro con morfologia sia sferica che irregolare e particelle ricche di calcio di ridotte
dimensioni. Le particelle contenti ferro ed altri metalli sono presenti anche in siti non industriali,
seppur in numero più contenuto anche per via della minore densità di particelle su filtro.
Per siti tipici di agglomerati suburbani (Torchiarolo e Galatina) le particelle carboniose sono
presenti in percentuali elevate anche agli ingrandimenti più bassi (1000X e 2000X). Inoltre, sono
state osservate particelle contenenti anche K, Ca e Mg che potrebbero derivare dalla combustione
della biomassa legnosa.
57
Composizione di composti organici idrosolubili nel particolato atmosferico in
una zona intorno ad un inceneritore di rifiuti solidi urbani
M.C. Pietrogrande1*, D. Bacco1, M. Rossi2
1
Dipartimento di Chimica, Ferrara, 44121
ARPA - Emilia-Romagna, Rimini, 47923
* Corresponding author. Tel:0532455152, E-mail:[email protected]
2
Keywords: Composizione chimica PM, composti organici idrosolubili, impatto inceneritore RSU
Lo scopo di questo lavoro è lo studio della composizione di composti organici idrosolubili (watersoluble organic compounds, WSOC) presenti nel particolato atmosferico in una zona intorno ad un
inceneritore di rifiuti solidi urbani (MWI) vicino a Bologna. Questo studio si inserisce nel progetto
MONITER, ideato e gestito da ARPA Emilia Romagna: si tratta di un programma intensivo di
monitoraggio ambientale ed epidemiologico con lo scopo di valutare l‟impatto delle emissioni di un
MPWI sulla qualità dell‟aria e di stimare il livello di esposizione a sostanze inquinanti della
popolazione che vive nelle vicinanze dell‟inceneritore (www.moniter.it).
Si sono analizzati campioni di PM2.5 raccolti in due campagne intensive nell‟estate 2008 e
nell‟inverno 2009 in 8 siti di monitoraggio, opportunamente scelti per individuare l‟impatto
specifico delle emissioni dell‟inceneritore rispetto a quelle di altre sorgenti e del fondo della zona.
Sono stati analizzati 18 acidi dicarbossilici e 7 zuccheri, in quanto importanti traccianti chimici che
danno informazione sul contributo di sorgenti primarie di emissione o di processi fotochimici
secondari che hanno effetto sulla composizione chimica del PM [1].
Il composto più abbondante in entrambe le stagioni è il levoglucosano, in quanto sottoprodotto
principale della combustione delle biomasse. Gli acidi dicarbossilici più abbondanti – i termini C3C9 della serie degli acidi n-alcanoici e l‟acido ftalico – mostrano un evidente andamento stagionale,
con concentrazioni più elevate in inverno (concentrazione totale media:60±18 ngm-3) rispetto
all‟estate (concentrazione totale media: 23±9 ngm-3). Sulla base delle abbondanze relative dei
singoli acidi e dei rapporti diagnostici tra i traccianti, è possibile valutare che in inverno è presente
un elevata emissione da sorgenti primarie, quali impianti per produzione di energia, traffico
veicolare, combustione di biomasse. In estate, invece, è importante il contributo dei processi
fotochimici da precursori antropogenici (acidi adipico e ftalico) e biogenici (acido azelaico) [2].
In genere, la variazione spaziale delle concentrazioni non mostra differenze statisticamente
significative (livello di probabilità p: 5%) tra i diversi siti indicando che, per quanto riguarda i
composti analizzati, il PM presenta una composizione uniforme nella zona studiata e non è
individuabile un contributo specifico delle emissioni dall‟inceneritore.
Bibliografia
[1] M.C. Pietrogrande, D.Bacco, M. Mercuriali, Anal. Bioanl. Chem. 877, 396, (2010).
[2] M.C. Pietrogrande, D.Bacco, Anal. Bioanl. Chem. 257, 689, (2011).
58
Studio dell’impatto ambientale dell’acciaieria Cogne Acciai Speciali
mediante il monitoraggio delle deposizioni atmosferiche totali nell’area
urbana di Aosta
Devis Panont1*, Marco Pignet1
1 ARPA
Valle d’Aosta, Sezione Aria, Regione Grande Charriere 44, 11020 Saint Christophe (AO)
* Corresponding author. Tel: +39 0165278538, E-mail:d.panont @arpa.vda.it
Keywords: deposizioni atmosferiche totali, inquinamento urbano, produzione acciaio, metalli, nichel, cromo
Aosta è una città di fondovalle di piccole dimensioni (circa 35.000 abitanti), nella quale è presente
un unico insediamento industriale, costituito da un‟acciaieria con forno fusorio ad arco elettrico.
Aosta risulta, pertanto, una realtà di studio interessante per valutare l‟impatto ambientale
dell‟acciaieria rispetto alle altre tipiche sorgenti di inquinamento urbano costituite dal traffico e dal
riscaldamento domestico.
Il monitoraggio delle deposizioni atmosferiche è previsto dal Dlgs 155/2010 come strumento di
valutazione della qualità dell‟aria per valutare l‟esposizione indiretta della popolazione agli
inquinanti attraverso la catena alimentare.
ARPA Valle d‟Aosta ha condotto dal 2008 al 2011 il monitoraggio delle deposizioni atmosferiche
di metalli e IPA nell‟area urbana di Aosta ed in altri siti di fondo ambientale del territorio regionale.
Il monitoraggio è stato condotto in 7 siti, 4 dei quali nella città di Aosta, con durata di esposizione
mensile ed una copertura totale dell‟intero periodo (4 anni).
Il campionamento e l‟analisi delle deposizioni sono stati condotti secondo il metodo del Rapporto
Istisan 06/38 dell‟Istituto Superiore di Sanità, recepito dal Dlgs 155/2010 quale metodo di
riferimento per la determinazione della deposizione totale di arsenico, cadmio, nichel e IPA.
Oltre a determinare i metalli previsti dal Dlgs 155/2010 (arsenico, nichel e cadmio), è stata condotta
condotta una approfondita caratterizzazione estesa ad altri metalli (Al, Sb, Ba, Ca, Cr, Fe, Mg, Mn,
Pb, Cu, Na, Tl, V, Zn).
I dati del monitoraggio evidenziano la presenza di livelli di nichel e cromo molto più elevati rispetto
ad altre città italiane [1,2] e confrontabili con i livelli misurati in altre aree europee nei dintorni di
industrie di lavorazione metalli [3]. Il nichel ed il cromo possono essere considerati dei marker
dell‟acciaieria, essendo i principali costituenti (oltre al ferro) degli acciai inossidabili prodotti nello
stabilimento siderurgico.
L‟analisi della composizione delle deposizioni totali nei diversi siti permette, inoltre, di individuare
l‟impatto delle emissioni di specifici processi di produzione dell‟acciaio sul territorio all‟esterno
dello stabilimento.
Bibliografia
[1] G. Viviano, G. Settimo, P. Mazzoli, “Microinquinanti organici ed inorganici nel Comune
di Mantova: studio dei livelli ambientali”, Istituto Superiore di Sanità (2006).
[2] Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti – Magistrato delle Acque – “Il monitoraggio
SAMANET delle deposizioni atmosferiche nella laguna di Venezia”, (2008).
[3] European Commission, “Position paper for ambient air pollution by As, Cd and Ni”,
(2000).
59
Industria e Ambiente: caratterizzazione chimica del particolato atmosferico
nella Conca Ternana.
Mara Galletti*, Caterina Austeri, Giancarlo Caiello, Rita Guerrini, Annarita Petrini, Andrea
Pileri, Fiorella Sebastiani
ARPA UMBRIA, Terni, 05100
*Galletti Mara. Tel: 0744 4796734, E-mail: [email protected]
Keywords: PM10, metalli pesanti, diossine, PM2012, Perugia
Il territorio della Conca Ternana è stato profondamente segnato da oltre un secolo di intensa attività
industriale, caratterizzata da industrie siderurgiche, chimiche, di produzione dell‟energia, di
trattamento e incenerimento dei rifiuti. La presenza di questi importanti impianti produttivi, a forte
impatto ambientale, hanno indotto Arpa a predisporre, oltre ad un sistematico piano di monitoraggio
delle emissioni ed immissioni in atmosfera, dei progetti di studio aggiuntivi che si sono evoluti nel
tempo anche sulla base dei risultati ottenuti; per lo stesso motivo Arpa ha inoltre sviluppato
all‟interno del proprio laboratorio una linea di attività finalizzata all‟analisi di specifiche tipologie
di inquinanti (quali diossine) legate alle attività industriali, nei vari comparti ambientali. In questa
relazione si intende effettuare una sintesi dei dati ottenuti nel corso degli anni, al fine di avere un
quadro conoscitivo organico della realtà ambientale della Conca Ternana.
La scelta dei siti di studio è avvenuta sulla base di modelli previsionali di ricaduta degli inquinanti
al suolo messi a punto da Arpa [1-2]. Il monitoraggio è stato realizzato principalmente su campioni
di PM10; sono stati monitorati gli inquinanti previsti dal decreto legislativo 155/2010, più altri scelti
in base alle peculiarità delle principali sorgenti di emissione, comprendenti As, Cd, Ni, Pb e IPA, a
cui sono stati aggiunti Cr e PCDD/F; è stato inoltre determinato il Levoglucosano come marker
chimico della combustione delle biomasse. Alle tecniche tradizionali di campionamento chimico
sono state affiancate tecniche di monitoraggio passivo, con deposimetri, e di biomonitoraggio, con
specie appartenenti alla vegetazione arborea spontanea. I dati, opportunamente elaborati, sono stati
confrontati con quelli di un sito di fondo [3] e con i dati di letteratura ed hanno fornito un‟idea
piuttosto precisa sullo stato di qualità dell‟aria nella Conca Ternana; essi costituiscono una buona
base di partenza per programmare piani di intervento mirati ad un miglioramento dello stato
dell‟ambiente.
Bibliografia
[1] Vecchiocattivi, M.; Angelucci, M. “Studio per valutazione di ricaduta al suolo di Polveri
Sospese Totali da impianti di Termovalorizzazione Area di Maratta – Comune di Terni “. Rapporto
Tecnico Arpa Umbria, 2006, 1-13.
[2] Vecchiocattivi, M.; Angelucci, M.” Valutazione modellistica emissioni in atmosfera-Caso studio
ThyssenKrupp-AST. Rapporto Tecnico Arpa Umbria, Luglio 2011.
[3] B.Moroni et al..Atmospheric Environment 50(2012)267-277.
60
Caratterizzazione chimica ed isotopica del particolato PM10 e PM2.5 nella zona
geotermica di Larderello (Toscana)
I.Minardi1*, M.Vatti3, I.Baneschi2, E.Bulleri4, L.Dallai2, M.Guidi2
1 West Systems, via Don Mazzolari 25, 56025 Pontedera (PI)
2 IGG-CNR Pisa, Via G. Moruzzi 1, 56124 Pisa
3 Dipartimento di Scienza della Terra,Università di Pisa, Via S. Maria 53, 56125 Pisa
4 MASSA spin-off IGG-CNR Pisa, Via G. Moruzzi 1, Pisa-I 56124
*Ilaria Minardi: Tel: +39 0587483335, E-mail: [email protected]
Keywords: PM10, PM2.5, emissioni geotermiche, Isotopi del carbonio, δ13C
Il presente studio è stato sviluppato all‟interno di un progetto regionale che prevede la caratterizzazione
isotopica del particolato atmosferico di Larderello, al fine di individuare il contributo delle emissioni
geotermiche relativamente all‟apporto di solfati sul PM regionale. Lo studio, preliminare per la
realizzazione del suddetto progetto, è finalizzato alla quantificazione della concentrazione di solfati
presenti sul particolato, dato vincolante per effettuare successive analisi isotopiche dello zolfo totale.
Sono state realizzate due campagne di monitoraggio, rispettivamente a giugno e settembre 2011, della
durata di n. 7 giorni ciascuno, durante le quali sono state campionate contemporaneamente PM10 e
PM2.5 per un totale di n.28 campioni. Sui filtri (fibra di quarzo, 47 mm.) sono state effettuate analisi
chimiche (anioni, cationi e metalli) e la determinazione degli isotopi stabili del carbonio (δ13C del
carbonio totale). Il trattamento statistico dei risultati chimico analitici ed isotopici mostra, relativamente
all‟analisi dei grafici bivariati e della matrice di correlazione, una forte correlazione tra SO 4 - NH4 e tra
Mn, Fe, Al, Cr, Pb, mentre la correlazione Na - Cl compare solo nei campioni relativi a settembre.
L‟analisi fattoriale tramite rotazione degli assi (Varimax) ha evidenziato la presenza di n. 4 fattori
riconducibili a: contributo crostale (Fattore 1: Mn, Fe, Al, Cr, Pb), contributo geotermico (Fattore 2:
SO4 - NH4), contributo derivato dallo spray marino (Fattore 4: Na, K, Cl) ed un Fattore 3 composto da
Ca e Mg.
I risultati delle analisi isotopiche [1] [2] mostrano un valore di δ13C più negativo nel PM2.5 rispetto al
PM10 (Fig.1). Nei campioni del mese di giugno la differenza tra segnale isotopico tra PM10 e PM2.5 si
mantiene pressoché costante (~ 1 ‰). Questo fenomeno potrebbe essere giustificato dal fatto che sul
PM potrebbero insistere due sorgenti differenti, ben identificate dal segnale isotopico, di cui una
potrebbe essere di natura antropica- industriale (in corrispondenza di valori più negativi) il cui impatto è
maggiormente concentrato nel PM2.5, l‟altra caratterizzata da un carbonio più positivo, che potrebbe
essere giustificata dal contributo crostale predominante nel PM10.
Figura 1 δ13C value of PM10 and PM2.5
I risultati di δ13C osservati a settembre mostrano un comportamento differente, in quanto il segnale
isotopico del PM2.5 risulta essere più positivo rispetto a giugno, probabilmente dovuto al contributo di
un ulteriore sorgente, come confermato dalla relazione Na-Cl che si verifica solo in questo periodo.
PM2012 IAS - Societa’ Italiana Aerosol 16-18 May 2012, Perugia
Bibliografia
[1] L. Veneroni et al. Atmos. Environ. 4491-4502, 43 (2009).
[2] D. Widory et al. Atmos. Environ. 935-961, 38 (2004).
61
Impatto delle attività portuali sulla qualità dell’aria della città di Genova:
risultati di una campagna di monitoraggio
M.C. Bove*1, P. Brotto1, F. Cassola1, E. Cuccia1, D. Massabò1, A. Mazzino1,
A. Piazzalunga2, P. Prati1
1 Dipartimento
di Fisica, Università di Genova, e INFN, Genova, 16146
di Chimica, Università di Milano, Milano, 20133
* Corresponding author. Tel: ++390103536325, E-mail: [email protected]
2 Dipartimento
Keywords: monitoraggio della qualità dell’aria, emissioni portuali, PM2.5, composizione elementale
La valutazione d‟impatto ambientale è il tema di ricerca di diversi progetti nazionali e internazionali
in cui è coinvolto il Dipartimento di Fisica dell‟Università di Genova. Tra questi, il progetto
europeo APICE del programma MED (http://www.apice-project.eu/) è finalizzato alla valutazione
d‟impatto delle attività portuali sulla qualità dell‟aria urbana e all‟individuazione d‟interventi di
mitigazione dell‟inquinamento atmosferico prodotto da tali attività. In quest‟ambito sono state
svolte delle campagne di campionamento e analisi del particolato atmosferico in cinque differenti
città portuali coinvolte nel progetto (Barcellona, Genova, Marsiglia, Salonicco e Venezia).
Nella città di Genova, in particolare, sono stati svolti nel periodo compreso tra maggio e ottobre
2011, dei prelievi di PM2.5 in tre differenti siti (Bolzaneto, Corso Firenze e Multedo) selezionati
considerando la direzione prevalente del vento. I campionamenti di PM2.5 sono stati effettuati
mediante l‟utilizzo di campionatori sequenziali standard a basso volume (TCR TECORA) per l‟arco
dell‟intera giornata. Sul particolato atmosferico raccolto su filtri in fibra di Quarzo del diametro di
47 mm alternati ogni 24 h a quelli in Teflon, sono state condotte differenti determinazioni analitiche
per ottenere informazioni riguardanti la sua composizione. In particolare, è stata utilizzata la tecnica
in Fluorescenza a Raggi X, ED-XRF [1] per determinare la concentrazione degli elementi, la
Cromatografia Ionica, IC [3] per ottenere la concentrazione ionica ed è stata eseguita analisi TermoOttica [2] per rilevare la concentrazione carboniosa del particolato atmosferico. Gli andamenti
temporali dei valori di concentrazione di PM2.5 misurati nei tre differenti siti, nonostante la
distanza tra essi e la complessità topografica dell‟area interessata, sono risultati essere molto ben
correlati e con lo stesso valore medio, nel corso dell‟intero periodo di campionamento. E‟ stato
evidenziato inoltre, lo stesso rapporto medio tra i valori di concentrazione di V e Ni, elementi
traccianti delle emissioni delle navi, nei tre siti di monitoraggio, compatibilmente con i valori
osservati in precedenza nell'area urbana di Genova (Mazzei et al., 2008). L'effetto del fenomeno di
trasporto delle emissioni navali è stato anche chiaramente evidenziato, mediante il confronto dei
valori di concentrazione di V e Ni osservati nei due siti più vicini al porto.
Bibliografia
[1] V.Ariola et al., Chemosphere, 226-232, 62 (2006).
[2] M.E. Birch e R.A.Cary, Aerosol Science and Technology, 221-241, 25 (1996).
[3] J.C.Chow e J.G.Watson, Ion chromatography, 97-137, (1999).
[4] F.Mazzei et al., The Science of the Total Environment, 81-89, 401 (2008
62
Interconfronto europeo per modelli a recettore: risultati preliminari
C.A. Belis1*, F. Karagulian1, F. Amato2,20, D.C.S. Beddows3, V. Bernardoni4, S. Carbone5,
D. Cesari6, E. Cuccia7, D. Contini6, O. Favez8, I. El Haddad9, R.M. Harrison3,
T. Kammermeier10, M.Karl11, F. Lucarelli12, S.Nava12, J. K. Nøjgaard13, M. Pandolfi2, M.G.
Perrone14, J.E. Petit8,15, A. Pietrodangelo16, P. Prati7, A.S.H. Prevot9, U. Quass10, X. Querol2,
D. Saraga17, J. Sciare15, A. Sfetsos17, G. Valli4, R. Vecchi4, M. Vestenius5, J.J. Schauer18,
J.R. Turner19, P. Paatero21, P.K. Hopke22
1
European Commission, Joint Research Centre, Institute for Environment and Sustainability - Ispra, 21027, Italy
Institute of Environmental Assessment and Water Research (IDAEA), Barcelona, 08034, Spain 3National Centre for
Atmospheric Science, University of Birmingham, Birmingham, B15 2TT, UK 4Department of Physics, Università degli
Studi di Milano and INFN, Milan, 20133, Italy 5Finnish Meteorological Institute, Helsinki, FI-00101, Finland 6Istituto
di Scienze dell'Atmosfera e del Clima, ISAC-CNR, Lecce, 73100, Italy 7Department of Physics, Università degli Studi
di Genova and INFN-Genova, Genoa, 16146, Italy 8Institut National de l‟Environnement Industriel et des Risques
(INERIS), Verneuil-en-Halatte, 60550, France 9Laboratory of Atmospheric Chemistry (LAC), Paul Scherrer Institut,
Villigen, 5234, Switzerland 10Air Quality and Sustainable nanotechnology (IUTA), D- Duisburg, 47229, Germany
11
Norwegian Institute for Air Research (NILU), Kjeller, NO-2027 Norway 12Department of Physics, Università degli
Studi di Firenze and INFN-Firenze, Sesto Fiorentino, 50019, Italy 13Department for Environmental Science, Aarhus
University, Roskilde, 4000, Denmark 14Department of Environmental Science, Università di Milano Bicocca, Milan,
20126, Italy 15Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE), F-91191 Gif-sur-Yvette, France
16
Institute for Atmospheric Pollution, National Research Council, Rome, Monterotondo Staz., 00016, Italy
17
Environmental Research Laboratory (NCSR Demokritos, Athens, 15310, Greece 18Dept of Civil and Environmental
Engineering, University of Wisconsin, Madison, WI, USA 19Energy, Environmental and Chemical Engineering Dept,
Washington University in St. Louis, USA. 20TNO, Built Environment and Geosciences, Dept Air Quality and Climate,
3508 Utrecht, The Netherlands 21YP-Tekniikka Ky, FI-00970, Helsinki, Finland. 22Center for Air Resources
Engineering and Science, Clarkson University, Potsdam, NY 13699-5708, USA
2
* Corresponding author. Tel: +39 0332 786644,, E-mail: [email protected]
Keywords: interconfronto, source apportionment, modelli a recettore, PM2.5
Allo scopo di promuovere l‟armonizzazione nel campo dei modelli a recettore applicati
all‟identificazione di sorgenti di particolato atmosferico e‟ stato condotto un interconfronto tra 16
gruppi di esperti europei. I partecipanti hanno applicato diversi modelli o varianti di modelli su un
set di dati comune contenente 178 campioni di PM2.5. Il citato set di dati conteneva la massa e la
concentrazione di 46 specie chimiche inorganiche ed organiche con le relative incertezze. Nel
complesso sono state presentate 22 diverse soluzioni utilizzando i seguenti modelli: EPA-PMF3 (8),
PMF2 (6), EPA-CMB 8.2 (4), PCA (1), APCS (1), COPREM (1) e ME-2 (1).
I partecipanti hanno eseguito una valutazione del dataset ed un pre-trattamento dei dati. Gli stessi
hanno fornito la stima del contributo delle sorgenti con le relative incertezze nonché la valutazione
dei contributi per ogni campione.
Il numero di sorgenti identificato dalla maggior parte dei partecipanti varia tra 7 ed 11. Le sorgenti
sono state classificate in 15 categorie.
Per la valutazione delle soluzioni i contributi stimati dai diversi partecipanti all‟interno di ciascuna
categoria di sorgente sono stati messi a confronto con un valore di riferimento utilizzando un
criterio di accettabilità, in termini di incertezza standard relativa, fissato al 50%.
63
Source apportionment del particolato atmosferico. Valutazione delle performance
del modello APCSA mediante bilancio chimico di massa
Adriana Pietrodangelo1*, Cinzia Perrino1
1
C.N.R. Istituto Inquinamento Atmosferico, Montelibretti (RM), 00015
* Corresponding author. Tel: +390690672726, E-mail: [email protected]
Keywords: source apportionment, modelli al recettore, APCSA, bilancio chimico di massa
Tra le tecniche di source apportionment (SA) del particolato atmosferico (PM) la modellizzazione
al recettore (RM) basata sull‟analisi fattoriale rappresenta ad oggi l‟approccio più diffuso in
letteratura. Diversi metodi statistici ad hoc sono stati sviluppati per stimare sia le frazioni della
massa totale del PM raccolto su membrana filtrante attribuibili alle principali sorgenti identificate
dall‟analisi esplorativa (stima del contributo di massa - SCE), sia il contributo di ogni sorgente alle
concentrazioni delle singole specie chimiche determinate nel PM. Molti lavori di SA riportano
l‟impiego complementare di più modelli (principalmente PMF - Positive Matrix Factorization,
APCSA – Absolute Principal Component Scores Analysis e CMB – Chemical Mass Balance), al
fine sia di migliorare l‟affidabilità della stima quantitativa di massa, sia di valutare le performance
dei modelli stessi mediante intercomparazione. In questo studio l‟affidabilità del modello APCSA è
stata confrontata con un approccio di SA non statistico, basato sulla chiusura del bilancio chimico di
massa (mass balance), al fine di poter effettuare una valutazione di performance priva delle
ambiguità intrinseche (soluzioni di rotazione dei fattori, labelling, multicollinearità, etc.) che
risiedono nell‟intercomparazione di soli modelli basati sulla statistica multivariata. A tal fine,
diversi data set di caratterizzazione chimica del PM10 e del PM2.5 (composizione elementale
prevalente ed in tracce, frazione ionica inorganica, OC ed EC) sono stati studiati sia mediante
APCSA sia mediante un approccio di chiusura del bilancio chimico di massa precedentemente
ottimizzato da Perrino et al. [1]. Tale metodo permette di quantificare i principali contributi di
sorgente in termini di materiale crostale, spray marino, materiale organico, antropogenico primario
ed aerosol secondario, mediante combinazioni lineari delle determinazioni analitiche con opportuni
coefficienti stechiometrici. Il valore aggiunto dei metodi di mass balance risiede nel fatto che
l‟affidabilità delle stime SCE dipende principalmente dall‟accuratezza delle determinazioni
analitiche, mentre l‟influenza degli artifact matematici è minima. Tuttavia, a differenza dei modelli
RM basati sull‟analisi fattoriale, il limite di tali modelli risiede nell‟assumere a priori le sorgenti tra
le quali distribuire la massa del PM, il che non permette l‟identificazione di eventuali contributi
“non previsti”, limitando il contenuto di informazione estraibile dal data set. La chiusura del
bilancio di massa ottenuta con APCSA sui data set analizzati è in ottimo accordo con la
determinazione gravimetrica del PM (R2 di Pearson non inferiore a 0.94, errore medio 4 – 10 μg m3
). Le sorgenti principali identificate con APCSA risultano coerenti con lo schema a priori
dell‟approccio mass balance; inoltre diversi contributi minori sono stati identificati dall‟APCSA.
Nei casi in cui l‟APCSA non ha permesso di stimare separatamente due diversi contributi
(rappresentati statisticamente dallo stesso fattore latente), mediante l‟approccio mass balance è stato
possibile risolvere i contributi in singole SCE, sottraendo alla stima APCSA [A + B] (dove A e B
siano SCE non risolte) l‟uno o l‟altro dei corrispettivi contributi stimati singolarmente dal modello
mass balance. I risultati della comparazione sono discussi in termini di indicatori di performance e
di source apportionment rispetto ai contributi delle sorgenti identificate.
Bibliografia
[1] Perrino, C. et al., Env. Monitor. Assess., 133, 128 (2007)
64
Approcci di Source Apportionment a confronto nel progetto MED-APICE
F. Liguori1,*, A.Latella1, S.Pillon1 , E.Elvini1, S.Patti1, P.Prati2, C.Bove2, P.Brotto2, F.Cassola2,
E.Cuccia2, N.Marchand3, A.Detournay3, D.Salameh3, A.Armengaud4, D.Piga4, J.Pey5, N.Perez5,
X.Querol5, A.Poupkou6, D.Melas6, G.J.Bartzis7, K.Filiou7, D.Saraga7, E.I.Tolis7, T. Quaglia8 ,
M.T.Zanetti9, M. Parra10, P.Ferrnández11, C. Perez11, E.Repa12
1
ARPA Veneto - Regional Air Observatory, Via Lissa 6, 30171 Mestre–Venice, Italy,
2
University of Genoa & INFN, Dept. of Physics , 16146 , Genoa, Italy
3
Aix-Marseille Univ, CNRS, Laboratoire Chimie Environnement, 13331, Marseille, France
4
AirPACA, 13006, Marseille, France
5
Institute of Environmental Assessment and Water Research –CSIC, Barcelona, Spain
6
Aristotle University of Thessaloniki-Lab. of Atmospheric Physics,PO Box 149, 54 124 Thessaloniki, Greece
7
University of West Macedonia, Dept of Mechanical Engineering, Env. Techn., Lab., 50100 Kozani, Greece
8
Veneto Region Territorial Planning Department, Cannaregio, 99 - 30121 Venezia, Italy
9
Province of Genoa-Environment Natural Resources and Transport Dep. Largo F.Cattanei, 3, 16147,Italy
10
Marseille Port Authority, 23, place de la Joliette - BP 81965, 13226 Marseille, France
11
EUCC Mediterranean Centre-c/ Escar 6-8, Módulo 10A- ES-08039 Barcelona, Spain
12
Decentralised Administration of Macedonia, 11 Rossidi & Economidi Street 546 55 Thessaloniki, Greece
* Corresponding author. Tel: +390415445609,, E-mail:[email protected]
Keywords: Source Apportionment, interconfronto, modelli a recettore, CTMs, porti
APICE (Common Mediterranean strategy and local practical Actions for the mitigation of Port,
Industries and Cities Emissions, www.apice-project.eu) - progetto finanziato dal programma europeo di
cooperazione territoriale MED 2007/2013 – affronta la comune problematica dell‟inquinamento
atmosferico delle 5 città del Mediterraneo coinvolte, Venezia, Genova, Barcellona, Marsiglia e
Salonicco, mettendo in campo due distinti approcci di Source Apportionment: i modelli a recettore e
i modelli fotochimici euleriani. Il ricorso a due diverse tecniche modellistiche, applicate in ciascuna
città, mira ad integrare le diverse potenzialità dei due approcci: da una parte i modelli a recettore,
più idonei ad isolare il contributo di specifiche sorgenti tracciate da specifici marker, dall‟altra i
modelli fotochimici euleriani, in grado di pesare il contributo delle emissioni dei gas precursori
nella formazione del particolato secondario. In particolare il progetto focalizza l‟analisi
sull‟incidenza delle attività portuali sulle concentrazione di polveri sottili (PM10 e PM2.5).
Una campagna di interconfronto protrattasi per 6 settimane a Marsiglia all‟inizio del 2011 ha
consentito di porre a confronto non solo i risultati delle misure di PM10 e PM2.5 (e relative
speciazioni chimiche) svolte da ciascun partner scientifico, ma soprattutto la capacità di discernere i
diversi contributi emissivi in riferimento alle diverse strategie di misura adottate e alle diverse
tipologie di modelli a recettore applicati (PMF, CMB). Presso ciascuna città nel corso del 2011 è
stata condotta una campagna di misura e di caratterizzazione chimica di lungo periodo delle polveri
(PM10 e PM2.5), finalizzata a riproporre la procedura di valutazione con i modelli a recettore
condivisa con l‟esercizio di interconfronto.
Tramite i modelli fotochimici verranno svolte analisi di Source Apportionment con tecniche di zeroout modelling (CHIMERE) o con appositi tool se disponibili per il modello fotochimico in uso
(PSAT-CAMx) presso la singola area pilota. I modelli fotochimici verranno inoltre applicati per
analisi di scenario mirati a valutare l‟efficacia di interventi di mitigazione e contenimento sulle
sorgenti emissive, che verranno individuati in collaborazione con i partner istituzionali di ciascun
area pilota (Regione, Provincia, o Autorità Portuali, a seconda della città). Il progetto si concluderà
a novembre 2012.
65
Source Apportionment del particolato atmosferico campionato con un
impattore multistadio in un sito di fondo urbano
D. Cesari1,*, A. Genga2, M. Siciliano2, P. Ielpo1,3, M. R. Guascito2, D. Contini1
1 Istituto
di Scienze dell’Atmosfera e del Clima, CNR, Lecce, 73100
di Scienza dei Materiali, Università del Salento, Lecce, 73100
3 Istituto di Ricerca Sulle Acque , CNR, Bari, 70132,
* Corresponding author. Tel: +39 0832-298981, E-mail:[email protected]
2 Dipartimento
Keywords: Source Apportionment, MOUDI, distribuzione dimensionale
In letteratura sono relativamente pochi gli studi di Source Apportionment (SA) caratterizzati da una
dettagliata risoluzione granulometrica del particolato atmosferico [1, 2]. Obiettivo di questo lavoro
è stato condurre uno studio di SA su campioni di aerosol raccolti in modalità size-segregated,
utilizzando un impattore a 10 stadi (MOUDI II, 120R, intervallo dimensionale tra 0.056 μm e 10
μm), posizionato in un sito di fondo urbano a Lecce. Il particolato è stato campionato su substrati di
Al: 18 campioni con durata di campionamento di 48h e 3 campioni di durata 72h, misurando in
parallelo anche le frazioni PM10 e PM2.5 depositate su filtri in teflon ed in fibra di quarzo. I
campioni sono stati raccolti nel periodo febbraio - ottobre 2011. L‟aerosol nel sito di misura può
essere caratterizzato, in termini medi, da due mode: una moda coarse con MMD=4.5 ± 0.6 μm (che
rappresenta il 49% del PM10)ed una moda di accumulazione con MMD=0.35 ± 0.04 μm (che
rappresenta il 51% del PM10). I campioni raccolti sono stati analizzati mediante le seguenti
tecniche: High Performance Ion Chromatography (HPIC, Dionex DX-500 System) per la
determinazione dei principali ioni solubili (Cl-, NO3-, SO42-, Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+) e
Combustion/non dispersive Infrared Gas Analysis (Shimadzu TOC-5050 Analyzer) per la
determinazione del carbonio solubile, separando la frazione organica (WSOC) da quella inorganica
(WSIC),ottenendo una caratterizzazione chimica del particolato variabile tra il 45% e il 70% del
PM10. I risultati mostrano la presenza di aerosol marino invecchiato nella moda corse con una
significativa deplezione di cloro e conseguente formazione di nitrati. Nella moda di accumulazione
il solfato risulta essere prevalentemente solfato di ammonio di origine non marina; mentre nella
moda coarse c‟è un significativo contributo di solfato di origine marina.
E‟ stata utilizzata la tecnica Positive Matrix Factorization (EPA PMF3.0) per caratterizzare le
principali sorgenti e stimarne il contributo sia per le diverse frazioni dimensionali campionate sia
per le due mode identificate. Sono state individuate 5 sorgenti: marina, crostale, solfato secondario,
nitrato secondario ed una sorgente legata a processi di combustione. I risultati ottenuti saranno
confrontati con uno studio di SA del PM10 svolto precedentemente nel medesimo sito [3].
Lo studio è stato condotto nell‟ambito delle attività della Rete di Laboratori Pubblici di ricerca
AITECH (Applied Innovation Technologies for Diagnosis and Conservation of Built Heritage) Accordo di Programma Quadro in materia di Ricerca Scientifica nella Regione Puglia.
Bibliografia
[1] M.J. Kleeman et al., Environ. Sci. Tecnol. 272-279, 43 (2009).
[2] M.C. Minguillon et al., Atmos. Environ. 7317-7328, 42 (2008).
[3] D. Contini et al., Atmos. Res. 40-54, 95 (2010).
66
Rilevazioni vento-selettive nell’aria ambiente in Puglia per lo studio delle
sorgenti emissive di microinquinanti organici e di metalli
A. Nocioni4,*, L. Angiuli2, R. Barnaba4, P. Caprioli4, C. Colucci3, D. Calabrò3, A.M.
D‟Agnano4, V. Esposito3, S. Ficocelli3, R. Giua2, A. Maffei3, M. Manca4, M.
Menegotto3, V. Musolino4, , R. Paolillo4, V. Rosito3, M. Spartera3, G. Assennato1
1 Direzione
Generale Arpa Puglia, Bari, 70126
Scientifica Arpa Puglia, Bari, 70126
3 DAP Arpa Puglia, Taranto, 74100
4 DAP Arpa Puglia, Brindisi, 72100
2 Direzione
* Tel: 0831/536849, E-mail: [email protected]
Keywords: Wind Select, Metalli, IPA, Diossine, PM10
A partire dal 2008, Arpa Puglia ha effettuato, sia nell‟area tarantina che in quella brindisina, alcune
campagne di monitoraggio vento selettive in aria ambiente di microinquinanti organici
Policlorodibenzodiossine (PCDD) e Policlorodibenzofurani (PCDF), Idrocarburi Policiclici
Aromatici (IPA) e Policlorobifenili (PCB) mediante campionatori “Wind Select”; tali strumenti,
dotati di sensore di direzione del vento e di tre cartucce composte da filtro piano per materiale
particellare e adsorbente in schiuma di poliuretano (PUF), consentono di separare i volumi di aria in
funzione della direzione di provenienza e di catturare su diversi supporti i microinquinanti organici
provenienti da due differenti settori di vento ed in condizioni di calma di vento. Nell‟ambito degli
studi sulle fonti emissive ricadenti nelle aree monitorate, sono stati ottenuti interessanti risultati
nell‟area tarantina (Tamburi, Statte c/o Tecnomec, Masseria Carmine) dove sono state effettuate
alcune campagne di monitoraggio finalizzate a valutare i contributi di sorgenti industriali, nell‟area
di Brindisi e della provincia (a Torchiarolo, sito industriale suburbano a pochi Km a Sud-SudEst
rispetto alla centrale di ENEL) dove sono state ripetute rilevazioni nella stagione estiva ed
invernale, per studiare i contributi delle emissioni da combustione di biomasse per riscaldamento
domestico, differenziandoli da quelli industriali. Altre campagne sono state svolte a Melpignano
(LE) e nell‟area portuale di Bari, al fine di determinare il contributo delle emissioni del traffico
navale.
Nel corso dell‟anno 2011, tali strumenti sono stati implementati con ulteriori accessori che
consentono di valutare le concentrazioni delle frazioni di materiale particolato PM10 e PM2.5
provenienti da diversi settori di vento e determinare, analiticamente, il relativo contenuto dei
metalli: il primo campionamento è stato svolto a Brindisi, in un‟area industriale limitrofa alla città,
il secondo a Torchiarolo (BR), il terzo a Modugno (BA) in zona industriale/commerciale e il quarto
a Taranto, in un sito industriale; contemporaneamente a quest‟ultimo, in altri due siti limitrofi, sono
state eseguite due campagne vento-selettive per microinquinanti organici. La caratterizzazione
chimica dell‟aria ambiente campionata in modalità vento-selettiva ha permesso, in alcuni casi, di
identificare la provenienza degli inquinanti ricercati da determinate sorgenti emissive.
I risultati degli studi effettuati dall‟Agenzia sono resi pubblici sul sito www.arpa.puglia.it.
Ringraziamenti
Si ringrazia il dott. Antonio Fornaro di LabService Analytica s.r.l. per il supporto fornito nel corso
dei campionamenti.
67
“Fold back Lidar”** Simulazione del funzionamento di uno strumento di nuova
concezione per il monitoraggio del particolato atmosferico
Valentino Tontodonato1,*, Antonella Boselli1,2, Gianluca Pisani1,3,
Nicola Spinelli1,3, Xuan Wang1,4
1
ALA Advanced Lidar Application srl Corso Meridionale N. 39, 80143 Napoli
2
CNISM and IMAA-CNR - C.da S. Loja 85050 Tito Scalo Potenza
3
CNISM and Dipartimento di Scienze Fisiche – Università di Napoli “Federico II” – 80126 Napoli
4
CNISM and CNR-SPIN, Dipartimento di Scienze Fisiche – Università di Napoli “Federico II” – 80126 Napoli
* Corresponding author. Tel: 081676276, E-mail:[email protected]
** Patent application No. EP2144088 and US2010026281
Keywords: Lidar, Particolato atmosferico, Nuova metodologia di misura
FOLD BACK LIDAR (LIDAR FB) è uno strumento di nuova concezione che implementa una
metodologia LIDAR per il monitoraggio del particolato atmosferico che CNR (Consiglio Nazionale
delle Ricerche) e CNISM (Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Scienze fisiche della
Materia) hanno di recente brevettato.
Rispetto alla tecnica LIDAR tradizionale la nuova metodologia consente l‟utilizzo di laser di bassa
potenza, quindi lo strumento potrà essere utilizzato anche in aree urbane ed essere installato su tetti
di edifici, zone fieristiche, aeroporti, aree artigianali o industriali, litorali, etc. e fornisce i parametri
ottici degli aerosol punto per punto lungo il percorso del fascio laser utilizzato.
I parametri ottici atmosferici, quando stimati a più lunghezze d‟onda, consentono una misura
quantitativa della concentrazione e delle dimensioni del particolato per particelle che vanno da 0.1 a
10 μm. L‟impiego di piu‟ lunghezze d‟onda, infatti, permette di applicare algoritmi che forniscono
direttamente la distribuzione dimensionale, la concentrazione e le caratteristiche chimico fisiche del
particolato, in maniera diretta e puntuale con una precisione che nessun altro strumento attualmente
garantisce.
A differenza di quanto si ottiene con i tradizionali sistemi di campionamento al suolo di particolato,
il dispositivo consente di estendere il range di misura attualmente disponibile fino a particelle della
dimensione di PM0.1. Inoltre è possibile il monitoraggio in tempo reale e con un alta definizione
spaziale di grandi aree, sondando in "orizzontale" l‟area sovrastante le fonti di probabile
inquinamento, secondo uno schema di installazione che prevede uno o più specchi retro-riflettenti.
Il LIDAR FB può essere dotato anche di un dispositivo automatico di puntamento e allineamento.
Le prestazioni del sistema sono state verificate attraverso simulazioni numeriche che hanno
consentito di ricostruire il segnale sperimentale e i profili dei parametri ottici da esso ricavabili
utilizzando opportuni algoritmi di analisi. I risultati delle simulazioni hanno dimostrato che tali
parametri possono essere determinati con una risoluzione spaziale dell‟ordine di 10-50 m e una
risoluzione temporale di 10 minuti su distanze di qualche chilometro e con prestazioni confrontabili
in condizioni di misura diurne e notturne.
68
Forcing radiativo degli aerosol nell’area Alpina:
integrazione di dati satellitari e dati in situ.
Mariapina Castelli1,*, Marcello Petitta2
1
Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, Facoltà di Ingegneria, Università di Trento, Trento, 38123
2
Accademia Europea, EURAC, Istituto per il Telerilevamento Applicato, Bolzano, 39100
* Corresponding author. E-mail: [email protected]
Keywords: Bilancio Radiativo; Proprietà Ottiche degli Aerosol; Estinzione Atmosferica
L‟analisi del bilancio radiativo della superficie terrestre in una specifica area geografica è
fondamentale per lo studio delle interazioni tra atmosfera e superficie, per l‟analisi delle variazioni
climatiche e per la valutazione della disponibilità di energia da fonti rinnovabili. Nella modellazione
della radiazione solare ad onda corta al suolo (SIS, Surface Incoming Shortwave radiation) con
strumenti GIS e nella derivazione della stessa da misure satellitari è necessario considerare due
effetti, quali l‟ombreggiamento e l‟estinzione atmosferica, entrambi difficili da descrivere nell‟area
Alpina a causa della complessità topografica e della circolazione atmosferica a scala locale.
Il presente lavoro propone un approccio per stimare l‟effetto degli aerosol sulla SIS nella regione
Alpina, integrando diverse tecniche di misura. Le informazioni sullo stato giornaliero
dell‟atmosfera vengono utilizzate per migliorare le prestazioni di un modello sviluppato in ambiente
GIS, il cui output è stato inizialmente corretto esclusivamente con coefficienti mensili derivati da
misure in situ di radiazione solare globale.
In questo lavoro viene presentato un WebGIS per la città di Bressanone nel quale viene indicata la
potenziale produzione annua di energia elettrica, per ogni singolo tetto, in base all‟efficienza delle
più comuni tecnologie fotovoltaiche. L‟irraggiamento è stato calcolato con un modello GIS,
assumendo un‟atmosfera priva di nubi e aerosol, e successivamente sono stati applicati coefficienti
di correzione per considerare le reali condizioni atmosferiche. Tali coefficienti sono stati ottenuti
dalla serie storica ventennale di misure di radiazione a banda larga effettuate dal piranometro della
stazione meteorologica di Laimburg.
Questa prima stima non prende in considerazione l´effetto diffusivo e assorbente di aerosol e nubi,
dunque non consente una valutazione attendibile dell‟irradianza spettrale sulla superficie terrestre.
Per superare questo limite, la seconda parte del lavoro analizza l‟influenza delle proprietà ottiche
degli aerosol sulla SIS utilizzando il modello di trasferimento radiativo (RMT) libRadtran e
ricavando il modello di aerosol e il contenuto colonnare di vapore acqueo utilizzati per le
simulazioni dalle misure effettuate con il fotometro solare AERONET, installato a Bolzano nel
luglio 2011.
L‟impatto degli aerosol sulla SIS è ben documentato in letteratura, per esempio è stato dimostrato
che il forcing giornaliero medio diretto degli aerosol sulla SIS nella valle del Po è pari circa a -12.2
Wm-2, con valori estremi che superano i -70 Wm-2. In questo studio la SIS ottenuta dai dati dei
satelliti Meteosat Second Generation viene confrontata con l‟irraggiamento misurato al suolo
nell‟area Alpina. Questa validazione è utile per valutare quale sia, a scala giornaliera e oraria, il
margine di miglioramento nella stima rispetto ad un modello che utilizza valori mensili
climatologici di turbidità per descrivere la trasmittanza dell‟atmosfera. Successivamente viene
esaminato il ruolo, nel bilancio radiativo delle valli Alpine, delle proprietà microfisiche degli
aerosol, quali la distribuzione dimensionale, e delle proprietà ottiche, come l‟albedo di singolo
scattering, derivate dall‟inversione delle misure di radianza spettrale del cielo.
Nell‟ultima parte del lavoro, i risultati delle simulazioni effettuate con il RTM verranno usati per
correggere la stima da satellite della SIS, introducendo nel modello le variazioni diurne delle
caratteristiche ottiche dell‟atmosfera.
69
Optical Particle Counters: prove di interconfronto in laboratorio
Franco Belosi1*, Franco Prodi1, Gianni Santachiara1, Vorne Gianelle2, Cristina Colombi2
1
ISAC CNR Bologna, via Gobetti 101, Bologna 40129
ARPA Lombardia Dipartimento di Milano, via Juvara, 22 Milano, 20129
* Corresponding author. Tel: +390516399562, E-mail:[email protected]
2
Keywords: OPC, distribuzioni dimensionali, aerosol monodisperso
Nell‟ambito della Società Italiana di Aerosol (IAS), come Gruppo di Lavoro “PMx” é stata svolta, sia in laboratorio che
in campo, una attività sperimentale di interconfronto fra diversi contatori ottici (OPC) comunemente utilizzati nelle
misure di qualità dell‟aria. Le prove, svolte presso il Laboratorio di Fisica degli Aerosol del Gruppo Nubi e
Precipitazioni dell‟ISAC-CNR di Bologna, hanno riguardato i seguenti strumenti: Grimm mod. 1.108, e 1.107,
ParticleScan IQAir, DustMonit (Con.Tec Engineering srl). L‟aerosol monodisperso è stato ottenuto utilizzando il
MAGE - Monodisperse Aerosol GEnerator (Lavoro & Ambiente, Scrl, Bologna) basato sul principio della formazione
di particelle monodisperse con il metodo della condensazione controllata di vapori di cera carnauba (indice di rifrazione
1.45) su nuclei di cloruro di sodio (1). La verifica del diametro delle particelle in uscita dal generatore è stata effettuata
mediante osservazione in microscopia elettronica SEM. I risultati ottenuti indicano che il Grimm 1.108 evidenzia, in
tutte le prove effettuate, un numero complessivo di particelle contate superiore a quello degli altri strumenti, anche
dell‟ordine del 150%. Tale incremento è dovuto principalmente ai conteggi effettuati nel primo canale (0.3-0.5 m). Se
si confrontano invece i conteggi, dei diversi OPC, a partire da 0.5 m si ottengono valori più confrontabili (Fig.1 - DM,
DustMonitor-GM, Grimm 1.108– PS, ParticleScan – EN, Grimm 1.107, M media dei conteggi per ogni test).
Dp: 1 m
1,8
1,6
Rapporto
1,4
1,2
DM/M
GM/M
PS/M
EN/M
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
>0.3 um
>0.5 um
Fig. 1 – Numero di particelle contate da ciascun OPC normalizzato rispetto alla media delle particelle.
Bibliografia
Prodi V., A Condensation aerosol generator for solid monodisperse particles. Assessment of airborne particles, Edito da
Thomas T. Mercer, Paul E. Morrow e Werner Stoeber, Charles C Thomas Publisher, 169-181, 1972.
Ringraziamenti: Si ringraziano ConTec Engineering, prof. M. Causà (Univ. Napoli) e prof. P. Prati (Univ. Genova) per
avere messo a disposizione gli OPC durante le prove in laboratorio.
70
Optical Particle Counters: specificità e problematiche nelle misure a campo
Cristina Colombi1, Vorne Gianelle1,*, Matteo Lazzarini1, Franco Belosi2, Mauro Causà3,
Roberto Udisti4, Silvia Becagli4, Giovanni Lonati5, Roberta Vecchi6
1
ARPA Lombardia Dipartimento di Milano, via Juvara, 22, Milano, 20129
CNR-ISAC, Istituto di Scienze dell'Atmosfera e del Clima, Via Gobetti 101, Bologna, 40129
3
Università di Napoli Federico II, Dip. di Scienze Chimiche, Via Cintia, Napoli, 80126
4
Dip. di Chimica, Università degli Studi di Firenze, via della Lastruccia, 3, Sesto Fiorentino, 50019
5
DIIAR Politecnico di Milano, P.za L. da Vinci 32 Milano, 20133
6
Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, via Celoria 16, Milano, 20133
* Corresponding author. Tel: +390274872257, +393403306091, E-mail:[email protected]
2
Keywords: OPC, distribuzioni dimensionali, aerosol urbano
In questo lavoro si vogliono presentare i risultati di un‟attività sugli Optical Particle Counters
(OPC) svolta nell‟ambito del WG3 della IAS. Lo scopo dell‟attività è stato quello di migliorare le
attuali conoscenze sui contatori ottici più diffusi tra i gruppi di ricerca a livello nazionale ed
effettuare una valutazione delle loro prestazioni a campo. A questo scopo, è stata organizzata una
campagna di interconfronto nel sito di background urbano di riferimento di ARPA Lombardia
(Milano Via Pascal). La campagna è stata effettuata nel periodo novembre 2010-febbraio 2011 e
sono stati messi in campo sei OPC (2 Grimm mod. Envirocheck, 1 Grimm mod. 180, 1 ConTec
mod. Dust Monit, 1 FAI mod. Multichannel Monitor e 1 Particle Scan mod. Pro) con differenti
caratteristiche costruttive ed operative nell‟intervallo dimensionale a partire da 0.25 µm. La durata
della campagna di interconfronto ha consentito di poter testare gli strumenti in contesti ambientali
diversi sia per condizioni climatiche sia per livelli di concentrazione di particelle aerodisperse.
Un primo confronto fra le serie temporali ha messo in evidenza alcune differenze tra gli strumenti,
principalmente da ascriversi alle scelte ingegneristiche dei costruttori nel trattamento del campione
d‟aria in ingresso: l‟umidità dell‟aria appare essere il principale parametro fisico che influisce sulla
misura, per esempio causando l‟accrescimento e/o l‟agglomerazione delle particelle, determinando
quindi una diversa classificazione dimensionale. La modalità di riduzione dell‟umidità risulta
pertanto essere un elemento costruttivo critico, così come i tempi di risposta dell‟elettronica di
rilevazione, che causano problemi di coincidenza. Infatti, classificando l‟insieme dei dati sulla base
dell‟umidità relativa e dei livelli di concentrazione delle particelle in atmosfera, si osservano
significative differenze nelle correlazioni fra gli strumenti.
Inoltre sono state osservate differenze nelle efficienze di conteggio, che hanno aperto il problema
del controllo strumentale sia durante le misure in campo che durante la calibrazione. Si è quindi
andati a valutare l‟influenza dei vari parametri operativi sulla funzione distribuzione dimensionale
del particolato aerodisperso. A tal fine sono stati sviluppati degli algoritmi di calcolo che verranno
presentati dettagliatamente nel lavoro.
Bibliografia
[1] Paul A. Baron , Klaus Willeke, Aerosol Measurements. John Wiley & Sons (2005)
[2] Hinds W.C., Aerosol technology. John Wiley and Sons, Inc (1999)
71
Optical Particle Counters: dalla teoria alle applicazioni
Cristina Colombi1,*, Vorne Gianelle1, Matteo Lazzarini1, Silvana Angius2
1
ARPA Lombardia Dipartimento di Milano, via Juvara, 22 Milano, 20129
ARPA Lombardia Settore Aria & A.F., Via Restelli 3/1, Milano, 20124
* Corresponding author. Tel: +390274872244, +393472930152, E-mail:[email protected]
2
Keywords: OPC, distribuzione dimensionale, Teoria di Mie
La dimensione delle particelle è il parametro più importante nella descrizione del sistema aerosol,
inteso come l‟insieme delle particelle (soluto) e della miscela di gas (solvente) in cui esse si
disperdono. Attraverso la costruzione della distribuzione dimensionale è possibile da un lato
descrivere il comportamento fisico delle particelle aerodisperse (ad esempio la diffusione, il
trasporto, i tempi di residenza o la deposizione) e, dall‟altro, poichè la dimensione delle particelle è
legata alle modalità di produzione delle stesse, individuare le sorgenti. Inoltre la distribuzione
dimensionale del particolato e le elaborazioni ad essa associate costituiscono un supporto spesso
indispensabile per rispondere a quesiti non convenzionali sulla qualità dell‟aria. Nonostante siano
stati originariamente concepiti per applicazioni diverse da quelle ambientali outdoor, gli Optical
Particle Counters (OPC) rappresentano uno strumento utile ai fini degli obiettivi precedenti.
La teoria di Mie indica che la curva di risposta di questi strumenti dipende dalla specie chimica
delle particelle considerate, ovvero dall‟indice di rifrazione. Gli OPC, invece, sono calibrati
attraverso l‟applicazione di una procedura standard che fa riferimento a particelle con indice di
rifrazione fissato. Ciò può portare a differenze importanti tra diametro di light scattering misurato
dall‟OPC e diametro geometrico delle particelle: trascurare questo aspetto, come spesso accade
nell‟uso consueto di questi strumenti, comporta una distorta interpretazione della distribuzione
dimensionale ricavata dalle misure e a importanti errori nella stima di massa, come sarà mostrato
negli esempi proposti.
1.0E+06
1.0E+06
Line Green Station Piola - mezzanine
Line Green - Station Piola - platform
1.0E+05
1.0E+05
06:00-24:00
06:00-24:00
00:00-06:00
00:00-06:00
1.0E+04
∂Cnum/∂log(d) (pp/l)
∂Cnum/∂log(d) (pp/l)
1.0E+04
1.0E+03
1.0E+02
1.0E+01
1.0E+03
1.0E+02
1.0E+01
1.0E+00
1.0E+00
1.0E-01
1.0E-01
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
Diameter (µm)
1.0E+02
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
In questo lavoro si discuteranno dapprima diverse problematiche legate all‟uso degli OPC attraverso
esempi e, successivamente, si proporranno vari metodi di approccio, dal calcolo della distribuzione
dimensionale a quello della stima della concentrazione di massa. Gli esempi proposti riguarderanno
l‟utilizzo degli OPC in ambienti particolari, dalle indagini nella metropolitana milanese fino agli
approfondimenti presso cave di estrazione di inerti. In entrambi i casi la metodologia sviluppata è
stata fondamentale per fornire le risposte ai quesiti formulati dalle autorità. Si mostrerà infine un
esempio ove l‟uso di questi strumenti ha consentito la gestione del controllo in tempo reale, per
l‟individuazione di potenziali eventi critici legati alle attività di rimozione di depositi di fumo nero
in un sito di interesse nazionale.
72
1.0E+01
Diameter (µm)
1.
Risultati di una campagna di monitoraggio su una nave da crociera nel
Mediterraneo Occidentale
M.C. Bove1* , G. Calzolai3, F. Cavalli2, M. Chiari3, E. Cuccia1, J. Hjorth2, D. Massabò1 ,
A. Piazzalunga4, P. Prati1, C. Schembari2
1 Dipartimento di Fisica, Università di Genova, e INFN, Genova, 16146
per l’Ambiente e la Sostenibilità, Commissione Europea, JRC, Ispra (VA), I-21027
3 Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Firenze, e INFN, 50019, Sesto Fiorentino (FI), 50019
4 Dipartimento di Chimica, Università di Milano, Milano, 20133
* Corresponding author. Tel: ++390103536325, E-mail: [email protected]
2 Istituto
Keywords: Mar Mediterraneo, PM2.5, Emissioni di navi, MSA
Per colmare la mancanza d‟informazioni nel bacino del Mediterraneo e ottenere una completa
visione delle sorgenti e dei processi chimico-fisici in atmosfera, il Joint Research Centre
(JRC, EC) ha avviato un programma di monitoraggio a lungo termine in collaborazione con la
compagnia di crociere “Costa Crociere”. Nell‟estate del 2011, è stata condotta assieme al
Dipartimento di Fisica dell‟Università di Genova, una campagna di campionamento intensiva
su una nave da crociera durante una regolare rotta nel Mediterraneo Occidentale:
Civitavecchia-Savona-Barcelona-Palma de Mallorca-Malta (Valletta)-Palermo-Civitavecchia.
I campioni di particolato atmosferico, sono stati raccolti su filtri in fibra di Quarzo e di Teflon
(47 mm di diametro, flusso 2.3 m3/h) mediante due campionatori usati in parallelo e allocati
sul ponte superiore della nave. Il campionamento è stato avviato dopo la partenza della nave
da ogni porto e interrotto prima dell‟arrivo nel porto successivo. Ogni tappa è stata suddivisa
in periodi di circa cinque ore, durante i quali è stato campionato un filtro per ciascun
campionatore. Sono stati quindi raccolti un numero variabile di campioni per tappa per un
totale di circa 100 nelle tre campagne condotte nell‟estate del 2011. Nell‟ambito di questi
campionamenti, sono state anche effettuate misure in continuo di BC, NOx, CO, SO2 e O3 e
ottenute informazioni riguardanti parametri meteorologici, posizione della nave, velocità e
direzione di navigazione tramite la stazione di monitoraggio installata in una cabina del ponte
superiore della nave. I campioni prelevati sono stati analizzati mediante differenti tecniche:
Fluorescenza a raggi X, ED-XRF [1], Cromatografia Ionica, IC [3], Analisi Termo Ottica [2],
mentre parte di essi tramite analisi a fascio ionico usando PIXE, EBS e PESA [4] presso il
LABEC di INFN a Firenze. Il contributo biogenico alla concentrazione totale di solfato lungo
la rotta della nave è stato stimato tramite analisi di MSA (acido metansolfonico).
Bibliografia
[1] V.Ariola et al., Chemosphere, 226-232, 62 (2006).
[2] M.E. Birch e R.A.Cary, Aerosol Science and Technology, 221-241, 25 (1996).
[3] J.C.Chow e J.G.Watson, Ion chromatography, 97-137, (1999).
[4] M.Chiari et al., X-Ray Spectrometry, 323-329, 34 (2005).
73
Campionamento del PM atmosferico: differenza di prestazioni delle membrane
in teflon e in quarzo
Cinzia Perrino1,*, Silvia Canepari2, Maria Catrambone1
1
C.N.R. Istituto Inquinamento Atmosferico, Montelibretti (RM), 00015
Dipartimento di Chimica Sapienza Università di Roma, Roma, 00185
* Corresponding author. Tel: +390690672263, E-mail: [email protected]
2
Keywords: artifact di campionamento, Teflon, quarzo, vapor d’acqua
La scelta del mezzo filtrante per il campionamento del PM atmosferico viene generalmente
effettuata in base a criteri di praticità (costo, robustezza) o alle caratteristiche chimico-fisiche della
membrana (caduta di pressione, livelli di bianco, facilità di condizionamento). Sono preferite
membrane in fibra di vetro o di quarzo quando si vogliano usare i metodi di attenuazione beta e
membrane in Teflon quando si debba effettuare una determinazione gravimetrica e/o delle analisi
chimiche.
E‟ ben noto che il campionamento del PM risente di vari artefatti, fra cui l‟adsorbimento dei vapori
organici, il rilascio dei sali di ammonio e la ritenzione del vapore acqueo. I molti studi effettuati su
questi aspetti mostrano che le membrane in fibra di quarzo trattengono maggiormente i vapori
organici e rilasciano in misura minore i sali di ammonio rispetto alle membrane in Teflon; ci si
attende quindi che la concentrazione determinata sulle membrane in Teflon risulti più bassa di
quella determinata sul quarzo.
Sono qui riportati i risultati di una lunga serie di misure effettuate durante la stagione invernale
degli anni 2008 – 2011 utilizzando due strumenti ad attenuazione beta identici equipaggiati l‟uno
con membrane in quarzo e l‟altro con membrane in Teflon. Il sito di misura, nei dintorni di Ferrara,
è caratterizzato da condizioni di stabilità atmosferica frequente e persistente, alta umidità e
concentrazioni di nitrato di ammonio molto elevate.
I dati ottenuti mostrano che nell‟intervallo di concentrazione medio-basso (40-50 g/m3) le
differenze fra le concentrazioni ottenute su Teflon e su quarzo sono all‟interno dell‟errore
sperimentale, mentre in caso di concentrazioni sono più elevate (50 – 100 g/m3) le differenze
possono diventare importanti (fino a 20 g/m3). Il fenomeno è particolarmente rilevante in
condizioni di stabilità atmosferica intensa.
L‟analisi della concentrazione dei macro-componenti del PM (elementi mediante XRF, ioni
mediante IC, EC/OC mediante analisi termo-ottica) mostra che nell‟intervallo di concentrazione
medio-basso la chiusura del bilancio di massa è in genere soddisfacente, mentre per livelli di PM
più elevati la somma delle concentrazioni delle specie analizzate (corrette mediante appropriati
fattori moltiplicativi che permettono di tenere conto degli ossidi degli elementi e degli atomi diversi
dal carbonio nelle specie organiche) coincide con la concentrazione di massa determinata su quarzo
ma sottostima quella determinata sul Teflon.
E‟ stata quindi investigata la possibilità che la natura idrofobica del Teflon e quella idrofillica del
quarzo giochino un ruolo importante nel determinare un diverso comportamento del vapore d‟acqua
trattenuto sul PM. La misura della concentrazione di acqua nei campioni di PM raccolti su Teflon,
effettuata utilizzando l‟analisi di Karl-Fisher, ha permesso di evidenziare quantità di acqua
compatibili con la differenza nelle concentrazioni di massa determinate su membrane in Teflon ed
in quarzo.
74
Determinazione qualitativa e quantitativa dell’acqua in campioni di particolato
atmosferico
Carmela Farao1*, Silvia Canepari1, Cinzia Perrino2, Elisabetta Marconi1, Chiara Giovannelli1
1
Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, Roma, 00185
C.N.R. Istituto Inquinamento Atmosferico, Montelibretti (RM), 00015
* Corresponding author. Tel: +3906499133742, E-mail: [email protected]
2
Keywords: acqua, composizione chimica, forza interazioni
E‟ ben noto che l‟acqua interagisce con varie componenti igroscopiche del particolato atmosferico
(PM), alterando una serie di caratteristiche chimico-fisiche delle particelle (massa e dimensione
delle particelle, posizione degli equilibri solido-vapore dei sali di ammonio etc.).
La determinazione quantitativa dell‟acqua contenuta nel PM è stata affrontata in diversi studi, la
maggior parte dei quali ha riguardato la misura differenziale della massa delle particelle prima e
dopo l‟esposizione ad atmosfere ad umidità controllata. Questi studi dimostrano che la quantità di
acqua adsorbita dipende dalle dimensioni e dalla composizione chimica del PM, ma non sono ad
oggi disponibili informazioni sulla tipologia e sulla forza delle interazioni.
Questo lavoro ha riguardato l‟ottimizzazione e la validazione di un metodo per la determinazione
qualitativa e quantitativa dell‟acqua, idoneo per la successiva applicazione a campagne di
monitoraggio intensive. Il metodo si basa sull‟impiego di un sistema Karl-Fisher coulometrico
dotato di un forno a temperatura programmabile e permette la separazione di differenti contributi di
acqua [1] rilasciati in diversi intervalli di temperatura (figura 1).
L‟applicazione del metodo ad una serie di campioni di PM10 collezionati in diverse aree geografiche
ha permesso di evidenziare una notevole variabilità dei risultati in funzione della composizione
chimica del PM.
Nella maggior parte dei campioni, la quantità di acqua è risultata pari al 3-4% della massa totale,
ma in campioni la cui composizione chimica è dominata dai sali secondari inorganici e dal carbonio
organico o dalla presenza di polveri sahariane, tale valore sale fino a raggiungere valori superiori al
10%. E‟ stata inoltre evidenziata una
notevole influenza della composizione
chimica del campione sul profilo termico
della curva. Allo scopo di tentare
un‟identificazione del tipo di acqua
rilasciata in ciascun intervallo di
temperatura, i profili ottenuti sono stati
confrontati con quelli di alcuni composti
igroscopici possibilmente presenti nel PM,
come SiO2, Al2O3, NaCl, sali di ammonio e
carboidrati.
Fig.1. Profilo della curva nel NIST1649a
75
Evoluzione stagionale della composizione chimica e della distribuzione
dimensionale dell’aerosol a Ny Alesund (Isole Svalbard) e Thule (Groenlandia)
Silvia Becagli1,*, Giulia Calzolai2, Costanza Ghedini1, Franco Lucarelli2, Alcide di Sarra3,
Mauro Mazzola4, Claudia di Biagio5, Rita Traversi1, Vito Vitale4, Angelo Viola5,
Roberto Udisti1.
1
Dipartimento di Chimica Università di Firenze, Sesto Fiorentino (Firenze), I-50019
Dipartimento di Fisica Università di Firenze e INFN sez. Firenze, Sesto Fiorentino (Firenze), I-50019
3
ENEA/UTMEA-TER, S. Maria di Galeria (Roma), I-00123
4
ISAC CNR, Bologna, I-40129, Italy
5
ISAC CNR, Roma, I-0013, Italy
2
* Corresponding author. Tel: +39 055 457 3350, E-mail:[email protected]
Keywords: Aerosol polare, composizione chimica, distribuzione dimensionale
Il forcing climatico degli aerosol in Artide dipende grandemente dalla loro variabilità stagionale in
termini di concentrazione, composizione e distribuzione dimensionale; tali fattori sono correlati alle
variazioni dell'intensità delle emissioni, dell'efficienza dei processi di trasporto e dell'attività
fotochimica dell'atmosfera [1]. Le proprietà chimiche degli aerosol artici sono state studiate in vari
siti artici [2], ma rimangono incertezze sull‟impatto dei trasporti a lungo raggio dei contaminanti,
sulla certezza dei trend delle concentrazioni per i periodi recenti e gli effetti radiativi dell‟aerosol a
causa della complessa interazione fra aerosol, nubi e radiazione alle diverse lunghezze d‟onda (UVvis-IR). Per una migliore comprensione di tali processi vengono qui riportati i risultati di
distribuzione dimensionale e la composizione chimica di aerosol campionato a Ny Ålesund
(78.6°N, 11.6°E - Isole Svalbard, Norvegia) e Thule (76.5°N 68.8°W - Groenlandia). In entrambi i
siti le concentrazioni di PM10 sono risultate più elevate durante il tardo inverno ed in primavera,
quando risultano essere più efficienti i processi di trasporto di masse di aria provenienti dalle aree
antropizzate a più basse latitudini e risulta più frequente la formazione del fenomeno chiamato
“Arctic Haze" [2]. Il non sea salt K+, utilizzato come marker particolato proveniente da incendi
boschivi e trasportato da lunga distanza, mostra concentrazioni più elevate in inverno e primavera. I
dati dell‟impattore Dekati 12 stadi hanno mostrato che durante gli eventi di trasporto da lunga
distanza il K+ mostra un modo nella frazione sub-micrometrica (300nm), confermando la sua
origine da biomass burning. Al contrario, un modo prevalente nella frazione micrometrica (2 m) è
stato registrato in eventi legati a processi di risollevamento di polveri locali o di elevata produzione
di aerosol marino. In estate la concentrazione di PM10 risulta mediamente più bassa e dominata da
componenti di origine biogenica, principalmente MSA e nssSO42- (derivanti dall‟ossidazione in
atmosfera del dimetilsolfuro) e ammonio. Misure di distribuzione dimensionale nell‟intervallo 6500 nm effettuate con SMPS (Scanning Mobility Particle Sizer) a Ny Alesund hanno mostrato
caratteristiche diverse nelle due stagioni. In particolare a marzo è presente un modo dominante a
circa 200 nm, andando verso l‟estate diventa progressivamente più importante il modo intorno a 20
nm dimostrando che in estate, probabilmente a causa di processi di origine fotochimica, sono più
efficienti i processi di formazione di nuove particelle.
Bibliografia
[1] K. Eneroth et al., Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 28-32 ,28 (2003).
[2] P.K. Quinn et al., Tellus, 99–114, 59B (2007).
76
Eventi di formazione di particelle e nucleazione a Ny-Alesund (Svalbard)
M. Busetto1,*, A. Lupi1, C. Lanconelli1, M. Mazzola1, R. Udisti2, D. Frosini2, C. Ghedini2 ,
S. Becagli2 and V. Vitale1
1 Istituto Scienze Atmosfera e Clima, CNR, Bologna, 40129
2 Dipartimento di Chimica, Università di Firenze, Sesto Fiorentino (FI),I-50019
* Corresponding author. Tel: +390516399588, E-mail:[email protected]
Keywords: distrtibuzioni dimensionali, nucleazioni
Distribuzioni dimensionali misurate con SMPS a Ny-Alesund ogni dieci minuti sono state utilizzate
per riconoscere casi di nucleazione fornendo una stima della velocità di nucleazione (nuclation
rate), definita come velocità di crescita del numero di particelle, e della velocità di crescita (growth
rate), definita come velocità di crescita del diametro della particella. La distribuzione dimensionale
viene approssimata con una curva composta da 2 o 3 lognormali in modo da classificare le mode
presenti in nucleazione (d<20 nm), Aitken (20<d<100 nm) e accumulazione (d>100nm). L‟apparire
di una nuova moda di nucleazione che rimane ben evidente per almeno due ore mostrando segni di
crescita del diametro evidenzia un evento di nucleazione [1], del quale si valutano le velocità di
crescita e nucleazione, la prima come fit lineare fra diametro della moda e tempo, e la seconda fra
numero di particelle e tempo. Vengono anche calcolati i rispettivi coefficienti di correlazione
lineare. Tali valori permettono di definire diversi tipi di nucleazione, quali ad esempio: i)
formazione di nuove particelle e loro nucleazione, caratterizzata da una crescita evidente sia del
numero che del diametro, ii) nucleazione senza formazione di nuove particelle, caratterizzata da
crescita del numero di particelle, ma non del loro diametro. Sviluppi futuri prevedono lo studio
delle influenze di parametri chimico fisici, quali radiazione solare, UV, concentrazioni di N0x e S0x
, etc...) sui vari casi di nucleazione evidenziati [2].
Bibliografia
1]
M. Dal Maso , Boreal Env. Res. J.Aerosol Res., 323-336, 10 (2005).
2]
M. Boy and M. Kulmala, Atmos. Chem. Phys., 1-16, 2 (2002)
77
Caratterizzazione della componente inorganica del PM10 raccolto a Ny-Ålesund
(Artide) e trattamento chemiometrico dei dati
Mery Malandrino1,*, Agnese Giacomino2, Isabella Zelano1, Ornella Abollino1
1
Dipartimento di Chimica, Torino, 10125
Dipartimento di Scienza e Tecnologia del Farmaco, Torino, 10125
* Corresponding author. Tel: +39116705249, E-mail: [email protected]
2.
Keywords: PM10, Ny Ålesund, Metalli, PCA, HCA
Il particolato atmosferico rappresenta una delle più preoccupanti fonti di inquinamento sia dal punto
di vista epidemiologico che da quello ambientale. Negli ultimi anni l‟interesse sanitario e legislativo
si è rivolto specialmente al PM10 per gli effetti negativi che può avere sulla salute. In questo
contesto riveste molta importanza il monitoraggio costante dei livelli di PM10 nell‟aria e la
determinazione della sua composizione chimica, che permette di conoscere le fonti emissive e
valutarne la potenziale pericolosità.
Lo sviluppo industriale degli ultimi secoli ha determinato un cambiamento della composizione
dell‟atmosfera e quindi del particolato. Le regioni artiche, data la peculiarità delle loro
caratteristiche ambientali, sono significativamente influenzate da tali cambiamenti; per questo
motivo numerosi studi sono stati fatti per caratterizzare il particolato atmosferico in queste zone
prive o con scarso numero di fonti di inquinamento diretto [1].
In questo studio la composizione inorganica, in particolare il contenuto di Al, As, Ba, Ca, Cd, Co,
Cr, Cu, Fe, Hg, K, Mn, Mo, Na, Ca, Ni, Pb, Ti, V, Zn e di alcune terre rare, è stato determinato nel
particolato PM10 campionato nella stazione di Ny-Ålesund (Isole Svalbard), nel periodo primaveraestate dell‟anno 2010.
Dai risultati ottenuti si può dedurre che le fonti emissive degli elementi presi in considerazione
possono essere sia locali sia provenienti dal continente. Infatti, le Isole Svalbard sono soggette a
eventi di trasporto di particolato atmosferico proveniente probabilmente dall‟Europa e dall‟Asia,
soprattutto nel periodo primaverile. I metalli a concentrazione più elevata (dell‟ordine dei ng/m 3)
sono risultati essere Na, K, Ca, Al, Zn e Fe, mentre gli altri elementi sono tutti presenti in
concentrazione più bassa (dell‟ordine dei pg/m3). I risultati ottenuti per le terre rare hanno
rispecchiato il tipico andamento a “sega”, che vede i lantanidi con numero atomico pari in maggiore
abbondanza rispetto a quelli con numero atomico dispari ed un andamento decrescente dal La al Lu.
Dalla trattazione chemiometrica dei dati sperimentali emerge una netta divisione dei campioni in
funzione del periodo di prelievo: il particolato atmosferico campionato nel periodo primaverile si
distingue da quello raccolto nei mesi estivi. L‟Analisi dei Componenti Principali evidenzia una
stretta correlazione tra le variabili Al, Mn, Ti e Mo; è stato ipotizzato che questi elementi possano
derivare dal trasporto di polveri continentali. Si nota, inoltre, una buona correlazione tra As, Cu,
Hg, K, Na e Pb. Na e K sono stati identificati come metalli derivanti dallo spray marino. Gli altri
metalli sono tutti di probabile origine antropogenica. Infine si evidenzia la correlazione esistente tra
le variabili Ca, Co, Cr, Ni ed in parte V. Il calcio è un metallo di origine prettamente terrigena, gli
altri metalli sono stati identificati come derivanti da differenti fonti di combustione dei combustibili
fossili, carbone ed oli pesanti. In particolare V e Ni potrebbero derivare dal traffico navale.
Bibliografia
[1] S.L. Gong, L.A. Barrie, Sci. Total Environ. 175-183, 342 (2005).
78
Amminoacidi nell’aerosol artico
E. Scalabrin1,2*, R. Zangrando2, E. Barbaro1, C. Barbante1,2,3, A. Gambaro1,2
1 Dipartimento
di Scienze Ambientali, Informatica, Statistica, Università Ca’ Foscari, 30123,
per la dinamica dei processi ambientali-CNR, Università Ca’Foscari, 30123, Venezia
3 Accademia Nazionale dei Lincei, Centro “B. Segre”, 00165,
* Corresponding author. Tel: +39041 2348679, E-mail:[email protected]
2 Istituto
Keywords: Amminoacidi, Aerosol, Artide, HPLC-MS/MS
Nonostante gli amminoacidi (AA) siano costituenti ubiquitari dell‟aerosol [1], il loro ruolo e le loro
proprietà in atmosfera sono tuttora poco note. Gli AA, essendo composti igroscopici, potrebbero
influenzare i processi di formazione delle nubi [2] e la nucleazione di cristalli di ghiaccio in atmosfera
[3], con effetti sul bilancio radiativo globale; anche la formazione di aerosol secondario e la rimozione
di alcuni inquinati organici sembrano essere riconducibili all‟azione di alcuni AA [4,5]. La diversa
reattività degli AA, e conseguentemente i tempi di semivita molto variabili [4], sono un utile mezzo per
lo studio del trasporto di particelle in atmosfera, anche se numerosi processi possono influenzare la
presenza degli AA nell‟aria, complicando l‟identificazione delle sorgenti. Le regioni polari sono
considerate eccellenti laboratori naturali in cui condurre studi di source apportionment per questo tipo di
composti. Questo studio riporta i risultati ottenuti su 20 amminoacidi liberi (FAA), analizzati in 17
campioni di aerosol suddiviso in 6 classi dimensionali, raccolti dal 19 Aprile al 14 Settembre 2010 nella
stazione di Gruvenbadet situata nelle Isole Svalbard. I campioni sono stati processati ed analizzati
utilizzando un metodo messo a punto precedentemente [6]. La concentrazione totale di FAA è risultata
compresa tra 592 fmol m-3 e 4593 fmol m-3 e serina e glicina sono risultati i composti più abbondanti
contribuendo per il 45-60% al contenuto totale di FAA in ogni campione. Le concentrazioni più elevate
di FAA sono state riscontrate nella classe di aerosol ultrafine (<0,49 μm) che in molti casi ha
rappresentato la frazione dimensionale più abbondante. Fonti locali di aerosol, quali la vicina attività
vulcanica islandese e un fuoco indotto dalle attività umane, hanno influenzato la concentrazione di FAA
nella classe dimensionale più grossolana (10-7,2 μm) e in quella intermedia (3,0-1,5 μm). L‟analisi delle
back trajectories ha permesso l‟individuazione dell‟aerosol marino come la principale fonte di
amminoacidi nell‟aerosol artico.
Bibliografia
[1] Ge, X. et al. Atmospheric amines-Part I: A review. Atmos. Environ., 524-546, 45 (2010).
[2] Chan, M. N. et al. Hygroscopicity of water-soluble organic compounds in atmospheric aerosols:
amino acids and biomass burning derived organic species. Environ. Sci. Technol., 1555-1562, 39
(2005).
[3] Szyrmer, W. et al. Biogenic and anthropogenic sources of ice-forming nuclei: A Review. Bull Amer
Meteor Soc, 209-228, 78 (1997).
[4] McGregor, K. G. et al. Chemistry of fog waters in California's Central Valley: 2. Photochemical
transformations of amino acids and alkyl amines. Atmos. Environ., 1091-1104, 35 (2001).
[5] De Haan, D. et al. Secondary organic aerosol-forming reactions of glyoxal with amino acids.
Environ. Sci. Technol., 2818-2824, 43 (2009).
[6] Zangrando, R. et al. Quantitative determination of un-derivatized amino acids in artistic mural
paintings using high-performance liquid chromatography/electrospray ionization triple quadrupole mass
spectrometry. Anal. Chim. Acta, 1-7, 675 (2010).
79
Composti idrosolubili nell’aerosol di Ny Alesund (Svalbard)
Roberta Zangrando1*, Clara Turetta1, Elena Barbaro1,2, Piero Zennaro1,2, Natalie
Kehrwald2, Jacopo Gabrieli1, Andrea Gambaro1,2, Carlo Barbante1,2
1Istituto per la Dinamica dei Processi Ambientali-CNR, Dorsoduro 2137, 30123 Venezia (I);
2Dipartimento di Scienze Ambiental,i Informatica e Statistica, Dorsoduro 2137, 30123 Venice (I)
* Corresponding author. Tel: 041 2348545,, E-mail:[email protected]
Keywords: WSOC, biomass burning, aerosol polare
E‟ noto che una parte significativa del carbonio organico (fra il 40 e il 60%) dell‟aerosol
atmosferico è costituito da composti idrosolubili (WSOC). Tali composti possono ridurre la
tensione superficiale delle soluzioni acquose influenzando l‟igroscopicità dell‟aerosol e
conseguentemente la capacità delle particelle di fungere da nuclei di condensazione delle nubi
(CCN), di influenzare le proprietà ottiche dell‟aerosol, la qualità dell‟aria e il clima.
L‟attività scientifica condotta a Ny Alesund (Svalbard) durante la campagna artica 2010 ha avuto lo
scopo di ottenere maggiori informazioni riguardo la formazione, la composizione chimica e i
processi di trasporto dell‟aerosol verso la zona artica.
I campioni di aerosol artico sono stati raccolti presso il sito di Gruvebadet (78 55 07 N, 11 5330E)
nel corso dell‟estate boreale dal 19 aprile al 14 settembre 2010.
Il campionamento è stato condotto utilizzando un campionatore ad alto volume PM10 TE- 6070,
equipaggiato con un impattore a cascata 5 stadi Model TE-235 (Tisch Environmental Inc.,
Cleves,OH), l‟aerosol atmosferico è stato raccolto secondo i seguenti tagli dimensionali: 10.0 – 7.2
μm, 7.2 – 3.0 μm, 3.0 – 1.5 μm, 1.5- 0.95 μm, 0.95 – 0.49 μm, < 0.49 μm.
Sono stati ottenuti gli andamenti stagionali dei seguenti analiti: levoglucosan e metossifenoli (acido
vanillico, acido isovanillico, acido omovanillico, acido siringico, coniferil aldeide, acido ferulico,
siringaldeide, acido p-cumarico) come traccianti della combustione della biomassa, acrilammide
(composto di origine antropogenica) e terre rare (REEs) utilizzate per avere una miglior
comprensione dei processi di trasporto.
80
Profili Verticali delle proprietà dell’Aerosol e di Black Carbon in area Artica
L. Ferreroa,*, D. Cappellettib, B. Moronib, V. Vitalec, R. Udistid, G. Sangiorgia, M.G. Perronea, M.
Busettoc, C. Lanconellic, M. Mazzolac, A. Lupic, S. Becaglid, R. Traversid, D. Frosinid, M. Maturillie, R.
Neubere, C. Rittere, J. Graesere, M. Fierzf, G. Mocnikg, E. Bolzacchinia
aPOLARIS
research centre, DISAT, University of Milano-Bicocca, Piazza della Scienza 1, 20126, Milano, Italy.
bDICA, University of Perugia, Via G. Duranti 93, 06125 Perugia, Italy.
cISAC CNR Viale Gobetti 101, 40129, Bologna, Italy.
dUniversity of Florence, Via della Lastruccia 3, 50019, Sesto Fiorentino, Florence Italy.
eAlfred-Wegener Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI), Forschungsstelle Potsdam, Telegraphenberg 43A,
14473 Potsdam, Germany.
fUniversity of Applied Sciences Northwestern, Switzerland, Windisch, Switzerland.
gAerosol d.o.o., Kamniska 41, SI-1000 Ljubljana, Slovenia
* Corresponding author. Tel: +39 02 64482814, E-mail:[email protected]
Keywords: Profili verticali, Aerosol Artico, Black Carbon, Nucleazione, Emissioni navali.
Gli Aerosol interagiscono col sistema climatico [1]. La loro dimensione, composizione chimica (es. il
Black Carbon, BC) e distribuzione verticale è fondamentale nello studio dei cambiamenti climatici [2].
In area Artica, le proprietà dell‟aerosol vengono di norma misurate al suolo, mentre sono sporadiche le
misure condotte lungo i profili verticali. Per questo motivo sono stati condotti profili verticali delle
proprietà dell‟aerosol in modo sistematico presso le isole Svalbard (Ny-Ålesund; 79°N 12°E) all‟interno
del progetto CICCI (Cooperative Investigation of Climate-Cryosphere Interaction; http://nyniflheim.nilu.no/cicci//).
I profili vertical (sino a 1 km per un totale di 102 profili) sono stati condotti nei periodi primaverile (30
March – 30 April) ed estivo (30 June – 15 July) del 2011 presso il sito di misura di Gruvebadet (NyÅlesund). Un pallone aerostatico è stato equipaggiato con: 1) un contatore ottico di particelle (OPC
GRIMM 1.107; 31 classi dimensionali tra 0.25 e 32 m) 2) un rilevatore elettrico per nanoparticelle
(DiSCmini, Matter Aerosol); 3) un micro-Etalometro per la misura del BC e del coefficiente di
assorbimento (AE51 e AE52, Magee Scientific); 4) un impattore multistadio miniaturizzato (Sioutas
SKC con due piani di impatto: <1 μm, >1 μm); 5) una stazione meteorologica (Vaisala Tethersonde TTS
111).
I profili verticali condotti nel periodo primaverile hanno mostrato nel 75% dei casi la presenza di
stratificazioni multiple di aerosol con la quota. Tali stratificazioni sono state messe in relazione con le
dinamiche dispersive dell‟atmosfera e con l‟origine e l‟evoluzione delle particelle in funzione della loro
dimensione (dp<250 nm, 250 nm<dp<1000 nm, dp>1000 nm). Le particelle più fini (dp<250 nm) hanno
mostrato stratificazioni confinate presso il suolo (nei primi 200 m) unitamente al più elevato gradiente
verticale e ad una riduzione del contenuto di BC nell‟aerosol, suggerendo la presenza di eventi di
nucleazione presso il livello del mare.
In estate invece i profili verticali hanno pemesso di studiare l‟impatto delle emissioni navali in area
Artica, in relazione alla loro dispersione con la quota e alle variazioni indotte nelle concentrazioni di
alcune specie chiave, come il BC, che ha raggiunto concentrazioni fino a 2 μg/m3 rispetto ad un range di
background di 0-10 ng/m3.
Bibliografia:
[1] IPCC: Climate Change 2007.
[2] Corrigan et al. (2008). Atmos. Chem. Phys., 8, 737–747
81
Record pluriannuale della composizione chimica dell’aerosol sul Plateau
Antartico. Stagionalità delle sorgenti e dei processi di trasporto.
Roberto Udisti1*, Silvia Becagli1, Maurizio Busetto2, Massimo Chiari3, Daniele Frosini1,
Christian Lanconelli2, Franco Lucarelli3, Angelo Lupi2, Mauro Mazzola2, Silvia Nava3,
Claudio Scarchilli4, Mirko Severi1, Rita Traversi1, Vito Vitale2.
1Dip.
Chimica, Università di Firenze, Sesto F.no, Firenze, I-50019
2ISAC CNR, Bologna, I-40129
3Dip. Fisica Università di Firenze e INFN, Sez. Firenze, Sesto .F.no, Firenze, I-50019
4UTMEA-TER, ENEA, S. Maria di Galeria, Roma, I-00123
* Corresponding author. Tel: +39 055 4573252, E-mail:[email protected]
Keywords: Aerosol in Antartide, stagionalità, composizione chimica, sorgenti naturali, processi di
trasporto.
Nel corso di tre campagne di campionamento in Antartide, dal Novembre 2004 al Novembre 2007,
sono stati raccolti, in modo continuativo durante tutto l‟arco annuale, campioni di aerosol a Station
Concordia
(Dome
C,
Antartide
Orientale),
utilizzando
differenti
sistemi
di
campionamento:campionatori PM10 e PM2.5, impattore a 4 stadi (< 1.0, 1.0-2.5, 2.5-10, > 10 um)
Dekati e impattore a 8 stadi (da 0.4 a 10 um) Andersen. Il sito di campionamento, sul Plateau
Antartico, a 3220 m di altitudine e alla distanza di 1.100 km dal mare (75° 60‟ S, 123° 200‟ E), e‟
stato scelto per lo studio e il monitoraggio delle concentrazioni atmosferiche e della composizione
chimica dell‟aerosol di background in aree polari. Tale conoscenza e‟ importante per la valutazione
delle interazioni tra aerosol e clima in aree estremamente sensibili all‟attuale riscaldamento globale
e per comprendere le possibili conseguenti variazioni dei processi atmosferici che trasportano
l‟aerosol dalle aree sorgente all‟interno del continente Antartico. Le variazioni stagionali della
circolazione atmosferica a larga scala sono state valutate attraverso un‟analisi dei campi sinottici
per gli ultimi 62 anni e la ricostruzione delle retro-traiettorie delle masse d‟aria che raggiungono il
sito di deposizione. Inoltre, un approccio “extreme-values” era utilizzato per comprendere la
situazione metorologica che favorisce l‟arrivo sul Plateau Antartico di concentrazioni
particolarmente elevate di aerosol marino primario (sea spray) e secondario (emissioni biogeniche).
Il carico atmosferico e la composizione chimica dell‟aerosol a Station Concordia hanno una forte
caratterizzazione stagionale. Le concentrazioni atmosferiche di PM10 e PM2.5 mostrano piu‟
elevati valori estivi ((Dic-Mar), per la maggior parte dovuti al contributo dell‟aerosol biogenico
marino, di cui gli acidi solforico (determinato come non-sea-salt solfato, nss-SO42-) e
metansolfonico (MSA) costituiscono i principali marker (prodotti dall‟ossidazione atmosferica di
dimetilsolfuro, emesso da processi metabolici del fitoplancton). I due marker biogenici mostrano,
inoltre, una differente distribuzione dimensionale. In tarda primavera, si evidenziano due modi di
distribuzione: uno submicrometrico e l‟altro centrato intorno a 1-2 um. In tarda estate, invece, e‟
presente il solo modo sub-micrometrico. I due modi rappresentano una differente speciazione, con
specie neutralizzate (sali di Na+ e NH4+) nel primo periodo e specie acide nel secondo) e differenti
processi di trasporto, caratterizzati in dettaglio sia in intensita‟ che in provenienza.
Lo spray marino mostra un opposto ciclo stagionale, con elevate concentrazioni atmosferiche nel
periodo invernale (Apr-Nov), quando esso costituisce l‟ 80-90 % della massa dell‟aerosol e una
distribuzione dimensionale spostata verso la frazione sub-micrometrica. Questo comportamento
stagionale e‟ spiegato da differenti processi atmosferici di generazione e trasporto, che sono stati
compresi applicando l‟analisi meteo su scala sinottica e l‟uso delle retro-traiettorie ai 20 maggiori
eventi di deposizione di sea spray a Station Concordia.
82
Record multi-annuale della concentrazione di nitrati nel particolato
atmosferico a Dome C, plateau antartico orientale
R. Traversi1, S. Becagli1, D. Frosini1, M. Severi1, M. Mazzola2, C. Lanconelli2, V. Vitale2,
R. Udisti1
1
Dipartimento di Chimica “Ugo Schiff”, Università di Firenze, Sesto F.no (Firenze), 50019
2
ISAC CNR, Bologna, 40129
* Corresponding author. Tel: +055 4573381,, E-mail:[email protected]
Keywords: aerosol, Antartide, nitrati, scambi stratosfera-troposfera
A partire dalla Campagna Antartica 2004/05, è stata condotta, ed è tuttora in corso, una campagna
continuativa di campionamento dell‟aerosol atmosferico a Dome C (Antartide Orientale, 3233 m
s.l.m., 1100 km dalla costa più vicina, Wilkes Land), nell‟ambito di “Station Concordia”, un
programma di ricerca bilaterale tra PNRA (Italia) e IPEV (Francia).
Qui si riporta il primo record continuativo lungo diverse annualità (2005-2008) della concentrazione
di nitrati nell‟aerosol raccolto a Dome C, che può essere considerato rappresentativo dell‟aerosol
troposferico di background nel plateau antartico centrale.
Come è possibile osservare dalla Fig.1, la concentrazione dei nitrati nel PM10 lungo le diverse
campagne annuali finora analizzate, mostra un andamento caratteristico con valori relativamente
bassi e costanti per gran parte dell‟anno ed elevati picchi di concentrazione nella prima parte
dell‟estate australe (Novembre e, in minore entità, Ottobre e Dicembre).
Figure 1. Medie mensili della concentrazione di nitrati nel PM10 a Dome C nel periodo 2005-2007.
Dall‟analisi dei campioni raccolti con impattori multi-stadio, è possibile osservare che i massimi di
concentrazione estivi interessano sia le frazioni super-micrometriche che quelle inferiori al
micrometro ma risultano particolarmente intensi nella frazione con d.a.e. compreso tra 1.1-2.1 m.
La disponibilità di un set di dati completo di composizione ionica per ogni campione permetterà di
comprendere se i picchi di concentrazione dei nitrati (che mediamente rappresentano circa il 50%
del budget annuale) sono dovuti a processi di trasporto comuni o reazioni di neutralizzazione con i
componenti dell‟aerosol marino primario o crostale e/o a processi di deposizione di acido nitrico in
seguito a scambi stratosfera-troposfera .
Tale risultato riveste particolare importanza per contribuire allo studio delle sorgenti di nitrati in
Antartide (e.g. input troposferici dalle basse latitudini, ossidazione di N2O stratosferico,
sedimentazione di PSC, riemissione dagli strati nevosi), il cui contributo relativo ed evoluzione
stagionale è tuttora oggetto di discussione scientifica.
83
Esposizione a breve termine al PM10 e consumo di farmaci respiratori in
Lombardia
Sara Conti1*, Carla Fornari1, Fabiana Madotto1, Giovanni De Vito1, Giancarlo Cesana1
1 Centro
di Studio e Ricerca sulla Sanità Pubblica, Università degli Studi di Milano-Bicocca, Monza, 20900
* Corresponding author. Tel: +0392333097/8, E-mail: [email protected]
Keywords: PM10, Farmaci respiratori, Lombardia, Database amministrativi
Introduzione. Solo rari studi si sono finora occupati di analizzare come l‟esposizione a particolato
atmosferico (PM) possa influire sul consumo di farmaci di tipo respiratorio[1]. Il presente lavoro ha
l‟obiettivo di analizzare la relazione a breve termine tra PM 10 ed erogazione di determinati farmaci
respiratori in Regione Lombardia.
Metodi. Lo studio ha coinvolto la popolazione domiciliata in sette comuni lombardi nel biennio 20052006 (circa 500.000 soggetti). I dati relativi alle prescrizioni farmacologiche di una selezione di
trattamenti respiratori (glucocorticoidi sistemici ed inalatori, adrenergici inalatori, anticolinergici
inalatori, teofillina), erogate nel corso del biennio di interesse ai soggetti in studio, sono stati estratti
dalla data warehouse DENALI, che raccoglie e organizza i principali database sanitari amministrativi
relativi agli assistiti dal Sistema Sanitario Regionale lombardo. I dati ambientali sono stati forniti da
ARPA Lombardia. La relazione tra consumo di farmaci ed esposizione a PM 10 è stata indagata
separatamente per i trattamenti selezionati con un disegno case-crossover stratificato per mese ed
appaiato per giorno della settimana[2]. L‟effetto ritardato del PM10 è stato indagato fino a 7 giorni sia
come single lag che come distributed lag non vincolato. L‟analisi è stata stratificata in stagione calda e
fredda.
Risultati. Sono state selezionate complessivamente 324.881 prescrizioni, destinate a 85.593 soggetti. La
concentrazione media giornaliera di PM10 è stata 48 μg/m3 (Standard Deviation 32 μg/m3). L‟analisi con
distributed lag non vincolati ha evidenziato che il consumo di glucocorticoidi per aerosol ed adrenergici
per aerosol incrementa significativamente all‟aumentare della concentrazione di PM 10, con un ritardo
fino a 3 giorni: nel modello che considera i lag da 0 a 3 è stato stimato un rischio relativo di
prescrizione, associato ad un incremento di 10 μg/m3 nella concentrazione di PM10, pari a 1,004
(Intervallo di Confidenza (IC95%): 1,000-1,008) per i glucocorticoidi ed a 1,007 (IC95%: 1,003 –
1,011) per gli adrenergici. Nell‟analisi stratificata per stagione è emerso che il consumo di
glucocorticoidi per aerosol è influenzato maggiormente dall‟esposizione a PM 10 durante la stagione
calda, mentre quello di adrenergici per aerosol durante la stagione fredda.
Conclusioni. L‟esposizione ad elevate concentrazioni di PM10 può corrispondere ad un incremento nel
consumo di alcune tipologie di farmaci respiratori, impiegati perlopiù per il trattamento delle
manifestazioni acute di asma. La presenza di prescrizioni farmacologiche dei suddetti farmaci potrebbe
essere, dunque, un surrogato per l‟individuazione di eventi asmatici che non conducono a ricovero o a
decesso.
Bibliografia
[1] F. Menichini et al., Drug consumption and air pollution: an overview. Pharmacoepidemiol Drug Saf.
1300-15, 19(12) (2010).
[2] T.F. Bateson et al., Control for seasonal variation and time trend in case-crossover studies of acute
effects of environmental exposures. Epidemiology. 539-44, 10(5) (1999).
84
Un approccio analitico e modellistico integrato nella valutazione del rischio
sanitario da polveri respirabili nel settore delle fonderie
Beatrice Moroni1,*, David Cappelletti1, Cecilia Viti2
1
Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale,Università di Perugia,06125
2
Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Siena, 53100
* Corresponding author. Tel: +39 075 5853862, E-mail: [email protected]
Keywords: Microscopia elettronica, esposizione multipla, biodisponibilità
Sebbene numerosi studi abbiano evidenziato un aumento dell‟incidenza di diverse patologie
neoplastiche nei lavoratori delle fonderie, le prove epidemiologiche fin qui raccolte sono reputate
insufficienti a correlare inequivocabilmente le attività di fonderia con l‟insorgenza del cancro [1].
Ciò dipende senz‟altro dalla multifattorialità di questo tipo di patologie, ma anche dalla varietà
degli agenti di rischio presenti in questo particolare ambiente di lavoro. D‟altra parte gli studi
tossicologici, pur avendo riscontrato in molti casi precisi indizi di tossicità, solo raramente si sono
occupati di correlare gli effetti riscontrati con le proprietà dei diversi materiali [2]. In questo lavoro
vengono presentati i risultati della caratterizzazione morfochimica e strutturale di aerosol industriali
di fonderia allo scopo di fornire, attraverso l‟esame dettagliato dei materiali nella loro varietà e
complessità, elementi utili a correlare i dati epidemiologici con le evidenze tossicologiche.
Campioni di aerosol industriali e materie prime provenienti da diverse postazioni di lavoro in due
fonderie di ghisa sono stati caratterizzati mediante microscopia elettronica a scansione (SEM) e in
trasmissione (TEM) con annessa analisi di immagine e microanalisi EDS, e mediante
catodoluminescenza da SEM. La concentrazione e la solubilità del Fe e di altri metalli
potenzialmente tossici (Mn, Zn, Pb) sono state determinate nel campione totale mediante
spettrometria di assorbimento atomico al plasma accoppiato induttivamente (ICP-AES). I risultati
evidenziano modifiche sostanziali della struttura cristallina e della morfologia superficiale del
quarzo passando dalle materie prime alle polveri aerodisperse, ed effetti di contaminazione del
quarzo da parte di particelle metalliche e di grafite. Tutti questi aspetti sottolineano la rilevanza
delle proprietà di superficie sulla reattività delle particelle, e le possibili azioni sinergiche di
magnetite, quarzo e/o grafite presenti nello stesso ambiente di lavoro. Le dosi di esposizione sono
state determinate in funzione dell‟area superficiale e confrontate con i valori di soglia risultanti
dagli studi tossicologici [3]. La maggiore rilevanza del rischio sanitario nel settore di fusione/colata,
quale evidenziata dai dati epidemiologici, trova così spiegazione nell‟azione sinergica delle diverse
componenti particellari, mentre le concentrazioni confrontabili e la bassa solubilità delle specie
metalliche spiegano i fenomeni di modificazione istonica effettivamente riscontrati nei lavoratori
del settore [4].
Bibliografia
[1]. IIAC, Position paper 29 (2011) http://iiac.independent.gov.uk.
[2]. NATO RTO, Final Report of HFM-057/RTG-009 (2008) http://rto.nato.int.
[3]. M. Ghiazza et al., Chem. Res. Toxicol. 99-110, 24 (2011).
[4]. L. Cantone et al., Environ. Health Perspect. 964-969, 119 (2011).
85
Monitoraggio dell’esposizione ad agenti cancerogeni dei lavoratori delle aziende
della ASL N. 2 di Perugia
Patrizia Bodo*, Patrizia Garofani, Giorgio Miscetti, Emilio Paolo Abbritti, Manuela Mazzanti,
Giuliana Luciani
Dipartimento di Prevenzione UOC PSAL ASL N.2, Perugia
* Patrizia Bodo. Tel: 075/5412447, E-mail:[email protected]
Keywords: cancerogeni occupazionali, valutazione del rischio, esposizione dei lavoratori a sostanze cancerogene
Il progressivo aumento delle sostanze immesse nel mercato, molte delle quali ancora non classificate dal punto di vista
della pericolosità e quindi dei danni alla salute dei lavoratori, nonché di quelle classificate cancerogene dalla Comunità
Economica Europea, impone una verifica dell‟applicazione delle misure di tutela previste dalla normativa specifica
anche ai fini della valutazione della esposizione dei lavoratori. E‟ infatti nei luoghi di lavoro che, in Italia, secondo lo
studio multicentrico Europeo CAREX, si utilizzano almeno il 50% degli agenti riconosciuti cancerogeni stimando un
numero di lavoratori esposti pari al 24% degli occupati (circa 4,2 milioni di lavoratori) (1). Per questi agenti, a
differenza di altre sostanze tossiche, non è per altro possibile individuare una reale dose soglia di sicurezza : pertanto
trattasi di 4,2 milioni di lavoratori che, fatte salve specifiche condizioni individuali protettive, hanno un‟aumentata
probabilità di contrarre un tumore di origine professionale.
In un tale contesto la UOC Prevenzione e Sicurezza negli Ambienti di Lavoro della ASL2 Perugia, da alcuni anni ha
intrapreso un‟attività sistematica di monitoraggio dei livelli di esposizione ad agenti cancerogeni volatili in alcuni
comparti produttivi. Il tutto con due intenti, da una parte individuare settori ed aziende a maggior grado di esposizione e
quindi concentrare su detti soggetti le attività di controllo e le misure tecnico preventive previste dalle norme; dall‟altro
monitorare nel tempo l‟andamento dei livelli di esposizione, quale indicatore di efficacia delle misure di prevenzione
associando ad un decremento dei livelli di esposizione una riduzione dei casi attesi e viceversa.
Materiali e metodi: in un campione di queste aziende appartenenti al comparto della lavorazione del legno, distributori
di carburante, imprese edili, imprese specializzate nella bonifica dei materiali contenenti amianto, sono state effettuate,
in diverse occasioni e a distanza di tempo, indagini ambientali riguardanti, rispettivamente, i seguenti agenti
cancerogeni: polveri di legno duro, benzene, silice libera cristallina, amianto. Il tutto determinando i livelli di
esposizione dei lavoratori e confrontando il loro andamento nel tempo.
Risultati e conclusioni: I risultati dei campionamenti ambientali effettuati depongono per livelli di esposizione medi ai
vari agenti cancerogeni, per la gran parte inferiori rispetto ai valori limite indicati dalla normativa o dalle principali
associazioni igienistiche internazionali e per una tendenziale loro riduzione nel tempo. In quest‟ultimo caso anche in
ragione delle misure di prevenzione adottate dalle aziende spontaneamente o su proposta dell‟organo di controllo.
L‟esperienza fin qui realizzata consente di apprezzare come nei settori studiati, alcuni dei quali molto rappresentati in
termini di unità produttive ed addetti, ancora oggi persista una diffusa presenza di cancerogeni. Una presenza che,
sebbene piuttosto contenuta in termini di livelli di esposizione, appare tuttavia in grado di aumentare, su base
epidemiologica, il rischio di neoplasia nelle popolazioni di lavoratori esposti. In un tale contesto l‟attività di
monitoraggio sul campo si è dimostrata essere uno strumento certamente utile per valutare il grado di efficacia generale
del sistema di prevenzione, consentendo anche di stimare indirettamente l‟andamento nel tempo della patologia attesa.
Bibliografia
[1] Mirabelli D: Stima del numero di lavoratori esposti a cancerogeni in Italia, nel contesto dello studio europeo Carex.
Epidemiol Prev 346-359, 23 (1999).
86
Effetti biologici e meccanismi d’azione indotti da PM10 su sistemi in vitro
Rossella Bengalli1,*, Eleonora Longhin1, Elisabetta Molteni1, Marina Camatini1,
Maurizio Gualtieri1
1
Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e del Territorio, Università Milano-Bicocca,
Piazza della Scienza 1, 20126 Milano
* Rossella Bengalli. Tel: +390264482928, E-mail: [email protected]
Keywords: PM10, IL-1, caspasi-1, inflammosoma.
Numerosi studi epidemiologici hanno correlato l‟esposizione a PM10 all‟insorgenza ed
esacerbazione di processi infiammatori che possono provocare sia patologie dell‟apparato
respiratorio (asma COPD, ALI), sia effetti a livello sistemico [1;2]. I meccanismi cellulari che
presiedono l‟instaurarsi e la cronicizzazione di processi infiammatori sono noti, ma deve essere
tuttora chiarito il nesso causale tra esposizione a PM10 e rilascio di mediatori pro-infiammatori, al
fine di sostenere i risultati epidemiologici.
Gli effetti biologici correlati all‟esposizione a PM10 estivo e invernale, e i meccanismi molecolari
indotti dalla frazione estiva, sono stati indagati in questa ricerca mediante l‟uso di sistemi in vitro
rappresentativi dell‟epitelio alveolare umano (A549) e di monociti/macrofagi (THP-1). Il PM10 è
stato campionato presso il sito urbano di Milano Torre Sarca, durante le stagioni estiva ed invernale
2010/2011, e in ambiente indoor (ufficio del Centro di ricerca POLARIS). Il PM è stato raccolto su
filtri in Teflon tramite campionatori gravimetrici a basso volume. La citotossicità, la risposta
infiammatoria, la produzione di specie reattive dell‟ossigeno (ROS) e il danno al DNA sono stati
analizzati nelle due linee cellulari utilizzate in mono- e co-coltura, esposte al PM per diverse dosi e
tempi. Il PM invernale non provoca effetti pro-infiammatori, ma induce la formazione di ROS a 1 h
di esposizione e risulta genotossico a 24 h. Il PM10 estivo induce un aumento del rilascio di
interleuchine infiammatorie (IL-6, IL-8 e IL-1), con incrementi maggiori nelle co-colture. Inoltre,
la linea THP-1 differenziata in macrofagi rilascia quantità significative di IL-1, in modo dose e
tempo dipendente dopo esposizione a PM10 estivo. La secrezione di IL-1 è mediata
dall‟attivazione dell‟enzima caspasi-1 che, insieme a NALP3, costituisce l‟inflammosoma,
complesso molecolare responsabile dell‟induzione della risposta infiammatoria [3]. Il rilascio di IL1 indotto da PM10 estivo coinvolge l‟attivazione dei recettori Toll Like Receptors 2 e 4 (TLR2 e
TLR4) e della caspasi-1. Questi risultati suggeriscono la possibile attivazione dell‟inflammosoma
da parte del PM10 estivo, il quale induce il rilascio di IL-1 mediante il legame con TLR e
l‟internalizzazione del PM a formare endosomi. Le stesse valutazioni saranno effettuate su
campioni di PM indoor per stabilire eventuali differenze nelle risposte biologiche.
Bibliografia
M. Gualtieri et al., Procedia Enviromental Sciences, 192-197, 4 (2011);
B. Brunekreef et al., Eur. Resp. J., 209-318, 26 (2005);
L. Franchi et al., Nature Immunology, 241-247, 10(3) (2009).
87
Valutazione degli effetti su sistemi in vitro di UFPs (ultrafine particles) derivate
da processi di combustione
Maurizio Gualtieri1, Laura Capasso1,* Luca Isacco1, Patrizia Minutolo2, Andrea D‟Anna3,
Marina Camatini1
1
Centro di Ricerca POLARIS Dip. di Scienze dell’Ambiente e del Territorio, Università Milano-Bicocca,Piazza della
Scienza 1, 20126 Milan .
2
Istituto di Ricerche sulla Combustione, CNR, Piazzale V. Tecchio, 80, Napoli.
3
Dip. di Ingegneria Chimica, Università “Federico II” di Napoli, Piazzale V. Tecchio, 80, Napoli.
* Corresponding author. Tel: +390264482928, E-mail: [email protected]
keyword: NOC, Ultrafine particles, Infiammazione, Ciclo cellulare, ROS.
Le emissioni da processi di combustione di autoveicoli rappresentano una delle principali sorgenti
di particolati fini e ultrafini in ambiente urbano. In particolare i motori diesel emettono particolati
carboniosi di dimensione nanometrica, definiti diesel exhaust particles (DEP), che rientrano nella
classe delle “ultrafine particles” (UFPs). Durante i processi di combustione si possono formare
anche nanoparticelle organiche (NOCs). Queste, a seguito di processi di aromatizzazione ed
agglomerazione, contribuiscono alla formazione del particolato carbonioso (soot) delle emissioni
diesel [1]. Sulla superficie di queste particelle carboniose si possono adsorbire quindi diversi
composti organici formatisi durante il processo di combustione [2]. Gli effetti prodotti dalle NOC,
ottenute da processi di combustione controllata di carburanti diesel convenzionali o addittivati con
molecole di interesse commerciale (alchil benzeni, composti aromatici e biodiesel), sono stati
valutati sulle linee cellulari A549 (epiteliali alveolari umane) e BEAS-2B (epiteliali bronchiali). La
vitalità cellulare, gli effetti pro-infiammatori e l‟alterazione del ciclo cellulare sono stati valutati
dopo esposizione per 24 ore a dosi crescenti di NOC (1, 3 e 7 ppm). A tempi brevi (90 minuti) è
stata analizzata la formazione di specie reattive dell‟ossigeno (ROS). NOCs, ottenute da
combustione di diesel convenzionale alla dose di 7 ppm, inducono una riduzione significativa di
vitalità cellulare, mentre alla dose di 1 ppm si osserva un aumento significativo di mediatori chimici
dell‟infiammazione (IL-6 e IL-8). I NOCs da diesel con additivi provocano sia un incremento di
citotossicità, sia l‟espressione di proteine pro-infiammatorie. In particolare l‟esposizione a NOCs
generate dalla combustione di una miscela di diesel con esteri monoalchilici di acidi grassi
(biodiesel), ha prodotto effetti biologici più significativi coinvolgendo anche il ciclo cellulare, che è
risultato alterato. Inoltre si è evidenziato un importante aumento di ROS a 90 min di esposizione. I
risultati ottenuti dimostrano una significativa variabilità degli effetti prodotti dai combustibili
utilizzati, dimostrando che la composizione chimica riveste un ruolo prevalente. La formazione di
ROS sembra inoltre essere l‟evento scatenante gli effetti biologici. Le NOCs, generate dai processi
di combustione per l‟elevata reattività chimica, potrebbero essere responsabili degli effetti tossici
associati ai particolati ultrafini.
Bibliografia
[1] Gualtieri et al., Cytotoxic and pro-inflammatory effects of combustion generated ultra-fine
organic particles. Italian Section Combustion Institute. 10.4405/34proci2011.I18
[2] M.V. Twigg et al., Cleaning the air we breathe - Controlling diesel particulate emissions from
passenger cars. Platin. Metals Rev. 27-34, 53 (2009).
88
Fattori di infiltrazione indoor/outdoor dell’aerosol a Roma e loro relazione con
la qualità dell’aria
Alessandro Di Menno di Bucchianico1,*, Giorgio Cattani1, Alessandra Gaeta1, Giuseppe Gandolfo1,
Anna Maria Caricchia1, Marco Inglessis2, Gaetano Settimo2, Biagio Bruni2, Cinzia Perrino3
1 ISPRA
- Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale, Via V. Brancati 48, 00144, Roma
2 ISS - Istituto Superiore di Sanità , Viale Regina Elena 299, 00161, Roma
3 IIA CNR – Ist. Inquinamento Atmosferico, Via Salaria Km. 29,300 CP 10 00015 Monterotondo St., Roma
* Corresponding author. Tel: +390650072508, E-mail: [email protected]
Keywords: Inquinamento indoor, qualità dell’aria, concentrazione numerica delle particelle (PNC)
Quasi tutti i lavori sull‟inquinamento dell‟aria negli ambienti interni partono dall‟assunto,
confermato da studi statistici, che i cittadini trascorrano la maggior parte del loro tempo di vita in
luoghi chiusi. Malgrado ciò, la valutazione della qualità dell‟aria in funzione della protezione della
salute umana si basa, ancora oggi, su dati di concentrazione degli inquinanti in aria esterna,
essenzialmente per due motivi: la mancanza di standard di riferimento per l‟indoor nelle direttive
europee e nella legislazione nazionale; la carenza di dati su cui fondare le stime. In anni recenti
questo tema è stato ampiamente esplorato nei paesi del centro e Nord Europa, ma diversi climi e
stili di vita rendono difficile il confronto con la realtà italiana, proprio a causa della scarsità delle
informazioni per le nostre latitudini. L‟esposizione umana agli inquinanti atmosferici in ambienti
confinati è regolata dall‟efficienza di penetrazione e dalla velocità di scambio dell‟aria tra interno
ed esterno che varia con le caratteristiche degli ambienti e con le condizioni climatiche; questo
studio è basato quindi su una campagna di misura in tre siti di Roma, una settimana al mese per un
anno, in modo da apprezzare le differenze stagionali. Utilizzando contatori di particelle a
condensazione (Condensation Particle Counter, CPC) sono state realizzate misure di concentrazione
numerica delle particelle sospese con diametro compreso tra 0,02 e 1 μm (tempo di
campionamento: 1 minuto) all‟interno e all‟esterno di due abitazioni private e in un terzo sito, preso
come riferimento, presso l‟Istituto Superiore di Sanità.
È stata poi realizzata una serie di misure parallele di concentrazione numerica delle particelle e
concentrazione di massa di PM2,5 (fotometro laser, light-scattering) all‟interno delle abitazioni, con
la stessa risoluzione temporale, allo scopo di indagare come le dinamiche di scambio dell‟aria,
coagulazione e interazione con le superfici dell‟aerosol influenzassero, nei diversi ambienti, i valori
rilevati. Le concentrazioni indoor e outdoor così determinate sono state messe a confronto con i dati
raccolti dalle centraline di monitoraggio della qualità dell‟aria della rete di Roma e, allo scopo di
valutare l‟influenza sui livelli registrati della stabilità atmosferica, con i dati di radioattività naturale
misurati nella stazione CNR di Montelibretti.
I diversi fattori di infiltrazione sono stati calcolati in base alla relazione
ossia al rapporto tra concentrazione numerica di particelle interna
(Cin) meno la concentrazione dovuta a sorgenti interne (Cig) e la concentrazione esterna (Cout).
Individuando e quantificando i contributi interni (fumo, cucina) è stato possibile stimare quale
sarebbe stato il profilo temporale delle concentrazioni in assenza di questi ultimi. Lo studio ha così
potuto mettere in evidenza andamenti stagionali (da Finf=0,6 in inverno, a Finf=0,99 in estate)
altrimenti invisibili, poiché le diverse dinamiche di ricambio d‟aria nelle stagioni condizionano
l‟ingresso di particolato esterno, ma anche la velocità di diluizione di quello internamente generato.
89
La congestion charge migliora la qualità dell’aria?
Ovvero: modelli statistici per l’analisi di impatto di politiche energetiche ed
ambientali in Lombardia
Alessandro Fassò
Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione e Metodi Matematici
Università degli Studi di Bergamo, Dalmine, 24044
Tel: +035-2052323, E-mail: [email protected]
Keywords: polveri fini, Area C, intervention analysis, time series models
La misurazione dell‟effetto a breve periodo sulla qualità dell‟aria di politiche energetiche,
ambientali e di contenimento del traffico è spesso complicata da condizioni atmosferiche o
antropiche contingenti che agiscono da confondenti.
Un esempio recente è dato dall‟introduzione della congestion charge nell‟area C di Milano a partire
dal 16 gennaio 2012.
L‟introduzione di questa misura ha determinato una rilevantissima riduzione del traffico ma,
parallelamente, le concentrazioni delle polveri fini in atmosfera sono tutt‟altro che diminuite.
Dopo due mesi dall‟introduzione della restrizione sul traffico, si può dire che la misura abbia avuto
un effetto benefico sulla qualità dell‟aria a Milano nonostante che il numero di esuberi del limite
giornaliero sia ai massimi storici ?
Questo paper illustrerà varie soluzioni alternative per affrontare il problema e darà una
quantificazione precisa dell‟effetto della congestion charge sulla qualità dell‟aria.
Ringraziamenti: Questa ricerca è stata svolta col parziale contributo del progetto EN17
cofinanziato da Regione Lombardia tramite il Fondo per la promozione di accordi istituzionali dal
titolo “Metodi di integrazione delle fonti energetiche rinnovabili e monitoraggio satellitare
dell'impatto ambientale”
90
Modelli e analisi statistiche per dati da centraline di monitoraggio: l'esperienza
di Taranto
Alessio Pollice1,*, Giovanna Jona Lasinio2
1
Dipartimento di Scienze Statistiche “Carlo Cecchi”, Università degli studi di Bari Aldo Moro
2
Dipartimento di Scienze Statistiche, Sapienza Università di Roma
* Corresponding author. Tel: +390805049243, E-mail:[email protected]
Keywords: Modelli spazio-temporali, metodi bayesiani, modelli a recettori multivariato
In questo lavoro proponiamo una rassegna di studi sulla qualità dell‟aria nell‟area metropolitana di
Taranto. Le misure delle concentrazioni di PM10 rese disponibili da ARPA Puglia presentavano
elementi di complessità quali dati mancanti e diversi criteri di validazione per diverse reti di
centraline. Questo duplice problema è stato affrontato con tre strategie alternative, di cui si è
confrontata la performance, sfruttando la natura spaziale dei dati nell‟ambito del paradigma
inferenziale bayesiano [1]. Successivamente si è considerata l‟interpolazione spazio-temporale delle
superfici di concentrazione giornaliere di PM10 sull‟area considerata, tramite un modello basato su
kriging bayesiano e caratterizzato dall‟uso di dati meteorologici e da una correlazione spaziale
semiparametrica [2]. Analogamente si sono ricostruite le superfici giornaliere delle concentrazioni
di tre inquinanti (SO2, NO2 e PM10) visti come un unico oggetto multivariato [3]. La
considerazione, per ciascun inquinante, di modelli gerarchici bayesiani univariati con struttura
spazio-temporale separabile, ha permesso di imputare i dati mancanti nell‟ambito del procedimento
di stima [4]. Allo scopo di collocare sul territorio le principali sorgenti emissive di PM10 [5], si è
proposto un modello a recettori multivariato spaziale che considera la correlazione temporale e
l‟influenza della meteorologia sui contributi delle sorgenti e la correlazione spaziale nell‟ambito di
profili emissivi composizionali [6]. Infine si è effettuata un‟analisi della diffusione spaziale e
dell‟evoluzione temporale di 46 contaminanti del PM10 (diossine, PCB, IPA) basata sulle
concentrazioni mensili in corrispondenza di tre centraline di monitoraggio. A causa dell‟elevata
dimensionalità dei dati, si è adottata una strategia descrittiva basata su tecniche di riduzione
riconducibili al diagramma duale [7].
Bibliografia
[1] A. Pollice, G. Jona Lasinio, Journal Of Data Science, 43-59, 7 (2009).
[2] A. Pollice, G. Jona Lasinio, Environmental Monitoring and Assessment, 177-190, 162 (2010).
[3] A. Pollice, G. Jona Lasinio, Environmetrics, 741-754, 21 (2010).
[4] S. Arima, L. Cretarola, G. Jona Lasinio, A. Pollice, Statistical Methods & Applications, 75-91,
21 (2012).
[5] A. Pollice, Environmetrics, 35-41, 22 (2011).
[6] A. Pollice , G. Jona Lasinio, Environmental and Ecological Statistics, doi: 10.1007/s10651-0110173-0 (2011).
[7] A. Pollice, V. Esposito, Spatial2 - Spatial Data Methods for Environmental and Ecological
Processes. Foggia - Baia delle Zagare (I), 1-2 settembre 2011 (2011).
91
Analisi fattoriale dinamica delle serie storiche degli ossidi di azoto in Umbria
Saverio Ranciati1,*, Stefano Grassi2, Elena Stanghellini1
1
Dipartimento di Economia Finanza e Statistica, Via Pascoli 1, Perugia, I 06126
2
CREATES, Aarhus University, Bartholines Allé 10, DK 800 Aarhus
* Corresponding author. Tel: +075 585 5229,, E-mail:[email protected]
Keywords: Monossido e biossido di azoto, single-factor dinamic model
Si analizzano i dati relativi alle rilevazioni di inquinanti legati agli ossidi di azoto effettuate nel
2009 dalle centraline appartenenti alla rete regionale per il Monitoraggio della Qualità dell'Aria in
Umbria nella provincia di Perugia e Terni (A.R.P.A. e Privincia di Terni). Dopo una ricostruzione
dei dati mancanti mediante funzioni splines, si procede ad implementare modelli autoregressivi su
base giornaliera rilevando, in taluni casi, oltre alla significatività della componente autoregressivia
del ritardo di ordine 1 e 7 (quest'ultimo dovuto alla ciclicità settimanale), anche significatività di
componenti intermedie di ordine dispari. Si è passati successivamente ad implementare modelli di
analisi fattoriale dinamica (si veda ad esempio Bai & Ng, 2008), separatamente per le centraline
nella provincia di Perugia e di Terni. Il fattore latente, in questo caso unidimensionale con
componente autoregressiva di ordine 1, rappresenta il livello di base dell'inquinamento. La
periodicità settimanale è stata colta attraverso l'introduzione di covariate giornaliere.
Le analisi hanno permesso di evidenziare che alcune centraline sono molto legate ai fenomeni del
traffico veicolare, mentre altre, di fondo, risentono dell'inquinamento dovuto ad altre fonti. Il fattore
latente ha inoltre permesso un confronto fra Perugia e Terni, dove pur essendo presente una causa di
inquinamento data dalle emissioni dei veicoli, ad emergere è il forte carattere industriale della zona
che, in combinazione con l'aspetto morfologico del territorio, fa registrare un livello maggiore di
ossidi d'azoto rispetto al capoluogo umbro.
Bibliografia
Bai, J., & Ng, S. (2008). Large Dimensional factor analysis, Foundations and Trends in
Econometrics, 3, 89-163.
92
Modelli statistici ad effetti casuali per la concentrazione delle polveri in
Umbria
M. Giovanna Ranalli1 , Giorgia Rocco1
1
Dipartimento di Economia, Finanza e Statistica. Università degli Studi di Perugia, Via Pascoli, 06123, Perugia.
Contatti: 075 585 5245, [email protected]
Keywords: Centraline, Correlazione, Rete Regionale, Serie Storiche Giornaliere, Splines.
Il lavoro analizza i dati relativi ai valori giornalieri registrati del PM10 nelle centraline umbre negli
anni 2009-2010. Dopo una prima analisi descrittiva dei dati, saranno presentati i risultati sull‟analisi
della relazione fra la concentrazione del PM10 e altri fattori esogeni che si pensa possano avere un
effetto sul livello rilevato, oltre a strutture di autocorrelazioni temporali. Gli strumenti statistici
utilizzati a tale fine sono i modelli lineari ad effetti misti che consentono di valutare il fenomeno in
relazione a diverse variabili esplicative, come con un qualsiasi modello di regressione lineare, ma
permettono anche di tenere in considerazione le strutture di correlazione interna dei dati. In
particolare sono state considerate strutture di correlazione temporale per modellare la dipendenza
tra i valori rilevati dalle stazioni di monitoraggio e strumenti di regressione non parametrica (quali
le splines) per descrivere la relazione con la temperatura. I risultati mostrano una forte correlazione
fra le varie centraline in uno stesso giorno. Il livello di inquinamento risulta inoltre influenzato
positivamente dalla presenza di passaggi di sahariane, mentre subisce una lieve flessione per i
giorni festivi e prefestivi. Risulta infine evidente l‟effetto dovuto allo spostamento della stazione
Fontivegge in data 26/02/2010, con un notevole abbassamento dei valori rilevati per tale stazione.
Bibliografia
(1) ARPA Umbria, Annuario dei dati ambientali 2009, 2010
(2) D. Ruppert, M.P. Wand e R.J. Carrol, Semiparametric Regression, 2005, Cambridge University
Press
(3) J.C. Pinheiro e D.M. Bates, Mixed-Effects Models in S and S-PLUS, 2000, Springer Verlag, Nw
York-Berlino.
93
Mappatura dinamica di esposizione e rischio della popolazione rispetto
all'inquinante atmosferico PM10
Francesco Finazzi1,*, Alessandro Fassò1
1 Dipartimento
di Ingegneria dell'Informazione e Metodi Matematici
Università degli Studi di Bergamo, Dalmine, 24044
* Corresponding author. Tel: +035-2052371, E-mail: [email protected]
Keywords: modelli statistici spazio-temporali, mappatura dinamica, esposizione e rischio
Nell'ambito della statistica applicata ai problemi ambientali sono stati proposti numerosi modelli
per la mappatura dell'inquinante PM10, a partire sia dai dati delle reti di monitoraggio a terra che da
quelli satellitari. In [1], ad esempio, Fassò e Finazzi propongono un modello spazio-temporale di
coregionalizzazione dinamica per la mappatura di inquinanti atmosferici in cui dati a terra e
satellitari sono congiuntamente analizzati, risolvendo il problema dei dati mancanti e quello della
non-colocazione delle misure.
Dal punto di vista dell'impatto di uno o più inquinanti sulla popolazione, le informazioni ottenute
dalla mappatura dinamica risultano realmente utili quando possono essere tradotte in esposizione
della popolazione e rischio associato. In [2] si propone un approccio basato sul modello di
coregionalizzazione dinamica per la valutazione di esposizione e rischio della popolazione
attraverso uno o più indici, aggregati spazialmente o temporalmente a seconda dell'aspetto che si
intende analizzare. In particolare, gli indici di esposizione e rischio sono ottenuti dall'analisi
congiunta delle mappe dinamiche e della distribuzione spaziale ad alta risoluzione della
popolazione sul territorio. L'approccio è in grado di recepire l'attuale normativa europea e nazionale
in merito alla concentrazione di PM10 e fornisce sia la stima degli indici che la loro incertezza.
In questo lavoro si mostrano i risultati relativi all'analisi dei dati di qualità dell'aria scozzesi per
l'anno 2009. La mappatura dinamica di concentrazione di PM10, esposizione e rischio sono ottenute
dall'analisi dei dati della rete di monitoraggio a terra di PM10, NO2 e O3. La correlazione spaziotemporale tra PM10 e gli altri inquinanti consente di migliorare la previsione spaziale della
concentrazione di PM10 anche nelle aree dove il PM10 non è direttamente monitorato.
L'esposizione della popolazione scozzese all'inquinante PM10 è valutata come media pesata della
concentrazione rispetto alla densità della popolazione mentre gli indici di rischio sono valutati
considerando sia la probabilità di superamento della soglia giornaliera di 50 gm-3 che la
probabilità che tale soglia venga superata per più di 7 giorni all'anno, limite stabilito dal
dipartimento dell'ambiente scozzese.
Bibliografia
[1] Fassò A. and Finazzi F. (2011). Maximum likelihood estimation of the dynamic
coregionalization model with heterotopic data. Environmetrics, vol. 22; p. 735-748.
[2] Finazzi F., Scott M.E. and Fassò A. (2012). A statistical framework for model based air quality
indicators and population risk evaluation. GRASPA, vol. 43; p. 1-26.
94
Approccio funzionale nella modellazione del PM10
Rosaria Ignaccolo1,*
1
Dipartimento di Economia,Università degli Studi di Torino
* Corresponding author. Tel: +39.011.6703873, E-mail: [email protected]
Keywords:dati funzionali, geostatistica, particolato atmosferico
Il particolato atmosferico viene solitamente monitorato attraverso una rete di sensori, distribuiti sul
territorio, che misurano la sua concentrazione con una certa frequenza temporale. I dati registrati
hanno così una connotazione spazio-temporale, ma possono altresì essere visti come realizzazioni di
funzioni (del tempo) osservate in un insieme di siti spaziali, cioè come dati funzionali spaziali. I
metodi di geostatistica per dati funzionali spaziali, di recente sviluppo, permettono la previsione di
una curva (un‟intera funzione e non un particolare valore di una variabile) in un sito non
monitorato. In questo lavoro, viene sviluppato un modello funzionale per le concentrazioni di PM 10
in Piemonte tenendo conto di variabili esogene (come quelle meteorologiche) le cui osservazioni,
cambiando col tempo, possono essere viste anch'esse come dati funzionali. A tal fine, si propone
una versione funzionale del kriging con deriva esterna di cui si valuta la performance sia utilizzando
specifici indici di capacità previsiva di modelli per la qualità dell‟aria, sia in termini di costi
computazionali.
95
96
Stima del contributo elementare negli aggregati di nanoparticelle in atmosfera
Silvia Canepari1*, Elisabetta Marconi1,Maria Luisa Astolfi1, Cinzia Perrino2
1
Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, Roma, 00185
C.N.R. Istituto Inquinamento Atmosferico, Montelibretti (RM), 00015
* Corresponding author. Tel: +390649913343, E-mail: [email protected]
2
Keywords: nanoparticelle, concentrazioni elementari, aggregazione
Negli ultimi anni, la classe dimensionale del particolato atmosferico (PM) che sta ricevendo
maggiore attenzione è quella delle particelle di dimensioni inferiori a 100 nanometri (particelle
ultrafine o nanoparticelle, NP). Il rilascio di NP in atmosfera è generalmente dovuto a processi
combustivi sia di origine naturale, come vulcani e incendi, che di origine antropogica come
emissioni di motori diesel dei veicoli, inceneritori, industrie e riscaldamento domestico. Le NP, a
causa dell‟elevata area superficiale, sono facilmente soggette a processi di aggregazione o
all‟inclusione in particelle di dimensioni maggiori.
Attualmente le concentrazioni nanoparticellari in atmosfera sono valutate attraverso diverse
strumentazioni (contatori, nanoimpattori) che classificano gli aggregati (e le nanoparticelle incluse)
in classi dimensionali non nanometriche, incorrendo in una sottostima del contributo nano
particellare. E‟ bene evidenziare che i potenziali rischi sulla salute prodotti da tali aggregati
dovrebbero essere attentamente valutati, poiché non possono essere esclusi processi di
disaggregazione a contatto con i fluidi biologici.
La ricerca effettuata in questo lavoro è basata sui risultati di un precedente lavoro [1] nel quale si è
ipotizzata la presenza di NP contenenti Sb nella frazione fine del PM. I risultati ottenuti hanno
suggerito la capacità degli ultrasuoni (US) di indurre processi di disaggregazione e la possibilità di
stimare il contributo nanoparticellare di Sb come differenza tra i risultati ottenuti mediante
spettroscopia al plasma con rivelazione di massa (ICP-MS) prima e dopo l‟eluizione del campione
da una colonna cromatografica.
Alla luce di questi risultati, si è pensato di estendere tale studio ad altri elementi di interesse
ambientale. L‟effetto di alcuni fattori (tempo di applicazione degli US, pH, forza ionica) sullo stato
di aggregazione è stato valutato mediante la misura del diametro idrodinamico delle particelle in
sospensione acquosa e l‟acquisizione di immagini al SEM. Si è quindi proceduto alla separazione
tra le particelle sospese e quelle sedimentabili mediante centrifugazione e la sospensione è stata
analizzata mediante ICP-MS prima e dopo l‟eluizione da una colonna cromatografica.
L‟applicazione del metodo alle polveri campionate mediante un impattore multistadio ha mostrato
per diversi elementi (Cd, Sb, As, V, Ni e Pb) una significativa riduzione delle concentrazioni in
seguito all‟eluizione cromatografica. Tale riduzione è stata osservata solo nei campioni della
frazione fine del PM, nella quale è maggiormente probabile la presenza di aggregati di
nanoparticelle ed è quindi probabilmente imputabile alla presenza di nanoparticelle solide in
sospensione fermate durante l‟eluizione in colonna.
Bibliografia
S. Canepari et al., Anal. Bioanal Chem. 2533-2542, 397 (2010)P
97
Emissione di nanoparticolato da autovetture diesel in fase di rigenerazione del
DPF
Simone Casadei, Davide Faedo, Francesco Avella
Innovhub - Stazioni Sperimentali per l’Industria, Divisione SSC - Viale A. De Gasperi 3 –
20097 San Donato Milanese, Milano - Italy
* Simone Casadei Tel: +39 02 51604286 - fax +39 02 514286 [email protected]
Keywords: nanoparticolato diesel, DPF, rigenerazione
L‟emissione di particolato ultrafine e di nanoparticolato dallo scarico degli autoveicoli diesel è un
tema estremamente attuale per via dei suoi comprovati effetti sulla salute umana [1]. Recentemente,
significativo impatto mediatico hanno avuto in Italia dubbi sull‟efficacia dei filtri antiparticolato
(DPF – Diesel Particulate Filter), applicati agli autoveicoli diesel più recenti per ridurre l‟emissione
di particolato, con particolare attenzione alle nanoparticelle emesse durante la loro rigenerazione.
Presso il Laboratorio Emissioni Autoveicolari della Divisione SSC di Innovhub-SSI sono stati
svolti test con due autovetture diesel Euro 4 dotate di DPF - ritenute rappresentative della flotta
autoveicolare italiana - per determinare il livello di emissione del particolato ultrafine e
nanoparticolato durante la rigenerazione del DPF. Le misure sono state svolte con l‟ELPI (Electrical
Low Pressure Impactor) facendo funzionare le autovetture secondo il ciclo di guida standard NEDC
(UDC + EUDC) e il ciclo di guida reale “Urban” (Progetto ARTEMIS). Le distribuzioni
dimensionali delle particelle emesse sono state confrontate con quelle rilevate in assenza di
rigenerazione del DPF e con quelle determinate nello scarico di autovetture diesel di inferiore o pari
livello tecnologico, senza DPF. In accordo con i pochi dati disponibili in letteratura [2, 3] è stato
rilevato, durante la rigenerazione del DPF occorsa nei cicli EUDC e Urban, un picco di emissione di
particelle con diametro aerodinamico Dp < 30 nm, mentre durante la guida in assenza di
rigenerazione (guida normale) il picco di emissione si presentava nell‟intervallo dei diametri tipici
del particolato ultrafine (60 nm < Dp < 100 nm). Per tutte le classi dimensionali il numero di
particelle emesse in fase di rigenerazione del DPF risultava di circa 3 ordini di grandezza superiore
rispetto alle condizioni di guida normale, raggiungendo i livelli emissivi delle autovetture diesel non
dotate di DPF. Va tenuto conto che la rigenerazione del DPF si compie a intervalli di
chilometraggio variabili secondo le condizioni d‟uso e la strategia di rigenerazione del Costruttore,
ma comunque compresi tra 300 e 1.000 km circa e la durata è di solo pochi minuti, durante i quali
l‟emissione di particolato, in termini di numero e dimensione delle particelle, si porta al livello di
quello rilevato con un‟autovettura senza DPF.
Bibliografia
[1] F. Millo, D. Vezza, T. Vlachs, D. Fino, N. Russo A. De Filippo – “Particle Number and Size
Distribution from Small Displacement Automotive Diesel Engine during DPF Regeneration” –
SAE Tech. Paper N. 2010-01-1552 (2010).
[2] B. Giechaskiel, R. Munoz-Bueno, R. Rubino, U. Manfredi, U. Dilara. G. De Santi – “Particle
Measurement Programme (PMP): Particle Size and Number Emissions Before, During and
After Regeneration Events of a Euro 4 DPF Equipped Light-Duty Diesel Vehicle“ – SAE Tech
Paper N. 2007-01-1944 (2007).
[3] Athanasios Mamakos, Giorgio Martini – “Particle Number Emissions During Regeneration of
DPF-equipped Light Duty Diesel Vehicles. A Literature Survey” – JRC Scientific and
Technical Reports, EUR 24853 -2011 (2011).
98
Studio della concentrazione numerica di particelle ultrafini nell’area
metropolitana torinese – Risultati anno 2011 e confronto con misure in campo di
traffico veicolare
Milena Sacco1,*, Francesco Lollobrigida1, Antonella Pannocchia1 , Francesco Pavone2,
Dino Maria2, Carlo Bussi1 , Annalisa Bruno1 , Giacomo Castrogiovanni 1 , Marilena Maringo 1,
Fabio Pittarello1 , Francesco Romeo 1, Roberto Sergi1
1
Arpa Piemonte, via Pio VII 9, 10135 Torino
Provincia di Torino, C.so Inghilterra 7/9, 10138 Torino
* Corresponding author. Tel: +01119680406, E-mail:[email protected]
2
Keywords: monitoraggio aria ambiente , particolato ultrafine, distribuzione dimensionale, Torino
Torino e la sua area metropolitana sono una delle zone più critiche in Europa per quanto riguarda il
particolato aerodisperso. Allo scopo di approfondire la conoscenza del fenomeno è stato avviato
nel 2009 da Arpa Piemonte e Provincia di Torino un progetto di monitoraggio della concentrazione
numerica di particelle ultrafini e della loro distribuzione dimensionale [1]. Lo strumento utilizzato
(UFP Monitor 3031–TSI Incorporated) fornisce la misura in continuo della concentrazione
numerica delle particelle aerodisperse su sei classi dimensionali (20-30 nm, 30-50 nm, 50-70 nm,
70-100 nm, 100-200 nm, 200 -1000 nm) e le misure sono state effettuate presso il sito al
quindicesimo piano della sede della Provincia di Torino, nella zona centrale del capoluogo, a
un‟altezza di circa 50 metri. La concentrazione numerica media, calcolata sulla base delle
concentrazioni medie orarie dal mese di maggio a dicembre 2011, è di circa 6,2*109 particelle/m3.
La frazione più rilevante di particelle è quella con diametro compreso tra i 100 e i 200 nm (circa il
28%), mentre le classi numericamente inferiori sono quelle estreme (20-30 nm e 200-1000 nm), che
rappresentano ognuna circa il 10% del totale. Il confronto con le concentrazioni in massa di
inquinanti atmosferici monitorati presso tre stazioni poste al suolo, di cui due di traffico ubicate in
centro città e una di fondo, evidenzia una buona correlazione con monossido di azoto, PM10 e
PM2.5, in particolare dovuta alle frazioni superiori ai 70 nm. La variabilità del corso della giornata è
in media più ampia per le classi 20-30 nm, 30-50 nm e 50-70 nm rispetto alle classi di dimensioni
maggiori; a parità di classe dimensionale, inoltre, il giorno medio presenta una variabilità minore
nei mesi caldi. L‟andamento di lungo periodo evidenzia che il rapporto tra massima e minima media
mensile aumenta all‟aumentare delle dimensioni delle particelle; in particolare la media mensile
relativa alla frazione più fine (20-30 nm) rimane pressoché costante durante il corso dell‟anno,
mentre quelle relative alle frazioni tra 100 e 1000 nm hanno un andamento analogo a quello della
concentrazione in massa di PM10 e PM2.5.
Nel corso del progetto sono stati rilevati i flussi veicolari sui due principali assi viari prossimi al sito
di misura, evidenziando che il picco mattutino di traffico coincide temporalmente con quello della
concentrazione di UFP. Nelle ore centrali della giornata, mentre i flussi veicolari si mantengono
pressoché costanti, si osserva invece una significativa riduzione del numero di particelle
aerodisperse. La concentrazione di UFP aumenta nuovamente nelle ore serali ma in orario
successivo al secondo picco di traffico. Nel complesso la modulazione giornaliera delle UFP appare
regolata principalmente dall‟altezza dello strato rimescolato.
Bibliografia
[1] F.Lollobrigida et al., Il progetto di studio della concentrazione numerica di particelle ultrafini
nell‟area metropolitana torinese- Risultati preliminari, Atti del IV Convegno Nazionale sul
particolato atmosferico. Pagina O-9, (2010).
99
Concentrazioni Spazio-Temporali di particelle ultrafini in un sito rurale
ed urbano nella zona di Bologna
L. Pasti1, E. Sarti1, E. Nava3, M. Rossi2*
1Dipartimento
di Chimica, Università degli Studi di Ferrara, Ferrara, 44121, Italia
2ARPA, Rimini, 47923
3ARPA, Ferrara, 44124, Italia
* Corresponding author. Tel: 0541-319287, E-mail: [email protected]
Keywords: Particelle Ultrafini, Monitoraggio, Impatto da impianti di incenerimento rifiuti
Nel corso del progetto Moniter (Monitoraggio degli Inceneritori nel Territorio dell‟Emilia
Romagna), sono stati valutati la variazione spaziale e temporale delle particelle fini e ultrafini, ed i
parametri della fase gassosa nella zona di Bologna (Italia), un‟area notoriamente critica per quel che
riguarda l‟inquinamento atmosferico. Questa valutazione si basa su misurazioni in giorni selezionati
durante diverse stagioni nel 2008/2009, comprendendo aree urbane, suburbane e rurali. Particolare
attenzione è stata posta sullo studio delle particelle nel range dimensionale fine (<2,5 micron) e
ultrafine (<100 nm); nel dettaglio, sono stati esaminati gli effetti dei parametri meteorologici sulla
concentrazione di ultrafini (UFP) e la loro distribuzione dimensionale.
Le concentrazioni (espresse in numero per unità di volume) di particelle nel range dimensionale
5.6-560 nm sono state ottenute da un Mobility Particle Sizer Veloce, FMPS 3091, TSI. Sono stati
monitorati parametri meteorologici quali temperatura ambiente, umidità relativa, velocità e
direzione del vento, precipitazioni, flusso di radiazione solare e altezza di miscelazione (H-calmet).
L'analisi di serie temporali rivela la periodicità di 12 ore del numero di particelle e sono state
osservate significative variazioni stagionali e giornaliere, tra cui un picco dovuto al traffico durante
la mattina. Differenze significative sono state osservate anche nelle concentrazioni di UPF nei siti
monitorati a seconda del traffico e delle condizioni locali.
E‟ stato costruito un modello di regressione multilineare della concentrazione media giornaliera di
UFP vs. i parametri meteorologici medi: i modelli hanno mostrato un buon coefficiente di
regressione (adj-R2: 0,79-0,89). Tuttavia, questo approccio basato sui valori medi non ha tenuto
conto delle variazioni in tempo reale [1]. Di conseguenza, è stato sviluppato un approccio basato su
funzioni di cross-correlazione tra la concentrazione di UFP ed i parametri meteorologici. L'analisi
indica che l'influenza del vento è probabilmente legata alle fonti fisse, le quali potrebbero essere
una delle cause che contribuiscono all‟elevata concentrazione di particelle ultrafini. Infine, è stato
costruito un modello basato su funzioni di trasferimento, in grado di descrivere la concentrazione
temporale osservata di particelle; le prestazioni del medesimo sono state valutate.
Questo lavoro è stato sostenuto dalla Regione Emilia-Romagna nell'ambito del «Progetto Moniter».
http://www.moniter.it
Bibliografia
[1] S. Aggarwal, R. Jain, J. D. Marshall, Real-Time Prediction of Size-Resolved Ultrafine
Particulate Matter on Freeways, Environ. Sci. Technol. (2012)
100
Studio della distribuzione spazio-temporale del particolato ultrafine nella
provincia di Venezia
Andrea Pigozzo1,*, Laura Manodori2, Alessio De Bortoli3, Salvatore Patti3
1CIVEN,
Venezia, 30175
Nanotech, Rovigo, 45100
3ARPAV, Padova, 35121
* Corresponding author. Tel: +390415093929, E-mail: [email protected]
2Veneto
Keywords: frazione ultrafine, concentrazione numerica, contatore di particelle a condensazione
In relazione alle evidenze tossicologiche ed ai possibili effetti epidemiologici legati alla frazione
ultrafine dell‟aerosol, l‟approccio del mondo scientifico e recentemente anche normativo per la sua
indagine è indirizzato verso la valutazione numerica della concentrazione piuttosto che in termini di
massa [1]. In accordo a questa evidenza, in questo lavoro si intende studiare la variazione spaziale e
stagionale delle particelle ultrafini nella provincia di Venezia, attraverso la rilevazione della
concentrazione numerica dell‟aerosol nel range 4 nm – 3 μm, attribuibile pressoché per intero alla
frazione inferiore a 100 nm [2]. A tale scopo è iniziata nel febbraio dello scorso anno un‟intensa
campagna di campionamento presso 5 siti caratterizzati da un differente impatto antropico (rurale,
industriale, background urbano, urbano, traffico), utilizzando un contatore di particelle a
condensazione (CPC mod. 5.403, Grimm); i campionamenti, su base stagionale, sono durati 15
giorni presso ciascuna stazione con frequenza di rilevazione del dato di 1 minuto.
L‟analisi dei risultati preliminari mostra che la concentrazione mediana del particolato misurata al
sito rurale è inferiore di circa un ordine di grandezza rispetto a quella rilevata nel sito di traffico,
come riportato ad esempio in Fig. 1, e già osservato in letteratura [3]. Oltre che un aumento della
concentrazione numerica tra le stazioni progressivamente più interessate da attività antropiche è
possibile identificare anche una maggiore dispersione dei dati, che risulta più ampia nei siti più
inquinati. Presso i siti a maggiore antropizzazione è inoltre stato rilevato un distinto andamento
circadiano della concentrazione, con picchi giornalieri in corrispondenza delle ore di punta del
traffico (prima mattina e tardo pomeriggio), dovuti probabilmente ad una maggiore formazione di
aerosol secondario che è il principale responsabile della frazione ultrafine [4].
Bibliografia
[1] P. Kumar et al., Atmos. Environ., 5035-5052, 44 (2010).
[2] P. Baron & K. Willeke, Aerosol Measurements, Wiley Interscience (2001).
[3] L. Morawska et al., European Aerosol Conference, Abstract T043A04 (2009).
[4] F. Wang et al., Atmos. Res., 69-77, 98 (2010).
101
Eruzione del vulcano islandese eyafallajökull: misure di PM 2.5 in un sito del
sud Italia
Rosa Caggiano1,*, Saverio Fiore1, Antonio Lettino1, Maria Macchiato2, Serena Sabia1,
Serena Trippetta1
1
Istituto di Metodologie per l’Analisi Ambientale - Consiglio Nazionale delle Ricerche (IMAA - CNR), Tito Scalo
(PZ), 85050
2
Dipartimento di Scienze Fisiche (DSF), CNISM, Università Federico II, Napoli, 80126
* Corresponding author: Tel: +39971427267, E-mail: [email protected]
Keywords: PM2.5, polveri vulcaniche, Eyjafjallajökull, composizione chimica, SEM
Il 20 marzo 2010 il vulcano Eyjafjallajökull, (Islanda 63° 38'N, 19° 36'W, 1666 m sul livello del
mare), ha iniziato la sua attività eruttiva con fuoriuscita di lava di composizione basaltica ed una
quantità ridotta di emissioni in atmosfera. Il 14 aprile 2010 ha avuto inizio un'eruzione esplosiva,
caratterizzata da magma di composizione andesitica, che ha permesso al pennacchio vulcanico di
raggiungere gli 11 km di quota. Condizioni meteorologiche persistenti -un sistema di alta pressione
sull'Europa occidentale delle isole britanniche e un sistema di bassa pressione sulla Scandinaviahanno causato un flusso quasi continuo di cenere vulcanica dall'Islanda verso l'Europa centrale.
Campioni di particolato atmosferico con diametro aerodinamico inferiore a 2.5m (PM2.5) sono
stati raccolti presso l‟Istituto di Metodologie per l‟Analisi Ambientale del Consiglio Nazionale delle
Ricerche (IMAA-CNR) di Tito Scalo (PZ) a partire dal 20 aprile 2010 [1], quando, per la prima
volta, sono state osservate sul sito di misura polveri vulcaniche. A partire da tali campioni sono
state determinate le concentrazioni e la composizione chimica del PM2.5 e sono state osservate le
caratteristiche mineralogiche e morfologiche delle singole particelle aerosoliche.
Le concentrazioni giornaliere di PM2.5 e del loro contenuto in Al, Ca, Fe, K, Mg, Mn e Ti,
caratterizzate da un andamento temporale simile, sono risultate crescenti durante i primi giorni di
campionamento ed hanno raggiunto il valore massimo il 22 aprile, quando le osservazioni in remote
sensing hanno mostrato la mescolanza delle polveri vulcaniche con lo strato aerosolico sottostante
di origine locale [2].
La ricaduta al suolo di particelle di origine vulcanica è stata evidenziata attraverso le analisi
effettuate sulle singole particelle di PM2.5 con l‟ausilio di un microscopio elettronico a scansione
con sorgente ad emissione di campo e sistema di microanalisi a dispersione di energia. Particelle
vulcaniche sono state osservate sia nella frazione più fine del PM2.5 (diametro di Feret ≤0.8µm)
che in quella più grossolana. Nella frazione fine sono stati osservati complessi secondari di aerosol
probabilmente legati alle emissioni gassose del vulcano Eyjafjallajökull. Nella frazione grossolana
le particelle vulcaniche rappresentano un gruppo rilevante e sono principalmente composte da
aggregati di minerali riferibili ad un magmatismo basaltico-andesitico. Tali aggregati sono
caratterizzati dalla costante presenza di zolfo. Le particelle vulcaniche sono concentrate
principalmente nei campioni raccolti il 21 e 22 aprile, in perfetto accordo con l‟incremento delle
concentrazioni di PM2.5 e degli elementi chimici utilizzati come traccianti della ricaduta al suolo
delle polveri vulcaniche.
Bibliografia
[1] A. Lettino et al., Atmos. Environ. 48, 97-103, (2012).
[2] L. Mona et al., Atmos. Chem. Phys. Discuss. 11, 12763-12803, (2011).
102
Profili verticali e dinamiche evolutive del particolato atmosferico
nella conca ternana
Beatrice Moroni1,*, David Cappelletti1, Stefano Crocchianti2,
Luca Ferrero3, Maria Grazia Perrone3, Giorgia Sangiorgi3, Ezio Bolzacchini3
1
Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale,Università di Perugia, 06125
2
Dipartimento di Chimica, Università di Perugia, 06123
3
Dipartimento di Scienze Ambientali, Università di Milano-Bicocca, 20126
* Corresponding author. Tel: +39 075 5853862, E-mail: [email protected]
Keywords: Microscopia
dispersione, trasporto
elettronica,
modelli
euleriani,
sedimentazione,
invecchiamento,
Le aree vallive sono siti elettivi per l‟insediamento umano e le attività industriali. Qui, tuttavia, le
particolari condizioni ambientali legate alla topografia e al microclima, insieme alle attività umane,
possono influenzare notevolmente le proprietà degli aerosol, tanto da richiedere adeguati strumenti
decisionali nelle politiche ambientali e del territorio. Le proprietà, e gli effetti, degli aerosol
dipendono da numerose variabili, come la distribuzione numerica dimensionale, la struttura e la
composizione chimica delle particelle costituenti. In questo lavoro è stato valutato il potenziale di
un approccio integrato tra misure on-line e off- line delle suddette variabili, e modelli chimico-fisici
nello studio dell‟evoluzione delle caratteristiche degli aerosol lungo profili verticali. L‟approccio è
stato applicato alla conca ternana, uno dei siti urbani e industriali più inquinati della penisola.
Profili verticali di aerosol atmosferico sono stati eseguiti mediante una stazione mobile su pallone
aerostatico frenato equipaggiata con un contatore ottico di particelle (OPC), un impattore a cascata
miniaturizzato, e una stazione meteorologica portatile. I campioni sono stati analizzati in
cromatografia ionica e in microscopia elettronica a scansione (SEM), e i risultati confrontati con
quelli ottenuti dall‟applicazione del modello tridimensionale euleriano chimico e di trasporto
Chimere [1] (versione 2011a+) al dominio di calcolo dell‟Italia centrale. I risultati delle misure
OPC mostrano una diminuzione con la quota del volume particellare medio (VPM) delle particelle
grossolane, e un aumento del VPM di quelle fini. Queste caratteristiche sono simili a quelle
riscontrate in altre località, come la pianura padana, dove sono state attribuite a processi di
sedimentazione e di invecchiamento [2]; perciò, esse denotano comportamenti analoghi in
condizioni meteo-orografiche simili indipendentemente dalle dimensioni e dalla collocazione
geografica del bacino. D‟altra parte, le indagini al SEM [3] hanno evidenziato diverse distribuzioni
di numero, dimensioni e proprietà geochimiche da parte di diverse tipologie di particelle. Esse
riflettono pertanto diversi comportamenti e modi di evoluzione spazio/temporale delle particelle
costituenti, oltre all‟azione di fenomeni di trasporto regionale e/o a lungo raggio ben documentata
dall‟applicazione dei modelli di calcolo.
Bibliografia
[1] “The
Chimere
chemistry-transport
chimere/chimere.php.
model”.
[2] Ferrero et al., Atmos. Chem. Phys. 3915-3932, 10 (2010).
[3] Moroni et al., Atmos. Environ 267-277, 50 (2012).
103
http:
//www.lmd.polytechnique.fr/
Applicazione di WRF/Chem e WRF-CAMx al territorio italiano: validazione e
confronto.
Alessandra Balzarini1, Guido Pirovano1*, Giuseppe M. Riva1, A. Toppetti1
1
RSE S.p.A., Milano, I-20134
Tel: +39 02 39924625, E-mail: guido.pirovano @rse-web.it
Keywords: clima e qualità dell’aria, modelli accoppiati, CAMx, WRF-CHEM
Uno dei recenti sviluppi nello studio delle variazioni climatiche è rappresentato dall‟individuazione
delle reciproche interazioni fra qualità dell‟aria e clima. Da un lato, infatti, la modifica delle
principali caratteristiche climatiche di una certa regione (temperatura, radiazione solare,
precipitazione,…) può influenzare i processi di formazione e rimozione degli inquinanti atmosferici
e quindi, in ultima analisi, la qualità dell‟aria nel suo complesso [1]. Dall‟altra, la presenza di
inquinanti atmosferici, soprattutto in fase aerosol, può influenzare il bilancio radiativo su scala
regionale, innescando di conseguenza variazioni sui processi meteorologici e, sul lungo periodo,
delle caratteristiche climatiche di un‟area [4].
Una valutazione quantitativa delle interazioni fra qualità dell‟aria e clima, richiede però l‟utilizzo di
adeguati strumenti modellistici, in grado di ricostruire i processi fisici e chimici sottesi.
Generalmente i modelli di chimica e trasporto, come CAMx [3], non consentono di stimare le
reciproche interazioni tra qualità dell‟aria e meteorologia, poiché le trasformazioni chimiche sono
trattate indipendentemente dalla simulazione meteorologica. In WRF/Chem [2] invece le equazioni
chimiche sono integrate all‟interno del modello meteorologico WRF, permettendo così di studiare
la combinazione di effetti meteorologici (trasporto, diffusione, deposizione) e la chimica
dell'atmosfera.
Il presente lavoro descrive l‟applicazione italiana di due sistemi modellistici basati rispettivamente
sui modelli WRF/Chem e WRF-CAMx.
I sistemi modellistici sono stati applicati su un dominio di calcolo relativo all‟intero territorio
italiano, suddiviso in una griglia regolare di celle con risoluzione 15 km, per gennaio e luglio 2005.
I modelli hanno fornito in uscita l‟evoluzione delle concentrazioni orarie dei principali inquinanti
atmosferici sia gassosi che in fase particolata, che sono stati poi confrontati con un dataset misurato.
I modelli hanno mostrato un generale accordo anche se WRF/Chem tende a ricostruire
concentrazioni più elevate di particolato, soprattutto in pianura padana. Il confronto preliminare con
i dati osservati in corrispondenza della città di Milano hanno evidenziato una sottostima di entrambi
i modelli della concentrazione invernale di PM10 e una tendenza alla sovrastima della
concentrazione estiva di ozono.
Bibliografia
[2] Giorgi e Meleux, C. R. Geoscience, 339, (2007).
[2] Grell et al., Atmos. Environ., 39(37), (2005).
[2] ENVIRON, CAMx User‟s Guide Version 5.4 (2011).
[2] Forkel et al, Atmos. Environ., articolo in stampa.
104
Identificazione di aerosol da emissioni navali nel Mediterraneo centrale
dall’analisi chimica di particolato atmosferico campionato a Lampedusa
Silvia Becagli1, Rita Traversi1, Costanza Ghedini1, Silva Nava2, Massimo Chiari2,
Franco Lucarelli2, Giulia Calzolai2, Alcide di Sarra3, Giandomenico Pace3, Daniela Meloni3,
Damiano Sferlazzo4, Carlo Bommarito4, Francesco Monteleone4, Roberto Udisti1
1
2
Dipartimento di Chimica, Università di Firenze, Sesto Fiorentino, Firenze, I-50019
Dipartimento di Fisica Università di Firenze e INFN, Sez. Firenze, Sesto Fiorentino, Firenze, I-50019
3
UTMEA-TER, ENEA, S. Maria di Galeria, Roma, I-00123
4
UTMEA-TER ENEA,Lampedusa, Agrigento, I-92010
* Corresponding author. Tel: +39 055 4573350, E-mail:[email protected]
Keywords: PM10, composizione chimica, emissioni navali, Mediterraneo centrale.
Uno degli obbiettivi più importanti per la ricerca nell‟ambito dell'inquinamento atmosferico, delle
politiche di risanamento è la valutazione delle emissioni delle navi e il loro impatto sull'ambiente.
Gli studi sul contributo delle emissioni navali su carico di aerosol sono basati su dati provenienti
dagli inventari delle emissioni accoppiati all‟approccio modellistico [1]. Tali studi mostrano che i
contributi simulati di aerosol navali al budget totale dell‟aerosol atmosferico nel bacino del
Mediterraneo sono elevati, ma la stima di tali contributi è fortemente dipendente dall‟ inventario
applicato. La validazione della consistenza degli studi modellistici con misure sperimentali è un
compito difficile a causa della mancanza di osservazioni continue in mare aperto.
In questo lavoro viene presentata una stima delle emissioni di aerosol dalle navi al PM10 nel
Mediterraneo centrale dalla caratterizzazione chimica del PM10 campionato a Lampedusa (35,5 °
N, 12.6 ° E) a sud del Canale di Sicilia per il periodo 2004-2008. Campioni largamente influenzati
da aerosol derivante da combustione di oli pesanti sono caratterizzati da elevata percentuale della
frazione solubile di Ni e V (circa l'80% contro il 40% dei campioni con elevato contenuto di
particolato di origine crostale) dell‟elevato fattore di arricchimento di V e Ni calcolati rispetto al Si
e valori di Vsol> 6 ng m-3. Durante il periodo considerato la sorgente combustione di olio pesante è
stata evidenziata nel 17% dei campioni giornalieri. L‟analisi delle retro-traiettorie delle masse d‟aria
sugli eventi selezionati dimostra che le masse provengono prevalentemente dal Canale di Sicilia,
dove si verifica un intenso traffico navale. Questa evidenza fa supporre che le emissioni navali
possono costituire il contributo principale alla fonte combustione di olio pesante per il sito di
Lampedusa.
I dati di composizione chimica del PM10 e quelli ottenuti con impattore multistadio (Andersen 8stadi) suggeriscono per l‟aerosol proveniente delle emissioni navali, in estate, a Lampedusa, un
rapporto caratteristico nssSO42-/V nell‟intervallo 200-400. Usando il valore di 200 come limite
inferiore è possibile stimare il contributo delle emissioni navali al budget totale dei nssSO42-. I
nssSO42- da emissioni navali rappresentano in media, in estate, 1.2 g m-3, che rappresenta circa il
30% del totale nssSO42-, il 3.9% del PM10, l'8% del PM2.5 e l'11% delle PM1.
Bibliografia
[1] H. Agrawal et al., Environ. Sci. Technol. 7098–7103, 42, (2008).
[2] E. Marmer et al., Atmos. Chem. Phys. 6815–6831, 9, (2009).
105
Dispersione di particolato atmosferico da incendio boschivo in area
mediterranea: un approccio modellistico
C. Pizzigalli 1,2, R. Cesari2*, A. Maurizi3, M. Mircea4, M. D‟Isidoro4, F.Tampieri3
1
Saipem S.P.A, Engineering and Construction Business Unit, Fano Ocean and Seabed Engineering, Fano (PU) ,
61032
2
ISAC-CNR– Str. Prov. Lecce-Monteroni km 1200, Lecce, 73100
3
ISAC-CNR - via Gobetti, 101 - 40129 Bologna , 40129
4
ENEA Centro Ricerche, V. Martiri di Monte Sole, 4, Bologna, 40129
* Rita Cesari. Tel: +390832298816, E-mail:[email protected]
Keywords: incendi boschivi, emissioni, simulazioni numeriche
L‟Europa del Sud e il bacino Mediterraneo sono frequentemente affetti da incendi boschivi che
possono bruciare migliaia di ettari in pochi giorni, soprattutto durante l‟estate. Numerosi studi
hanno dimostrato che le emissioni da incendi boschivi sono tra le maggiori sorgenti di inquinanti in
troposfera [1]. Risulta quindi importante stimare ed includere le emissioni da incendio boschivo nei
modelli di qualità dell‟aria, e parametrizzare correttamente le altezze di emissione, in quanto i
processi di trasporto e deposizione in atmosfera sono molto sensibili alla quota di rilascio. Nel
presente lavoro verrà presentato un pre-processore per la stima delle emissioni da incendio boschivo
e delle relative altezze di emissione [2]. Le emissioni, sia di inquinanti in fase gassosa che di
aerosol, stimate per il periodo 22-30 agosto 2007 per gli incendi che hanno interessato la Grecia, l‟
Albania e l‟Algeria, saranno confrontate con quelle stimate dal data set FINNv1 [3]. Si
illustreranno i risultati di simulazioni numeriche del trasporto e dispersione di tali inquinanti,
effettuate con il modello di dinamica e composizione chimica dell‟ atmosefera BOLCHEM [4],
discutendo le problematiche legate alla modulazione oraria giornaliera dei flussi e delle altezze di
emissione.
Bibliografia
[1] P.J. Crutzen et M.O. Andreae, Biomass burning in the tropics: impact on atmospheric chemistry
and biogeochemical cycles, Science, 1169-1178, 250 (1990)
[2] C. Pizzigalli in behalf of the BOLCHEM group, Modelling wildfires in the Mediterranean area
during summer 2007. Sottomesso al Nuovo Cimento
[3] C. Wiedinmyer, S.K. Akagi, R.J Yokelson, L.K. Emmons, J.A. Al-Saadi J.A., J.J Orlando et
Soja A.J., The Fire INventory from NCAR (FINN) - a high resolution global model to estimate the
emissions from open burning. Geosci. Model Dev. Discuss., 2439-2476, 3, (2010)
[4] M. Mircea, M. D‟Isidoro, A. Maurizi, L.Vitali, F. Monforti, G. Zanini et F. Tampieri: A
comprehensive performance evaluation of the air quality model BOLCHEM to reproduce the ozone
concentrations over Italy. Atm. Env., 42, 6, 1169-1185, 42, 6 (2007)
106
Apporti transfrontalieri alle concentrazioni di particolato atmosferico in
Regione Puglia
M. Amodio, E. Andriani, P. R. Dambruoso, G. de Gennaro*, A. Di Gilio; B.E. Daresta,
A. Marzocca , A. Demarinis Loiotile, M. Tutino
Dipartimento di Chimica Università di Bari, Bari, Puglia, via Orabona, 4, 70126, Italy
* Tel: +39 080 5442210, E-mail: giangi@ chimica.uniba.it
Keywords: PM10 , tecniche ad alta risoluzione temporale,apporti long-range
La normativa vigente in materia di qualità dell‟aria (2008/50/EC; D. Lgs. 155/2010) sancisce la
possibilità di sottrarre i contributi alle concentrazioni di PM10 imputabili a fenomeni di trasporto
transfrontaliero di origine naturale. A tale scopo, la Commissione Europea ha sviluppato linee guida
relative alla metodologia da applicare per la determinazione di tali apporti. Per quanto concerne la
situazione italiana, le peculiarità del territorio, gli aspetti meteorologici, le dinamiche di formazione
e trasporto delle particelle in atmosfera, differenti fra Nord e Sud del paese, rendono la „sottrazione‟
del contributo naturale particolarmente importante per le regioni meridionali, come dimostrato dai
numerosi eventi di carattere transfrontaliero di origine sahariana che si concentrano in quest‟area. A
questi apporti si aggiungono intrusioni di masse d‟aria provenienti dall‟Est-Europa e caratterizzate
da alte concentrazioni di inquinanti antropici [1]. Negli ultimi anni, infatti, un numero crescente di
pubblicazioni scientifiche ha evidenziato la rilevanza del contributo transfrontaliero antropogenico
alle concentrazioni di PM misurato in giorni caratterizzati da elevati livelli di solfato di ammonio in
corrispondenza del trasporto di masse d‟aria dal Nord-Est Europa [2].
Scopo di questo lavoro, pertanto, è stato quello di determinare e quantificare i differenti apporti
esogeni alle concentrazione di particolato atmosferico PM in Puglia. A tal fine, è stato sperimentato
sul campo un Sistema Integrato costituito da una stazione di monitoraggio del particolato
atmosferico composta da un campionatore doppio canale SWAM, un monitor OPC, un PBL Mixing
monitor e un campionatore Ambient Ion Monitor (AIM 9000D-URG). Il campionatore AIM 9000D
è un sistema automatizzato che, direttamente in campo campiona sia il gas che il particolato e
determina la concentrazione oraria di anioni e cationi adsorbiti sul particolato fine e dei loro
precursori ionici gassosi in atmosfera.
L‟analisi dei dati raccolti ha permesso di individuare e caratterizzare le sorgenti di PM in Puglia.
Inoltre, le concentrazioni al suolo degli ioni monitorati ad alta risoluzione temporale insieme ai dati
raccolti dalla stazioni di monitoraggio della qualità dell‟aria in un sito di background regionale e
alle informazioni fornite dai modelli a larga scala quali i dati da satellite (Modis), remote sensing
(Aeronet) e da modelli quali Hysplit e Dream ha permesso di sviluppare un approccio metodologico
per l‟individuazione di giorni caratterizzati da un possibile apporto di masse d‟aria provenienti
dall‟Europa continentale. Infine l‟applicazione di strumenti statistici quali l‟Analisi delle
Componenti Principali (PCA) ai dati raccolti ha consentito di discriminare i giorni caratterizzati da
sorgenti locali antropiche alle concentrazioni di PM10 da quelli in cui sono stati riscontrati
significativi apporti long-range dal Nord-Est-Europa.
Bibliografia
[1] Perrino et al, Atmos Environ 4766-4779, 43 (2009)
[2] Amodio M. et al, Env. Sci. Pol. Res.Accepted (2012)
107
CONTRIBUTI POSTER
Variazioni stagionali ed effetto della distanza da sorgenti industriali sulla
distribuzione dimensionale di ioni ed elementi nel PM
Maria Catrambone1,*, Moreno Maretto2, Elena Rantica1, Silvia Canepari2, Cinzia Perrino1
1
C.N.R. Istituto Inquinamento Atmosferico, Montelibretti (RM), 00015
Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, Roma, 00185
* Corresponding author. Tel: +390690672832, E-mail: [email protected]
2
Keywords: traccianti di sorgente, distribuzione dimensionale, invecchiamento
E’ ben noto che durante il tempo della loro permanenza in atmosfera le particelle subiscono
variazioni dimensionali. Vengono qui riportati i risultati di uno studio condotto in un’area
industriale del Nord Italia (Pianura Padana), nel corso del quale sono stati determinati ioni ed
elementi nel PM campionato mediante impattore a dieci stadi. Lo studio è stato condotto in tre siti
posti a diversa distanza dalla zona ove sono situati gli impianti industriali, in modo da evidenziare il
contributo delle particelle neo-formate, e ripetuto in stagioni diverse in modo da evidenziare le
differenze estate/inverno nella distribuzione delle singole specie.
Mediante l’esame dei traccianti è stato messo in luce come l’invecchiamento delle polveri, favorito
dalle condizioni di stabilità atmosferica così frequenti ed intense nell’area in studio durante il
periodo invernale, abbia diverso effetto sulle varie macrosorgenti del PM.
Tra le macrosorgenti naturali, l’aerosol marino mostra una sostanziale costanza stagionale della
distribuzione dimensionale, che è generalmente centrata sulla frazione 3.2 – 5.6 micrometri.
L’invecchiamento dell’aerosol marino può essere, come è noto, identificato in base alla sostituzione
del cloruro con il nitrato a seguito della reazione con acido nitrico, reazione che si verifica
prevalentemente durante il periodo estivo.
Le polveri di derivazione terrigena, prevalentemente associate al fenomeno del risollevamento ad
opera del transito veicolare, risentono invece delle condizioni di stabilità atmosferica e durante i
mesi invernali sono presenti in frazioni dimensionali inferiori, evidenziando l’effetto dell’erosione
dovuta ad urti ed attrito.
Le specie di formazione secondaria in atmosfera (sali di ammonio) presentano una distribuzione
sempre all’interno della frazione fine del PM, generalmente centrata nell’intervallo 0.32 – 1.0 m.
Le differenze stagionali si evidenziano in una diversa forma della curva di distribuzione, con
spostamento dei massimi verso classi dimensionali maggiori nel periodo invernale.
I traccianti della combustione della legna (potassio, rubidio, levoglucosano) mostrano, come atteso,
spiccate differenze stagionali, con una distribuzione nell’intervallo dimensionale fine durante
l’inverno ed una distribuzione bimodale durante il periodo estivo. In particolare, per il rubidio il
frazionamento chimico [1] consente di isolare quantitativamente il contributo fine, di origine
combustiva.
I traccianti delle emissioni industriali (principalmente As, Cd, Ni, Pb, Se, Sn, Tl e V), tutti presenti
in prevalenza nella frazione submicronica, mostrano un accrescimento delle dimensioni sia nel
periodo invernale rispetto a quello estivo, sia al crescere della distanza dalla sorgente emissiva.
Bibliografia
[1] S. Canepari et al., Comparison of extracting solutions for elemental fractionation in airborne
particulate matter. Talanta, 834-844, 82 (2010).
P1
Composizione chimica, forma e dimensioni del PM all’interno della Metropolitana
di Roma
Francesca Marcovecchio1*, Cinzia Perrino1, Adriana Pietrodangelo1, Silvia Canepari2
1
C.N.R. Istituto Inquinamento Atmosferico, Montelibretti (RM), 00015
Dipartimento di Chimica Sapienza Università di Roma, Roma, 00185
* Corresponding author. Tel: +390690672726, E-mail: [email protected]
2
Keywords: PM indoor, metropolitana, caratterizzazione chimica e morfologica
In questo studio sono state valutate la concentrazione, la morfologia e la composizione chimica del
materiale particolato (PM) nell’area delle banchine e a bordo dei treni della Metropolitana di Roma.
Il monitoraggio del PM è stato effettuato sia mediante contatori laser, sia mediante campionamenti
su membrane filtranti, che sono state successivamente sottoposte a caratterizzazione chimica (degli
elementi, tramite XRF, ICP-OES ed ICP-MS, delle specie ioniche, tramite IC, dei composti del
carbonio, tramite EC/OC) e morfologica (tramite microscopia ottica e microscopia a scansione
elettronica).
All’analisi gravimetrica le concentrazioni sono risultate molto elevate, soprattutto per quanto
riguarda i campioni raccolti sulla banchina (400 g/m3) e nei vagoni senza aria condizionata (278
g/m3), con possibili ripercussioni sulla salute del personale e dei passeggeri.
All'analisi chimica, solo una piccola percentuale di ogni campione è risultata estraibile in soluzione
acquosa; la porzione restante è risultata costituita da specie chimiche non solubili, presumibilmente
provenienti dall'abrasione di materiale rotabile. L'analisi elementare mostra che le polveri
campionate sulla banchina e all’interno dei vagoni hanno una composizione simile, caratterizzata da
percentuali elevate di Fe (rispettivamente 31,1% e 32,9%), Si (11,8% e 10,3%) e Ca (4,7% e
3,5%); ciò suggerisce che la principale sorgente di PM nei vagoni è lo scambio d'aria che si ha
quando il treno è in fase di apertura porte all'interno delle stazioni.
L'utilizzo del contatore laser ha indicato, in accordo con un meccanismo di formazione di tipo
abrasivo, una netta prevalenza delle frazioni grossolane del PM. Inoltre, il valore di concentrazione
di PM10 stimato da questo strumento è nettamente inferiore (circa 30 - 40%) a quello ottenuto
dall’analisi gravimetrica. Questa discordanza evidenzia una delle principali criticità nella stima
della concentrazione di massa a partire dalla concentrazione in numero, stima che viene eseguita in
base ad un valore di densità media impostato all'atto della taratura.
Considerando la composizione chimica della polvere, è stata quindi calcolata la densità media reale
del campione, ottenendo un valore di concentrazione del tutto paragonabile a quello ottenuto per via
gravimetrica (424 g/m3 sulla banchina e 271 g/m3 nei
vagoni). L'analisi in microscopia ottica ha consentito
l'osservazione della forma reale delle particelle, fornendo
informazioni utili per il calcolo.
I dati di densità, forma e dimensione delle particelle
hanno trovato conferma nell'analisi SEM-EDX, che ha
evidenziato una particolare morfologia "a scaglie” (Fig.
1) e la presenza di uno strato di ferro ossidato sulla
superficie del campione e di un core costituito
prevalentemente da ferro, avallando così
Fig.1: Micrografia di una particella ferrosa. l'ipotesi della natura acciaiosa delle particelle.
P2
Impatto regionale delle emissioni di particolato in atmosfera di una metropoli
moderna: il caso di Parigi
Crippa Monica1, DeCarlo Peter F.1, Slowik Jay1, Prévôt Andre. S. H.1, Baltensperger Urs1
1
Laboratory of Atmospheric Chemistry, Paul Scherrer Institut, PSI Villigen, 5232, Switzerland
Corresponding author. Tel: + 41 56 310 4467, E-mail: [email protected]
Keywords: AMS, source apportionment, inquinamento urbano, PM2012, Perugia
L’area metropolitana di Parigi comprende più di 12 milioni di abitanti, risultando quindi essere una
delle maggiori megacity in Europa. Al fine di investigare l’impatto dei plumes di questa metropoli
sulla qualità dell’aria nella regione parigina, un’intensiva campagna di misura è stata condotta
durante l’inverno 2010 nella regione in esame. Tre siti stazionari di misura sono stati collocati nella
regione dell’Ile de France, in particolare due stazioni in ambiente di background urbano e una
situata nel cuore della città. Ogni stazione di misura comprendeva una suite di strumenti per la
caratterizzazione chimica-fisica del particolato atmosferico [1]. La composizione chimica degli
aerosol è stata analizzata tramite misure ad alta risoluzione temporale effettuate con tre Aerosol
Mass Spectrometers (AMS), mentre il black carbon è stato misurato con aethalometers.
Sorprendentemente la composizione chimica degli aerosol è risultata essere piuttosto omogenea su
tutta la regione di Parigi, comprendendo in media 50-60% organici, 28-29% nitrati, 13% ammonio,
15% solfati e 8-13% di black carbon. Il source apportionment degli organici è stato investigato
tramite l’applicazione di tecniche di analisi multivariata ai dati AMS, quali Positive Matrix
Factorization (PMF). Sorgenti primarie e secondarie di emissione sono state quindi identificate. In
aggiunta alle già note emissioni primarie provenienti dal traffico (11%) e dalla combustione della
legna (14%), il ruolo di una nuova sorgente emissiva, la cucina (17%, con massimi pari al 35%
durante le ore associate ai pasti), è stato identificato. La componente secondaria degli aerosol è
invece stata descritta da una componente ossidata degli organici e da una frazione secondaria
proveniente dalla combustione della biomassa, contribuendo in totale per più del 50% della massa
totale degli organici durante la stagione invernale. La frazione di formazione secondaria degli
aerosol e la combustione della legna presentano caratteri tipicamente regionali, mentre il contributo
delle sorgenti locali è particolarmente significativo per il traffico e le emissioni da cucina.
L’uniformità delle concentrazioni e sorgenti di emissioni nella regione parigina è un importante
risultato in parte spiegabile dall’omogeneità conseguente al rimescolamento prodotto dalla
meteorologia regionale (strettamente collegata alla morfologia pianeggiante del territorio) ma anche
dovuto al sorprendentemente basso impatto delle emissioni della città di Parigi stessa rispetto alle
concentrazioni di background. A differenza di molte megacity in paesi in via di sviluppo, il caso di
Parigi può essere considerato rappresentativo degli impatti di una metropoli moderna, con
automobili di nuova generazione, industrie e attività uniformemente dislocate sul territorio.
Bibliografia
[1] M. Crippa et al., Atmos. Chem and Phys, in preparazione.
P3
Combustione della legna:
risorsa rinnovabile o fonte di inquinamento atmosferico?
Manuela Anzano1, Giampiero Barbieri5, Pierluigi Barbieri2, Valentina Castellani1, Daniele Cespi3, Elena Collina1*,
Emanuela Corsini4, Sergio Cozzutto5, Corrado Ludovico Galli4, Marina Lasagni1, Laura Marabini6, Marina
Marinovich4, Fabrizio Passarini3, Andrea Piazzalunga1, Demetrio Pieta1
1
Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e del Territorio, Università degli Studi di Milano-Bicocca, Milano, 20126
2
Dipartimento di Scienze Chimiche e Farmaceutiche, Università degli Studi di Trieste, Trieste, 34127
3
Dipartimento di Chimica Industriale e dei Materiali, Università di Bologna, Bologna, 40136
4
Dipartimento di Scienze Farmacologiche, Università degli Studi di Milano, Milano, 20133
5
ARCo Solutions srl, Spin off dell’Università degli Studi di Trieste, Trieste, 34127
6
Dipartimento di Farmacologia, Chemioterapia e Tossicologia Medica, Università degli Studi di Milano, Milano,
20133
* Corresponding author Tel: +39264482481, E-mail: [email protected]
Keywords: combustione della legna, fattori di emissione, impatto tossicologico, LCA
Secondo la direttiva europea sulle energie rinnovabili, nel 2020 in Italia il 17% dell’energia
consumata (circa 22 Mtep) dovrà essere prodotta da fonte rinnovabile, secondo il Piano Nazionale per
lo sviluppo delle biomasse il contributo previsto per il riscaldamento domestico a biomassa sarà del
25% (5.5 Mtep). Se si considera che nel 2010 l’energia termica prodotta dalla combustione della
legna è stata di circa 4 Mtep, si prevede che nei prossimi anni la combustione della legna sarà
interessata da uno sviluppo significativo. Recentemente è stato evidenziato come la combustione della
legna influenzi negativamente la qualità dell’aria anche in area urbana.
All’interno del progetto LEnS (Legno Energia e Salute) finanziato nell’ambito dei progetti PRIN
2008 è stato sviluppato un approccio
integrato per la valutazione dei rischi e
benefici della combustione della legna per la
produzione di riscaldamento domestico.
Secondo lo schema riportato in Figura 1, nel
corso del progetto è stato messo a punto un
sistema di campionamento a temperatura
FIGURA 1
ambiente delle emissioni di piccoli impianti.
È stato così possibile determinare i fattori
emissivi un funzione della tipologia di
impianto e della tipologia di combustibile. La
caratterizzazione chimica delle emissioni ha permesso la valutazione dei profili di emissione, mentre
l’analisi tossicologica effettuata con test in vitro ha permesso una valutazione dell’impatto delle
emissioni sulla salute umana. Una valutazione complessiva della sostenibilità di questa sorgente di
energia termica è stata effettuata attraverso l’analisi LCA, confrontandola con altre forme di
produzione del calore.
P4
Caratterizzazione delle deposizioni di Saharan dust nell’area del Mediterraneo
Centrale: proprietà ottiche, composizione chimica e studio delle aree sorgenti.
*
M. Marconi1, S. Becagli1, G. Calzolai2, M. Chiari2, C. Ghedini1, F. Lucarelli2, S. Nava2, G.
Pace3, F. Rugi1, A. di Sarra3, D. Sferlazzo4, R. Traversi1, R. Udisti1.
1
Dipartimento di Chimica, Università di Firenze, 50019 Sesto Fiorentino, Firenze.
2Dipartimento di Fisica, Università di Firenze e I.N.F.N., Sez. Firenze, 50019 Sesto Fiorentino, Firenze.
3UTMEA-TER, ENEA, S. Maria di Galeria, Roma, I-00123.
4 UTMEA-TER ENEA,Lampedusa, Agrigento, I-92010.
*
Corresponding author. Tel: +39 055 4573352, E-mail: [email protected]
Keywords: Saharan Dust, aerosol crostale, PM10, Lampedusa.
L’aerosol di origine crostale costituisce una frazione rilevante del carico atmosferico nel bacino del
Mediterraneo e i processi di scattering delle sue particelle influenzano il bilancio radiativo terrestre.
Negli ultimi decenni sono stati condotti numerosi studi sull’emissione di polveri dalle regioni
desertiche e sul ruolo che esse ricoprono nei cambiamenti climatici attuali, in modo da ridurre le
incertezze sulle possibili variazioni future. Le polveri crostali, prodotte dall’erosione del vento nelle
regioni aride e semiaride del mondo, contribuiscono per il 45% al carico totale dell’aerosol
atmosferico su scala globale; in particolare, il deserto del Sahara risulta esserne l’area sorgente più
importante. Per questo motivo, lo studio della composizione chimica dell’aerosol nel bacino del
Mediterraneo risulta di particolare interesse, soprattutto nell’ottica della caratterizzazione delle
emissioni di Saharan dust e nell’individuazione delle relative aree sorgenti. L’obiettivo di questo
lavoro è la determinazione del contributo del Saharan dust al PM10 nell’area del Mediterraneo
centrale, sulla base di campionamenti eseguiti sull’Isola di Lampedusa (35.5°N, 12.6° E) nel
periodo Gennaio 2007-Dicembre 2008. Tale contributo è stato calcolato sulla base delle
concentrazioni atmosferiche di Al, Si, Ca, Na di origine non marina, Fe e K. La concentrazione di
aerosol di origine crostale nei campioni analizzati e il suo contributo al carico atmosferico totale
non mostra un andamento stagionale, mentre lo spessore ottico (AOD), integrato sulla colonna
d’aria, è caratterizzato da un ciclo annuale con un massimo molto evidente in estate. Tale massimo
estivo diviene molto meno evidente se si escludono i giorni in cui il contributo delle polveri
sahariane su tutta la colonna d’aria, stimato dai valori di AOD, è rilevante. Questa evidenza indica
che le misure di carico atmosferico effettuate a terra, sebbene caratterizzate da specificità
nell’identificazione di eventi di trasporto di polveri, non sono sempre in grado di fornire una
informazione rappresentativa delle proprietà ottiche dell’aerosol integrate sulla colonna d’aria.
Inoltre, in tali casi, la composizione PBL potrebbe risultare non determinante. Utilizzando come
soglia il 75° percentile del valore assoluto della concentrazione atmosferica dei componenti crostali,
è stato selezionato un elevato numero di campioni interessati da forti input di Saharan dust nel
periodo considerato. I risultati ottenuti hanno evidenziato che durante i più importanti eventi di
trasporto di polveri Sahariane, i livelli di PM10 superavano il limite legislativo dei 50 μg/m3.
Inoltre, dallo studio delle retrotraiettorie dei giorni selezionati in base al contributo crostale
nell’arco dei due anni, sono state individuate 4 aree sorgenti diverse, corrispondenti al Sahara
Orientale (Egitto e Libia), Sahara del Nord (Algeria e Tunisia), Sahara centro-Occidentale
(Marocco, R.D.A. Saharawi e Mauritania) e deserto del Sahel (Mali, Niger e Chad). Per i campioni
corrispondenti agli eventi di trasporto di polveri Sahariane dai diversi settori sono stati calcolati i
rapporti caratteristici di alcuni elementi, allo scopo di ottenere una fingerprint delle diverse aree
sorgenti di polvere.
P5
CCMMMA: servizi di modellistica ambientale per la previsione
meteorologica e di qualità dell'aria ad alta risoluzione spaziale
A. Riccio1,*, G. Agrillo1, A. Zinzi1, R. Montella1. R. Di Lauro1
di Scienze Applicate – Università degli Studi di Napoli “Parthenope”, Napoli, CAP 80143
Corresponding author. Tel: +390815476613, E-mail: [email protected]
1 Dipartimento
Keywords: previsioni meteorologiche, qualità dell’aria, wrf, chimere, calmet-calpuff, mesoscala
Il progetto PROMETEO prevede lo sviluppo di sistemi modellistici accoppiati di mesoscala, con lo
scopo di studiare l'evoluzione dei fenomeni atmosferici su scala regionale e prevedere la distribuzione e
dispersione degli inquinanti atmosferici (gassosi e particolato) ad alta risoluzione spaziale. In questo
contesto si inserisce il Centro Campano per il Monitoraggio e la Modellistica Marina e Atmosferica
(CCMMMA – http://ccmmma.uniparthenope.it) che si avvale del modello di trasporto chimico
CHIMERE [1] e del sistema CALMET-CALPUFF [4]. Questi modelli utilizzano come dati di
inizializzazione i campi di vento ottenuti dall'esecuzione operativa del Weather Research and Forecast
[2] con risoluzioni spaziali rispettivamente di 3 ed 1 km (su tutto il meridione d'Italia) [3]. L'intero
processo è basato su un workflow operativo realizzato mediante script bash ed è eseguito in ambienti di
calcolo ad alte prestazioni appositamente progettati e realizzati per offrire un ambiente di esecuzione
ottimale per i modelli ambientali di mesoscala. L'obiettivo finale è sviluppare uno strumento d’indagine
scientifica perfettamente adattato alle condizioni del territorio italiano ed in grado di fornire un punto di
riferimento nel campo degli studi sull’impatto ambientale e sui rischi ambientali legati alle emissioni
antropiche di inquinanti in atmosfera.
Bibliografia
[1] Documentation of the chemistry-transport model CHIMERE, Institut Pierre-Simon Laplace
(C.N.R.S.), INERIS, LISA (C.N.R.S.), http://www.lmd.polytechnique.fr/chimere/ .
[2] Skamarock, W.C. et al., 2008, A description of Advanced Research WRF Version 3,
NCAR Technical Note, 475STR
[3] Zinzi, A. et al., 2012, Validation of the Uniparthenope ARW-WRF Model for a convective case
study, 92nd American Meteorological Society Annual Meeting (January 22-26, 2012)
[4] Joseph S. Scire Francoise R. Robe Mark E. Fernau Robert J. Yamartino, A User’s Guide for the
CALMET Meteorological Model (Version 5), Earth Tech, Inc., January 2000
P6
Contributo della combustione di legna al PM atmosferico in vicinanza di una
Centrale a biomasse per la produzione di energia
Cinzia Perrino1,*, Simona Gabrielli2, Stefano Dalla Torre1
1
C.N.R. Istituto Inquinamento Atmosferico, Montelibretti (RM), 00015
2
Eco Chimica Romana, Roma, 00166
* Corresponding author. Tel: +390690672263, E-mail: [email protected]
Keywords: levoglucosano, centrale a biomasse, combustione di legna
Come è noto, la composizione chimica del materiale particellare sospeso in atmosfera varia in
funzione delle sorgenti di emissione e delle caratteristiche meteo-climatiche dell’area in oggetto. A
partire dalla conoscenza della concentrazione dei macrocomponenti del PM si può arrivare a
stimare il contributo delle sorgenti principali (suolo, mare, biosfera, processi combustivi, sorgenti
biogeniche). Per ottenere informazioni più dettagliate sulle sorgenti di materiale organico, che
costituisce nel suo insieme una frazione importante del PM (20-60%) ma su cui non è possibile
effettuare una speciazione completa, è necessario affidarsi all’uso di traccianti.
La produzione di materiale particellare da combustione di biomasse sta rivestendo un’importanza
crescente, sia per il diffondersi di impianti industriali per la produzione di energia, sia per la
crescente popolarità dell’uso di questa fonte energetica rinnovabile per il riscaldamento delle
abitazioni. Per determinare il contributo della combustione delle biomasse all’inquinamento
atmosferico, è possibile affidarsi alla determinazione del levoglucosano, tracciante specifico del
biomass burning. Il levoglucosano è infatti prodotto dalla decomposizione della cellulosa a
temperature superiori a 300°C, ed è caratterizzato da notevole stabilità in atmosfera [1, 2].
In questo lavoro la misura del levoglucosano, effettuata mediante cromatografia ionica con
rivelazione amperometrica, è stata utilizzata per valutare l’impatto relativo della combustione di
biomasse industriale e di quella per uso domestico in due aree rurali poste, rispettivamente, nella
Pianura Padana e nel sud Italia. Vengono riportati i risultati di cinque campagne di misura, eseguite
durante diverse stagioni del 2010 e 2011.
I risultati mostrano che durante i mesi invernali l’emissione da combustione di biomasse è da
attribuire prevalentemente alla combustione domestica; la concentrazione di levoglucosano risulta
infatti più alta in vicinanza delle aree abitate che nel sito di massima ricaduta delle emissioni della
Centrale. E’ stato inoltre possibile mettere in evidenza una dipendenza della concentrazione del
tracciante dalla temperatura ambiente, ed una nettissima riduzione della sua concentrazione durante
il periodo estivo.
Durante il periodo invernale la concentrazione media di levoglucosano è stata pari a 0.5 g/m3; si
può quindi ipotizzare che la combustione di biomasse abbia contribuito per circa 8 g/m3 al
materiale organico presente in atmosfera, pari al 20% circa della concentrazione media di PM10 (41
g/m3).
Bibliografia
[1] B.R. Simoneit, Levoglucosan, a tracer for cellulose in biomass burning atmospheric particles.
Atmos. Environ. 173-182, 33 (1999).
[2] A. Piazzalunga et al., Estimates of wood burning contribution to PM by the macro-tracer method
using tailored emission factors. Atmos. Environ. 6642-6649, 45 (2011).
P7
Monitoraggio della qualità dell’aria ad alta risoluzione temporale
M. Amodio, E. Andriani, P. R. Dambruoso, G. de Gennaro, A. Di Gilio*
Dipartimento di Chimica Università di Bari, Bari, Puglia, via Orabona, 4, 70126, Italy
* Tel: +39 080 5442210, E-mail: alessia.digilio@ uniba.it
Keywords: caratterizzazione chimica, frazione ionica, PM2,5, tecniche ad alta risoluzione temporale
Il particolato atmosferico (PM) è una miscela complessa di inquinanti che costituisce un’insidia
oggettiva per la salute delle popolazioni esposte[1]. La pericolosità di questo inquinante è correlata non
soltanto alle dimensioni delle particelle ma anche alla variabilità della sua composizione chimica ed in
particolar modo per quella che caratterizza la frazione più fine del PM, in grado di raggiungere le vie
aeree più profonde e di determinare effetti negativi sulla salute. A causa di queste implicazioni sulla
salute pubblica, nel 2008 la comunità europea ha stabilito la necessità della speciazione chimica in
termini di frazione ionica e carbonio elementare ed organico, per valutare la qualità dell’aria ambiente
(2008/50/CE). In questo lavoro, saranno mostrati i risultati ottenuti dall’applicazione di un approccio
integrato al monitoraggio del PM. E’stato pertanto sperimentato sul campo un Sistema Integrato
costituito da una stazione di monitoraggio del particolato atmosferico composta da un campionatore
doppio canale SWAM, un monitor OPC, un PBL Mixing monitor e un campionatore Ambient Ion
Monitor (AIM 9000D-URG). Il campionatore AIM 9000D è un sistema automatizzato che, direttamente
in campo campiona sia il gas che il particolato e determina la concentrazione oraria di anioni e cationi
adsorbiti sul particolato fine (cloruro, nitrito, nitrato, fosfato, solfato, sodio, ammonio, potassio,
magnesio, calcio) e dei loro precursori gassosi (acido cloridrico, acido nitrico, acido nitroso, anidride
solforosa ed ammoniaca) in atmosfera. Il sistema integrato, così come descritto è specificamente pensato
per tenere sotto osservazione eventi emissivi limitati nel tempo e di breve durata, evidenziare il ruolo di
eventi di trasporto, l’impatto di sorgenti occasionali e la variazione temporale delle emissioni di
importanti sorgenti. Inoltre il monitoraggio in continuo della frazione ionica del PM, frazione rilevante
del particolato atmosferico in Puglia [2], è in grado di dare informazioni su molte tipologie di sorgenti
(crostale, marino, combustione di biomasse, fondo regionale); e costituisce una ricca fonte di
informazioni, indispensabili per guidare correttamente le politiche di contenimento delle emissioni
atmosferiche di particolato.
L’analisi dei dati raccolti in una campagna di monitoraggio di un mese (1-31 Ottobre 2011) nel Campus
Universitario di Bari, ha permesso di individuare e caratterizzare le sorgenti di PM in Puglia. Il rapporto
PM2.5/PM10, i valori medi giornalieri di radioattività naturale, il numero di particelle per i più
significativi range di diametro ottico e la caratterizzazione chimica della frazione ionica del PM,
unitamente ai dati da satellite (Modis), remote sensing (Aeronet) e da modelli quali Hysplit e Dream,
hanno permesso la comprensione dei processi di trasporto, di interazione tra gli inquinanti e di
trasformazione del PM e l’identificazione delle principali sorgenti del particolato atmosferico e dei
fattori che influenzano le concentrazioni di PM misurato localmente.
Bibliografia
[1] Nadadur, S.S et al, Toxicol. Sci. 318-327, 100(2007).
[2] Amodio M. et al, Atmospheric Research; p. 207 – 218, vol.98 (2010).
P8
Caratterizzazione del particolato atmosferico a Venezia: dieci anni di studi
Mauro Masiol*, Stefania Squizzato, Giancarlo Rampazzo, Bruno Pavoni
1
Dipartimento di Scienze Ambientali, Informatica e Statistica, Università Ca’ Foscari Venezia.
Dorsoduro 2137, 3012- Venezia
* E-mail:[email protected], Tel: (+39) 041 234 8522,
Keywords: PM10, PM2.5, Venezia, Sorgenti, Trasporti a lunga distanza
La Pianura Padana, a causa dell’elevata urbanizzazione, della presenza di numerose aree industriali
e di peculiari condizioni orografiche, è soggetta ad elevati livelli di inquinanti atmosferici. Venezia
è un luogo ideale per studiare gli effetti della circolazione atmosferica locale e dei trasporti a scala
regionale, essendo situata tra la Pianura Padana ed il Mare Adriatico, all’interno di una laguna
costiera che si estende per circa 550 km2. Infatti, l’area veneziana presenta scenari emissivi comuni
ad altre grandi città: zone residenziali ad alta densità (circa 270000 abitanti), strade ed autostrade
con traffico leggero e pesante, un’estesa area industriale (Porto Marghera) con impianti
petrolchimici, inceneritori di rifiuti solidi urbani, una centrale termoelettrica a carbone, industrie
metallurgiche, ecc. [1,2]. Inoltre, è presente il distretto del vetro artistico di Murano ed un inteso
traffico marittimo dovuto a trasporti pubblici, imbarcazioni private, un porto turistico ed uno
commerciale.
La circolazione atmosferica dell’area risente fortemente della presenza del Mare Adriatico: è infatti
soggetta a regimi di brezze durante la stagione calda, mentre presenta frequenti periodi di calma
anemometrica, stabilità atmosferica e inversioni termiche durante la stagione fredda [2,3].
Recentemente sono stati anche osservati e studiati gli effetti dei trasporti di inquinanti atmosferici a
scala regionale [3-5]. I risultati di questi studi hanno mostrato che l’area veneziana è fortemente
influenzata dalla Pianura Padana, soprattutto per quanto riguarda i livelli della componente
secondaria del particolato atmosferico [4,5].
Lo scopo di questo contributo è di riassumere e rielaborare criticamente i risultati di dieci anni di
studi condotti nell’area veneziana dai gruppi di geochimica e chimica dell’ambiente dell’Università
Ca’ Foscari di Venezia applicando nuovi approcci [1,2,5]. I risultati, rivisti in modo pragmatico e
complessivo, hanno permesso di estrarre ulteriori informazioni sulle sorgenti di emissione e sui
principali processi di trasporto sia su scala locale che su scala regionale e continentale.
Bibliografia
[1] G. Rampazzo, M. Masiol, F. Visin, E. Rampado, B. Pavoni, Geochemical characterization of PM10
emitted by glass factories in Murano, Venice (Italy), Chemosphere 2068–2075, 71 (2008).
[2] G. Rampazzo, M. Masiol, F. Visin, B. Pavoni, Gaseous and PM10-bound pollutants monitored in three
sites with differing environmental conditions in the Venice area (Italy), Water Air Soil Pollut. 161–176,
195 (2008).
[3] M. Masiol, G. Rampazzo, D. Ceccato, S. Squizzato, B. Pavoni, Characterization of PM10 sources in a
coastal area near Venice (Italy): An application of factor-cluster analysis, Chemosphere 771–778, 80
(2010).
[4] S. Squizzato, M. Masiol, E. Innocente, E. Pecorari, G. Rampazzo, B. Pavoni, A procedure to assess local
and long-range transport contributions to PM2.5 and secondary inorganic aerosol, J. Aerosol Sci. 64–76,
46 (2012).
[5] M. Masiol, S. Squizzato, D. Ceccato, G. Rampazzo, B. Pavoni, A chemometric approach to determine
local and regional sources of PM10 and its geochemical composition in a coastal area, Atmos. Environ.
(2012) doi:10.1016/j.atmosenv.2012.02.089.
P9
Sviluppo di un nuovo strumento per la misura del tasso di crescita dell’aerosol
Francesco Riccobono1,*, Ernest Weingartner1, Urs Baltensperger1
1Laboratory
of Atmospheric Chemistry, Paul Scherrer Institute, CH-5232 Villigen PSI, Svizzera
*Corresponding author. Tel: +41767501475, E-mail:[email protected]
Keywords: Aerosol Secondario, Nucleazione, Rate di crescita, Diffusione
Studi recenti suggeriscono che il processo di formazione di aerosol da conversione gas particella
può generare fino al 50% dei nuclei di condensazione delle nubi in bassa troposfera (Cloud
Condensation Nuclei, CCN) [1]. Uno dei parametri che governa questa percentuale è la velocità di
crescita delle particelle. Infatti la velocità di crescita delle particelle della moda di nucleazione
determina quante tra queste particelle raggiungeranno dimensioni tali da agire da CCN prima di
essere rimossa per coagulazione con particelle più grandi. Qui presentiamo lo sviluppo di uno
strumento adatto alla misura del rate di crescita di particelle con diametro compreso tra 2 e 10 nm.
Lo strumento è il Laminar Diffusion Tube (LDT) ed è stato sviluppato per l’eperimento CLOUD
[2]. Esso utilizza la linea di campionamento della camera CLOUD lunga 1.2 metri come un
diffusion tube attraverso la quale è possibile eliminare per diffusione una certa frazione di aerosol;
questa frazione dipende dalla velocità del flusso di campionamento e dal diametro della particella
stessa. Successivamente la frazione di aerosol che sopravvive al diffusion tube viene misurata da un
Condensation Particle Counter (CPC) fornendo le concentrazioni in numero per centimetro cubo.
Variando il flusso di campionamento attraverso il diffusion tube è possibile variare le perdite delle
particelle per diffusione (ad alti flussi corrispondono basse perdite per diffusione;
a bassi flussi corrispondondono elevate
perdite per diffusione, v. Fig.1). Attraverso
un processo di inversione dei dati è
possibile calcolare il diametro medio della
distribuzione dimensionale dell’aerosol dal
quale si ricava la velocità di crescita delle
particelle. Verranno presentate le variazioni
di velocità di crescita al variare delle
concentrazioni di gas nella camera
CLOUD.
Bibliografia
[1] J. Merikanto et al., Atmos. Chem. Phys., 8601–8616, 9, (2009).
[2] J. Kirkby et al., Nature, 429-433, 476, (2011).
P 10
Il progetto PMetro: integrazione di una stazione mobile di monitoraggio del
particolato atmosferico con i flussi della rete veicolare di Perugia
S. Castellini1, E. Scocchera1, B. Moroni1, F. Scardazza1, M. Angelucci2, S. Papa3,
L. Naldini3, L. Patiti4, G. Lama5, M. Heim5, R. Ferrera6, A. Trapani6, D. Cappelletti*1
1
Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, Università di Perugia ,06125
2
ARPA Umbria, via Pievaiola 207/B-3 Loc. S.Sisto 06132 Perugia
3
Comune di Perugia, Corso Vannucci N. 19, Perugia
4
Minimetrò SpA, Piazzale Bellucci, 16-16/A 06121, Perugia
5
Leitner Spa, Via Brennero 34, 39039 Vipiteno (Bz)
6
FAI Instruments s.r.l., 00013 Fonte Nuova, Roma
*Corresponding author. Tel: +39 075 5853862, E-mail: [email protected]
Keywords: stazione mobile monitoraggio, traffico, misure ad alta frequenza, OPC, PBL monitor
Il progetto (2012-2013) è stato proposto dall’Università di Perugia, in collaborazione con ARPA
Umbria ed il Comune di Perugia, in un consorzio tecnico-scientifico che include la ditta FAI
Instruments (Roma), la Società Minimetrò S.p.A. (Perugia) e la ditta Leitner S.p.A. (Vipiteno - Bz),
costruttrice dell’impianto tecnologico MiniMetro®.
Il progetto PMetro propone un sistema di monitoraggio del particolato atmosferico in tempo reale,
utilizzando strumentazione ad elevata risoluzione temporale (OPC), integrata su una vettura del
sistema trasportistico minimetrò, della città di Perugia. Il sistema minimetrò rientra nella tipologia
APM (Automated People Mover) con trazione a fune mosso da un unico gruppo motore elettrico
posto nel sottosuolo del terminal di monte; il sistema, costituito da vetture (fino ad un massimo di
25) adibite al trasporto di persone, che si muovono su sede fissa, è svincolato dal traffico urbano. Il
minimetrò, avente lunghezza complessiva pari a circa 3 km, collega un settore importante della città
di Perugia, dalla periferia al centro storico, attraversando parcheggi, aree verdi, zone ad alta densità
di traffico, superando un dislivello complessivo pari a circa 160 m. La linea si sviluppa per 2/3 in
viadotto a doppio binario e per 1/3 in galleria (artificiale e naturale) e garantisce una riproducibilità
di posizione molto elevata; inoltre la velocità di esercizio (velocità massima pari a 7 m/s),
facilmente modulabile, permette di eseguire misure di conteggio di particelle con una risoluzione
spaziale accettabile (50-100 m) e con una frequenza in ogni punto del tracciato (ogni circa 15
minuti) sufficientemente elevata da consentire la ricostruzione di dati medi giornalieri affidabili; la
varietà di ambienti urbani attraversati dal minimetrò, il passaggio in prossimità delle centraline della
rete urbana ARPA, il dislivello coperto in altezza, sono caratteristiche importanti per ottenere una
rappresentazione significativa dell'andamento della qualità dell'aria urbana. A tale scopo, i dati della
stazione mobile, sono integrati sia con quelli provenienti da due stazioni fisse (OPC) poste ai
terminal della linea del minimetrò sia con i dati di una centralina ARPA della rete urbana di Perugia
integrata con un monitor di stabilità atmosferica. Infine le informazioni ottenute saranno correlate
con i dati sui flussi di traffico veicolare che attraversano la città. I flussi saranno determinati
sperimentalmente in tempo reale con un sistema di gate dotati di telecamere sulle principali arterie
di accesso alla città, che consentirà di distinguere anche la tipologia dei veicoli. L'interpretazione
complessiva dei dati richiederà la integrazione di un opportuno approccio statistico ed il prodotto
finale sarà uno strumento utile per monitorare la qualità dell'aria in tempo reale su una vasta area
del tessuto urbano anche ai fini di una corretta pianificazione del traffico e della viabilità. Dati
preliminari verranno presentati al congresso.
P 11
Effetto della ripartizione dei composti semi-volatili sul PM indoor: ioni
inorganici e IPA
G. Sangiorgi1,*, M.G. Perrone1, L. Ferrero1, C. Lo Porto1, B. Ferrini1, S. Petraccone1
1 Dipartimento
di Scienze dell’Ambiente e del Territorio – Università di Milano - Bicocca, Milano, 20126
* Corresponding author. Tel: +390264482814, E-mail: giorgia.sangiorgi1 @unimib.it
Keywords: indoor aerosol, ripartizione gas-particolato, PM1, PM2.5
Recentemente è stata posta grande attenzione al PM indoor, soprattutto per quanto riguarda scuole e
luoghi residenziali [1,2], mentre poco interesse è stato dato agli uffici, nonostante siano uno dei più
comuni luoghi di lavoro a livello mondiale. La presente ricerca si focalizza su quattro uffici di Milano
caratterizzati dalla presenza di poche e deboli sorgenti di PM (computer, stampanti e fotocopiatrici), al
fine di mettere in evidenza i cambiamenti della composizione chimica del PM nel passaggio da outdoor
a indoor. Durante due campagne (ago-ott 2007, gen-mar 2008) sono stati raccolti campioni di 24 h di
PM1 e PM2.5 contemporaneamente indoor e outdoor, poi analizzati per determinare ioni inorganici e
idrocarburi policiclici aromatici (IPA). Le concentrazioni indoor (Cin) e outdoor (Cout) del PMx e dei
composti chimici sono state linearmente correlate per separare il contributo indoor dovuto a 1) frazione
outdoor che è entrata in indoor (infiltration factor, FINF) e 2) particolato generato indoor (Cig) [3]:
Cin = FINF * Cout + Cig (eq.1)
Cig è risultato sempre negativo o molto vicino a zero (<20% rispetto alla concentrazione indoor media),
confermando l’assenza di significative sorgenti indoor di PM. FINF invece è risultato dipendente dalla
volatilità: I) era costante (~0.90) durante le due campagne per i non-volatili (es., SO42- come
(NH4)2SO42-), II) è diminuito passando dalla stagione calda (~0.96) a quella fredda (~0.51) per i semivolatili organici (es., IPA), III) era costante e molto basso (NO3-~0.17, NH4+~0.45) per i semi-volatili
inorganici (es., NH4NO3).
Passando dall’outdoor all’indoor, l’aumento della temperatura (soprattutto in inverno) spinge
l’equilibrio di ripartizione gas-particolato dei composti semi-volatili verso la fase gassosa, come
dimostrato dai risultati delle due campagne. La differenza tra F INF sperimentale per i semi-volatili
organici e inorganici può essere spiegata, invece, considerando la pressione di vapore, molto più alta per
NH4NO3 (3x10-3 mmHg) che per gli IPA (<4.5x10-6 mmHg). Di conseguenza, anche un piccolo
incremento di temperatura può influenzare l’equilibrio di ripartizione di NH 4NO3, ma non degli IPA.
I risultati della ricerca confermano che un
composto semi-volatile tende a redistribuirsi
a favore della fase gassosa una volta indoor,
dove la temperatura è più alta. Tenendo in
considerazione l’effetto di ripartizione dei
semi-volatili, si propone una modificazione
all’eq.1, inserendo un coefficiente di correzione.
Bibliografia
[1] H. Fromme, Atmos. Environ. 42, 6597-6605 (2008).
[2] D. Saraga, T. Maggos, C. Helmis, et al., Environ. Monit. Assess. 167, 321-331 (2010).
[3] O.O. Hänninen, E. Lebret, V. Ilacqua, et al., Atmos. Environ. 38, 6411-6423 (2004).
P 12
Analisi di IPA, ioni inorganici e elementi su un singolo campione di PM
mediante estrazione sequenziale ASE
Maria Luisa Astolfi*1, Silvia Canepari1, Patrizia di Filippo2
1
Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, Roma, 00185
INAIL – ex-ISPESL, c/o Dipartimento di Chimica , Sapienza Università di Roma, Roma, 00185
* Corresponding author. Tel: +39 06 49913742, E-mail:[email protected]
2
Keywords: Frazionamento chimico elementare, IPA, metalli, ASE
Nelle campagne di monitoraggio del PM viene frequentemente effettuata la caratterizzazione
chimica delle polveri, importante per la valutazione della qualità dell’aria e per la definizione della
forza delle diverse sorgenti emissive. Oltre alla determinazione del carbonio organico ed
elementare, è molto comune l’analisi degli ioni inorganici, quali NO3-, SO4=, Cl-, Na+, Ca++, Mg++,
K+ e NH4+, degli idrocarburi policiclici aromatici (IPA), con particolare attenzione al benzo-apirene, e degli elementi, con particolare attenzione verso As, Cd, Ni e Pb. Per la determinazione
analitica di queste diverse classi di analiti è generalmente necessario ricorrere al campionamento in
parallelo su più membrane filtranti, con un considerevole aumento dei costi di monitoraggio,
oppure, per le classi di composti analizzabili sullo stesso materiale filtrante, alla suddivisione in
diverse porzioni di un unico filtro campionato, cosa che comporta notevoli restrizioni sulle
prestazioni analitiche dei metodi impiegati.
In questo lavoro è stata ottimizzata e testata una metodica estrattiva sequenziale che ha consentito di
analizzare sullo stesso filtro campionato su membrane in teflon, sia gli IPA sia il contenuto
elementare e ionico. Per facilitare la successiva applicazione a campagne di monitoraggio, è stata
realizzata un’apposita cella, compatibile con l’utilizzo dell’estrattore ASE (Accelerated Solvent
Extractor), che consente di effettuare in modo semiautomatico l’estrazione degli IPA con
diclorometano/acetone [1] e, successivamente, della frazione idrosolubile (ioni ed elementi) con
tampone acetato 10-2 M, senza rimuovere il campione dalla cella. Il residuo insolubile può quindi
essere facilmente recuperato e sottoposto a digestione acida per la determinazione della frazione
elementare residua. La disponibilità delle concentrazioni elementari in due diverse frazioni di
solubilità (frazionamento chimico) permette di ottenere una maggiore selettività dell’analisi
elementare rispetto alla tracciabilità di diverse classi di sorgenti emissive [2,3].
La metodica è stata validata in termini di recupero sui materiali certificati NIST1649a e NIST1648
e su una serie di coppie di campioni reali per valutare la ripetibilità. I risultati ottenuti indicano il
raggiungimento di un buon compromesso tra numero di parametri determinati, prestazioni
analitiche, tempi analitici e costi di campionamento.
Bibliografia
[1] P. Di Filippo et al., Water Air Soil Pollut. 231-250, 211 (2010).
[2] S. Canepari et al., Talanta 834-844, 82 (2010).
[3] S. Canepari et al., Atmos. Environ. 8161–8175, 42 (2008).
P 13
Efficienza estrattiva e selettività rispetto alle sorgenti emissive di diverse
soluzioni estraenti per il particolato atmosferico
Maria Luisa Astolfi*, Carmela Farao, Silvia Canepari, Cinzia Perrino2
Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, Roma, 0018
52 C.N.R. Istituto Inquinamento Atmosferico, Montelibretti (RM), 00015
* Corresponding author. Tel: +39 06 49913742, E-mail:[email protected]
Keywords: frazionamento chimico elementare, efficienza di estrazione, selettività traccianti
sorgenti emissive
La complessità del materiale particolato sospeso in atmosfera richiede uno studio approfondito della
matrice, che può essere efficacemente supportato sia tramite il frazionamento dimensionale sia
tramite il frazionamento chimico elementare. Tali informazioni aiutano una più corretta stima della
tossicità delle specie presenti ed aumentano notevolmente l’efficacia dell’impiego delle
concentrazioni elementari come traccianti di sorgente[1,2].
Il presente lavoro ha riguardato il confronto, in termini di efficienza estrattiva e di selettività rispetto
alle diverse classi dimensionali del particolato, di diverse soluzioni estraenti (acqua deionizzata,
acido perclorico 10-4 M, tampone acetato 10-2 M a pH 4,5, acido nitrico 0,2 M ed EDTA 1 mM),
utilizzate in letteratura per il frazionamento chimico elementare nel PM [3]. Il confronto è stato
effettuato valutando la distribuzione di solubilità di As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Na,
Ni, Pb, S, Sb, Si, Sr, Ti, V e Zn su materiale certificato NIST 1648, su campioni reali di PM10 e su
campioni ottenuti mediante l’utilizzo di un impattore a 13 stadi.
Nello studio si è tentata un’interpretazione dei risultati in funzione della robustezza della procedura
estrattiva rispetto a fattori non direttamente correlati alle sorgenti emissive degli elementi misurati,
come l’acidità e la concentrazione di specie complessanti (ad es. cloruro) che possono presentare
una rilevante variabilità ambientale.
Il confronto delle procedure estrattive su campioni a diversa granulometria ha invece permesso di
valutare la selettività delle soluzioni estraenti rispetto a sorgenti emissive dimensionalmente
caratterizzate, come i contributi di tipo combustivo e le polveri da abrasione e risollevamento.
I risultati ottenuti indicano che l’estrazione in tampone acetato permette di raggiungere un buon
compromesso tra efficienza estrattiva, selettività nei confronti delle fonti emissive e robustezza
della metodica si ha con. Infatti permette un controllo sul pH e, in parte, sugli equilibri di
complessazione (anche se in modo inferiore all’HNO3), e allo stesso tempo consente di mantenere
la massima selettività delle frazioni solubile e residua rispetto alle diverse sorgenti emissive. Lo
studio conferma inoltre l’utilità dell’accoppiamento del frazionamento chimico con quello
dimensionale per una più corretta ed approfondita interpretazione dei dati.Sulla base dei risultati
ottenuti è stato possibile, quindi, delineare i principali vantaggi e svantaggi derivanti dall’impiego
delle diverse soluzioni estraenti e costituisce un valido supporto per armonizzare ed interpretare i
risultati ottenuti dai diversi gruppi di ricerca in differenti aree geografiche.
Bibliografia
[1] S. Canepari et al., Atmos. Environ. 8161–8175, 42 (2008).
[2] S. Canepari et al., Atmos. Environ. 4754-4765, 43 (2009).
[3] S. Canepari et al., Talanta 834-844, 82 (2010).
P 14
Idrocarburi policiclici aromatici e alcuni loro nitro-derivati presenti nel
PM2.5 e PM1 campionati in prossimità del termovalorizzatore di Rifiuti
Solidi Urbani di Bologna
M. Rossi1*, L. Pasti2, I. Scaroni3 and P. Casali3
1 ARPA, Rimini, 47923
di Chimica, Università di Ferrara, Ferrara, 4412
3 ARPA, Ravenna, 48121
* Corresponding author. Tel: +39 0541 319287, E-mail: [email protected]
2 Dipartimento
Keywords: PM2.5, PM1, IPA, Nitro-IPA, Qualità dell’aria, Monitoraggio, modellistica (microscala), Impatto da
impianti di incenerimento rifiuti
La Regione Emilia-Romagna ha promosso una ricerca applicata chiamata Progetto Moniter
(http://www.moniter.it). Uno degli obiettivi di progetto è stato quello di effettuare una campagna di
monitoraggio allo scopo di acquisire nuove conoscenze della qualità dell’aria in prossimità di un
termovalorizzatore. In particolare, per questo studio sono stati caratterizzati gli idrocarburi
policiclici aromatici, ed alcuni dei loro nitro-derivati, in campioni di PM1 e PM2.5. Per fare questo
sono state realizzate due campagne di monitoraggio, una nell’estate del 2008 e una nell’inverno del
2009.
L’impianto è posizionato in un’area suburbana-rurale in prossimità di Bologna. Sono stati installati
otto stazioni di monitoraggio, una nel sito di background urbano e le altre sette in un dominio di 8x9
km2 intorno all’impianto. Per il posizionamento delle stazioni è stato effettuato uno studio con un
modello di dispersione gaussiano modificato (ADMS-Urban, CERC, Cambridge, UK), utilizzando
le emissioni di PM10 come tracciante dell’inquinamento [1]. Con questo metodo è stato possibile
individuare coppie di siti simili che differiscono solo dall’impatto medio dell’inceneritore. Tali siti
sono stati identificati come “massimo di ricaduta” e “controllo”. Sono stati analizzati 23 differenti
IPA e 11 Nitro-IPA mediante cromatografia GC-MS. I risultati sono stati trattati con metodi di
statistica univariata e multivariata; inoltre sono stati utilizzati rapporti diagnostici per completare
l’interpretazione dei risultati stessi. Infine sono state eseguite simulazioni di ricaduta a partire da
campionamenti in emissione, effettuati contemporaneamente alle campagne di monitoraggio. Tali
simulazioni sono state confrontate con i dati rilevati nel particolato ambientale allo scopo di stimare
il contributo dovuto all’impianto di incenerimento.
Le misure ambientali hanno dimostrato che ci sono composizioni differenti di IPA nel PM1 e
PM2.5 soprattutto durante la stagione invernale. In estate la composizione di IPA nel PM2.5
campionato nel massimo non differisce dalla composizione del controllo. I nitro-IPA invece sono
più concentrati nel massimo di ricaduta dell’inceneritore. In inverno sono stati rilevati più IPA nel
controllo rispetto al massimo di ricaduta. Le stime ottenute con il modello di simulazione
attribuiscono al termovalorizzatore circa il 2 ‰ degli IPA rilevati in ambiente; altre considerazioni
indicano il traffico urbano come la sorgente più importante fra quelle presenti in prossimità
dell’impianto in studio.
Bibliografia
[1] Bonafè, G., Rossi, M. (2011) Proc of the.14th Int. Conf. on Harmonization within
Atmospheric Dispersion Modelling for Regulatory Purposes.
P 15
Frazione idrosolubile di metalli in campioni di PM2.5 e PM1 raccolti vicino
a un impianto di incenerimento rifiuti nella Pianura Padana (Bologna)
L. Pasti1, M. Rossi2*, M. Remelli1, A. Pagnoni1, E. Sarti1
1Dipartimento
di Chimica, Università degli Studi di Ferrara, Ferrara, 44121, Italia
2ARPA, Rimini, 47923
* Corresponding author. Tel: 0541-319287, E-mail: [email protected]
Keywords: PM2.5, PM1, Metalli, Qualità dell’aria, Monitoraggio, modellistica (microscala), Impatto da
impianti di incenerimento rifiuti
Lo scopo del presente studio è di caratterizzare il contenuto di metalli in campioni di PM1 e PM2.5
raccolti in prossimità di un inceneritore. I campioni sono stati precedentemente estratti in acqua per
evidenziare il contenuto di metalli maggiormente biodisponibili. Sono state eseguite due campagne
di monitoraggio: la prima si è tenuta nell'estate del 2008 e la seconda nell'inverno 2009. L'impianto
oggetto di studio si trova in una zona suburbana/agricola, a meno di 10 km da Bologna (Italia), nel
sud-est della Pianura Padana. Sette delle otto stazioni di monitoraggio sono state installate in un
dominio di 8x9 km2 intorno all’impianto; l'ottava stazione è collocata lontano dall’inceneritore,
all'interno dell'area urbana di Bologna, in un sito già impiegato da ARPA per le misurazioni del
fondo urbano. E’ stato svolto uno studio preliminare con il modello di dispersione ADMS-Urban
(CERC, Cambridge, UK) per selezionare le coordinate delle stazioni di monitoraggio, utilizzando le
emissioni di PM10 come tracciante. Una prima stazione rappresentativa di massima ricaduta delle
emissioni è stata posta sul lato est dell'inceneritore. Una seconda stazione, "controllo" della prima, è
stata posizionata in modo che il contributo di tutte le sorgenti sia uguale a quello della prima
stazione, ad eccezione del contributo dell’inceneritore che deve essere minimo [1]. E’ stata inoltre
selezionata una seconda coppia di massimo/controllo, con il secondo massimo posto sul lato ovest
dell’impianto, in modo tale che il primo massimo, l'impianto ed il secondo massimo si trovino
paralleli alla direzione dei venti prevalenti. Le altre stazioni sono state collocate in modo da
rappresentare diverse condizioni di aria all’interno del dominio: traffico elevato, area rurale e
suburbana. Sono stati analizzati tredici metalli mediante spettroscopia di assorbimento atomico GFAAS, con correzione del fondo Zeeman e dei risultati sono state eseguite numerose analisi
statistiche, impiegando sia metodi univariati che multivariati. Sono stati svolti anche alcuni
confronti stagionali. Le misure ambientali hanno mostrato che il contenuto estivo di metalli nel
PM2.5 non differisce in maniera significativa da quello nel PM1; viceversa ciò non è vero per la
stagione invernale, in cui la composizione in metalli nel PM1 è diversa sia da quella del PM2.5 sia
tra le diverse stazioni di monitoraggio. In entrambe le stagioni, alluminio, ferro e zinco sono gli
elementi prevalenti. Le concentrazioni estive di metalli nel PM2.5 e nel PM1 in entrambi i massimi
non differiscono da quelle dei rispettivi punti di controllo; ciò è stato riscontrato durante la stagione
invernale esclusivamente per la frazione di particolato PM2.5, poiché è stata evidenziata una
differente composizione del PM1 tra i campioni del primo massimo e del suo controllo.
Questo lavoro fa parte del «Progetto Moniter». http://www.moniter.it
Bibliografia
[1] G. Bonafè, M. Rossi, Proc of the 14th Int. Conf. on Harmonization within Atmospheric
Dispersion Modelling for Regulatory Purposes (2011)
P 16
Anioni, Cationi e frazioni carboniose in campioni di PM2.5 e PM1 raccolti
in prossimità di un impianto di incenerimento rifiuti situato in Provincia di
Bologna
L. Pasti2, M. Rossi1*, E. Brattich3, S. Parmeggiani3, M. Stracquadanio4, L. Tositti3, S.
Zappoli4
1 ARPA, Rimini, 47923
di Chimica, Università degli Studi di Ferrara, Ferrara, 44121, Italia
3Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Bologna, Bologna, 40126, Italia
4Dipartimento di Fisica e Chimica Inorganica, Università degli Studi di Bologna, Bologna, 40126, Italia
* Corresponding author. Tel: 0541-319287, E-mail: [email protected]
2Dipartimento
Keywords: PM2.5, PM1, Anioni, Cationi, Componente carboniosa, Qualità dell’aria, Monitoraggio,
modellistica (microscala), Impatto da impianti di incenerimento rifiuti
Lo scopo del presente studio è di caratterizzare il contenuto in ioni, carbonio totale e suafrazione
idrosolubile, in campioni di PM1 e PM2.5 raccolti nei pressi di un inceneritore. Sono state eseguite
due estese campagne di monitoraggio: la prima si è tenuta nell'estate del 2008 e la seconda
nell'inverno 2009. L'inceneritore, oggetto di studio, si trova in una zona suburbana/agricola, a meno
di 10 km da Bologna (Italia), nel sud-est della Pianura Padana, area notoriamente caratterizzata da
diffuso inquinamento atmosferico. Sette delle otto stazioni di monitoraggio sono state installate in
un dominio di 8x9 km2 intorno all’impianto; l'ottava stazione è collocata lontano dall’inceneritore,
all'interno dell'area urbana di Bologna, in un sito già impiegato da ARPA per le misurazioni del
fondo urbano. E’ stato svolto uno studio preliminare con il modello di dispersione ADMS-Urban
(CERC, Cambridge, UK) per selezionare le coordinate delle stazioni di monitoraggio, utilizzando le
emissioni di PM10 come tracciante. In campioni giornalieri e bi-giornalieri di aerosol, raccolti negli
otto siti di monitoraggio, si è determinato il contenuto dei seguenti ioni (NH4+, K+ , Cl- , NO2- , NO3-,
SO42-, Ossalato), del carbonio totale (TC) e della sua frazione idrosolubile (WSOC). I dati raccolti
sono stati analizzati statisticamente impiegando sia metodi univariati sia multivariati.
Lo studio condotto ha messo in luce come la composizione dell’aerosol mostri sia una spiccata
variabilità stagionale sia una variabilità spaziale - che sebbene di minor entità rispetto alla
precedente - ha consentito la classificazione in diversi clusters, ottenuta mediante PCA, sulla base
del loro contenuto di alcuni macro-componenti.
Questo lavoro fa parte del «Progetto Moniter». http://www.moniter.it
Bibliografia
[1] G. Bonafè, M. Rossi, Proc of the 14th Int. Conf. on Harmonization within Atmospheric
Dispersion Modelling for Regulatory Purposes (2011)
P 17
Deroga all'applicazione dei valori limite di PM10
Cristina Sarti*, Mariacarmela Cusano*, Patrizia Bonanni, Antonella De Santis
ISPRA: Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale
*Corresponding authors: Tel: + 39 06 50072507; E- mail: [email protected]
Tel: + 39 06 50072512; E- mail: [email protected]
Con la Direttiva 2008/50/CE del Parlamento europeo e del Consiglio relativa alla qualità dell’aria
ambiente e per un’aria più pulita in Europa, gli Stati membri hanno avuto la possibilità di chiedere
una deroga all’applicazione dei valori limite (annuale e giornaliero) per il PM 10 già in vigore dal 1°
gennaio 2005. La gran parte degli Stati membri, risultando inadempiente in tale data, ha notificato
alla Commissione europea la richiesta di deroga all’applicazione di tali valori limite. La
Commissione ha tuttavia concesso la deroga solo ad un esiguo numero di Stati e quindi di zone (7%
per il valore limite annuale e 17% per quello giornaliero).
In particolare l’Italia nel 2009 ha presentato richiesta di deroga per 79 zone, e solo per 6 tale deroga
è stata accordata.
Nel presente studio sono stati valutati i trend, dal 2005 al 2009, delle emissioni di PM10 e dei suoi
precursori, e del numero di stazioni in cui sono stati superati i valori limite per il PM 10. Inoltre sono
state analizzate le informazioni che l’Italia ha fornito alla Commissione al fine di ottenere la deroga,
in particolare sullo stato della qualità dell’aria, sulle principali cause risultate all’origine dei
superamenti (contributi transfrontaliero, nazionale, naturale e locale delle sorgenti emissive alle
concentrazioni di PM10), sui provvedimenti adottati per il raggiungimento dei limiti, classificati per
settore d’intervento (fig. 1) e le relative riduzioni in termini di emissioni (fig. 2).
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Emissioni (kt)
100%
0%
-
-
-
-
-
-
- -
-
-
-
- -
-
Altro
FIGURA 1: RIPARTIZIONE SETTORIALE DELLE MISURE DI
RISANAMENTO
FIGURA 2: RIDUZIONE DELLE EMISSIONI DI PM10 20052011
P 18
2…
Macro e micro-componenti del PM negli ambienti confinati domestici
Luca Tofful1,*, Tiziana Sargolini1, Silvia Canepari2, Cinzia Perrino1
1
C.N.R. Istituto Inquinamento Atmosferico, Montelibretti (RM), 00015
Dipartimento di Chimica Sapienza Università di Roma, Roma, 00185
* Corresponding author. Tel: +390690672726, E-mail: [email protected]
2
Keywords: ambienti indoor, coefficiente di infiltrazione, mass closure
Gli ambienti confinati stanno ricevendo una particolare attenzione da parte della comunità
scientifica in quanto è sempre più evidente che la salute dei cittadini, che trascorrono oltre il 90%
del loro tempo all’interno di abitazioni, uffici, scuole e luoghi di aggregazione, è legata alla qualità
dell’aria indoor più che a quella degli ambienti esterni.
Per quanto riguarda il materiale particellare, gli studi finora effettuati sono stati focalizzati sulla
concentrazione di massa, in genere stimata a partire dalla concentrazione in numero determinata
mediante contatori ottici, o sulla concentrazione di particolari specie (es. alcuni elementi). Un
panorama completo della concentrazione delle diverse componenti chimiche del PM, e delle loro
variazioni giornaliere negli ambienti confinati, è stata finora difficile da ottenere, soprattutto per la
difficoltà di raccogliere in tempi brevi (es. 1 giorno), ed utilizzando strumentazione di
campionamento compatibile con l’uso in ambienti domestici, una quantità di polvere sufficiente ad
effettuare le analisi chimiche.
La recente disponibilità di campionatori particolarmente silenziosi, che possono essere impiegati
negli ambienti interni anche in più unità senza recare disturbo alle normali attività domestiche, ha
permesso di realizzare un primo studio sulla composizione del PM nei diversi ambienti, interni ed
esterni, di un’abitazione. I campionatori (Silent – FAI-Instruments, Fonte Nuova – Roma), che sono
stati specificatamente progettati per l’uso negli ambienti indoor, operano ad una portata di 10 l/min
su membrane di 47 mm di diametro e possono essere equipaggiati con impattori PM10 o PM2.5;
l’inserimento di una seconda membrana sulla superficie di impatto consente la raccolta su filtro e
quindi l’analisi anche della frazione grossolana.
Lo studio è stato strutturato effettuando, nei diversi ambienti dell’abitazione, campionamenti
contemporanei su coppie di filtri, l’uno in teflon e l’altro in quarzo, in modo da ottenere l’analisi
completa dei macrocomponenti (macro-elementi mediante analisi in fluorescenza di raggi X, specie
ioniche mediante analisi in cromatografia ionica, carbonio organico ed elementare mediante analisi
termo-ottica) e quindi la chiusura del bilancio di massa (coincidenza della somma delle
determinazioni analitiche con la concentrazione di massa determinata per via gravimetrica). Sulle
stesse membrane è stata inoltre effettuata la determinazione delle frazioni idrosolubile e residua dei
macro e microelementi; la presenza di metalli in forma idrosolubile può infatti avere importati
ripercussioni sulla loro biodisponibilità.
Le misure sono state eseguite nel corso di progetto di ricerca finalizzato alla valutazione della
concentrazione indoor e outdoor degli idrocarburi policiclici aromatici (progetto LIFE+ EXPAH –
Population Exposure to PAH).
Vengono qui riportati i risultati di una prima serie di misure effettuate a Roma durante l’inverno del
2012; sono messe in luce le differenze di composizione e concentrazione delle componenti del PM
fra ambienti interni ed esterni e fra le diverse aree abitative.
P 19
Valutazione della qualità dell'aria all'interno di un ipermercato
Eleonora Andriani1, Gianluigi de Gennaro1, Annamaria Demarinis Loiotile1, Alessia Di
Gilio1, Annalisa Marzocca*1, Paolo Dambruoso2, Valerio Di Palma1, Francesca Stasi1,
Maria Tutino1
1 Dipartimento
di Chimica, Università degli Studi di Bari, 71026,
di Cimica, Università degli Studi di Lecce,
* Corresponding author. Tel: 0805442210, E-mail:[email protected]
2Dipartimento
Keywords: Ambienti indoor, materiale particellare, COV
La qualità dell'aria indoor è influenzata dalla presenza di fonti di inquinamento collegate alle attività che
si svolgono nei diversi ambienti, dalla presenza di fonti di emissioni specifiche più o meno continue e
dall’inquinamento outdoor. In relazione alla loro volatilità, i Composti Organici Volatili possono essere
presenti in tali ambienti o sotto forma di gas o adsorbiti su materiale particellare o polveri depositate. Le
sorgenti di COV riscontrabili negli ambienti indoor possono essere continue o intermittenti. Le prime
sono generalmente costituite da materiali per l’edilizia, arredamento e prodotti tessili, mentre le seconde
sono legate ai prodotti per l’igiene, al numero degli occupanti ed alle loro attività [1]. Le particelle
possono essere di origine primaria o essere prodotte a partire da inquinanti gassosi attraverso processi di
conversione gas-particelle (reazione tra ozono e terpeni) [2]. Il maggiore contributo all’accumulo di
polveri negli ambienti confinati è da attribuire alle attività di tipo antropico come ad esempio il fumo da
sigaretta, l’utilizzo di strumenti di lavoro quali stampanti e fotocopiatrici, i processi di combustione
(come riscaldamento domestico a gasolio, carbone, legna e cottura dei cibi).
In questo studio è stata effettuata una campagna di monitoraggio per la valutazione della qualità
dell’aria all’interno di un ipermercato nella città di Bari. In particolare sono stati determinati Composti
Organici Volatili (COV) e materiale particellare all’interno dei diversi reparti del supermercato presente
nell’ ipermercato. Dopo un’indagine di screening è stata focalizzata l’attenzione nel reparto centrale. In
figura 1 è riportato un esempio di dati ottenuti con monitoraggio in continuo di polveri e COV totali.
I risultati ottenuti hanno permesso di ottenere informazioni interessanti ed è stato possibile attribuire agli
andamenti degli inquinanti rilevati una relazione con le attività svolte nei reparti in questione.
Bibliografia
[1] Annex A - EN ISO 16000-5 Sampling strategy for volatile organic compounds (VOCs).
[2] Congrong, H., Morawska, L., Hitchins, J., Gilbert, D. “Contribution from indoor sources
to particle number and mass concentrations in residential houses”. Atmospheric Environment
38 3405–3415, (2004)
P 20
Inquinamento atmosferico e beni culturali di Roma:
studio dei fenomeni di degrado del bronzo e dei materiali calcarei
Raffaela Gaddi1,*, Mariacarmela Cusano1, Patrizia Bonanni1, Carlo Cacace2,
Annamaria Giovagnoli2
1
2
ISPRA: Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale, Via Brancati 48, 00144 Roma
ISCR: Istituto superiore per la Conservazione e il Restauro, Via di San Michele 23, 00153 Roma
*Corresponding author: Tel: + 39 06 50072513; E- mail: [email protected]
I materiali che costituiscono i beni culturali esposti all’aperto possono essere soggetti a fenomeni di
degrado determinati dalla deposizione (secca o umida) di alcune sostanze inquinanti presenti in
atmosfera.
Nel presente lavoro sono stati studiati i fenomeni di erosione dei materiali calcarei e di corrosione
dei manufatti in bronzo di Roma, attraverso la realizzazione di “mappe di danno” (fig.1) ottenute
applicando le funzioni dose-risposta presenti in letteratura [1].
Gli algoritmi utilizzati hanno consentito di quantificare il potenziale deterioramento dei materiali
considerati, in funzione delle concentrazioni degli
inquinanti atmosferici e dei parametri meteoclimatici
(temperatura, precipitazioni, umidità relativa) registrati
nella capitale nel 2010.
Le mappe di erosione e corrosione sono state realizzate
utilizzando: le distribuzioni spaziali delle concentrazioni
medie annue di particolato atmosferico (PM10) e di
biossido di azoto (NO2) elaborate per il 2010 a Roma
dall’ARPA Lazio, con il modello FARM, su griglie di 1
km di lato; le concentrazioni medie annue di biossido di
zolfo (SO2) e ozono (O3) registrate presso le centraline di
monitoraggio della qualità dell’aria; le medie annuali dei
dati meteoclimatici misurati a Roma presso le stazioni
meteorologiche presenti nella città. I risultati ottenuti
sono stati confrontati con i valori accettabili della velocità di deterioramento (pari a 8 m/anno per i
materiali calcarei e 0,6 m/anno per il bronzo) secondo quanto stabilito nell’ambito dell’UNECE
International Cooperative Programme on Effects on Materials (ICP Materials). Le mappe di
erosione e corrosione sono state inoltre sovrapposte alla distribuzione dei beni architettonici ed
archeologici, censiti nella banca dati della Carta del Rischio del Patrimonio Culturale (redatta da
ISCR), e dei manufatti artistici, come statue e fontane in bronzo e calcare, georeferiti a Roma [2].
La sovrapposizione delle mappe ha consentito di individuare, in prima approssimazione, le opere
collocate nelle aree potenzialmente più aggressive dal punto di vista climatico ed ambientale.
Bibliografia
[1] Model for multi-pollutant impact and assessment of threshold levels for cultural heritage
(Multiasses)- Report 2005
[2] D. de la Fuente, J.M. Vega, F. Vieji, I. Diaz, M. Morcillo, “City scale assessment model for air
pollution effects on the cultural heritage”, Atmospheric Environment 45 (2011), 1242-1250
P 21
Caratterizzazione chimica di composti organici polari nell’aerosol atmosferico:
analisi GC-MS di acidi carbossilici e zuccheri
M.C. Pietrogrande*, D. Bacco, S. Chiereghin
Dipartimento di Chimica, Ferrara, 44121
* Corresponding author. Tel:0532455152, E-mail:[email protected]
Keywords: Composizione chimica PM, composti organici idrosolubili, analisi GC-MS
Questo studio è dedicato alla caratterizzazione chimica dei composti organici idrosolubili (WSOCs)
nell’aerosol atmosferico, in particolare acidi dicarbossilici e zuccheri. Essi possono fornire utili
informazioni sulla formazione e crescita del PM ed il suo impatto sul clima ed individuare il
contributo delle emissioni primarie (impianti per produzione di energia, traffico veicolare o
combustione di biomasse) ed i processi fotochimici nell'atmosfera da precursori di origine
biogenica o antropogenica. La tecnica analitica comunemente utilizzata è la Gascromatografia
accoppiata alla Spettrometria di Massa (GC-MS), che deve essere preceduta da una derivatizzazione
chimica per rendere stabili e volatili questi analiti molto polari: si è utilizzata una reazione di
sililazione utilizzando BSTFA(N,O-bis(trimethylsilyl)-trifluoroacetamide) [1].
In questo lavoro si è studiato un metodo multi-residuo che è molto vantaggioso nelle analisi
ambientali per determinare simultaneamente in un’unica analisi un numero elevato di analiti. Si
sono studiate ed ottimizzate le condizioni operative di estrazione di WSOC dal filtro per analizzare
con la maggior precisione ed accuratezza analitica il maggior numero di composti con diverse
proprietà di solubilità e volatilità.
Si è utilizzato un metodo chemiometrico di Disegno Sperimentale (central composite design, CCD)
per studiare le variabili in modo sistematico e con un ridotto numero di esperimenti. [2]. I parametri
che hanno maggiore effetto sulla resa di estrazione sono la polarità del solvente (caratterizzata da
valori di p’ di Snyder) ed il volume di estrazione (scelto da prove preliminari tra 10 e 20ml). Si è
impiegato il metodo della superficie di risposta (RSM) per individuare le condizioni che
determinano la maggiore resa di estrazione: solvente costituito da una miscela metano: cloruro di
metilene (90:10) utilizzando un volume di 10 ml.
Nelle condizioni ottimizzate, la procedura fornisce i bassi limiti di rivelazione (≤2 ngm-3) e la buona
riproducibilità (RSD%≤13%) che la rendono adatta per il monitoraggio ambientale. Il metodo è
stato validato mediante applicazione su filtri reali con diverse dimensioni del PM (PM2.5 vs. PM1)
campionati in diversi siti (urbano vs. rurale) in diverse stagioni (estate vs.inverno).
Bibliografia
[1] M.C. Pietrogrande, D.Bacco, Anal. Bioanl. Chem. 257, 689 (2011).
[2] G. Basaglia, M.C. Pietrogrande, Anal. Bioanl. Chem. 2257, 399 (2011).
P 22
Analisi del particolato atmosferico dell’area urbana di Napoli
Elena Chianese1,*, Angelo Riccio2, Carmela Esposito2
Guido Barone3, Ida Duro3 & Luciano Ferrara3
1
Dipartimento di Scienze per l’Ambiente, Università degli studi di Napoli Parthenope, Napoli, 80143
2
Dipartimento di Scienze Applicate, Università degli studi di Napoli Parthenope, Napoli, 80143
3
Dipartimento di Chimica, Università degli studi di Napoli Federico II, Complesso di Monte Sant’Angelo, Napoli,
80126
* Corresponding author. Tel: 081-5476631; e-mail: [email protected]
Keywords: Particolato atmosferico; Optical Particle Counter; Monitoraggio dell’aria.
Il particolato atmosferico è uno dei principali inquinanti dell’aria, ciò a causa dei suoi effetti nocivi
sulla salute dell’uomo, degli animali e sullo stato di conservazione di opere di interesse storico
artistico (palazzi storici o opere d’arte, sia conservate in ambienti chiusi che esposte all’aperto).
Gli effetti dannosi sono attribuibili essenzialmente alle particelle più fini, in particolare quelle con
diametro inferiore a 2.5 μm (PM2.5), originate dalle attività antropiche (riscaldamento domestico,
traffico veicolare, processi produttivi) e contenenti sostanze pericolose (metalli, composti organici);
per questa ragione le recenti direttive Europee (2008/30/CE) hanno fissato per la concentrazione del
PM2.5 il limite di 25 μg m−3 (tale valore diventerà il valore limite dal 2015 in poi).
Allo scopo di sviluppare strategie di controllo per i livelli di concentrazione del materiale
particolato, è fondamentale disporre di informazioni come le concentrazioni giornaliere, le
variazioni temporali, composizione chimica e distribuzione dimensionale, nonché la dipendenza
dalla variabili meteorologiche (temperatura, pressione, umidità); queste informazioni, assieme alle
caratteristiche sono indispensabili per condurre analisi statistiche dei dati finalizzate
all’individuazione delle sorgenti emissive di maggiore interesse [1, 2].
Sulla base di queste considerazioni abbiamo iniziato una campagna di monitoraggio nell’area
urbana di Napoli, una della principali città del Sud Italia, volta alla caratterizzazione del PM2.5;
questa campagna è basata sulla raccolta di campioni della frazione fine del particolato atmosferico
mediante un campione gravimetrico (modello Echo PM TECORA).
Sono state quindi calcolate le concentrazioni giornaliere e correlate con i dati meteorologici; è stata
studiata anche la distribuzione dimensionale del materiale particolato mediante un misuratore ottico
(OPC modello GRIMM 1.108).
Tali misure sono da intendere come preliminari; il prossimo stadio consisterà nella caratterizzazione
chimica dei campioni di PM2.5, con particolare attenzione alla frazione ionica (Cromatografia
Ionica) e al contenuto di metalli (ICP e analisi in polarografia).
Bibliografia
[1] M. Amodio, E. Andriani, I. Cafagna, M. Caselli, B. E. Daresta, G. de Gennaro, A. Di Gilio, C.
M. Placentino, M. Tutino. A statistical investigation about sources of PM in South Italy. Atmos.
Res. 207-218, 98 (2010).
[2] R. Caggiano, S. Fiore, A. Lettino, M. Macchiato, S. Sabia, S. Trippetta. PM2.5 measurements in
a Mediterranean site: Two typical cases. Atmos. Res. 157-166, 102 (2011).
P 23
Influenza della combustione di biomassa su PTS, PM10 e PM2.5
Ivano Vassura1, Elisa Venturini1, Sara Marchetti1, Fabrizio Passarini1, Andrea Piazzalunga2 e
Luciano Morselli1.
1
2
Dipartimento di Chimica Industriale e dei Materiali, Università di Bologna; 40136 Bologna
Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e del Territorio, Università degli Studi di Milano Bicocca, Milano, 20126
* Corresponding author. Tel: +39 0541 434481, E-mail:[email protected]
Keywords: levoglucosano, particolato atmosferico, combustione di biomasse, idrocarburi policiclici aromatici
Tra le varie fonti antropiche di particolato atmosferico, sempre maggiore attenzione è focalizzata
sui processi di combustione della biomassa per il riscaldamento domestico e per ridurre gli scarti
dell’agricoltura e della potatura [1].
Sebbene siano noti i traccianti delle combustioni di biomasse, vi sono ancora pochi studi che fanno
valutazioni quantitative del contributo di tali sorgenti alla concentrazione di PM [2].
Questo lavoro si è posto l’obiettivo di valutare la composizione chimica e la distribuzione di alcuni
marker della combustione nelle polveri totali sospese (TSP) e nelle sotto-frazioni PM10 e PM2.5.
Il sito di campionamento è ubicato in un’area suburbana nei pressi della città costiera di Riccione,
risente delle emissioni locali dell’area urbana (riscaldamento domestico), del traffico veicolare e
dell’inceneritore di RSU di Coriano. Al fine di evidenziare i markers della combustione di
biomasse, il campionamento è stato effettuato tra marzo e aprile, periodo in cui si è tenuta la festa
popolare delle “Focheracce”, durante la quale si bruciano cataste di rami, arbusti e vecchi tronchi.
Sono stati determinati su tutti i campioni gli ioni solubili, il carbonio organico (CO) ed elementare
(CE), il levogluocosano (LG) e gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA).
Durante tutto il periodo di campionamento, le polveri presentano i markers della combustione da
biomasse. In corrispondenza delle “Focheracce” si registra in atmosfera un forte incremento della
concentrazione di polveri, accompagnato da una variazione nella loro composizione chimica. Come
atteso incrementi si registrano per tutti i composti direttamente imputabili ai processi di
combustione incompleta, come LG, CO, CE ed IPA [2, 3, 4].
Sebbene il picco di concentrazione di particolato atmosferico sia imputabile alle focheraccie, lo
studio non mostra una relazione lineare tra markers e PM. In conclusione si evidenzia che i fattori di
immissione e rimozione dei markers agiscono diversamente da quelli delle PM.
Bibliografia
[1] B.R.T. Simoneit, Appl. Geochem. 129-162, 17 (2002)
[2] A. Piazzalunga et al., Atmos. Environ. 6642–6649, 45 (2011)
[3] M. Amodio et al., Env. Research 812-820, 109 (2009)
[4] G. Schkolnik et al., Anal. Bioanal. Chem. 26-33, 385 (2006).
P 24
Confronto fra differenti tecniche per la determinazione dei carbonati
Andrea Piazzalunga1,2,* , Vera Bernardoni3, Eleonora Cuccia4, Paola Fermo2, Eduardo Yubero
Funes7, Dario Massabò4, Ugo Molteni2, Maria Rita Perrone8, Paolo Prati4, Marco Prato5, Gianluigi
Valli3, Ivano Vassura6, Roberta Vecchi3
1
2
5
Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e del Territorio, Università degli Studi di Milano Bicocca, Milano, 20126
Dipartimento di Chimica Inorganica Metallorganica e analitica, Università degli Studi di Milano, Milano, 20133
3
Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano e INFN, Milano, 20133
4
INFN Genova e Dipartimento di Fisica, Università di Genova, Genova, 16146
Dipartimento di Matematica pura e applicata, Università di Modena e Reggio Emilia, Modena, 41100
6
6Dipartimento di Chimica Industriale e dei materiali, Università di Bologna, Bologna, 40136
7
Dipartimento di Fisica Applicata, Università Miguel Hernández, Elche, Spain 03202
8
Dipartimento di Fisica, Università del Salento, Lecce, 73100
* Corresponding author. Tel: +39264482824, E-mail: [email protected]
Keywords: analisi termo-ottica, carbonati, FT-IR,
Il particolato carbonioso solitamente viene classificato nei suoi due costituenti principali: carbonio
organico (OC) e carbonio elementare (EC). La componente carbonatica (CC) o inorganica viene
infatti spesso trascurata a causa del suo basso contributo alle concentrazioni di particolato fine. In
presenza di particolari sorgenti (i.e. attività estrattive, cementifici, polveri sahariane) il carbonato può
però contribuire in modo significativo alle concentrazioni di particolato. La quantificazione accurata
del CC è resa difficile dal suo comportamento basico: le particelle di carbonato, una volta
campionate, possono reagire con le particelle di solfato e nitrato d’ammonio, con una conseguente
perdita dello ione carbonato e dello ione ammonio [1].
La presenza di CC, se non opportunamente valutata, può inoltre rappresentare un importante
interferente nella corretta determinazione di OC ed EC tramite la tecnica termo-ottica (TOT).
In questo lavoro sono stati utilizzati i campioni provenienti da 4 diversi siti interessati da elevate
concentrazioni di CC: Massa Carrara (estrazione del marmo), Elche – Spagna (cementificio), Lecce e
Rimini (polveri Sahariane) e sono state confrontate diverse tecniche di misura per la quantificazione
del CC. Sui campioni di Massa Carrara campionati su filtri in teflon è stata effettuata un’estrazione a
diversi pH per la completa solubilizzazione del carbonato e la quantificazione del CC tramite il
bilancio ionico è stata messa a confronto con quella ottenuta tramite FT-IR [2]. Sui campioni di Lecce
e Rimini (filtri in fibra di quarzo) il bilancio ionico è stato confrontato con la quantificazione del CC
ottenuta dalla deconvoluzione delle curve di evoluzione della CO2 dell’analisi TOT [1]. La
disponibilità di particolato di diversa granulometria (PTS, PM10, PM2.5) campionato
simultaneamente a Rimini ha permesso, oltre alla determinazione della distribuzione dimensionale del
CC, anche la valutazione dell’influenza nell’analisi TOT dell’effetto catalitico dovuto alla presenza di
carbonati. Sui campioni di Elche invece sono stati confrontati i risultati dell’analisi TOT ottenuti con
due diversi protocolli NIOSH e EUSAAR_2.
Bibliografia
[1]
[2]
Maria Rita Perrone et al., Atmospheric Environment 45
Eleonora Cuccia et al., Atmospheric Environment 45 (35) , 6481-6487
P 25
(39)
,
7470-7477
Caratterizzazione del materiale particolato emesso dagli inceneritori: studio su
Bologna
Valeria Biancolini1,*, Stefano Forti2, Marco Canè3, Stefano Fornaciari1, Stefano Cernuschi4
1
ARPA, Sez. Prov. di Reggio Emilia, 42122
2
ARPA,Sez. Prov. di Modena, 41121
3
ARPA, Sez. Prov. di Ravenna, 48121
4
DIIAR, sez ambientale, Politecnico di Milano, 20133
* Corresponding author. Tel: +390522336036, E-mail:[email protected]
Keywords: monitoraggio di impianti di incenerimento rifiuti, IPA, PCDD/F, PCB, metalli, PM102.5, conteggio particelle, SEM.
Lo studio è stato effettuato nell’ambito del Progetto Moniter voluto e finanziato dalla Regione
Emilia-Romagna (http://www.moniter.it). Si è proceduto al campionamento dell’emissione a
camino dell’inceneritore di Bologna con l’intento di caratterizzare chimicamente e
morfologicamente i fumi emessi nonché acquisire nuove informazioni circa la concentrazione
numerica e dimensione aerodinamica delle particelle emesse. A tal fine sono state utilizzate due
linee di campionamento: una linea riscaldata per microinquinati organici [1] corredata di impattore
PM10- PM2.5 [2] e una linea con diluizione dei fumi corredata di impattore ELPI [3]. Con la prima
linea sono stati ottenuti campioni di polveri, condensa e incondensabili per la determinazione di
PCDD/F, PCB e IPA; polveri e gorgogliato per la determinazione dei metalli. Con la seconda linea
di campionamento sono stati ottenuti campioni per l’analisi al SEM e si è proceduto al conteggio
delle particelle emesse (7 nm – 2.5 m). Dal lavoro svolto derivano considerazioni quali la necessità
di campionamenti lunghi (almeno 48 ore) per raccogliere materiale sufficiente alle determinazioni
analitiche; il PM2.5 costituisce circa l’87% del particolato emesso. Si sono riscontrate criticità nella
determinazione dei microinquinanti legata al frazionamento delle polveri. Per quanto riguarda
PCDD/F le specie trovate, quasi esclusivamente nella fase condensabile e incondensabile, sono i
congeneri epta ed octa alle quali si aggiunge la presenza degli H6CDF in un solo campionamento
sui quattro effettuati. L’osservazione al SEM ha evidenziato una sostanziale omogeneità tra
particelle di natura organica e inorganica e il prevalere di elementi quali zolfo, sodio, silicio e
calcio: per le particelle organiche prevale l’aspetto sferico e la presenza di aggregati mentre tra le
particelle inorganiche risulta non trascurabile la presenza di particelle con aspetto sfaccettato e la
presenza di angoli. La concentrazione numerica delle particelle di origine primaria emesse varia da
alcune decine di migliaia ad alcune centinaia di migliaia di particelle/cm3 di gas e
dimensionalmente si collocano al di sotto dei 100nm. La concentrazione numerica delle particelle
aumenta per effetto della diluizione dovuta all’aria ambiente e al raffreddamento dei fumi all’uscita
dal camino a conferma di un rilevante contributo dato dai fenomeni di condensazione alla
formazione di nuove particelle ultrafini.
Bibliografia
[1] Norma UNI EN 1948-1 luglio 2006
[2] Norma VDI 2066 parte 10
[3] T. Ferge et al., Environ. Sci. Technol. 1545-1553, 38 (2004).
P 26
Misure di lungo periodo di inquinanti atmosferici in pianura Padana: pattern
temporali, ciclicità e analisi in cluster
Alessandro Bigi*, Grazia Ghermandi
1
Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile, Modena, 41125
* Corresponding author. Tel: +39-059-2056328, E-mail: [email protected]
Keywords: pianura Padana, qualità dell’aria, serie storiche, andamento di lungo periodo
La qualità dell'aria in pianura Padana è sensibilmente peggiore di quella nella gran parte del resto
d'Europa, sia a causa della sua elevata densità abitativa che per la climatologia locale, molto
condizionata dal perimetro della pianura costituito da Alpi e Appennini. Inoltre, alte concentrazioni
di inquinanti in inverno (e.g. PM10) e in estate (e.g. Ozono) rappresentano non solo un rischio per la
popolazione residente, ma anche una sensibile fonte di inquinamento trasnfrontaliero impattante i
paesi confinanti [1]. Sono ormai disponibili campionamenti di PM10 continui di durata più che
decennale in un rilevante numero di stazioni su gran parte della pianura Padana, mentre serie
storiche ancora più lunghe sono disponibili per altri inquinanti come NO2 e SO2.
Indubbi miglioramenti nelle concentrazioni di vari inquinanti (e.g. PM10, SO2) sono stati raggiunti
in numerose zone in pianura Padana [2], tuttavia, da un lato questo è scarsamente percepito della
pubblica opinione, dall'altro questo andamento non è spazialmente omogeneo per tutto il territorio.
Per ottenere una stima sinottica delle variazioni di concentrazioni di inquinanti avvenuta nell'ultima
decade in pianura Padana, sono state analizzate in dettaglio serie storiche di concentrazione di
inquinanti atmosferici con lunghezza di dieci o più anni: i dati comprendono stazioni di
monitoraggio di traffico e di fondo, sia urbano che suburbano e rurale.
Il dataset è formato da dati raccolti nella rete di ARPA; tutti i dati di PM sono stati riferiti alle
effettive condizioni di campionamento, come da 2008/50/CE. Per ogni sito è stato stimato il pattern
giornaliero, settimanale, stagionale ed annuale per valutare l'esposizione del sito e l'influenza diretta
di sorgenti antropogeniche. Le serie storiche sono state analizzate per verificare la presenza di una
variazione significativa nelle concentrazioni minime, medie e massime mensili destagionalizzate e
nelle concentrazioni minime, medie e massime annuali. La concentrazione media giornaliera è stata
testata per la presenza di una significativa ciclicità settimanale (e.g. da emissioni antropica). Il trend
di lungo periodo per le concentrazioni di inquinanti è stato stimato con metodi parametrici e non
parametrici. Infine è stata eseguita un'analisi in cluster per evidenziare le stazioni con simili
condizioni di inquinamento nel periodo di analisi.
Bibliografia
[1] A.S.H Prévôt, J Dommen, M Bäumle, M Furger. Diurnal variations of volatile organic
compounds and local circulation systems in an Alpine valley, Atmos. Environ., 1413-1423, 34
(2000)
[2] A. Bigi, G. Ghermandi, R. M. Harrison, Analysis of the air pollution climate at a background
site in the Po valley, J. of Environ. Monit. 552-563, 14 (2012)
P 27
Analisi XPS del Particolato atmosferico in modalità “size-segrgated” in un sito
di background urbano a Lecce
M. R. Guascito1,*, P. Ielpo2, 3, D. Cesari3, A. Genga1,
C. Malitesta1, R.A. Picca1, D. Contini3
1
Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biologiche e Ambientali, Università del Salento, Lecce, 73100
2
Istituto di Ricerca Sulle Acque, CNR, Bari, 70132
3
Istituto di Scienze dell’Atmosfera e del Clima, CNR, Lecce, 73100
* Corresponding author. Tel: +0832 297075,, E-mail:[email protected]
Keywords: XPS, Particolato atmosferico, size-distribution
L'uso della spettroscopia fotoelettronica a raggi-X (XPS) nell'analisi chimica di superficie del
particolato atmosferico (PM) non è ancora considerato un metodo di routine nella caratterizzazione
dell’aerosol. Tuttavia, negli ultimi anni c'è stato un crescente interesse nell'applicazione di questa
tecnica allo studio del PM [1]. Il vantaggio dell'uso di tale tecnica è la possibilità di identificare,
potenzialmente, tutti gli elementi presenti sulla superficie delle particelle, in termini di
quantificazione e “speciazione” chimica, segregati in uno spessore di ~ 10-15 nm. La composizione
di superficie è un parametro importante per lo studio ella reattività del particolato. Attualmente,
sono disponibili pochi lavori che si basano su studi XPS di frazioni di particelle segregate su
supporti in base alle diverse dimensioni come ad esempio PM10, PM2.5 e PM1 [2]. In questo
lavoro si riporta uno studio, della composizione chimica di superficie per diverse frazioni
dimensionali di PM, opportunamente campionate utilizzando un impattore a 10 stadi (MOUDI II,
120R, intervallo dimensionale tra 0.056 μm e 10 μm). I risultati sono stati confrontati con i dati di
bulk relativi alla frazione solubile estratta con acqua da una porzione differente di substrato, che ha
permesso di determinare gli ioni solubili e il carbonio solubile totale (organico e inorganico),
utilizzando rispettivamente la cromatografia ionica ad alta prestazione (Dionex DX600) e l’analisi a
combustione catalitica e rivelazione NDIR (Shimadzu TOC-5050 Analyzer). I campioni sono stati
raccolti su substrati di alluminio, in un sito di background urbano a Lecce ed analizzati mediante
XPS (Spettrometro Leybold LHS10), senza subire ulteriori trattamenti, direttamente sul substrato
opportunamente tagliato (area 1.0cmx0.7cm). Per ogni frazione dimensionale è stata fatta una
mappa della distribuzione chimica superficiale % degli elementi (presenti in concentrazione > 0.11%), con particolare attenzione a: S (SO42-), Na+, N (NH4+, NO3-), Cl-. Inoltre l'analisi dettagliata
degli spettri XPS del C1s (struttura fine) ci ha permesso di distinguere alcune funzionalità
contenenti ossigeno tra cui gruppi carbonilici, carbossilici e carbonati. In alcuni casi sono state
discriminate le componenti del C1s relative ai diversi stati di ibridazione del carbonio che
corrispondono a differenti stati di legame, prodotti durante la formazione delle particelle stesse:
Csp2/Csp3 [1]. Si riporta anche il confronto fra l’analisi di bulk e di superficie relativamente alle
frazioni dimensionali che caratterizzano le mode di accumulazione e coarse della distribuzione
dimensionale in massa ed una specifica analisi per un caso di intrusione di polveri Africane. Lo
studio è stato condotto nell’ambito delle attività della Rete di Laboratori Pubblici di ricerca
AITECH (Applied Innovation Technologies for Diagnosis and Conservation of Built Heritage) Accordo di Programma Quadro in materia di Ricerca Scientifica nella Regione Puglia.
Bibliografia
[1] K. Klejnowski, et al. Bull Environ Contam Toxicol. 255, 88 (2012)
[2] R. L. Vander Wal, et al.. Anal. Chem. 1924, 83 (2011)
P 28
Sviluppo sostenibile e grandi opere infrastrutturali: valutazione dell’impatto sul
territorio.
Monica Filice1, *, Pierantonio De Luca2, Carmen Grisolia1, Eugenio Piccolo1
1 Activa
Società di Ingegneria,via dell’Uguaglianza,1 Castrolibero (CS), 87040
della Calabria,via P.Bucci cubo 46/B, Rende (CS), 87036
* Corresponding author. Tel: 0984 853968, E-mail: [email protected]
2 Università
Keywords: Monitoraggio Ambientale, Sviluppo Sostenibile, PM10, Rumore
Le linee guida europee per la tutela della salute pubblica prevedono indicazioni per garantire un livello
accettabile e sostenibile di qualità della vita. In questo contesto, la realizzazione di grandi opere
infrastrutturali richiede un sistema di monitoraggio ambientale (Legge Obiettivo 443/01) che valuta la
sostenibilità territoriale dell’opera, attraverso l’analisi di diverse componenti in termini qualitativi
(impatto visivo, rispetto del paesaggio, percezione della popolazione) e quantitativi (qualità dell’aria,
rumore, vibrazioni, radiazioni e impatto sugli ecosistemi). L’analisi delle singole componenti può
restituire dati aggiornati e trend evolutivi, ma non consente di avere la visione complessiva degli effetti
dell’opera in termini di sostenibilità territoriale e impatto sulla popolazione. Anche la variabilità del
territorio nazionale, sia per condizioni socio-economiche sia meteo-orografiche, può influenzare
l’impatto ambientale dell’opera.
Il lavoro di ricerca propone un modello di valutazione della sostenibilità di un’opera come
combinazione di gestione, acquisizione dati e analisi globale dell’impatto sul territorio. A tal fine, le
componenti sono state aggregate in matrici settoriali. In particolare, la matrice aria è rappresentata
attraverso l’unione delle componenti che disperdendosi in atmosfera possono avere un impatto sulla
salute pubblica: rumore, vibrazioni, radiazioni e inquinanti aerodispersi. E’ stata creato un database
(DB) per l’analisi in profondità della sostenibilità di un’opera, in grado di ospitare i dati qualitativi e
quantitativi relativi al monitoraggio. Attraverso opportune procedure d’interrogazione (del DB) è
possibile valutare per ogni punto di misura l’andamento degli inquinanti (PM 10, PM2.5, CO, SO2, NOx,
O3) [1], dei livelli di rumore (Leq diurno e notturno), delle vibrazioni (Leq), delle radiazioni (Bq/m3) e
confrontare i dati con la normativa vigente. E’ noto che esiste una sito-dipendenza che influenza la
dispersione degli inquinanti, in base alle condizioni meteorologiche [2] e orografiche [3] di un territorio
e alla distribuzione delle sorgenti. In condizioni meteorologiche favorevoli (assenza di pioggia, calma di
vento), la correlazione tra i diversi parametri mostra una relazione direttamente proporzionale tra il
rumore (Leq diurno) e la concentrazione di PM10 (24 h), indice di una chiara corrispondenza tra
l’inquinante e la sorgente veicolare. Sviluppi futuri saranno rivolti a correlare tutte le componenti del
monitoraggio ambientale, con particolare attenzione alla percezione individuale dei recettori sensibili.
L’obiettivo finale sarà quello di visualizzare l’impatto dell’opera mediante carte di sostenibilità che
potranno rappresentare l’evoluzione dell’opera in termini di effetti sostenibili a medio e lungo termine.
Bibliografia
[1] M.Filice et al., Ecomondo 2011, 1328-1334, (2011)
[2] R.Vecchi et al., Environmental Monitoring and Assessment, 283-300, Vol. 154 (2009)
[3] M. Amodio et al. Atmospheric Research, Pages 313–325, Volume 90, Issues 2–4, (2008)
P 29
Tecnologie di riscaldamento domestico a biomasse attraverso una prospettiva di
ciclo di vita
Daniele Cespi1, Fabrizio Passarini1,*, Luca Ciacci1, Ivano Vassura1, Luciano Morselli1,
Valentina Castellani2
1
Dipartimento di Chimica Industriale e dei Materiali, Università degli Studi di Bologna – Facoltà di Chimica
Industriale, viale Del Risorgimento 4, Bologna - 40136.
2
Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e del Territorio, Università degli Studi Milano Bicocca, piazza della
Scienza 1, Milano
* Corresponding author. Tel: +39 051 2093863, E-mail [email protected]
Keywords: LCA – biomasse – riscaldamento domestico – PM – sostenibilità
Life Cycle Assessment (LCA) è una valutazione oggettiva dei carichi ambientali e sulla salute
umana di un processo, prodotto o sistema, durante l’intero ciclo di vita. L’applicazione dell’LCA a
sistemi di riscaldamento domestico a biomasse entra fra gli obiettivi del progetto PRIN “L.En.S.”,
poiché con essa si è in grado di mettere in luce criticità relative ad ambiente e salute umana
(includendo le categorie di impatto per la formazione di materiale particolato e la tossicità umana),
e di fornire un quadro di riferimento utile anche in ambito decisionale.
L’LCA è stata condotta su due tecnologie di riscaldamento domestico differenti: : una stufa
innovativa a legna e una stufa a pellet sono state modellate secondo le migliori tecnologie
disponibili (Best Available Technologies, BAT) [1] con l’obiettivo di confrontare i risultati di
diversi sistemi a combustibili solidi a matrice legnosa. Nel presente studio, è stata utilizzata come
unità funzionale una stessa quantità di energia generata (1MJ termico). Il software utilizzato è il
SimaPro 7.2; EcoInvent è il principale database per l’analisi di inventario.
I risultati dello studio mostrano che il processo di combustione della legna genera un maggiore
quantitativo di materiale particolato rispetto a quello che fa uso del pellet (circa tre volte tanto)
(metodo ReCiPe). Questo risultato è in linea con le previsioni, in quanto il processo è fortemente
condizionato dalle diverse caratteristiche chimico-fisiche del combustibile, quali il grado di umidità,
le dimensioni, la densità energetica [2]. In particolare, nel caso della legna si stima che l’impatto sia
associato soprattutto al particolato fine (PM2.5, per circa il 70%), mentre il rimanente è attribuito
alle emissioni di NOx, ovvero alla formazione di particolato secondario.
Tuttavia, in un’analisi complessiva degli impatti, eseguita mediante calcolo di un punteggio singolo,
si osserva che l’incidenza della formazione del particolato si limita a circa il 15-20% degli impatti
complessivi, nei due scenari considerati (legna e pellet); altri impatti significativi sono associati
all’occupazione di suolo, alla tossicità per l’uomo ed ai cambiamenti climatici.
Lo scenario “stufa a pellet” presenta rispetto all’altro un impatto maggiore per categorie di impatto
più globali, come consumo di combustibili fossili e cambiamento climatico, dovute principalmente
alla fase di pellettizzazione. Il modello creato permette il confronto tra diversi sistemi di
riscaldamento a biomassa ed è implementabile con dati da monitoraggio diretto per un’analisi più
sito-specifica in merito alla formazione di particolato fine.
Bibliografia
[1] European Commission DG TREN, Preparatory Studies for Eco-design Requirements of
EuPs(II), Lot 15- Solid fuel small combustions installations- Task 6: Technical analysis of
BATs (2009).
[2] AIEL, La combustione del legno- fattori di emissione e quadro normativo (2011).
P 30
Analisi Multifrattale di tre serie di concentrazioni giornaliere di Pm10 della
Città di Potenza
Bruno Bove, Lucia Mangiamele, Anna Maria Crisci, Michele Lovallo*
ARPAB, Potenza, 85100
*Autore corrispondente: 0971-656232, [email protected]
Keywords: Pm10, serie temporale, Multifrattalità, PM2012, Perugia
Il decreto Legislativo n.155 del 13 agosto 2010, che recepisce la direttiva 2008/50/CE relativa
alla qualità dell'aria ambiente e per un'aria più pulita in Europa, assegna tra i compiti principali
alle Agenzie per la Protezione dell’Ambiente la determinazione della concentrazione del
PM10, per gli effetti che esso produce sulla salute umana, sull’ambiente e sul clima. La sua
formazione e/o la sua dispersione nell’atmosfera coinvolge numerosi e complessi fenomeni
chimico-fisici che ne rendono ardua la comprensione ed una eventuale previsione, pertanto, la
caratterizzazione statistica delle serie temporali di Pm10 si rende necessaria. A tale scopo, la
struttura temporale di tre serie di concentrazioni giornaliere, nel periodo dal 2005 al 2011 di
Pm10 della Città di Potenza sono state analizzate per mezzo della MultiFractal – Detrended
Fluctation Analysis [2] (MF-DFA). Tale metodo è il più usato in letteratura per la
caratterizzazione della multifrattalità delle serie temporali, multifrattalità suggerita dalle
improvvise fluttuazioni delle concentrazioni. I dati analizzati sono stati acquisiti in continuo
attraverso analizzatori MP101M dell’Environnement S.A installati presso tre delle quattro
centraline della rete di Qualità dell’Aria, ubicate nell’area urbana di Potenza. Come previsto
tutte e tre le serie risultano multifrattali, ma il grado di frattalità espresso come l’ampiezza
dello spettro delle singolarità è circa uguale per due centraline classificate come “urba ne da
traffico” rispetto a quella classificata come “suburbana”.
Bibliografia
[1] J. W. Kantelhardt. Fractal and multifractal time series, in Encyclopedia of Complexity and
Systems Science (Springer, 2009);
[2] J. W. Kantelhardt, S. A. Zschiegner, A. Bunde, S. Havlin, E. Koscielny-Bunde, and H. E.
Stanley, Multifractal detrended fluctuation analysis of nonstationary time series. Physica A
316, 87-114 (2002).
[3] Luciano Telesca and Michele Lovallo. Analysis of the time dynamics in wind records by
means of multifractal detrended fluctuation analysis and the Fisher–Shannon information
plane. J. Stat. Mech.(2011) P07001
P 31
Determinazione di Carbonio Organico ed Elementare nel particolato
atmosferico mediante tecnica TOT: interconfronto tra strumentazione da
banco e semicontinua
Giulio Belz2, Antonio Cinieri2, Paolo Rosario Dambruoso1, Barbara Elisabetta Daresta1,*,
Gianluigi de Gennaro1, Aldo Giove2, Giuseppe Miglietta2, Renato Michele Nacci2,
Carmela Tortorella2
1 Dipartimento
di Chimica, Università degli Studi di Bari, Bari, 70126
Ingegneria e Ricerca – Area Tecnica Ricerca, Brindisi, 72100
* Corresponding author. Tel: +390805442210, E-mail:[email protected]
2 ENEL
Keywords: EC, OC, interconfronto, strumentazione semicontinua
Il materiale carbonioso contenuto nel particolato atmosferico è comunemente distinto in carbonio
organico (OC) e carbonio elementare (EC) [1]. Il carbonio elementare è emesso principalmente da
sorgenti primarie di combustione, mentre il carbonio organico può derivare anche da sorgenti
industriali, geologiche e naturali (OC primario) nonché da reazioni di condensazione di composti
organici volatili (OC secondario).
Le determinazioni di carbonio organico ed elementare sono, di solito, eseguite attraverso la raccolta
del particolato su filtri in fibra di quarzo che, successivamente, sono analizzati mediante tecnica
termo-ottica off-line. Negli ultimi anni è disponibile un analizzatore da campo semi-continuo di OC
ed EC (Sunset Laboratory - Forest Grove, OR) che prevede, in una prima fase, il campionamento
del particolato atmosferico su filtro in fibra di quarzo e nella seconda fase l’analisi termica e la
rivelazione, mediante detector a raggi infrarossi (IR), del carbonio organico ed elementare contenuti
nel particolato raccolto.
In questo lavoro sono presentati i risultati dell’interconfronto tra la strumentazione da banco (Sunset
Laboratory) presente presso il Dipartimento di Chimica dell’Università di Bari e la strumentazione
da banco e semicontinua (Sunset Laboratory) presente presso ENEL – Area Tecnica Ricerca di
Brindisi. In particolare si è effettuata l’intercomparazione della fase di analisi e, al fine di valutare le
differenze analitiche in un ampio range di concentrazione di OC, EC e carbonio totale (TC), è stato
effettuato il prelievo di campioni PM10 raccolti a differenti intervalli orari (2, 4, 8, 12 e 24 ore).
Sono stati analizzati 5 replicati dei medesimi filtri con ciascuno degli analizzatori da banco e 3
replicati con l’analizzatore semicontinuo: il t-test di Student ha mostrato che il 64% delle medie di
OC, EC e TC non risulta significativamente differente (α=0.05) e il 22% dei dati significativamente
differenti si riferisce ai valori medi di EC. Inoltre si è riscontrata un’elevata correlazione lineare tra
i dati di OC, EC e TC ottenuti con i diversi analizzatori, tuttavia nei confronti tra l’analizzatore
semicontinuo e quelli da banco le pendenze della rette si discostano dal valore unitario. Ciò mostra
una risposta differente nell’analisi dei campioni alla più bassa e più alta concentrazione; tale bias
non si verifica, invece, alle concentrazioni intermedie.
Bibliografia
[1] M.E. Birch, R.A. Cary, Aeros. Sci. And Techno. 221–241 (1996).
[2] H. Schmid et al., Atm. Env. 2111–2121 (2001).
P 32
Studio del particolato atmosferico nella città di Genova
Francesca Calcagnino1, Gustavo Capannelli2, Antonio Comite1, Camilla Costa*1
1 Università
degli studi di Genova, Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale DCCI, Via Dodecaneso
31, 16143 Genova
2 TICASS S.c.r.l., Via Bartolomeo Bosco 57/4 - 16121 Genova
* Corresponding author. Tel: +0103536091, E-mail: [email protected]
Keywords: Genova, micro e nano-particolato, microscopia elettronica, distribuzione dimensionale
La città di Genova è un’area di studio particolarmente interessante perché presenta sia sorgenti di
particolato atmosferico (PM) condivise con altre aree urbane (traffico veicolare, riscaldamento
domestico), sia sorgenti peculiari (porto, centrale a carbone, aerosol marino).
Il PM è attualmente disciplinato in termini di concentrazioni di massa (PM10 e PM2.5), ma tali norme
non considerano il numero di particelle. Tuttavia le particelle ultrafini (PM0.1) rappresentano circa
l'80% del totale in termini di numero, pur avendo una massa trascurabile [1]. Rispetto al PM più
grossolano il PM0.1 presenta: - una più alta probabilità di sospensione in atmosfera [1]; - una
maggiore probabilità di penetrazione nel sistema respiratorio o cardiovascolare; - una superficie
maggiore per unità di volume e quindi una maggiore reattività. Vari studi tossicologici [2]
associano le particelle ultrafini ad effetti particolarmente negativi per la salute.
Alla luce di queste evidenze, accanto alle tecniche standard di analisi massiva, le tecniche di
microscopia elettronica possono costituire uno strumento di indagine complementare che consente
di ottenere importanti informazioni su morfologia, composizione e distribuzione dimensionale
dell’aerosol atmosferico. La peculiare capacità di caratterizzare completamente ogni singola
particella è di fondamentale importanza a causa della stretta correlazione tra
dimensioni/composizione della particella e la sua capacità di interazione con il sistema respiratorio.
In questo lavoro saranno riportati i primi risultati di una recente attività di monitoraggio del
particolato totale sospeso (TSP) nell’area urbana di Genova. Seguendo il protocollo [3] elaborato
nel laboratorio di microscopia elettronica del DCCI, sono stati effettuati prelievi mensili su filtri in
policarbonato e successive osservazioni del TSP raccolto tramite un microscopio elettronico a
scansione ad emissione di campo (FE-SEM) e un microscopio
elettronico a trasmissione ad alta risoluzione analitica (HR-TEM). L’analisi FE-SEM permette di
avere informazioni ad elevata risoluzione sulla distribuzione dimensionale e morfologica a partire
da 10 nm, ottenibili in modalità automatica grazie al software INCA-Feature di cui è dotato lo
strumento. L’analisi HR-TEM, accoppiata alla sonda EDS, fornisce informazioni più dettagliate su
morfologia, struttura e composizione chimica delle particelle. I risultati ottenuti saranno elaborati
statisticamente con lo scopo di evidenziare possibili correlazioni tra le tipologie di particolato
osservate e le diverse sorgenti di emissione presenti nell’area di studio.
Bibliografia
[1] D.B. Kittelson. Engines and nano-particles: a review. J. Aerosol Sci. 575-588, 29 (1998).
[2] L.E. Murr; K.M. Garza. Natural and anthropogenic environmental nanoparticulates: their
microstructural characterization and respiratory health implications. Atmos. Environ.
2683-2692, 43 (2009).
[3] G. Capannelli et al. Electron microscopy characterization of airborne micro- and
nanoparticulate matter. J. Electron Microsc. 117-131, 60(2) (2011).
P 33
Utilizzo di OPC Multicanale, SWAM dual channels e PBL Mixing Monitoring
nella determinazione degli eventi di avvezione di polveri sahariane in Puglia
L. Trizio*, L. Angiuli, A. Morabito, R. Giua, G. Assennato
Arpa Puglia, Corso Trieste 27, 70126 Bari
* Corresponding author. Tel: +390805460603, E-mail: [email protected]
Keywords: saharan dust, OPC, PBL
Nell’area del Mediterraneo, il trasporto in atmosfera di particelle naturali da zone aride è uno degli
eventi naturali con il maggior impatto sull’inquinamento atmosferico: accade infatti che grandi
masse d’aria, arricchite di particolato per il passaggio sulle regioni desertiche africane del Sahel e
del Sahara si muovano verso l’area del Mediterraneo dove rilasciano particolato al suolo. Nel caso
in cui i superamenti siano causati da contributi naturali, essi possono venire detratti dal numero
complessivo di eventi registrati (Direttiva 2008/50/CE relativa alla qualità dell’aria ambiente e per
un’aria più pulita in Europa).
Al fine di identificare correttamente gli episodi di dust e discriminarli da altre tipologie di sorgenti,
quali eventi locali o avvezioni dall’est Europa, è necessario dotarsi di strumenti di diversa tipologia.
Sono state dapprima scelte le stazioni di fondo regionale su cui identificare gli eventi; in particolare
sono stati considerati i dati di PM10 rilevati nei siti di Ciuffreda (Fg) e Cerrate (Le). Per
l’identificazione degli eventi e della durata degli episodi di “sahariane” si sono analizzate le
backtrajectories a 5 giorni attraverso il modello HYSPLIT [1] e le condizioni meteorologiche del
periodo di interesse.
Al fine di confermare gli episodi di avvezione individuati e differenziarli da altre tipologie di
sorgenti, è stato preso in considerazione il sito di Taranto in Via Machiavelli in cui erano presenti
un OPC Multicanale (contaparticelle ottico multicanale) per la caratterizzazione in tempo reale ed
in continuo della distribuzione granulometrica del materiale particellare aerodisperso nell'intervallo
> 0.3 µm, uno monitor SWAM dual channels per il campionamento e determinazione di PM10 e
PM2,5 ed un PBL Mixing che fornisce una misura delle condizioni disperdenti dell’atmosfera.
I risultati hanno evidenziato come, con l’ausilio di tali strumenti, sia possibile identificare e
distinguere fenomeni di origine antropica da fenomeni di origine naturale, comprendenti dust
sahariane, avvezioni dall’est o eventi “accidentali” come ad esempio incendi.
Strumenti statistici quali analisi delle componenti principali o metodi di clusterizzazione possono
fornire un supporto statistico utile per discriminare tali eventi a partire dai dati di monitoraggio
ottenuti.
Bibliografia
[1] Draxler, Rolph (2003) HYSPLIT (Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory)
Model access via NOAA ARL READY Website (http://www.arl.noaa.gov/ready/hysplit4.html)
NOAA Air Resources Laboratory, Silver Spring, MD
P 34
Flussi di composti azotati reattivi in fase gassosa e particellare all’interfaccia
aria – neve in ambienti Polari
Francesca Spataro1*, Antonietta Ianniello1, Giulio Esposito1, Mauro Montagnoli1,
Roberto Sparapani2
1
C.N.R. – Istituto sull’Inquinamento Atmosferico, Via Salaria Km 29.300, CAP 00015 Monterotondo, Roma
2
C.N.R. – Dipartimento Terra e Ambiente, Piazzale Aldo Moro 7, CAP 00185, Roma
* Corresponding author. Tel: +39 0690672709, E-mail:[email protected]
Keywords: regioni Polari, ossidi di azoto, acido nitrico, ed aerosol nitrato.
Le regioni polari possono essere considerate come un enorme laboratorio atmosferico, e le reazioni,
che in esso avvengono, possono influenzare significativamente la composizione chimica
atmosferica. Inoltre, le particolari condizioni che le caratterizzano permettono di studiare processi
che, nelle regioni industrializzate, sarebbero coperti da un “rumore di fondo” di gran lunga
superiore al fenomeno stesso.
Durante i mesi invernali, l’assenza di radiazione solare, i bassi valori di temperatura ed umidità
relativa, rallentano la cinetica delle reazioni chimiche producendo differenti meccanismi delle
trasformazioni chimiche atmosferiche rispetto a quelli che avvengono nelle altre regioni di più
bassa latitudine e favorendo l’accumulo degli inquinanti in atmosfera. Con l’arrivo dell’alba polare,
le reazioni fotochimiche e l’incremento delle temperature causano variazioni nella composizione
chimica atmosferica.
La troposfera polare è caratterizzata da fenomeni che sono tuttora oggetto di studio, quali la nebbia
artica (Arctic Haze), la diminuzione e la formazione dell’ozono (O3) troposferico, e la “re–
attivazione” del nitrato (NO3-) nella neve.
Numerosi studi hanno evidenziato le reazioni fotochimiche, che avvengono sulla superficie e/o
all’interno della neve, trasformano il nitrato nella neve producendo ossidi di azoto (NO x), acido
nitroso (HONO) e formaldeide (HCHO). La valutazione di questi processi eterogenei permette di
quantificare il potenziale impatto della neve sulla chimica atmosferica ed, in particolare, sulle
specie chimiche azotate. Infatti, tali specie hanno una forte influenza sulla qualità dell’aria e sul
clima, in quanto sono precursori di O3.
Comunque, sono ancora numerosi i dubbi riguardanti le sorgenti di NO3- nella neve. I composti che
principalmente possono contribuire alle concentrazioni di NO3- nella neve sono l’acido nitrico
gassoso (HNO3) ed il nitrato particellare.
In tale ambito, il nostro gruppo ha eseguito numerosi esperimenti di campo, sia in Artide che in
Antartide, finalizzati a studiare le interazioni chimiche e fisiche tra l’atmosfera e la neve ed a
quantificare i flussi di composti azotati reattivi in fase gassosa e particellare sulla superficie nevosa.
Tali studi hanno permesso di ottenere importanti informazioni relative al contributo di diversi
composti alle concentrazioni di NO3- nella neve. I nostri risultati hanno evidenziato che il nitrato
particellare grossolano (coarse) è un’importante sorgente del nitrato nella neve, mentre HNO3 non è
una sorgente significativa. Infatti, tale specie è persa dalle superfici nevose a causa della sua
possibile volatilizzazione e, quindi, devono esistere altre sorgenti che non sono ancora state
considerate.
P 35
Identificazione delle sorgenti di nitrato nella neve e correlazione tra i flussi di
composti azotati reattivi e la SSA
Alessandro Mei1,*, Francesca Spataro1, Antonietta Ianniello1, Rosamaria Salvatori1, Giulio
Esposito1, Mauro Valt2, Roberto Sparapani3
1
C.N.R. – Istituto sull’Inquinamento Atmosferico, Via Salaria Km 29.300, CAP 00015 Monterotondo, Roma
2
ARPAV-Centro Valanghe Arabba, Via Pradat 5, CAP 32020 Arabba di Livinallongo, Belluno
3
C.N.R. – Dipartimento Terra e Ambiente, Piazzale Aldo Moro 7, CAP 00185, Roma
* Corresponding author. Tel: +0690672636,, E-mail: [email protected]
Keywords: ossidi di azoto, nitrato particellare, acido nitrico, analisi spettroradiometriche, SSA
La troposfera polare gioca un ruolo fondamentale nello studio dei processi ambientali nell’ambito
dei cambiamenti climatici. Inoltre, negli ultimi anni, lo studio e la comprensione dei processi di
scambio tra l’atmosfera e la criosfera, hanno ricevuto considerevole attenzione. Studi recenti hanno
evidenziato che la criosfera è fotochimicamente attiva e che la fotolisi di “impurezze”, (ad esempio
il nitrato, NO3-) presenti nelle superfici nevose può influenzare la composizione chimica
dell’atmosfera sovrastante. In particolare, la produzione di ossidi di azoto (NOx) ed acido nitroso
(HONO) dalla fotolisi di NO3- è sufficiente ad alterare il budget globale di specie radicaliche (HOx
= OH + HO2), NOx ed O3. Tale processo è influenzato dalle proprietà chimiche e fisiche della neve
(composizione chimica, pH, temperatura, durezza, densità e penetrazione alla radiazione UV) e
dell’aria (intensità della radiazione solare, concentrazione di inquinanti in fase gassosa e particellare
e temperatura). Dalla misura dell’interazione della radiazione solare con il manto nevoso (espressa
in termini di riflettanza) è possibile determinare l’area superficiale specifica (SSA), la quale è
funzione della deposizione di aerosol, della concentrazione di impurezze nella neve e del
metamorfismo, delle dimensioni e della morfologia dei grani di neve.
Sebbene siano stati condotti numerosi sforzi per caratterizzare la fotolisi del nitrato nella neve, è
ancora aperto il dibattito relativo alle sue sorgenti. Il nitrato può depositarsi sia come acido nitrico
gassoso (HNO3), sia come sale neutro (NH4NO3), o sale marino, o particolato terrestre (crostale).
Tuttavia studi sperimentali hanno dimostrato che è il nitrato particellare che contribuisce
principalmente alle concentrazioni di NO3- nella neve, poiché l’HNO3 depositato sulle superfici
nevose è soggetto a fenomeni di volatilizzazione.
In questo lavoro sono riportati i principali risultati ottenuti da un esperimento di campo eseguito a
Ny-Alesund (Svalbard) nella primavera del 2010, nell’ambito del progetto PRIN 2007 “Dirigibile
Italia: A platform for a multidisciplinary study on climatic changes in the Arctic region and their
influence on temperate latitudes”. Lo scopo di questo lavoro è di identificare il contributo di alcuni
composti azotati (NOx, HONO, HNO3 e NO3- particellare a granulometria grossa (coarse) e fine)
alle concentrazioni di NO3- nella neve e di correlare analisi spettroradiometriche di campo alla SSA
e quest’ultima ai flussi di scambio dei composti azotati considerati. A tale proposito, i risultati
hanno evidenziato che la SSA è un parametro che influenza i processi di scambio nell’interfaccia
aria-neve.
P 36
Le statistiche del particolato atmosferico a Milano e il ruolo delle variabili
meteo-climatiche
Silvia Moroni1, Simone Casadei2, Giuseppina Tosti1, Marco Bedogni1, Bruno Villavecchia1
1
2
AMAT - Agenzia Mobilità Ambiente e Territorio, Milano
Innovhub - Stazioni Sperimentali per l’Industria, Divisione SSC, San Donato Milanese
[email protected]
Keywords: PM10, PM2.5, NO2, normativa qualità dell'aria, condizioni meteo-climatiche
Nel territorio del Comune di Milano gli indicatori statistici normati di qualità dell’aria per cui vi
sono ancora criticità (relativi alle concentrazioni in atmosfera di PM10, PM2.5, NO2) hanno
mostrato nel corso dell’anno 2011 un aumento che li ha riportati ai livelli degli anni 2006-2007,
dopo avere subito negli anni più recenti una riduzione progressiva.
Le statistiche annuali relative ai principali parametri di qualità dell'aria per l’anno 2011 sono
risultate fortemente influenzate dal verificarsi di episodi di inquinamento acuti e duraturi nel primo
bimestre dell’anno.
Uno studio di dettaglio sulle condizioni meteorologiche del bimestre ha consentito di evincere come
le stesse siano state decisive nella determinazione delle elevate concentrazioni di PM10 e NO2 di
quei mesi, per effetto di configurazioni sinottiche alto-pressorie particolarmente persistenti e
significative in termini di intensità del campo barico, che hanno favorito l'accumulo degli inquinanti
primari nei bassi strati atmosferici per periodi prolungati, aggravato dalla formazione di composti di
origine fotochimica.
La configurazione barica che, assumendo spesso carattere di persistenza, determina gli episodi di
inquinamento più gravi è quella che vede la saldatura dell’Anticiclone delle Azzorre con quello di
origine nordafricana: sovente durante i mesi invernali questa area di alta pressione si estende
sull’Europa Centro-meridionale e in Pianura Padana favorisce l’accumulo degli inquinanti a causa
dell’assenza di precipitazioni, della scarsa ventilazione, della genesi di inversioni termiche e di
fenomeni di subsidenza ad essa associati. E’ possibile che in futuro l’ingerenza di questa
configurazione risulti sempre più significativa e frequente anche durante la stagione invernale, per
via dell’innalzamento di latitudine degli anticicloni subtropicali associato al riscaldamento globale
antropogenico [1,2,3]. Alla luce di queste considerazioni è evidente l’importanza di interventi
finalizzati ad una decisa riduzione delle emissioni di inquinanti in atmosfera, per limitare i danni
alla salute ad esse connessi.
Bibliografia
[1] Christensen, J.H. et. al., 2007: 'Regional Climate Projections'. In: 'Climate Change 2007: The
Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the
Intergovernmental Panel on Climate Change'. Cambridge University Press, Cambridge, United
Kingdom and New York, NY, USA.
[2] Van der Linden P., and J.F.B. Mitchell (eds.), 2009: 'ENSEMBLES: Climate Change and its
Impacts: Summary of research and results from the ENSEMBLES project'. Met Office Hadley
Centre, FitzRoy Road, Exeter EX1 3PB, UK.
[3] van Oldenborgh G. J., 'Western Europe is warming much faster than expected', Clim. Past, 5, 112 (2009).
P 37
Infiammazione indotta da particolato fine ottenuto da stufe a pellet in due
linee cellulari umane
Silvia Budello1, Valentina Galbiati1, Emanuela Corsini1, Andrea Piazzalunga2, Marina Marinovich1,
Corrado L. Galli1
1
Laboratorio di Tossicologia, Dipartimento di Scienze Farmacologiche, Università degli Studi di Milano, Milano; 2Dipartimento di
Scienze dell’ambiente del territorio, Università degli Studi di Milano-Bicocca, Milano
Corresponding author: Dott.ssa Valentina Galbiati, Tel. 0250318368, e-mail: [email protected]
Keywords: materiale particolato, citochine, legna.
Scopo: la combustione della legna per il riscaldamento domestico, soprattutto in inverno, è noto
contribuire in maniera sostanziale ai livelli ambientali, sia indoor che outdoor, di materiale
particolato (PM). Lo scopo di questo studio è stato quello di valutare gli effetti pro-infiammatori del
PM proveniente dalla combustione della legna in due linee cellulari umane: la linea A549
rappresentativa dell’epitelio polmonare e la linea THP-1, rappresentativa degli effetti sui
monociti/macrofagi. Gli effetti del PM2.5 ottenuto dalla combustione completa o incompleta di
pellet di abete e faggio sono stati confrontati con un PM10 urbano di riferimento (DEP: NIES
certified refrence material no.8 Vehicle Exhaust Particulates).
Metodi: le cellule sono state trattate con concentrazioni crescenti di PM2.5 ottenuto dalla
combustione della legna o con DEP (0-100 microg/mL) per diversi tempi (3-48 h). La vitalità
cellulare è stata valutata tramite il rilascio di lattato deidrogenasi nel terreno di coltura, mentre
l’effetto pro-infiammatorio è stato valutato misurando il rilascio di IL-8.
Risultati: entrambe le linee cellulari hanno risposto in modo dose e tempo dipendente al PM2.5
ottenuto in condizioni di combustione incompleta, in termini di rilascio di IL-8. Risultati simili sono
stati ottenuti trattando le cellule con PM10. Utilizzando l’antibiotico polimixina B è stato possibile
dimostrare che parte del rilascio è imputabile alla presenza di endotossina nel PM e alla presenza di
benzopirene. Sono attulamente in corso valutazioni miranti a caratterizzare il meccanismo d’azione
alla base dell’effetto pro-infiammatorio del PM.
Conclusioni: i risultati ottenuti suggeriscono che un corretto controllo della combustione possa
fortmenente influenza fortemente le caratteristiche del materiale particolato e la conseguente
tossicità.
Ringraziamenti: questo progetto è finanziato dal Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della
Ricerca (PRIN2008).
P 38
Determinazione delle sorgenti del PM2.5 in Toscana tramite modelli a
recettore (PMF) su campioni giornalieri ed orari
Silvia Nava1*, Silvia Becagli2, Giulia Calzolai1, Massimo Chiari1, Costanza Ghedini2,
Martina Giannoni2, Franco Lucarelli1, Tania Martellini2, Francesca Pieri2, Rita Traversi2,
Roberto Udisti2
1 INFN
Firenze e Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Firenze, Sesto Fiorentino (FI), 50019
2 Dipartimento di Chimica, Università di Firenze, Sesto Fiorentino (FI), 50019
* Corresponding author. Tel: +0554572273, E-mail: [email protected]
Keywords: PM2.5, PIXE, risoluzione oraria, source apportionment, PMF.
Nell’ambito del progetto PATOS2, è stata realizzata un’estesa campagna di studio del PM2.5 in
Toscana. Il particolato atmosferico è stato raccolto su base giornaliera (00.01-23.59) per la durata di
circa un anno (dal Marzo 2009 al Marzo 2010) in tre siti rappresentativi di diverse tipologie
ambientali (fondo regionale, fondo urbano e sito di traffico), tramite campionatori sequenziali FAIHydra (2.3 m3/h), simultaneamente su filtri in Teflon e in fibra di quarzo.
L’applicazione di diverse tecniche analitiche (PIXE, TOT, IC, ICP-AES, ICP-MS, GC-MS) ha
permesso di ottenere una ricostruzione completa della composizione chimica del particolato
(elementi, carbonio organico ed elementare, ioni, selezionati metalli, alcani e IPA).
Durante periodi di minore durata, il particolato è stato raccolto con elevata risoluzione temporale
tramite campionatore Streaker. L’analisi PIXE di questi campioni ha permesso di determinare le
concentrazioni elementali (Z>10) con risoluzione oraria. L’elevata risoluzione temporale di questi
dati permette di seguire le rapide variazioni di concentrazione e composizione del particolato,
dovute sia ai fenomeni meteorologici sia all’evoluzione delle emissioni. L’inquinamento da traffico
ed industriale può infatti produrre picchi emissivi anche molto brevi, che non possono essere
adeguatamente risolti su base giornaliera.
Entrambi i set di dati (giornalieri ed orari) sono stati analizzati tramite modelli a recettore (PMF,
Positive Matrix Factorization) per individuare le principali sorgenti emissive. La misura di un
ampio spettro di elementi e composti chimici ha permesso di ricostruire una quadro completo dei
contributi delle diverse sorgenti (particolato crostale, aerosol marino, solfati secondari di origine
regionale, nitrati secondari e combustioni locali, traffico, combustione di biomasse) al PM2.5. A
Firenze i contributi maggiori sono risultati quelli della sorgente traffico e dei solfati secondari, ma è
anche emerso un contributo molto significativo dovuto alla combustione di biomasse per il
riscaldamento. A Livorno è stata identificata un’ulteriore sorgente legata alle attività portuali e alle
emissioni navali. La disponibilità di dati su base oraria è risultata particolarmente utile per affinare i
risultati dell’analisi statistica, ed in particolare per l’identificazione delle sorgenti legate al traffico
veicolare (picchi nelle ore di punta) e alla combustione di biomasse per uso domestico (picchi
serali).
P 39
Misure al suolo e in remoto per la caratterizzazione degli aerosol atmosferici in
un sito del Mediterraneo
Antonella Boselli1,2,*, Rosa Caggiano1, Carmela Cornacchia1, Maria Francesca Macchiato2,
Fabio Madonna1, Lucia Mona1, Gelsomina Pappalardo1, Serena Trippetta1
1
IMAA, Istituto di Metodologie per l’Analisi Ambientale CNR, C.da S. Loja, 85050 Tito Scalo (PZ), Italy.
DSF, Dipartimento di Scienze Fisiche, CNISM, Università Federico II, Via Cintia, 80126 Napoli, Italy.
* Corresponding author: Tel: +39 081676276, E-mail:[email protected]
2
Keywords: Aerosol, spessore ottico, PM
Presso l’osservatorio atmosferico CIAO [1] dell’Istituto di Metodologie per l’Analisi Ambientale
del CNR (40°36’N, 15°44’ E, 760 m sul livello del mare), è stata realizzata la caratterizzazione
degli aerosol atmosferici sulla base di 40 mesi di misure di spessore ottico aerosolico (AOD), del
coefficiente di Angstrom ( ) e di misure simultanee al suolo di particolato.
È stato possibile discriminare le tipologie predominanti di aerosol sul sito di misura a partire dai
dati di AOD a 440nm e di a 440/870nm del fotometro solare CIMEL CE-318, parte della rete
mondiale AERONET [2], e dai dati al suolo di PM1 e del suo contenuto in elementi in traccia (Al,
Cd, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Ni, Pb, Ti e Zn).
L’analisi statistica e climatologica dei dati relativi a 536 giorni di misura e corrispondenti a circa
25000 osservazioni, ha evidenziato una grossa variabilità dei valori colonnari e un comportamento
stagionale caratterizzato dai più alti valori misurati di AOD e dai più bassi valori di in primaveraestate.
Utilizzando l’analisi cluster basata sull’algoritmo delle k-medie, è stato possibile suddividere le
coppie AOD- in quattro cluster i cui centri sono risultati correlati con i modi identificati nelle
distribuzioni in frequenza di AOD ed i quali potrebbero essere associati a diverse popolazioni di
aerosol nell’area di misura. Quattro prevalenti tipologie di aerosol, classificate come desertico
(37,5%) continentale (41%), marino (4%) e misto (17%), sono state poi identificate attraverso
l’analisi del percorso e dell’origine delle masse d’aria arrivate sul sito di misura e attraverso il
supporto dei risultati di altri modelli.
Per valutare quanto l’appartenenza ad un cluster fosse rappresentativa di una tipologia di aerosol, è
stato effettuato un confronto fra la partizione dei dati ottenuta applicando l’algoritmo delle k-medie
e quella ottenuta esaminando le retro-traiettorie. Lo studio comparato dei valori medi di AOD ed
in ciascuna delle partizioni ottenute ha rivelato che l’appartenenza ad un cluster è affidabile per gli
aerosol classificati come desertico e continentale con un livello di confidenza rispettivamente del
85% e del 65%.
Per valutare, infine, l’influenza delle diverse tipologie di aerosol sul PM1 misurato al suolo, a
ciascun cluster AOD- sono stati, assegnati i corrispondenti dati di concentrazione di PM1 e degli
elementi in traccia. I gruppi di dati così ottenuti sono stati analizzati mediante tecniche di analisi
statistica univariata e multivariata i cui risultati hanno evidenziato l’influenza dell’aerosol desertico
sul PM1 misurato al suolo.
Bibliografia
[1] Madonna et al., Atmos. Meas. Tech. 4, 1191–1208 (2011).
[2] Holben et al., Remote Sens. Environ. 66, 1–16 (1998).
P 40
Risultati dell’esperimento CLOUD al CERN: effetto dei raggi cosmici sulla
formazione di aerosol secondario
Francesco Riccobono1,*, Federico Bianchi1, Ernest Weingartner1, Josef Dommen1, Urs
Baltensperger1 e CLOUD collaboration
1 Laboratory
of Atmospheric Chemistry, Paul Scherrer Institute, CH-5232 Villigen PSI, Svizzera
*Corresponding author. Tel: +41767501475, E-mail:[email protected]
Keywords: Nucleazione, Aerosol Secondario, Raggi Cosmici, CLOUD
La formazione di aerosol secondario via nucleazione e successiva crescita per condensazione
modifica la distribuzione dimensionale delle particelle in atmosfera influenzando in clima [1].
Nonostante l’elevato interesse da parte della comunità scientifica, permangono discrepanze tra i
rate di nucleazione misurati in atmosfera (numero di partcelle formate per unità di tempo e di
volume) e quelli predetti dalla teoria della nucleazione. L’esperimento CLOUD nasce con
l’obiettivo di colmare queste differenze tra espriementi e teoria, focalizzandosi in modo particolare
sull’effetto dei raggi cosmici sul processo di nucleazione. In questo lavoro presentiamo i primi
risultati dell’esperimento CLOUD ottenuti al CERN di Ginevra [2]. Al fine di indagare il ruolo dei
raggi cosmici nella formazione di aerosol secondario abbiamo inizialmente realizzato degli
esperimenti “neutri” (di riferimento): durante questi esperimenti si sono misurati i rate di
nucleazione di acido solforico e acqua in presenza di un campo elettrico (20KV/m) utilizzato per
rimuovere gli ioni prodotti dai raggi cosmici. Successivamente si é effettuata la misura dei rate di
nucleazione di acido solforico e acqua in assenza di campo elettrico. La differenza tra i valori dei
rate di nucleazione fornisce una misura diretta dell’effetto dei raggi cosmici sul processo di
nucleazione. In aggiunta, il fascio di pioni prodotti dal sincrotrone del CERN ha permesso di variare
l’intensità dei raggi cosmici riproducendo l’intero spettro di ionizzazione che si trova in troposfera.
Infine, verranno discussi i rate di nucleazione in funzione della concentrazione di acido solforico
per diversi livelli di ionizzazione.
Ringraziamenti: Ringraziamo il CERN per aver supportato CLOUD con importanti risorse
tecniche e finanziarie e per aver fornito il fascio di particelle del CERN Proton Synchrotron. Questo
lavoro è stato finanziato da: EC Seventh Framework Programme (Marie Curie Initial Training
Network "CLOUD-ITN" grant no. 215072, e ERC-Advanced "ATMNUCLE'' grant no. 227463),
German Federal Ministry of Education and Research (project no. 01LK0902A), Swiss National
Science Foundation (project nos. 206621_125025 and 206620_130527), Academy of Finland
Center of Excellence program (project no. 1118615), Austrian Science Fund (FWF; project no.
P19546 and L593), Portuguese Foundation for Science and Technology (project no.
CERN/FP/116387/2010), e Russian Foundation for Basic Research (grant N08-02-91006-CERN).
Bibliografia
[1] J. Merikanto et al., Atmos. Chem. Phys., 8601–8616, 9, (2009)
[2] J. Kirkby et al., Nature, 429-433, 476, (2011).
P 41
Profili di emissione “real world” per la valutazione del contributo della
combustione della legna al PM
Andrea Piazzalunga1,2,*, Vera Bernardoni3, Paola Fermo2, Gianluigi Valli3, Roberta Vecchi3
1
2
Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e del Territorio, Università degli Studi di Milano Bicocca, Milano, 20126
Dipartimento di Chimica Inorganica Metallorganica e Analitica, Università degli Studi di Milano, Milano, 20133
3
Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano e INFN, Milano, 20133
* Corresponding author. Tel: +39264482824, E-mail: [email protected]
Keywords: combustione della legna, fattori di emissione,PMF
Studi di letteratura hanno mostrato come la combustione della legna per il riscaldamento domestico
sia un’importante sorgente di particolato atmosferico durante l’inverno.
La stima del contributo della combustione di legna al PM è spesso effettuata mediante metodi di
source apportionment che, in alcuni casi, richiedono la conoscenza dei profili di emissione della
sorgente come dato di input al modello.
Allo stato dell’arte, la stima dei profili di emissione alla sorgente è un problema ancora molto
dibattuto. Per quanto riguarda le emissioni dagli impianti di combustione della legna fattori quali la
tipologia di legno, la pezzatura (ciocchi, pellets, cippato), l’efficienza di combustione e le
condizioni di utilizzo sono tra i fattori che causano le maggiori incertezze.
In questo lavoro viene presentata una metodologia che permette di ricavare fattori di emissione
rappresentativi della sorgente “combustione della legna” a partire dai risultati dell’analisi Positive
Matrix Factorization (PMF) piuttosto che dalle misure alla sorgente. In particolare, i profili chimici
dei fattori identificati con l’analisi PMF sono stati la base di partenza per la stima di rapporti real
world fra le componenti chimiche caratteristiche della sorgente [1, 2].
I profili real world così ottenuti sono stati confrontati con i profili di letteratura generalmente
utilizzati per la stima del contributo della combustione della legna al PM [1]. I risultati dello studio
hanno mostrato come i fattori di emissione ottenuti con PMF possono meglio rappresentare la
situazione reale poiché tengono in conto eventuali effetti dovuti a riprocessamento della massa
d’aria nel suo percorso dalla sorgente al recettore.
L’utilizzo di fattori di emissione real world - ottenuti in un dato sito grazie a studi pregressi presenta forti potenzialità applicative nello sviluppo di approcci modellistici attualmente basati su
fattori di emissione affetti da forti incertezze e grande variabilità.
Bibliografia
[1] A. Piazzalunga et al., Atmos. Environ.. 6642-6649, 45 (2011).
[2] V. Bernardoni et al., Sci. Total Environ., 4788–4795, 409 (2011).
P 42
P 43
Studio delle dinamiche stagionali delle sostanze di origine naturale ed antropica
in un’area semi-industrializzata della piana di Sesto Fiorentino (FI)
Mirko Severi1,*, Silvia Becagli1, Jessica Fondi1, Costanza Ghedini1, Miriam Marconi1,
Francesco Rugi1, Rita Traversi1, Riccardo Zanini1, Roberto Udisti1.
1
Dipartimento di Chimica “Ugo Schiff”, Università di Firenze, 50019, Sesto F.no (Firenze)
* Corresponding author. Tel: +39 0554573287,, E-mail: [email protected]
Keywords: Monitoraggio gas, CO, NOx, metalli.
A partire dal mese di Aprile del 2009 è stato effettuato uno studio sulla qualità dell’aria nell’area ad
uso commerciale e industriale dell’Osmannoro nel Comune di Sesto F.no (FI), attraverso la
quantificazione delle concentrazioni atmosferiche di inquinanti gassosi e di particolato sospeso
(PM10).
I livelli di concentrazione del PM10 mostrano un netto trend stagionale, con medie più elevate nel
tardo autunno ed in inverno. Questo andamento è spiegabile sia con le maggiori emissioni
atmosferiche verificatesi a partire dal periodo autunnale (riscaldamento domestico ed industriale),
sia con una minore altezza dello strato di rimescolamento (mixing layer), che porta ad una maggiore
concentrazione al suolo degli inquinanti provenienti da sorgenti emissive locali. Le dinamiche
giornaliere delle sostanze gassose indagate presentano dei massimi in corrispondenza delle ore del
giorno in cui i contributi delle sorgenti sono maggiori. Le concentrazioni minime si rilevano in
corrispondenza delle ore centrali del giorno, in cui la capacità disperdente dell’atmosfera è
maggiore. Ai trend giornalieri di tutti i gas fa eccezione l’O3 che, al contrario delle altre sostanze e a
causa della sua natura di inquinante secondario prodotto da reazioni foto-chimiche, presenta livelli
più elevati nelle ore centrali del giorno e nella stagione estiva.
Sui filtri di particolato atmosferico raccolti, sono stati determinati 12 metalli (Al, As, Ba, Cd, Cr,
Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb e V), selezionati per la loro rilevanza quantitativa o per i loro potenziali
effetti tossici sull’uomo e sull’ambiente. Sebbene i metalli costituiscano solo una parte trascurabile
della massa del PM10, i possibili effetti sulla salute di alcuni di essi hanno imposto limiti alle loro
concentrazioni atmosferiche da parte della Unione Europea e della vigente legislazione italiana.
Nell’area in esame e per il periodo di campionamento effettuato, non solo le concentrazioni dei
quattro metalli “normati” è risultata essere inferiore ai relativi “valori obiettivo” (da raggiungere
entro il 2012), ma sono risultati essere addirittura inferiori ai valori della “soglia di valutazione
inferiore”. Per questi inquinanti, quindi, la zona in esame, limitatamente al periodo osservato,
rispetta le condizioni standard imposte per la valutazione della qualità dell’aria. Lo studio integrato
delle variazioni stagionali e puntuali per un intero anno del carico atmosferico e della composizione
chimica di gas e particolato ha permesso anche di identificare i livelli e gli andamenti di sostanze
ritenute marker chimici specifici di sorgenti emissive, che potranno essere utilizzati per individuare
le maggiori sorgenti emissive e per quantificare il loro impatto sull’ambiente.
P 44
Un Database per la raccolta delle informazioni sul particolato carbonioso in
Italia
Andrea Piazzalunga1,*, Ugo Molteni2, Davide Cappellini1, Paolo Prati3
1
Dipartimento di Scienze del Territorio e dell’Ambiente, Università degli Studi di Milano-Bicocca, Piazza della
Scienza 1, 20122 Milano
2 Dipartimento di Chimica Inorganica Metallorganica e Analitica, Università degli Studi di Milano, Via Venezian
21, 20133 Milano
3
Dipartimento di Fisica e INFN, Università di Genova, via Dodecaneso 33, 16146, Genova
* Corresponding author. Tel: +39(0)264482824, E-mail:[email protected]
Keywords: Particolato carbonioso, Italia, raccolta dati, database
Il gruppo di lavoro della IAS su Proprietà fisiche e composizione chimica dell’aerosol atmosferico
ha deciso, nel corso del 2011, di avviare una ricognizione delle informazioni disponibili su livelli,
composizione e variabilità del particolato carbonioso sul territorio nazionale. L’iniziativa si è
concretizzata nella preparazione di un Database dedicato, nel quale tutti i gruppi sperimentali e
modellistici afferenti alla IAS sono stati invitati ad inserire, in forma sintetica, i dati a loro
disposizione. L’iniziativa ha avuto un considerevole successo e nel giro di un mese sono stati
inseriti i dati relativi a ben 168 campagne di misura rivelando una notevolissima ricchezza di
informazioni. I dati inseriti nel database comprendono, oltre alle informazioni logistiche (tempi,
luoghi, durate), la tipologia di metodi di misura e/o di calcolo utilizzati nonché i risultati di sintesi
(e.g. valori medi di OC, EC, BC, etc.) e un’informazione sommaria su eventuali altri dati
composizionali disponibili. La notevole mole di dati raccolta è al momento in via di elaborazione e
nella conferenza di Perugia verranno presentati a tutta la comunità i primi risultati con l’intento
anche di stimolare ulteriori sviluppi dell’iniziativa.
Nelle figure seguenti sono riportate sommariamente la distribuzione geografica e quella delle
tecniche di misura adottate dai gruppi partecipanti.
Figura 1
Distribuzione geografica dei dati inseriti nel
database
Figura 2
Tecniche utilizzate per la misura della
concentrazione delle specie carboniose
P 45
Determinazione di BC su filtri in PTFE e fibra di quarzo: risultati di 2
esperimenti a Milano
R. Vecchi1,*, G. Valli1, V. Bernardoni1, C. Paganelli1,A. Piazzalunga2,3
2Dip.
1Dip. di Fisica, Università degli Studi di Milano, Milano, 20133
di Chimica Inorganica, Metallorganica e Analitica, Università degli Studi di Milano, Milano, 20133
3Dip. di Scienze Ambientali e del Territorio, Univerisità degli Studi di Milano-Bicocca, 20126
* Corresponding author. Tel:+39 02 50317498, E-mail:[email protected]
Keywords: Fotometro polare, MAAP, coefficiente di assorbimento, denuder, TOT
Il Black Carbon (BC) può essere misurato attraverso metodi basati sull’assorbimento della luce, ma
al momento non esistono metodologie di riferimento o chiare definizioni di BC [1]. In questa
presentazione mostreremo risultati ottenuti mediante un fotometro polare appositamente realizzato e
messo a punto per la misura dell’assorbimento di una luce laser da parte di particelle di BC raccolte
su filtri in PTFE e fibra di quarzo. Sono stati eseguiti due esperimenti a Milano nel 2009/2010 e
2011. In entrambi i casi i campionamenti svolti sono stati eseguiti in parallelo su filtri in PTFE e
fibra di quarzo in un periodo estivo e in uno invernale. Tutti i filtri sono stati analizzati mediante
fotometro polare.
I filtri in fibra di quarzo sono stati anche analizzati con metodo termo-ottico a trasmissione (TOT)
utilizzando diversi protocolli (NIOSH, EUSAAR_2, IMPROVE-like). Durante i campionamenti era
inoltre operativo un Multi Angle Absorption Photometer (MAAP).
Il primo esperimento ha avuto lo scopo di validare il set-up. Si è verificato che i valori di
coefficiente di assorbimento dell’aerosol (babs in Mm-1) ottenuti con un MAAP erano perfettamente
confrontabili (entro il 5%) con quelli ottenuti dal set-up messo a punto utilizzando filtri in fibra di
quarzo. Al contrario, i valori di babs ottenuti utilizzando il medesimo set-up e schema di
trasferimento radiativo con filtri in PTFE sono risultati molto inferiori (circa un fattore 2). Un
comportamento simile è stato verificato su filtri in fibra di quarzo dopo rimozione dei composti
solubili in acqua. Il secondo esperimento aveva l’obiettivo di studiare il potenziale ruolo di
composti organici volatili nelle differenze osservate tra i campioni raccolti su filtri in PTFE e in
fibra di quarzo.
In questo caso, il campionatore utilizzato per i filtri in quarzo era dotato di un denuder a carbone
attivo per la rimozione dei gas organici. I risultati ottenuti con il fotometro polare hanno mostrato
un buon accordo tra i babs misurati utilizzando i due supporti, dimostrando che l’utilizzo di un
denuder su un sistema di raccolta su filtri in fibra di quarzo può dare un valore di babs più accurato e,
perciò, una miglior stima del BC.
Un parametro cruciale per la determinazione del BC mediante assorbimento della luce è la
valutazione del coefficiente di assorbimento (σabs,BC in m2 g-1) che può variare nel range 2-25 m2/g
in funzione della distribuzione dimensionale e dell’indice di rifrazione [1] e può essere influenzato
dallo stato di mixing delle particelle [2]. σabs,BC è solitamente determinato da misure di EC mediante
tecniche TOT/TOR, che non sono ancora standardizzate. Nei nostri campioni, sono stati trovati
valori di σabs,BC nel range 6.3-16 m2/g in funzione di diversi trattamenti del filtro in quarzo (non
trattato, lavato, denuded) e del protocollo utilizzato .
Bibliografia
[1] T.C. Bond and R.W. Bergstrom, Aerosol Sci. Technol. 27-67, 40 (2006)
[2] H. Naoe, et al., Atmos. Environ. 1296-1301, 43 (2009)
P 46
Studio di pattern di aerosol e parametri gassosi per la gestione della qualità
dell’aria, nella gestione di autorizzazioni ambientali e reti di monitoraggio
Paolo Plossi1,*, Paola Busetto1, Pierluigi Barbieri2
1
Provincia di Trieste, UOC Tutela Ambientale, p. Vittorio Veneto 4, Trieste
Università di Trieste, Dip. Scienze Chimiche e Farmaceutiche, v. L. Giorgieri 1, Trieste
* Corresponding author. Tel: +040 3798 516, E-mail:[email protected]
2
Keywords: reti di monitoraggio, autorizzazione integrata ambientale
Il territorio della provincia di Trieste ospita attività impattanti sulla qualità dell’aria ed in particolare
sugli aerosol, com’è dimostrato da valutazioni basate essenzialmente su catasti emissivi [1], in
un’area spazialmente contenuta e densamente abitata.
La gestione delle sorgenti emissive attive in prossimità di un’articolata distribuzione di popolazione
sensibile richiede speciale attenzione nel monitoraggio delle concentrazioni di esposizione
ambientale, in riferimento ad una variabilità spaziale e temporale dei pattern di parametri di qualità
dell’aria. Recenti opinioni in letteratura sanitaria indicano come la vigente normativa di settore non
tuteli adeguatamente la salute della popolazione [2], il che orienta verso approfondimenti delle
attività di valutazione.
La Rete di Rilevamento della Qualità dell’Aria (RRQA) della Provincia di Trieste gestita da ARPAFVG ha raccolto una considerevole mole di dati nell’arco di un ventennio e si possiede un trend
storico dell’evoluzione degli inquinanti con stazioni ubicate in aree urbane e periurbane.
In questo studio sono stati presi in considerazione i dati orari e giornalieri raccolti dalla RRQA nel
triennio 2008 – 2011 e relativi a CO, NOX, SO2, PM10 e benzene, toluene, a questi sono stati
aggiunti i dati rilevati in specifiche campagne relativamente a PAH e PM10. Un esame dei dati di
qualità dell’aria rilevati illustrerà come siano evidenti profili differenziati in termini di
composizione di congeneri, di valori assoluti, di pattern temporali e di posizione,e come sia
inopportuna la generalizzazione di dati medi per rappresentare la qualità dell’aria outdoor e
l’esposizione potenziale della popolazione. I valori riscontrati pongono importanti interrogativi
sull’efficacia degli attuali criteri di valutazione in rapporto alle esigenze di protezione della
popolazione e degli ecosistemi.
Bibliografia
[1] C.R.M.A. “Progetto di zonizzazione e classificazione ai sensi dell’art. 3 del D. Lgs n. 155 del
13.08.2010” A.R.P.A.F.V.G. (2012)
[2] B. Brunekreef, I. Annesi-Maesano, J.G. Ayres, F. Forastiere, B. Forsberg, N. Künzli, J.
Pekkanen and T. Sigsgaard . Editorial: Ten principles for clean air. European Respiratory
Journal. March 1, 2012 vol. 39 no. 3 525-528
P 47
Il servizio di previsione della qualità dell'aria di Arpa Umbria
Stefano Crocchianti1,*, Monica Angelucci2, Marco Vecchiocattivi2
1
Dipartimento di Chimica - Università di Perugia, Perugia, 06123
2
ARPA Umbria, Peruiga, 06132
* Corresponding author. Tel: +390755855515,, E-mail:[email protected]
Keywords: modelli euleriani, qualità dell'aria, Chimere, catena previsionale operativa
La consapevolezza degli effetti sulla salute umana e sull'ambiente dei principali inquianti dispersi in
troposfera [1] unita ai bruschi cambiamenti della loro concentrazione nell'arco di pochi giorni ha
incoraggiato la creazione di sistemi di previsione della qualità dell'aria che, analogamente a quanto
avviene da tempo per le condizioni meteorologiche, siano capaci di informare in tempo reale la
popolazione sul livello di rischio cui è sottoposta quotidianamente. Negli ultimi anni sono comparsi
sul web numerosi siti che, su scala continentale [2-3] o nazionale [4] mettono a disposizione le
previsioni ottenute con l'applicazione di modelli tridimensionali in grado di riprodurre le
trasformazioni chimiche che le specie emesse in atmosfera in seguito a processi naturali o
riconducibili all'attività umana. Grazie alla collaborazione tra il Dipartimento di Chimica
dell'Università di Perugia e l'ARPA Umbria è stato realizzato una catena previsionale operativa
capace ogni giorno autonomamente di eseguire il modello euleriano chimico e di trasporto Chimere
[5] e pubblicare all'URL http://www.arpa.umbria.it/monitoraggi/aria/prev-PM10.aspx le mappe di
concentrazione oraria prevista sul territorio regionale per le successive 72 ore.
Bibliografia
[1] “Air quality guidelines for particulate matter, ozone, nitrogen dioxide and sulfur dioxide. Global
update”, WHO, http://www.who.int/phe/health_topics/outdoorair_aqg/en/ (2005)
[2] “Prevair air quality forecast”, http://www.prevair.org/en/prevision_pm10.php
[3] “US National Weather Service”, http://airquality.weather.gov/
[4] “Liberiamo l'aria”, http://www.arpa.emr.it/liberiamo/
[5] “The Chimere chemistry-transport model”, http://www.lmd.polytechnique.fr/chimere/
P 48
Progetto SHARE: inquinamento da polveri e ozono in alta Valtellina
Laura Carroccio1, Cristina Colombi2, Anna De Martini1, Vorne Gianelle2*, Matteo Lazzarini2
1 ARPA
Lombardia Dipartimento di Lecco, Via I Maggio 21/B,23848 Oggiono (LC)
Lombardia Dipartimento di Milano, via Juvara, 22 Milano, 20129
* Corresponding author. Tel: +390274872297, +393403306091 E-mail: [email protected]
2 ARPA
Keywords: ambiente alpino, polveri e ozono, fenomeni di trasporto
Nel 2010 è diventato operativo il progetto SHARE-Stelvio, nato ad opera del Comitato EV-K2CNR, che ha tra i suoi obiettivi principali l’individuazione e la quantificazione del cambiamento
climatico e dei suoi effetti ambientali in un’area sensibile delle Alpi Italiane: il Parco Nazionale
dello Stelvio.
Quale contributo al progetto, ARPA Lombardia per l’estate 2011 ha riattivato il sito di
monitoraggio di Alpe S. Colombano, a quota 2175 m.s.l.m, sul versante nord di Cima Piazzi appena
fuori i confini amministrativi del parco per studiare gli eventuali episodi di trasporto di masse d’aria
inquinate. In particolare dal 22 luglio al 14 settembre 2011 si è ripristinata la strumentazione per il
monitoraggio del PM10, per la misura in continuo dell’ozono e della distribuzione dimensionale
mediante un OPC. I campioni di PM10 raccolti sono stati analizzati in XRF per l’analisi elementare.
Per i parametri meteorologici si è utilizzata la vicina stazione meteorologica permanente di ARPA
Lombardia, posta 700 m dal sito di monitoraggio degli inquinanti.
L’analisi dei dati raccolti ha messo in evidenza alcuni episodi di aumento delle concentrazioni
medie giornaliere di PM10 rispetto ai valori di fondo pari 5 µg/m3. Tali episodi sono associati a
specifici andamenti delle concentrazioni orarie di ozono: mentre nei giorni con concentrazioni di
PM10 equivalenti al fondo le concentrazioni di O3 sono pressoché costanti, durante i citati episodi
l’andamento delle concentrazioni di ozono risulta modulato con picchi nelle ore diurne come accade
tipicamente nel fondo valle o nelle aree urbane.
Sono state analizzate le retrotraiettorie delle masse d’aria; si è evidenziata la correlazione di tali
episodi con il trasporto di masse dai settori meridionali: si sono individuati eventi attribuibili alla
risalita d’aria proveniente dal fondo della Valtellina; altri invece sono relativi a masse d’aria che
hanno attraversato zone diverse del bacino padano.
In relazione alla direzione di provenienza del vento è
stata investigata la distribuzione dimensionale del
particolato e la sua qualità, evidenziando similitudini
e/o differenze in base all’origine delle masse d’aria e
quindi alle sorgenti che hanno contribuito alla
produzione degli inquinanti. Si suppone quindi
che le masse d’aria dai settori meridionali trasportino
con se polveri e inquinanti gassosi (es. NOx e COV)
che modificano la chimica di formazione del’ozono locale.
Ringraziamenti: si ringraziano i colleghi M. Chiesa, G. De Stefani, N. Gentile, F. Ledda, F.
Raddrizzani, L. Vergani, G. Cigolini, R. Cosenza, R. Ferrari: senza la loro collaborazione la
campagna non sarebbe stata possibile.
P 49
Vento e PM10: osservazioni chimiche sulla linea costiera
Monica Filice1,2,*, Pierantonio De Luca2, Maria Francesca Casadonte2
1 Activa
Società di Ingegneria,via dell’Uguaglianza,1 Castrolibero (CS), 87040
della Calabria,via P.Bucci cubo 46/B, Rende (CS), 87036
* Corresponding author. Tel: 0984 853968, E-mail: [email protected]
2 Università
Keywords: PM10, spray marino, direzione vento, aerosol primario, aerosol crostale
La particolare morfologia della penisola Italiana, caratterizzata da circa 7500 km di aree costiere,
richiede lo studio e la caratterizzazione di una specifica sorgente naturale: l’aerosol marino, originato sia
dall’azione meccanica del vento sulla superficie del mare sia dall’esplosione di bolle d’aria intrappolate
nel mezzo acquoso. Il particolato, generato attraverso questo processo, interagisce con l’ambiente
circostante; la dimensione delle particelle si modifica, a causa dell’igroscopicità dei sali, in funzione
della distanza dalla costa, dell’azione dei frangenti e della deposizione della frazione coarsa [1,2, 3].
Lo scopo del presente studio è stato di individuare l’influenza che specifici parametri meteo-climatici
possono avere sulla composizione quali/quantitativa del PM10 marino. Il campionamento è stato
condotto nel comune di Montepaone (38.73N, 16.54E), area costiera circondata da colline. Il
campionatore è stato ubicato sulla spiaggia, nel periodo novembre/dicembre 2011, per 6h/giorno in
corrispondenza del massimo contributo di radiazione solare (10:00-16:00). Nello stesso intervallo di
tempo, è stato effettuato lo screening meteorologico con un centralina Davis. La concentrazione è stata
determinata con il metodo gravimetrico, mentre la caratterizzazione chimica dei campioni è stata
effettuata con l’ICP-OES.
La correlazione tra i dati gravi-meteorologici ha mostrato un analogo peso della direzione del vento e lo
stato del mare sul PM10: il vento agisce attraverso il processo di trasporto delle masse d’aria, così come
in aria urbana [4]; mentre lo stato del mare agisce sulla dispersione dello spray marino. La correlazione
tra i dati meteo-chimici ha mostrato una diversa distribuzione in funzione della direzione del vento.
Individuate le direzioni prevalenti SE (marepunto di campionamento) e NW (punto di
campionamentomare), è stato analizzato l’andamento dei marker dell’aerosol primario (Na, Mg) e
dell’aerosol crostale (Si, Al, Ca, Mn). Mentre il contributo primario è presente in tutti i campioni, con
maggiore concentrazione nella direzione SE; il contributo crostale è maggiore del limite di rilevabilità
strumentale (0.2 ng/m3) solo in corrispondenza della direzione NW. Sviluppi futuri saranno rivolti
all’analisi dei campioni per individuare la relazione tra il vento e la morfologia delle particelle generate
dall’aerosol marino.
Bibliografia
[1] F. Zezza et al., The Science of The Total Environment, 123-143, 167 (1-3), (1995).
[2] G.R. Meira, Atmospheric Environment, 5596-5607, 40 (29), (2006).
[3] S.C. Pryor et al., the Science of The Total Environment 132-142, 391, (2008)
[4] M.Filice et al., European Aerosol Conference 2009, T111A02
P 50
Caratterizzazione dei metalli in tracce nel materiale carbonioso aerodisperso
mediante Microscopia Elettronica a Scansione e microanalisi EDX
Adriana Pietrodangelo1*, Cinzia Perrino1, Salvatore Pareti1
1
C.N.R. Istituto Inquinamento Atmosferico, Montelibretti (RM), 00015
* Corresponding author. Tel: +390690672726, E-mail: [email protected]
Keywords: materiale carbonioso aerodisperso, particelle metalliche, SEM - EDX
Differenti tipi di materiale carbonioso sono stati identificati nel particolato atmosferico (PM)
raccolto a tre siti (uno di fondo regionale e due residenziali con possibile ricaduta da un’area
industriale) nell’ambito di un programma triennale di campagne di misura nell’Italia Centrale.
Campionamenti dedicati per la microanalisi di particelle individuali con microscopia elettronica a
scansione (SEM) combinata con spettrometria EDX sono stati effettuati in parallelo mediante
impattore a 8 stadi (Moudi 100) con durata di 3 giorni e 24 h, rispettivamente per le frazioni
superiori ed inferiori ad 1μm. Particelle di carbone, singole catene o poli-aggregati di nanoparticelle di fuliggine (soot), cenosfere, formazioni carbonatiche ricche in Si ed aerosol carbonioso
misto a solfati secondari sono stati caratterizzati per morfologia e composizione elementale. In
particolare l’analisi degli elettroni retrodiffusi ha evidenziato la presenza di particelle submicroniche ricche in metalli di transizione incluse nei diversi materiali carboniosi identificati,
mentre l’acquisizione di mappe di raggi X su campi ad alto ingrandimento (10000x o superiore) di
aggregati e di singole particelle ha permesso di valutare la distribuzione superficiale delle specie
chimiche che contribuiscono alla composizione elementale rilevata dagli spettri EDX. In linea
generale, per gli aggregati di soot, le particelle di carbone, le cenosfere e le formazioni carbonatiche
si osserva una distribuzione dimensionale decisamente spostata verso le frazioni superiori ad 1μm,
mentre l’aerosol misto a solfati secondari prevale nelle frazioni submicroniche e non è distinguibile
in singoli aggregati o unità particellari. Le particelle a composizione metallica mostrano diametro
fisico medio tra 1 e 0.05 μm, sebbene non si possa escludere la presenza di nanoparticelle di
dimensione inferiore non rilevabili al SEM, e sono state rilevate in tutti i tipi di materiale
carbonioso ad eccezione del soot (nel quale la presenza di particelle metalliche è stata osservata
solo sporadicamente). Le molte particelle ricche in Fe, di forma semi – circolare, presentano
dimensioni di circa 0.8 - 1μm nelle formazioni carbonatiche ed inferiori a 0.8μm negli altri
materiali. Le particelle a composizione variabile in Fe, Mn, Cu, Cr e Zn hanno invece dimensioni
fisiche generalmente inferiori a 0.5μm e sono state trovate soprattutto associate a carbone ed a
formazioni carbonatiche. La presenza di Pb, in alcuni casi con Zn, è stata rilevata in particelle
presenti nell’aerosol misto a solfati nelle frazioni dimensionali inferiori a 0.56 μm. E’ stata inoltre
riscontrata la presenza di Ce, Ni e V in nanoparticelle evidenziate nella struttura di diverse
cenosfere (figura 1).
Fig.1: Micrografia SEM (BSE) di una cenosfera con nanoparticelle e spettro EDX di una di esse.
P 51
Monitoraggio dei nitro-IPA nella città di Taranto
M. Amodio1, E. Andriani1, G. Assennato2, P.R. Dambruoso1, B.E. Daresta1, G. de Gennaro1, A. Di
Gilio1, R. Giua 2,, A. Laricchiuta1, V. Musolino3, R. Paolillo3, Livia Trizio1, M. Tutino1*
1
Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Bari, via Orabona 4, 70126 Bari
2
Arpa Puglia, Corso Trieste 27, 70126 Bari
3
Arpa Puglia, Via Galanti 16, 72100 Brindisi
* Corresponding author. Tel:+39-80-5442210, E-mail: [email protected]
Keywords: nitro-IPA, 2-nitro-fluorene, PM10, Taranto
Gli idrocarburi policiclici aromatici nitrati (nitro-IPA) sono composti organici caratterizzati dalla
presenza di uno o più gruppi nitro (NO2) che sostituiscono gli atomi di idrogeno presenti nelle
strutture degli idrocarburi policiclici aromatici [1-2]. In media i nitro-IPA sono presenti in
atmosfera in concentrazione circa dieci volte inferiori rispetto ai loro precursori; possono essere di
origine primaria oppure prodotti in seguito a reazioni radicaliche tra gli IPA e gli agenti nitranti
prodotti durante fenomeni di smog fotochimico. Gli impianti di trattamento del carbone, le cokerie,
le acciaierie, le fonderie, il riscaldamento per uso domestico, la combustione di biomassa e gli
scarichi autoveicolari, in particolare dei motori diesel, rappresentano le principali sorgenti
antropiche di Nitro-IPA in atmosfera [3]. Così come gli IPA, anche i composti nitrati sono da tempo
oggetto di studio per il loro impatto sulla salute dell'uomo [4-5]. Alcuni di essi sono stati classificati
dalla International Agency for Research on Cancer (IARC) in classe 2B: possibili cancerogeni per
l’uomo e ancora particolare attenzione è rivolta al 2-nitrofluorantene per il suo elevato potere
mutageno. In risposta a tale esigenza il presente lavoro ha lo scopo di studiare il comportamento dei
nitro-IPA in atmosfera in relazione alle diverse condizioni meteo, alla tipologia delle sorgenti
emissive e alla distanza dei recettori sensibili da esse. Quindi determinare l’impatto di questi
inquinanti su siti recettori ed identificare eventuali marker di sorgente. Lo studio descritto ha
previsto una campagna di monitoraggio di PM10 in 7 siti di campionamento posti a diversa distanza
dall’area industriale della città di Taranto. Il campionamento delle poveri PM10 è stato effettuato
con campionatori basso volume SWAM bicanale (FAI Instruments s.r.l.) su filtri da 47mm in fibra
di quarzo. Contemporaneamente nei diversi siti è stata monitorata la concentrazione oraria di IPA
totale utilizzando un analizzatore in continuo (ECOCHEM PAS 2000) e i principali parametri
meteo. L’analisi dei campioni raccolti insieme ai dati della direzione ed intensità del vento hanno
mostrato che alte concentrazioni di nitro-IPA si registrano quando la direzione del vento è tale da
permettere il trasporto degli inquinanti dall’area industriale sul sito sotto-vento. Inoltre lo studio
delle concentrazioni dei singoli nitro-IPA ha permesso di identificare il 2-nitro fluorene come
possibile marker delle emissioni industriali.
Bibliografia
[1] A. Cucinato et al., J Chromatogr. A, 846(1{2), 255-264 (1999).
[2] J. Schnelle et al., Chemosphere, 31 (4), 3119-3127 (1995).
[3] K. Levsen et al., Fresenius Z. Anal. Chem., 331, 467-478 (1988).
[4] K. Hayakawa et al., Chromatogr J. Sep. Detect. Sci., 20(1), 37-43 (1999).
[5] B. Beije et al., Mutat. Res. 196, 177-209 (1988).
P 52
VECA: un approccio integrato per prevenire gli effetti di corrosione dell’aerosol
nella progettazione di data center
E. Bolzacchini1,*, L. Ferrero1, G. Sangiorgi1, M.G. Perrone1
1Research
Center POLARIS, University of Milano-Bicocca, DISAT, P.zza della Scienza 1, 20126 Milan
* Corresponding author. Tel: +39 02 64482814, E-mail:[email protected]
Keywords: Particolato Atmosferico, Deliquescenza, Fenomeni Corrosivi
I data center utilizzano il 2% delle risorse energetiche mondiali, di cui il 18% in Europa Occidentale [1].
La progettazione e costruzione di Data Center a Free Cooling Diretto (DFC), mediante utilizzo dell’aria
esterna come fluido diretto di scambio termico all’interno degli elaboratori, permette di ottenere un
risparmio energetico nella fase di condizionamento. Tuttavia il particolato atmosferico (PM) indoor e le
sue proprietà igroscopiche, possono generare fenomeni corrosivi a carico degli elaboratori; pertanto le
concentrazioni di PM ammesse all’interno dei data center, unitamente ai limiti termodinamici di
raffreddamento sono regolate da una apposita normativa [2].
Lo studio condotto ha riguardato la progettazione del Green Data Center ENI presso Sannazzaro dé
Burgondi situato al centro della Pianura Padana presso l’omonima raffineria e centrale tubogas a ciclo
combinato ENI da 1 GW; l’obiettivo è stato quello di determinare le condizioni ottimali (proprietà del
PM e condizioni termodinamiche dell’atmosfera) per attuare un DCF. Sono state condotte due
campagne di monitoraggio (invernale ed estiva) presso l’omonimo sito misurando la concentrazione
numerica, la distribuzione dimensionale secca e a umidità ambiente (igroscopicità dell’aerosol) del PM
mediante l’utilizzo di un sistema OPC-Tandem (OPCs GRIMM 1.107 “Environcheck” secco e umido).
Sono stati raccolti campioni di particolato atmosferico PM 2.5, PM1 e PM0.4 (FAI-Hydra dual channel)
sucessivamente analizzati in cromatografia ionica (Dionex ICS-90 e ICS-2000) al fine di determinarne
la frazione ionica inorganica (Na+, K+, Ca++, Mg++ NH4+, F-, Cl-, NO3-, SO4=) e organica (acidi mono e
dicarbossilici). L’analisi della frazione ionica del PM ha permesso la determinazione del punto di
deliquescenza dello stesso mediante l’applicazione di un modello termodinamico di ripartizione di fase:
l’Extended AIM Aerosol Thermodynamics Model [3].
Il punto di deliquescenza è risultato in media del 60% di RH, sia mediante simulazione modellistica, che
mediante misure sperimentali (Tandem-OPC). La simulazione della qualità dell’aria indoor in funzione
delle condizioni termodinamiche dell’atmosfera e delle concentrazioni di aerosol, unitamente alle sue
proprietà igroscopiche, ha permesso la progettazione di un DFC caratterizzato da condizioni
termodinamiche di funzionamento del centro di calcolo (298.15 K, 10-60% RH%) in grado di prevenire
l’instaurarsi di fenomeni corrosivi legati alla deliquescenza del PM e di abbattere del 60% l’utilizzo di
energia utilizzata dal data center in fase di condizionamento.
Bibliografia:
[1] A. Shehabi (2010). Lawrence Berkeley National Laboratory, 07-08-2010.
[2] ASHRAE whitepaper (2011). Gaseous and particulate contamination guidelines for data centers.
[3] S.L. Clegg, P. Brimblecombe, and A.S. Wexler (1998). J. Phys. Chem. A, 102, 2137-2154
P 53
Programma nazionale di controllo della qualità delle misure di PM10 e PM2,5:
risultati degli interconfronti ISPRA IC017 e IC018 fra il laboratorio
nazionale di riferimento e 15 ARPA/APPA
Damiano Centioli*1, Sabrina Barbizzi1, Candida Colucci2, Fabio Cadoni1, Massimo Faure3,
Micaela Menegotto2, Cristiano Ravaioli1, Giancarlo Rosso3, Maria Belli1
1
ISPRA – Istituto Superiore per la Protezione e Ricerca Ambientale Roma 00128,
ARPA Puglia -Dipartimento di Taranto - Servizio Territoriale U.O. Aria Taranto, 74100
3
ARPA Valle d’Aosta – Sezione Aria, loc. Grande Charriere 44, St. Christoph (AO) 11020
* Corresponding author. Tel: +0039 50073214, E-mail: [email protected]
2
Keywords: PM10, PM2,5, QA/QC, intercomparison
Il D.lgs. 155/2010 di recepimento della Direttiva 2008/50/CE [1] prevede per le istituzioni che
gestiscono le reti di monitoraggio l’adozione di un sistema di QA/QC e la partecipazione a
programmi di controllo di qualità a livello nazionale. Le Agenzie Regionali/Provinciali per la
Protezione dell’Ambiente (ARPA/APPA) sono le istituzioni responsabili del monitoraggio della
qualità dell’aria sul territorio nazionale, mentre l’Istituto Superiore per la Protezione e Ricerca
Ambientale (ISPRA), in qualità di laboratorio di riferimento, è l’istituzione responsabile
dell’assicurazione della qualità e comparabilità dei dati di monitoraggio.
Il laboratorio nazionale di riferimento per la qualità dell’aria di ISPRA – Servizio di Metrologia
Ambientale ha sviluppato un programma di controllo della qualità per le misure di PM10 e PM2,5 in
ottemperanza al D. Lgs. n.155/2010 tramite l’effettuazione di campagne di interconfronto con le
ARPA/APPA che gestiscono le reti di monitoraggio. Tali attività di QA/QC si inquadrano, inoltre,
nelle attività di assicurazione della comparabilità dei dati analitici ambientali che il Servizio di
Metrologia ha in essere da circa 10 anni.
Nel 2010 sono state organizzate due campagne di confronto in collaborazione con ARPA Puglia e
ARPA Valle d’Aosta per le misure di PM10 effettuate sia con il metodo gravimetrico che con
strumentazione automatica. Alla prima campagna (Taranto) hanno partecipato 7 ARPA del centrosud, mentre alla seconda (Aosta) hanno aderito 10 Agenzie del centro-nord.
La valutazione dei risultati è stata effettuata, in accordo con la Normativa Europea [2] per le misure
della qualità dell’aria, applicando l’analisi di regressione ortogonale e valutando l’incertezza di
campo tra il campionatore di riferimento di ISPRA e gli altri campionatori. La normalizzazione dei
risultati ha permesso una valutazione congiunta delle due campagne di misura mediante
l’applicazione dei criteri statistici della ISO5725. I risultati complessivi dei due circuiti permettono
una valutazione a livello nazionale della conformità agli obiettivi di qualità stabiliti dal D.Lgs
155/2010.
Bibliografia
[1] D. Lgs. 155/2010 di recepimento della Direttiva 2008/50/CE del Parlamento Europeo e del
Consiglio relativa alla qualità dell’aria ambiente e per un’aria più pulita in Europa, G.U. 15/10/2010
n. 216, S.O.
[2] Guide to the demonstration of equivalence of ambient air monitoring methods, EC Working
group on Guidance for the Demonstration of equivalence, January 2010.
http://ec.europa.eu/environment/air/quality/legislation/pdf/equivalence.pdf
P 54
Trend dell’Aerosol Optical Depth e delle concentrazioni di PM10 sull’Europa
negli ultimi 10 anni: relazione tra misure a terra e dati satellitari ad alta
risoluzione
Marcello Petitta1,*, Emanuele Emili 1,2,5, Alexei Lyapustin3, Yujie Wang3,4
1
European Academy, EURAC, Institute of Applied Remote Sensing, Bolzano/Bozen, 39100
2
University of Bern, Institute of Geography, Remote Sensing Group, Bern, Switzerland
3
Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD, USA
4
GEST, University of Maryland Baltimore County, Baltimore, MD, USA
5
attualmente al CERFACS, Toulouse, France
*Corresponding author. Tel: +39 0471 055 370, E-mail: [email protected]
Keywords: Global Dimming, Global Brightening, Spessore Ottico degli Aerosol, PM10
Negli ultimi anni la variabilità dell’intensità della radiazione solare incidente sulla superficie
(RSIS), detto anche “global dimming and brightening”, è stata oggetto di un considerevole numero
di studi. Poiché l'effetto radiativo degli aerosol mostra delle incertezze significative, lo studio sulle
tendenze della concentrazione degli aerosol e della RSIS contribuisce attivamente a quantificare il
ruolo degli aerosol nel cambiamento climatico.
Fin dal 1924 la comunità scientifica si è occupata di studiare la variazione della RSIS. Fra gli anni
50 e gli anni 80 gli strumenti hanno registrato una chiara diminuzione di RSIS (“global dimming");
al contrario nelle ultime due decadi in Europa e Nord America, si è osservata una tendenza positiva
del segnale RSIS (“global brightening"). L’ampiezza di tali segnali differisce da regione a regione e
dipende fortemente anche dalla metodologia di misura
In questo studio vengono analizzati i dati di concentrazione di PM10 in Europa misurati dalle
stazioni a terra e dello spessore ottico degli aerosol (AOD) misurato dai satelliti. Lo scopo di questo
studio è quello di verificare, misurare e discutere criticamente la presenza di tendenze in questi dati
nel decennio 2000-2010.
Sono stati analizzati i dati dal database di qualità dell'aria dello “European topic centre on Air and
Climate Change” (AirBase). Lo spessore ottico è stato ricavato dai dati del sensore MODIS
“Collection 5 Aerosol Optical Depth Over Land And Ocean Level 2.0” forniti dal sito web della
NASA. Tali dati hanno una risoluzione spaziale di 10x10 km2. Inoltre sono stati considerati i
risultati di un nuovo metodo per ricavare l’AOD da MODIS chiamato MAIAC che produce dati ad
una risoluzione orizzontale di 1x1km2. Questi due metodi mostrano un’accuratezza simile ed errori
confrontabili sulla stima di AOD. MAIAC però presenta un numero di osservazioni annuali
maggiore di circa 35% rispetto alla Collection 5, grazie alla maggiore risoluzione spaziale e al
differente metodo di identificazione delle nubi. Infine, abbiamo incluso nella nostra analisi i dati di
Livello 2.0 dell'AOD delle stazioni di misura AERONET, che rappresentano lo standard per la
validazione dei dati satellitari.
I risultati mostrano dei chiari segnali di tendenze negative sia della concentrazione di PM 10 al suolo
che di AOD in tutta l’Europa centrale, l’Italia e la Spagna con isolate tendenze positive nell’Europa
dell’Est, confermando i precedenti studi su quest’area. Ciò pone i dati satellitari di AOD come
un’utile variabile per studiare i segnali climatici associati al trasferimento radiativo in atmosfera.
P 55
Caratterizzazione della composizione chimica di campioni di particolato
atmosferico artico raccolti durante la crociera
AREX 2011 sulla nave oceanografica OCEANIA
Costanza Ghedini*, Francesco Rugi, Miriam Marconi, Silvia Becagli, Daniele Frosini,
Mirko Severi, Rita Traversi, Riccardo Zanini, Roberto Udisti.
Dipartimento di Chimica, Università di Firenze, Via della Lastruccia, 3
50019 Sesto F.no (FI)
*Costanza Ghedini; tel.055-4573352, [email protected]
Keywords: aerosol polare, PM10, ICP-SFMS, cromatografia ionica,
Le aree polari sono di grande interesse nello studio dei cambiamenti climatici, in quanto rispondono
ai fenomeni di forzatura ambientale in modo più rapido rispetto ad ogni altra parte del pianeta. Per
approfondire la conoscenza sui processi chimici e fisici della troposfera e le interazioni aria-mareterra che caratterizzano le aree polari sono necessarie misure sperimentali in grado di migliorare i
modelli climatici e ridurne le incertezze, per poter prevedere in modo affidabile i possibili scenari
futuri. In particolare, l’aerosol atmosferico gioca un ruolo importante nel controllo del clima, sia
attraverso lo scattering della radiazione solare incidente, sia attraverso la possibilità delle particelle
di agire come nuclei di condensazione delle nubi (CCN), influenzando così l'albedo della Terra ed,
in ultima analisi, il clima. Oltre alla quantificazione del particolato, risulta necessaria una
classificazione dimensionale dell’aerosol e una sua caratterizzazione chimica, poichè dimensioni e
composizione sono strettamente correlate ai processi atmosferici e climatici.
Dato che, nell’aerosol atmosferico polare, molti marker chimici sono presenti a livelli di
concentrazione estremamente bassi, anche nell’ordine dei pg/m3, e’ necessario adottare metodiche
analitiche con una sensibilità tale da consentire di quantificarli in modo accurato e preciso. Inoltre,
e’ necessario utilizzare materiali di campionamento e procedure di trattamento ed analisi che
consentano di ottenere dei bianchi operativi idonei alla determinazione di tali componenti. In questo
lavoro vengono presentati i dati relativi alla composizione chimica (ioni, metalli e carbonio nelle
frazioni elementare ed organica) di campioni di aerosol atmosferico prelevati in Artide, nell’ambito
della crociera scientifica AREX 2011, svoltasi sulla nave oceanografica polacca “Oceania” dal 20
giugno al 30 luglio 2011 tra i mari di Norvegia e di Barents (Trømso - Isole Svalbard). Questa
campagna è stata realizzata in collaborazione con l’IOPAS (Institute of Oceanology Polish
Academy of Science - Sopot, Polonia) con l’intento di studiare i meccanismi di formazione,
trasporto e deposizione del particolato atmosferico, con particolare riguardo alla distribuzione
spaziale delle sorgenti emissive biogeniche. I campioni sono stati prelevati su filtri in PTFE con una
risoluzione di 12h su campionatore PM10 Tecora Skypost e su filtri in quarzo (risoluzione di 24-48
h) con campionatore PM10 Tecora ECHO-PM. I campioni sono stati manipolati in camera a
contaminazione controllata ed analizzati per cromatografia ionica (determinazione di cationi e
anioni inorganici e selezionati anioni organici) e per ICP-SFMS (determinazione della
composizione elementare: metalli maggiori, in traccia e REEs). La componente carboniosa è stata
determinata con un analizzatore termo ottico SUNSET in collaborazione con l’INFN (Istituto
nazionale di Fisica Nucleare - Sezione di Firenze). Il data set della campagna AREX 2011 potrà
contribuire a chiarire i complessi meccanismi di origine, trasporto, trasformazione in atmosfera ed
effetto sul bilancio radiativo degli aerosol polari.
P 56
Valutazione dell’impatto sulla qualità dell’aria di scenari di penetrazione del
veicolo elettrico
A. Balzarini1, G. Pirovano1,*, G.M. Riva1,A. Toppetti1
1
Ricerca sul Sistema Energetico (RSE), Milano, 20134
* Corresponding author. Tel: +39.02.3992.4625,, E-mail:[email protected]
Keywords: Veicolo elettrico, Modelli di chimica e trasporto, Qualità dell’aria
Lo studio oggetto della presentazione si pone come obiettivo la valutazione dell’impatto dei veicoli
PEV/PHEV in Italia al 2030, orizzonte temporale in cui si immagina che tale tecnologia sia ormai
consolidata. L’analisi ha avuto principalmente l’obiettivo di supportare le valutazioni degli impatti
sull’ambiente (dovuti alle emissioni in atmosfera) e sul sistema elettrico (e quindi sul livello di
carico della rete). La memoria qui presentata discute i risultati relativi agli impatti sull’ambiente.
Questo aspetto assume particolare rilevanza nel contesto italiano che è spesso soggetto ad episodi di
inquinamento, in particolare da polveri sottili, che danno luogo a significativi superamenti degli
standard di qualità dell’aria stabiliti dalla normativa.
Uno degli elementi di criticità legati alla valutazione di scenari di penetrazione del veicolo elettrico
è rappresentato dalla stima del corrispondente incremento della domanda di energia elettrica e dalla
ricostruzione del possibile impatto sull’atmosfera delle emissioni che ne conseguono.
Il primo passo dello studio in oggetto è stato quindi la definizione di uno scenario di mobilità per
l’intero territorio italiano, supponendo una quota di 10 milioni di veicoli elettrici. A tale scenario ha
corrisposto un incremento della domanda annua di energia elettrica nazionale pari a 18 GWh,
stimata considerando un consumo specifico medio di circa 160Wh/km ed una percorrenza media
annua di circa 11000 km . Il supplemento di energia elettrica richiesta è stato stimato con l’ausilio
di un sistema di modelli di simulazione del sistema elettrico nazionale [1] che ha consentito di
determinare l’aumento di produzione termoelettrica ed il corrispondente incremento delle emissioni
di NOX e PM10, pari rispettivamente a 2.7 Tg/y e 0.17 Tg/y. Corrispondentemente, la modifica dello
scenario di mobilità ha comportato una riduzione delle emissioni dovute ai trasporti. In particolare
le emissioni di NOX sono diminuite di 13.8 Tg/y e quelle di PM10 di 0.14 Tg/y.
Successivamente si è proceduto alla stima degli impatti sulla qualità dell’aria degli scenari descritti
precedentemente, attraverso l’applicazione del sistema modellistico SMOKE-WRF-CAMx [2] su
un dominio di calcolo avente risoluzione orizzontale pari a 15 km.
Lo studio modellistico ha evidenziato che la penetrazione dei veicoli elettrici ha effetti
complessivamente positivi sulla qualità dell’aria. In particolare si osservano riduzioni della
concentrazione media annua di NO2 compresi fra 1% e 5% e di PM2.5 compresi fra 1% e 2%.
Infine lo studio ha evidenziato che le riduzioni più significative si osservano in corrispondenza delle
aree caratterizzate dalle concentrazioni più elevate, confermando l’efficacia di politiche di
miglioramento della qualità dell’aria relative al settore dei trasporti.
Bibliografia
[1] M. Benini, F. Lanati, A. Gelmini, G.M. Riva, Impatto sul sistema elettrico nazionale della
diffusione di auto elettriche: uno scenario al 2030, L’energia elettrica, marzo-aprile 2011
[2] G.M. Riva et al, Valutazione dell’impatto sulla qualità dell’aria della diffusione dei veicoli
PEV/PHEV, RSE rapporto 11001139 (2011).
P 57
Caratterizzazione chimica dell’aerosol artico raccolto in differenti classi
dimensionali
S. Becagli1, G. Calzolai2,*, C. Ghedini1, F. Rugi1, D. Frosini1, S. Nava2, M. Chiari2, F.
Lucarelli2, R. Traversi1 and R. Udisti1
1 Dipartimento
2 Dipartimento
di Chimica, Università di Firenze, Sesto Fiorentino (FI), 50019
di Fisica e Astronomia, Università di Firenze e INFN Sez. Firenze, Sesto Fiorentino (FI),
50019
* Corresponding author. Tel: +390554572727, E-mail: [email protected]
Keywords: distribuzione dimensionale, composizione chimica, Artico, Ny Ålesund
La caratterizzazione chimica dei campioni di aerosol atmosferico raccolti con suddivisione in classi
dimensionali fornisce informazioni utili ad identificare le principali sorgenti di aerosol e a
comprendere i processi che, durante il trasporto atmosferico, alterano le proprietà dell’aerosol.
Inoltre, la distribuzione dimensionale e la composizione chimica sono proprietà che incidono
fortemente sull’interazione tra aerosol e radiazione solare, sulla capacità dell’aerosol di indurre la
formazione di nebbia e nuvole e di modificarne le proprietà microfisiche (alterando così il bilancio
radiativo terrestre), sui processi di trasporto a lungo range (incluse le traiettorie di deposizione degli
inquinanti antropogenici nelle aree polari).
In questo lavoro, saranno esposti i risultati sulla composizione chimica dei campioni raccolti con
suddivisione in classi dimensionali nel centro di ricerca internazionale di Ny Ålesund (78.6°N,
11.6°E, Isole Svalbard,) tra Marzo e Settembre 2010. Le Isole Svalbard, poste nel punto più a nord
ancora influenzato dalla corrente occidentale dello Spitsbergen, rappresentano un sito ideale per lo
studio delle interazioni tra cambiamenti climatici e le variazioni ambientali in atmosfera, idrosfera e
litosfera artica.
Saranno presentati i dati relativi ai campioni giornalieri di PM10, raccolti su teflon, e ai campioni
raccolti su filtri di policarbonato mediante un impattore 12-stadi (Dekati Small Deposit area
Impactor (SDI) [1], stadi con tagli dimensionali nel range da 45 nm a 8.5 μm), con una risoluzione
di 4 giorni.
I campioni di PM10 sono stati analizzati tramite cromatografia ionica (IC) presso il Dipartimento di
Chimica di Firenze per la determinazione di cationi, anioni inorganici e anioni organici quali
acetati, formiati, ossalati e metasolfonati. I risultati ottenuti per questi campioni sono stati usati per
selezionare gli eventi più interessanti e rappresentativi, da essere dettagliatamente caratterizzati
tramite lo studio dei campioni raccolti con suddivisione in classi dimensionali. La composizione
elementale di questi ultimi è stata ottenuta tramite misure di Particle Induced X-ray Emission –
Particle Induced γ-ray Emission (PIXE-PIGE) presso il laboratorio INFN-LABEC di Firenze. La
tecnica PIXE, essendo notevolmente sensibile a tutti gli elementi crostali (eccetto ossigeno e
carbonio), è una tecnica ideale per lo studio delle polveri minerali dell’aerosol. L’uso congiunto
della tecnica PIGE ha permesso di ottenere stime più accurate anche per gli elementi leggeri.
Le misure sui campioni raccolti con lo SDI, fornendo informazioni sulle distribuzioni dimensionali
degli elementi, si sono dimostrate un fondamentale strumento per l’identificazione delle sorgenti di
aerosol. In particolare, esse hanno permesso di identificare episodi di trasporto sia di interesse
locale sia da lunga distanza, evidenziando i contributi dello spray marino, delle polveri e
dell’aerosol antropogenico. Inoltre, hanno permesso di individuare alcuni andamenti di tipo
stagionale.
Bibliografia
[1] W. Maenhaut et al., Nucl. Instr. & Meth. B p. 482-487, vol. 109-110 (1996)
P 58
Particolato fine (PM2.5) e aerosol secondario inorganico nell’area veneziana:
influenza dei trasporti a lunga distanza e della circolazione atmosferica
locale
Squizzato S.*, Masiol M., Rampazzo G., Pavoni B.1
1 Dipartimento
di Scienze Ambientali, Informatica e Statistica, Università Ca’ Foscari Venezia, Venezia,
Dorsoduro 30123
* Corresponding author. Tel: +390412348644, E-mail: [email protected]
Keywords: PM2.5, aerosol secondario inorganico, trasporti a lunga distanza, contributo locale
L’inquinamento da polveri sottili si presenza a livello europeo spesso come situazioni episodiche.
Nel Sud e Centro Europa condizioni di atmosfera stabile, basse velocità del vento, modelli di
circolazione a mesoscala, topografia e radiazione solare sono i fattori che maggiormente incidono
sugli eventi di inquinamento atmosferico ed in particolare sugli episodi di inquinamento
fotochimico. In generale gli episodi caratterizzati da elevati livelli di inquinanti, sono
principalmente legati a: (i) elevate emissioni da traffico veicolare; (ii) condizioni di scarsa
dispersione atmosferica a livello locale; (iii) condizioni climatiche a grande scala che favoriscono il
trasporto a lunga distanza di particelle; (iv) sorgenti naturali di particelle non facilmente
controllabili [1].
Nell’area veneziana, come in tutta la Pianura Padana, il problema dell’inquinamento dell’aria è
legato sia alle elevate emissioni antropiche che a condizioni climatiche ed orografiche che riducono
la circolazione delle masse d’aria favorendo l’accumulo degli inquinanti. Lo scopo di questo lavoro
è quindi quello di valutare l’influenza dei trasporti a lunga distanza e della circolazione atmosferica
locale sui livelli di particolato atmosferico (PM2.5) in un area dalle peculiari condizioni ambientali
ed emissive come Venezia. A tal fine è stata portata a termine, in collaborazione con ARPA Veneto
(Dipartimento Provinciale di Venezia), una campagna di raccolta di PM2.5 in tre siti dell’area
veneziana rappresentativi di diverse condizioni emissive nel periodo gennaio 2009 – gennaio 2010.
Circa 150 campioni sono stati raccolti in contemporanea nei tre siti su filtri in fibra di quarzo
mediante campionatori automatici a basso volume secondo la direttiva europea 2008/50/CE. La
componente solubile inorganica è stata determinata attraverso estrazione dei campioni con acqua
MilliQ® e analisi in cromatografia ionica. I dati sperimentali sono stati interpretati in funzione delle
retrotraiettorie delle masse d’aria e della circolazione atmosferica locale, infine è stato stimato il
contributo locale attraverso l’approccio di Lenshow [2]. I risultati dimostrano che le concentrazioni
più elevate di PM e aerosol secondario inorganico si osservano in giorni caratterizzati da stabilità
atmosferica e masse d’aria provenienti dalla Pianura Padana. In queste circostanze, il contributo
regionale va a sommarsi al già presente inquinamento locale [3].
Bibliografia
[1] S., Vardoulakis et al., Atmos. Environ. 3949-3963, 42 (2008)
[2] P. Lenschow et al., Atmos. Environ. S23–S33, 35 (2001)
[3] S. Squizzato et al., J. Aerosol Sci. 64-76, 46 (2012)
P 59
Caratterizzazione qualitativa di PM10 in ambiente di lavoro e confronto con
PM10 outdoor
Vorne Gianelle1,*, Diego Bernini2, Eleonora Longhin2, Andrea Piazzalunga2,3,
Paride Mantecca2, Maurizio Gualtieri2, Marina Camatini2
1
ARPA Lombardia Dipartimento di Milano, via Juvara, 22, 20129 Milano
Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e del Territorio, Università degli Studi di Milano-Bicocca,
Piazza della Scienza 1, 20126 Milano
3
Dipartimento di Chimica Inorganica, Metallorganica e Analitica, Università degli Studi di Milano, via Venezian
21, 20133 Milano
* Vorne Gianelle. Tel: +390274872297, E-mail: [email protected]
2
Keywords: PM10, indoor, SEM-EDXS, cromatografia ionica, TOT
Nella nostra società, le persone trascorrono la maggior parte del proprio tempo in ambienti chiusi;
per questa ragione la qualità dell’aria in ambiente indoor è un argomento di assoluto interesse nella
comunità scientifica. Correlazioni positive sono state trovate tra l’esposizione a PM indoor e
l’insorgenza di effetti a livello cardiovascolare [1] ed è inoltre stato dimostrato che l’uso di
appropriati sistemi di filtrazione riduce l’insorgenza di effetti biologici nei soggetti esposti [2]. La
pericolosità del PM indoor per la salute umana deriva, oltre che dall’elevato tempo di esposizione,
da possibili peculiarità di questo inquinante rispetto al corrispettivo PM outdoor: infatti, le
caratteristiche fisico-chimiche del PM indoor sono determinate, oltre che dagli apporti esterni, dalle
specifiche fonti presenti, e attività svolte, nell’ambiente indoor [3]. Per questa ragione, una
valutazione delle caratteristiche fisico-chimiche del PM indoor, e un diretto confronto con il
corrispettivo PM outdoor, risulta rilevante, al fine di effettuare una stima delle sorgenti che
contribuiscono all’apporto di PM indoor.
In questa ricerca, il PM10 di un ambiente lavorativo di Milano è stato caratterizzato e confrontato
con il PM outdoor: il PM indoor è stato campionato nell’ufficio del Centro di ricerca POLARIS,
situato presso l’Università degli Studi di Milano-Bicocca, mentre l’outdoor è stato campionato a
Torre Sarca, nei pressi dell’Università. I campionamenti sono stati effettuati mediante campionatori
gravimetrici a basso volume (FAI Instruments, Roma) e il PM è stato raccolto su filtri in
policarbonato e quarzo per le analisi chimico-morfologiche. Sui campioni indoor e outdoor è stata
effettuata l’analisi morfologica e chimica puntuale mediante SEM-EDXS, l’analisi chimica
elementare mediante fluorescenza a raggi-X e l’analisi del rapporto OC/EC e degli ioni SO4--, NH3,
NO2 mediante Thermal-Optical Transmittance (TOT) e cromatografia ionica.
Le analisi chimiche e morfologiche hanno consentito di caratterizzare i campioni analizzati e
stabilire un’associazione tra le componenti presenti nel particolato campionato all’interno
dell’edificio e quello campionato outdoor.
Bibliografia
[1] R.D. Brook et al., Circulation, 2331-2378, 121 (2010).
[2] M.L. Bell et al., Epidemiology, 682–686, 20 (5) (2009).
[3] J.E. Clougherty et al., Indoor Air, 53–66, 21 (2011).
P 60
Analisi delle serie storiche di concentrazione del PM10 in Italia (1999 – 2010)
*
Giorgio Cattani , Alessandro Di Menno Di Bucchianico, Serena De Marco, Stefano Crocetti,
Alessandra Gaeta, Giuseppe Gandolfo e Anna Maria Caricchia
Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale, Roma, 00144.
* Corresponding author. Tel. +39 06 50072509, E-mail: [email protected]
Keywords: Trend analysis, PM , air quality monitoring
10
L’obiettivo di questo lavoro è la stima quantitativa dell’esistenza di un trend nelle serie storiche di
concentrazione del materiale particolato (PM ) in Italia.
10
Gli andamenti osservabili sono influenzati dalle oscillazioni interannuali delle condizioni
meteorologiche che possono determinare fluttuazioni delle concentrazioni medie annuali dell’ordine
3
di alcuni μg/m . Inoltre nelle serie di dati si può facilmente individuare un pattern stagionale, con
differenze più rilevanti in alcune zone del paese rispetto ad altre. L’analisi dei trend quindi non può
prescindere dalla disponibilità di serie storiche sufficientemente lunghe in modo da poter
individuare e rimuovere la componente stagionale (destagionalizzazione) e da limitare l’effetto di
anni caratterizzati da condizioni meteorologiche atipiche.
La base di dati utilizzata è la banca dati ISPRA dei dati nazionali di qualità dell’aria raccolti
nell’ambito dello scambio europeo di informazioni (Exchange of Information, EoI, Decisione
97/101/CE). Sono state selezionate le stazioni di monitoraggio per le quali sono disponibili serie di
dati con copertura annuale superiore al 75% per almeno sette anni consecutivi (tra il 1999 e il
2010). L’analisi è stata condotta utilizzando il test di Kendall corretto per la stagionalità
individuando l’esistenza di trend statisticamente significativo (p<0,05) e stimando dalla pendenza
della retta di regressione (Theil-Sen estimator) la variazione annua assoluta e percentuale e la
relativa incertezza. Tutte le elaborazioni sono state eseguite usando il software open source R,
openair package.
Nonostante l’attuale grande disponibilità di dati (542 stazioni di monitoraggio attive nel 2010), è
stato possibile selezionare solo un numero limitato (70) di stazioni aventi i requisiti minimi per
l’analisi.
I risultati mostrano in prevalenza (52 casi su 70) l’esistenza di un trend o tendenza di fondo
caratterizzato da un andamento decrescente statisticamente significativo (p<0.05); la diminuzione
-3
-1
-3
-1
-3
-1
annua stimata va da -0,33 μg m y (-0,03 ÷ -0,70 μg m y ) a -2,9 μg m y (-2,3 ÷ -3,5 μg m
-3
1
y ); la variazione annua percentuale stimata va da -1,0% a -7,3%. In 43 casi su 70 il trend
decrescente è altamente significativo (p<0,001). La variazione interannuale è generalmente
sufficientemente piccola da poter essere inferiore a quella determinata dalla variabilità delle
condizioni meteorologiche rendendo scarsamente informativo il confronto tra anni adiacenti. I
risultati sono coerenti con le più recenti analisi realizzate con criteri analoghi in diversi paesi
d’Europa [1], [2].
Bibliografia
[1] Hoogerbrugge, R. et al, Trends in Particulate Matter. PBL Netherlands Environmental Assessment
Agency. (2009).
[2] Anttila P et al. Trends of primary and secondary pollutant concentrations in Finland in 1994-2007.
Atmospheric Environment;44:30-41(2010).
P 61
The air quality net of Ravenna, forty years of environmental monitoring
Patrizia Lucialli1,*, Elisa Pollini1, Pamela Ugolini2
1
ARPA-emr, sezione di Ravenna, 48100
ARPA-emr, sezione di Bologna, 40100
* Corresponding author. Tel:0544 210629, E-mail:[email protected]
2
Keywords: air quality net, pollutants, history
Arpa agency is a public body that gives technical support to regional, district and local Authorities
on environmental policy. Its basic mission is environmental monitoring to protect health,
ecosystems and territorial safety. Air quality monitoring is a part of monitoring of environmental
components and then of this mission.
To evaluate the status of the air quality, Arpa operates with a monitoring system up to nine
networks managed by any provincial Arpa Districts, which carrying out verification activities
pertaining to the verification and the compliance with regulations and standards by studying and
analyzing the causes of environmental degradation and their relative effects.
Ravenna’s air quality network is one of the first networks in Italy, born in 1972 with the purpose of
monitoring the emissions of the chemical plants and industrial area. anticipating the content of a law
issued in 1973 (18 December 1973, n. 880 ) that established, for power plants, installation of a
network of meteorological and chemical sensing. This pioneer network consisted of five private
station which turned ten in 1976. In 1975 comes into operation the public monitoring network
consists of four stations, which became six in 1978.
The monitoring network configuration is changed during the last few 30 years, due to new european
laws, informations and environmentally sustainable local policies, the least of which is started in
2008 and ended in 2010.
This paper summarizes the work of collection and storage of more than 6 million concentration
values arising from forty years of activity of the Ravenna’s air quality monitoring system.
P 62
Progetto EXPAH: IPA cancerogeni in ambienti indoor (scuole, case, uffici,
veicoli)
Paola Romagnoli, Catia Balducci, Mattia Perilli, Angelo Cecinato
Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto sull’Inquinamento Atmosferico; tel.: 06-90672273; [email protected]
Keywords: Idrocarburi policiclici aromatici; polveri fini; inquinamento indoor; tossicità ambientale
Nell’ambito del Programma LIFE+ (Environment and Health), il 7° Programma Quadro Europeo
finanzia il progetto “EXPAH” (Population Exposure to PAHs), coordinato da INAIL e ASL RME.
Esso è mirato alla valutazione dell’impatto sanitario (a breve e a lungo periodo) indotto dalle
polveri fini e dal loro contenuto d’inquinanti su segmenti di popolazione particolarmente sensibili:
bambini d’età scolare (9-13 anni) e anziani. Le misure, infatti, sono effettuate in ambienti indoor
specifici (scuole, abitazioni) e a-specifici (mezzi di trasporto pubblico e privato, uffici), e sono
corroborate da campionamenti personali e da misurazioni svolte presso le stazioni di monitoraggio
dell’ARPA. La città-campione è Roma. I dati di concentrazione sono confrontati con i bilanci
emissivi di IPA per le diverse sorgenti fisse, mobili e diffuse ed elaborati in ragione delle variabili
meteo-climatiche per stimare l’esposizione effettiva agli inquinanti, nonché con le statistiche
epidemiologiche a breve e medio-lungo termine. L’interesse è concentrato in misura speciale sugli
IPA cancerogeni, quantunque siano monitorati anche gli inquinanti regolamentati (ozono, biossido
d’azoto, PM2.5, metalli pesanti) allo scopo di depurarne i contributi alla tossicità ambientale.
Campagne di misura sono realizzate nei periodi invernale e estivo per discriminare sia le sorgenti
stagionali (riscaldamento domestico), sia gli effetti della reattività fotochimica. Pur avvalendosi di
tecniche consolidate, il progetto contiene importanti elementi di novità, quali la misura di IPA
indoor previo campionamento a basso flusso (per non turbare l’ambiente bersaglio).
Dopo una campagna preliminare per al messa a punto delle strumentazioni e tecniche operative, la
prima serie di misure è stata eseguita tra novembre 2011 e febbraio 2012. Fig. 1 offre un esempio
dei risultati ottenuti. Si osserva che le concentrazioni di IPA variano da sito a sito e il rapporto tra
concentrazioni indoor e outdoor è diverso per ogni specie studiata.
conc., ng/m3
5
4
3
2
1
0
BaA
BbF
scuola 1, in
scuola 1, out
BkF
BaP
scuola 2, in
scuola 2, out
IP
DBA
scuola3, in
scuola 3, out
Fig. 1. Concentrazioni indoor e outdoor di IPA presso tre scuole di Roma (28/11–2/12/2011). BaA: benz(a)antracene;
BbF: benzo(b)fluorantene; BkF: benzo(j/k)fluorantene; BaP: benzo(a)pirene; IP: indeno(1,2,3-cd)pirene; DBA:
dibenz(a,h)antracene)
P 63
Progetto AriaDrugs: sostanze psicotrope lecite e illecite nell’aria delle città
italiane
Paola Romagnoli, Catia Balducci, Angelo Cecinato
Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto sull’Inquinamento Atmosferico (CNR-IIA); tel.: 06-90672273;
[email protected]
Keywords: Droghe illecite; particolato atmosferico; inquinamento urbano
Il Dipartimento per le Politiche Antidroga della Presidenza del Consiglio dei Ministri (DPA) ha
finanziato negli anni 2010-2011 il progetto AriaDrugs, implementato dall’IIA. Mediante il
monitoraggio sistematico delle principali sostanze psicotrope, l’obiettivo primario del progetto è
conoscere la diffusione delle droghe illecite nell’aria, con lo scopo di verificare: a) l’esistenza di
correlazioni tra droghe e altri inquinanti; b) l’effetto del contorno meteo-climatico; c) l’eventuale
relazione tra la presenza di droghe in aria e i valori dei comuni indicatori del consumo di droga.
Grazie alla collaborazione delle rispettive ARPA, le misure ambientali sono state effettuate in otto
città (Torino, Milano, Verona, Bologna, Firenze, Roma, Napoli, Palermo), con campionamenti
continui (365 giorni) o discontinui (7 gg/mese per 12 mesi) del PM10, in cui si concentrano la quasi
totalità di cocaina e cannabinoidi nonché la nicotina e la caffeina particolate. Le polveri erano
raccolte in gruppi settimanali o pseudo-mensili e analizzati per GC-MSD. In ogni città è stata
selezionata una stazione della rete di monitoraggio regionale. A Roma brevi campagne sono state
effettuate in più siti.
Un esempio dei risultati è presentato in Fig. 1, che riporta la concentrazione media mensile in tre
città di studio. I risultati indicano che le droghe sono contaminanti speciali con scarsa relazione con
altre sostanze e che le loro concentrazioni sono grossolanamente associate alla prevalenza d’abuso.
Tuttavia, sono necessarie ulteriori estese ricerche se si vogliono definire indicatori di prevalenza
basati sulle misure ambientali, o se si vuole risolvere il dubbio dell’esistenza d’effetti sanitari
indotti dalle droghe atmosferiche. Al riguardo, non va trascurato che le concentrazioni di cocaina e
cannabinoidi, pur minime, sono simili a quelle di comuni inquinanti (IPA; PCB). La nicotina tocca
valori fino a cento volte più alti. L’eroina, invece, non è quasi mai osservabile in aria ambiente a
livelli che oltrepassano qualche pg/m3.
0.5
MI
ng/m3
0.4
RM
NA
0.3
0.2
0.1
Mag
Apr
Mar
Feb
Gen
Dic
Nov
Ott
Set
Ago
Lug
Giu
0.0
Fig. 1. Concentrazioni medie mensili di cocaina registrate a Milano, Roma e Napoli nell’ambito del progetto
AriaDrugs (giugno 2010 - maggio 2011)
P 64
Morfologia Cristallina ab initio del particolato inorganico
Monica Calatayud-Antonino, Mauro Causa'
Université Pierre et Marie Curie, Paris, Laboratoire de Chimie Théorique
Universita' degli Studi Federico II Napoli, Dipartimento di Scienze Chimiche
Le fasi cristalline rappresentano soltanto una parte del particolato inorganico. Nonostante cio’ le
fasi cristalline possono essere studiate accuratamente con i metodi teorici della chimica teorica dello
stato solido, e costituiscono un utile paradigma anche per lo studio delle fasi amorfe, con le quali
condividono l’ordine strutturale a corto raggio. La conoscenza della struttura superficiale del
particolato inorganico e’ un pre-requisito necessario per discutere la reattivita’ con le speci gassose
e la bio-reattivita’, coinvolte nella crescita del particolato e nella tossicologia.
Sfortunatamente l’informazione sperimentale strutturale e’ molto carente, in modo che i modelli
strutturali teorici possono essere moldo utili.
In questo lavoro abbiamo effettuato uno studio sistematico della nano-cristallografia dei materiali
inorganici che costituiscono il particolato. Le fasi cristallografiche dei Nitrati, Solfati e cloruri di
Ammonio, Sodio e Potassio con i metodi del funzionale della densita’, includendo il trattamento
delle intrazioni di Van der Waals, molto importanti nei cristalli molecolari.
Quindi vengono studiate sistematicamente le superfici non dipolari delle fasi cristalline, e la forma
cristallina di equilibrio viene valutata con la teoria di Wolff-Gibbs.
Viene quindi valutato il limite inferiore per le dimensioni dei nanocristalline al di sopra del quale la
stechiometria e la struttura della fase cristallina viene mantenuta.
Nel seguito del presente lavoro verranno valutati i cluster piu’ piccoli, utilizzando tecniche di
ottimizzazione globale.
Struttura Cristallina del Nitrato di Ammonio
Morfologia Cristallina calcolata ab initio
P 65
Analisi del particolato indoor ed outdoor di una scuola nella periferia di Napoli
Mauro Causa'1, Marco Trifuoggi1, Chiara Zanichelli2, Fabiana Corcelli1, Valentina Vacca1, Vorne Giannelle3.
1
Dipartimento di Scienze Chimiche, Universita' di Napoli Federico II Via Cintia, 80126 Napoli
2
Dipartimento Ambiente, Comune di Napoli, Piazza Municipio1, 80100 Napoli
3
ARPA Lombardia, Via Juvarra 22, 20122 Milano
Abbiamo determinato con metodi gravimetrici ed ottici (optical particle counter, OPC) il particolato
areodisperso in periodo invernale all'esterno ed all'interno della Scuola Elementare “Ilaria Alpi” nel
quartiere periferico Scampia, a Napoli. Abbiamo messo in luce un inquinamento ambientale
rilevante. Abbiamo confermato l'utilita' e l'attendibilita' dell'informazione sul particolato ottenuta
con misure OPC, gia' oggetto della campagna di intercomparazione OPC organizzata
dall'Associazione Italiana Aerosol. Abbiamo inoltre messo in luce una dinamica temporale diversa
del particolato all'interno rispetto all'esterno dei locali della scuola: i picchi all'interno sono piu'
bassi ma piu' persistenti. Questo puo' suggerire opportune metodologie di condizionamento dell'aria
e di ventilazione dei locali scolastici
Andamento temporale della concentrazione in numero (n. particelle per litro) misurata con Optical
Particle Counter.
P 66
Rilevazioni vento-selettive nell’aria ambiente in Puglia per lo studio delle
sorgenti emissive di microinquinanti organici e di metalli
A. Nocioni4,*, L. Angiuli2, R. Barnaba4, P. Caprioli4, C. Colucci3, D. Calabrò3,
A.M.D’Agnano4, V. Esposito3, S. Ficocelli3, R. Giua2, A, Maffei3, M. Manca4, M.
Menegotto3, V. Musolino4 , R. Paolillo4, V. Rosito3, M. Spartera3, G. Assennato1
1 Direzione
Generale Arpa Puglia, Bari, 70126
Scientifica Arpa Puglia, Bari, 70126
3 DAP Arpa Puglia, Taranto, 74100
4 DAP Arpa Puglia, Brindisi, 72100
* Tel: 0831/536849, E-mail: [email protected]
2 Direzione
Keywords: Wind Select, Metalli, IPA, Diossine, PM10
A partire dal 2008, Arpa Puglia ha effettuato, sia nell’area tarantina che in quella brindisina, alcune
campagne di monitoraggio vento selettive in aria ambiente di microinquinanti organici
Policlorodibenzodiossine (PCDD) e Policlorodibenzofurani (PCDF), Idrocarburi Policiclici
Aromatici (IPA) e Policlorobifenili (PCB) mediante campionatori “Wind Select”; tali strumenti,
dotati di sensore di direzione del vento e di tre cartucce composte da filtro piano per materiale
particellare e adsorbente in schiuma di poliuretano (PUF), consentono di separare i volumi di aria in
funzione della direzione di provenienza e di catturare su diversi supporti i microinquinanti organici
provenienti da due differenti settori di vento ed in condizioni di calma di vento. Nell’ambito degli
studi sulle fonti emissive ricadenti nelle aree monitorate, sono stati ottenuti interessanti risultati
nell’area tarantina (Tamburi, Statte c/o Tecnomec, Masseria Carmine) dove sono state effettuate
alcune campagne di monitoraggio finalizzate a valutare i contributi di sorgenti industriali, nell’area
di Brindisi e della provincia (a Torchiarolo, sito industriale suburbano a pochi Km a Sud-SudEst
rispetto alla centrale di ENEL) dove sono state ripetute rilevazioni nella stagione estiva ed
invernale, per studiare i contributi delle emissioni da combustione di biomasse per riscaldamento
domestico, differenziandoli da quelli industriali. Altre campagne sono state svolte a Melpignano
(LE) e nell’area portuale di Bari, al fine di determinare il contributo delle emissioni del traffico
navale.
Nel corso dell’anno 2011, tali strumenti sono stati implementati con ulteriori accessori che
consentono di valutare le concentrazioni delle frazioni di materiale particolato PM10 e PM2.5
provenienti da diversi settori di vento e determinare, analiticamente, il relativo contenuto dei
metalli: il primo campionamento è stato svolto a Brindisi, in un’area industriale limitrofa alla città,
il secondo a Torchiarolo (BR), il terzo a Modugno (BA) in zona industriale/commerciale e il quarto
a Taranto, in un sito industriale; contemporaneamente a quest’ultimo, in altri due siti limitrofi, sono
state eseguite due campagne vento-selettive per microinquinanti organici. La caratterizzazione
chimica dell’aria ambiente campionata in modalità vento-selettiva ha permesso, in alcuni casi, di
identificare la provenienza degli inquinanti ricercati da determinate sorgenti emissive.
I risultati degli studi effettuati dall’Agenzia sono resi pubblici sul sito www.arpa.puglia.it.
Ringraziamenti
Si ringrazia il dott. Antonio Fornaro di LabService Analytica s.r.l. per il supporto fornito nel
corso dei campionamenti.
P 67
Record pluriennale (2008-2011) della composizione chimica di neve e materiale
particolato sul ghiacciaio del Calderone (Gran Sasso d’Italia)
D. Cappelletti1,*, B. Sebastiani2, F. Scardazza1, A. Grilli1, S. Becagli3, R. Udisti3, P.D’Aquila4,
M. Pecci5
1
2
Dipartimento di Ingegneria Civile ed Ambientale, Università di Perugia, 06125 Perugia
Dipartimento di Specialità Medico Chirurgiche, Università di Perugia, 06100 Perugia
3
Dipartimento di Chimica Università di Firenze, Sesto Fiorentino (Firenze), I-50019
4
C.da Colle San Antonio, 4, 66011 Bucchianico (CH)
5
Via tenuta S. Agata, 47/A Roma ([email protected])
* E-mail:[email protected]
Keywords: Neve, particolato atmosferico, composizione chimica
Il ghiacciaio del Calderone è l’apparato glaciale più a Sud d’Europa e l’unico esistente nella catena
degli Appennini e, pur se suddiviso dal 2000 in due placche distinte per un totale di poco meno di 4
ha è ancora considerato un unico apparato per l’interesse scientifico e continua ad essere monitorato
costantemente in ambito nazionale e internazionale, in quanto inserito nell’elenco del WGMS
(World Glacier Monitoring Service) . Si trova nel gruppo montuoso del Gran Sasso d’Italia ad una
altezza compresa fra i 2630 ed i 2830 m a.s.l. Dopo una sostanziale riduzione negli ultimi due secoli
il bilancio di massa del ghiacciaio negli ultimi 15 anni è stato di fatto stabile o addirittura positivo.
Nonostante i numerosi studi volti a chiarire gli aspetti gaciologici ed alcune caratterizzazioni
chimiche speditive della neve (pH, conducibilità elettrica) e relativamente ai principali ioni
inorganici non ne esiste di fatto una caratterizzazione chimica completa, esauriente e sistematica,
che comprenda anche lo studio del particolato atmosferico depositato sulla superfice di neve e
ghiaccio.
Nel corso degli ultimi 4 anni (2008-2011), di concerto con la campagna di monitoraggio
glaciologica, sono stati effettuati campionamenti sistematici di neve superficiale, neve in trincea,
ghiaccio ed acqua di fusione sul ghiacciaio e sulle falde acquifere sottostanti, per una successiva
analisi chimica.I campionamenti, per ogni anno, sono stati effettuati sia alla fine della stagione
invernale (Maggio-Giugno) sia al termine della stagione estiva (Settembre). Le concentrazioni degli
ioni inorganici principali, di numerosi metalli, di idrocarburi ed IPA sono state determinate e
caratterizzate anche con analisi delle componenti principali. I risultati sono stati interpretati con
l’ausilio di un calcolo intensivo di retrotraiettorie (4 anni) ed analisi di cluster e correlati al trasporto
di aerosol atmosferico da parte di masse di aria locali e a lungo raggio.
P 68
PM2.5 PCA-APCS Approporzionamento delle sorgenti di emissioni in un
sito di monitoraggio situato nei pressi di un inceneritore
M. Rossi1*, L. Pasti2
1ARPA, Rimini, 47923
di Chimica, Università degli Studi di Ferrara, Ferrara, 44121
* Corresponding author. Tel: 0541-319287, E-mail: [email protected]
2Dipartimento
Keywords: PM2.5, PM1, Monitoraggio qualità dell’aria, Incenerimento rifiuti
Lo scopo del presente studio è individuare l’impatto emissivo di inquinanti atmosferici da diverse
sorgenti, basandosi sui dati raccolti in un sito di campionamento situato vicino ad un inceneritore.
In particolare per il modello si è utilizzata la metodologia PCA, che può essere impiegata in assenza
di conoscenze sul numero e la tipologia delle fonti di emissione.
L'inceneritore, oggetto di studio, si trova in una zona suburbana/agricola, a meno di 10 km da
Bologna (Italia), nel sud-est della Pianura Padana, area notoriamente caratterizzata da diffuso
inquinamento atmosferico. La scelta del sito di monitoraggio è stata fatta sulla base dei risultati di
uno studio preliminare con il modello di dispersione ADMS-Urban (CERC, Cambridge, UK),
utilizzando le emissioni di PM10 come tracciante. In campioni bi giornalieri di aerosol, raccolti in
due campagne (invernale ed estiva) effettuate nel periodo 2008-2009, si è determinato il contenuto
di diversi classi di composti: metalli, ioni idrosolubili, carbonio totale, alcani, idrocarburi policiclici
aromatici (IPA). Il modello ottenuto mediante PCA-APCS è costituito da quattro componenti
principali: PC2, PC3, PC9, PC10 Lo studio condotto ha messo in luce che in entrambe le campagne
il contributo predominante è dato da PC2 che rappresenta la frazione del PM2.5 costituita dagli ioni
ammonio (NH4+), nitrato(NO3-), potassio (K+) e cloruro (Cl-) e il carbonio totale (TC) e idrosolubile
(SO=WSOC). La differenza in composizione tra le due campagne estate ed inverno è rappresentata
dal PC9, componente nella quale domina il solfato (SO42-). Il PC2 e PC9 rappresentano, insieme, la
frazione “massiva” del particolato secondario. La rappresentanza di tale contributo è suddivisa in
due PC indipendenti a causa del fatto che il solfato e il nitrato di ammonio hanno stagionalità
diverse. I composti che pesano maggiormente nella costruzione del PC3 appartengono alla categoria
degli IPA e sono caratteristici del traffico veicolare. Infine il PC10 che rappresenta in modo
predominante il contenuto nella frazione idrosolubile del carbonio totale risulta associabile alla
combustione di biomasse.
Questo lavoro costituisce parte del «Progetto Moniter». http://www.moniter.it
P 69
Monitoraggio “diagnostico” del benzo(a)pirene nel PM10 a Taranto: protocollo
di qualità
E. Andriani1, L. Angiuli2, G. Assennato2, M. Blonda2, C. Colucci3, A.M. D’Agnano4, P.R.
Dambruoso1, B.E. Daresta1, G. de Gennaro1, A. Demarinis Loiotile1, A. Di Gilio1, S. Ficocelli3, R.
Giua 2, , M. Mantovan3, V. Musolino4, M. Menegotto3, A. Nocioni4, R. Paolillo4, V. Rosito3, M.
Spartera3 e M. Tutino1*
1
Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Bari, via Orabona 4, 70126 Bari
2
Arpa Puglia, Corso Trieste 27, 70126 Bari
3
Arpa Puglia, Ospedale Testa, Contrada Rondinella, 74123 Taranto
4
Arpa Puglia, Via Galanti 16, 72100 Brindisi
* Corresponding author. Tel:+39-80-5460252/+39-99-9946349, E-mail: [email protected]
Keywords: benzo(a)pirene, PM10, Taranto, controllo qualità.
Nel periodo novembre 2010÷luglio 2011, su incarico dell’Assessorato all’Ambiente della Regione
Puglia, è stata svolta a Taranto una campagna di monitoraggio del benzo(a)pirene (BaP) nel PM 10 in
sette postazioni dislocate intorno e all’interno dell’area industriale con l’obiettivo di fornire dati di
concentrazione con una risoluzione temporale giornaliera e con una distribuzione spaziale tale da
permettere di determinare la correlazione dei dati rilevati con le condizioni meteorologiche e con le
sorgenti emissive presenti nell’area. La metodologia impiegata per le misure del particolato
aerodisperso e del BaP è stata validata con l’applicazione di uno specifico protocollo di qualità
applicato sia alle procedure analitiche che di campionamento. Il fine ultimo è stato verificare la
qualità dei dati prodotti stimando la variabilità e l’affidabilità delle misure attraverso un processo
analitico documentato. Il disegno sperimentale è stato organizzato in modo da ottenere in ogni sito
un campione di PM10 (LINEA A) per la misura giornaliera del BaP ed un campione di PM10
(LINEA B) per indagini di confronto. Al fine di determinare la qualità del campionamento del
PM10 un ulteriore campionatore SWAM bicanale ha campionato e misurato tale frazione, in
parallelo agli strumenti descritti sopra, per un periodo di sette giorni in ciascuno dei sette siti
indagati. Lo strumento ha operato con due linee di prelievo di PM10, in modo da poter eseguire il
controllo di qualità anche sulle due linee dello stesso campionatore (LINEA C e LINEA D). Su
ciascuna linea sono stati montati supporti filtranti di quarzo (ID 47mm) e ciascun filtro campionato
è stato diviso a metà per eseguire la caratterizzazione chimica. Il laboratorio del Dipartimento
ARPA di Brindisi (ARPA) ha effettuato l’analisi di una metà di tutti i campioni delle LINEE A e di
un campione per settimana dei filtri della LINEE B. Alcuni dei campioni delle LINEE B sono stati
analizzati da un secondo laboratorio, il laboratorio di Chimica Ambientale del Dipartimento di
Chimica dell’Università di Bari (UNIBA). I due laboratori hanno utilizzato una metodica di
estrazione con solvente assistita da microonde seguita da analisi GC-MS dell’estratto in conformità
alla Norma UNI EN 15549/2008. Per confermare la solidità dei dati sono stati effettuati confronti a
diversi livelli di complessità: tra concentrazioni ottenute con linee di prelievo dello stesso o di
differenti campionatori determinate con stessa o differente metodica. L’analisi dei risultati ha
mostrato che la maggiore variabilità, seppur non significativa, si verifica a livelli di concentrazione
molto bassi che, specie nei periodi estivi, è da associare ad artefatti legati a fenomeni di
evaporazione degli analiti.
P 70
P 71
Analisi ad elevata risoluzione temporale delle concentrazioni di OC/EC
nella frazione fine dell’aerosol atmosferico in un sito rurale sulla costa del
Mediterraneo
A. Malaguti1, M. Mircea1, T.M.G. La Torretta1, C. Telloli2, M. Berico1
1 Agenzia Nazionale per le nuove tecnologie, l’Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile (ENEA), Unità
Tecnica Modelli, Metodi e Tecnologie per le Valutazioni Ambientali (UTVALAMB), Laboratorio di Qualità
dell’Aria (AIR), 401219 Bologna (Italy).
2 Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Ferrara - Italy
Corresponding autor: Tel: 051 6098090 E-mail: [email protected]
Keywords: on-line measurements, aerosol carbonioso, carbonio organico, carbonio elementare, sito di fondo
In Europa, l’aerosol carbonioso è una frazione importante dell’aerosol atmosferico, anche in siti
rurali di fondo [1], con possibili eccezioni in zone costiere ed in siti ubicati nel bacino del
Mediterraneo, in cui il contributo di polveri Sahariane può essere alto. L’area Mediterranea è una
delle aree più sensibili ai cambiamenti climatici, ma con grandi incertezze per quanto riguarda i
processi climatici a piccola scala associati alla complessità morfologia della regione [2].
Questo lavoro mostra la variazione delle concentrazioni di carbonio organico ed elementare (OC ed
EC) in un sito rurale costiero del sud Italia (Centro di Ricerca ENEA di Trisaia (44°30’N, 11°21’E))
durante due mesi di campagna (maggio e giugno 2010) Le analisi di OC/EC, con risoluzione
bioraria, sono state condotte con un analizzatore termo ottico Sunset da campo (Model-4 Field
analyzer, Sunset Lab.), utilizzando il protocollo termico EUSAAR_2 [3].
Per meglio comprendere la concentrazione in massa della frazione OC/EC dell’aerosol in relazione
alla concentrazione in numero delle particelle con diverse dimensioni, è stato utilizzato un sistema
di monitoraggio con misure in tempo reale della concentrazione delle particelle (Mobile Enviro
Check GRIMM EDM107). Sono, inoltre, state stimate le variazioni temporali dell’aerosol
carbonioso, degli inquinanti gassosi, come il monossido di carbonio (CO) e diossido di azoto (NO2),
e le variabili meteorologiche durante i giorni della settimana.
Questo lavoro fa parte del progetto MINNI (Modello Integrato Nazionale a supporto della
Negoziazione Internazionale sui temi dell’inquinamento atmosferico), finanziato dal Ministero
Italiano dell’Ambiente e realizzato da ENEA.
Bibliografia
[1] Yttri, K. E., Aas, W., Bjerke, A., Cape, J. N., Cavalli, F., Ceburnis, D., Dye, C., Emblico, L., Facchini, M.C.,
Forster, C., Hanssen, J. E., Hansson, H. C., J Ennings, S. G., Maenhaut, W., Putaud, J. P., and Tørseth, K.: Elemental
and organic carbon in PM10: a one year measurement campaign within the European Monitoring and Evaluation
Programme EMEP, Atmospheric Chemistry and Physics., 7, 5711–5725, doi:10.5194/acp-7- 5711-200.
[2] Diffenbaugh, N. S., J. S. Pal, F. Giorgi, and X. Gao (2007), Heat stress intensification in the Mediterranean climate
change hotspot, Geophysical Research Letters, 34, L11706, doi:10.1029/2007GL030000.
[3] Cavalli, F., Viana, M., Yttri, K.E., Genberg, J., Putaud, J.P. (2010), Toward a standardised thermal-optical protocol
for measuring atmospheric organic and elemental carbon, the EUSAAR protocol, Atmospheric Measurement
Techniques, 3, 79-89.
P 72
Studio in-vitro delle modificazioni epigenetiche indotte dall’ esposizione a
particolato fine
Rota Federica1, Laura Dioni1, Laura Cantone1, Matteo Bonzini2,
Valentina Bollati 1, Pier Albero Bertazzi1
1
Dipartimento di Medicina del Lavoro, Università di Milano e IRCCS Ospedale Maggiore,
Fondazione Mangiagalli e Regina Elena, Milano, Italia
2
Dipartimento di Medicina Clinica e Sperimentale, Università dell’Insubria, Varese, Italia
Dati per corrispondenza: e-mail: [email protected]
tel: 02/50320143;
INTRODUZIONE: Numerosi studi hanno mostrato che un’esposizione acuta e cronica al
particolato atmosferico (PM10) può essere associata a morte prematura. Gli effetti ipotizzati sulla
base di studi epidemiologici e tossicologici, includono: i) compromissione della crescita polmonare;
ii) sviluppo di una patologia polmonare cronica ostruttiva (BPCO); iii) cancro al polmone, e iv)
sviluppo di asma e allergie. Tuttavia, i meccanismi d’azione tramite i quali il PM causa effetti
negativi sulla salute non sono ancora chiari.
SCOPO: Al fine di indagare il ruolo della metilazione del DNA nel determinare gli effetti
respiratori correlati all’esposizione a PM, abbiamo quantificato i livelli di metilazione di Alu,
LINE-1 e 8 geni infiammatori e cancerogeni (TLR-4, CD14, IFNy, TNFa, RASSF1A, APC, p53,
p16) impiegando la linea cellulare A549 e trattandola con PM10
METODI: Le cellule umane di epitelio alveolare A549 sono state trattate con una miscela standard
complessa di particolato (PM10, NIST, National Institute of Standards and Technology-Standard
Reference Material 1648a). Sono stati eseguiti trattamenti con SRM 1648a utilizzando diverse dosi
(15 μg/ml, 31 μg/ml, 62 μg/ml, 125 μg/ml, 250 μg/ml). Abbiamo usato cellule non trattate come
controllo negativo e considerato solo concentrazioni che non influenzassero significativamente la
vitalità cellulare. Le cellule sono state raccolte dopo 2, 6, 12, 24 e 48 ore di esposizione continua ed
il pellet cellulare è stato conservato a -80 ° C fino all’estrazione del DNA. La metilazione del DNA
(dei geni Alu, LINE-1, TLR-4, CD14, IFNy, TNFa, RASSF1A, APC, p53, p16) è stata studiata per
mezzo di amplificazione con PCR e pyrosequenziamento del DNA trattato con sodio-bisolfito. Gli
elementi ripetuti Alu e LINE-1 sono stati utilizzati per stimare la metilazione globale del DNA.
Tutti gli esperimenti sono stati condotti in triplicato per confermare la ripetibilità dei nostri risultati.
RISULTATI: L’esposizione al PM10 risulta associata ad una diminuzione della metilazione del
gene dell’Interleuchina-6 dopo 48 ore di esposizione al alte dosi (125, 250 μg/ml; P<0.05).
Abbiamo osservato anche una deregolazione della metilazione del gene Tumor Necrosis Factoralpha, che risulta ipometilato dopo 48 ore (dose di 250 μg/ml; p<0.05) ed ipermetilato a dosi più
elevate (500 μg/ml; p<0.05). p53 mostra una diminuzione della metilazione dopo esposizione per
48 ore alla concentrazione di 125 μg/ml (p<0.05) ed un aumento dei livelli di metilazione dopo
esposizione a 500 μg/ml per 48 ore (p<0.01).
CONCLUSIONI: Questi risultati indicano che diversi livelli di esposizione a PM possono indurre
cambiamenti nei livelli di metilazione del DNA in-vitro. La nostra ipotesi è che l'esposizione a PM
possa causare cambiamenti nei livelli di metilazione gene-specifica, attivando il processo
infiammatorio e quello carcinogenico. Sono necessari ulteriori studi per definire nel dettaglio i
meccanismi epigenetici con cui l’esposizione al PM è in grado di indurre cambiamenti nella
metilazione del DNA.
P 73
Misura delle concentrazioni di PM mediante OPCs in differenti contesti
ambientali. Risultati preliminari e interazioni con il verde
Silli Valerio*1-2, Salvatori Elisabetta2, Fusaro Lina2, Canepari Silvia3, Perrino Cinzia4
Manes Fausto2
1
Dipartimento di Scienze Ambientali Università dell’Aquila, L’Aquila
Dipartimento di Biologia Ambientale Università “La Sapienza” di Roma
3
Dipartimento di Chimica Università “La Sapienza” di Roma
4
Istituto sull'Inquinamento Atmosferico CNR, Montelibretti - Roma
Corresponding author. Tel: 06-49912451, E-mail: [email protected]
2
Keywords: qualità dell’aria, OPCs, abbattimento PM, vegetazione
Il particolato atmosferico rappresenta uno degli inquinanti maggiormente diffusi, dotato di elevato
impatto ambientale e sanitario, specialmente in aree metropolitane, ove la densità abitativa è più
elevata. La genesi della frazione più grande del PM (coarse) è legata ai fenomeni di natura erosiva e
meccanica (disgregazione del suolo e delle rocce, usura degli pneumatici e del manto stradale),
mentre il particolato più piccolo (fine e ultrafine) è rappresentato prevalentemente da particelle,
originate da processi antropici, derivate dalla combustione di biomasse e combustibili fossili.
Quest’ultima frazione è quella più attiva dal punto di vista tossicologico poiché contiene composti,
quali IPA, e metalli pesanti. La distribuzione del PM è influenzata da molteplici e complessi fattori,
come distanza e altezza dalla sorgente emissiva [1], conformazione ed uso del territorio (presenza di
rilievi, infrastrutture o vegetazione), ma anche dalle condizioni microclimatiche presenti,
principalmente direzione e intensità dei venti. Differenti e numerosi studi hanno confermato
l’effetto positivo della vegetazione sulla qualità dell’aria, in particolar modo nelle aree urbane [2] e
[3]; l’azione di mitigazione dell’inquinamento induce un abbattimento delle concentrazioni di
particolato e degli altri inquinanti gassosi presenti, primo fra tutti l’ozono troposferico [4] e [5].
Tale fenomeno può essere influenzato dalla tipologia e dalla struttura del verde. Questi risultati
sono parte di un più ampio studio volto a indagare la distribuzione del PM e la possibile influenza
della vegetazione, attraverso campagne di misura ad hoc condotte in differenti contesti ambientali
(aree urbane e remote, con e senza vegetazione) e per differenti tipologie del verde (alberature
stradali, parchi urbani, praterie e foreste). A tale scopo, sono state misurate le concentrazioni del
particolato aerodisperso (PM1, 2.5, 7, 10 e TSP) mediante contatori ottici di particelle (OPCs), sia
in aree metropolitane e rurali che in aree naturali e remote, quali foreste ed alta montagna. Infine,
sono state rilevate le concentrazioni di PM sopra e sotto le chiome degli alberi. I risultati hanno
evidenziato una differenza delle concentrazioni stesse di particolato, attribuibile probabilmente
all’interazione con la vegetazione presente. Gli studi in corso contribuiranno ad approfondire il
ruolo effettivo del verde nella mitigazione dell’inquinamento da particolato.
Bibliografia
[1] X. L. Li, J.S. Wang, X. D. Tu, W. Liua, Z. Huang. Vertical variations of particle number concentration and size distribution in a
street canyon in Shanghai, China. Sci Total Environ 306-316, 378 (2007)
[2] N. A. Powe, K. G. Willis. Mortality and morbidity benefits of air pollution (SO2 and PM10) absorption attributable to woodland
in Britain. J. Environ Menage 119-128, 70 (2004)
[3] David J. Nowak, Daniel E. Crane, Jack C. Stevens. Air pollution removal by urban trees and shrubs in the United States. Urban
For Urban Gree 115-123, 4 (2006)
[4] T. Litschke e W. Kuttler. On the reduction of urban particle concentration by vegetation – a review. MetZe 229-240, 17 (2008)
[5] F. Manes , M. Vitale, A. M. Fabi, F. De Santis, D. Zona. Estimates of potential ozone stomatal uptake in mature trees of Quercus
ilex in a Mediterranean climate. Environ Exp Bot, 235–241, 59 (2007)
P 74
Applicazione di diverse di source apportionment nella valutazione dell’impatto
di un termovalorizzatore sulla qualità dell’aria
Stefano Mossetti 1, Fabio Carella 1, Anna Maria Monguzzi 1, Elisa Nava 1, Elisabetta Angelino2,
Edoardo Peroni 2
aArpa
Lombardia Dipartimento di Como, via Einaudi, 1 22100 Como.
b Arpa Lombardia Settore Aria e Agenti Fisici, v.le Restelli 3/1, 20124 Milano
* Corresponding author. Tel:+39 031 2743945, [email protected]
Keywords: qualità aria, modello di dispersione Calpuff, source apportionment, modello a recettore
Le tecniche di source apportionment della chiusura chimica di massa e dei modelli a recettore: Chemical
Mass Balance (CMB 8.2) e Principal Matrix Factorization (PMF 3.0) sono state applicate per valutare il
contributo alle concentrazione di PM10 in ambiente di un impianto di termovalorizzazione, ubicato in un
territorio contraddistinto da orografia complessa e dalla presenza di bacini idrici. La posizione del punto
recettore è stata individuata con uno studio svolto applicando una catena modellistica formata dal
modulo meteorologico Swift-SurfPro per la produzione dei campi meteorologici tridimensionali usati
per alimentare il modulo dispersivo costituito dal modello Calpuff. Il dataset ambientale per le
applicazioni modellistiche è stato ottenuto con due campagne di misura della qualità dell’aria dalla
durata complessiva di 130 giorni: la prima eseguita tra febbraio e aprile la seconda in giugno e luglio
2010. I campioni di PM10 sono stati sottoposti ad analisi chimica, che ha riguardato: elementi, ioni,
idrocarburi policiclici aromatici, carbonio organico ed elementare. La validazione dei dati ambientali è
stata svolta applicando le tecniche di chiusura chimica di massa. Attraverso l’Inventario delle emissioni
della Regione Lombardia IN.EM.AR. e uno studio di dettaglio delle attività manifatturiere presenti, da
cui è emersa l’importanza delle industrie, che utilizzano nel loro ciclo di lavorazione prodotti chimici,
sono state individuate le principali sorgenti di PM10 a cui è stato attribuito un profilo chimico ottenuto,
sia nel corso di precedenti studi svolti in Lombardia [1,2,3], sia dal database dell’EPA Speciate 4.0
L’applicazione di CMB ha permesso di quantificare i contributi delle principali sorgenti di PM 10
presenti nella zona: il traffico veicolare (22%), le attività produttive (18.1%) di cui 17.7% deriva
dall’industria che utilizza prodotti chimici, la polvere del suolo (15.5%), la combustione delle biomasse
(10.3%), il cloruro di sodio (5.7%), l’incenerimento rifiuti (0.6%). Alla componente secondaria del
particolato è assegnato complessivamente un peso pari al 28%. Infine, il source apportionment è stato
valutato anche in condizioni meteorologiche ed emissive diverse: pioggia, inverno – estate e giorni
lavorativi – festivi. I valori assegnati dal modello CMB alle diverse sorgenti sono stati, nel complesso,
confermati anche dall’applicazione del modello a recettore PMF, conferendo così una maggiore
robustezza al risultato ottenuto.
Bibliografia
[1] S. Mossetti, S.P. Angius, E. Angelino - Assessing the impact of particulate matter sources in the Milan urban area
Int. J. Environment and Pollution, 247-259 Vol. 24, 2005,
[2] C. Colombi, S. Mossetti, C. Belis, V. Gianelle, M. Lazzarini, E. Angelino, E. Peroni, S. Della Mora, Sviluppo e
applicazione di una metodologia multiapproccio al source apportionment del PM10 in siti della Lombardia. Atti del
Convegno PM2008, Bari 6 –8 ottobre 2008
[3] S. Mossetti, C. Colombi, E. Nava, S.P. Angius, M. Lazzarini, E. Angelino, G. Fossati - Utilizzo del modello a
recettore CMB per la caratterizzazione delle sorgenti di PM10 e PM2.5 in aree antropizzate. Atti del Convegno
PM2006, Firenze 11 –13 settembre 2006.
P 75
Dosi Inalatorie di Particolato Submicronico: Rilevanza della Risoluzione
Temporale delle Misure
Maurizio Manigrasso1,*, Giorgio Buonanno2, Luca Stabile2, Pasquale Avino1
1
2
D.I.P.I.A., INAIL ex ISPESL, Roma, 00184
Dipartimento di Ingegneria Civile e Meccanica, Università di Cassino e del Lazio Meridionale, Cassino, 03043
* Corresponding author. Tel: +39 0797893035, E-mail: [email protected]
Keywords: Deposizione apparato respiratorio, Esposizione acuta, Risoluzione temporale, FMPS
Il particolato emesso da fonti di combustione è caratterizzato da elevate concentrazioni di particelle
nella moda di nucleazione, la cui persistenza in atmosfera è molto breve a causa degli efficienti
processi di coagulazione e deposizione. Pertanto, la concentrazione di particelle decade
rapidamente, sia temporalmente che spazialmente, dal punto di emissione. Una diretta conseguenza
di ciò è la variazione della dose di particolato inalata. In prossimità della fonte di emissione, si
possono verificare brevi esposizioni ad elevata concentrazione. Per tale motivo, la stima della dose
di polveri inalate dovrebbe basarsi su misure di distribuzione dimensionale in grado di seguire la
rapida evoluzione temporale dell’aerosol [1]. Per studiare l'influenza della risoluzione temporale
sulla dose, sono state effettuate misure di particolato in diversi microambienti durante eventi di
generazione di aerosol (indoor, attività di cucina, ed outdoor, decollo di aerei), utilizzando
simultaneamente uno Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS3936, TSI, Shoreview, MN) ed un
Fast Mobility Particle Sizer (FMPS3091, TSI). Tali microambienti sono stati scelti in base alle
differenti dinamiche dell’aerosol dopo la generazione: deposizione e diffusione molto lenta in
indoor, diluizione molto rapida in outdoor. Le distribuzioni dimensionali dell’aerosol sono state
misurate nell’intervallo dimensionale (14-600 nm) con risoluzione temporale di 135 s e di 1 s,
rispettivamente per SMPS e FMPS. Sulla base di tali dati, sono state effettuate stime delle dosi
depositate nell’apparato respiratorio utilizzando il modello di deposizione dell’ICRP [2].
Nel caso dell’outdoor, a distanza di circa 50 m dal punto di emissione, i rapidi incrementi, nell’arco
di pochi secondi, delle dosi respiratorie calcolati dai dati FMPS, sono difficilmente evidenziabili dai
dati SMPS che non sono in grado di seguire la rapida evoluzione dell’aerosol. Per l’attività di
cucina, la generazione dell’aerosol è temporalmente più lenta. Il valore massimo della
concentrazione numerica del particolato è raggiunto dopo circa 5 min [3]: in tale frazione di tempo
l’SMPS riesce ad effettuare almeno due scansioni dimensionali complete dall’inizio del processo. In
tale caso, a causa della dinamica di evoluzione dell’aerosol relativamente lenta, la dose istantanea
può essere approssimata utilizzando anche dati SMPS.
BIBLIOGRAFIA
M. Manigrasso and P. Avino, Atmos Env. 116, 51 (2012).
ICRP 1994. Publication 66, Human respiratory tract model for radiological protection. International
Commission on Radiological Protection (ICRP). Elsevier Science, Oxford, U.K.
G. Buonanno, L. Stabile, L. Morawska, 2009., Atmospheric Environment 43, 3235-3242
P 76
Studio sulla distribuzione dimensionale del particolato atmosferico nella
provincia di Venezia
Andrea Pigozzo1,*, Luisa Vianello2, Eva Zane2, Enzo Tarabotti2, Gianni Formenton3,Alberto
Pasqualetto3, Laura Manodori4
1
2
3
4
CIVEN, Venezia, 30175, ARPAV, Venezia, 30170, ARPAV, Padova, 35137, Veneto Nanotech, Rovigo,
45100 * Corresponding author. Tel: +390415093929, E-mail: [email protected]
Keywords: polveri ultrafini, nanoparticelle, impattore a cascata a bassa pressione, idrocarburi
policiclici aromatici, microscopia elettronica a scansione
Le recenti evidenze di possibili effetti sulla salute umana delle polveri ultrafini [1] suggeriscono alla
comunità scientifica la necessità di incrementarne il loro studio in diverse tipologie di ambienti,
anche a supporto di studi epidemiologici, e nonostante la mancanza di una specifica cogenza
normativa. Nello specifico, l’assenza di dati su nanoparticelle e polveri ultrafini relativi al territorio
delle Provincia di Venezia, a fronte invece di numerose informazioni relative a PM10 e PM2.5, ha
portato alla stipula di una Convenzione tra ARPAV ed il Distretto Veneto delle Nanotecnologie per
la realizzazione di campagne di misura che permettessero di studiare la distribuzione dimensionale
del particolato atmosferico nell’intervallo compreso tra polveri totali sospese e nanoparticelle (PTS
- 30 nm), ed il relativo contenuto di idrocarburi policiclici aromatici, primo passo essenziale per la
stima dell’esposizione umana in ambienti con sorgenti prevalenti differenziate.
Lo scopo prioritario di questo lavoro è stata la messa a punto di una metodologia di campionamento
di aerosol atmosferico che includesse anche le polveri ultrafini e le nanoparticelle, e tale da
consentirne la successiva caratterizzazione morfologica e chimica, a supporto dell’identificazione di
eventuali quadri ambientali differenziati. Sono stati pertanto identificati tre siti nel territorio
provinciale di Venezia caratterizzati da un diverso impatto antropico (traffico, industriale, rurale), è
stata impostata una metodologia di campionamento idonea e pianificata un’attività di monitoraggio,
su base stagionale, per due anni successivi. I campionamenti prevedono l’utilizzo di un impattore a
bassa pressione a 13 stadi (DLPI,
Dekati); i campioni, collezionati su appositi substrati di alluminio, sono stati pesati con
microbilancia analitica (risoluzione ± 0,1 μg) per la determinazione della massa relativa in ciascuno
stadio, quindi sono stati analizzati mediante cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC) con
rivelazione a fluorescenza per la valutazione degli idrocarburi policiclici aromatici (IPA), oppure
mediante microscopia elettronica a scansione (SEM) per la caratterizzazione morfologica.
L’analisi preliminare dei dati fino ad ora raccolti evidenzia una distribuzione granulometrica simile
nei tre siti indagati e si è osservato un accumulo prevalente degli IPA analizzati elle frazioni più fini
(< 1 μm) come già riportato in letteratura [2]. È in corso lo studio dell’andamento modale,
l’eventuale variazione stagionale e la caratterizzazione chimica e
morfologica.
Bibliografia
[1] G. Oberdörster, Int. Arch. Occup. Environ. Health, 1-8, 74 (2001)
[2] J. Duan et al., Atmos. Res., 190–203, 78 (2005)
P 77
Analisi di un episodio critico di PM10 in Emilia Romagna
Eriberto de'Munari1,*, Marco Deserti 2, Luca Torreggiani3, Davide Mazza1, Enrico Minguzzi 2,
Giovanni Bonafe 2, Michele Stortini 2, Antonella Morgillo 2
1
ARPA Emilia-Romagna, Parma, Centro Tematico Regionale Aria
2
ARPA Emilia-Romagna, Bologna, Meteorologia Ambientale
3
ARPA Emilia-Romagna, Reggio Emilia, Rete Monitoraggio Qualità dell’Aria
* Corresponding author. Tel: +39 0521 976 122 , E-mail:[email protected]
Keywords: PM10, inquinamento acuto, PM2012, Perugia
Dal 16 al 20 febbraio 2012 tutte le stazioni di rilevamento dell’Emilia-Romagna hanno registrato
concentrazioni di PM10 superiori al valore limite di 50 microg/m3. I valori massimi sono stati
raggiunti il 19 febbraio, quando la concentrazione media regionale ha superato i 150 microg/m3. I
massimi si sono verificati nella parte occidentale della regione con un massimo assoluto a Parma
(249 microg/m3). Questo episodio rappresenta il secondo massimo del periodo 2000-2012. Il primo
massimo è stato registrato nel 2002 con valori superiori a 260 microg/m3 in diverse stazioni della
regione.
L’episodio di inquinamento ha interessato anche le altre regioni del nord Italia, dove nelle giornate
di Sa 18 e Do 19 sono stati osservati valori molto elevati su tutta la Pianura Padana, esclusi i lembi
più estremi (Cuneo, Friuli/Veneto orientale, Cesena/Rimini). Nella giornata di Lu 20 si è osservato
un calo repentino della concentrazione su tutto il Nord Italia inclusa la nostra regione.
Arpa Emilia-Romagna ha proceduto ad una analisi delle situazioni meteorologiche e dei dati rilevati
dalle stazioni di misura procedendo ad un ulteriore approfondimento rispetto alle specie presenti sul
particolato. Una prima analisi di quanto rilevato ha mostrato come le condizioni meteorologiche
hanno favorito il ristagno di una massa d’aria fredda sulla pianura padana dal 16 al 20 febbraio. Gli
inquinanti accumulati all’interno della massa d’aria fredda, sono restati confinati in uno strato d’aria
superficiale, che nelle giornate del 18 e 19 è risultato particolarmente basso a causa della inversione
termica persistente anche durante le ore diurne. Inoltre gran parte della concentrazione in massa
osservata durante l’episodio sia da attribuire a particelle di diametro inferiore ai 2.5 micron. Il
quadro complessivo riscontrato e che tutt'ora allo studio mostra un aumento dei cloruri cui allo stato
attuale sembra non associabile un corrispondente aumento del controione associabile. Vi è la
presenza di elevate quantità di nitrati, la presenza di una concentrazione in massa di PM2.5 quasi
equivalente a quella del PM10, così come la preponderanza numerica della frazione ultrafine
durante il 18 e 19 sembrano indicare la forte presenza di una componente secondaria degli ossidi di
azoto. Non vi sono evidenze di trasporti a lunga distanza di polveri sahariane. Ad una prima analisi
l'episodio non pare quindi associabile alla semplice risospensione di materiale particellare derivante
dallo spargimento di sale sulle strade ma pare più congrua l'ipotesi di un contributo dovuto sia
all'aumento dei consumi di combustibile per riscaldamento, le giornate si sono presentate
particolarmente fredde, sia ad un possibile contributo derivante da una possibile concomitanza in
alcune aree del territorio del bacino padano dello spandimento di reflui animali per la concimazione
dei campi. Le Ipotesi sono attualmente al vaglio cercando di integrare quanto sin ora prodotto con i
dati derivanti dal Progetto Supersito che la Regione Emilia-Romagna ha finanziato ad Arpa per
l'analisi dettagliata dell'aerosol.
P 78