Francesco PetracchiniCNR - Istituto sull’Inquinamento Atmosferico http://www.iia.cnr.it
Inquinamento Atmosferico in Italia
Focus sulla Regione Toscana
Overview della presentazione
• Definizione dell’inquinamento atmosferico• Normativa di riferimento sulla qualità dell’aria• Gestione della qualità dell’aria • Impatto degli inquinanti sulla salute• Stato QA Europa/Toscana• Quali soluzioni?
• Cambiamenti globali ed inquinamento atmosferico
• Sviluppo di metodologie analitiche da laboratorio e da piattaforma
• Ambienti polari
• Cicli degli inquinanti, inquinamento industriale ed urbano
• Sistemi ecologici e biodiversità
• Sviluppo di sistemi per l’organizzazione della conoscenza ambientale
• Sviluppo di strumenti di “policy” attraverso l’integrazione di modelli socio-economici, modelli atmosferici dinamici e GIS
• Sviluppo di sistemi interoperabili al fine di disseminare i risultati della ricerca ai policy makers ed agli stakeholders.
IL CNR IIA
COS’E’ L’INQUINAMENTO ATMOSFERICO
Si definisce inquinamento atmosferico lo stato della qualità dell’aria conseguente alla immissione nella stessa di sostanze di qualsiasi natura in misura e condizioni tali da alterare la salubrità e da costituire pregiudizio diretto o indiretto per la salute dei cittadini o danno ai beni pubblici o privati
• Polveri sollevate dal vento provenienti da materiale di scavo
• Spray marino• Attività industriali• Emissioni da animali e piante
(microbi e funghi).• Traffico• Vulcani• Incendi di boschi e processi di
combustione.• Residui dell’evaporazione di spray.• Nebbia• Trasformazione fotochimica di gas in
particelle (specialmente solfati e nitrati)
QUALI SONO LE SORGENTI DI EMISSIONE?
Air Toxics
PM
Acid Rain
Visibility
Ozone
Mobile Sources
Industrial Sources
Area Sources
(Cars, trucks, planes, boats, etc.)
(Power plants, refineries/chemical plants, etc.)
(Residential, farmingcommercial, biogenic, etc.)
NOx, VOC,PM, Toxics
NOx, VOC, SOx, PM,Toxics
NOx, VOC,PM, Toxics
Chemistry
Meteorology
Atmospheric Deposition
Climate Change
INQUINAMENTO E FONTI DI EMISSIONI
L'inquinamento atmosferico è stato a lungo un problema, di solito associati con l'ambiente urbano. Esempi degni di nota nella storia includono:
• 900 aC - Re Tukulti di commenti Egitto su odori provenienti da un impianto per
conglomerato bituminoso nella città di Hit, nei pressi di Babilonia;• 400 aC - Ippocrate associa l'inquinamento atmosferico con le città;• 61 dC - Scrittura di Roma, Seneca osserva che "non appena sfuggito l'atmosfera
opprimente della città, e da quel terribile odore di cucine puzzolenti, che quando è in uso, riversare un pasticcio rovinosa di vapore e fuliggine, ho percepito a una volta che la mia salute era stata riparata ";
• 852 - Londra è noto per la sua aria viziata e di Edimburgo si chiama "Auld Reekie" a causa del fumo dai camini;
• 1273 - La prima legge di abbattimento fumi è emanata a Londra, facendo notare che il carbone è "pregiudizievoli per la salute", e,
• 1542 - Juan Cabrillo Rodriquez vele a Los Angeles Bay. Dopo aver notato come il fumo di incendi nativi americani in aumento e la diffusione riva dopo aver raggiunto una inversione elevata, egli la chiama "La Baia dei fumi"
STORIA DELL’INQUINAMENTO ATMOSFERICO
Effects on human health Pollutant
Can cause respiratory problems, leading to chronic bronchitis, can cause narrowing of the airways and can affect asthmatics.
Sulphur dioxide (SO2)
Interferes with blood's capacity to absorb and circulate oxygen. Worsens emphysema, chronic bronchitis and other lung disease. Can affect those
suffering from heart disease and can have impacts on the central nervous system.
Carbon monoxide (CO)
Can cause respiratory disorders such as altered lung function, lung tissue damage, increased prevalence of acute respiratory illness. Young children
and asthmatics are most at risk.
Nitrogen dioxide (NO2)
Can aggravate chronic respiratory diseases and can cause permanent lung damage. Can affect the eyes, nose and throat, as well as causing chest
discomfort, coughing and headaches.
Ozone (O3)
Can cause cancer, anemia and injury to bone marrow. Benzene (C6H6)
Can cause mental retardation, drowsiness and problems with the kidneys and reproduction system. Long term exposure interferes with normal
development and functioning of the brain.
Lead (Pb)
Can cause acute respiratory disorders and decrements in lung function and can lead to premature death.
Particulates (PM10)
Health effects are dependent upon the specific VOC, however a number of VOCs are known or suspected to cause cancer.
Volatile organic compounds (VOCs)
QUALI SONO GLI INQUINANTI?
Le polveri si possono dividere in diverse classi, a seconda della dimensione del diametro delle particelle
ultrafini: diametro minore o uguale a 0,1 μm (milionesimo di metro)
fini: diametro tra 0,1 a 2,5 μm
grossolane: diametro tra 2,5 a 10 μm
ultragrossolane: diametro maggiore a 10 μm
Questa classificazione è semplificata attraverso l'uso dei termini PM10
PM2,5 PM0,1 per indicare tutto il particolato con diametro inferiore o
uguale a 10, 2,5 e 0,1 micron.
DEFINIZIONE PM10
QUALI SONO I LIMITI NORMATIVI?
Inquinante Valore Limite Periodo di mediazione Legislazione
Monossido di Carbonio (CO) Valore limite protezione salute umana,10 mg/m3
Max media giornaliera calcolata su 8 ore
D.L. 155/2010Allegato XI
Biossido di Azoto (NO2)
Valore limite protezione salute umana, da non superare più di 18 volte per anno
civile,200 µg/m3
1 ora D.L. 155/2010Allegato XI
Valore limite protezione salute umana,40 µg/m3 Anno civile D.L. 155/2010
Allegato XI
Soglia di allarme400 µg/m3
1 ora(rilevati su 3 ore consecutive)
D.L. 155/2010Allegato XII
Biossido di Zolfo (SO2)
Valore limite protezione salute umanada non superare più di 24 volte per anno
civile,350 µg/m3
1 ora D.L. 155/2010Allegato XI
Valore limite protezione salute umanada non superare più di 3 volte per anno
civile,125 µg/m3
24 ore D.L. 155/2010Allegato XI
Soglia di allarme500 µg/m3
1 ora(rilevati su 3 ore consecutive)
D.L. 155/2010Allegato XII
Particolato Fine(PM10)
Valore limite protezione salute umana, da non superare più di 35 volte per anno
civile,50 µg/m3
24 ore D.L. 155/2010Allegato XI
Valore limite protezione salute umana,40 µg/m3 Anno civile D.L. 155/2010
Allegato XI
QUALI SONO I LIMITI NORMATIVI?Inquinante Valore Limite Periodo di mediazione
Legislazione
(PM2.5)FASE I
Valore limite, da raggiungere entro il 1° gennaio 2015,25 µg/m3 Anno civile
D.L. 155/2010Allegato XI
Particolato Fine(PM2.5)FASE II
Valore limite, da raggiungere entro il 1° gennaio 2020, valore indicativo20 µg/m3 Anno civile
D.L. 155/2010Allegato XI
Ozono (O3)
Valore obiettivo per la protezione della salute umana, da non superare più di 25 volte per anno civile come media su tre anni,
120 µg/m3Max media
8 oreD.L. 155/2010
Allegato VII
Soglia di informazione,180 µg/m3 1 ora
D.L. 155/2010Allegato XII
Soglia di allarme,240 µg/m3 1 ora
D.L. 155/2010Allegato XII
Obiettivo a lungo termine per la protezione della salute umana, nell’arco di un anno civile.
Max media8 ore
D.L. 155/2010Allegato VII
Valore obiettivo per la protezione della vegetazione, AOT40 (valori orari)come media su 5 anni:18.000 (µg/m3 /h)
Da maggio a luglioD.L. 155/2010
Allegato VII
Obiettivo a lungo termine per la protezione della vegetazione, AOT40 (valori orari) :
6.000 (µg/m3 /h)Da maggio a luglio
D.L. 155/2010Allegato VII
Benzene (C6H6) Valore limite protezione salute umana,5 µg/m3 Anno civile
D.L. 155/2010Allegato XI
Benzo(a)pirene (C20H12)
Valore obiettivo,1 ng/m3 Anno civile
D.L. 155/2010Allegato XIII
Piombo (Pb) Valore limite,0,5 µg/m3 Anno civile
D.L. 155/2010Allegato XI
Arsenico (Ar) Valore obiettivo,6,0 ng/m3 Anno civile
D.L. 155/2010Allegato XIII
Cadmio (Cd) Valore obiettivo,5,0 ng/m3 Anno civile
D.L. 155/2010Allegato XIII
Nichel (Ni) Valore obiettivo,20,0 ng/m3 Anno civile
D.L. 155/2010Allegato XIII
1920 1950 1970 1980 1990 2000
City Country Continental
Air Pollution Control in 21st Century
International
Los Angeles “photochemical smog”
Think Globally
Act Locally
EVOLUZIONE DEL CONTROLLO DALLA QA
Monitoraggio della qualità dell'aria è effettuata per:
1. valutare il grado di inquinamento,2. garantire il rispetto della legislazione nazionale,3. valutare le opzioni di controllo, e, fornire i dati per la modellazione della qualità
dell'aria.4. Ci sono un certo numero di metodi differenti per misurare qualsiasi sostanza
inquinante, che variano in complessità, affidabilità e dettaglio di dati. Si va da:• semplici tecniche di campionamento passivo, ad,• dispositivi remoti altamente sofisticati di rilevamento.
Una strategia di monitoraggio dovrebbe esaminare con attenzione le opzioni per determinare quale metodo è più appropriato, tenendo conto dei costi di investimento iniziale, costi operativi, affidabilità dei sistemi, e la facilità di funzionamento.
MISURARE L’INQUINAMENTO ATMOSFERICO
IT1201 –
LAZIO
IT1203 IT1204 IT1205IT1202IT1201
> LV+MOT > LV+MOT> LV+MOT > LV+MOT ≤ LV
Levels assessed for NO2 (annual LV)
Source: 2005 Italian AQ Questionnaires
Ambient air quality ASSESSMENT: An example of definition of zones - Lazio Region
LV
T* Time
Conc.
LV+MOT
LV
Piani e Programmi
Piani di Mantenimento
A
C
B
A B
GESTIONE DELLA QUALITA’ DELL’ARIA
Piani e programmi
Misure strutturali per raggiungere il valore limite entro il periodo di
tempo specifico
Esempio di misure tipo• Implementazione zone a ridotto accesso;• Implementazione veicoli non inquinanti;• Miglioramento del trasporto pubblico;• Miglioramento gestione flotta veicoli
privati;• Riduzione emissione ambito domestico;
Piani di Azione
Le misure da adottare a breve termine, al fine di ridurre il
rischio e la durata delle soglie di allarme di exeedences
Piani di Mantenimento
Gli Stati membri mantengono i livelli degli inquinanti nelle zone e
agglomerati al di sotto dei valori limite e si adoperano per preservare la
migliore qualità dell'aria ambiente compatibile con lo sviluppo sostenibile
GESTIONE DELLA QUALITA’ DELL’ARIA
ANDAMENTO DELLE EMISSIONI IN EUROPA
ANDAMENTO DELLE EMISSIONI IN EUROPA
CONCENTRAZIONE PM10 IN EUROPA
CONCENTRAZIONE PM2.5 IN EUROPA
CONCENTRAZIONE NO2 IN EUROPA
Source: ETC/ACC ,2007
QUALITA’ DELL’ARIA E STAZIONI ECCEDENTI IL LIMITE
CAUSA DEI SUPERAMENTI
RAPPORTO SULLA QUALITÀ DELL’ARIA DI MILANO E PROVINCIA ANNO 2008 ARPA LOMBARDIA
CONCENTRAZIONE DI PM10 NELLA PIANURA PADANA
MODIS il 17 marzo 2005 (Text and image courtesy of NASA's MODIS Land Rapid Response Team)MODIS il 17 marzo 2005 (Text and image courtesy of NASA's MODIS Land Rapid Response Team)
CONCENTRAZIONE PM10 PIANURA PADANA
CONCENTRAZIONE PM10 PIANURA PADANA
Italia è l’unico paese che supera le 600 unità ogni 1000 abitanti!
QUALE LA CAUSA?
ESPOSIZIONE ALL’INQUINAMENTO IN EUROPA
About 100 000 deaths a year could be linked to ambient air pollution in cities in the WHO European Region, shortening life expectancy by an average of a year. Thenumber of casualties attributed to air pollution is comparable to the numberof fatalities from traffi c accidents, and its imprint is observed in all age groups,including children (Valent et al., 2004).
IMPATTO DELL’INQUINAMENTO DELL’ARIA SULLA SALUTE
INFLUENZA DELL’INQUINAMENTO SULLA SALUTE
INFLUENZA DELL’INQUINAMENTO SULLA SALUTE
INFLUENZA DELL’INQUINAMENTO SULLA SALUTE
Gain in life expectancy in months at 30 if PM2.5 concentrations did not exceed the WHO-AQG (10 μg/m3). M. Pascal et al. / Science of the Total Environment 449 (2013) 390–400
INQUINAMENTO ATM URBANOANDAMENTO GIORNALIERO
Zonizzazione Regione Toscana
Rete Regionale di monitoraggio Toscana
Num. superamenti VL giorno PM10 negli anni
Media annuale PM10 negli anni
Andamento del PM10 negli anni FOCUS FIRENZE
Andamento del PM10 negli anni FOCUS FIRENZE
Andamento di NO2 focus FIRENZE
PM10 stazioni di fondo
Source apportionment PM10
ELEMENTAL COMPOSITION OF URBAN AEROSOL COLLECTED IN FLORENCE, ITALYFRANCO LUCARELLIA, et al.
From the first results it is confirmed that traffic, because of both direct emission of exhaust and soil dust raising, is the main source of atmospheric pollution in Florence.
Ci sono tre modi per ridurre le emissioni di inquinanti da traffico in città:
�
EVITARE CAMBIARE MIGLIORARE
Diminuire il bisogno del
viaggio
Cambiare verso forme di
spostamento più sostenibili
Migliorare l’efficienza energetica del trasporto e la
tecnologia dei veicoli.
COME SI RIDUCONO LE EMISSIONI DA TRAFFICO?
Vicenza: V.E.LO.CE. (Vicenza Eco-Logistic Center) All goods destined for the zone with limited traffic are sent to the VELOCE Eco-logistical Centre of Vicenza’s historical city centre. The Centre then sees to the delivery and pick-up of goods using only ecologically powered vehicles
BEST PRACTICES SELECTED: LOGISTIC SYSTEMS
PARIS AND LONDON
London : charging station'I want to rapidly accelerate the uptake of electric vehicles and make London the epicentre of electric driving in Europe. Increasing numbers of motorists are opting for cleaner, greener electric transport, delivering a host of benefits to the driver including a 100 per cent Congestion Charge discount. This is set to deliver considerable environmental benefits to our city.'
https://www.sourcelondon.net/map
Paris AutolibAutolib’ is the first public service plan with electric vehicles to be developed in a large European metropolis. An innovation in urban travel that will transform our experience of cities.
https://www.autolib.eu/stations/
London • Number of vehicles declined by 18%.• Traffic delays cut by 25%.• 7-15% decrease of NOx, CO2 and
PM10 emissions.
BEST PRACTICES SELECTED: CONGESTION TAX
Francesco Petracchini
CNR Institute of Atmospheric Pollution ResearchEmail [email protected] www.iia.cnr.it Associazione Corrente in MovimentoWeb site: www.correnteinmovimento.it
EUROPEAN COMMISSION’S SUSTAINABLE URBAN MOBILITY CAMPAIGN