MONITORAGGIO DELLA QUALITÁ DELL ARIA COMUNE DI CASTEL SAN PIETRO TERME PIAZZA XX SETTEMBRE 1O FEBBRAIO 13 MARZO PDF

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Via F. Rocchi, Bologna BO tel. 051/ fax 051/ PEC: MONITORAGGIO DELLA QUALITÁ DELL ARIA COMUNE DI CASTEL SAN PIETRO TERME PIAZZA XX SETTEMBRE 1O FEBBRAIO 13 MARZO 2017 Responsabile: Relazione tecnica a cura di: Hanno collaborato: Andrea Mecati. Andrea Aldrovandi Marco Trepiccione, Luca Malaguti, Pamela Ugolini. Sede legale: Via Po, Bologna - Tel Fax P.IVA e C.F INDICE 1 PREMESSA INQUADRAMENTO NORMATIVO MODALITA' DI INTERVENTO E POSTAZIONI DI MONITORAGGIO TEMPISTICA E ATTREZZATURA POSTAZIONE DI MONITORAGGIO ALTRE POSTAZIONI DI CONFRONTO MODALITA' DI CAMPIONAMENTO ED ELABORAZIONE DATI RISULTATI DELL'INDAGINE OSSIDI DI AZOTO (NOx - NO 2 - NO) PARTICOLATO (PM 10 PM 2.5 ) OZONO (O 3 ) MONOSSIDO DI CARBONIO (CO) BENZENE (C 6 H 6 ) IDROCARBURI POLICICLICI AROMATICI (IPA) MICROMETEOROLOGIA DELL'AREA ED INFLUENZA SUGLI INQUINANTI PRECIPITAZIONI VENTI CONCLUSIONI...30 ALLEGATO : DATI STRUMENTALI DELLA CAMPAGNA.. 2 1 PREMESSA La presente relazione tecnica illustra le modalità, gli esiti e le conclusioni della campagna di monitoraggio della qualità dell'aria realizzata tra il 10 febbraio e il 13 marzo 2017 nel Comune di Castel San Pietro Terme. La campagna è stata realizzata nel periodo tardo-invernale e, come da richiesta dell'amministrazione Comunale, ha avuto lo scopo di rilevare lo stato della qualità dell'aria del centro storico in relazione al contributo delle fonti da traffico veicolare. 2 INQUADRAMENTO NORMATIVO Si riporta un breve estratto riassuntivo dei limiti normativi stabiliti dal D.Lgs. 155/2010 per gli inquinanti monitorati TABELLA DEI PARAMETRI NORMATIVI D. Lgs. 155 del 13/8/2010 NO2 biossido di azoto valore limite 1 ora da non superare più di 18 volte per anno civile 200 µg/m 3 valore limite anno civile 40 µg/m 3 soglia di allarme 1 ora misurata per tre ore consecutive 400 µg/m 3 livello critico per la protezione della vegetazione anno civile di NOx 30 µg/m 3 C6H6 benzene valore limite anno civile 5 µg/m 3 PM10 valore limite 1 giorno da non superare più di 35 volte per anno civile 50 µg/m 3 valore limite anno civile 40 µg/m 3 PM2,5 valore limite anno civile in vigore con margine di tolleranza 25 µg/m 3 O3 ozono soglia di informazione 1 ora 180 µg/m 3 soglia di allarme 1 ora misurato o previsto per tre ore consecutive 240 µg/m 3 valore obiettivo per la protezione della salute umana massima media di 8 ore giornaliera non più di 25 volte/anno come media su 3 anni 120 µg/m 3 valore obiettivo per la protezione della vegetazione AOT40 da maggio a luglio come media su 5 anni obiettivo a lungo termine per la protezione della salute umana massima media di 8 ore giornaliera calcolata nell'arco dell'anno civile obiettivo a lungo termine per la protezione della vegetazione/foreste AOT µg/m µg/m µg/m 3 CO monossido di carbonio valore limite massima media di 8 ore giornaliera 10 mg/m 3 IPA valore obiettivo per il Benzo(a)pirene anno civile nella frazione PM10 Figura 1 - sintesi valori di riferimento normativa vigente 1 ng/m 3 3 3 MODALITA' DI INTERVENTO E POSTAZIONI DI MONITORAGGIO 3.1 TEMPISTICA E ATTREZZATURA La campagna di monitoraggio ha interessato un periodo di 32 giorni utili di raccolta dati. I rilievi sono stati realizzati mediante un laboratorio mobile attrezzato con strumentazione automatica, analoga a quella presente nelle stazioni della rete regionale di monitoraggio. La strumentazione impiegata sul laboratorio mobile è stata la seguente: un analizzatore automatico di ossidi di azoto (NO 2 - NO - NO X ); un analizzatore automatico di ozono (O 3 ); un analizzatore automatico di monossido di carbonio (CO); un analizzatore automatico di BTX (benzene, toluene, xileni); un campionatore gravimetrico sequenziale per materiale particolato PM 10 ; un campionatore gravimetrico sequenziale per materiale particolato PM 2.5 ; una centralina meteo con sensori di direzione/velocità vento e pluviometro In aggiunta ai parametri monitorati direttamente con la strumentazione menzionata, in occasione della presente campagna sono state effettuate dai laboratori di Arpae analisi specifiche sul particolato PM 10, finalizzate alla determinazione degli idrocarburi policiclici aromatici (I.P.A.). 3.2 POSTAZIONE DI MONITORAGGIO Il mezzo è stato collocato in piazza XX Settembre, lato via Matteotti ed in corrispondenza di piazza Acquaderni, ad una distanza di circa 4 metri dalla sede stradale della via Matteotti. Coordinate 44 23'52 N e E, altezza circa 75m Slm. Nella foto seguente viene indicata l'esatta ubicazione dell'installazione. 4 Sezione di Bologna Figura 2 - Ubicazione della postazione di dimonitoraggio 3.3 ALTRE POSTAZIONI DI CONFRONTO La Figura 3 evidenzia le ubicazioni delle stazioni della Rete Regionale della Qualità dell'aria (di seguito RRQA) dislocate sul territorio della Città Metropolitana di Bologna I risultati del monitoraggio realizzato a Castel San Pietro Terme (abbreviato di seguito con CSPT) sono stati valutati mediante un confronto con i dati registrati dalle seguenti stazioni di misura. 5 Stazione urbana da traffico di Bologna Porta San Felice (PSF) Stazione di fondo urbano presso Giardini Margherita a Bologna (GM). Stazione di fondo suburbano di via Chiarini a Bologna (CHI). Stazione urbana da traffico di San Lazzaro di Savena (SL). Stazione di fondo rurale di San Pietro Capofiume nel comune di Molinella (SPC). Stazione urbana da traffico di Imola - via De Amicis (DEA). Figura 3 - Ubicazione delle postazioni di monitoraggio 4 MODALITA' DI CAMPIONAMENTO ED ELABORAZIONE DATI Per quanto concerne gli ossidi di azoto, l ozono, il monossido di carbonio, il benzene ed i parametri meteorologici sono stati misurati valori medi orari; le modalità di campionamento del particolato (PM 10 e PM 2.5 ), prevedono invece la misura della concentrazione media giornaliera su 24 ore. Le elaborazioni vengono effettuate considerando sempre l ora solare. Occorre precisare che nelle elaborazioni si riporta il dato (orario o giornaliero) riferito ai valori di visualizzazione indipendentemente dal relativo Limite di Quantificazione della strumentazione (di seguito LDQ, definito come il più basso valore misurabile statisticamente distinguibile da zero). Tale limite viene comunque rappresentato all'occorrenza nei grafici. La tabella seguente riporta i LDQ per gli inquinanti misurati. 6 Inquinante LDQ CO 0,6 mg/m 3 NO 2 12 µg/m 3 O 3 10 µg/m 3 PM 5 µg/m 3 C 6 H 6 0,5 µg/m 3 Figura 4 - valori LDQ per inquinante Conformemente a quanto indicato dal D.Lgs. 155/2010, per ossidi di azoto, ozono, monossido di carbonio e benzene, vengono considerati soltanto i valori orari misurati in giornate durante le quali le apparecchiature hanno funzionato correttamente per almeno 18 ore su 24, cioè per almeno il 75% della giornata. Almeno una media oraria al giorno risulta in ogni caso mancante per l esecuzione del necessario controllo automatico di taratura, programmato sistematicamente durante le ore notturne. Per le giornate durante le quali il numero di valori orari ottenuto è risultato inferiore a 18, i valori massimo e medio giornalieri non sono stati presi in considerazione ed i valori orari non sono stati utilizzati nell elaborazione dei dati, in quanto non sufficientemente rappresentativi. Per il monitoraggio degli IPA si è proceduto analizzando, presso il laboratorio Arpae di riferimento, la frazione di particolato raccolta sui filtri del PM RISULTATI DELL'INDAGINE 5.1 OSSIDI DI AZOTO (NOx - NO 2 - NO) Tra gli ossidi di azoto, il monossido (NO) viene prodotto direttamente dai processi di combustione, e viene quindi emesso da autoveicoli, impianti di riscaldamento, impianti termoelettrici e da alcune attività industriali: esso costituisce pertanto un inquinante primario. Il biossido (NO 2 ) si forma invece nell'atmosfera per graduale ossidazione del monossido: esso è dunque un inquinante secondario. Il DLgs n. 155/2010 pone limiti alla concentrazione del solo biossido, a causa della sua evidente tossicità. Per quanto riguarda gli ossidi di azoto totali (NOx, somma di monossido e biossido), i livelli delle concentrazioni orarie, rilevate nel periodo della campagna presso la postazione di misura, risultano riportati nel grafico di Figura 5. 7 Figura 5 - dati orari per gli ossidi di azoto (NOx) durante la campagna presso la postazione di Castel San Pietro Terme. Per quanto riguarda il biossido di azoto (NO 2 ), le concentrazioni dei valori medi e massimi orari giornalieri, (si vedano Figura 6 e Figura 7), risultano sempre molto inferiori al limite previsto dalla normativa per la concentrazione media oraria (si veda Figura 1). Castel San Pietro Terme NO 2 med NO 2 max Castel San Pietro Terme NO 2 med NO 2 max Data Giorno µg/m 3 µg/m 3 Data Giorno µg/m 3 µg/m 3 10/02/17 ven /02/17 dom /02/17 sab /02/17 lun /02/17 dom /02/17 mar /02/17 lun /03/17 mer /02/17 mar /03/17 gio /02/17 mer /03/17 ven /02/17 gio /03/17 sab /02/17 ven /03/17 dom /02/17 sab /03/17 lun /02/17 dom /03/17 mar /02/17 lun /03/17 mer /02/17 mar /03/17 gio /02/17 mer /03/17 ven /02/17 gio /03/17 sab /02/17 ven /03/17 dom /02/17 sab /03/17 lun Media campagna 23 Figura 6 - dati giornalieri massimi e medi biossido di azoto (NO2) durante la campagna presso la postazione di Piazza XX Settembre. 8 Figura 7 - andamento dati giornalieri massimi e medi di biossido di azoto (NO2) presso la postazione di Piazza XX Settembre. Passando ad un confronto con i dati registrati dalla RRQA (figura 8), si osserva come i valori medi giornalieri di NO 2 siano abbastanza correlati e vicini a quelli registrati presso la stazione di fondo suburbano di Bologna Via Chiarini e a quelli della stazione di fondo rurale di San Pietro Capofiume nel Comune di Molinella, sebbene questa sia in alcuni casi in leggera controtendenza. Figura 8 - dati giornalieri medi biossido di azoto (NO2): andamenti a confronto. 9 Figura 9 - medie dell'intera campagna di biossido di azoto (NO2) a confronto L'istogramma di Figura 9 pone a confronto il valore medio sull'intero periodo di monitoraggio con quelli rilevati dalle postazioni della RRQA. Si può notare come la postazione in esame presenti un valore intermedio tra la stazione di fondo rurale (San Pietro Capofiume) e quella di fondo suburbano (Via Chiarini). Di seguito, nella Figura 10 possiamo apprezzare per il monossido di azoto (NO), relativamente all'intero periodo di monitoraggio, il confronto tra il sito in esame e le stazioni della RRQA espresso dall'andamento orario medio delle concentrazioni, altrimenti denominato giorno tipo. Essendo NO un inquinante primario, il confronto riguarda quindi l'incidenza diretta delle emissioni più prossime ai diversi siti considerati. In merito all'andamento delle medie orarie misurate nel punto di monitoraggio si evidenzia il tipico contributo delle fonti da traffico veicolare, mediante i picchi in corrispondenza delle ore del mattino e della sera. Per quanto riguarda il livello delle concentrazioni ci troviamo in una situazione abbastanza simile a quella delle stazioni di fondo urbano e suburbano di Bologna (Giardini Margherita e Via Chiarini). 10 60 NO - Andamento giorno tipo µg/m³ CSPT PSF GM CHI SL SPC DEA Figura 10 - confronto giorno tipo monossido di azoto (NO) 5.2 PARTICOLATO (PM 10 PM 2.5 ) Il particolato atmosferico ha origini decisamente diversificate. La componente primaria deriva sia dall'erosione di superfici e dal sollevamento di polveri ad opera del vento, sia da processi di combustione. La componente secondaria, quella principale nella nostra Regione, deriva invece da processi chimico fisici che coinvolgono inquinanti presenti nell'atmosfera. Il grafico di Figura 11 mostra l'andamento delle concentrazioni giornaliere di PM 10 a confronto con quelle delle diverse stazioni della Rete Regionale di Monitoraggio. Nel corso delle prime due settimane di monitoraggio, durante le quali le concentrazioni sull'intero territorio regionale hanno raggiunto livelli medio-alti, l'andamento delle concentrazioni della postazione di Castel San Pietro Terme è risultato abbastanza correlato con quello delle altre stazioni della rete, ad eccezione della stazione di fondo rurale di San Pietro Capofiume nel Comune di Molinella. Nelle ultime due settimane di campagna, caratterizzate da bassi livelli di PM 10, le differenze con tutte le stazioni della RRQA, sia nell'andamento che nei valori, si sono ulteriormente attenuate. 11 Figura 11 - valori giornalieri di PM10 a confronto In Figura 12, nel grafico delle medie complessive di PM 10 misurate durante la campagna, si evidenzia che la postazione di Castel San Pietro Terme si colloca a livello intermedio rispetto alle stazioni della RRQA: inferiore alle stazioni da traffico di Bologna Porta San Felice e di San Lazzaro di Savena, ed a quella di fondo suburbano di Bologna via Chiarini, superiore alle restanti. Trattasi comunque di valori molto vicini. Figura 12 - valori medi di PM10 dell'intera campagna a confronto 12 Analogamente dicasi per il numero dei superamenti del valore limite giornaliero durante il periodo di monitoraggio, riportato nel seguente istogramma (Figura 13). Figura 13 confronto sull'intera campagna del numero di superamenti del valore limite giornaliero del PM10 Nella tabella seguente (Figura 14) sono riportati i valori di concentrazione giornalieri di PM 10 e PM 2,5 registrati presso la postazione in esame nel periodo di campagna. data CSPT PM 10 CSPT PM2,5 data CSPT PM 10 CSPT PM 2,5 10/02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /03/ /02/ /03/ /02/ /03/ /02/ /03/ /02/ /03/ /02/ /03/ /02/ /03/ /02/ /03/ /02/ /03/ /02/ /03/ /02/ /03/ /02/ /03/ /02/ /03/17 22 media PM media PM 2,5 26 limite annuo PM limite annuo PM N superamenti PM 10 5 Figura 14 - dati giornalieri di PM10 e PM2.5 durante la campagna presso la postazione di Piazza XX Settembre 13 Nel grafico successivo (Figura 15) troviamo la rappresentazione dell'andamento di tali valori, che risultano strettamente correlati come normalmente accade. La totale copertura dei dati giornalieri di PM 10 permette di stimare la parte conclusiva dell'andamento del PM 2,5, mancante di alcuni dati per un problema tecnico strumentale. Figura 15 confronto dei valori giornalieri di PM10 e PM2.5 presso la postazione di monitoraggio Figura 16 - valori giornalieri di PM2.5 a confronto con le postazioni RRQA 14 Ponendo a confronto l'andamento del PM 2.5 nel sito in esame con quelli delle stazioni RRQA (Figura 16) si notano, come per PM 10, due periodi differenti: il primo con valori ed andamenti relativamente eterogenei ed assimilabili a quelli delle stazioni di Bologna Porta San Felice e Giardini Margherita, ed il secondo, a partire da metà campagna, nel quale le curve di tutte le stazioni si avvicinano. Si segnalano, nella prima parte, alcuni valori a Castel San Pietro Terme in evidente controtendenza, come ad esempio in data 13 e 19/02/2017. Dal confronto delle medie sull'intero periodo di monitoraggio (Figura 17) si riscontra un valore, per il sito di Castel San Pietro Terme, intermedio tra Bologna Porta San Felice e Bologna Giardini Margherita. Figura 17 - valori medi di PM2.5 nel periodo di monitoraggio a confronto 5.3 OZONO (O 3 ) La formazione di ozono nei bassi strati atmosferici, come inquinante secondario, è il risultato di reazioni chimiche complesse tra gas precursori, come gli ossidi di azoto e i composti organici volatili, avviate dalla radiazione solare. Si tratta quindi di un inquinante tipicamente estivo. Il grafico di Figura 18 rappresenta l'andamento orario dei valori di concentrazione registrati presso la postazione di monitoraggio durante la campagna. 15 100 O ₃ CSPT - Andamento periodo 75 µ g / m ³ /0 2 / /0 2 / /0 2 / /0 2 / / 0 2 / /0 2 / /0 2 / /0 2 / /0 2 / /0 2 / /0 2 / /0 2 / /0 2 / / 0 2 / /0 2 / / 0 2 / /0 2 / /0 2 / / 0 2 / /0 2 / / 0 2 / / 0 2 / /0 2 / / 0 2 / /0 2 / /0 2 / / 0 3 / /0 3 / /0 3 / /0 3 / /0 3 / /0 3 / / 0 3 / /0 3 / / 0 3 / /0 3 / /0 3 / / 0 3 / /0 3 / /0 3 / /0 3 / /0 3 / /0 3 /1 7 we LDQ O3 CSPT Figura 18 - dati orari di concentrazione di ozono (O3) durante la campagna Nella tabella e nei grafici successivi (Figure 19, 20 e 21) sono riportati i valori massimi orari giornalieri e massimi giornalieri della media mobile su 8 ore, come previsto dalla normativa. La campagna è stata realizzata nella stagione invernale durante la quale la situazione è normalmente poco favorevole alla formazione dell'ozono troposferico. Le concentrazioni dell'inquinante si sono mantenute ben distanti sia dalla soglia giornaliera d'informazione (vedi Figura 20), che del valore obiettivo per la protezione della salute umana (Figura 21). Il confronto con le stazioni della RRQA evidenzia una situazione abbastanza assimilabile a quella della stazione di fondo di via Chiarini a Bologna (fondo suburbano), sia nei livelli che nell'andamento. 16 CSPT O 3 max O 3 media 8 h CSPT O 3 max O 3 media 8 h data giorno ug/m3 ug/m3 data giorno ug/m3 ug/m3 10/02/17 ven 13 26/02/17 dom /02/17 sab /02/17 lun /02/17 dom /02/17 mar /02/17 lun /03/17 mer /02/17 mar /03/17 gio /02/17 mer /03/17 ven /02/17 gio /03/17 sab /02/17 ven /03/17 dom /02/17 sab /03/17 lun /02/17 dom /03/17 mar /02/17 lun /03/17 mer /02/17 mar /03/17 gio /02/17 mer /03/17 ven /02/17 gio /03/17 sab /02/17 ven /03/17 dom /02/17 sab /03/17 lun media massimo Figura 19 - dati giornalieri del massimo orario e della massima media su 8 ore di ozono (O3) Figura 20 - andamento dati giornalieri massimi di ozono (O3) a confronto con RRQA 17 Figura 21 - andamento media su 8 ore massima di ozono (O3) a confronto con RRQA Non sono state registrate criticità normative su questo inquinante nella postazione di Piazza XX Settembre (riferimento Figura 1). 5.4 MONOSSIDO DI CARBONIO (CO) Il monossido di carbonio (CO) è un inquinante essenzialmente primario derivante da processi di combustione. A Castel San Pietro Terme i valori di concentrazione del monossido di carbonio, sono risultati solo in alcuni casi appena al di sopra del limite di quantificazione degli strumenti, nel corso della della campagna di monitoraggio. Questo è coerente con una netta diminuzione delle concentrazioni di questo inquinante, riscontrabile da anni su tutto il territorio regionale. Per questo motivo in Emilia Romagna, attualmente, è misurato sistematicamente soltanto in prossimità di strade ad elevata intensità di traffico. Nella Figura 22 sono riportate le massime medie giornaliere delle 8 h misurate nella postazione di monitoraggio di Piazza XX Settembre a Castel San Pietro Terme. 18 CSPT CO media 8 h CSPT CO media 8 h data giorno mg/m3 data giorno mg/m3 10/02/17 ven 26/02/17 dom 0,3 11/02/17 sab 0,7 27/02/17 lun 0,4 12/02/17 dom 0,7 28/02/17 mar 0,4 13/02/17 lun 0,7 01/03/17 mer 0,2 14/02/17 mar 0,6 02/03/17 gio 0,4 15/02/17 mer 0,5 03/03/17 ven 0,5 16/02/17 gio 0,5 04/03/17 sab 0,5 17/02/17 ven 0,6 05/03/17 dom 0,3 18/02/17 sab 0,6 06/03/17 lun 0,4 19/02/17 dom 0,5 07/03/17 mar 0,4 20/02/17 lun 0,6 08/03/17 mer 0,4 21/02/17 mar 0,6 09/03/17 gio 0,5 22/02/17 mer 0,7 10/03/17 ven 0,5 23/02/17 gio 0,6 11/03/17 sab 0,3 24/02/17 ven 0,5 12/03/17 dom 0,3 25/02/17 sab 0,4 13/03/17 lun 0,4 media 0,5 massimo 0,7 Figura 22 massime medie giornaliere monossido di carbonio (CO) Nella Figura 23 si può confrontare l'andamento delle massime medie giornaliere delle 8 h durante lo svolgimento della campagna di monitoraggio con quelli delle stazioni da traffico della RRQA. 19 2,00 CO - Confronto medie 8 h 1,80 1,60 1,40 1,20 mg/m³ 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 Limite Di Quantificazione 0,00 10/02/17 11/02/17 12/02/17 13/02/17 14/02/17 15/02/17 16/02/17 17/02/17 18/02/17 19/02/17 20/02/17 21/02/17 22/02/17 23/02/17 24/02/17 25/02/17 26/02/17 27/02/17 28/02/17 01/03/17 02/03/17 03/03/17 04/03/17 05/03/17 06/03/17 07/03/17 08/03/17 09/03/17 10/03/17 11/03/17 12/03/17 13/03/17 CSPT PSF DEA LDQ Figura 23 - dati giornalieri monossido di carbonio (CO) 5.5 BENZENE (C 6H 6) Il benzene deriva principalmente dalle emissioni degli autoveicoli a benzina. Per il benzene, rilevato solamente in postazioni da traffico, i dati di Castel San Pietro Terme sono stati confronta
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