CAPITOLO 6
SITI DI CAMPIONAMENTO
In questo lavoro di tesi sono state effettuate determinazioni di δ13C(‰) su particolato campionato in diversi siti ed in tempi diversi.
In particolare sono stati effettuati campionamenti di PM10 e PM2.5 in un ambiente urbano, influenzato prevalentemente da emissioni legate al traffico ed in un ambiente naturale lontano da fonti emissive antropiche. Lo scopo di queste due campagne è stato quello di valutare se il metodo, già precedentemente applicato in altri studi sui PM10, fosse valido anche per i PM2.5, inoltre si è voluto ulteriormente constatare l’efficacia dell’analisi isotopica nel discriminare fonti emissive differenti di particolato.
6.1- SITO URBANO
L’area urbana dove è stato eseguito il campionamento dei PM2.5 si trova in prossimità dell’Area di Ricerca del CNR di Pisa, in una zona della periferia della città con un elevato flusso di traffico autoveicolare, in prossimità di una rotonda stradale. Il campionamento è stato effettuato nel mese di Luglio 2007 ed è iniziato martedì 10 mattina ed è finito lunedì 16 mattina. La scelta di 5 giorni consecutivi, comprendenti il sabato e la domenica, è stata ripetuta anche nelle altre campagne di campionamento poiché si può considerare rappresentativa dell’intera settimana, in quanto comprende sia giorni lavorativi che festivi.
In figura 6.1.1 è riportata una immagine che mostra la posizione del sito in relazione al territorio circostante e le figure 6.1.2a e 6.1.2b evidenziano la localizzazione della strumentazione di campionamento rispetto alla sede stradale.
Fig. 6.1.2b- Posizionamento strumentazione di campionamento.
6.2- SITO NATURALE
L’area naturale scelta durante questo lavoro di tesi, è ubicata nel Parco Regionale delle Alpi Apuane, situata al margine sud-orientale del comprensorio delle Alpi Apuane ed è rappresentata dal complesso montuoso del Monte Palodina (1171 m.s.l.m.). Il territorio dal punto di vista amministrativo è compreso nei comuni di Gallicano e Fabbriche di Vallico, sul versante destro della valle del Serchio, in Garfagnana.
In particolare la strumentazione è stata collocata in un punto situato in Pian di Lago, una delle poche zone umide presenti nel territorio del Parco.
In questa area sono state effettuate due campagne di campionamento, una a luglio 2007 sui PM2.5, da venerdi 20 mattina a mercoledì 25 mattina e l’altra a settembre 2007 sui PM10, da venerdi 7 a mercoledì 11. La non disponibilità di due teste non ha consentito un simultaneo campionamento dei due tipi di particolato. Nelle figure 6.2.1a e 6.2.1b è indicata la localizzazione del punto di campionamento.
Fig.6.2.1b- Localizzazione sito di campionamento.
6.2.1- ASPETTI NATURALISTICI DELL’AREA DI STUDIO
Di seguito sono riportate informazione riguardanti gli aspetti naturalistici dell’area di studio, elementi importanti per capire l’influenza della vegetazione sul particolato campionato.
La copertura vegetale del monte Palodina è caratterizzata dalla presenza di boschi, sia di antica origine naturale, che di più recente origine antropica.
Largamente diffusi, alle quote più basse, sono i castagneti ed in minor misura i boschi misti di caducifoglie, mentre nella parte più alta sono presenti piccole faggete intervallate da modeste estensioni di popolamenti di betulle.
I boschi misti di caducifoglie, sviluppati soprattutto su terreni calcarei, sono presenti nei pendii più acclivi dove non si sono potuti insediare i castagneti per la difficoltosa raccolta delle castagne, in tali fitocenosi le principali piante presenti
sono il cerro (Quercus cerris L.), la roverella (Quercus pubescens Willd.) e il leccio (Quercus ilex L.) nelle zone più termofile, il carpino bianco (Carpinus betulus L.) o nero (Ostrya carpinifolia Scop.), il sorbo (Sorbus domestica L.), l’ornello (Fraxinus
ornus L.), il nocciolo (Corylus avellana L.) e vari specie di aceri (ad es. Acer pseudoplatanus L.) nelle altre zone; nel sottobosco si possono ritrovare bossi
(Buxus sempevirens L.) ed agrifogli (Ilex aquifolium L.) (L’ambiente nella Valle del
Serchio, natura e cultura, 2002).
Nella parte più alta, fra i 1000 -1100 di quota si insedia la faggeta, più povera in specie vegetali che comunque svolge un ruolo ecologico importante. In tali fitocenosi si trovano anche il sorbo degli uccellatori (Sorbus aucuparia L.) e il maggiociondolo (Laburnum anagyroides Medicus), l’acero di monte (Acer opalus L.) e la betulla (Betula pendula Roth).
Nel versante meridionale sono presenti anche piccoli branchiopodieti (praterie a palèo), su superfici abbastanza acclivi, utilizzate nel recente passato per il pascolo del bestiame. In tali fitocenosi risulta predominante la presenza del palèo (Brachypodium sylvaticum (Hudson) Beauv.), presente inoltre l’elicrisio (Helichrysum italicum (Roth) Don) e la carlina (Carlina acaulis L.). In queste radure è possibile trovare piante isolate e certi arbusti resistenti al pascolo del bestiame, in genere si tratta di entità spinose, come il biancospino (Crataegus monogyna Jacq.) (CD-ROM: Il Parco per l’alluvione, 2001).
Lungo i corsi d’acqua e nelle zone adiacenti i biotopi palustri, come in Pian di Lago, si trovano ontani neri (Alnus glutinosa Gaertn.), salici (ad es. Salix alba L.), pioppi tremuli e bianchi (Populus tremula L. e Populus alba L.).
I boschi di maggior estensione sono comunque rappresentati dai castagneti, fitocenosi del tutto artificiali, introdotte nel passato dalla popolazione locale che trovò nel castagno (Castanea sativa Miler) la fonte primaria di sussistenza. La maggior parte dei castagneti della zona sono attualmente ceduati.
Nonostante quindi l’area non sia molto vasta sono presenti diversi ambienti, ricchi di specie vegetali.
In particolare la zona umida di Pian di Lago (800 m.s.l.m.) si presenta come un’area depressa, un prato circondato principalmente da boschi di castagno e nocciolo, presenti anche qualche pioppo, olmo e acero.
Fig. 6.1.1.1- Foto ambiente Pian di Lago (LU).
Al centro della depressione arrivano due ruscelli, uno è normalmente asciutto e solo durante i periodi più piovosi fuoriesce acqua dal sito di captazione posto a monte, garantendo un parziale allagamento dell’area; l’altro è localizzato nella parte sud-orientale della superficie prativa, dove è presente un piccolo ripiano debolmente inclinato verso il centro della depressione, sul quale scorre una modesta quantità d’acqua.
La strumentazione è stata montata proprio a fianco di quest’ultima zona per un periodo di 5 giorni durante ogni campagna di campionamento.
Fig. 6.2.1.1- Posizionamento strumentazione in Pian di Lago (LU).
6.3- ALTRI SITI
1. Pianura di Cascina. Il particolato è stato campionato nell'ambito di una campagna di campionamento svolta dalla Provincia di Pisa, al fine di verificare i livelli di “background”, ovvero di fondo per le PM10. Considerando per i possibili confronti, le centraline di monitoraggio fisse presenti sul territorio (Oratoio, Cascina, Pontedera e Lari), è stato valutato come idoneo per la localizzazione del mezzo mobile di campionamento della Provincia, l’area del territorio del Comune di Cascina (PI) in prossimità del centro VIRGO, dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, dove vengono fatti esperimenti innovativi sulla rilevazione delle onde gravitazionali previste da Einstein nella teoria della Relatività Generale. Il mezzo è stato collocato in quest’area per un periodo medio-lungo (circa 15 giorni ogni 3 mesi per avere indicazioni sulla stagionalità). Il sito si è rilevato ben accessibile, lontano da sorgenti di emissione diretta, come l’abitato urbano, il traffico veicolare o i punti di massima ricaduta di impianti industriali ed inoltre ben posizionato
Fig. 6.3.1b- Localizzazione sito di campionamento VIRGO.
Nell'ambito di questo lavoro di tesi sono stati analizzati i particolati (PM10) della campagna effettuata dal 17 Gennaio al 2 febbraio 2007 ed alcuni di quelli campionati fino al 10 Febbraio.
2. Provincia di Arezzo. Campioni provenienti da un progetto di ricerca, svolto dalla Provincia di Arezzo, denominato: “Indagini ambientali nella Provincia di
Arezzo per la caratterizzazione di polveri da impianti industriali” finalizzato allo
studio, in particolare, di una categoria di sorgenti emissive di PM individuata sul territorio, ovvero le polveri emesse da impianti industriali. E’ stato fatto questo studio in quanto, in base ai dati pubblicati dalla Regione Toscana, le emissioni di PM10 ammontano a 1480 t/anno pari a circa il 9% del totale regionale, delle quali le principali sorgenti sono rappresentate dalla combustione nell'industria dell'energia e trasformazione di fonti energetiche (4%), dagli Impianti di
# # # # # PI-PONTED GHE PI-CASCIN PI-NAVACC PI-ORATOI PI-LARI Corine.shp
tessuto urbano continuo tessuto urbano discontinuo Aree industriali o commerciali reti stradali e ferroviarie e spazi accessori Aree portuali
Aeroporti Aree estrattive Discariche
Cantieri,scavi,suoli rimaneggiati Aree verdi urbane aree sporive e ricreative Seminativi colture permanenti prati stabili zone agricole eterogenee zone boscate
Zone caratterizzate da vegetazione arbustiva e/o erbacea Zone aperte con vegetazione rada o assente Zone umide interne
Zone umide marittime Acque continentali Acque marittime Grafo.shp Comuni.shp 3000 0 3000 6000 9000 Meters N E W S Localizzazione Mezzo Mobile
altre da altre Sorgenti Mobili (10%) e dall’Agricoltura (6%). Tale progetto è stato svolto nell’ambito di una collaborazione tra il Dipartimento ARPAT di Arezzo e il Dipartimento di Ingegneria Meccanica Nucleare e della Produzione dell’Università di Pisa. In particolare per lo svolgimento dello studio sono stati presi a riferimento i seguenti quattro impianti:
- Impianto di incenerimento di Rifiuti Solidi Urbani (AISA, ubicato in località S. Zeno);
- Impianto di incenerimento di Rifiuti Ospedalieri Trattati e Rifiuti Speciali Pericolosi e Non Pericolosi (CHIMET s.p.a., ubicato in località Badia al Pino);
- Impianto di incenerimento di Rifiuti Speciali Pericolosi e Non Pericolosi per recupero metalli preziosi (CHIMET s.p.a., ubicato in località Badia al Pino); - Cementificio, forno di cottura clinker con utilizzo di CDR quale combustibile
(COLACEM s.p.a., ubicato in località Begliano, Rassina).
Lo studio, tuttora in corso, prevede l’effettuazione di campionamenti alle emissioni di particolato totale sospeso (PTS) e di particolato PM10 e PM2.5. I campionamenti sono stati effettuati conformemente alle norme UNI-EN10169, UNI-EN13284-1, USEPA201A.
La quantità e la natura delle polveri presenti alle emissioni degli impianti industriali dipendono da parametri legati sia alla tipologia dell’impianto, che ai parametri operativi, al combustibile utilizzato ed infine al sistema di depurazione dell’effluente aeriforme e quindi si aspettavano risultati diversi per i quattro impianti.
Per ciascun impianto sono stati effettuati due campionamenti di PM10, della durata di 30 minuti ciascuno. Tale durata di campionamento è stata valutata essere la migliore in quanto garantisce la raccolta di una quantità di polvere depositata sul filtro, sufficiente per le analisi previste dal progetto, garantendo anche possibili valutazioni morfologiche e dimensionali delle particelle.
Il PM10 campionato direttamente dal flusso dell’effluente gassoso proveniente dal camino dell’impianto, è raccolto su di un supporto filtrante in policarbonato tipo “POLICARBONAT PC40AOX” di forma circolare, di diametro di 47 mm e porosità di 0,4µm. Questo tipo di filtro è indicato sia per le analisi dimensionali e morfologiche grazie alla composizione chimica ed alla natura del supporto, che
all’analisi microscopica, in quanto si presenta liscia garantendo così un’ottima risoluzione della superficie.
In particolare, durante il mio lavoro di tesi, ho analizzato campioni di PM10 e non avendo approfondito lo studio, ho voluto verificare se, analizzando a livello isotopico campioni prelevati direttamente alla sorgente emissiva, ottengo una bassa variabilità nei risultati non essendo influenzati da fattori esterni legati all’ambiente e da altre sorgenti antropiche. Attualmente questo studio sta andando avanti, infatti sono previsti ulteriori campionamenti di PM10 e PM2.5 per il cementificio COLACEM e di PM2.5 per i restanti due impianti, in modo da rendere più completo il quadro delle conoscenze.
3. Discarica di Montespertoli. Campioni di PM10 prelevati in prossimità della discarica per RSU di Empoli, posta vicino a Montespertoli (FI), in un ambiente lontano da rilevanti emissioni antropiche dove prevalgono vigneti (Fig. 6.3.2). L’analisi di questi filtri è stata utile per avere un maggiore numero di dati e per poter avere ulteriori informazioni su un sito di tipo rurale cercando di valutare se si può apprezzare, dalla valutazione dei risultati, l’impatto della discarica.
Utilizzando una cartina topografica (Fig. 6.3.3) è stata riportata la localizzazione dei siti di campionamento nel territorio vicino alla discarica, in modo da poter valutare, nei prossimi capitoli, considerando anche l’andamento meteorologico, il possibile influsso di tale impianto. Il sito EMPOLI 7, risulta lontano dall’impianto, al di fuori di questa cartina ed è considerato come bianco di riferimento.
Sono stati effettuati campionamenti della durata di 24 ore……..
In tabella…. È riportato uno schema riassunti vo dell determinazioni effettuate.
Fig. 6.2.3 - Localizzazione punti di campionamento rispetto alla discarica.
DISCARICA EMPOLI 5
EMPOLI 6
