CAPITOLO 6
Campionamenti
6.1 Introduzione
Il sistema di campionamento adottato durante le tre diverse campagne realizzate nel periodo di studio è stato quello di riferimento che, come già visto nel Capitolo 3,
prevede l’utilizzo di campionatori LVS (1 m3/h) (Low Volume Sampler) per la
misura del PM10 e PM2,5.
I campioni sono stati raccolti su filtri (pre-condizionati) in fibra di quarzo con diametro nominale dei pori di 0.47 µm e analizzati secondo il metodo gravimetrico utilizzando una bilancia analitica idonea per il filtri utilizzati dal nostro campionatore e con una sensibilità maggiore di 0,1 mg. Una volta conosciuto il peso del particolato
raccolto su ciascun filtro, si è risaliti ai valori di concentrazione di PM10, espressi in
µg/m3, dividendo tale valore per il volume di aria campionata durante le 24 ore.
Questi livelli sono stati poi confrontati con quelli forniti dalla rete di monitoraggio del territorio.
In Toscana sono presenti decine di centraline di monitoraggio per al misurazione
della concentrazione di PM10 e degli altri inquinanti gassosi (CO, NOx, NO2, SO2 e
O3) ubicate sia in aree urbane, sia in aree industriali, che in aree rurali.
La rete di monitoraggio della qualità dell’aria è composta da reti di monitoraggio su base provinciale e da reti private.
Le reti provinciali sono costituite da stazioni che rilevano sia le concentrazioni di sostanze inquinanti che i parametri meteorologici. La gestione operativa delle unità di rilevamento, la raccolta e la validazione dei dati è demandata ai Centri Operativi Provinciali (COP), di cui fanno parte i Dipartimenti provinciali ARPAT.
Le reti private, realizzate in seguito a convenzioni specifiche o accordi programmatici, e di servizi di particolare importanze ambientale si integrano con quelle provinciali. Molte delle stazioni private sono dislocate in prossimità di impianti industriali e di servizi di particolare rilevanza ambientale.
La Regione Toscana ha approvato il “Piano regionale di Rilevamento della Qualità
dell’Aria”, che contiene lo stato dell’arte del sistema di monitoraggio e i criteri per la
sua realizzazione, organizzazione e gestione.
Il controllo della qualità dell’aria in Toscana avviene in 48 Comuni (9 capoluoghi di provincia, 12 Comuni con popolazione superiore a 30.000 abitanti), dove risiedono circa 2 milioni di abitanti, pari al 50% del totale regionale (dati aggiornati al 2002). I dati raccolti dalle reti gestite ARPAT vengono divulgati attraverso il bollettino quotidiano della qualità dell’aria. Annualmente i dati vengono analizzati, elaborati e sintetizzati in una relazione mirata a fornire alle Amministrazioni competenti il quadro conoscitivo necessario a determinare le politiche di gestione dell’ambiente.
La scelta dei siti di campionamento che vanno a costituire la rete di monitoraggio in Toscana è stata fatta attraverso l’applicazione di tecniche di statistica descrittiva, multivariata e geostatistica.
All’interno di questo studio sono stati valutati i livelli di concentrazione di PM10 e
PM2,5 relativi a tre diverse zone della toscana, ognuna delle quali caratterizzate da un
proprio scenario emissivo; di seguito vengono descritte le tre diverse campagne di monitoraggio oggetto di questa indagine.
6.2 La Campagna di Monitoraggio di Virgo
Questa campagna di misura è stata svolta durante l’inverno del 2007 secondo quanto previsto dalla Provincia di Pisa Area Governo del territorio – Servizio Ambiente, al fine di monitorare lo stato della qualità dell’aria e per dare seguito allo studio effettuato dal comune di Cascina nel 2003, “Predisposizione di metodologie per la
caratterizzazione del PM10 e determinazione delle origini (sorgenti)” Programma
Regionale di Tutela Ambientale 2002-2003.
La scelta del sito di campionamento è stata volta al fine di valutare le concentrazioni
di PM10 in aria ambiente e soprattutto di caratterizzarne la natura sia chimica che
fisica al fine di verificare sul territorio del comune di Cascina la distribuzione spaziale e temporale dell’inquinante. In particolare la scelta del sito è stata fatta:
• Considerando i livelli di PM10 misurati sia dalle stazioni di Oratoio, Navacchio,
Cascina e Pontedera che da quella di Lari;
• Al fine di verificare i livelli di “fondo” propriamente detti (trans-regionale, secondario etc.) la migliore localizzazione del mezzo mobile è quella lontana da sorgenti di emissioni dirette come l’abitato urbano, il traffico veicolare o i punti di massima ricaduta di impianti industriali.
In figura 6.2.1 viene riportata l’area del territorio del comune di Cascina reputata idonea al posizionamento del mezzo mobile per un periodo medio-lungo: 15 giorni ogni tre mesi per avere indicazioni sulla stagionalità.
# # # # # PI-PONTED HE 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
Fig. 6.2.1_Individuazione dell’area idonea al campionamento.
In seguito al sopralluogo della Provincia e di ARPAT dipartimento di Pisa è stato individuata la localizzazione esatta del sito per il posizionamento del mezzo mobile per il campionamento. Nella figura 6.2.2 viene mostrato tale punto e riportate, a titolo di esempio, alcune delle distanze da sorgenti emissive presenti sul territorio (strade, industrie, etc.)
Durante i giorni di campionamento sono stati registrati tutti i parametri sia inquinanti
che meteorologici e sono stati effettuati i campionamenti del PM10 tramite il
campionatore automatico “Charlie TECORA” in dotazione al mezzo mobile di ARPAT che è stato caricato con sequenza di filtri sia in fibra di quarzo che in policarbonato.
I filtri in fibra di quarzo che in policarbonato sono stati preventivamente condizionati, secondo le indicazioni del DM 60/2002, pesati e successivamente inseriti nella sequenza mostrata in Tabella 6.2.3 per il campionamento attraverso il campionatore TECORA istallato sul mezzo mobile.
I filtri raccolti sono stati successivamente condizionati in un ambiente con umidità
relativa pari al 50%, ed è stato quindi possibile calcolare le concentrazioni di PM10 in
aria ambiente espresse in µg/m3 per singoli campioni facendo riferimento al volume di aria aspirata dal campionatore durante le 24 ore di campionamento svolte dalle 00 alle 23.59 del giorno.
I risultati delle determinazioni gravimetriche per i giorni di campionamento sono mostrati in figura 6.2.4 e messi a confronto con i dati registrati dagli strumenti della rete provinciale di qualità dell’aria.
giorno id filtro giorno data
1 virgo 1 fibra quarzo mer 17/01/2007
2 virgo 2 fibra quarzo gio 18/01/2007
3 virgo 3 fibra quarzo ven 19/01/2007
4 virgo PC 1 policarbonato sab 20/01/2007 5 virgo PC 2 policarbonato dom 21/01/2007
6 virgo 6 fibra quarzo lun 22/01/2007
7 virgo 7 fibra quarzo mar 23/01/2007
8 virgo 8 fibra quarzo mer 24/01/2007
9 virgo PC 3 policarbonato gio 25/01/2007 10 virgo PC 4 policarbonato ven 26/01/2007
11 virgo 11 fibra quarzo sab 27/01/2007
12 virgo 12 fibra quarzo dom 28/01/2007
13 virgo 13 fibra quarzo lun 29/01/2007
14 virgo 14 fibra quarzo mar 30/01/2007
15 virgo PC 5 policarbonato mer 31/01/2007 16 virgo PC 6 policarbonato gio 01/02/2007 17 PC31 policarbonato ven 02/02/2007 18 PC32 policarbonato sab 03/02/2007
19 4 fibra quarzo dom 04/02/2007
20 5 fibra quarzo lun 05/02/2007
21 10 fibra quarzo mar 06/02/2007
22 15 fibra quarzo mer 07/02/2007
23 16 fibra quarzo gio 08/02/2007
24 18 fibra quarzo ven 09/02/2007
25 nd sab 10/02/2007
31.7 8.3 9.2 12.5 8.3 6.7 14.6 15.0 18.3 13.8 22.1 39.8 26.2 25.8 27.128.34 19.87 14.38 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 7 /0 1 /2 0 0 7 1 8 /0 1 /2 0 0 7 1 9 /0 1 /2 0 0 7 2 0 /0 1 /2 0 0 7 2 1 /0 1 /2 0 0 7 2 2 /0 1 /2 0 0 7 2 3 /0 1 /2 0 0 7 2 4 /0 1 /2 0 0 7 2 5 /0 1 /2 0 0 7 2 6 /0 1 /2 0 0 7 2 7 /0 1 /2 0 0 7 2 8 /0 1 /2 0 0 7 2 9 /0 1 /2 0 0 7 3 0 /0 1 /2 0 0 7 3 1 /0 1 /2 0 0 7 0 1 /0 2 /2 0 0 7 0 2 /0 2 /2 0 0 7 0 3 /0 2 /2 0 0 7 0 4 /0 2 /2 0 0 7 0 5 /0 2 /2 0 0 7 0 6 /0 2 /2 0 0 7 0 7 /0 2 /2 0 0 7 0 8 /0 2 /2 0 0 7 0 9 /0 2 /2 0 0 7 1 0 /0 2 /2 0 0 7 1 1 /0 2 /2 0 0 7 1 2 /0 2 /2 0 0 7 1 3 /0 2 /2 0 0 7
mer gio ven sab dom lun mar mer gio ven sab dom lun mar mer gio ven sab dom lun mar mer gio ven sab dom lun mar
[µµµµ g /m 3 ] PM10-Virgo orat pont navacchio borghetto lari montecerboli
Fig. 6.2.4_Valori di concentrazione di PM10 a Virgo 2007 confrontati con i dati delle stazioni della rete provinciale di qualità dell’aria.
Infine sono state effettuate analisi isotopiche per la determinazione dei valori di δ13
C(%) nei campioni raccolti.
L’obiettivo di questo studio è stato quello di approfondire le conoscenze di tipo qualitativo fino ad allora disponibili. A tale proposito sono state effettuate analisi chimiche di laboratorio al fine di determinare le quantità delle principali specie inorganiche solubili in acqua presenti nei campioni raccolti.
In questo modo è stato possibile confrontare il valore del peso di ciascun campione (misurato in precedenza) con le quantità da noi trovate. I risultati di questa indagine sono riportati e discussi nei capitoli successivi.
6.3 La Campagna di Monitoraggio di Montespertoli
Montespertoli è un comune di medie dimensioni della provincia di Firenze, a media densità demografica che si snoda tra la val di Pesa e la val d’Elsa, con una escursione altimetrica complessiva pari a 369 metri..
L’economia locale si basa prevalentemente sulla produzione di uva da vino e olive e sull’attività di numerose industri chimiche, di materiali da costruzione, dell’abbigliamento e di lavorazioni della pelle.
Il campionamento è stato effettuato nell’ambito del monitoraggio della qualità dell’aria in aree prossime alla discarica RSU di Casa Sartori, distante circa 5 Km dal paese, immersa nelle colline fiorentine.
I quattro punti di controllo individuati sono stati campionati uno al giorno per un periodo di 24 ore, impiegando così un totale di quattro giorni.
Nella figura sottostante (Fig. 6.3.1) viene mostrata la posizione dei punti di campionamento (Aiale, Fattoria Monti, Paterno, Cortina) che distano rispettivamente 1,7Km, 0,80Km, 3Km e 1Km dalla discarica.
Fig. 6.3.1_Localizzazione dei punti di controllo intorno alla discarica.
Purtroppo, la disponibilità di un solo campionatore (TECORA) ha reso impossibile lo studio continuativo di una settimana per ognuno dei quattro siti, così come la
realizzazione di un campionamento di PM10 e PM2,5 in contemporanea.
Anche in questo caso sono stati utilizzati filtri in fibra di quarzo precondizionati che, alla fine del campionamento, sono stati nuovamente pesati e sottoposti a procedura di condizionamento. Nella tabella 6.3.2 viene riportato il periodo di campionamento e le caratteristiche dei filtri impiegati.
Sito ID Filtro Giorno Data Aiale M1 Fibra di quarzo Lunedì-Martedì Dal 17/12/2007 al 18/12/2007 Paterno M2 Fibra di quarzo Martedì-Mercoledì Dal 18/12/2207 al 19/12/2007 Fattoria Monti M3 Fibra di quarzo Mercoledì-Giovedì Dal 19/12/2007 al 20/12/2007 Cortina M4 Fibra di quarzo Giovedì-Venerdì Dal 20/12/2007 al 21/12/2007
Tab. 6.3.2_Sequenza dei filtri PM10 a Montespertoli 2007.
Per ciascuno dei punti di controllo stabiliti il campionatore mobile è stato montato e fissato al terreno con dei tiranti e lasciato campionare per un periodo di 23 ore e 59 minuti. La pompa utilizzata (Tecora Air Battery mod. Bravo) è stata alimentata con
batterie 12 Watt riparate dall’umidità notturna con un telo di nylon. Nella figura
sottostante (Fig 6.3.3) viene mostrato l’equipaggiamento utilizzato per il campionamento.
Portafiltri
Pompa
Fig. 6.3.3_Campionatore PM10 sopra, a destra sono mostrati in dettaglio la pompa utilizzata e i portafiltri.
In attesa di essere analizzati per la determinazione delle principali specie inorganiche solubili in acqua, i campioni raccolti sono stati conservati ad una temperatura di 4°C.
6.4 La Campagna di Monitoraggio di Viareggio
Il comune di Viareggio (LU) è situato sulla riviera della Versilia, la sua posizione risulta interessante dal momento che si trova a ridosso di zone montuose (Alpi Apuane), ambienti acquitrinosi (Lago di Massaciuccoli) e vaste distese boschive (riserva di Migliarini-San Rossore).
Il comune presenta solo una frazione situata a sud (Torre del Lago), mentre il nucleo abitativo ed urbanizzato risulta concentrato essenzialmente nelle zona settentrionale; l’area portuale e industrializzata si trovano invece nel centro di Viareggio (Fig. 6.4.1).
Fig. 6.4.1_Comune di Viareggio nel territorio toscano.
In generale, sul territorio sono presenti piccole imprese, legate principalmente alla produzione di semilavorati, artigianato, falegnameria, lavorazione di plastiche o vetroresina, assemblati poi in impianti appositi, situati nella zona del porto. Le sorgenti emissive che ne derivano quindi sono molto frammentate e di piccola entità, ma diffuse in modo capillare su tutta la zona di interesse e perciò da tenere in considerazione.
Attualmente il monitoraggio della qualità dell’aria viene effettuato tramite una centralina automatica (classificata in zona urbana) facente parte della rete di monitoraggio regionale gestita da ARPAT, e sita in Via Maroncelli (Fig. 6.4.2).
Fig. 6.4.2_Vista del comune di Viareggio: in blu è cerchiata la centralina automatica QA.
Questa centralina effettua misure di PM10 e di altri inquinanti come monossido di
carbonio, ozono, ossidi di azoto e di zolfo.
Più in particolare, per quanto riguarda la misura dei PM10, la centralina è dotata di un
analizzatore Environment MP101 M, ad attenuazione β con testa di campionamento EPA e linea di alimentazione riscaldata L’analisi fornisce la misura ogni 24 ore (dalle 24.00 alle 24.00 del giorno successivo) ma può anche funzionare per misure orarie o ogni due ore.
Per quanto riguarda lo stato della qualità dell’aria nella piana lucchese, la relazione prodotta per l’anno 2006 dalla rete di monitoraggio della qualità dell’aria della provincia di Lucca conclude che:
• Per il monossido di carbonio, per il biossido di zolfo e per il benzene tutti i valori registrati sono molto inferiori ai limiti imposti dalla direttiva europea.
• Per il biossido di azoto (NO2) risulta critica la situazione di Via Maroncelli,
infatti i livelli monitorati superano i valori limite più il margine di tolleranza previsto per l’anno 2006. Non sono disponibili i dati per gli anni precedenti per tale stazione, in quanto l’analizzatore è stato attivato ad Aprile 2006. Il monitoraggio nel corso del 2007 permetterà di verificare i dati del 2006, determinando anche l’andamento temporale, dovrà anche essere verificato se i valori rilevati dalla stazione vengono influenzati dalla presenza in adiacenza alla stazione stessa di un cantiere di deposito per lavori stradali, che sarebbe auspicabile venisse allontanato dalla stazione.
• Per il PM10 risultano critiche tutte le stazioni della rete. Le stazioni di
Viareggio sono caratterizzate da un numero di superamenti della soglia di 50
µg/m3 molto elevato. Si deve però tenere conto che trattasi di situazioni
le stazioni di Lucca, Micheletto, Capannoni e Porcari mostrano tutte valori superiori al limite per il numero di superamenti. Tale constatazione, confermata anche dai risultati dei monitoraggi effettuati con il mezzo mobile nella piana lucchese, porta a considerare l’intera piana lucchese come un bacino aeraulico critico per questo parametro. E’ quindi da considerare necessario che i comuni adottino adeguate misure di risanamento.
• La rete di monitoraggio necessita, sia per garantire il monitoraggio degli inquinanti più significativi in tutte le aree, sia per conformarsi agli obiettivi di raccolta minima dei dati, di un’incisiva azione di rinnovo del parco strumentale.
• I dati meteo vengono raccolti, di fatto, in modo completo, solo nella stazione di Porcari, sarebbe opportuno attivare almeno una stazione meteo in Versilia. Dal momento che la centralina di via Maroncelli non effettua la raccolta dei parametri meteorologici, tali dati sono stati forniti dall’Istituto Tecnico Nautico Statale “Artiglio” il quale possiede una stazione meteo a lettura automatica dei principali parametri.
Il campionamento da noi effettuato ha previsto l’istallazione del campionatore mobile nelle vicinanze di tale centralina per un periodo di 19 giorni, durante i quali sono stati
raccolti campioni sia di PM10 (nei i primi 12 giorni) che di PM2,5 (nell’ultima
settimana). Nella tabella 6.4.3 vengono riportati i giorni di campionamento e la tipologia di filtri usati.
Giorno ID Filtro Giorno Data
1 Viareggio 1 Fibra di quarzo Giovedi-Venerdì Dal 31/1/08 al 1/2/08
2 Viareggio 2 Fibra di quarzo Venerdì-Sabato Dal 1/2/08 al 2/2/08
3 Viareggio 3 Fibra di quarzo Sabato-Domenica Dal 2/2/08 al 3/2/08
4 Viareggio 4 Fibra di quarzo Domenica-Lunedì Dal 3/2/08 al 4/2/08
5 Viareggio 5 Fibra di quarzo Luneì-Martedì Dal 4/2/08 al 5/2/08
6 Viareggio 6 Fibra di quarzo Martedì-Mercoledì
Dal 5/2/08 al 6/2/08
7 Viareggio 7 Fibra di quarzo Mercoledì-Giovedì
Dal 6/2/08 al 7/2/08
8 Viareggio 8 Fibra di quarzo Giovedì-Venerdì Dal 8/2/08 al 9/2/08
9 Viareggio 9 Fibra di quarzo Venerdì-Sabato Dal 9/2/08 al 10/2/08
10 Viareggio 10 Fibra di quarzo Sabato-Domenica Dal 10/2/08 al 11/2/08
11 Viareggio 11 Fibra di quarzo Domenica-Lunedì Dal 11/2/08 al 12/2/08
12 Viareggio 12 Fibra di quarzo Lunedì-Martedì Dal 12/2/08 al 13/2/08
13 Viareggio 13 Fibra di quarzo
Martedì-Mercoledì
Dal 13/2/08 al
14/2/08
14 Viareggio 14 Fibra di quarzo
Mercoledì-Giovedì
Dal 14/2/08 al
15/2/08
15 Viareggio 15 Fibra di quarzo Giovedì-Venerdì Dal 15/02/08 al
16/2/08
16 Viareggio 16 Fibra di quarzo Venerdì-Sabato Dal 16/2/08 al
17/2/08
17 Viareggio 17 Fibra di quarzo Sabato-Domenica Dal 17/2/08 al
18/2/08
18 Viareggio 18 Fibra di quarzo Domenica-Lunedì Dal 18/2/08 al
19/2/08
19 Viareggio 19 Fibra di quarzo Lunedì-Martedì Dal 19/2/08 al
20/2/08 Tab. 6.4.3_Sequenza dei filtri PM10 e PM2,5 (in rosso)a Viareggio 2008.
La vicinanza della zona di studio e la disponibilità dei dati forniti dalla centralina hanno permesso in questo caso un periodo di campionamento piuttosto esteso, (coprendo così non solo i giorni feriali ma anche quelli festivi) all’interno del quale
sono stati raccolti anche campioni di PM2,5.
Inoltre, è stato possibile confrontare quest’ ultimi con i valori dei PM10 campionati
dalla centralina durante gli stessi giorni, realizzando così quanto non era riuscito nel caso di studio di Montespertoli.
Nella Fig. 6.4.4 viene mostrato il campionatore istallato nelle vicinanze della centralina e una parte del cantiere di deposito per lavori stradali situato proprio dietro di essa.
Fig. 6.4.4_Campionatore posizionato vicino alla centralina ARPAT, Viareggio 2008.
