CAPITOLO 8
Risultati e discussione
I risultati delle analisi gravimetriche e chimiche esposti precedentemente sono stati discussi in questo capitolo.
8.1 Risultati delle analisi gravimetriche
Nel grafico seguente è rappresentato l’andamento temporale delle concentrazioni medie giornaliere di PM10 nelle tre postazioni.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 29/07/2009 30/07/2009 31/07/2009 01/08/2009 02/08/2009 03/08/2009 04/08/2009
via rossa_PM10 via veneto_PM10 ARPAT_via veneto via costituzione_PM10
Fig. 8.1 – Concentrazioni medie giornaliere PM10.
Si notano andamenti generalmente diversi tra loro nelle tre postazioni, tranne negli ultimi due giorni di campionamento, in cui si è verificato un aumento e una diminuzione delle concentrazioni, anche se con valori differenti.
Le concentrazioni in Via Rossa sono sempre state maggiori rispetto alle altre due postazioni, inoltre in questa postazione si è verificato l’unico superamento del limite di legge, in netta contrapposizione all’andamento dello stesso giorno in Via Veneto e in Via Costituzione.
L’andamento delle concentrazioni in Via Costituzione è simile al quello in Via Veneto, ma con valori più bassi rispetto a quest’ultima, i valori restano al di sotto del limite di legge, ma si registra un massimo di concentrazione il 3 agosto.
Nel grafico precedente sono riportati anche gli andamenti temporali delle concentrazioni sia della postazione che della centralina di monitoraggio ARPAT di Via Veneto, si può notare che i valori di concentrazione di PM10 campionati sono maggiori rispetto a quelli rilevati dalla rete provinciale,
I venti prevalenti durante la campagna di monitoraggio provenivano da Ovest e ONO, raggiungendo una velocità media di 1,7 m/s; solo un giorno si è registrato una variazione della direzione, il 2 agosto, il vento prevalente ha soffiato da SSO, con una velocità media di 2 m/s.
Nel grafico seguente sono riportati gli andamenti delle concentrazioni giornaliere di PM2.5 nelle diverse postazioni. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 29/07/09 30/07/09 31/07/09 01/08/09 02/08/09 03/08/09 04/08/09 05/08/09 06/08/09
via rossa via veneto_GRIMM via costituzione via rossa_GRIMM
Fig. 8.2 – Concentrazioni medie giornaliere PM2.5.
I campioni di PM2.5 prelevati in Via Costituzione risultano avere una concentrazione maggiore di PM10, quindi frutto di un errore nella determinazione gravimetrica, i risultati verranno riesaminati in seguito.
Gli andamenti tratteggiati sono calcolati in base ai dati di concentrazione numerica di particelle campionate dallo strumento GRIMM e stimati in base alle concentrazioni di PM10 campionati nelle diverse postazioni.
I valori di concentrazione giornaliera sono tutti compresi tra 15 e 30 µ g/m3, non si ha la stessa situazione delle PM10, infatti le postazioni di Via Rossa e Via Veneto presentano valori e andamenti molto simili.
Considerando la postazione di Via Rossa, si può notare il diverso andamento tra PM10 e PM2.5, soprattutto non si riscontra il picco massimo di concentrazione di PM10 del 1 agosto, quindi si può desumere che il contributo in questo giorno non è da attribuire alla frazione di particolato con diametro inferiore a 2.5 micron; invece in concomitanza con la variazione di direzione del vento si è
PM2.5/PM10 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 29/07/09 30/07/09 31/07/09 01/08/09 02/08/09 03/08/09 via rossa via veneto via costituzione
Fig. 8.3 – Rapporti PM2.5/PM10 giornalieri.
Considerando i rapporti tra PM2.5 e PM10 campionati nelle diverse postazioni, si può notare l’elevata variabilità tra le postazioni, inoltre non si riscontra un andamento costante, ma ci sono giorni in cui il rapporto è maggiore in via Rossa rispetto a Via Veneto, altri giorni in cui avviene il contrario.
In Via Costituzione il maggior contributo alla concentrazione di PM10 è data dalla frazione più fine, lo si può desumere dall’andamento del rapporto tra le due parti e da quello delle concentrazioni di PM2.5, riportato in figura 8.2.
Nella postazione di Via Veneto il rapporto tra le due parti oscilla tra il 50 e il 60%; confrontando i dati riguardanti la distribuzione delle particelle nelle diverse classi dimensionali si può notare che il contributo maggiore alle concentrazioni di PM10 è dato dalla frazione più fine.
Il massimo registrato in Via Veneto in data 3 agosto avviene in contemporanea alla variazione della direzione del vento, da SSO a Ovest, e con l’aumento della velocità media del vento, nonostante le concentrazioni siano aumentate, il rapporto PM2.5/PM10 resta costante nei giorni in considerazione.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 29/07/2009 30/07/2009 31/07/2009 01/08/2009 02/08/2009 03/08/2009 04/08/2009
pm10 DATI pm2,5 DATI ARPAT
Fig. 8.4 – Concentrazioni di PM10 campionato e PM2.5 calcolato.
Confrontando gli andamenti delle concentrazioni medie giornaliere di PM10 in Via Veneto con i risultati dati dal GRIMM si può notare che l’aumento di concentrazione del 30 luglio può essere attribuito all’aumento delle particelle con dimensioni minori di 10 micron, come si può vedere nel grafico seguente che riporta un aumento delle concentrazioni numeriche delle classi dimensionali minori. Via Veneto 1.E-03 1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05
0.1 1 Diam etro (um ) 10 100
C o n c e n tr a z io n e N u m e ri c a ( p a rt ic e ll e /l it ro ) 29-lug 30-lug
Fig. 8.5 - Concentrazione numerica 29 – 30 luglio.
Dopo tale giorno si è registrata una diminuzione delle concentrazioni e tale andamento si riscontra anche nelle concentrazioni numeriche delle particelle, infatti si ha una diminuzione in tutte le classi dimensionali.
Via Veneto 1.E-03 1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05
0.1 1 Diam etro (um ) 10 100
C o n c e n tr a z io n e N u m e ri c a ( p a rt ic e ll e /l it ro )
29-lug 30-lug 31-lug 1-ago 2-ago 3-ago 4-ago
Fig. 8.6 – Concentrazioni numeriche giornaliere.
Dall’1 al 2 agosto si ha una diminuzione più netta rispetto agli altri giorni, ciò si spiega vedendo che in tutte le classi dimensionali diminuisce la concentrazione, tranne nella frazione più piccola, situazione che si riscontra anche nell’andamento della concentrazione volumetrica delle particelle in questi giorni, un’altra situazione che si nota è la mancanza in data 2 agosto della frazione di particelle maggiore di 10 micron, che dà luogo alla bassa concentrazione rilevata.
Via Veneto 1.E-03 1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05
0.1 1 Diam etro (um ) 10 100
C o n c e n tr a z io n e N u m e ri c a ( p a rt ic e ll e /l it ro )
31-lug 1-ago 2-ago
Via Veneto 1.E-03 1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04
0.1 1 Diam etro (um ) 10 100
C o n c e n tr a z io n e V o lu m e tr ic a ( p a rt ic e ll e /l it ro )
29-lug 30-lug 31-lug 1-ago 2-ago 3-ago 4-ago
Fig. 8.8 – Concentrazione volumetrica particelle.
Paragonando il picco massimo delle concentrazioni del 3 agosto con i risultati del GRIMM si può vedere come l’aumento di tale giorno sia dovuto principalmente alle particelle con dimensioni comprese tra 1 e 10 micron, ma anche alla presenza della frazione di particelle più grossolane; dal 3 al 4 agosto si è rilevata una diminuzione della concentrazione, data dalla diminuzione del numero di particelle più grossolane rispetto ai giorni precedenti.
Via Veneto 1.E-03 1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05
0.1 1 Diam etro (um ) 10 100
C o n c e n tr a z io n e N u m e ri c a ( p a rt ic e ll e /l it ro )
2-ago 3-ago 4-ago
Fig. 8.9 – Concentrazione numerica 2 – 4 agosto.
Lo strumento GRIMM è stato spostato nella postazione di Via Rossa e ha campionato dal 5 al 7 agosto a mezzogiorno, il grafico seguente mostra l’andamento della concentrazione numerica delle particelle rilevate.
Via Rossa 1.E-03 1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05 0.1 1 10
Diam etro (um )
C o n c e n tr a z io n e N u m e ri c a ( p a rt ic e ll e /l it ro ) 5-ago 6-ago
Fig. 8.10 – Concentrazioni numeriche 5 – 6 agosto.
Dal grafico in figura 8.2 si vedeva che le concentrazioni di PM2.5 rilevate in Via Rossa aumentavano dal 5 al 6 agosto, i dati forniti dal GRIMM suggeriscono che tale aumento sia dovuto ad una maggiore concentrazione numerica di particelle con dimensioni comprese tra 0.3 e 1 micron, le particelle maggiori di tale intervallo si mantengono su valori simili al giorno precedente.
Nel grafico seguente vengono paragonate le concentrazioni numeriche medie rilavate nelle postazioni dio Via Veneto e Via Rossa.
1.E-03 1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05 0.1 1 10 100 diam etro ( um ) C o n c e n tr a z io n e N u m e ri c a ( p a rt ic e ll e /l it ro )
via Rossa via Veneto
Fig. 8.11 – Concentrazioni numeriche medie Via Veneto e Via Rossa.
La concentrazione di particelle maggiori di 5 micron è maggiore in Via Rossa, mentre in Via Veneto sono più abbondanti le particelle con dimensioni inferiori, situazione che si riscontra anche nel grafico delle concentrazioni volumetriche medie.
1 10 100 1000 10000 0.1 1 10 100 diam etro ( um ) C o n c e n tr a z io n e V o lu m e tr ic a (u m 3 /l it ro )
via Rossa via Veneto
Fig. 8.12 – Concentrazioni volumetriche medie Via Veneto e Via Rossa.
8.2 Risultati delle analisi chimiche
I risultati della determinazione chimica degli ioni solubili in acqua sono rappresentati nei grafici riportati successivamente.
POSTAZIONE DI VIA COSTITUZIONE
PM10_via Costituzione 0 10 20 30 40 50 60 70 29/07/2009 30/07/2009 31/07/2009 01/08/2009 02/08/2009 03/08/2009 04/08/2009
Cl NO3 SO4 NH4 Na K Mg Ca non_det
Fig. 8.13 – Risultati analisi chimiche PM10, Via Costituzione.
Le analisi di speciazione chimica hanno potuto determinare la concentrazione solo di una parte degli ioni facenti parte del particolato, la parte di “non determinato” risulta più o meno elevata in base alla concentrazione del PM10.
La concentrazione degli anioni della stazione di Via Costituzione appare più chiara nel grafico seguente.
anioni_Costituzione 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 29/07/2009 30/07/2009 31/07/2009 01/08/2009 02/08/2009 03/08/2009 04/08/2009 Cl µg/m3 NO3 µg/m3 SO4 µg/m3
Fig. 8.14 – Concentrazione anioni PM10, Via Costituzione.
Gli anioni più abbondanti sono solfati e nitrati, solo il 3 agosto si ha un picco di concentrazione di cloruri, situazione che corrisponde nel grafico dei cationi ad una concentrazione elevata di sodio. Si può osservare anche come sia lo ione ammonio che i solfati abbiano lo stesso andamento temporale, questa tipologia di composti hanno origine da traffico, e si spiega il loro andamento simile proprio perché questa stazione è situata nel centro urbano.
cationi_Costituzione 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 29/07/2009 30/07/2009 31/07/2009 01/08/2009 02/08/2009 03/08/2009 04/08/2009 NH4 µg/m3 Na µg/m3 K µg/m3 Mg µg/m3 Ca µg/m3
Fig. 8.15 – Concentrazione cationi PM10, Via Costituzione.
La concentrazione dei cationi è molto minore rispetto a quella dei cationi, si nota il picco di sodio lo stesso giorno corrispondente al picco di cloruri, contemporaneamente si nota anche come il magnesio abbia una concentrazione maggiore rispetto agli altri giorni, questo fa supporre un contributo dell’aerosol marino al PM10. La concentrazione dello ione calcio resta sempre costante
POSTAZIONE DI VIA VENETO PM10_via Veneto 0 10 20 30 40 50 60 70 29/07/2009 30/07/2009 31/07/2009 01/08/2009 02/08/2009 03/08/2009 04/08/2009
Cl NO3 SO4 NH4 Na K Mg Ca non_det
Fig. 8.16 – Risultati analisi chimiche PM10, Via Veneto.
Nella postazione di Via Veneto la situazione appare diversa, la parte di composti chimici non determinati varia molto nei diversi campioni.
anioni_Veneto 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 29/07/2009 30/07/2009 31/07/2009 01/08/2009 02/08/2009 03/08/2009 04/08/2009 Cl µg/m3 NO3 µg/m3 SO4 µg/m3
Fig. 8.17 – Concentrazioni degli anioni determinati nel PM10, postazione Via Veneto.
I solfati risultano essere in media i più abbondanti, il 3 agosto si verifica la stessa situazione riscontrata in Via Costituzione, si presenta un picco di cloruri, corrispondente ad una concentrazione elevata di sodio e magnesio.
cationi_Veneto 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 29/07/2009 30/07/2009 31/07/2009 01/08/2009 02/08/2009 03/08/2009 04/08/2009 NH4 µg/m3 Na µg/m3 K µg/m3 Mg µg/m3 Ca µg/m3
Fig. 8.18 - Concentrazione dei cationi nel PM10, postazione Via Veneto.
La concentrazione di sodio e di calcio nei campioni di Via Veneto presentano una concentrazione più elevata rispetto a Via Costituzione, le concentrazioni di potassio e magnesio hanno la stessa tendenza vista in Via Costituzione.
POSTAZIONE DI VIA ROSSA
PM10_via Rossa 0 10 20 30 40 50 60 70 29/07/2009 30/07/2009 31/07/2009 01/08/2009 02/08/2009 03/08/2009
Cl NO3 SO4 NH4 Na K Mg Ca non_det
Fig. 8.19 – Risultati analisi chimiche PM10, postazione Via Rossa.
Nei campioni prelevati in Via Rossa la parte di composti chimici non determinati è maggiore rispetto alle altre due postazioni, anche perché presso questa postazione sono state rilevate
anioni_Rossa 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 29/07/2009 30/07/2009 31/07/2009 01/08/2009 02/08/2009 03/08/2009 Cl µg/m3 NO3 µg/m3 SO4 µg/m3
Fig. 8.20 – Concentrazione degli anioni PM10, postazione Via Rossa.
Come nelle altre postazioni anche qui si riscontra un picco di cloruri il 3 agosto, corrispondente nel grafico delle concentrazioni dei cationi all’elevata concentrazione di sodio e magnesio. Le concentrazioni di solfati sono simili a quelle di Via Veneto, mentre i nitrati hanno concentrazioni più basse. cationi_Rossa 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 29/07/2009 30/07/2009 31/07/2009 01/08/2009 02/08/2009 03/08/2009 NH4 µg/m3 Na µg/m3 K µg/m3 Mg µg/m3 Ca µg/m3
Fig. 8.21 – Concentrazione dei cationi PM10, postazione Via Rossa.
Nei cationi determinati sono evidenti le elevate concentrazioni di calcio in tutti i campioni prelevati, il picco di sodio riscontrato nel campione del 3 agosto, nello stesso giorno si riscontra una concentrazione maggiore sia di ione potassio che di magnesio, rispetto agli altri giorni.
PM2,5_via Rossa 0 10 20 30 40 50 60 29/07/2009 30/07/2009 31/07/2009 02/08/2009 03/08/2009 05/08/2009 06/08/2009
Cl NO3 SO4 NH4 Na K Mg Ca non_det
Fig. 8.22 – Risultati analisi chimiche PM2.5, postazione Via Rossa.
anioni_PM2.5_Rossa 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 29/07/2009 30/07/2009 31/07/2009 02/08/2009 03/08/2009 05/08/2009 06/08/2009 Cl µg/m3 NO3 µg/m3 SO4 µg/m3
Fig. 8.23 – Concentrazione degli anioni PM2.5, postazione Via Rossa.
Dai grafici precedente si può notare come i solfati costituiscano la maggior parte degli ioni determinati analiticamente. Anche nell’analisi del PM2.5 si può riscontrare il picco di concentrazione di cloruri e di sodio e magnesio nel campione del 3 agosto, come nel PM10 anche nel campione di PM2.5 del 3 agosto è stata determinata una concentrazione elevata di ione calcio. Nei campioni di PM2.5 le concentrazioni di ione ammonio hanno un andamento simile a quello dei solfati, questa situazione si può spiegare considerando che il solfato di ammonio è un inquinante
cationi_PM2.5_Rossa 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 29/07/2009 30/07/2009 31/07/2009 02/08/2009 03/08/2009 05/08/2009 06/08/2009 NH4 µg/m3 Na µg/m3 K µg/m3 Mg µg/m3 Ca µg/m3
Fig. 8.24 – Concentrazione dei cationi PM2.5, postazione Via Rossa.
Un altro tipo di considerazioni si possono fare correlando tra loro le concentrazioni dei vari ioni determinati, per vedere la relazione tra i vari campioni e tra le diverse postazioni.
PM10_Na-Cl 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Cl N a costituzione rossa veneto
Fig. 8.25 – Relazione Na-Cl nei campioni di PM10.
Nel grafico precedente si può vedere come tutti i campioni di PM10 siano correlati tra loro, solo alcuni campioni di via veneto si discostano dagli altri per il contenuto maggiore di sodio, e i tre campioni che si discostano dagli altri corrispondono al giorno 3 agosto.
Paragonando con il grafico seguente si vede la stessa distribuzione dei campioni in relazione alle concentrazioni di magnesio e cloruri.
PM10_Mg-Cl 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Cl M g costituzione rossa veneto
Fig. 8.26 – Relazione Mg-Cl nei campioni di PM10.
La distribuzione dei campioni di PM10 nei grafici Na-Cl e Mg-Cl indica la similarità delle postazioni e la causa di questa situazione può essere dovuto alla direzione del vento prevalente durante la campagna, poiché spirava da Ovest tali campioni sono stati fortemente influenzati dal contributo dell’aerosol marino.
PM10_K-Ca 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 1 2 3 4 5 6 7 Ca K costituzione rossa veneto
Fig. 8.27 – Relazione K-Ca nei campioni di PM10.
Diversa è la situazione che si riscontra nel grafico della relazione tra le concentrazioni di Ca e K nel PM10, solitamente questi due ioni sono tipici dell’erosione di suoli e rocce, i campioni di Via
PM10_SO4-NH4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 NH4 S O 4 costituzione rossa veneto
Fig. 8.28 – Relazione SO4-NH4 nei campioni di PM10.
La relazione tra le concentrazioni di solfati e ione ammonio dà luogo ad una distribuzione dei diversi campioni lungo una retta, quindi si può pensare che siano associati tra loro, questa relazione presso Via Rossa si nota meglio nel grafico che riporta le concentrazioni di questi due ioni nel PM2.5. PM2.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 NH4 S O 4 rossa
