Il progetto di studio della concentrazione
numerica di particelle ultrafini nell’area
metropolitana torinese
Risultati preliminari
Francesco Lollobrigidaa, Antonella Pannocchia a , Milena Sacco a Francesco
Pavone b , Luca Pallavidino b , Dino Maria b, Carlo Bussi a , Giacomo
Castrogiovanni a , Marilena Maringo a , Francesco Romeo a , Annalisa Bruno a,
Fabio Pittarello a
a
Arpa Piemonte, Via Pio VII, 9 - 10135 Torino
e-mail [email protected] ;
bProvincia di Torino, C.so Inghilterra 7/ 9 -10138 Torino
4° Convegno Nazionale sul Particolato Atmosferico – PM2010 – Venezia 18-20 maggio 2010
Le particelle ultrafini
Le misure di particolato in aria ambiente effettuate dalle
Agenzie Ambientali per scopi istituzionali sono riferite alla
concentrazione in massa . Sulla base di recenti studi
tossicologici è però cresciuto l’interesse, anche in ambiti non di
ricerca, per la determinazione della concentrazione in numero
delle particelle aerodisperse
In particolare i dati relativi alla concentrazione di particelle
ultrafini in aria ambiente sono ancora limitate, in particolare
nelle grandi aree urbane del Nord Italia
La carenza di dati, come spesso accade, ha lasciato spazio
alla diffusione di informazioni discutibili sul piano scientifico
ma talvolta di grande impatto mediatico
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Obiettivi dello studio
1. Costruire una prima base dati dei valori di concentrazione
numerica di particelle ultrafini nell’area urbana di Torino, sulla
base di campagne di misura rappresentative delle diverse
condizioni meteorologiche effettuate sia in prossimità del suolo
che in quota, utilizzando di preferenza uno o più siti
opportunamente attrezzati presso la nuova sede di C.so
Inghilterra della Provincia di Torino
2. Confrontare la base dati con analoghe misure effettuate in altre
aree urbane italiane e europee
3. Analizzare la correlazione dei dati di concentrazione numerica
rilevati con i principali parametri meteorologici e/o con gli
inquinanti atmosferici tradizionali
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Strumentazione
La scelta della strumentazione di misura è
stata effettuata principalmente sulla base
della possibilità di uso routinario, all’interno
della rete di monitoraggio provinciale, oltre i
limiti temporali del progetto
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Strumentazione
•
Ultrafine Particle Monitor
modello 3031 della TSI
Incorporated
•
E’ stato specificatamente
progettato per l’uso routinario
e sottoposto a test all’interno
del progetto UFIPOLNET
•
non contiene né sorgenti
radioattive né fluidi di lavoro
•
E’ in grado di misurare le
particelle da un diametro di
20 nm fino a 1 micron e le
suddivide in 6 classi
dimensionali (20-30 nm, 3050 nm, 50-70 nm, 70-100
nm, 100-200 nm, > 200 nm).
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Strumentazione
•
All'interno dello strumento, il
campione di aerosol si mescola
in
una
colonna
di
equalizzazione e poi passa
attraverso un caricatore a
diffusione,
che
carica
positivamente tutte le particelle.
Le particelle cariche vengono
poi separate per dimensione da
un Differential Mobility Analyzer
(DMA), raccolte su un filtro e la
corrente impartita è misurata
con un elettrometro sensibile
all’aerosol.
Successivamente
regolando la tensione del DMA
a step e misurando la corrente
ad ogni passo, un computer
calcola e memorizza il numero
di particelle per ciascuno dei sei
canali dimensionali. Un ciclo di
misura dura circa 10 minuti.
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Strumentazione
•
Tale strumento si integra
inoltre come campo di misura
con la strumentazione per il
conteggio delle particelle di
maggiori dimensioni già in
dotazione al Dipartimento di
Torino,
che
lavora
nell’intervallo dimensionale
250 nm - 32 micron, per cui
l’utilizzo congiunto delle due
strumentazioni permetterà di
coprire
l’intero
intervallo
dimensionale delle particelle
rilevabili in area ambiente.
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Caratteristiche del sito di misura
Il sito dove è stato collocato il contaparticelle si trova in una zona
centrale della città di Torino, caratterizzata da intenso traffico
veicolare.
I flussi di
traffico sono
dell’ordine di
9.000
veicoli/giorno
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Caratteristiche del sito di misura
Lo strumento è attualmente posto sul
terrazzo del grattacielo della Provincia di
Torino, ad un‘ altezza di 50 m circa, il
monitoraggio è iniziato il 2 ottobre 2009
e
proseguirà
per
un
anno.
Successivamente lo strumento verrà
posto al suolo, presso lo stesso sito o in
un’area di fondo urbano, per poter
confrontare i risultati ottenuti nell’anno in
corso.
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Risultati preliminari periodo 2/10/2009 – 31/3/2010
20-30 nm
media periodo
MAX
MIN
Distribuzione
percentuale
(2/10/2009 31/3/2010)
30-50 nm
50-70 nm
70-100 nm
100-200 nm
> 200 nm
totale
2309
15783
18
2321
16236
98
1258
13694
37
1099
6193
23
1405
9184
20
940
15252
8
9133
43779
270
25%
25%
14%
12%
15%
10%
100%
Il valore medio del periodo è 9100 particelle/cm3 con massimi di 44000
particelle/cm3. Confrontando i dati con altri reperiti in letteratura, a Roma
nel 2006 si erano misurate 30000 particelle/cm3, con un misuratore però in
grado di determinare particelle con diametro maggiore di 7 nm, mentre a
San Vittore del Lazio(FR) 11000 particelle/cm3 con uno strumento in grado
di misurare particelle al di sopra di 10 nm.
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Risultati
Le classi 20-30 nm e 30-50 nm
rappresentano il 50 % delle
particelle totali misurate.
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Risultati
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Risultati
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Risultati
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Risultati
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Risultati
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Influenza dell’altezza dello strato di inversione
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Risultati
non ci sono
differenze
significative tra
concentrazioni di
PM2.5 al suolo ed
in quota
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Risultati
Discreta correlazione con CO ed NO, per il CO soprattutto nelle classi 3050 nm, 50-70 nm e 70-100 nm, mentre per l’NO nelle classi 30-50 e 50-70.
le particelle di queste classi hanno origine prevalentemente primaria.
E’ da approfondire l’anomalia della classe 10-200 che risulta correlata
maggiormente con il CO, piuttosto che con l’NO. Biossido di azoto e
benzene non presentano evidente correlazione, così come PM10 e PM2.5
misurati presso il sito di To–Consolata e To–Lingotto (urbana di fondo).
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Le attività future
Una delle caratteristiche maggiormente innovative del
progetto è determinare se e in che misura il numero di
nanoparticelle varia con l’altezza dal suolo
Come noto le caratteristiche meteoclimatiche della
pianura padana possono comportare nei mesi invernali il
confinamento degli inquinanti atmosferici in porzioni di
atmosfera anche di poche decine di metri di altezza
Saranno effettuate misure al suolo presso lo stesso sito
e/o presso una stazione urbana di background
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Le attività future
Estensione delle misure alle particelle con diametro
maggiore di 250 nm fino a 32 µm con un OPC (Optical
Particle Counter ) in grado di determinare la
concentrazione numerica delle particelle aerodisperse su
31 classi dimensionali dimensionali
misura del PM2.5 gravimetrico nei mesi di giugno e
settmbre, per un confronto con i dati misurati presso altri
siti nell’area metropolitana e analisi di IPA e metalli sui filtri
 Analisi di dettaglio della correlazione dei dati di
concentrazione numerica rilevati con i principali parametri
meteorologici
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