VIII EXPERT PANEL
EMISSIONI DA TRAFFICO STRADALE
ROMA, 5 novembre 2003
Emissioni PM10 non-exhaust
Il ruolo critico e misterioso del risollevamento
F. Giovannini, D. Grechi
ARPAT – Dipartimento Provinciale di Firenze
ARPAT Firenze
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Emissioni di PM10 dovute al traffico veicolare
EMISSIONI NON EXHAUST
USURA: freni,
frizione,
pneumatici
RISOLLEVAMENTO
del particolato presente
sulla strada dovuto
al transito dei veicoli
?
Fattori di
emissione
disponibili
ARPAT Firenze
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Una questione di principio
Q:
Ha senso dire che esiste una emissione dovuta
alla risospensione?
Particolato già emesso, fenomeno dovuto al trasporto
quello che si misura, ad esempio lungo una strada,
contiene la camponente di risollevamento, che
quindi concorre a determinare il superamento o
meno dei limiti
R:
Ha senso capire il ruolo ed il peso della
componente dovuta alla risospensione nel PM10
misurato
Come è possibile farlo?
•Non si conoscono molti dei meccanismi e fenomeni fisici che
lo caratterizzano
•Esiste un modello emissivo che, in teoria, permette di
valutarlo
ARPAT Firenze
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Il modello emissivo US-EPA “paved roads” 1993
Il modello “paved roads” 1993 (1997) stima le emissioni
totali dovute alla sorgente traffico veicolare su di una strada
(exhaust+usura+risospensione)
 sL 
ET  k  

 2 
0.65
1.5
W 
 
 3
ET fattore di emissione in g/(veicolo km)
k =4.6 per PM10, 1.1 per PM2.5
[g/(veicolo km)]
W= peso medio dei veicoli in transito sulla strada [tons]
sL=“silt loading”, particolato presente sulla strada (<75 µm) [g/m²]
Range di utilizzo:
W[1.8;38] Mg, sL[0.02;400] g/m²
ARPAT Firenze
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Il modello emissivo US-EPA “paved roads” 1993
ARPAT Firenze
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Fattori di emissione totali, modello US-EPA "paved road - 1993"
3
60
W=1.5
W=2.5W=3
W=3 auto diesel conv (20 km/h)
40
2
1.5
30
20
1
10
0.5
0
00.001
20
60 0.1
0.01 40
silt
(g/m²)
siltLoading
loading (g/m²)
80
Fattori di emissione (g/veicolo km)
50
g/veicolo*km
2.5
W=1.5W=2
W=2 W=2.5
0
1100
Valori consigliati EPA per sL:
0.1 g/m² strade in condizioni normali con più di 5000 veicoli/giorno
0.4 g/m² strade in condizioni normali con meno di 5000 veicoli/giorno
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Applicazione del modello US-EPA “paved roads” 1993
per stimare il contributo del risollevamento
ER  ET  Eexhaust  Eusura
Per l’area urbana di Firenze (anno 2000)
con
sL=0.1 g/m², W=1.1 (1.2) Mg
ET=607 (691) Mg/y ; Eexhaust=203 Mg/y ; Eusura=61 Mg/y
ER=343 (427) Mg/y
57% (62%) delle emissioni totali da traffico
Altri esempi di applicazione
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Metodologie e tecniche sperimentali
•BILANCIO DI MASSA
•MODELLO DIFFUSIONALE
•TRACCIANTI
•TRAKER
Critiche al modello emissivo US-EPA “paved roads” 1993
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La nuova versione (Draft, agosto 2003) del modello
emissivo US-EPA “paved roads”
Stima della componente di risollevamento
 sL 
ER  k  

 2 

1.5
W 


 3 
C
fattore di emissione (EXHAUST+USURA) U.S.A. 1980 in
[g/(veicolo km)]
ER<0
?
0.12
valore di soglia per silt Loading (g/m²)
C
0.65
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
2.2
2.4
2.6
2.8
3
W (peso m edio dei veicoli, ton)
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La nuova versione (Draft, agosto 2003) del modello
emissivo US-EPA “paved roads”
Stime annuali o di lungo termine
  sL  0.65  W 1.5
 
p 
ER  k  


C

1





 
2
3
4
N




 
 
p
numero di giorni con precipitazioni (>0.0254 mm) rispetto al
numero di giorni considerati

riduzione massima
N
(p = N ) del 25%
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La nuova versione (Draft, agosto 2003) del modello
emissivo US-EPA “paved roads”
Applicazione all’area urbana di Firenze (anno 2000)
stima della componente dovuta al risollevamento
Paved roads 1993
343 Mg/y
57%
Draft 2003
138 Mg/y
34%
ARPAT Firenze
Draft 2003 (con pioggia)
128 Mg/y
33%
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CONCLUSIONI (1)
– Le conoscenze sul fenomeno della “risospensione” sembrano
ancora insufficienti per valutarne l’entità e l’importanza
–Il modello US-EPA “paved roads” (nelle sue diverse versioni) si
presta a notevoli critiche, ma “deve” contenere alcuni elementi
informativi.
–L’applicazione del modello US-EPA “paved roads” per la stima
della componente dovuta al risollevamento può fornire
indicazioni solo qualitative, al massimo per ordine di grandezza.
– E’ probabile che il modello possa fornire informazioni e stime
affidabili in determinate condizioni, non sembra che lo si possa
utilizzare in modo estensivo.
– Il problema delle emissioni da risollevamento allo stato
attuale non può essere ignorato: occorre semmai studiarlo per
valutarne almeno l’effettiva rilevanza.
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CONCLUSIONI (2)
Un’ipotesi di metodologia di misura che permetta di valutare
l’importanza delle emissioni da risollevamento in ambito urbano
rispetto alla componente exhaust:
–misura in campo, scegliendo le opportune condizioni
meteorologiche e territoriali
–misura da entrambi i lati della strada
–si ipotizza che la componente exhaust abbia nella sua quasi
totalità dimensioni caratteristiche < 1 µm, mentre quella dovuta
al risollevamento (escluso l’exhaust depositato) abbia
dimensioni caratteristiche > 1 µm
–si misurano quindi in contemporanea le frazioni PM1 e PM10
– il loro peso relativo costituisce un’indicazione dell’importanza
delle due componenti nel determinare le concentrazioni di PM10
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