STUDIO METODOLOGICO PER LA VALUTAZIONE INTEGRATA DELLA QUALITA' DELL'ARIA TRAMITE SISTEMI MMS

PIEMONTE, ANDREA

STUDIO METODOLOGICO PER LA VALUTAZIONE INTEGRATA DELLA QUALITA' DELL'ARIA TRAMITE SISTEMI MMS

PIEMONTE, ANDREA

2005-03-04

http://thesis2.sba.units.it/store/handle/item/13070

http://hdl.handle.net/10077/11537

Doctoral Thesis

Contributor(s)

MANZONI, GIORGIO

Abstract

Il lavoro svolto per il Dottorato di Ricerca, di cui questa tesi è la relazione riassuntiva e conclusiva, ha preso avvio dall'attività condotta per la stesura della tesi di laurea dello scrivente. Quest'ultima riprendeva una ricerca innovativa, presentata dall'Università di Trieste in collaborazione con funzionari della Provincia di Trieste in occasione del convegno INRETS ad Avignone nel 1994, e successivamente applicata a Trieste, in collaborazione con la Hydrotech, ed in altre città. La ricerca si proponeva di valutare la concentrazione di monossido di carbonio in aria, tramite un veicolo in movimento, la cui posizione topografica fosse costantemente rilevata con il sistema GPS. Il proponente, e tutore, del Dottorato è stato il Prof. Giorgio Manzoni, ordinario di Topografia presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università di Trieste e primo sperimentatore, già nel 1994, del sistema cinematico di misura del monossido di carbonio. Gli elementi innovativi di questo elaborato sono scaturiti dall'allestimento di un veicolo dedicato ai rilievi di parametri ambientali, il GIGI (GPS lnertial Glonass lntegrated), e dall'acquisizione di nuove apparecchiature, sia per il posizionamento che per la stima della concentrazione delle polveri sottili in aria. Durante il triennio di rilievi sperimentali è stato inoltre possibile collaborare, nelle campagne di misura e nella valutazione dei risultati, con il Dipartimento Provinciale dell'ARPA e con il Dipartimento di Prevenzione e Salute deii'ASS n.1 Triestina. Queste collaborazioni hanno permesso di poter utilizzare la strumentazione in dotazione agli Enti coinvolti e di valutare i risultati dei rilievi con gli esperti del settore. Nel corso del 2004 è stato poi intensificato il rapporto di collaborazione con la Prof.ssa Gabriella Caroti, associata di Topografia dell'Università di Pisa, che da alcuni anni sta sperimentando, in collaborazione con l'Università di Trieste, un metodo per il monitoraggio in cinematico dell'inquinamento atmosferico, in particolare quello dovuto all'ossido di carbonio prodotto dal traffico veicolare. Tramite il veicolo GIGI sono state realizzate diverse campagne di misura per testare le potenzialità della strumentazione di misura del monossido di carbonio e delle polveri sottili nel riprodurre un dato significativo e ripetibile. l rilievi sono stati realizzati sia in centro città che in zone industriali e sfruttando le caratteristiche del sistema inerziale di posizionamento si sono indagate anche zone coperte, come gallerie e autorimesse. La possibilità di effettuare misure di concentrazione d'inquinanti lungo le varie strade del territorio permette, da un lato l'acquisizione di dati in zone non coperte dalle centraline della rete fissa di monitoraggio, dall'altro può costituire motivo di confronto con i valori misurati dalle postazioni fisse. La possibilità di realizzare facilmente misure in diversi punti dislocati sul territorio, grazie alla strumentazione mobile, permette l'acquisizione di dati utili alla validazione di modelli di dispersione di inquinanti in ambito urbano. Proprio da quest'ultima potenzialità ha preso avvio una ricerca in collaborazione con la Sezione di Topografia e Fotogrammetria del Dipartimento di Ingegneria Civile, il Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Nucleare e della Produzione (DIMNP) dell'Università di Pisa e I'ARPAT. Lo studio è rivolto a validare i modelli di dispersione e diffusione degli inquinanti, richiesti dall'ARPAT e realizzati dal DIMNP, tramite i rilievi cinematici e "stop & go" effettuati con il nuovo veicolo multisensore VINCI'S (Vehicle-borne lntegrated Navigation and Cartographic lnformation Prime System) del Dipartimento di Ingegneria Civile di Pisa. Le metodologie di rilievo sperimentate in questi anni potrebbero essere sfruttate dalle pubbliche amministrazioni, che da misure di questo tipo ne trarrebbero utili strumenti di supporto alle decisioni in materia di inquinamento e gestione del territorio. La pubblica amministrazione però deriva le proprie azioni principalmente dalle norme di legge ed è proprio nella normativa che si può trovare un punto di forza del metodo sviluppato. Per quanto riguarda il veicolo GIGI, essendo la strumentazione per l'analisi della qualità dell'aria e la metodologia di misura non rispondente agli standard fissati dalla normativa, l'ambito in cui i metodi di rilievo realizzati si possono inserire, è quello della valutazione preliminare della qualità dell'aria. Infatti, per classificare zone in cui è obbligatorio o meno il monitoraggio in continuo, bisogna ricorrere a indagini o stime obiettive. Ovviamente, è impensabile realizzare queste indagini con centraline fisse, visto che devono abbracciare ampie porzioni di territorio in tempi possibilmente brevi, ed il ricorso a modelli avrebbe comunque bisogno di un elevato numero di misure di validazione su serie storiche consistenti e la precisione richiesta ai valori misurati di validazione sarebbe quella dei metodi standard. La metodologia e le tecniche di misura utilizzate, quindi, possono considerarsi valide per un'indagine speditiva. Analisi separate, vanno poi fatte per la misura del monossido di carbonio e quella delle polveri sottili. Nel primo caso il Polytron1, pur utilizzando un metodo di misura non standard, fornisce misure assolute di concentrazione con una precisione accettabile. Per quanto riguarda la misura delle polveri, il GT331 fornisce misure assolute con una precisione scarsa o per lo meno facilmente contestabile. Questo, perchè la taratura dello strumento, che in effetti è un contatore di particelle, dipende fortemente dalla tipologia delle polveri analizzate. In ogni caso, da alcuni test effettuati, è emerso che è comunque possibile identificare zone critiche per la presenza di polveri normalizzando i valori rilevati in giornate diverse e realizzando mappe di indici di concentrazione più che mappe di valori di concentrazioni assolute. Per lo stesso motivo lo strumento può essere utilizzato, grazie alla sua capacità di stimare le concentrazioni per diverse classi granulometriche, per identificare, in una stessa giornata di rilievo e quindi con tipologia di particelle abbastanza uniforme, distribuzioni differenziali delle diverse frazioni di polveri all'interno delle zone monitorate. Nuove possibilità di sviluppo, infine, si sono delineate tramite la collaborazione con l'Università di Pisa e l'utilizzo per i rilievi del veicolo MMS VINCI'S. In quest'ultimo, infatti, è installato un misuratore di concentrazione di monossido di carbonio analogo a quelli delle centraline fisse di monitoraggio, risultando, per precisione e metodo di misura, in linea con gli standard di legge. E' stato possiblile così realizzare, oltre che sperimentazioni su indagini speditive della qualità dell'aria tramite rilievi cinematici, anche test di misure per la validazione di modelli di dispersione e diffusione degli inquinanti. L'utilizzo di questi modelli, realizzati nei test di Livorno dal Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Nucleare e della Produzione dell'Università di Pisa, si sta delineando fondamentale per il futuro del monitoraggio della qualità dell'aria in ambito europeo. Infatti, le nuove norme europee stanno puntando a diminuire il numero obbligatorio di centraline fisse installate, aumentando gli sforzi per la produzione di modelli descrittivi e predittivi della concentrazione delle specie chimiche da monitorare. La possibilità, fornita dal veicolo VINCI'S, di fornire un dato per la validazione di questi modelli, realizzabile in tempi brevi e facilmente georiferibile, risulta, quindi, di notevole interesse.