Informazioni sul sistema di campionamento utilizzato per la misura delle concentrazioni di NO2 in aria. Confronto e validazione con i dati ufficiali delle centraline ARPA.
Per la campagna di misura di NO2 sono state usate delle fiale assorbenti, per il campionamento così detto passivo. Il campionamento passivo è una tecnica di monitoraggio cosi definita perché la cattura dell’inquinante (in questo caso del gas NO2) avviene per diffusione molecolare della sostanza attraverso il campionatore e non richiede quindi l’impiego di un dispositivo (es. di una pompa) per l’aspirazione dell’aria.
Le fiale sono state esposte all’aria per 1 mese (12 Febbraio-12 Marzo 2017) in diversi punti dell’area metropolitana di Milano, e il risultato è una misura integrata della concentrazione media di NO2 nell’aria relativa a tutto il periodo di campionamento nei diversi punti di misura.
L’NO2 è uno degli inquinanti atmosferici normati per la valutazione della qualità dell’aria e viene misurato in continuo (dato orario) sul territorio urbano di Milano in alcune stazioni fisse di rilevamento dell’Agenzia Regionale per la Protezione dell’Ambiente (ARPA Lombardia). Nelle stazioni fisse di rilevamento ARPA, la misura delle concentrazioni di NO2 è effettuata per mezzo di analizzatori automatici (la tecnica di misura è detta a chemiluminescenza), che rappresentano il sistema di misura di riferimento (metodo UNI EN 14212:2005) per il confronto con i limiti di legge.
I campionatori passivi possono essere usati come metodo alternativo rispetto a quello di riferimento, in virtù della loro praticità, basso costo e possibilità di effettuare un campionamento simultaneo su molti punti diversi, come è stato fatto per la campagna “NO2, NO grazie”.
Al fine di validare la misura della concentrazione di NO2 fatta con i campionatori passivi rispetto ai dati delle centraline ARPA, 6 campionatori passivi sono stati collocati in prossimità di 6 diverse centraline ARPA, e i dati sono stati confrontati. In ognuno dei 6 punti, il dato di concentrazione di NO2 misurato con il campionatore passivo durante monitoraggio (12 Febbraio -12 Marzo 2017) è stato confrontato con il dato medio di concentrazione di NO2 calcolato, per lo stesso periodo, a partire dai dati orari del sistema di misura automatico di riferimento della centralina ARPA adiacente. Le concentrazioni di NO2 misurate con i campionatori passivi sono risultate confrontabili con quelle misurate dai sistemi di riferimento ARPA (differenza entro il 10%) (Figura 1), e non è stato necessario applicare fattori correttivi per i risultati ottenuti con i campionatori passivi.
In 2 punti di campionamento, MILANO-Senato e MILANO-Liguria, sono state collocate 3 fiale, in modo da risultare vicine tra loro (2-3 metri di distanza). Questo ha permesso di avere una stima della precisione (o ripetibilità) della misura delle concentrazioni di NO2 in un certo sito con il campionamento passivo. La precisione della misura con campionamento passivo è risultata essere buona, entro il 5%.
Figura 1. Validazione delle misure con campionatori passivi (campagna “NO2 NO grazie”) rispetto alle centraline ARPA (sistema di riferimento). (I dati delle centraline ARPA sono stati calcolati a partire dai dati orari scaricati dal sito: https://www2.arpalombardia.it/sites/qaria/_layouts/15/qaria/RicercaIDati2.aspx)
Come si può passare da una misura mensile ad una stima delle concentrazioni annuali.
Le concentrazioni di un inquinante atmosferico possono essere diverse in relazione al periodo dell’anno, in funzione in particolare delle sorgenti e delle condizioni meteorologiche. Le concentrazioni di NO2 a Milano sono tipicamente più elevate durante il periodo autunnale-invernale rispetto ad altri periodi dell’anno, e questo soprattutto per le condizioni di elevata stabilità atmosferica che caratterizzano la nostra zona durante i mesi autunnali-invernali. Le massime concentrazioni di NO2 si hanno ad esempio durante i mesi di Novembre-Dicembre-Gennaio-Febbraio, come mostrato per l’anno 2014 e 2015 (Figura 2. Fonte: ARPA Lombardia).
Figura 2. Andamento delle concentrazioni medie mensili di NO2 –anno 2014 e 2015 (Fonte: “Rapporto sulla qualità dell’aria della Città Metropolitana di Milano.” Anno 2014 e Anno 2015. ARPA Lombardia)
La campagna di misura “NO2, NO grazie” è durata 1 mese, nel periodo 12 Febbraio-12 Marzo 2017. Per poter stimare, a partire dal dato medio mensile, la concentrazione media annua, è stata calcolato il rapporto tra la concentrazione media mensile nel periodo 12 Febbraio-12 Marzo di un certo anno e la concentrazione media annuale relativa allo stesso anno. Al fine di avere un dato medio rappresentativo, il calcolo è stato fatto a partire dai dati orari di concentrazione di NO2 misurati in 5 diverse centraline ARPA di Milano misurato, in 3 diversi anni (2014, 2015 e 2016). Il rapporto medio è di0,83 (Tabella 2). Il dato medio calcolato in 3 anni diversi tiene conto della variabilità tra un anno e l’altro, in funzione delle diverse condizioni meteorologiche. Questo significa che, a partire dalla concentrazione media mensile di NO2 misurata durante il periodo 12 Febbraio-12 Marzo 2017 (Campagna “NO2, NO grazie”) può essere stimata la concentrazione media annua di NO2 moltiplicando il dato mensile per 0,83. La concentrazione media annuale di NO2 a Milano è infatti mediamente 83% della concentrazione media mensile di NO2 misurata nel periodo invernale 12 Febbraio-12 Marzo.
Tabella 1. Rapporto medio tra le concentrazioni medie mensili di NO2 (periodo 12 Febbraio-12 Marzo) e le concentrazioni medie annuali di NO2 misurate a Milano negli ultimi 3 anni (2014-2015-2016). (I dati delle centraline ARPA sono stati calcolati a partire dai dati orari scaricati dal sito: https://www2.arpalombardia.it/sites/qaria/_layouts/15/qaria/RicercaIDati2.aspx)
I PRINCIPALI RISULTATI DELLA CAMPAGNA “NO2, NO GRAZIE”
Concentrazioni di NO2 misurate con i campionatori passivi nel periodo 12 Febbraio-12 Marzo 2017 in diversi siti dell’area metropolitana di Milano.
Con la campagna “NO2, NO grazie” sono stati posizionati dai cittadini 219 campionatori passivi in diversi punti dell’area metropolitana di Milano. I siti di misura sono stati scelti dai cittadini stessi che hanno partecipato alla campagna, collocando i campionatori in punti che ritenevano essere importanti per la stima dell’esposizione, come vicino a casa, al lavoro, a scuola o all’asilo. Al fine di rendere più confrontabili ed omogenei i campionamenti, era stata data l’indicazione di collocare i campionatori su un palo o cancellata a circa 2,5-3 metri d’altezza.
Le concentrazioni di NO2 misurate dai 219 campionatori passivi nel periodo 12 Febbraio-12 Marzo 2017 vanno da un minimo di 24,4 μg m-3 ad un massimo di 89,2 μg m-3 (Figura 3).
Figura 3. Distribuzione dei risultati delle concentrazioni di NO2 (μg m-3 *; condizioni STD: T=20°C) misurate con i campionatori passivi (n=219) nel periodo 12 Febbraio -12 Marzo 2017 in diversi siti dell’area metropolitana milanese. [NO2] minima = 24,4 μg m-3; [NO2] massima= 89,2 μg m-3
In funzione della distribuzione dei risultati delle concentrazioni di NO2 misurate con i campionatori passivi, i valori sono stati raggruppati in 12 classi con intervallo 5 μg m-3 (Figura 4). Nella mappa delle concentrazioni medie mensili rilevate i risultati sono stati, invece, raggruppati in 5 classi con intervallo 10 µg m-3. Il maggior numero di campionatori ha misurato concentrazioni di NO2 tra 50-55 μg m-3(n=55; 25%), e tra 55-60 μg m-3 (n=46; 21%) (Tabella 2).
Nel 96% dei siti di misura in area metropolitana milanese, sono state misurate concentrazioni di NO2 maggiori di 40 μg m-3, e nel 77% maggiori di 50 μg m-3, per il periodo 12 Febbraio-12 Marzo 2017.
Figura 4. Distribuzione dei risultati delle concentrazioni di NO2 (μg m-3 *; condizioni STD: T=20°C) misurate con i campionatori passivi (n=219) nel periodo 12 Febbraio -12 Marzo 2017 in diversi siti dell’area metropolitana milanese. 12 classi di concentrazione, intervallo 5 μg m-3
Tabella 2. Distribuzione dei risultati delle concentrazioni di NO2 (μg m-3 *; condizioni STD: T=20°C) misurate con i campionatori passivi (n=219) nel periodo 12 Febbraio -12 Marzo 2017 in diversi siti dell’area metropolitana milanese. 12 classi di concentrazione, intervallo 5 μg m-3.
Stima delle concentrazioni medie annuali di NO2 a partire dal dato medio mensile
A partire dal dato medio mensile misurato con i campionatori passivi nel corso della campagna “NO2, NO grazie” nel periodo 12 Febbraio-12 Marzo 2017, sono state stimate le concentrazioni medie annuali di NO2in diversi siti dell’area metropolitana di Milano.
Le concentrazioni medie annuali di NO2 stimate vanno da un minimo di 20,2 μg m-3 ad un massimo di 74,0 μg m-3 (Figura 5).
Figura 5. Distribuzione delle concentrazioni medie annuali di NO2 (μg m-3 *; condizioni STD: T=20°C) stimate dalle concentrazioni medie mensili misurate con i campionatori passivi in diversi siti dell’area metropolitana milanese. [NO2] minima = 20,2 μg m-3; [NO2] massima=74,0 μg m-3
In funzione della distribuzione dei risultati delle concentrazioni medie annuali di NO2 stimate, i valori sono stati raggruppati in 10 classi con intervallo 5 μg m-3 (Figura 6). Anche in questo caso nella mappa delle concentrazioni medie annuali stimate i risultati sono stati, invece, raggruppati in 5 classi con intervallo 10 µg m-3. Per il maggior numero di siti di campionamento sono state stimate concentrazioni medie annuali di NO2 tra 40-45 μg m-3 (n=67; 31%), e tra 45-50 μg m-3 (n=52; 24%) (Tabella 3).
Nell’ 84% dei siti di misura in area metropolitana milanese, sono state stimate concentrazioni medie annuali di NO2 maggiori di 40 μg m-3, che corrisponde al valore limite annuale per la protezione della salute umana, stabilito dal D. Lgs. 155/2010.
Figura 6. Distribuzione dei risultati delle concentrazioni medie annuali di NO2 (μg m-3 *; condizioni STD: T=20°C) stimate dalle concentrazioni medie mensili misurate con i campionatori passivi (n=219) in diversi siti dell’area metropolitana milanese. 10 classi di concentrazione, intervallo 5 μg m-3
Tabella 3. Distribuzione dei risultati delle concentrazioni medie annuali di NO2 (μg m-3 *; condizioni STD: T=20°C) stimate dalle concentrazioni medie mensili misurate con i campionatori passivi (n=219) in diversi siti dell’area metropolitana milanese. 10 classi di concentrazione, intervallo 5 μg m-3
Maria Grazia Perrone, PhD Scienze Ambientali, consulente ambientale; Vice-Presidente della Divisione di Chimica dell’Ambiente e dei Beni Culturali, Società Chimica Italiana
