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PM10 questo breve codice alfanumerico
indica un insieme di polveri inquinanti solide e liquide, altamente
nocive per l'uomo. Possono essere generate da fenomeni naturali,
come l'erosione del suolo o, più comunemente, dai gas di scarico delle
automobili o dall'inquinamento degli impianti industriali.
Il PM10 è uno dei sette
inquinanti dell'aria più importanti. I sette comprendono:
- PM10
- Biossido di zolfo (SO2)
- Monossido di carbonio (CO)
- Ossidi di Azoto (NOx)
- Idrocarburi
- Ozono (O3)
- Piombo (Pb)
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Il particolato atmosferico, detto
anche aerosol atmosferico, è formato da particelle di diametro compreso
tra 0.005 µm e 100 µm. In particolare sulla classe PM10 che comprende le
particelle di diametro inferiore a 10 µm si è concentrata l’attenzione
legislativa e scientifica per gli effetti sulla salute umana.
Il PM10 viene infatti indicato dagli
epidemiologi come il miglior indicatore delle relazioni tra inquinamento
atmosferico e salute. Le particelle di diametro inferiore a 10 µm,
costituiscono infatti la cosiddetta frazione inalabile, in grado
di raggiungere l’area broncotracheale, mentre le particelle di diametro
inferiore a 2.5 µm, che costituiscono la frazione respirabile,
sono in grado di raggiunge gli alveoli polmonari veicolando
nell’organismo le sostanze delle quali sono composte.
Il PM10 può essere ulteriormente
suddiviso in una frazione fine, con particelle di diametro
inferiore a 2.5 µm (PM2.5) e in una frazione grossa, con
particelle di diametro superiore a 2.5 µm. Il PM10 è in parte di tipo
primario, immesso direttamente in atmosfera ed in parte di tipo
secondario, prodotto cioè da trasformazioni chimico-fisiche che
coinvolgono diverse sostanze quali SO x,
NOx, COVs, NH3 e che ne
determinano la produzione e/o rimozione [Deserti et. al. CTN-ACE, 2001].
Le particelle di tipo primario sono presenti sia nella frazione fine che
in quella grossa, mentre le particelle di tipo secondario sono presenti
per la gran parte nella frazione fine.
In particolare la frazione fine
riveste una importanza maggiore rispetto alla frazione grossa a causa
della complessità chimica dei suoi costituenti. Inoltre la frazione fine
presenta un alto valore del rapporto superfice/volume favorendo quindi
l’adsorbimento superficiale di sostanze tossiche come i metalli pesanti
ed IPAs .
Il PM10, analogamente a quanto accade
per l’ozono nel periodo estivo, risulta ubiquitario nelle aree ad
intensa attività umana e può essere considerato un tracciante
dell’inquinamento atmosferico.
I riferimenti normativi europei e nazionali
L’Unione Europea attraverso la
direttiva 96/62/CE ha delineato le politiche generali "in materia di
valutazione e di gestione della qualità dell’aria", individuando le
azioni fondamentali che gli Stati Membri debbono attuare per definire e
stabilire obiettivi di qualità dell’aria finalizzati a prevenire o
ridurre effetti nocivi sulla salute e sull’ambiente nel suo complesso.
La direttiva quadro definisce il contesto generale, rinviando a
specifiche "direttive figlie" la disciplina degli aspetti
tecnico-operativi relativi ai singoli inquinanti.
I principi di base della strategia
dell’UE per la qualità dell'aria sono incentrati su:
-
la definizione e la fissazione di
obiettivi per la qualità dell'aria, per la protezione della salute e
dell'ambiente;
-
la definizione di metodi di
valutazione in base a criteri comuni;
-
l'acquisizione di informazioni sulla
qualità dell'aria da rendere accessibili alla popolazione;
-
il mantenimento e, ove necessario,
il miglioramento della qualità dell'aria.
Il Decreto Legislativo 351/99,
recependo la direttiva, prevede l'aggiornamento della normativa
nazionale, non solo relativamente ai nuovi valori limite e valori
obiettivo fissati dalle "direttive figlie", ma anche alla normativa
tecnica comprensiva degli strumenti della pianificazione. Il decreto
prevede inoltre che le regioni e le province autonome, laddove non siano
disponibili misure rappresentative dei livelli degli inquinanti,
provvedano ad effettuare una valutazione della qualità dell'aria in modo
da individuare le zone in cui i livelli sono più alti dei valori limite.
Lo scopo di tale valutazione preliminare è quello di individuare zone
che, in base al livello d'inquinamento rilevato, dovranno dotarsi per la
valutazione della qualità dell'aria di una rete di monitoragggio.
Per quanto riguarda il PM10, la
"direttiva figlia" è stata emanata il 22 aprile 1999 (99/30/CE) ed è
stata recepita in Italia con il DM. 60 2/4/2002, pubblicato sulla GU. N.87
del 134/4/2002. Essa definisce, nel caso di PM10 due fasi, una prima
fase al 1 gennaio 2005 ed una seconda al 1 gennaio 2010 per il
raggiungimento dei valori limite. I valori limite, fissati in base alle
conoscenze scientifiche al fine di evitare, prevenire o ridurre gli
effetti dannosi sulla salute umana o per l'ambiente nel suo complesso,
devono essere raggiunti entro un dato termine e in seguito non superati.
Nella tabella 1.1 e nella figure 1.1
ed 1.2 sono riportati i valori limite e i margini di tolleranza previsti
ammessi per il loro raggiungimento durante la fase 1. I valori limite
indicati della seconda fase e riportati nella tabella 1.2 saranno
riveduti alla luce delle ulteriori informazioni relative agli effetti
sulla salute e sull'ambiente, alla fattibilità tecnica e all'esperienza
acquisita nell'applicazione dei valori limite della fase 1 negli Stati
membri.
Indicatori per le
concentrazioni di PM10 (Fase 1)
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Limite |
periodo medio valore limite
|
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margine di tolleranza
|
data per il rispetto del limite
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Valore limite giornaliero per la
protezione della salute umana |
24 ore |
50 µg/m3 da non superare più di 35
volte l’anno. 50% |
all'entrata della presente direttiva,
con la riduzione il 1°gennaio 2001 ed ogni 12 mesi successivi,
secondo una percentuale annua costante, per raggiungere 0% entro
il 1°gennaio 2005 |
1 gennaio 2005 |
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Valore limite annuale per la
protezione della salute umana |
anno civile |
40 µg/m3 |
20% all'entrata della presente
direttiva, con la riduzione il 1°gennaio 2001 ed ogni 12 mesi
successivi, secondo una percentuale annua costante, per
raggiungere 0% entro il 1°gennaio 2005 |
1 gennaio 2005 |
Indicatori per le
concentrazioni di PM10 (Fase 2)
|
Limite |
periodo medio valore limite |
|
margine di tolleranza
|
data per il rispetto del limite
|
|
Valore limite giornaliero per la
protezione della salute umana |
24 ore |
50 µg/m3 da non superare più di 7 volte
l’anno |
in base ai dati; deve essere equivalente
al limite della fase 1 |
1 gennaio 2010 |
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Valore limite annuale per la
protezione della salute umana |
anno civile |
20 µg/m3 |
50% all'entrata della presente
direttiva, con la riduzione il 1°gennaio 2001 ed ogni 12 mesi
successivi, secondo una percentuale annua costante, per raggiungere
0% entro il 1°gennaio 2005 |
1 gennaio 2010 |
L'influenza dei processi
meteorogici
I processi meteorologici influenzano in modo vario e
complesso l’inquinamento atmosferico. L’atmosfera rappresenta l’ambiente
attraverso il quale si diffondono gli inquinanti immessi da varie
sorgenti. All’interno dell’atmosfera gli inquinanti, sostanze
normalmente non presenti, o presenti in piccolissime quantità,
nell’atmosfera non inquinata, vengono dispersi e subiscono varie
trasformazioni del loro stato fisico e chimico. Al termine del loro
ciclo di vita gli inquinanti vengono trasferiti ad altri comparti del
sistema attraverso processi di rimozione e di deposizione al suolo o
nelle acque, ed interessano in vari modi la biosfera e la salute umana.
Alcuni di questi sistemi, detti ricettori, sono particolarmente
sensibili agli effetti dell’inquinamento.
Nei fenomeni di
inquinamento risultano rilevanti sia i processi meteorologici a scala
regionale sia i processi meteorologici che avvengono all’interno dello
strato limite atmosferico (PBL). Per quanto riguarda i processi a scala
regionale risultano particolarmente rilevanti i fenomeni di stagnazione
della massa d’aria chimica. In meteorologia una massa d’aria è una
regione di aria, di dimensioni variabili, che mostra caratteristiche
simili di temperatura, umidità o stabilità verticale. Le masse d’aria
vengono create quando l’aria diviene stagnante su una determinata
regione d’origine (oceano, mare, continente o bacino aerologico) e di
conseguenza assume caratteristiche tipiche di quella regione (ad es.
aria calda e umida oceanica, fredda e secca continentale). In analogia,
nel campo della meteorologia dell’inquinamento atmosferico è possibile
identificare una massa d’aria chimica, [EPA 1996] come una porzione di
atmosfera che essendo stagnante su una particolare area di sorgenti di
emissione, ne assume le caratteristiche tipiche. Così ad esempio l’aria
che risiede per un certo periodo sull’area padana, ricca di industrie,
ad intensa attività umana ed elevato traffico, si arricchisce di
sostanze inquinanti, quali ossidi di azoto e composti organici volatili,
che, oltre a produrre direttamente inquinamento, rappresentano
potenziali precursori dell’inquinamento da ozono. Al contrario una massa
d’aria proveniente dal mare, dove non sono presenti sorgenti inquinanti
significative, sarà relativamente povera di inquinanti.
La concentrazione di un
inquinante nell’atmosfera dipende in modo significativo dal grado di
rimescolamento e quindi di diluizione, che avviene tra il momento nel
quale un inquinante o un suo precursore viene emesso ed il momento al
quale l’inquinante arriva al punto ricettore. Questi processi avvengono
principalmente nello strato limite planetario (PBL) che è lo strato di
atmosfera direttamente influenzato dalla presenza della superficie
terrestre e risponde alle forzature della superficie con scale temporali
tipiche di 1 ora o meno [Stull, p. 3-43]. Il rimescolamento
dell’atmosfera nello strato limite è il risultato sia della turbolenza
meccanica, associata al vento in prossimità della superficie, che della
turbolenza di origine termica, associata al bilancio di calore in
prossimità della superficie.
Tenendo presente queste
caratteristiche generali delle relazioni tra situazione meteorologica e
condizioni di inquinamento possiamo identificare le grandezze
meteorologiche locali che presumibilmente influenzano maggiormente i
processi di trasporto, diffusione, trasformazione chimica e deposizione
delle polveri in generale e del PM10 in particolare, queste grandezze
sono le idrometeore, il vento, la temperatura dell’aria e l’altezza di
rimescolamento. Le idrometeore quali la pioggia e la nebbia
influenzano i processi di deposizione e di rimozione umida delle
polveri. L’intensità del vento alla superficie influenza sia il
trasporto degli inquinanti sia i fenomeni di risospensione delle
polveri. Le temperature, se sufficientemente elevate, facilitano
i processi di rimescolamento turbolento in prossimità della superficie e
tendono quindi a favorire i processi di rimozione degli inquinanti. L’altezza
di rimescolamento, che può essere definita come l’altezza dello
strato adiacente alla superficie all’interno del quale un composto viene
disperso verticalmente per turbolenza meccanica o convettiva in un tempo
pari a un’ora circa [COST Action 710, 1988], influenza direttamente la
concentrazione degli inquinanti immessi vicino alla superficie.
tratto dal "Quaderno
Tecnico ARPA (Emilia Romagna) - SMR n°10-2002" |