Non c'è niente di più facile che indirizzare giovani spiriti all'amore dell'onestà e della giustizia.
Seneca, Lettere a Lucilio
Ogni volta che si manifesta
un potenziale problema di
inquinamento dell’aria i
cittadini e gli amministratori chiedono
che venga installata una nuova stazione
di rilevamento della qualità dell’aria.
La domanda reale alla quale si vuole
rispondere con questa richiesta è “qual è
la qualità dell’aria che respiro?”
La rete di stazioni in siti fissi costituisce
uno strumento fondamentale per fornire
questa risposta, ma non l’unico.
In questo articolo vediamo come e perché
la rete – combinata con altre tecniche di
valutazione – può contribuire a fornire
una risposta corretta e sostenibile dal
punto di vista economico e organizzativo,
rispondendo in primo luogo all’esigenza
di conoscenza e ai requisiti di legge.
Presupposti per la progettazione
e costi di una rete di misura
Una rete di misura è definita come un
sistema di stazioni di misurazione degli
inquinanti atmosferici1. Per costituire
una rete, le misurazioni devono essere
condotte in modo da fornire dati tra
loro confrontabili dal punto di vista
dei metodi utilizzati e della frequenza
temporale. Le misurazioni devono
essere simultanee e continue nel tempo,
con frequenza di campionamento tale
da fornire una descrizione corretta
della variabilità spazio-temporale delle
grandezze misurate.
I metodi utilizzati e l’ubicazione delle
stazioni dipendono dagli obiettivi della
rete; una prima distinzione va fatta tra
le reti che hanno scopi legali, ovvero di
documentare il rispetto dei limiti, e reti
che hanno scopi puramente scientifici e
conoscitivi.
Nel primo caso i metodi devono essere
conformi o equivalenti ai metodi di
riferimento stabiliti dalle norme e devono
essere applicati all’interno di precisi
programmi di controlli di qualità.
I dati devono essere elaborati secondo
criteri definiti e trasmessi alle autorità
competenti secondo i formati codificati.
Un esempio di queste reti è costituito
dalle reti regionali di misura in siti fissi
della qualità dell’aria, conformi al Dlgs
155/2010 e successive modifiche, che
recepisce in Italia la specifica direttiva
europea.
Nel secondo caso non vi sono vincoli
formali e possono essere utilizzate una
maggior varietà di metodi, e tecniche
di elaborazione dei dati. Un esempio
di rete di questo tipo è costituito dalla
rete europea dei precursori dell’ozono,
o in Emilia-Romagna, dalle stazioni
del progetto Supersito, finalizzate a
migliorare la conoscenza sui processi
di produzione di aerosol, la sua
trasformazione e l’impatto sulla salute o,
più recentemente dalla rete del progetto
Life-IP Prepair, finalizzata a ottenere
dati utili a monitorare l’efficacia delle
misure di mitigazione delle emissioni
applicate nell’ambito dei piani di
miglioramento della qualità dell’aria.
Le informazioni ottenute in questo
modo possono costituire elementi per
una specifica valutazione della qualità
dell’aria, in situazioni non coperte da
reti fisse o per inquinanti particolari,
oppure per studiare le cause e gli effetti
dell’inquinamento atmosferico. Nei casi
in cui le valutazioni preliminari mostrino
la possibilità di superamento dei limiti
per i parametri normati la misura in siti
fissi diviene obbligatoria.
Una rete di rilevamento deve quindi
essere progettata con cura, sulla base delle
conoscenze disponibili sulle cause e sui
processi che portano a una determinata
situazione di inquinamento, e in modo da
garantire il raggiungimento degli obiettivi
con il minimo costo, sia di investimento
che di gestione.
I costi di una stazione di rilevamento
da utilizzare a fini legali risulta infatti
non trascurabile. Ad esempio il costo di
acquisto e installazione di una stazione
di qualità dell’aria ammonta a circa
200.000-300.000 euro a seconda della
dotazione strumentale. La manutenzione
della rete
regionale dell’Emilia-Romagna
(composta da 47 stazioni di misura
in siti fissi determinate sulla base dei
criteri previsti dalla direttiva 2008/50,
e da un centro di taratura) ha un costo
annuo di circa 1 milione di euro, a cui si
aggiunge il costo del personale dedicato
al controllo dei dati e alla reportistica.
È evidente quindi che non è sostenibile
una proliferazione eccessiva di punti
di misura, se non necessari, e a questo
riguardo ci soccorre la normativa che
prevede l’integrazione della rete con
campagne di misura e modellistica al
fine di valutare correttamente e con costi
accettabili la qualità dell’aria.
Modellizzazione e misurazione
L’obiettivo della valutazione della
qualità dell’aria è infatti di quantificare
su tutto il territorio la concentrazione
degli inquinanti che possono avere
effetti dannosi sulla salute umana o
sull’ambiente e per i quali sono definiti
livelli di riferimento.
Per garantire il raggiungimento di questo
obiettivo e ottimizzare i costi il legislatore
ha previsto l’obbligo di definire un
programma di valutazione.
Recependo e accogliendo i progressi
già consolidati da tempo nel mondo
scientifico internazionale, sono state
inserite tra i metodi che possono
essere applicati nel programma di
valutazione anche a fini legali, le tecniche
di modellizzazione e le misurazioni
indicative. In tal caso il numero
complessivo delle stazioni di misurazione
può essere ridotto fino a un massimo del
50 per cento.
Le tecniche di modellizzazione
consentono di ricostruire la distribuzione
spaziale degli inquinanti e la loro
evoluzione nel tempo (previsione)
utilizzando come dati di ingresso le
emissioni inquinanti, i dati meteorologici
e i dati geografici e di uso del territorio
e risolvendo le equazioni del trasporto,
diffusione trasformazione fisico-chimica
degli inquinanti immessi in atmosfera.
Le misurazioni indicative più utilizzate
sono condotte con strumentazione
mobile, che vien collocata per un periodo
di tempo limitato in modo da fornire, in
combinazione con dati da stazioni fisse,
una valutazione del possibile livello di
inquinamento in siti non coperti dalla
rete. Altre tecniche sono i campionatori
passivi o le
tecniche di bio-monitoraggio.
Altre misurazioni indicative possono
essere ottenute attraverso tecniche
di telerilevamento da terra o dallo
spazio. L’unione europea ha avviato un
ambizioso programma di telerilevamento
dallo spazio che include i gas e gli aerosol
atmosferici e nel quale i dati dallo spazio
vengono integrati con dati al suolo e
modelli numerici per valutare la qualità
dell’aria a scala globale e continentale.
In
Italia il Sistema nazionale di protezione
dell’ambiente ha avviato un programma
di collaborazione con l’agenzia spaziale
Italiana per trasferire a scala nazionale le
potenzialità del programma Copernicus
integrandolo con le informazioni di
dettaglio disponibili a livello regionale e
locale.
Metodi non convenzionali
e citizen science
Recentemente si stanno affermando
tecniche di misurazione basate su
metodi non convenzionali che offrono
una vasta gamma di soluzioni per la
misurazione di diversi inquinanti e
consentono di ridurre i costi rispetto alla
tradizionale strumentazione impiegata
nei laboratori mobili in dotazione alle
reti di rilevamento. Il mercato offre una
molteplicità di proposte di complessità
e costi che si collocano in una gamma
molto ampia. Alcune di queste soluzioni
hanno costi talmente ridotti e semplicità
di utilizzo tale da consentirne l’acquisto
da parte di privati cittadini, e hanno dato
l’avvio alla cosiddetta scienza dei cittadini
anche nel campo della qualità dell’aria.
L’ affidabilità di queste soluzioni è
tuttavia ancora in discussione ed è
attentamente osservata da Arpae, così
come dalle altre Agenzie ambientali, ma
offre prospettive interessanti, soprattutto
per un utilizzo complementare alle reti di
riferimento.
Nella formulazione del programma
di valutazione dell’Emilia-Romagna
si è tenuto conto della possibilità di
combinare tra loro le varie fonti di
informazione, permettendo così di
contenere a 47 il numero di stazioni
e aumentando allo stesso tempo la
capacità informativa del sistema integrato
di valutazione della qualità dell’aria
rispetto al passato. Grazie infatti alla
implementazione del sistema Pesco
(Postprocessing and Evaluation with
Statistical techniques of the Chimere
Output) è possibile oggi conoscere
ogni giorno la mappa regionale di
concentrazione al suolo di ozono, PM10,
PM2.5 e biossido di azoto eseguendo
un post processing statistico dell’output
del modello numerico Ninfa con i dati
osservati dalla rete di monitoraggio
regionale e ottenere una valutazione
annuale della qualità dell’aria su tutti
i comuni della regione.
Il sistema
è in continuo aggiornamento ed è
attualmente allo studio nell’ambito del
citato progetto ASI-Ispra, la possibilità di
integrare il sistema con dati provenienti
dai satelliti del programma Copernicus.
In conclusione: la progettazione e
gestione di una rete di rilevamento,
la valutazione mediante tecniche di
modellizzazione, le misurazioni indicative
e le stime obiettive, integrate dalle
fonti di emissione, costituiscono un
processo unico che, se gestito in modo
coerente, consente di fornire una risposta
esauriente e scientificamente corretta alle
esigenze di conoscenza dello stato della
qualità dell’aria e della sua evoluzione a
breve e lungo termine.
Marco Deserti, Franco Zinoni
Arpae Emilia-Romagna
Tratto da ecoscienza 3/17
Impresa Oggi - 25 settembre 2017
