Amministrazione Provinciale di Piacenza Area Programmazione, Infrastrutture, Ambiente
Piano
Provinciale
di Risanamento
e Tutela
della Qualità
dell’Aria
Parte I QUADRO CONOSCITIVO
Piano Provinciale di Risanamento e Tutela della Qualità dell’Aria Adottato con Atto C.P. n° 106 del 11 Dicembre 2006 Controdedotto con Atto C.P. n° 58 del 17 Settembre 2007 Approvato con Atto C.P. n° 77 del 15 Ottobre 2007
Gruppo di Redazione:
Adalgisa Torselli, Paolo Lega, Gianni Gazzola, Cesarina Raschiani Amministrazione Provinciale, Servizio Pianificazione Territoriale e Ambientale
Leo Benedusi Amministrazione Provinciale, Servizio Ambiente
Sandro Fabbri, Giuseppe Biasini, Francesca Frigo ARPA Sez. Provinciale di Piacenza
Ermanno Bongiorni, Cristiana Crevani Azienda USL di Piacenza Dipartimento di Sanità Pubblica
Con la collaborazione di: Comune di Piacenza Tempi Agenzia
2 SOMMARIO
1. INQUADRAMENTO GENERALE...... 5 1.1 - L’orografia...... 5 1.2 - Il clima...... 5 1.3 - La popolazione...... 6 1.4 - L’uso del suolo...... 7 1.5 - La viabilità e i trasporti...... 9 1.6 - Le attività economiche...... 10 2. ELEMENTI DI SINTESI: LE FONTI DI EMISSIONE...... 13 2.1 - Sostanze inquinanti con effetti sulla salute e l’ambiente...... 13 2.2 - Attività Produttive...... 21 2.3 - Traffico veicolare...... 37 2.4 - Altre sorgenti mobili – mezzi agricoli ...... 45 2.5 - Riscaldamento ed impianti civili...... 48 2.6 - Emissioni domestiche di solventi...... 53 2.7 - Trattamento di rifiuti e scarichi reflui...... 54 2.8 - Emissioni in atmosfera dalle pratiche agricole...... 56 2.9 - Emissioni in atmosfera da allevamenti...... 62 2.10 - Emissioni di COV da foreste...... 69 2.11 - Emissioni totali provinciali...... 70 2.12 - Condizioni al contorno ...... 79 2.13 - Approfondimenti...... 85 2.14 - Fattori responsabili dei superamenti: trasporto e formazione degli inquinanti...... 86 3. ANALISI DEI DATI METEOCLIMATICI...... 89 3.1 - Il profilo termico...... 89 3.2 - Inversioni termiche, stabilità, strato di rimescolamento...... 90 3.3 - Il regime pluviometrico...... 95 3.4 - Venti e brezze...... 96 4. ELEMENTI DI SINTESI RELATIVI ALLA VALUTAZIONE DELLA QUALITA’ DELL’ARIA ...... 98 4.1 - La rete di monitoraggio...... 98 4.2 - I dati storici di qualità dell’aria ...... 101 4.3 - Analisi dei dati della rete di monitoraggio: anno 2004 ...... 110 4.4 - Tecniche di valutazione ...... 114 4.5 - Mappe di concentrazione...... 114 5. CARATTERIZZAZIONE DELLE ZONE...... 117 6. BIBLIOGRAFIA DI RIFERIMENTO...... 120
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4 1. Inquadramento generale.
1.1 - L’orografia. La provincia di Piacenza si estende a Sud del Po nel settore Nord-occidentale della Regione Emilia Romagna, su di un territorio di 2589 kmq, per un terzo pianeggiante e per i restanti due terzi collinare e montagnoso. L’orografia del territorio è ben caratterizzata dalla presenza dei rilievi appenninici e dei corsi d’acqua: a Nord la fascia di pianura si estende ad una altitudine compresa tra i 40 e i 70 mslm tra il fiume Po e i primi rilievi appenninici per una profondità che va dai 10 km sul suo lato occidentale ai 25 km del lato orientale; salendo verso Sud e Sud-Ovest i rilievi si elevano progressivamente fino a raggiungere sul confine meridionale della Provincia le maggiori altitudini del Monte Bue (1777 m.), del Monte Lesima (1724 m.), del Monte Ragola (1710 m.). La frazione di territorio compresa al di sopra dei 300 m. slm costituisce circa il 48% del totale; secondo la ripartizione amministrativa altitudinale dell’Istat, i Fig. 1.1 – L’orografia della provincia di Piacenza. 31 Comuni di ‘collina’ e ‘montagna’ occupano circa il 73% dell’intero territorio provinciale. Il settore collinare e montuoso del territorio è profondamente solcato dalle incisioni vallive dei torrenti appenninici che lo segnano prevalentemente da Sud-Sud-Ovest a Nord-Nord- Est confluendo infine nel fiume Po, dopo un percorso che per i torrenti più lunghi (Nure, Trebbia) supera i 70 km.
1.2 - Il clima. La posizione geografica del territorio provinciale e le sue caratteristiche orografiche ne determinano fondamentalmente il clima. Nella classificazione globale di Koppen, il clima piacentino può essere descritto come un clima temperato di tipo “C” ed in particolare nella sua fascia di pianura e collina Fig. 1.2 – La ripartizione altitudinale amministrativa risulta identificabile con un “clima temperato secondo Istat.. subcontinentale”, mentre il territorio di montagna è caratterizzato da un “clima temperato fresco”. La temperatura media annuale è di 12.2°C a Piacenza, ma scende a 8.5°C nelle località più elevate di fondovalle; il mese più freddo è Gennaio, che fa registrare una temperatura media mensile di 0.8°C a Piacenza e di –1.1°C nelle località di montagna al confine ligure; il mese più caldo è Luglio, con una temperatura media mensile di 22.9°C a Piacenza e di 18.1°C in montagna al confine ligure. La pianura presenta un clima con caratteristiche più spiccatamente continentali, e in particolare con elevate escursioni termiche giornaliere ed annuali, mentre la fascia della prima collina, posizionata al di sopra dello strato medio delle inversioni termiche del fondovalle padano, presenta
5 caratteristiche climatiche più miti, con escursioni termiche inferiori, stagioni estreme più temperate, minore umidità relativa, maggiore instabilità atmosferica e ventosità. Piacenza (Periodo 1958-1983) Soprattutto durante il periodo invernale il clima della pianura si distingue per 120.0 25.0 l’elevata frequenza delle inversioni 100.0 20.0 80.0 termiche da irraggiamento notturno, che 15.0 Pioggia (mm) 60.0 implicano condizioni di grande stabilità Temp. Media (°C) 10.0 dello strato atmosferico superficiale, quasi 40.0 sempre associate a calma di vento e molto 20.0 5.0 spesso anche a nebbie o foschie. 0.0 0.0 Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic Sotto il profilo pluviometrico, il clima Fig. 1.3 – Piacenza S. Lazzaro. Temperatura media e piacentino è caratterizzato dal tipico regime precipitazione totale mensili. “sublitoraneo appenninico” o padano, con due massimi mensili di precipitazione in primavera e in autunno e due minimi in estate ed in inverno; il totale annuale delle precipitazioni risulta compreso tra gli 850 mm. della pianura distribuiti su 80-85 giorni piovosi, e gli oltre 1700 mm. del crinale, distribuiti su più di 100 giorni piovosi. Il vento presenta velocità molto modeste, come su tutto il territorio della pianura padana: in pianura la velocità media annuale è generalmente compresa tra 1.5 e 1.8 m/s, mentre supera i 2 m/s nella fascia di collina, per poi crescere rapidamente con l’altitudine; le medie risultano leggermente più elevate in Primavera e più basse in Inverno. Le frequenze dominanti di provenienza del vento sono quelle dai quadranti orientali ed occidentali nella fascia centrale della pianura, mentre a queste si sovrappongono le componenti da Sud Ovest e da Nord Est originate dalle brezze appenniniche, via via che ci si avvicina ai rilievi. La fascia della pianura si distingue pertanto per le condizioni climatiche particolarmente favorevoli al ristagno e all’accumulo di inquinanti atmosferici nella stagione invernale, aggravate dalla scarsità di precipitazioni e quindi dalla scarsa capacità di dilavamento delle sostanze depositate al suolo. La pianura presenta inoltre condizioni climatiche favorevoli alla formazione di inquinanti secondari (ozono, smog fotochimico) nella stagione estiva, a causa delle alte temperature, degli elevati tassi di umidità e della limitata ventosità media. Queste condizioni climatiche si attenuano approssimandosi alla fascia pedemontana e collinare, per poi mutare sostanzialmente nella fascia di montagna.
1.3 - La popolazione. La popolazione e le attività produttive si concentrano nella fascia di pianura. Dei 267.224 (dati 2003) abitanti della provincia di Piacenza, 97.295 risiedono nel comune capoluogo, pari quindi al 36%, e nei 17 comuni della pianura risiedono 173.482 abitanti, pari al 65% del totale. I Comuni e i centri urbani che presentano le maggiori concentrazioni di popolazione, dopo il capoluogo, sono collocati comunque nella fascia della pianura lungo i principali assi di comunicazione interni e interprovinciali: a Ovest Fig. 1.4 – Popolazione per Comune (dati anagrafi comunali 2003) di Piacenza sull’asse della SS10 (via Emilia
6 Pavese) si trovano Rottofreno (9.116 abitanti) e Castel S. Giovanni (12.080 ab.), a Sud-Est lungo l’asse della SS9 (via Emilia Parmense) si trova Fiorenzuola (13.584 ab.); sulla SS654 (Val Nure) si trova Podenzano (7652 ab.) e sulla SP6 (per Castellarquato) si trova Carpaneto (6928 ab.). Anche la maggior parte dei Comuni con oltre 4000 ab. è collocata nella fascia della pianura: Cortemaggiore, Caorso, Castelvetro, Monticelli, Pontenure, Cadeo, S. Giorgio, Alseno. La densità di popolazione risulta mediamente più elevata nella fascia di pianura e in particolare nel comune capoluogo (832 ab/km2, dati 2003) e nei comuni di Rottofreno (272 ab/km2), Castel S. Giovanni (237 ab/km2), Fiorenzuola (229 ab/km2), Podenzano (175), Pontenure (160). In particolare l’area centrale della pianura piacentina, coperta dal comune di Piacenza e dalle prime due cinture di comuni suburbani (in tutto 17 comuni) risulta caratterizzata da una elevata concentrazione spaziale della popolazione, dei servizi e delle attività economiche. Su una superficie territoriale pari a nemmeno un Fig. 1.5 – Densità di popolazione (dati anagrafi quarto del totale provinciale insistono infatti comunali 2003) quasi i due terzi della popolazione residente e attiva, del patrimonio abitativo occupato, delle unità produttive locali e degli addetti all’economia extra-agricola piacentini. In questa area sono inoltre presenti i servizi di rango più elevato e le strutture direzionali pubbliche e private della provincia, nonchè i servizi nel campo dell’istruzione e della formazione, della sanità, della grande distribuzione. Provincia di Piacenza - Residenti La tendenza demografica negli ultimi decenni in provincia ha visto un progressivo calo dei 300000 295000 residenti fino al 1996, dopodiché si è verificata 290000 285000 Anno una tendenza all’aumento, dovuta esclusivamente 280000 Resi denti 275000 Pr oi ezi one al saldo migratorio fortemente positivo: tra il 270000 265000 1997 e il 2000 infatti il numero degli immigrati è 260000 quasi raddoppiato, e le proiezioni regionali sulla 1981 1990 1995 2000 2004 2010 2015 2020 provincia di Piacenza (nello scenario Fig. 1.6 – Residenti totali e proiezioni 2004-2020 a cura ‘intermedio’) confermano la stessa tendenza della Regione Emilia Romagna, scenario intermedio. almeno per i prossimi 15 anni.
1.4 - L’uso del suolo. L’uso reale del suolo nella provincia di Piacenza si differenzia tipicamente nelle 3 fasce orografiche del territorio: la fascia della pianura, indicativamente compresa al di sotto dei 300 m. di altitudine, caratterizzata da usi prevalentemente agricoli ed in particolare dalla completa dominanza delle colture a seminativo, dalla presenza dei maggiori insediamenti urbani e delle principali infrastrutture; la fascia della collina, indicativamente compresa tra 300 e 600 m. di altitudine, caratterizzata dalla compresenza di zone agricole eterogenee e di aree boscate, con insediamenti urbani minori collocati nei principali fondovalle e attività produttive sostanzialmente marginali; la fascia della montagna al di sopra dei 600 m. di altitudine, caratterizzata dalla quasi completa dominanza della superficie boscata, con marginali aree agricole eterogenee, insediamenti urbani di piccole dimensioni e sostanziale assenza di attività produttive.
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COMUNE SUP POP DENS C.IDR T.AGR T.BOSC T.ARTIF AGAZZANO 3588 2041 56.9 0 3333 170 81 ALSENO 5551 4754 85.6 0 5228 103 218 BESENZONE 2388 990 41.5 0 2388 0 0 BETTOLA 12285 3199 26.0 0 5484 6712 91 BOBBIO 10646 3772 35.4 0 4323 6191 99 BORGONOVO 5172 7023 135.8 0 4871 144 152 CADEO 3859 5551 143.8 0 3675 0 180 CALENDASCO 3730 2359 63.2 377 2908 277 124 CAMINATA 317 299 94.3 0 268 42 0 CAORSO 4095 4555 111.2 250 3193 455 192 CARPANETO PIACENTINO 6324 7149 113.0 0 5825 367 130 CASTELL'ARQUATO 5222 4606 103.1 0 4594 515 110 CASTEL S.GIOVANNI 4467 12374 237.0 96 3912 7 404 CASTELVETRO 3511 5022 143.0 159 2967 209 166 CERIGNALE 3151 211 6.7 0 366 2781 0 COLI 7214 1051 14.6 0 1899 5309 0 CORTE BRUGNATELLA 4632 782 16.9 0 1287 3270 25 CORTEMAGGIORE 3682 4215 114.5 0 3524 0 149 FARINI 11215 1794 16.0 0 4211 7000 0 FERRIERE 17957 1888 10.5 0 3187 14646 81 FIORENZUOLA 5974 13706 229.4 0 5524 63 382 GAZZOLA 4413 1800 40.8 0 3839 381 193 GOSSOLENGO 3147 4055 128.9 0 2439 493 215 GRAGNANO 3459 3714 107.4 0 3080 244 130 GROPPARELLO 5628 2366 42.0 0 3869 1696 63 LUGAGNANO 5439 4223 77.6 0 3506 1783 145 MONTICELLI 4641 5267 113.5 267 3680 496 179 MORFASSO 8378 1307 15.6 22 3297 5052 0 NIBBIANO 4401 2404 54.6 44 3717 461 166 OTTONE 9841 688 7.0 0 984 8700 0 PECORARA 5370 894 16.6 0 3347 1997 7 PIACENZA 11846 98583 832.2 334 7908 1321 2258 PIANELLO 3639 2246 61.7 0 2707 867 65 PIOZZANO 4357 722 16.6 0 3261 1095 0 PODENZANO 4458 7804 175.1 0 4028 105 318 PONTE DELL'OLIO 4397 4885 111.1 0 2948 1295 143 PONTENURE 3381 5438 160.8 0 3095 48 234 RIVERGARO 4377 5894 134.7 0 3502 551 320 ROTTOFRENO 3453 9391 272.0 109 2755 109 469 S.GIORGIO 4907 5410 110.3 0 4188 275 440 S.PIETRO IN CERRO 2751 948 34.5 0 2745 0 0 SARMATO 2696 2673 99.1 65 1808 489 324 TRAVO 8039 2017 25.1 0 5037 2958 38 VERNASCA 7265 2445 33.7 35 4161 2996 59 VIGOLZONE 4235 3686 87.0 0 3175 819 238 VILLANOVA 3646 1929 52.9 141 2989 433 65 ZERBA 2512 124 4.9 0 89 2394 0 ZIANO 3290 2680 81.4 0 3143 0 133 Provincia 258946 270934 105 1899 162261 85319 8786 Tab. 1.7 - Provincia di Piacenza. Superficie (Ha), popolazione (abit.) e densità di popolazione comunale (abit/km2) al 2003; estensione in Ha dei corpi idrici, territorio agricolo, territorio boscato e territorio modellato artificialmente secondo Corine Land Cover (2000). Fonte: Provincia, Apat.
FASCIA ALTITUDINALE SUP POP DENS C.IDR T.AGR T.BOSC T.ARTIF PIANURA 70717 176200 249 1702 58707 4741 5385 COLLINA 95028 79024 83 175 75081 16526 3097 MONTAGNA 93201 15710 17 22 28473 64052 304 Provincia 258946 270934 105 1899 162261 85319 8786 Tab. 1.8 - Provincia di Piacenza. Superficie (Ha), popolazione (abit.) e densità di popolazione (abit/km2) al 2003 per fascia altitudinale amministrativa secondo Istat; estensione in Ha dei corpi idrici, territorio agricolo, territorio boscato e territorio modellato artificialmente secondo Corine Land Cover (2000). Fonte: Provincia, Apat.
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Con riferimento alla cartografia dell’uso reale del suolo realizzata nell’ambito del progetto Corine Land Cover, aggiornamento dell’anno 2000 (scala 1:100.000, minima unità interpretata 25 Ha) e alla suddivisione altitudinale amministrativa del territorio (secondo Istat), si nota che la fascia della pianura, che occupa il 27% del territorio provinciale, è caratterizzata per l’83% da usi agricoli, per l’8% dall’edificato e per il 7% da aree naturali o boscate; la fascia della collina, che occupa il 37% del territorio provinciale, è caratterizzata per il 79% da usi agricoli, solo per il 3% dall’edificato e per il 17% da aree naturali e boscate. Infine la fascia della montagna, che occupa il 36% del territorio provinciale, è caratterizzata solo dal 31% di usi agricoli e da ben il 69% di territorio boscato o naturale, mentre il territorio edificato non raggiunge l’1% del totale
1.5 - La viabilità e i trasporti. A causa della sua collocazione geografica, l’area centrale della pianura rappresenta il crocevia delle più importanti infrastrutture di comunicazione della pianura padana centro-occidentale: le Autostrade A1 e A21, le linee ferroviarie Milano-Bologna e Bologna-Torino, le Statali 9 (Emilia Parmense), 10 (Emilia Pavese e Caorsana), 587 (Cortemaggiore), 45 (Val Trebbia) e 654 (Val Nure), la Provinciale 6 (Castellarquato) e le altre numerose provinciali; in particolare le principali vie di comunicazione stradale intersecano a stella il comune capoluogo, concentrando nell’area centrale della pianura elevati flussi di traffico veicolare. Il tasso di motorizzazione è elevato, seppure attorno alla media regionale: 81 veicoli/100 abit. (dati 2003), e nel corso del decennio precedente è aumentato progressivamente dell’11%.
Fig. 1.9 – Flussi di traffico sui principali tratti stradali della provincia di Piacenza (dati 2003, Studio TRT) Complessivamente circolano in provincia di Piacenza (dati 2003) 220.326 veicoli, di cui 163.110 autovetture, pari al 74% del totale dei veicoli; nel solo comune di Piacenza peraltro circolano 83.218 veicoli, pari al 38% del totale provinciale, di cui 62.184 autovetture. Nel corso degli ultimi 20 anni inoltre la composizione del parco veicoli è mutata, con un aumento relativo dei veicoli per il trasporto delle merci (autocarri e rimorchi) e dei motoveicoli rispetto alle auto: tra il 1980 e il 2003 le autovetture sono passate infatti dall’82% al 74% del numero totale dei veicoli circolanti nella
9 provincia. Per contro risulta in riduzione la percentuale di veicoli adibiti al trasporto collettivo di passeggeri ( gli autobus sono passati nel ventennio dallo 0.4% allo 0.2% del totale). I flussi di traffico che si generano sulle infrastrutture stradali della provincia sono molto elevati: si giunge infatti a valori massimi di 50.000-70.000 veicoli/giorno sulla autostrada A1, 40.000 veicoli/giorno sulla A21, 28.000 veicoli/giorno sulla SS 9 (Emilia Parmense), 38.000 sulla SS 10 direzione Pavia (Emilia Pavese), 21.000 sulla SS 654, 16.000 sulla SS 45, 13.000 sulla SP 6.
1.6 - Le attività economiche. Il sistema produttivo locale (dati del censimento intermedio 1996) si compone di 7.000 imprese occupanti nell’insieme 69.127 addetti e pesa sul totale regionale per il 6,4% in termini di imprese e per il 5,4% per ciò che attiene la loro occupazione. Il sistema è nettamente dominato dalla piccola impresa: il 90% delle imprese ha meno di 6 addetti ed occupa il 43% del totale provinciale, mentre il 18% degli addetti sono occupati presso le imprese con oltre 100 addetti che costituiscono lo 0,3% dell’universo provinciale. L’artigianato costituisce una quota rilevante del sistema: il 37% delle imprese, con una occupazione pari al 26% del totale provinciale, ha carattere artigiano. Tra le attività produttive di maggiore dimensione e impatto sulla qualità dell’aria, Fig. 1.10 – Numero di imprese per Comune (dati occorre ricordare la presenza di ben 3 centrali Censimento 2001) termoelettriche: la centrale Enel di Castel S. Giovanni (turbogas a ciclo combinato, 1520 Mw), la centrale del Consorzio Sarmato a Sarmato (turbogas a ciclo combinato, 140 Mw), la centrale Edipower di Piacenza (in corso di riconversione a turbogas a ciclo combinato da 800 Mw); i due cementifici, a Piacenza (Cementi Rossi) e a Vernasca (Buzzi Unicem); l’impianto di termovalorizzazione dei rifiuti a Piacenza; le industrie di laterizi a Borgonovo, Lugagnano, Caorso e Pontenure; le industrie agroalimentari a Pontenure, Podenzano e Gragnano. La produzione risulta comunque concentrata nel comune capoluogo e nella fascia della pianura: il 42% delle imprese censite ed il 45% degli addetti si concentrano nel comune di Piacenza. Attorno al capoluogo hanno un certo rilievo anche le aree produttive di Rottofreno, Castel S. Giovanni e Borgonovo a Ovest, Podenzano, S. Giorgio e Carpaneto a Sud, Pontenure e Fiorenzuola a Est, Caorso, Monticelli e Castelvetro a Nord-Est. Tra gli insediamenti produttivi della fascia di collina i più importanti risultano quelli di Lugagnano (cementificio, laterizi), di Vigolzone (piccola industria, artigianato) e di Ponte dell’Olio (piccola industria, artigianato).
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IMPRESE OCCUPATI COMUNE IND COMM SERV TOTALEIND COMM SERV TOTALE AGAZZANO 32 4941 122 475 79 108 662 ALSENO 164 98108 370 803 602 171 1576 BESENZONE 26 1817 61 52 33 27 112 BETTOLA 104 8392 279 283 141 175 599 BOBBIO 78 97135 310 272 165 267 704 BORGONOVO 172 161165 498 894 287 284 1465 CADEO 157 128150 435 951 287 313 1551 CALENDASCO 101 3452 187 756 83 98 937 CAMINATA 6 34 13 18 3 9 30 CAORSO 100 98105 303 807 174 238 1219 CARPANETO PIACENTINO 190 182 217 589 759 458 477 1694 CASTELL'ARQUATO 112 99 116 327 397 177 246 820 CASTEL S.GIOVANNI 282 310 364 956 1409 652 759 2820 CASTELVETRO 118 136122 376 392 359 315 1066 CERIGNALE 6 36 15 9 3 11 23 COLI 19 2639 84 52 42 100 194 CORTE BRUGNATELLA 22 14 20 56 54 14 35 103 CORTEMAGGIORE 91 97110 298 387 194 192 773 FARINI 53 3468 155 77 48 118 243 FERRIERE 23 3652 111 53 65 67 185 FIORENZUOLA 304 440546 1290 2785 1199 1636 5620 GAZZOLA 34 1759 110 97 41 112 250 GOSSOLENGO 109 7294 275 521 152 230 903 GRAGNANO 84 5578 217 580 104 175 859 GROPPARELLO 80 3456 170 394 55 94 543 LUGAGNANO 114 93111 318 785 199 195 1179 MONTICELLI 104 130143 377 441 247 258 946 MORFASSO 23 1737 77 37 25 81 143 NIBBIANO 79 6472 215 235 114 120 469 OTTONE 14 1825 57 26 32 62 120 PECORARA 27 1019 56 44 15 26 85 PIACENZA 1836 27134856 9405 11449 7771 17425 36645 PIANELLO 88 5683 227 354 74 142 570 PIOZZANO 23 1218 53 29 21 27 77 PODENZANO 230 166217 613 3673 542 431 4646 PONTE DELL'OLIO 128 117 155 400 641 201 404 1246 PONTENURE 125 102153 380 1805 437 387 2629 RIVERGARO 123 143150 416 350 335 418 1103 ROTTOFRENO 208 238204 650 1548 775 443 2766 S.GIORGIO 120 89118 327 489 202 281 972 S.PIETRO IN CERRO 26 15 21 62 53 47 40 140 SARMATO 93 4561 199 409 98 134 641 TRAVO 34 2752 113 58 37 88 183 VERNASCA 82 2245 149 171 30 77 278 VIGOLZONE 109 72102 283 898 125 176 1199 VILLANOVA 62 4144 147 444 70 100 614 ZERBA 5 34 12 5 4 8 17 ZIANO 134 2845 207 318 46 66 430 Provincia 6254 65459551 22350 37539 16864 27646 82049 Tab. 1.11 – Comuni della Provincia di Piacenza. Imprese e occupati al Censimento 2001, in totale e nei settori dell’industria, commercio e servizi. Fonte: Istat.
IMPRESE OCCUPATI FASCIA ALTITUDINALE IND COMM SERV TOTALE IND COMM SERV TOTALE PIANURA 3774 45286973 15275 27053 12572 22442 62067 COLLINA 2106 1676 2081 5863 9574 3738 4254 17566 MONTAGNA 374 341497 1212 912 554 950 2416 Provincia 6254 65459551 22350 37539 16864 27646 82049 Tab. 1.12 – Fasce altitudinali della Provincia di Piacenza (secondo Istat). Imprese e occupati al Censimento 2001, in totale e nei settori dell’industria, commercio e servizi. Fonte: Istat.
11 L’industria manifatturiera ha un peso sull’universo produttivo locale pari al 14% in termini di unità produttive e superiore al 30% in termini occupazionali; forte inoltre a livello locale il settore delle costruzioni con una incidenza superiore al 10%. Nell’ambito dell’industria manifatturiera, peso prevalente a livello locale ha il settore della meccatronica, in cui la nostra provincia mostra una chiara specializzazione: opera nel settore il 45% delle unità produttive, che assorbono il 49% dell’occupazione manifatturiera. Considerevole inoltre il peso dell’industria agroalimentare: 12% la percentuale di addetti e 15% delle unità produttive, percentualmente simile a quello che il settore riveste nella regione; segue per rilevanza il settore del tessile abbigliamento, che ha tuttavia nel tessuto produttivo locale un peso nettamente inferiore rispetto alla media regionale. La struttura produttiva locale è caratterizzata poi da una elevata terziarizzazione: svolgono attività Fig. 1.13 – Numero di occupati per Comune (dati di servizio il 72% delle imprese stanziate sul Censimento 2001) nostro territorio, ed esse occupano più della metà della forza lavoro. Le imprese commerciali rappresentano un terzo del sistema produttivo locale, con un peso occupazionale del 22% circa; opera nel campo dei servizi alle imprese (attività immobiliari, noleggio, informatica, ricerca, ecc.) il 16% delle imprese, seguono il settore dei trasporti e comunicazioni e quello dei servizi turistici. Allo stato di fatto dei fattori di pressione antropica sul territorio e sulla qualità dell’aria devono infine essere aggiunti anche i nuovi insediamenti produttivi, commerciali e residenziali, e le nuove infrastrutture che sono già in corso di realizzazione o che si prevede verranno realizzate nell’immediato futuro: nuovi insediamenti produttivi e logistici interesseranno i comuni di Piacenza, Monticelli, Castelvetro, Pontenure, Cadeo, Fiorenzuola, Carpaneto, Rottofreno, Castel S. Giovanni; nuovi grandi insediamenti commerciali interesseranno i comuni di Piacenza, Pontenure, Fiorenzuola, Castelvetro, Castel S. Giovanni; il sistema delle infrastrutture stradali vedrà poi la realizzazione o il completamento di diverse tangenziali (Piacenza, Pontenure, Fiorenzuola, S. Giorgio, Lugagnano) e il 2° ponte sul Po, con spostamenti di flussi di traffico ma anche maggiori fluidità e velocità.
12 2. Elementi di sintesi: le fonti di emissione.
2.1 - Sostanze inquinanti con effetti sulla salute e l’ambiente.
Con il termine inquinante s’intende (D. Lgs. 4 agosto 1999, n. 351): “qualsiasi sostanza immessa direttamente o indirettamente dall’uomo nell’aria ambiente che può avere effetti dannosi sulla salute umana o sull’ambiente nel suo complesso”. La rete provinciale di monitoraggio dell’inquinamento atmosferico, attiva già dagli anni ‘70, è in gran parte di proprietà dell'Amministrazione Provinciale di Piacenza e della Regione Emilia Romagna; è costituita da diverse stazioni distribuite sul territorio provinciale e nei principali centri urbani ed è gestita da Arpa. La rete di monitoraggio dell’inquinamento atmosferico, per la quale è in corso la richiesta di certificazione di qualità secondo le norme ISO9001, oltre ai principali parametri meteorologici rileva i seguenti inquinanti:
- biossido di zolfo (SO2); - polveri totali sospese e polveri con diametro inferiore a 10 μm (PM10);
- ossidi di azoto (NOx); - monossido di carbonio (CO);
- ozono (O3) - benzene. I dati rilevati tramite la strumentazione installata all’interno delle stazioni sono raccolti ed archiviati presso il centro provinciale Arpa in via XXI Aprile n.48, che a sua volta alimenta la base di dati del Centro di Coordinamento delle reti della Regione Emilia-Romagna. La concentrazione degli inquinanti, nei vari punti dell’atmosfera, è determinata da: - numero e intensità delle sorgenti di inquinamento; - distanza dalle sorgenti; - trasformazioni chimico-fisiche cui vengono sottoposti mentre si trovano nell’atmosfera; - condizioni meteorologiche locali e a grande scala. Per i fenomeni di inquinamento a scala locale l'influenza maggiore sul trasporto e la diffusione atmosferica degli inquinanti è dovuta all'intensità ed alla direzione del vento, alle condizioni di turbolenza (meccanica e termodinamica) degli strati bassi atmosferici ed ad altri effetti meteorologici quali l'incanalamento del vento nelle strade urbane (effetto Street Canyon). Considerando zone urbane a piccola scala a parità di emissione di inquinanti dalle sorgenti, si registra che le concentrazioni in aria sono minori quando il vento è moderato o forte e l'atmosfera è instabile negli strati bassi; le concentrazioni elevate in aria si verificano invece quando vi è un’inversione del gradiente termico verticale, in particolare nelle ore notturne in condizioni di alta pressione e con vento debole, oppure in condizioni di nebbia persistente che determina processi di accumulo. Per capire la distribuzione degli inquinanti è necessario conoscere, oltre alle caratteristiche qualitative, quantitative e temporali delle emissioni, i processi meteorologici che regolano il comportamento dinamico della bassa troposfera (vale a dire di quella parte dell’atmosfera a diretto contatto con la superficie terrestre “spessa” qualche centinaio di metri).
13 Biossido di Zolfo (SO2) Caratteristiche: gas incolore, tossico, dall'odore pungente ed irritante la cui presenza si avverte (soglia olfattiva) per concentrazioni a partire da 800 μg/m³ (0,3 ppm); il fondo naturale è pari a circa 0.0004 ppm (1 μg/m3). Fonti di emissione: questo gas si forma principalmente durante la combustione di sostanze organiche che contengono zolfo, quali ad es. carbone, olio combustibile e gasolio per autotrazione o per riscaldamento che sono tutti prodotti caratterizzati dalla presenza di percentuali di zolfo nell'ordine di 0,1 - 1% o superiori e che, durante la combustione, si trasforma in SO2. L’emissione di anidride solforosa deriva quindi principalmente, in ambito urbano, dai motori alimentati a gasolio, dalla lavorazione di molte materie plastiche e dagli impianti per la produzione di energia, dal riscaldamento domestico. Effetti sulla salute: esposizioni prolungate a questo gas in concentrazioni di 2 ppm (5.200 μg/m3) possono provocare irritazione alle mucose nasali, bronchiti, tracheiti, malattie polmonari in genere e l'aggravamento di malattie cardiovascolari. Il biossido di zolfo in presenza di nebbia amplifica i suoi effetti tossici, infatti si solubilizza velocemente in acqua e associato alle polveri fini può arrivare in profondità nell'apparato polmonare causando bronco-costrizione, irritazione bronchiale e bronchite acuta. L'esposizione a livelli di concentrazione anche bassi, per esempio 0.01 ppm (26 μg/m3), ma protratta per lungo tempo, per esempio circa un anno, comporta un aumento dei ricoveri ospedalieri e delle malattie cardiovascolari. I danni dovuti alla esposizione alla SO2 sono amplificati nei fumatori e negli asmatici.
Per quanto concerne il suo ruolo in atmosfera, il biossido di zolfo (SO2) può facilmente essere ossidato ad SO3 e (con acqua) produrre acido solforico. In tale forma è uno dei principali responsabili dei processi di acidificazione dell’atmosfera (piogge acide), che hanno effetti negativi sia sull’intero ecosistema. Negli ultimi anni, in seguito agli interventi operati sulla qualità dei combustibili, l’emissione di biossido di zolfo nelle aree urbane è stata drasticamente ridotta e, fortunatamente la sua concentrazione è andata diminuendo nel tempo. I limiti dettati dal DM 60 del 2002 prevedono: - 350 μg/m³ valore limite orario per la protezione della salute umana (dal 1 gennaio 2005); - 125 μg/m³ valore limite di 24 ore per la protezione della salute umana da non superare più di 3 volte nell’anno; - 500 μg/m3 (soglia d’allarme) misurati per 3 ore consecutive. Monossido di Carbonio (CO) Caratteristiche: gas tossico, incolore e inodore. Questo gas si forma prevalentemente durante la combustione di idrocarburi o in generale di sostanze organiche in condizioni di carenza di ossigeno. Esso ha un lungo tempo di persistenza nell'aria. Le fonti di rimozione del CO sono l'ossidazione nell'aria a CO2 e l'assorbimento da parte delle piante. Fondo naturale: nell'aria pulita è presente in un intervallo di concentrazione che va da 0.01 a 0.20 ppm (corrispondenti a 0.0115 mg/m3 e 0.23 mg/m3). Fonti emissive: tutte le combustioni di sostanze organiche producono CO. La maggior quantità di questo gas è prodotta dagli autoveicoli (particolarmente per veicoli alimentati a benzina, con avviamento a freddo, mentre in quelli a ciclo Diesel la quantità è minima perché la combustione avviene con eccesso d’aria) e dall'industria (impianti siderurgici e raffinerie di petrolio). Effetti sulla salute: se respiriamo aria contenente il gas CO si ha la produzione della carbossiemoglobina nel sangue. Quando la proporzione di carbossiemoglobina rispetto all’emoglobina è alta il sangue non riesce più a svolgere quella che è la sua funzione principale: il
14 trasporto di ossigeno ai tessuti. Gli effetti dannosi della esposizione al CO sono quindi da imputare a una carenza di ossigeno nel sangue. Molte malattie cardiache sono aggravate da una esposizione al gas CO. Una esposizione a concentrazioni dell'ordine di 2000 ppm (2300 mg/m3) per 15 minuti è mortale. Una esposizione prolungata per diverse ore a concentrazioni dell'ordine di 50 - 100 ppm (57 - 115 mg/m3) causa vertigine, cefalea e indebolimento generale ma non è mortale. Una esposizione prolungata per diverse ore a concentrazioni dell'ordine di 10 - 30 ppm (11 - 34 mg/m3) causa allungamento dei tempi di reazione e difficoltà a svolgere attività fisica impegnativa. Il ruolo del monossido di carbonio nella chimica troposferica delle aree industrializzate è di trascurabile importanza, data la scarsa reattività di questa molecola. Il tempo medio di residenza del CO in atmosfera è abbastanza elevato (circa quattro mesi) e quindi può essere utilizzato come tracciante dell'andamento temporale degli inquinanti primari al livello del suolo. I valori limite imposti dal DM 60/2002 per il monossido di carbonio sono: 10 mg/m³ per la concentrazione media di 8 ore.
Biossido di Azoto (NO2) Caratteristiche: gas di colore rosso-bruno, di odore pungente e soffocante, altamente tossico e forte ossidante. Contribuisce alla formazione dello smog fotochimico. Insieme all'anidride solforosa contribuisce alla formazione delle piogge acide che danneggiano boschi e monumenti. Il gas NO2 è un corrosivo per i metalli e le fibre tessili. Il colore nerastro della cappa di smog presente sopra le aree inquinate, che si può ben vedere guardando dall'alto e da lontano, è dato anche dal biossido di azoto oltre che dalle polveri. Per la precisione il gas NO2 contribuisce con una componente rosso- bruna al colore della cappa di smog. Fondo naturale: nell'aria pulita è presente a concentrazioni che vanno da 0.0002 ppm a 0.005 ppm (da 0.38 a 9.4 μg/m3). La soglia olfattiva è tra 200 μg/m3 e 410 μg/m3 (si deve però tenere presente che si produce subito assuefazione e dopo poco l'odore di NO2 non viene più avvertito anche se è presente alla stessa concentrazione).
Fonti di emissione: Fonte principale di ossidi d’azoto (NOX) è l’azione batterica sul materiale organico. Qualunque tipo di combustione o fiamma che avvenga in presenza di aria produce comunque varie forme di ossidi di azoto (principalmente NO ma anche NO2 e N2O) a causa della reazione dell'azoto (N2) con l'ossigeno (O2) contenuti nell'aria stessa. Successivamente alla combustione continua a formarsi NO2 grazie alla ossidazione di NO nell’atmosfera. Il tempo di permanenza medio degli ossidi di azoto nell'aria è molto breve: circa 3 giorni per NO2 e 4 per NO. Le principali sorgenti di NO2 di natura antropica sono il traffico veicolare, gli impianti di riscaldamento, le centrali termoelettriche e numerose attività produttive.
Effetti sulla salute: come il CO anche NO2 agisce sull'emoglobina, infatti questo gas ossida il ferro dell'emoglobina producendo metaemoglobina che non è più in grado di trasportare ossigeno. Una esposizione a concentrazioni dell'ordine di 500 ppm (950.000 μg/m3) per pochi minuti è mortale. Una esposizione a concentrazioni dell'ordine di 10 - 40 ppm (19.000 - 76.000 μg/m3) per pochi minuti può causare fibrosi ed enfisema polmonare. Esposizioni continuative a concentrazioni dell'ordine di 1000 μg/m3 aumentano la probabilità di contrarre infezioni polmonari ed esasperano i sintomi dei soggetti asmatici. Il biossido d'azoto gioca un ruolo centrale in molti processi inquinanti, ed è l'intermedio fondamentale per la produzione di ozono e dello smog fotochimico in generale. Limiti di legge: - 250 μg/m3 valore limite orario per la protezione della salute umana dal 1 gennaio 2005; - 200 μg/m3 valore limite orario per la protezione della salute umana dal 1 gennaio 2010; - 50 μg/m3 valore limite annuale per la protezione della salute umana dal 1 gennaio 2005; - 40 μg/m3 valore limite annuale per la protezione della salute umana dal 1 gennaio 2010;
15 - 400 μg/m3 (soglie d’allarme) misurati per 3 ore consecutive.
Ammoniaca (NH3) L’ammoniaca è un gas alcalino composto da una parte di azoto e da tre parti di idrogeno; è privo di colore ed è caratterizzato dal tipico odore pungente e da una grandissima solubilità in acqua. Nell’inquinamento atmosferico svolge un’importante ruolo quale precursore di aerosol secondari e, per quanto riguarda la salute umana, ha azione irritante sulle mucose della congiuntiva, delle narici e della faringe a funzione ustionante. La concentrazione massima ammissibile raccomandata nei luoghi di lavoro, con esposizione di 8 ore per 5 giorni alla settimana, è di 25 ppb in volume d’aria. L’ammoniaca viene utilizzata in vari processi industriali (fabbricazione di esplosivi, fibre sintetiche quali nylon e composti plastici) e nella produzione di fertilizzanti. Consistenti emissioni in atmosfera di NH3 sono costituite da allevamenti ed impianti di trattamento di rifiuti (nel caso in esame impianto di compostaggio), ma anche da traffico veicolare. Nella simulazione attuata nel presente lavoro i valori di ammoniaca sono stati calcolati come medie orarie. Composti organici volatili (COV) Con questo termine, COV, si intende un insieme di sostanze di natura organica che si trovano in atmosfera principalmente in fase gassosa. Il numero dei composti organici volatili osservati in atmosfera, sia in aree urbane che rurali, è molto alto e comprende oltre agli idrocarburi (composti contenenti soltanto carbonio e idrogeno) anche specie ossigenate quali chetoni, aldeidi, alcoli, acidi ed esteri. La presenza in atmosfera di queste sostanze è principalmente dovuta a: • combustione incompleta degli idrocarburi; • combustione del legno e della materia organica; • evaporazione di solventi e carburanti; • processi produttivi nelle industrie chimiche di trasformazione. Tra alcuni importanti idrocarburi aromatici, responsabili dell’inquinamento in ambiente urbano, da ricordare sono: benzene, toluene, xileni ed etilbenzene. In particolare il benzene è la specie di maggiore interesse per l’inquinamento urbano: questo oltre ad essere prodotto da processi combustivi (autotrazione, produzione d’energia, riscaldamento domestico), veniva ampiamente utilizzato, prima che fosse riconosciuta la sua potenziale cancerogenicità, come solvente e nella produzione di composti chimici. Il principale ruolo atmosferico dei composti organici volatili è connesso alla formazione di inquinanti secondari.
Benzene (C6H6) Caratteristiche: è un idrocarburo aromatico e viene analizzato a parte. Non esiste una fonte naturale rilevante di benzene; esso ha un'origine industriale di sintesi o di estrazione insieme al petrolio. Il benzene emesso nell'aria ha un tempo di dimezzamento della concentrazione di circa 1 giorno in presenza però non di aria pura ma di aria inquinata da ossidi di azoto e ossidi di zolfo (che fungono da iniziatori della decomposizione). Negli anni '80 la produzione mondiale di benzene era stimata in 14 milioni di tonnellate. Dato l'ampio uso che ne viene fatto il benzene si trova nell'aria in concentrazioni che vanno da 3 a 160 μg/m3. I valori più alti vengono trovati in città. La maggior sorgente di benzene è quella dovuta all'emissione dei motori a benzina e all'evaporazione durante il trasporto e la manipolazione delle benzine o del benzene stesso o di composti che lo contengono. Fondo naturale: praticamente assente. Effetti sulla salute: è una sostanza tossica e cancerogena. E' mortale una dose di 63.800 mg/m3 per 5 - 10 minuti. Causa sintomi neurotossici a concentrazioni maggiori di 3.200 mg/m3. Esposizioni a concentrazioni dell'ordine di 100 mg/m3 causano gravi danni al midollo osseo con conseguente diminuzione nel sangue di leucociti e linfociti e anemia.
16 Il benzene ha effetti cancerogeni. In questo caso non esiste una soglia limite al di sotto della quale non si hanno effetti: qualunque dose con tempi di esposizione più o meno lunghi può causare un tumore. Il cancro indotto dall'esposizione ad agenti tumorali generalmente ha dei tempi di latenza di 15 o 30 anni. Si deve però tenere presente che esiste una relazione dose-effetto, nel senso che esposizioni a dosi sempre più alte aumentano sempre più la probabilità di sviluppare un tumore. E' stato stimato che l'esposizione continua per tutta la durata di vita media alla dose di 1 μg/m3 produce una probabilità di contrarre un tumore di 4x10-6, ovvero se 1 milione di persone fossero esposte durante la loro vita continuamente al benzene con una concentrazione di 1 μg/m3 allora 4 di esse contrarrebbero un tumore dovuto al benzene. Il fumo della sigaretta contiene benzene nella concentrazione variabile da 150.000 a 204.000 μg/m3. Limiti di legge: - 9 μg/m3 come media annuale valore limite per la protezione della salute umana (1/1/2006); - 5 μg/m3 come media annuale valore limite per la protezione della salute umana (1/1/2010).
Ozono (O3) Caratteristiche: gas incolore, dall'odore pungente, fortissimo ossidante (l'odore dell'ozono è quello che si avverte per esempio in vicinanza di scariche elettriche e viene prodotto a partire dall’ossigeno). Nelle aree popolate del pianeta (aree urbane e suburbane ed aree rurali inquinate) interessate dalla presenza di inquinanti primari antropogenici il principale meccanismo di produzione dell’ozono è costituito dal processo chimico fisico che prende il nome di smog fotochimico; di quest’ultimo perciò l’ozono è considerato il principale tracciante. Per smog fotochimico si intende il prodotto di reazioni tra ozono, ossidi di azoto e composti organici volatili catalizzate dalla radiazione solare. L’ozono è un forte ossidante e reagisce chimicamente con una grande quantità di sostanze presenti nell’aria e sul suolo.
Fondo naturale: molto variabile, circa 0.003 - 0.04 ppm (6 - 80 μg/m3). La variabilità del fondo naturale di ozono dipende principalmente dal regime dei venti, i quali talvolta possono portare a livello del suolo l'ozono presente normalmente alle alte altitudini dell'ozonosfera. L'ozonosfera è lo strato dell'atmosfera, di altezza compresa fra 15 e 50 Km circa, che contiene l'ozono formatosi spontaneamente dalla dissociazione radicalica dell'ossigeno ad opera dei raggi UV. Nell'ozonosfera la concentrazione dell'ozono è circa 10 ppm. Fonti di emissione: a livello del suolo l’ozono si forma in presenza di inquinanti precursori, quali ossidi di azoto e composti organici volatili, grazie all’energia solare ed è pertanto un inquinante secondario (con il termine inquinante secondario si indica un inquinante che non è immesso direttamente in atmosfera dalle varie fonti di inquinamento, ma che si forma successivamente grazie a una serie di reazioni chimiche con altri inquinanti presenti nell'aria e/o con altri gas dell'atmosfera). La produzione ha inizio dalla fotolisi del biossido di azoto (scissione di questa molecola da parte della radiazione solare in monossido di azoto ed ossigeno atomico <1>) seguita dalla combinazione dell’ossigeno atomico con l’ossigeno atmosferico <2>: NO2+ radiazione solare → NO+O <1> O+O2 → O3 <2> La sequenza di queste reazioni di per sè genera una quantità molto limitata di ozono in quanto quest’ultimo una volta prodotto può a sua volta reagire con il monossido di azoto formatosi con la prima reazione per riformare il biossido di azoto: O3+NO → NO2+ O2 <3> In atmosfera però sono presenti specie molto reattive chiamate radicali perossialchilici (RO2) prodotte dalla ossidazione degli idrocarburi presenti in atmosfera. Il monossido di azoto reagisce con questi radicali secondo questa reazione:
17 NO+RO2 → NO2+ RO <4> In presenza di radicali perossialchilici la reazione che riforma il biossido di azoto <3> non ha modo di avvenire essendo rimosso il reagente NO da quest’ultima reazione. Pertanto l’ozono si può accumulare in atmosfera a seguito delle reazioni <1> e <2>. Riassumendo, le specie atmosferiche che controllano la produzione di ozono sono gli ossidi di azoto e gli idrocarburi (in generale composti organici volatili). In prossimità di sorgenti emissive di grandi quantità di ossidi di azoto a causa dell’azione riducente del protossido e del monossido di azoto può accadere che la concentrazione dell’ozono sia più bassa nei centri urbani che nelle zone rurali, infatti i venti trasportano l'ozono e i suoi precursori lontano dalle zone urbane e qui, nelle intense giornate di sole, l'ozono si forma ma non viene consumato. Il tempo di persistenza dell'ozono nell'aria è di poche ore in presenza di altri inquinanti atmosferici, in particolare in presenza di monossido di azoto e idrocarburi, mentre nell'aria pulita l'ozono può rimanere anche alcuni mesi. Effetti sulla salute: a concentrazioni di 0.1 ppm (200 μg/m3) provoca bruciore agli occhi, irritazione alla gola e alle vie respiratorie e secchezza delle fauci. A concentrazioni maggiori si ha una menomazione delle funzioni respiratorie e maggiore frequenza di attacchi asmatici. A elevate concentrazioni (oltre 2 ppm - 4.000 μg/m3 e oltre) può provocare la morte per edema polmonare. Studi sugli effetti dell’ozono a breve termine hanno evidenziato, nella stagione estiva, oltre ad un aumento dei ricoveri ospedalieri per problemi respiratori, anche un aumento nelle cause di morte stimabile nello 0,41 % per ogni aumento di 10 μg/m3. Inoltre l'ozono provoca danni sulla vegetazione e quindi anche sui raccolti. Limiti di legge: IL D.Lgs. n. 183 del 21/05/2004 ha introdotto nuove definizioni e nuovi valori per i limiti delle concentrazioni di ozono nell’aria ambiente. Sono state infatti individuate due tipi di soglie, nonché il valore bersaglio per la protezione della salute umana e l’ obiettivo a lungo termine per la protezione della salute umana: • soglia di informazione: concentrazione media oraria superiore a 180 µg/m3 ; • soglia di allarme: concentrazione media oraria superiore a 240 µg/m3 (misurata per tre ore consecutive); • valore bersaglio per la protezione della salute umana: concentrazione massima giornaliera della media di 8 ore consecutive superiore a 120 µg/m3 da non superare per più di 25 giorni per anno civile come media su 3 anni e con verifica dal 2010; • obiettivo a lungo termine per la protezione della salute umana: concentrazione massima giornaliera della media di 8 ore consecutive superiore a 120 µg/m3 da non superare nell’arco di un anno civile, avendo come riferimento per il riesame dei progressi l’anno 2020.
Particolato (PTS, PM10, PM2,5, PM1, ecc.) Caratteristiche: il particolato atmosferico è costituito da una miscela complessa di sostanze organiche ed inorganiche che si trovano sospese nell’aria allo stato solido, liquido e solido/liquido. Queste particelle sospese nell’aria variano in: grandezza, composizione ed origine. Sono in uso diversi modi di classificazione delle particelle sospese, i più comuni sono i seguenti: particelle grossolane (coarse) al di sopra dei 2,5 μm e particelle fini (fine) al di sotto dei 2,5 μm; primarie (quando emesse direttamente dalla sorgente) e secondarie (che si formano in una fase successiva a seguito di processi chimico/fisici). Le particelle secondarie solitamente sono quelle più piccole che si formano ad es. per ricondensazione dei vapori metallici ed organici oppure trasformazione di gas-in-particelle. La frazione fine contiene la maggior parte dell’acidità e dell’attività mutagena del particolato mentre le particelle più grandi contengono le polveri che
18 provengono dal terreno, dalle strade e dalle industrie. Le particelle ultrafini, come numerosità, sono oltre il 90 % del totale mentre contribuiscono solo a qualche percento in termini di massa; in base al diametro: PM10 (particelle con diametro inferiore a 10 μm), PM0,1 (particelle con diametro inferiore a 0,1 μm). La classificazione per diametro è forse la più comune poiché è la dimensione a governare i processi del trasporto, della ricaduta e dell’inserimento nel sistema respiratorio: al di sotto di 0,1 μm le particelle possono terminare negli alveoli e nei bronchi. I diametri delle particelle sospese possono variare da 0,001 μm a 100 μm. Nella fig. 2.1 si può osservare l’immagine di un campione di particelle sospese realizzata con il microscopio elettronico.
Fig. 2.1: Immagine al microscopio elettronico di un particolato atmosferico campionato su un filtro in prossimità di una strada; le sfere scure (scarichi motori diesel) dominano il campione.
La cappa di smog nerastra che vediamo sopra le grandi città è dovuta principalmente alla presenza di polvere aerodispersa e al biossido di azoto. Le polveri possono influire sul clima: insieme alla CO2 contribuiscono al riscaldamento dell'atmosfera per effetto serra. Con il termine "particelle totali sospese - PTS" s’intende l'insieme delle polveri presenti in atmosfera ovvero aventi granulometria fino a 100 μm. Fondo naturale: Il vento alza la polvere e le particelle più piccole (cioè quelle dal diametro minore di circa 0.1 mm) rimangono in aria per diverso tempo. Inoltre sempre il vento sul mare forma spruzzi di acqua salata in cui l'acqua evapora e il sale rimane sotto forma di piccolissime particelle solide. Nei boschi le polveri possono essere costituite solo da pollini in determinati periodi dell'anno. L'eruzione di un vulcano produce immense quantità di polvere che può essere trasportata su lunghissime distanze (più le polveri arrivano alte e più saranno trasportate lontano, al limite un'esplosione di un vulcano può scagliare polveri nella stratosfera e da qui fare il giro del mondo più volte). Le tempeste di polvere nei deserti trasportano polveri su lunghe distanze (la polvere del Sahara può arrivare in Europa e persino nell'Amazzonia). Esiste quindi un fondo naturale di polvere anche se non ben quantificabile in quanto soggetto a notevole variabilità. Fonti di emissione: come si può dedurre da quanto sopra riportato le polveri hanno sia un’origine naturale che una antropica. Per quanto riguarda la seconda si può dire che tutte le combustioni (in particolare di composti organici liquidi e solidi) producono polvere.
19 Effetti sulla salute: gli effetti dannosi delle polveri investono principalmente l'apparato respiratorio ma non solo, studi recenti hanno infatti dimostrato che l’inquinamento da polveri provoca anche gravi danni nel sistema cardiovascolare. Le particelle più grandi, cioè con diametro maggiore a 5-10 μm, si fermano nelle parti meno profonde dell'apparato respiratorio e vengono quindi riespulse insieme al muco dalle cellule ciliate. Sono invece molto più pericolose le particelle del diametro minore di 2,5 μm perché esse possono arrivare sino agli alveoli polmonari e da qui vengono espulse molto più lentamente, dando luogo a un possibile assorbimento nel sangue delle particelle stesse con conseguente intossicazione. Inoltre le particelle che possono essere sia solide che liquide, adsorbono facilmente sostanze inorganiche e organiche e quindi possono agire come vettori per il trasporto di sostanze anche cancerogene, come il benzene, il benzopirene e le diossine. I danni prodotti dalle particelle sospese sono amplificati nei fumatori perché il fumo inibisce e rallenta l'attività di pulizia delle cellule ciliate (che vengono letteralmente bruciate dal calore e dagli acidi del fumo) con conseguente accumulo delle polveri stesse nei polmoni. Limiti di legge: PM10 - 50 μg/m3 valore limite per la protezione umana da non superare più di 35 volte in un anno; - 40 μg/m3 valore limite annuale per la protezione della salute umana; - 50 μg/m3 valore limite per la protezione umana da non superare più di 7 volte in un anno in vigore a partire dal 1 gennaio 2010; - 20 μg/m3 valore limite annuale per la protezione della salute umana in vigore a partire dal 1 gennaio 2010; Nella tabella 2.2 si riportano gli effetti principali – per esposizioni a breve e a lungo termine - sulla salute umana da parte di tre inquinanti molto diffusi: polveri, ozono e biossido d’azoto. A titolo informativo si riportano anche le conclusioni dello studio MISA (Metanalisi italiana degli studi sugli effetti a breve termine dell’inquinamento atmosferico) che ha riguardato 15 città italiane, tra i principali centri urbani del paese per un totale di 9 milioni e centomila abitanti, nel periodo 1996-2002: “…… L'impatto complessivo sulla mortalità per tutte le cause naturali è compreso tra 1'1.4% ed il 4.1% per gli inquinanti gassosi (NO2 e CO). Molto più imprecisa è la valutazione per il PM10, date le differenze delle stime di effetto tra le città in studio (0.1%;3.3%). I limiti fissati dalle direttive europee per il 2010, se applicati, avrebbero contribuito a evitare circa 900 decessi ' ' (1.4%) per il PM10 e 1.400 decessi per l NO2 (1.7%) nell insieme delle città considerate, usando le stime città-specifiche a posteriori.”
EFFETTI CORRELATI AD ESPOSIZIONI A EFFETTI CORRELATI AD ESPOSIZIONI A INQUINANTI BREVE TERMINE LUNGO TERMINE Infiammazioni polmonari Diminuzione della funzionalità/capacità conseguenze sul sistema cardiovascolare polmonare sia nei bambini che negli adulti Diminuzione della funzionalità/capacità Aumento delle bronchiti croniche PARTICELLE SOSPESE polmonare Riduzione della aspettativa di vita per Aumento dei ricoveri ospedalieri l’aumento della mortalità per cause Aumento della mortalità cardiopolmonari e per cancro ai polmoni.