Evidenze dell'effetto lockdown sulla qualità dell'aria delle regioni italiane La Lombardia - Cristina Colombi - ARPA Lombardia

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Evidenze dell'effetto lockdown sulla qualità dell'aria delle regioni italiane La Lombardia - Cristina Colombi - ARPA Lombardia
Evidenze dell’effetto lockdown sulla qualità dell’aria
                delle regioni italiane

                                          La Lombardia
                                 Cristina Colombi – ARPA Lombardia

   “La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico” - Giornate di studio e aggiornamento interagenziale
Evidenze dell'effetto lockdown sulla qualità dell'aria delle regioni italiane La Lombardia - Cristina Colombi - ARPA Lombardia
Sommario

• I fattori di pressione in Lombardia durante il lockdown

• Come le emissioni sono cambiate rispetto ad una situazione normale

• L’andamento della qualità dell’aria: il caso dell’NO2 e quello del PM10

• Focus su Milano: composizione e source apportionment

• I progetti di approfondimento in corso

         La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi   2
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Gli effetti del lockdown – i fattori di pressione – TRASPORTI

 Il traffico è diminuito progressivamente
 sia in area urbana che sulle autostrade

  - 80% – 90% auto
                                                                        Auto – percorsi
  - 70% - 80% veicoli commerciali leggeri                               urbani
  - 50% - 60% veicoli pesanti

Il traffico aereo è diminuito di più del 90%

                                                                        Trasporti aerei

                 La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
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Gli effetti del lockdown – i fattori di pressione – INDUSTRIA

Consumo di energia elettrica
in ambito industriale
- 20% – 30%

(Fonte dato: Terna https://www.terna.it/it/sistema-
elettrico/transparency-report/total-load)

Gas naturale usato in ambito industriale
- 20 – 30%

(Fonte dato: SNAM https://www.snam.it/it/trasporto/dati-
operativibusiness/2_Andamento_dal_2005/?formindex=1&archive_year
=2020 )

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Gli effetti del lockdown – i fattori di pressione – RISCALDAMENTO

Il riscaldamento delle case è aumentato:
 da +3% a + 6%

Il riscaldamento degli edifici nel settore
terziario e commerciale è diminuito
del 70% – 80%

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Gli effetti del lockdown – i fattori di pressione – AGRICOLTURA

                                    Le attività connesse ad agricoltura ed allevamento sono rimaste
                                                       sostanzialmente invariate

                                                          NH3 - Concentrazioni orarie a Corte de Cortesi (CR)
                              700

                              600    Media Gen-Mag= 40±41 µg/m³                              Media Gen-Mag= 60±46 µg/m³
                                     Max-h= 286.5 µg/m³                                      Max-h= 418.9 µg/m³
     Concentrazione (µg/m³)

                              500

                              400

                              300

                              200

                              100

                                0

                                        La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
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Gli effetti del lockdown – i fattori di pressione – riassumendo….

            La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
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Gli effetti del lockdown – l’andamento delle emissioni
                                                                                     Emissioni giornaliere NOX

La riduzione delle emissioni durante le fasi di lockdown
sono state stimate in Lombardia mediamente:
     • - 36% per NOx (contributo significativo del traffico;
        diminuzione max 44% dal 6.4 al 12.4)
     • - 14% per PM10 primario (riduzione da traffico e
        industria parzialmente bilanciate da aumento nel
        riscaldamento)                                                               Emissioni giornaliere PM10
     • ammoniaca sostanzialmente invariata (-1%)
     • - 12% Composti Organici Volatili
     • - 25% CO2 contributo significativo del traffico (-
        69%) e processi produttivi (-49%)

                   La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
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Come è cambiata la qualità dell’aria? Il caso dell’NO2

Il dato di Milano è coerente con quanto verificato sull’intero Bacino Padano:
i valori di NO e NO2 sono diminuiti ai più
bassi valori mai registrati

  • NO           – 58%,
  • NO2          – 38%

  (stazioni da traffico)

Fonte :

               La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Evidenze dell'effetto lockdown sulla qualità dell'aria delle regioni italiane La Lombardia - Cristina Colombi - ARPA Lombardia
Come è cambiata la qualità dell’aria? Il caso del PM10

Per il PM10 la diminuzione è meno
Pronunciata (bacino Padano):

 • Stazioni da traffico:            – 19%

 • Stazioni di fondo:               – 15%

 Fonte :

               La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Come è cambiata la qualità dell’aria? Focus su Milano

   La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Come è cambiata la qualità dell’aria? Focus su Milano

 Supersito di MI-Pascal
                                                        Stazione UB        (Allegato III del D.Lgs. 155/2010)
                                                        Fra i 16 supersiti italiani di riferimento (Decreto 29 novembre 2012)

                                                        Collocata nella parte orientale di Milano, nella zona universitaria
                                                        chiamata “Città Studi”, in un’area di verde pubblico per bambini,
                                                        distante circa 130 m dalle strade trafficate.

                                                        Misure in continuo:
                                                        ▪ Inquinanti gassosi normati (SO2, NOx, O3, benzene)
                                                        ▪ PM10 e PM2.5 con beta e gravimetrici (QA/QC e speciazione
                                                           giornaliera)
                                                        ▪ PM1
                                                        ▪ misure ottiche di Black Carbon con tecnologia a multi-angolo e con
                                                           etalometri a 2 e 7 lunghezze d’onda
                                                        ▪ caratterizzazione fisica delle particelle mediante OPC e
                                                           Nanoparticelle
                                                        ▪ misure di ammoniaca in fase gassosa (NH3) con strumentazione a
                                                           chemiluminescenza e a cavità

   La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Come è cambiata la qualità dell’aria? Focus su Milano

Sui filtri raccolti di PM10 e di PM2.5 vengono effettuate tutte le analisi chimico-fisiche che consentono di determinarne le
composizioni: elementi con numero atomico Z>11, mediante spettrometria a raggi X; levoglucosano e i suoi isomeri, mediante
cromatografia ionica con detector amperometrico; anioni e cationi in cromatografia ionica; Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA),
tramite gas-cromatografia con spettrometro di massa (GC-MS); determinazione della componente carboniosa (OC, EC), tramite
analisi termo-ottica in trasmittanza e riflettanza.

 Applicazione di tecniche di SA, per l’identificazione delle sorgenti che maggiormente
                        contribuiscono alla formazione di PM.
         Modelli a singolo campione                                            Modelli multivariati

                                       Analisi effettuata                                                   Analisi effettuata su
                                     indipendentemente                                                      una matrice di dati
                                        su ogni singolo                                                         ambientali
                                          campione

                        CMB
                                                                                  PCA, UNMIX, PMF

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Come è cambiata la qualità dell’aria? Focus su Milano

Molteplici progetti sviluppati a MI-Pascal (o Milano in generale), dal 2002 indagini di composizione e/o di source apportionment

2002: PUMI (Particolato Urbano Milanese) PM10 e PM2.5
Obiettivi: determinazione della composizione chimica del PM10 e del PM2.5 in Milano città, sia per valutare il contributo delle
diverse sorgenti, che per una valutazione dell’impatto sanitario; la caratterizzazione delle emissioni delle principali sorgenti di
inquinamento da PM10 e PM2.5; la descrizione fenomenologica del particolato fine come base conoscitiva per l’organizzazione
degli interventi, da ottenersi attraverso l’analisi statistica delle serie storiche disponibili.

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Come è cambiata la qualità dell’aria? Focus su Milano

Molteplici progetti sviluppati a MI-Pascal (o Milano in generale), dal 2002 indagini di composizione e/o di source apportionment

                                   2001 zonizzazione del territorio D.G.R 6501/2001

2004-2007: PARFIL PM10 e PM2.5
Obiettivi: raccolta ed elaborazione PM10 rilevati nella regione Lombardia per l'analisi della distribuzione (spaziale e temporale) e
delle correlazioni con parametri meteorologici ed altri inquinanti; caratterizzazione chimico-fisica dei campioni di PM10 e PM2.5
per l'identificazione dei profili caratteristici (fingerprint) in funzione della distribuzione spaziale, temporale e dimensionale;
applicazioni di tecniche statistiche incrociate ai dati di composizione per identificare il contributo delle principali sorgenti,
compresa la produzione secondaria in atmosfera.                    CMB8.2 al PM10 MI-Pascal – Pgt. PARFIL  CMB8.2 al PM10 MI-Pascal – Pgt. PARFIL
                                                                         Semestre invernale (2004-2007)                                      Semestre estivo (2004-2007)
                                                                               27.4%                                                                           11.7%

                                                                                                      15.8%          Traffic
                                                                                                                     Wood combustion
                                                                                                                     Pellet combustion                                 13.9%
                                                                                                                                         45.2%
                                                                                                                     Industrial
                                                                       10.4%                                         Fertilizers                                          0.1%
                                                                                                      15.8%9.8%
                                                                                                             8.7%    Resuspended soil
                                                                                                             20.5%
                                                                                                         20.4%
                                                                                                     27.0%
                                                                                                        2.6%211.0%
                                                                                                             .1%
                                                                                                          2.5%       Ammonium Sulfate
                                                                                                                     Ammonium Nitrate
                                                                           15.0%
                                                                                                                     Unresolved                                   25.6%
                                                                                       2.7%   8.2%
                                                                                                                                                   3.6%

                     La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Come è cambiata la qualità dell’aria? Focus su Milano

Molteplici progetti sviluppati a MI-Pascal (o Milano in generale), dal 2002 indagini di composizione e/o di source apportionment

Con PARFIL è iniziato il nostro database di speciazione chimica, quindi dal 2004!

2013-2014: Life+ AIRUSE (LIFE11 ENV/ES/584) PM10 e PM2.5
Obiettivi: miglioramento della qualità dell’aria dei paesi del Sud Europa, attraverso l’applicazione di tecniche di SA del PM, con la
finalità di proporre misure da adottare per il contenimento delle emissioni in atmosfera

                                                           MLN-UB PM10
                                                       Unaccounted; 2.1; Vehicle exhaust;
                                                             5%              2.8; 7%
                                                                                        Vehicle non
                                                                                      exhaust; 3.4; 9%
                            Biomass burning; 7.8;
                                   20%

                                Aged sea salt;
                                   1.0; 3%                                                    Secondary nitrate;
                                                                                                  10.0; 26%

                           Industrial; 3.7; 9%

                                      Mineral dust; 2.6;
                                            7%                              Heavy oil & secondary sulphate; 5.5;
                                                                                            14%

                    La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Come è cambiata la qualità dell’aria? Focus su Milano

 Molteplici progetti sviluppati a MI-Pascal (o Milano in generale), dal 2002 indagini di composizione e/o di source apportionment

 Con PARFIL è iniziato il nostro database di speciazione chimica, quindi dal 2004!

 Gennaio – Febbraio 2014: PoAIR                            PM10, PM2.5 e PM1
 Obiettivi: misura e speciazione PM10, PM2.5 e PM1, quale avvio dell’accordo di Bacino Padano tra le diverse regioni del nord Italia
                                                                                                                                                                    Influenza della pioggia
                                                                                                                                                                MI-Pascal 28 Jan - 28 February 2014
                                                                                                          14                                                                                                                              60

                                                                        Component concentration (µg/m³)
                                                                                                                                                                                                                                                                          PM10 - Giorni Pioggia
                                                                                                          12                                                                                                                              50

                                                                                                                                                                                                                                               PM concentration (µg/m³)
                                                                                                                                                                                                                                                                          PM10 - Giorni NON Pioggia
                                                                                                          10
                                                                                                                                                                                                                                          40
                                                                                                           8                                                                                                                                                              PM2.5 - Giorni Pioggia
                                                                                                                                                                                                                                          30
                                                                                                           6                                                                                                                                                              PM2.5 - Giorni NON Pioggia
                                                                                                                                                                                                                                          20
                                                                                                           4
                                                                                                                                                                                                                                                                          PM1 - Giorni Pioggia

              Ispra-JRC                                                                                    2                                                                                                                              10
                                                                                                                                                                                                                                                                          PM1 - Giorni NON Pioggia
                                                                                                           0                                                                                                                              0
                                                                                                                   Crustal       Element oxides      EC             OC          Ammonium         Ammonium          Levo      PMx
                                                                                                                                                                                 Sulphate         Nitrate

               MI-Pascal                                                                                                                   PM10 Source Apportionment                    PM2.5 Source Apportionment                 PM1 Source Apportionment
                                             PD-Mandria                                                                                                                                MI-Pascal 28 Jan - 28 February 2014    MI-Pascal 28 Jan - 28 February 2014
                                                                                                                                         MI-Pascal 28 Jan - 28 February 2014

                                                                                                               Traffic Exhaust                                 9%                                     5%
TO-Lingotto                                                                                                                                               7%                                                 16%
                                                                                                               Traffic Non-Exhaust
                                                                                                                                                                                                                                    26%                                             32%
                                                                                                                                                                    10%
                                    BO-SPC
                                                                                                               Crustal                                                                                              13%
                                                                                                                                                                                        34%
                                                                                                                                                                         10%
                                                                                                               Biomass Burning
                                        BO-CNR                                                                                                                                                                      4%
                                                                                                               Secondary Regional            41%
                                                                                                                                                                                                                                                                                     11%
                                                                                                                                                                23%                                                                  31%
                                                                                                               Metallurgy                                                                                  28%

                           La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Come è cambiata la qualità dell’aria? Focus su Milano

Molteplici progetti sviluppati a MI-Pascal (o Milano in generale), dal 2002 indagini di composizione e/o di source apportionment

Con PARFIL è iniziato il nostro database di speciazione chimica, quindi dal 2004!

2018-2024: Life PrepAIR PM10
Obiettivi: implementerà le misure previste nei piani regionali e nell’accordo di Bacino Padano a larga scala, in modo da dar forza
alla sostenibilità e alla durata dei risultati.

                                         Presentazione di Arianna Trentini

                    La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Come è cambiata la qualità dell’aria? Focus su Milano

Il Black Carbon

                                                     Giorno tipo feriale gennaio 2020                                                                          Giorno tipo feriale marzo 2020
                               9.0                                                                                                             9.0

                               8.0                                                                                                             8.0

                               7.0                                                                                                             7.0

                                                                                                                      Concentrazione (µg/m³)
      Concentrazione (µg/m³)

                               6.0                                                                                                             6.0

                               5.0                                                                                                             5.0

                               4.0                                                                                                             4.0

                               3.0                                                                                                             3.0

                               2.0                                                                                                             2.0

                               1.0                                                                                                             1.0

                               0.0                                                                                                             0.0
                                     1   2   3   4   5   6   7   8   9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24                                  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

                                                                         Tempo (ore)                                                                                          Tempo (ore)

                                      BC MI-Marche                   BC MI-Senato           BC MI-Pascal (MAAP)                                      BC MI-Marche         BC MI-Senato        BC MI-Pascal (MAAP)

                                             La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Come è cambiata la qualità dell’aria? Focus su Milano

Il Black Carbon

                                                      Giorno tipo feriale gennaio 2020                                                                          Giorno tipo feriale marzo 2020
                               9.0                                                                                                              9.0

                               8.0                                                                                                              8.0

                               7.0                                                                                                              7.0

                                                                                                                       Concentrazione (µg/m³)
      Concentrazione (µg/m³)

                               6.0                                                                                                              6.0

                               5.0                                                                                                              5.0

                               4.0                                                                                                              4.0

                               3.0                                                                                                              3.0

                               2.0                                                                                                              2.0

                               1.0                                                                                                              1.0

                               0.0                                                                                                              0.0
                                     1    2   3   4   5   6   7   8   9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24                                  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

                                                                          Tempo (ore)                                                                                          Tempo (ore)

                                         BC MI-Marche                                    BC MI-Senato                                                 BC MI-Marche                           BC MI-Senato
                                         BC MI-Pascal (MAAP)                             BC MI-Marche (Genn2014)                                      BC MI-Pascal (MAAP)                    BC MI-Marche (Marzo2014)

                                              La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Come è cambiata la qualità dell’aria? La composizione del PM10
                                           Andamento giornaliero della Materia Crostale e degli Ossidi di Elementi nel PM10
                                                                             MI-Pascal
                                 60                                                                                                                            60                                                             Mar-Mag 2017-2019
Conc. Materia crostale (µg/m³)

                                                                                                                                                                                                                              OC = 4.983±1.106 µg/m³

                                                                                                                                                                    Conc. Ossidi elementi (µg/m³)
                                 50                                                                                                                            50

                                 40                                                                                                                            40
                                                                                                                                                                                                                              EC = 0.823±0.329 µg/m³
                                 30                                                                                                                            30
                                                                                                                                                                                                                              Mar-Mag 2020
                                 20                                                                                                                            20
                                                                                                                                                                                                                              OC = 4.101±1.300 µg/m³
                                 10                                                                                                                            10                                                             EC = 0.346±0.166 µg/m³
                                  0                                                                                                                            0

                                                                                                                                                                                                    Andamento giornaliero della componente carboniosa del PM10
                                                                Materia crostale      Ossidi elementi                                                                                                                        MI-Pascal
                                                                                                                                                          30                                                                                                          9

                                                                                                                              Concentrazione OC (µg/m³)
                                                                                                                                                                                                                                                                      8

                                                                                                                                                                                                                                                                          Concentrazione EC (µg/m³)
                                                                                                                                                          25
                                                                                                                                                                                                                                                                      7

                                                                                                                                                          20                                                                                                          6
                                      Mar-Mag 2017-2019                                                                                                                                                                                                               5
                                      Crostale = 3.532±1.004 µg/m³                                                                                        15
                                                                                                                                                                                                                                                                      4

                                      Antropogenico = 1.085±0.787 µg/m³                                                                                   10                                                                                                          3

                                                                                                                                                                                                                                                                      2
                                                                                                                                                           5
                                                                                                                                                                                                                                                                      1
                                      Mar-Mag 2020                                                                                                         0                                                                                                          0

                                      Crostale = 5.876±1.127 µg/m³
                                      Antropogenico = 1.098±0.813 µg/m³
                                                                                                                                                                                                                     Carbonio Organico          Carbonio Elementare

                                                           La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Come è cambiata la qualità dell’aria? La composizione del PM10
                                           Andamento giornaliero della frazione secondaria del PM10 e del Levo
                                                                        MI-Pascal
                           100                                                                                               3.5

                                                                                                                             3.0
                           80
      Conc. ioni (µg/m³)

                                                                                                                             2.5

                                                                                                                                           Conc. Levo (µg/m³)
                           60
                                                                                                                             2.0

                                                                                                                             1.5
                           40

                                                                                                                             1.0
                           20
                                                                                                                             0.5

                            0                                                                                                0.0
                                                                                                                                                                Milano - B(a)P media primo quadrimestre (genn÷apr)
                                                                                                                                                        2016.5      2017   2017.5   2018   2018.5   2019   2019.5   2020   2020.5
                                                                                                                                           0.6                                                                                  80

                                                                                                                                                                                                                                70
                                            Nitrato d'ammonio         Solfato d'ammonio           Levoglucosano                            0.5

                                                                                                                  Concentrazione (ng/m³)
                                                                                                                                                                                                                                60

                                                                                                                                                                                                                                     Conc. PM10 (µg/m³)
                                                                                                                                           0.4
                                                                                                                                                                                                                                50

Mar-Mag 2017-2019                                                                  Mar-Mag 2020                                            0.3                                                                                  40

Solfati = 1.988±0.197 µg/m³                                                        Solfati = 2.566±0.699 µg/m³                                                                                                                  30
                                                                                                                                           0.2
Nitrati = 4.768±4.087 µg/m³                                                        Nitrati = 5.539±3.472 µg/m³                                                                                                                  20

Levo = 0.048±0.036 µg/m³                                                           Levo = 0.095±0.122 µg/m³                                0.1
                                                                                                                                                                                                                                10

                                                                                                                                           0.0                                                                                  0
                                                                                                                                                                   2017             2018            2019            2020

                                    La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Come è cambiata la qualità dell’aria? La composizione del PM10

                                                           Chiusura di massa mensile - 2013-2016                                                                                                                                  Chiusura di massa mensile - 2017-2019
                           30                                                                                                                90                                                   30                                                                                                                90

                                                                                                                                             80                                                                                                                                                                     80
                           25                                                                                                                                                                     25
Conc. componenti (µg/m³)

                                                                                                                                                                       Conc. componenti (µg/m³)
                                                                                                                                             70                                                                                                                                                                     70

                                                                                                                                                  Conc. PM10 (µg/m³)

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         Conc. PM10 (µg/m³)
                           20                                                                                                                60                                                   20                                                                                                                60

                                                                                                                                             50                                                                                                                                                                     50
                           15                                                                                                                                                                     15
                                                                                                                                             40                                                                                                                                                                     40

                           10                                                                                                                30                                                   10                                                                                                                30

                                                                                                                                             20                                                                                                                                                                     20
                           5                                                                                                                                                                      5
                                                                                                                                             10                                                                                                                                                                     10

                           0                                                                                                                 0                                                    0                                                                                                                 0
                                Gennaio Febbraio   Marzo    Aprile   Maggio   Giugno   Luglio   Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre                                                             Gennaio Febbraio   Marzo    Aprile   Maggio   Giugno   Luglio   Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre

                                Materia crostale    Ossidi elementi      Solfato d'ammonio       Nitrato d'ammonio       OC    EC     PM10                                                             Materia crostale    Ossidi elementi      Solfato d'ammonio       Nitrato d'ammonio       OC    EC     PM10

Frazione minerale = 1.15·(1.890·Al + 2.139·Si + 1.399·Ca + 1.668·Ti + 2.497·S* + 2.580·Cl*+ 1.205·K* + 1.923·Cr* + 2.019·Mn* + 1.358·Fe* + 1.341·Ni* + 1.252·Cu* +
1.245·Zn* + 1.701·Br* + 1.094·Rb* + 1.011·Pb*)

Ossidi antropici = 2.580·(Cl-Cl*) + 1.205·(K-K*) + 1.923·(Cr-Cr*) + 2.019·(Mn-Mn*) + 1.358·(Fe-Fe*) + 1.341·(Ni-Ni*) + 1.252·(Cu-Cu*) + 1.245·(Zn-Zn*) + 1.701·(Br-
Br*) + 1.094·(Rb-Rb*) + 1.011·(Pb-Pb*)

con * = concentrazione totale/FA se FA > 2

                                                                 La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Come è cambiata la qualità dell’aria? La composizione del PM10

                                                                    Chiusura di massa mensile - 2020
                           30                                              Periodo Lock-down                                                                               90
                                                     Variazione %   PM10    Materia crostale   Ossidi elementi   (NH4)2SO2   (NH4)NO3   OC   EC        Levo        ND
                                                                                                                                                                           80
                                                        2013-2016    -31          10                 2              4           6       3    -2         =          -23
                           25
                                                        2017-2019    -16          13                 1              4           7       =    -2         =          -22
Conc. componenti (µg/m³)

                                                                                                                                                                           70

                                                                                                                                                                                Conc. PM10 (µg/m³)
                           20                                                                                                                                              60

                                                                                                                                                                           50
                           15
                                                                                                                                                                           40

                           10                                                                                                                                              30

                                                                                                                                                                           20
                           5
                                                                                                                                                                           10

                           0                                                                                                                                               0
                                  Gennaio Febbraio    Marzo     Aprile     Maggio        Giugno           Luglio        Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre

                                  Materia crostale      Ossidi elementi           Solfato d'ammonio                      Nitrato d'ammonio        OC          EC    PM10

                                La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Come è cambiata la qualità dell’aria? Il Source Apportionment del PM10

Analisi di SA tramite l’applicazione della PMF5
Quando: Database completi vari anni
        Isolati periodi 1°Gennaio-31 Maggio dal 2013 al 2020

Esclusione: capodanni

Specie Weak: V, Cr, Ni, Zn, Br e Rb
Specie Bad: Sr, Sn, Sb, Ba, Cl-, NO2-, PO4-, SO42-, K+, Mg+, Ca+, Arabitolo, Mannitolo, Mannosano, Galattosano

             La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Come è cambiata la qualità dell’aria? Il Source Apportionment del PM10

                        180
                                                      Andamento giornaliero del Source Apportionment del PM10 a Milano                                                 Anno 2013
                        160
                                                                                                                    5%    7%
                        140
                                                                                                          20%                    9%

                        120
Concentration (µg/m3)

                                                                                                     3%                           26%
                        100
                                                                                                          9%

                         80                                                                                    7%        14%

                         60

                         40

                         20

                          0
                        15/01/13    15/02/13   15/03/13    15/04/13   15/05/13      15/06/13       15/07/13         15/08/13          15/09/13   15/10/13   15/11/13   15/12/13      15/01/14

                        Vehicle exhaust   Vehicle non exhaust   Secondary nitrate     Industrial      Aged sea salt            Heavy oil & secondary sulphate   Mineral dust      Biomass burning

                                               La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Come è cambiata la qualità dell’aria? Il Source Apportionment del PM10

                                                              Andamento giornaliero del source apportionment del PM10 a Milano
                                                                                                                                                             Anno 2017
                        160

                                                                                                11%   1%
                        140                                                                                  15%
                                                                                           5%
                        120
                                                                                      7%
Concentration (µg/m3)

                        100
                                                                                                                   24%
                                                                                      16%
                         80

                         60                                                                     10%    11%

                         40

                         20

                         0

                        Sale    Solfato Secondario Organico   Traffico-Exhaust   Biomass Burning           Industria     Nitrato Secondario   Mineral Dust   Traffico NON-Exhaust

                                               La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Concentration (µg/m3)

                                                                                                                               0
                                                                                                                                   20
                                                                                                                                          40
                                                                                                                                                      60
                                                                                                                                                                       80
                                                                                                                                                                                 100
                                                                                                                                                                                              120
                                                                                                                                                                                                               140
                                                                                                                      01/01/2019
                                                                                                                      08/01/2019
                                                                                                                      15/01/2019
                                                                                                                      22/01/2019
                                                                                                                      29/01/2019
                                                                                                                      05/02/2019
                                                                                                                      12/02/2019

                                                                                                 Traffico
                                                                                                                      19/02/2019
                                                                                                                      26/02/2019
                                                                                                                      05/03/2019
                                                                                                                      12/03/2019
                                                                                                                      19/03/2019
                                                                                                                      26/03/2019
                                                                                                                      02/04/2019
                                                                                                                      09/04/2019
                                                                                                                      16/04/2019
                                                                                                                      23/04/2019

                                                                                                 Industria
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                                                                                                                                                                            5%
                                                                                                                                                                   0%
                                                                                                                      07/05/2019
                                                                                                                      14/05/2019
                                                                                                                      21/05/2019
                                                                                                                      28/05/2019
                                                                                                                                                           13%
                                                                                                                                                                                       16%

                                                                                                                      04/06/2019
                                                                                                                      11/06/2019
                                                                                                                                                 5%
                                                                                                                      18/06/2019

                                                                                                 SSO
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                                                                                                                                                                                                   6%

                                                                                                                      02/07/2019
                                                                                                                      09/07/2019
                                                                                                                                               13%

                                                                                                                      16/07/2019
                                                                                                                      23/07/2019
                                                                                                                      30/07/2019
                                                                                                                                                                                             18%

                                                                                                                      06/08/2019
                                                                                                                      13/08/2019
                                                                                                                                                                 24%

                                                                                                                      20/08/2019
                                                                                                                      27/08/2019
                                                                                                                      03/09/2019
                                                                                                                      10/09/2019
                                                                                                                      17/09/2019
                                                                                                                      24/09/2019
                                                                                                                      01/10/2019
                                                                                                 Nitrato Secondario

                                                                                                                      08/10/2019
                                                                                                                      15/10/2019
                                                                                                                      22/10/2019
                                                                                                                      29/10/2019
                                                                                                                      05/11/2019
                                                                                                                      12/11/2019
                                                                                                                      19/11/2019
                                                                                                                      26/11/2019
                                                                                                 sale

                                                                                                                      03/12/2019
                                                                                                                      10/12/2019
                                                                                                                      17/12/2019
                                                                                                                      24/12/2019
                                                                                                                      31/12/2019
                                                                                                                      07/01/2020
                                                                                                                      14/01/2020
                                                                                                                      21/01/2020
                                                                                                                      28/01/2020
                                                                                                                      04/02/2020
                                                                                                                      11/02/2020
                                                                                                                      18/02/2020
                                                                                                 Mineral Dust

                                                                                                                      25/02/2020
                                                                                                                      03/03/2020
                                                                                                                      10/03/2020
                                                                                                                      17/03/2020
                                                                                                                      24/03/2020
La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi

                                                                                                                      31/03/2020
                                                                                                                                                                                                                     Andamento giornaliero del source apportionment del PM10 a Milano

                                                                                                                      07/04/2020
                                                                                                                      14/04/2020
                                                                                                                      21/04/2020
                                                                                                                      28/04/2020
                                                                                                                      05/05/2020
                                                                                                                      12/05/2020
                                                                                                                      19/05/2020
                                                                                                                      26/05/2020
                                                                                                 Biomass Burning

                                                                                                                      02/06/2020
                                                                                                                                                                                                                                                                                        Come è cambiata la qualità dell’aria? Il Source Apportionment del PM10

                                                                                                                      09/06/2020
                                                                                                                      16/06/2020
                                                                                                                      23/06/2020
                                                                                                                                                                                                    Anno 2019-20

                                                                                                                      30/06/2020
Come è cambiata la qualità dell’aria? Il Source Apportionment del PM10

    Input: database dal 2013 al 2020, dal 1° gennaio al 31 maggio di ogni anno
                                   1210 righe

                                               Stesse esclusioni

         La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Come è cambiata la qualità dell’aria? Il Source Apportionment del PM10
                                                                                                                    SSO
                                       1                                                                                                                                                     2.0                                                                                                                                                Traffico
                                                                                                                                                                                                                                                                                           1                                                                                                                                         4.0
                                                                                                                                                                                             1.8
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     3.5

                                                                                                                                                                                                                         Explained variation (%)
            Concentration (ng/ng)

                                                                                                                                                                                             1.6

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     Explained variation (%)
                                                                                                                                                                                                                                                               Concentration (ng/ng)
                                      0.1                                                                                                                                                                                                                                                0.1                                                                                                                                         3.0
                                                                                                                                                                                             1.4
                                                                                                                                                                                             1.2                                                                                                                                                                                                                                     2.5

                                     0.01                                                                                                                                                    1.0                                                                                        0.01                                                                                                                                         2.0

                                                                                                                                                                                             0.8                                                                                                                                                                                                                                     1.5

                                                                                                                                                                                             0.6                                                                                       0.001                                                                                                                                         1.0
                                    0.001
                                                                                                                                                                                             0.4                                                                                                                                                                                                                                     0.5
                                                                                                                                                                                             0.2                                                                                 0.0001                                                                                                                                            0.0
                                                                                                                                                                                                                                                                                               Al   Si   S   Cl   K   Ca   Ti    V   Cr    Mn   Fe     Ni    Cu    Zn    Br    Pb    Rb    OC    EC NO3- Na+ NH4+ Levo   Galattosano
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    Mannosano
                               0.0001                                                                                                                                                       0.0
                                                Al    Si   S    Cl   K    Ca    Ti       V    Cr    Mn    Fe    Ni    Cu    Zn    Br    Pb    Rb    OC    EC NO3- Na+ NH4+ Levo
                                                                                                                                                                             Mannosano
                                                                                                                                                                                  Galattosano
                                                                                                                                                                                                                                                                                          1
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            Biomass Burning                                                                            2.0
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       1.8
                                                                                                   Cloro+Ind

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 Explained variation (%)
                                           1                                                                                                                                               0.9

                                                                                                                                                                                                                                                   Concentration (ng/ng)
                                                                                                                                                                                                                                                                                         0.1                                                                                                                                           1.6
 Concentration (ng/ng)

                                                                                                                                                                                           0.8                                                                                                                                                                                                                                         1.4
                                                                                                                                                                                                                                                                                        0.01

                                                                                                                                                                                                    Explained variation (%)
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       1.2
                                      0.1                                                                                                                                                  0.7
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       1.0
                                                                                                                                                                                           0.6                                                                                         0.001                                                                                                                                           0.8
                                                                                                                                                                                           0.5                                                                                                                                                                                                                                         0.6
                                     0.01                                                                                                                                                                                                                                  0.0001                                                                                                                                                      0.4
                                                                                                                                                                                           0.4
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       0.2
                                                                                                                                                                                           0.3
                                                                                                                                                                                                                                                             0.00001                                                                                                                                                                   0.0
                                    0.001                                                                                                                                                  0.2                                                                                                 Al   Si   S   Cl   K   Ca   Ti    V   Cr    Mn   Fe     Ni    Cu    Zn     Br    Pb    Rb   OC     EC   NO3- Na+ NH4+ Levo    Galattosano
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        Mannosano

                                                                                                                                                                                           0.1
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      Nitrato Secondario
                                0.0001                                                                                                                                                    0.0                                                                                             10                                                                                                                                           10

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      Explained variation (%)
                                                Al    Si   S    Cl   K   Ca     Ti   V       Cr    Mn    Fe    Ni    Cu    Zn    Br    Pb    Rb    OC    EC NO3- Na+ NH4+ Levo
                                                                                                                                                                            Mannosano
                                                                                                                                                                                Galattosano                                                                                                1
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       9

                                                                                                                                                                                                                                                             Concentration (ng/ng)
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       8
                                                                                                                                                                                                                                                                                         0.1                                                                                                                                           7
                                                                                                        Risollevamento                                                                                                                                                                  0.01                                                                                                                                           6
                                      1                                                                                                                                                    1.2
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       5
                                                                                                                                                                                                                                                                                       0.001                                                                                                                                           4

                                                                                                                                                                                                   Explained variation (%)
Concentration (ng/ng)

                                                                                                                                                                                           1.0
                                                                                                                                                                                                                                                                                 0.0001                                                                                                                                                3
                                     0.1
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       2
                                                                                                                                                                                           0.8                                                                        0.00001
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       1
                                                                                                                                                                                                                                                          0.000001                                                                                                                                                                     0
                                    0.01                                                                                                                                                   0.6                                                                                                 Al   Si   S   Cl   K   Ca   Ti    V   Cr    Mn   Fe      Ni    Cu    Zn    Br    Pb    Rb    OC    EC   NO3- Na+ NH4+ Levo    Galattosano
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        Mannosano

                                                                                                                                                                                           0.4                                                                                                                                                       Sale
                               0.001                                                                                                                                                                                                                                                      10                                                                                                                                               0.4
                                                                                                                                                                                           0.2

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      Explained variation (%)
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           0.4

                                                                                                                                                                                                                                                             Concentration (ng/ng)
                                                                                                                                                                                                                                                                                           1
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           0.3
                        0.0001                                                                                                                                                             0.0
                                                                                                                                                                                                                                                                                         0.1                                                                                                                                               0.3
                                               Al    Si    S   Cl    K   Ca    Ti    V       Cr    Mn    Fe    Ni    Cu    Zn    Br    Pb    Rb    OC    EC NO3- Na+ NH4+ Levo
                                                                                                                                                                            Mannosano
                                                                                                                                                                                 Galattosano
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           0.2
                                                                                                                                                                                                                                                                                        0.01                                                                                                                                               0.2
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           0.1

                                                                         Risultati preliminari!!
                                                                                                                                                                                                                                                                                       0.001
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           0.1
                                                                                                                                                                                                                                                                                     0.0001                                                                                                                                            0.0
                                                                                                                                                                                                                                                                                               Al   Si   S   Cl   K   Ca    Ti   V    Cr   Mn    Fe     Ni    Cu    Zn    Br    Pb    Rb    OC    EC   NO3- Na+ NH4+ Levo    Galattosano
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        Mannosano

                                                                                         La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Come è cambiata la qualità dell’aria? Il Source Apportionment del PM10

                                         Andamento giornaliero del source apportionment di MI-Pascal, 01.01-31.05 dal 2013 al 2020
                        250

                        200
                              2013       2014              2015             2016             2017                                                      2018                                             2019                                            2020
Concentration (µg/m3)

                        150

                        100

                        50
                                                                                                                                                 Trend giornaliero dei fattori nel periodo 19.02-04.03.2018 a MI-Pascal
                                                                                                                            45                                                                                                                                                     80

                                                                                                                            40                                                                                                                                                     70
                         0
                                                                                                                            35
                                                                                                                                                                                                                                                                                   60

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Conc. PM10 (µg/m3)
                                                                                                                            30

                                                                                                    Conc. Fattori (µg/m3)
                                                                                                                                                                                                                                                                                   50

                                                                                                                            25
                                                                                                                                                                                                                                                                                   40
                                                                                                                            20
                                                                                                                                                                                                                                                                                   30

                                           Sale     Traffico      Risollevamento     SSO      Cloro+Ind                     15
                                                                                                                                                    Nitrato Secondario                                                     Biomass Burning                                         20
                                                                                                                            10

                                                                                                                                                                                                                                                                                   10
                                                                                                                            5

                                                                                                                            0                                                                                                                                                      0
                                                                                                                                 18/02/18 19/02/18 20/02/18 21/02/18 22/02/18 23/02/18 24/02/18 25/02/18 26/02/18 27/02/18 28/02/18 01/03/18 02/03/18 03/03/18 04/03/18 05/03/18

                                                                                                                                                        Sale                                Solfato Secondario Organico         Nitrato Secondario
                                                                                                                                                        Traffico-Exhaust                    Traffico NON-Exhaust                Biomass Burning
                                                                                                                                                        Mineral Dust                        Industria                           PM10 misurato
                                      La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Come è cambiata la qualità dell’aria? Il Source Apportionment del PM10

                                                                         Riassumendo….
                                           Risultati di Source Apportionment periodo 1° marzo - 31 maggio
                                                                                     Lock-down
                                40

                                35
       Concentrazione (µg/m³)

                                30

                                25

                                20

                                15

                                10

                                 5

                                 0
                                       2013               2014        2015          2016          2017         2018          2019          2020
                                     SSO      Industria      Risollevamento   Traffico     Biomass Burning   Nitrato Secondario     Sale   ND

                                La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
Per chi fosse interessato ad approfondire

  Sull’andamento dei dati misurati              Sull’andamento delle emissioni                    L’andamento nel bacino padano
https://www.arpalombardia.it/sites/DocumentC      https://www.arpalombardia.it/sites/Docu          (dal progetto Life Prepair)
enter/Documents/Aria%20-                          mentCenter/Documents/Aria%20-                    https://www.lifeprepair.eu/wp-
%20Relazioni%20approfondimento/Analisi%20p        %20Relazioni%20approfondimento/report            content/uploads/2020/06/COVIDQA-
reliminare%20QA-COVID19.pdf                       %20stima%20emissiva%20COVID%2019%                Prepair-19Giugno2020_final.pdf
                                                  20lombardia_aprile20.pdf

                     La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi
LEGAME INQUINAMENTO/COVID-19 –
IL PROGETTO «PULVIRUS»
 Arpa Lombardia partecipa al progetto di ricerca denominato PULVIRUS, finalizzato a individuare il legame tra
 inquinamento atmosferico e Covid-19.

 Partner: ENEA, Istituto Superiore di Sanità (ISS), Sistema Nazionale per la Protezione Ambientale (SNPA)

 Obiettivi:
 •   Analisi degli effetti sulla qualità dell’aria delle misure di distanziamento fisico durante il periodo della pandemia da COVID 19: cosa
     dicono le stazioni di monitoraggio italiane.
 •   Valutazione sull’intero territorio nazionale della riduzione delle emissioni e concentrazioni di inquinanti atmosferici per effetto
     dell’introduzione di misure per contrastare la diffusione del COVID 19, anche mediante l’uso di tecniche modellistiche.
 •   Campagna integrata di caratterizzazione della composizione chimica del particolato.
 •   Valutazione dell’impatto a larga scala della riduzione delle emissioni sulla composizione atmosferica e sulle concentrazioni
     ambientali di gas serra.
 •   Studio sulle interazioni fisico-chimiche-biologiche tra polveri sottili e virus.
 •   Raccomandazioni per il trattamento di campioni di particolato e valutazioni preliminari allo sviluppo di un modello predittivo di
     allerta precoce conseguente alla presenza di tracce di COVID-19 sul particolato atmosferico

 Il progetto si svilupperà nell’arco di un anno; i primi risultati saranno disponibili tra qualche mese.

                     La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi                            34
STUDIO EPIDEMIOLOGICO NAZIONALE
SU INQUINAMENTO ATMOSFERICO E COVID

Arpa Lombardia partecipa al Gruppo di Lavoro «Valutazione dell’esposizione ambientale» nell’ambito dello studio
epidemiologico nazionale «EpiCovAir», promosso dall’Istituto l’Istituto Superiore di Sanità (ISS), da ISPRA con il SNPA e
in collaborazione con gli esperti della Rete Italiana Ambiente e Salute (RIAS), finalizzato a valutare se, e in quale misura, i
livelli di inquinamento atmosferico siano associati agli effetti sanitari dell’epidemia.

Gli obiettivi dello studio verteranno sul ruolo dell’esposizione al particolato atmosferico (PM) nell’epidemia di COVID-19
nelle diverse aree del Paese. In particolare sarà di interesse chiarire l’effetto di tale esposizione su:
- distribuzione spaziale e temporale dei casi,
- gravità dei sintomi e prognosi della malattia,
- distribuzione e frequenza degli esiti di mortalità.

La risposta a tali quesiti dovrà essere declinata in relazione a fattori di suscettibilità quali età, genere, presenza di
patologie preesistenti alla diagnosi di COVID-19, fattori socio-economici e demografici, tipo di ambiente di vita e di
comunità (urbano-rurale, attività produttive).

                  La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi                  35
Conclusione

          L’esperimento (non voluto!) del lock-down ha ancora una volta

          confermato la difficoltà di ridurre le concentrazioni di alcuni parametri in

          una realtà come quella del bacino padano e la necessità di continuare ad

          agire su tutte le sorgenti, in particolare per contrastare l’inquinamento

          secondario.

          La caratterizzazione chimica del Particolato Atmosferico – 19 Novembre 2020 – Cristina Colombi   36
Grazie a tutti i colleghi che hanno contribuito:
Eleonora Cuccia, Lorenza Corbella, Umberto Dal Santo, Vorne Gianelle, Rosario Cosenza, Andrea Algieri,
Luca D’Angelo, Fabio Raddrizzani, Romeo Ferrari, Francesco Ledda, Giovanni Cigolini, Marco Chiesa, Marco
Dal Zotto, Anna Di Leo, Guido Lanzani

                                    c.colombi@arpalombardia.it

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