Il problema delle polveri in Alto Adige

Sono molti i motivi per i quali ultimamente anche in Alto Adige le polveri sottili sono un tema frequentemente discusso dai vari mass media (p.es. i lunghi periodi di inversione termica o di siccità nei mesi invernali, i limiti di legge più restrittivi, ecc.). La seguente relazione illustra brevemente il problema.

Cosa significa PM10? Le polveri sono un miscuglio di particelle molto complesso, le cui dimensioni, densità, composizione e reattività sono estremamente variabili. Le polveri possono essere di origine naturale o artificiale. Inoltre si distinguono le cosiddette particelle primarie, cioè emesse direttamente come pulviscolo e le particelle secondarie che vanno a formarsi nell'atmosfera in un secondo tempo per reazione con altri prodotti gassosi precursori presenti nell'aria.

A parte la composizione chimica, sono soprattutto le dimensioni del particolato che permettono di caratterizzare le polveri. Il diametro fornisce importanti informazioni sulla loro origine e sui processi che nell'atmosfera possono essere rilevanti per queste particelle. Di norma si distingue fra:
• TSP - polveri totali sospese (TSP = Total suspendet particulate matter): sono denominate le polveri sospese con un diametro aerodinamico inferiore a circa 60 µm (1µm = 1 micrometro = 0,000001 metri) ed una velocità di sedimentazione £ 10 cm/s.
• PM10 (particulate matter): sono denominate le polveri sospese con un diametro aerodinamico inferiore a 10 µm, composte da particelle grosse e fini.
• PM 2,5 (particelle fini) e PM 0,1 (particelle ultrafini): sono denominate le polveri sospese con un diametro aerodinamico inferiore rispettivamente a 2,5 µm ed a 0,1µm.

È soprattutto il diametro delle polveri che incide sul tempo di permanenza del particolato nell'aria. Infatti, mentre le particelle più grosse normalmente sedimentano in tempi molto brevi, le cosiddette polveri fini possono rimanere sospese per diversi giorni ed essere quindi trasportate anche molto lontano dal luogo d'origine. Per le polveri fini i principali processi di rimozione sono il dilavamento dovuto alla pioggia oppure la diluizione per effetto del vento.

Le principali fonti naturali di polvere sono i pollini, la schiuma marina, l'erosione dovuta al vento ed i vulcani. In Alto Adige tale contributo è trascurabile.
Mentre i pollini hanno normalmente un diametro superiore a 10 µm e perciò contribuiscono poco alla concentrazione del PM10, le particelle fini si formano soprattutto nei processi di combustione (p.es. fuliggine < 0,3µm). Dai precursori gassosi come p.es. il biossido di zolfo (SO2), gli ossidi di azoto (NOx), l'ammoniaca (NH3) e composti organici volatili (VOC) si formano principalmente piccole particelle, dal diametro di circa 0,1 - 2,5µm. Le particelle causate da processi di abrasione o di risospensione dovuta al vento, hanno solitamente dimensioni di circa 1 - 2 µm.

Si stima che in Alto Adige circa tre quarti del PM10 sono da attribuire alle emissioni dei motori a scoppio e soprattutto da quelli a diesel. Il resto proviene dagli impianti a riscaldamento, le emissioni industriali e da fonti naturali.

Mediamente la polvere totale TSP è composta per l'80% dalla frazione del PM10 e questa per circa il 70 - 80% dalla frazione del PM2,5. In sintesi il principale contributo alla massa della polvere è dovuto alla frazione dal diametro di 0,1 a 2,5 µm.

Le polveri sottili rappresentano un pericolo per la nostra salute. Le polveri possono essere direttamente formate da sostanze tossiche o cancerogene (p.es. metalli pesanti, asbesto) oppure essere inerti, ma avere assorbito ed accumulato sulla loro superficie altri inquinanti presenti nell'aria, p.es. sostanze cancerogene come i policiclici aromatici o anche dei batteri, che aspirati, possono penetrare nel nostro corpo.

Anche in questo caso sono di fondamentale importanza le dimensioni delle polveri. Mentre il pulviscolo più grosso viene filtrato e di seguito espulso ancora nella parte iniziale del nostro apparato respiratorio, la frazione del PM10, composta da particelle molto più piccole, riesce a entrare nei polmoni. Le possibili conseguenze sono soprattutto un aumento delle malattie dell'apparato respiratorio, dell'apparato cardiovascolare e il rischio di contrarre dei tumori.

Per questo motivo dal 2001 in poi, nelle stazioni della rete provinciale di misura automatica dell'inquinamento dell'aria, dalla misura delle polveri totali TSP si è passati alla misura del PM10, più rilevante dal punto di vista sanitario.

Come si misurano le polveri nell'aria? Le metodiche più frequentemente usate sono:
• Il metodo manuale gravimetrico che consiste nel campionamento delle polveri su singoli filtri con l'ausilio di una adeguata pompa, in un determinato sito, in tempi e durata di prelievo predefiniti (p.es. 24 h). Dopo il campionamento il filtro viene prelevato, portato in laboratorio e dopo un tempo di condizionamento a temperatura e umidità costante, si passa alla pesata. Vantaggio: si tratta di un metodo di riferimento. Svantaggio: normalmente si ottiene il risultato della misura dopo alcuni giorni.
• La misura automatica in continuo. Nelle stazioni di misura della rete provinciale sono utilizzati i cosiddetti sistemi ad assorbimento beta. In questi analizzatori l'aria campione viene aspirata attraverso un filtro a nastro, che prosegue automaticamente. La polvere trattenuta sul filtro forma delle macchie rotonde (vedi fig. 1). Su queste macchie, sfruttando il principio dell'assorbimento delle radiazioni beta lo strumento ad intervalli preselezionati misura la concentrazione di polvere. Vantaggio: si ha il risultato dopo poco tempo. Svantaggio: non si tratta di un metodo di riferimento e per rendere il risultato equivalete al metodo gravimetrico, bisogna determinare sperimentalmente dei fattori di correzione. Il nostro laboratorio ha determinato questi fattori in collaborazione con l'Umweltbundesamt di Vienna.

All'ingresso dell'analizzatore si possono inserire delle teste di misura particolari, cosiddetti cicloni, che fanno arrivare all'analizzatore selettivamente solo polvere di un certo diametro. Perciò in base al tipo di ciclone utilizzato, l'analizzatore potrà misurare o le polveri totali, oppure il PM10 o il PM2,5 e così via.


 La Figura 1 mostra a sinistra un analizzatore automatico delle polveri con il rotolo del filtro a nastro evidenziato dalla freccia rossa. A destra si vede un pezzo di filtro a nastro con le macchie di polvere. Le due macchie più chiare corrispondono ai prelievi del fine settimana con meno traffico.

Che cosa si misura in Alto Adige? La rete automatica di misura dell'APPA di Bolzano è formata in totale da 10 stazioni di misura. Le stazioni si trovano a Bolzano, Merano, Bressanone, Brunico, Vipiteno, Laces, ed al Renon. In sintesi possiamo dire che in Alto Adige l'inquinamento dell'aria è principalmente caratterizzato dai seguenti fattori:
• l'Alto Adige è una zona alpina con città, paesi e strade nel fondovalle e di conseguenza si nota una forte dipendenza dell'inquinamento dalla situazione meteorologica, p.es. d'inverno la formazione dell'inversione termica con scarso ricambio d'aria nel fondo delle valli. Ne consegue una pronunciata variabilità stagionale dell'inquinamento.
• riguardo al biossido di azoto (NO₂), monossido di carbonio (CO), biossido di zolfo (SO₂), le polveri totali e fini (PM10) ed il benzene, si rilevano minimi estivi quando la ventilazione delle valli è sufficiente e massimi invernali in corrispondenza delle calme di vento. Per le polveri la situazione può peggiorare ulteriormente in concomitanza con periodi di siccità.
• l'ozono (O₃), la cui formazione è correlata all'intensità della radiazione solare ed a temperature elevate, è invece principalmente un problema estivo.
• in Alto Adige la maggiore fonte d'inquinamento è il traffico veicolare.
• una retrospettiva degli ultimi dieci anni mostra una netta diminuzione dell'inquinamento in Alto Adige riguardo al monossido di carbonio (CO), al biossido di zolfo (SO₂), delle polveri totali e fini (PM10) ed il benzene, mentre per il biossido di azoto (NO₂) e l'ozono l'andamento delle concentrazioni è stazionario.


 La Figura 2 mostra l'andamento delle concentrazioni di PM10 nel periodo 1991 al 2002. I dati del PM10 relativi al periodo 1991 al 2001 sono stati calcolati in base alle misure delle polveri totali utilizzando un apposito fattore di calcolo.

In Alto Adige il PM10 viene misurato appena da circa due anni. Nel periodo 1991 al 2001 nelle stazioni di misura veniva determinata la polvere totale (TSP). In seguito, in base alla nuova legislazione, in tutte le stazioni si è passati alla misura della frazione del PM10, più rilevate dal punto di vista sanitario. Per mezzo di adeguati fattori di calcolo è però possibile risalire approssimativamente dai valori delle polveri totali a quelli della frazione del PM10 ed ottenere così una panoramica dell'andamento negli ultimi dieci anni.

Perchè si parla tanto delle polveri sottili? In pratica i "problemi" sono arrivati con i nuovi limiti di legge, introdotti con il recepimento delle direttive comunitarie sull'inquinamento dell'aria 1999/30/CE, 2000/69/CE per SO₂, NO₂, Pb, CO, benzene ed in particolare per il PM10. Proprio ultimamente questi limiti sono stati anche ripresi in un nuovo regolamento provinciale sulla qualità dell'aria. Questo regolamento prevede per le concentrazioni del PM10 una soglia d'attenzione, attualmente di 60 µg/m³ (media delle 24 ore). Se questa soglia viene superata per più di sette giorni consecutivi, i relativi comuni sono tenuti ad adottare provvedimenti immediati (allegato B, piano d'azione, art. 3). Inoltre il regolamento provinciale prevede delle soglie di prevenzione e soglie annuali, che non possono essere superate più di un certo numero di volte all'anno (allegato B, piano d'azione, art. 4). Nel caso queste condizioni non possano essere mantenute, i relativi comuni sono tenuti a pianificare e prevedere adeguate contromisure, di modo che in futuro i superamenti possano essere evitati.
Nell'ultimo periodo invernale le città di Bolzano e Merano sono state particolarmente colpite dal problema delle polveri, meno Bressanone e molto meno la zona di Brunico e Vipiteno per effetto del föhn da nord.


 La figura 3 mostra l'andamento delle medie delle 24 ore del PM10 di tutte le stazioni di misura dell'Alto Adige durante il periodo dal 01.12.2002 al 05.04.2003. Si noti che la soglia di attenzione per il PM10 (linea rossa) nel 2002 era di 65µg/m³, nel 2003 è scesa a 60 µg/m³ e nel prossimo anno scenderà ulteriormente a 55µg/m³ per arrivare nel 2005 a 50µg/m³. Evidenti sono i molteplici superamenti registrati negli ultimi mesi.

Le contromisure:
L'inverno ormai è alla fine e come si evince dalla figura 3 anche le concentrazioni del PM10 stanno lentamente diminuendo. Per la prossima stagione invernale i problemi con le polveri saranno quasi inevitabili, soprattutto in considerazione del fatto che i limiti diventano di anno in anno più restrittivi.


 La figura 4 mostra l'andamento medio del PM10 (media delle medie giornaliere di tutte le stazioni di misura - riprese da Internet) della Provincia di Trento, dell'Alto Adige e del Tirolo del Nord, nel periodo dal primo gennaio alla fine di marzo del 2003.

In relazione alla discussione sulle possibili contromisure da adottare per abbattere il PM10, la figura 4 può dare alcune indicazioni molto utili. Infatti nel grafico, si vede che l'andamento delle polveri del Trentino è praticamente identico a quello dell'Alto Adige e persino nel Tirolo del Nord è ancora alquanto simile. Da questo possiamo dedurre che nelle zone alpine la situazione meteorologica, come ad esempio un periodo di forte inversione termica con calma di vento, ha un'influenza predominante sulla concentrazione delle polveri. Perciò una contromisura che prevede p.es. unicamente un diverso orientamento del traffico o una chiusura solo parziale del traffico in una certa zona o quartiere, non riuscirà a cambiare significativamente la concentrazione totale delle polveri in una vallata alpina.


 La figura 5 mostra l'andamento del PM10 (medie orarie) e della frequenza del traffico (nr. macchine all'ora) in Via C. Augusta a Bolzano nel periodo dal 21.03.2003 al 02.04.2003 durante una fase di inversione termica. Si può vedere come nonostante l'introduzione del senso unico, che a partire dal 27.03.2003 ha portato ad una netta riduzione del traffico in Via C. Augusta, la concentrazione del PM10 continua ad incrementare, seguendo l'andamento registrato globalmente nelle altre stazioni dell'Alto Adige e del Trentino (vedi per confronto l'andamento durante lo stesso periodo in figura 4). La situazione rientra nei limiti solo dopo il 02.04.2003 con l'arrivo del vento.

Per essere efficaci le contromisure devono mirare ad abbassare le emissioni delle principali fonti d'inquinamento. Si riportano alcuni esempi:
• Riduzione del traffico individuale privato. Alternativa: motori al metano o elettrici, filtri diesel del tipo FAP, potenziamento del trasporto pubblico, ...
• Riduzione del traffico commerciale con automezzi inquinanti, in particolare i mezzi pesanti con motori diesel Euro 0 ed 1. Alternativa: dichiarare le alpi come una zona sensibile e vietare la circolazione ai mezzi molto inquinanti; trasporto merci in città con automezzi meno inquinanti, ...
• intensificare le verifiche sulle emissioni delle macchine,
• per chi compera una macchina, invece della potenza, dovrebbe essere più importante il consumo di carburante e la riduzione delle emissioni,
• incentivare le nuove tecnologie (filtri per i diesel, carburante a basso contenuto di zolfo, le celle all'idrogeno, ...
• il blocco del traffico in seguito ad un superamento delle soglie è solo soluzione di ripiego poco efficace, ha solo un valore educativo,
• ridurre le emissioni degli impianti di riscaldamento, incentivare le case a risparmio energetico, impianti ad energia solare, biogas, ecc.....
• realizzare un catasto delle sorgenti d'emissione (già in elaborazione), un catasto del consumo energetico nei comuni, ...
• incentivare i controlli degli impianti di riscaldamento da parte degli spazzacamini.

Sono molte le possibili iniziative che si possono prevedere a livello dei singoli comuni e in ogni caso sarà della massima importanza che ciò avvenga in maniera concordata. È chiaro che tutte queste iniziative a livello locale o comunale, possono ridurre l'inquinamento solo in una misura relativamente limitata. D'altra parte, con questi nuovi limiti l'UE ha voluto proteggere meglio la nostra salute. Sta ora a noi dimostrare che a livello locale è stato fatto tutto il possibile per raggiungere tale fine. Per abbattere veramente in maniera efficace l'inquinamento dell'aria saranno necessari altri provvedimenti che però possono essere decisi solo a livello comunitario.

P. es. sarebbe importante che l'UE emanasse delle direttive affinchè in futuro venissero prodotte solamente macchine a basso tasso d'inquinamento, che i filtri per i diesel diventino obbligatori, ecc.. In questo modo sarebbe possibile ridurre in breve tempo le emissioni delle macchine. Imporre dei limiti più restrittivi solo sul lato delle immissioni senza prevederne

Dr. Luigi Minach - APPA Bolzano
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