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Qualita’ dell’Aria nella Piana Fiorentina

Campagna di Misure Settembre 2016 – Giugno 2017

 Progetto SMART Report

a cura: Prof. Roberto Udisti
Dipartimento di Chimica – Sezione Chimica Analitica

Polo Scientifico di Sesto F.no – Universita’ di Firenze.

 

1. INTRODUZIONE
Allo scopo di contribuire all’acquisizione di una maggiore conoscenza dello stato dell’ambiente nella Piana Fiorentina, soprattutto in considerazione del possibile ampliamento delle pre-esistenti infrastrutture aeroportuali e della supposta costruzione di un impianto di termovalorizzazione dei rifiuti in localita’ Case Passerini, il Dipartimento di Chimica, in maniera autonoma e senza ricorrere a finanziamenti da parte di istituzioni o enti pubblici o privati, ha condotto uno studio sulle concentrazioni atmosferiche e sulla composizione chimica del particolato atmosferico PM10 in 13 siti distribuiti in 4 Comuni che si affacciano sulla Piana.
La campagna di campionamento e’ stata svolta utilizzando due tipi di campionatori operanti con testa PM10: 2 campionatori FAI-Hydra a norma europea EN 12341 e 13 campionatori innovativi FAI-SMART. Dato il carattere innovativo dei campionatori SMART, due campionatori di questo tipo sono stati installati nei pressi dei due campionatori a norma EN 12341, per poter valutare l’attendibilita’ dei dati raccolti.
Il campionamento si e’ svolto nel periodo Settembre 2016 – Giugno 2017, con alcune differenze, anche notevoli, nei periodi di campionamento che hanno interessato i differenti siti. Queste differenze sono dovute al fatto che gli Accordi di Collaborazione tra il Dip. Chimica e gli Assessorati all’Ambiente dei quattro Comuni interessati al progetto hanno subito il ritardo di alcuni mesi, per il completo espletamento dei protocolli relativi alla stesura dell’Accordo. Inoltre, qualche minore differenza tra i periodi di campionamento effettuati con i campionatori SMART e’ stata causata da alcuni problemi di messa a punto iniziale dei campionatori stessi.
Il campionamento con le centraline a norma europea EN12341 e’ stato effettuato con cadenza giornaliera (campionamenti di 24 h dalle 00.01 alle 23.59 di ogni giorno) dal 2 Settembre 2016 all’11 Ottobre 2016, e ogni due giorni (campionamenti di 24 h dalle 00.01 alle 23.59 a giorni alterni) dal 13 Ottobre all’ 8 Giugno 2017. I campionamenti sono stati effettuati nei siti di Case Passerini e del Polo Scientifico di Sesto Fiorentino.
Il campionamento con i campionatori SMART si e’ svolto nel periodo Settembre 2016 – Giugno 2017 per i due campionatori operanti in parallelo con i campionatori EN 12341 a Case Passerini (S4) e presso il Polo Scientifico (S5), e nel periodo da Dicembre 2016/Gennaio 2017 a Giugno 2017 per gli altri 11 siti di campionamento (S1-S3 e S6-S13). Questi campionamenti hanno avuto la durata di 15 giorni ed hanno permesso di valutare la distribuzione spaziale della concentrazione atmosferica e della composizione chimica del PM10 in gran parte dell’area della Piana Fiorentina. In totale, sono stati prelevati 456 campioni di PM10, che sono stati tutti analizzati per la misura gravimetrica del PM10 e per la determinazione delle concentrazioni atmosferiche dei piu’ rilevanti componenti chimici (ioni e metalli) potenzialmente tossici per l’ambiente.
E’ da tenere conto che, per la mancanza di qualunque tipo di finanziamento da parte degli Enti Regionali e Comunali, non e’ stato possibile determinare alcuni marker di specifiche emissioni. In particolare, non sono stati determinati il silicio (marker delcontributo crostale), il levoglucosano (marker delle combustioni da biomassa) e le frazioni carboniose OC (Organic Carbon) e EC (Elemental Carbon), marker del traffico e dei processi di combustione. Inoltre, il periodo di campionamento non ha riguardato un intero ciclo annuale (anche se la copertura del periodo autunno-inverno e’ significativa per la valutazione della qualita’ dell’aria nel periodo con la presenza delle piu’ intense fonti emissive). Per tali ragioni, non e’ stato possibile applicare l’analisi statistica multivariata (PMF – Positive Matrix Factorization) per il riconoscimento e la quantificazione delle sorgenti (source apportionment). E’ auspicabile che un progetto finanziato dalla Regione Toscana nell’arco del 2018 possa permettere un campionamento annuale in almeno due siti della Piana, con la determinazione di tutti i componenti chimici necessari per un affidabile source apportionment.


Informazioni dettagliate sulle posizioni dei siti e sui periodi di campionamento per ogni sito sono riportate nella Sezione 3 “Siti di Campionamento”. Una sintesi delle metodologie di misura e’ riportata nella Sezione 4 “Metodologie”. Le concentrazioni atmosferiche del PM10 e dei piu’ rilevanti ioni e metalli misurati nei filtri raccolti sono riportate nella Sezione 5 “Risultati”. La sintesi dei risultati ottenuti e’ riportata nella Sezione 6 “Conclusioni”. Particolare risalto e’ stato dato alla distribuzione spaziale della concentrazione atmosferica del PM10 e dei quattro metalli per i quali sono previsti limiti per i “Valori Obiettivo” e le “Soglie di Valutazione Superiore e Inferiore” da parte delle attuali normative per la Qualita’ dell’Aria (es. Direttiva 2004/107/CE per arsenico, cadmio, nichel e piombo).
Attraverso questo studio, e’ stato possibile ottenere, per la prima volta, una conoscenza della distribuzione spaziale del PM10 e dei suoi principali componenti in una vasta area all’interno della Piana Fiorentina nel periodo dall’autunno alla primavera, il piu’ critico per la presenza delle emissioni da riscaldamento domestico e per la frequente formazione di strati di inversione termica, con conseguente aumento della concentrazione degli inquinanti al suolo. In tal modo, e’ stato possibile mettere in evidenza situazioni di distribuzione omogenea di contaminanti nell’area in esame o la presenza di particolari concentrazioni di specifici inquinanti in determinati siti.
Tali conoscenze sono propedeutiche per impostare e adottare opportune politiche di controllo, mitigazione e risanamento, una volta che le principali sorgenti di taliinquinanti nel PM10 siano state identificate e quantificate, per garantire ai cittadini il pieno raggiungimento dagli standard per la Qualita’ dell’Aria.
Infine, una attendibile conoscenza degli effetti dell’impatto delle attuali sorgenti sulla qualita’ dell’aria nella Piana Fiorentina potrà permettere di valutare e quantificare il contributo aggiuntivo, quantitativo e qualitativo, di possibili futuri insediamenti industriali e/o tecnologici, inclusi l’ampiamento dell’infrastruttura aeroportuale e la realizzazione di un termo-valorizzatore.
I dati ottenuti dall'analisi chimica dei filtri raccolti durante questo progetto verranno messi a disposizioni delle Autorita’ Regionali e Comunali, degli Organi di Stampa, e dei cittadini che ne faranno richiesta, per una corretta e capillare comprensione della situazione attuale della Qualita’ dell’Aria nella Piana Fiorentina.

2. COLLEGAMENTO CON ALTRI PROGETTI COMUNALI , REGIONALI E EUROPEI
Il progetto SMART si e’ svolto nell’ambito di progetti di studio e monitoraggio della Qualita’ dell’Aria nel comprensorio di Firenze e della Toscana, condotti dal Dip. di Chimica in anni precedenti, in collaborazione con la Regione Toscana e il Comune di Sesto Fiorentino. Tra tali progetti, si possono citare:

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