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Funded under the EU-Life Programme
Il progetto Life-PARFUM:il monitoraggio a scala microurbana
Alessandro Benassi, Massimo Bressan, Fabio Dalan, Aurelio Latella
ARPAV Dipartimento Provinciale di Padova
Padova, 30/11/2007La mobilità sostenibile nelle aree urbane
Funded under the EU-Life Programme
Quello che già sappiamo sul PM10…
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Funded under the EU-Life Programme
PM10 trend mensile apr 84 - dic 06
0
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apr-
84
dic-
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dic-
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dic-
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dic-
92
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apr-
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dic-
94
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00
ago-
01
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02
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03
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04
ago-
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apr-
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dic-
06
ug/m
3PTS vs PM10
PTSPM10
media area urbana
Funded under the EU-Life Programme
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Funded under the EU-Life Programme
Lo stato di qualità dell‘aria a Padova
0
10
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2001 2002 2003 2004 2005 2006
ug/m
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Arcella Mandria Granze
0
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140
175
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2001 2002 2003 2004 2005 2006
n ex
ceed
ance
s tre
shol
d 50
ug/
m3
Arcella Mandria Granze
• Arcella (traffic hot spot)
• Mandria (urban background)
• Granze (industrial)Valore limite
Valore limite
PM10 media annuale
PM10 numero superamenti 50 ug/m3
PM10: inquinante critico!
Funded under the EU-Life Programme
Obiettivi del progetto
Quello che vorremmo sapere in piùsul PM10 con questo progetto…
4
Funded under the EU-Life Programme
Sintesi obiettivi progettuali
Verificare se e comecambia la qualità dell’aria
“PM10 a livello di strada”
PRIMA e DOPOla realizzazione di un asse a viario a 0
o bassa emissione (tram);
…è uno zoom su 3 stradenell’area urbana di Padova
Funded under the EU-Life Programme
Rappresentazione schematica delladistribuzione del PM10 …
conc
entr
azione
med
ia P
M10
[ µ
g/m3
]
background regionale +
background naturale
background urbano
hot spottraffico urbano
“area urbana” “area rurale”? ?
modificato da Lenschow et al. 2001
-
+
hot spot“locale”
…che è, in qualche modo, una sintesi degliobiettivi del progetto PARFUM
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Funded under the EU-Life Programme
Rete di monitoraggio
%U
%U
%U
#S#S
#S
Å
ä
Granze
Mandria
Arcella
Sodar
MW Radiometer(Temperature profiler)
(Wind profiler)
Via DantePiazza Insurrezione
Riviera Ponti Romani
1:35000
N
3 strade monitoratecon mezzo mobile
~ 8 Km
Periodi monitoraggio:
1) 07/02/07 - 15/03/07(ex ante), concluso
2) feb - mar 2008(ex post), da fare
Funded under the EU-Life Programme
Padova: traffico nelle strade principali
Parfum_tgm_tot_feriale.shp< 6000 vehi/day6000- 12500 vehi/day12500 - 22500 vehi/day22500- 35500 vehi/day35500 - 76000 vehi/day
Area distudio
6
Funded under the EU-Life Programme
Caratteristiche delle 3 strade
%U
%U
%U
1:2500N
%U
%U
%U
1:2500N
Via Dante
Piazza Insurrezione
Riviera Ponti Romani
~ 800 m
~ 6
00 m
Funded under the EU-Life Programme
Via Dante%U
%U
%U
1:2500N
Principali caratteristiche “topografiche”della strada e flussi medi di traffico(TGM)
Lunghezza (L): 217 m
Larghezza (W): media 7 m, min 4 m, max 11 m
Altezza edifici (H): media 18 m, min 12 m, max 45 m
Rapporto H/L: 2.57 (H/W indica “effetto canyon”)
N. corsie di traffico: 2 (1 riservata al trasporto pubblico)
TGM (ref. 2004): ~ 8.500 veicoli/die (8.450 leggeri, 50 bus)
+ conteggio traffico nel periodo di monitoraggio
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Funded under the EU-Life Programme
Traffico: Via Dante
0
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300
400
500
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TGM 2004 PARFUM
0
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n. m
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Traffico giornaliero rilevatonel periodo di monitoraggioPARFUM
Giorno tipo confrontocon TGM 2004
Funded under the EU-Life Programme
Lunghezza (L): 136 m
Larghezza (W): media 63 m, min 14 m, max 108 m
Altezza edifici (H): media 24 m, min 4 m, max 50 m
Rapporto H/W: 0.38 (H/W indica “effetto canyon”)
Perimetro: 260 m, Area: 4.280 m2 (0.4 Ha)
N. corsie di traffico: 1
TGM (ref. 2004): ~ 12.800 veicoli/die (12.550 leggeri, 250 bus)
Piazza Insurrezione%U
%U
%U
1:2500N
Principali caratteristiche “topografiche”della strada e flussi medi di traffico(TGM)
+ conteggio traffico nel periodo di monitoraggio
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Funded under the EU-Life Programme
Traffico: Via Verdi (Piazza Insurrezione)
0
2000
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n. m
edio
vei
coli
TGM 2004 PARFUM
Traffico giornaliero rilevatonel periodo di monitoraggioPARFUM
Giorno tipo confrontocon TGM 2004
Funded under the EU-Life Programme
Lunghezza (L): 481 m
Larghezza (W): media 15 m, min 9 m, max 33 m
Altezza (H): media 14 m, min 9 m, max 44 m
Rapporto H/W: 0.93 (H/W indicatore “effetto canyon”)
N. corsie di traffico: 2 (veicoli autorizzati e trasporto pubblico)
TGM (ref. 2004): ~ 1.500 veicoli/die(1.350 leggeri, 150 bus)
Riviera Ponti Romani%U
%U
%U
1:2500N
Principali caratteristiche “topografiche”della strada e flussi medi di traffico(TGM)
+ conteggio traffico nel periodo di monitoraggio
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Funded under the EU-Life Programme
Traffico: Riviera Ponti Romani
0
50
100
150
200
250
300
350
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
n. m
edio
vec
oli
TGM 2004 PARFUM
Traffico giornaliero rilevatonel periodo di monitoraggioPARFUM
Giorno tipo confrontocon TGM 2004
0
1000
2000
3000
4000
5000
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8000
sab
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12/0
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03/2
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15/0
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03/2
007
n. m
edio
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coli
Funded under the EU-Life Programme
PM10:statistiche descrittive
10
Funded under the EU-Life Programme
PM10: risultati monitoraggio
0
20
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60
80
100
120
PADOVA - piazzainsurrezione
PADOVA -ARCELLA
PADOVA - MANDRIA
PM10
ug/
m3
0
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40
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80
100
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PADOVA - via dante PADOVA - Arcella PADOVA - Mandria
PM10
ug/
m3
0
20
40
60
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100
120
PADOVA - rivieraponti romani
PADOVA - Arcella PADOVA - Mandria
PM
10 u
g/m
3
Piazza Insurrezione09/02/07-15/03/07
Riviera Ponti Romani07/02/07-27/02/07
Via Dante08/02/07-15/03/07
Confronto delle concentrazioniPM10 misurate nei tre siti enelle stazioni fisse
Il PM10 in Via Danteè significativamentesuperiore
Funded under the EU-Life Programme
Via Dante: PM10
0
10
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40
50
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110
gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic
ug/m
3
Via Dante urban area PD
02468
1012141618202224262830323436
gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic
n. e
xcee
danc
es 5
0 ug
/m3
Via Dante urban area PD
Concentrazionemedia
Numero disuperamenti
50 ug/m3
Confronto rispettoai valori medi attesiper lungo periodo
11
Funded under the EU-Life Programme
Concentrazione PM10,condizioni meteo e
caratteristiche della strada:analisi di due eventi “estremi”
Funded under the EU-Life Programme
0102030405060708090
100110120130140150160170180
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ug/m
3
MANDRIA ARCELLA RIVIERA INSURREZIONE DANTE
PM10: trend
23/02/07“top” of a stable period
08/03/07“bottom” of a clearing event
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Funded under the EU-Life Programme
30405060708090
100110120130140150160170180
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02/0
7
lun
26/0
2/07
PM10
ug/
m3
MANDRIA ARCELLA RIVIERA DANTE
PM10 (“top” event): 23/02/07Mandria < Arcella < Riviera < Dante
Funded under the EU-Life Programme
Radiometer: thermal inversion 23/02/07
01:0
0.00
02:0
0.00
03:0
0.00
04:0
0.00
05:0
0.00
06:0
0.00
07:0
0.00
08:0
0.00
09:0
0.00
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0.00
11:0
0.00
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0.00
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0.00
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0.00
15:0
0.00
16:0
0.00
17:0
0.00
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0.00
19:0
0.00
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0.00
21:0
0.00
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0.00
23:0
0.00
24:0
0.00
0
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250
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400
450
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600
650
700
750
800
850
900
950
1000
0.00-0.10 0.10-0.20 0.20-0.30 0.30-0.40 0.40-0.50 0.50-0.60 0.60-0.70 0.70-0.800.80-0.90 0.90-1.00 1.00-1.10
°C degrees
strong and persistent thermal inversion in thelower layers during the night time H
eigh
t (m
)
23/002/07 is the top of previous weekof growing stable conditions
13
Funded under the EU-Life Programme
0501001502002503003504004505005506006507007508008509009501000
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
T [°C]
H [m
]
Theoreticallapse rate(adiabatic,neutral)
Environmentallapse rate(subadiabatic,stable)
Radiometer: thermal inversion 23/02/07detail at 03.00 local time (02.00 UTC)
?T
Funded under the EU-Life Programme
PM10 (“bottom” event): 08/03/07
0
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08/0
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10/0
3/07
dom
11/
03/0
7
ug/m
3
MANDRIA ARCELLA INSURREZIONE DANTE
Mandria ~ Arcella ~ Insurrezione < Dante
14
Funded under the EU-Life Programme
Sodar: strong wind on 07-08/03/07
Wind speed >7 m/s from NE when on average is ~ 1.5 m/s
7 m/s, NE
Funded under the EU-Life Programme
Precipitazioni a Legnaro vs. PM10Rainfall against PM10 concentrations at Via Dante and Piazza Insurrezione
0123456789
10
lun05/03/07
mar06/03/07
mer07/03/07
gio08/03/07
ven09/03/07
sab10/03/07
rain
fall [
mm
/day
]
0
10
20
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4050
60
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80
90
PM
10 [u
g/m
3]
rainfall PM10 insurrezione PM10 dante
15
Funded under the EU-Life Programme
PM10 e orografia urbanaVia Dante è un canyon che agisce come “buffer”
sulle concentrazioni di PM10
Funded under the EU-Life Programme
Emissioni da traffico emodellistica di dispersione
16
Funded under the EU-Life Programme
Via Verdi: PM10 hourly emissions
0
10
20
30
40
50
60
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80
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
PM10
g/K
m
weekdays saturdays sundays
PM10: emissioni da trafficoVia Dante: PM10 hourly emissions
0
10
20
30
40
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60
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80
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
PM10
g/K
m
weekdays saturdays sundays
Riviera Ponti Romani: PM10 hourly emissions
0
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
PM
10 g
/Km
weekdays saturdays sundays
Comparison of daily PM10 emissions
0
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500
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700
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Via Dante Via Verdi Riviera P.
PM
10 e
mis
sion
g/(K
m*d
ie)
weekdays saturdays sundays
Funded under the EU-Life Programme
Emissioni per Km dei veicoli
17
Funded under the EU-Life Programme
0102030405060708090
100110120130140150160170180
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02/0
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n 19
/02/
07m
ar 2
0/02
/07
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02/0
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/02/
07ve
n 23
/02/
07sa
b 24
/02/
07do
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/07
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02/0
7m
er 2
8/02
/07
gio
01/0
3/07
ven
02/0
3/07
sab
03/0
3/07
dom
04/
03/0
7lu
n 05
/03/
07m
ar 0
6/03
/07
mer
07/
03/0
7gi
o 08
/03/
07ve
n 09
/03/
07sa
b 10
/03/
07do
m 1
1/03
/07
lun
12/0
3/07
mar
13/
03/0
7m
er 1
4/03
/07
gio
15/0
3/07
PM10
ug/
m3
mandria cason riviera verdi dante
PM10: misure vs. modello
0
2
4
6
8
10
12
mer
07/
02/0
7gi
o 08
/02/
07ve
n 09
/02/
07sa
b 10
/02/
07do
m 1
1/02
/07
lun
12/0
2/07
mar
13/
02/0
7m
er 1
4/02
/07
gio
15/0
2/07
ven
16/0
2/07
sab
17/0
2/07
dom
18/
02/0
7lu
n 19
/02/
07m
ar 2
0/02
/07
mer
21/
02/0
7gi
o 22
/02/
07ve
n 23
/02/
07sa
b 24
/02/
07do
m 2
5/02
/07
lun
26/0
2/07
mar
27/
02/0
7m
er 2
8/02
/07
gio
01/0
3/07
ven
02/0
3/07
sab
03/0
3/07
dom
04/
03/0
7lu
n 05
/03/
07m
ar 0
6/03
/07
mer
07/
03/0
7gi
o 08
/03/
07ve
n 09
/03/
07sa
b 10
/03/
07do
m 1
1/03
/07
lun
12/0
3/07
mar
13/
03/0
7m
er 1
4/03
/07
gio
15/0
3/07
PM10
ug/
m3
MODEL_riviera MODEL_verdi MODEL_dante
6.4%5.0%4.9%Avg
1.7%
7.9%
Riviera
3.2%2.5%Min
12.0%10.9%Max
DanteVerdi
Il modello riproduce solodi una frazione limitata
delle concentrazionimisurate (come atteso)
Le stazioni dibackground (es. cason)misurano circa le stesse
concentrazioni mediedell’area urbana di
Padova
Modello
Misure
Funded under the EU-Life Programme
…e quindi?
è necessario fare un confronto direttotra output modellistico e la “porzione” di
PM10 misurato attribuibile al traffico!
ma come?
18
Funded under the EU-Life Programme
NT
PM
con
cent
razi
one
[ug/
m3]
Tbordostrada
Tref.
T modellobordo strada
T = concentrazioni attribuibili al trafficoNT = concentrazioni attribuibili agli altri settori escluso il traffico
Tbordo strada – Tref.
NT
delta = (Tbordo strada – Tref. ) – T modello bordo strada
delta è una stima cautelativa (!) delle concentrazioni di PM10 chesono sicuramente imputabili al traffico locale e alla geometria
misura a bordostrada ( Via Dante)
misura in un punto diriferimento (Via Verdi)
modello a bordostrada (Via Dante)
Non noto
Non noto
Noto perdifferenza
stimato (noto)dal modello
Un approccio per analizzare i dati:modello vs. misure
Funded under the EU-Life Programme
Via Dante: model vs. measure
0
5
10
15
20
25
30
35
40
model dante measure dante-verdi
measure dante-cason
measure dante-mandria
ug/m
3
05
1015202530354045505560657075808590
mar
27/
02/0
7
mer
28/
02/0
7
gio
01/0
3/07
ven
02/0
3/07
sab
03/0
3/07
dom
04/
03/0
7
lun
05/0
3/07
mar
06/
03/0
7
mer
07/
03/0
7
gio
08/0
3/07
ven
09/0
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3/07
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11/
03/0
7
lun
12/0
3/07
mar
13/
03/0
7
mer
14/
03/0
7
ug/m
3
MEAS-dante-mandriaMEAS-dante-verdi MEAS-dante-cason
modello dante
x 6
Confronto tra modelloe concentrazionistimate di PM10
originate da traffico(delta)
Le concentrazioni diPM10 da modello sonosottostimate di almeno
un fattore 6(rispetto alle misure)
19
Funded under the EU-Life Programme
PM10 “lungo termine”: media 7/2/07-15/3/07
#S
#S
#S
PM10_ug_m³0.1 - 0.50.5 - 1.51.5 - 2.52.5 - 3.53.5 - 12No Data
Buildings#S AQ mobile stations
Via Dante5 ug/m3
P.za Insurrezione3 ug/m3
Riviera P.4 ug/m3
averageconcentrationon the study
area
Funded under the EU-Life Programme
Conclusioni• Le concentrazioni misurate di PM10 mostrano (confermano) unadistribuzione media pressoché uniforme in tutta l’area urbana diPadova (analogamente a quanto verificato in tutte le altre areeurbane del Veneto)
• Le concentrazioni misurate di PM10 mostrano (confermano) fortifluttuazioni temporali da collegare essenzialmente con le condizionimeteorologiche prevalenti (stabilità vs instabilità)
• Le concentrazioni misurate di PM10 mostrano alcuni punti (hot spot)di “buffering” (Via Dante) da collegare con la struttura “orografica”dell’area urbana (rapporto altezza edifici vs. larghezza strada)
• Le concentrazioni di PM10 attribuibili alle particolari condizioni locali(geometria stradale) rendono conto di circa 30 ug/m3 in Via Dante e20 ug/m3 in Riviera Ponti Romani
• Le concentrazioni di PM10 stimate da modello rendono conto inmedia del 5% delle concentrazioni misurate (min 2%, max 12%)
• Le stime modellistiche evidenziano una forte sottostima delleconcentrazioni attribuibili al traffico (almeno di un fattore 4 o 6) dovutaall’inadeguatezza di simulare le condizioni estreme di canyon urbano
20
Funded under the EU-Life Programme
Rotterdam: mobilità urbana…
Tulipani, bici,grande svincolo
ciclabile emiss (non più)
teen-ager con flipflops…
13/10/07
Funded under the EU-Life Programme
Grazie per l’attenzione