I Fenomeni di Trasporto di I Fenomeni di Trasporto di Massa nell’Inquinamento Massa nell’Inquinamento
AtmosfericoAtmosferico
Pasquale AvinoPasquale Avino11 e Mario V. Russo e Mario V. Russo22
11ISPESL, ISPESL, 22Università del MoliseUniversità del MoliseE-mail: [email protected]: [email protected]
Sorgenti
Antropiche e Naturali
Emissione di inquinanti primari
Aria ambiente
Meteorologia
(diffusione turbolenta, processi avvettivi di trasporto, intensità
radiazione solare, ecc.)
Trasformazioni chimico-fisiche
(formazione di inquinanti secondari)
INQUINANTIINQUINANTI
Primari Secondari
•COCO
•NONOx x (95% NO, 5% NO(95% NO, 5% NO22))
•SOSO22
•Composti Organici Composti Organici Volatili Volatili (Benzene, Toluene, (Benzene, Toluene, ecc.)ecc.)
•OO33
•NONO22, HNO, HNO33,, HONOHONO
•PerossiacetilnitratoPerossiacetilnitrato
•FormaldeideFormaldeide
•Nanoparticelle Nanoparticelle (combustione)(combustione)
•Nitroderivati OrganiciNitroderivati Organici•NitratiNitrati•SolfatiSolfati
particellegas e vapori
Importanza delle Condizioni di Importanza delle Condizioni di Stabilità/Instabilità Stabilità/Instabilità
Atmosferica nello Studio della Atmosferica nello Studio della Qualità dell’AriaQualità dell’Aria
Tipologia degli eventi d’inquinamento e Tipologia degli eventi d’inquinamento e situazioni meteorologichesituazioni meteorologiche
•Alta pressione livellata
•Condizioni di stabilità atmosferica notturna (presenza di strati d’inversione termica al suolo)
•Ampia finestra solare
•Lenta evoluzione dello strato rimescolato dopo il sorgere del sole (presenza di strati d’inversione termica a bassa quota)
Eventi di inquinamento secondario fotochimico
Eventi di inquinamento primario e da PMx
•Alta pressione livellata
•Condizioni di stabilità atmosferica notturna (presenza di strati d’inversione termica al suolo)
•Ridotta finestra solare
•Ridotto rimescolamento convettivo diurno
PMPMxx IN AMBIENTE IN AMBIENTE
Concentrazione PMx
Condizioni Meteorologiche
Sorgenti naturali
Sorgenti antropogeniche
Reazioni in fase omogenea
Reazioni in fase eterogenea
Processi di accrescimento e
rimozione
Distribuzione granulometrica
Composizione chimica
Sorgenti di Particolato Atmosferico
PM
naturale
eruzione vulcanicheincendi spontaneieventi di elevata ventosità, risospensione atmosfericatrasporto di materiale particolato naturale da regioni arideecc.
antropica
emissioni industriali
riscaldamento domestico
traffico autoveicolare
Gas e vapori (SO2, NOx, NH3, H2S)
Nuclei“Fine” mode
Emissioni gassose
Dilavamento
Combustione Condensazione
Dilavamento Pioggia
Diffusione
Combustione Fotochimica
Dilavamento Pioggia
Dilavamento Impatto
Sedimentazione
Processi meccanici
“Coarse” mode
veloce lento
0.001 0.01 0.1 1 10diametro (µm)
NUMERO
SUPERFICIE
MASSA
Distribuzione Granulometrica di Aerosol in AtmosferaDistribuzione Granulometrica di Aerosol in Atmosfera
0
20
40
60
80
100
120
140
160
30/12 31/12 1/1 2/1 3/1 4/1 5/1 6/1
data
PM10
(μg
/m3)
0
500
1000
1500
2000
2500
Radon (conteggi)
Andamenti giornalieri di PM10Andamenti giornalieri di PM10
Evento naturale
ROMA 14 – 22 feb. 2004
0102030405060708090
100110
14 15 16 17 18 19 20 21 22
µg
/m³
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
co
nt/
min
Radioattività Naturale
PM10
Evento antropogenico
Roma 14 – 16 feb. 2004
0,E+00
1,E+04
2,E+04
3,E+04
4,E+04
5,E+04
6,E+04
7,E+04
8,E+04
9,E+04
1,E+05
14 15 16
con
t/m
in
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Frazione fine Frazione Coarse
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
co
nt/
min
Roma 20 –22 feb. 2004
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
100000
20 21 22
co
nt/
min
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Frazione fine Frazione coarse
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
co
nt/
min
Radioattività Naturale
Evento di “fumigazione” da sabbia sahariana
Evento antropogenico
Suolo
Strato superiore d’inversione
Sabbia Sahariana2000÷5000 m
EVENTO DI SABBIA SAHARIANAEVENTO DI SABBIA SAHARIANA
Suolo
Rottura dello strato superiore d’inversione
Sabbia Sahariana
2000÷5000 m
EVENTO DI SABBIA SAHARIANAEVENTO DI SABBIA SAHARIANA
0
5
10
15
20
1/8 2/8 3/8 4/8 5/8
giorno
OC
, EC
(µg
/m3)
0
5
10
15
20
1/8 2/8 3/8 4/8 5/8
giorno
OC
, EC
(µg
/m3)
Centroy = 2.04x - 5.14
R2 = 0.76
Villa Aday = 1.50x - 3.55
R2 = 0.80
0
5
10
15
20
0 2 4 6 8 10 12
OC
EC
Andamenti giornalieri diEC e OC nel centro di
Roma e nel parco di Villa Ada e relative rette di
correlazione
Andamenti giornalieri di OC, EC, OC/EC in inverno
Winter, ground level
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
9/1 10/1 11/1 12/1 13/1 14/1 15/1 16/1 17/1
Day
OC
, EC
(u
g/m
3)
OC
EC
winter, 20m heigth
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
9/1 10/1 11/1 12/1 13/1 14/1 15/1 16/1 17/1
Day
OC
, EC
(ug/
m3)
OC
EC
Winter
0.00
1.00
2.003.00
4.00
5.00
6.00
7.008.00
9.00
10.00
9/1 10/1 11/1 12/1 13/1 14/1 15/1 16/1 17/1
Day
OC
/EC
20 m height
Ground level
Valori medi (µg/m3)
Ground level 20 m height
OC 7.8 3.7
EC 9.0 1.6
TC 16.8 5.2
OC/ EC 0.96 2.7
Stazione Pilota ISPESL – via Urbana
Summer, ground level
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
1/7 2/7 3/7 4/7 5/7 6/7 7/7 8/7 9/7 10/7
Day
OC
, EC
(ug/
m3)
OC
EC
Summer, 20 m heigt
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
1/7 2/7 3/7 4/7 5/7 6/7 7/7 8/7 9/7 10/7Day
OC
, EC
(ug/
m3)
OC
EC
summer
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
1/7 2/7 3/7 4/7 5/7 6/7 7/7 8/7 9/7 10/7
Day
OC
/EC
20 m height
ground level
Andamenti giornalieri di OC, EC, OC/EC in estate
Valori medi (µg/m3)
Ground level 20 m height
OC 7.5 6.9
EC 9.7 1.7
TC 17.2 8.6
OC/ EC 0.84 4.6
Stazione Pilota ISPESL – via Urbana
Ed infine un saluto al prof. Palmieri … al quale avvicino idealmente il prof. Ed Lorentz, recentemente scomparso e considerato il padre della meteorologia moderna nonché ideatore della teoria del caos (J. Atmos. Sci., 1961)
… ed un grazie a voi tutti per l’attenzione!