La qualità dell’aria durante l’emergenza Coronavirus in Valle d’Aosta

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Nel mese di marzo si è assistito anche in Valle d’Aosta ad una complessiva diminuzione dei valori di PM10 e biossido di azoto, i due inquinanti caratteristici dei mesi invernali.

Poiché nello stesso periodo sono entrati in vigore i provvedimenti più restrittivi di limitazione degli spostamenti a seguito dell’emergenza Coronavirus, può risultare spontaneo pensare a un legame diretto tra i due fenomeni.

Occorre però considerare che la diminuzione dei valori di PM10 e biossido di azoto avviene ogni anno nel mese di marzo grazie al mutamento delle condizioni meteorologiche, che con l’avvicinarsi della primavera diventano man mano sempre più favorevoli alla riduzione delle emissioni e alla dispersione degli inquinanti. I mesi di gennaio e febbraio sono infatti caratterizzati sia da temperature più basse che determinano maggiori emissioni per il riscaldamento (in particolare di NOx se il combustibile utilizzato è il metano e di PM10 se il combustibile è biomassa o gasolio), e soprattutto da condizioni diffusive (stabilità atmosferica, altezza dello strato di mescolamento, velocità del vento) mediamente più sfavorevoli.

Figura 1: Concentrazioni medie mensili di biossido di azoto (NO2, a sinistra) e di particolato PM10 (a destra) nelle stazioni della Valle d’Aosta per i primi tre mesi del 2020

Figura 1: Concentrazioni medie mensili di biossido di azoto (NO2, a sinistra) e di particolato PM10 (a destra) nelle stazioni della Valle d’Aosta per i primi tre mesi del 2020.

I due inquinanti hanno inoltre origini diverse: per il biossido di azoto il traffico veicolare è di gran lunga la fonte prevalente, mentre il contributo maggiore al PM10 primario proviene principalmente dal riscaldamento domestico. Per il particolato è importante considerare anche il processo di formazione secondaria in atmosfera a partire da composti precursori.

Le limitazioni alla mobilità e alle attività produttive entrate in vigore a partire dall’8 marzo, a seguito dell’emergenza Coronavirus, hanno effetti diversi sulle concentrazioni dei due inquinanti. Nel caso del biossido di azoto vi è un effetto di diminuzione delle emissioni complessive, legato principalmente alla riduzione del traffico veicolare. Per il PM10 l’effetto di riduzione delle emissioni legate alla riduzione del traffico e alla chiusura di molte aziende, potrebbe essere in parte attenuato da maggiori emissioni da riscaldamento domestico legato al maggior numero di ore che i cittadini passano nelle loro case. Inoltre le polveri sono soggette anche a fenomeni di formazione e trasporto a media-larga scala che possono influenzare la concentrazioni locali (leggi anche “Week end ricco di polveri”).

Ossido e Biossido d’azoto

Per valutare, gli effetti della limitazione al traffico si sono analizzati gli andamenti giornalieri (giorno tipo) delle concentrazioni di biossido di azoto (NO2) e monossido di azoto (NO) misurati nella stazione di riferimento di Aosta Piazza Plouves (fondo urbano) dall’8 marzo al 30 marzo del 2020 rispetto a quelli misurate nello stesso periodo negli anni 2018-2019.

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Figura 2: I valori orari di NO2 mediati nel periodo di limitazione (8-30 marzo) degli spostamenti e attività produttive a causa dell’emergenza Coronavirus. In blu i dati relativi al 2020 e in rosso i dati relativi allo stesso periodo 8-30 marzo misurati negli anni 2018-2019 (valori medi dei 2 anni).

Mediamente le concentrazione di biossido d’azoto sono diminuite del 39% rispetto al medesimo periodo riferito agli ultimi 2 anni.

Tenendo conto che il biossido d’azoto non è un inquinante direttamente emesso dalla sorgente, ma si forma a seguito della ossidazione del monossido di azoto emesso dalle autovetture, si è provato ad analizzare le concentrazioni di tale inquinante.

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Figura 3: I valori orari di NO mediati nel periodo (8-30 marzo) di limitazione degli spostamenti a causa dell’emergenza Coronavirus. In blu i dati relativi al 2020 e in rosso i dati relativi allo stesso periodo 8-30 marzo misurati negli anni 2018-2019 (valori medi dei 2 anni).

Complessivamente le concentrazioni di monossido d’azoto sono diminuite del 54% rispetto al medesimo periodo riferito agli ultimi 2 anni.

E’ evidente che la prolungata e netta limitazione del traffico, unita alla chiusura di molte attività produttive, ha determinato una significativa riduzione delle concentrazioni di ossidi di azoto.

Polveri PM10

La stessa analisi è stata effettuata per i dati di PM10 sempre nella stazione di Aosta Piazza Plouves considerando i dati 2019-2020 (lo strumento che permette misure orarie è stato installato nel 2019, quindi a differenza di NO e NO2 si ha a disposizione solo l’ultimo anno per il confronto). E’ possibile osservare che le due curve sono simili (variazione media <1%). Nel 2020 i valori notturni sono maggiori, e durante le ore diurne inferiori, rispetto allo stesso periodo dell’anno precedente.

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Figura 4: I valori orari di PM10 mediati nel periodo (8-30 marzo) di limitazione degli spostamenti a causa dell’emergenza Coronavirus. In verde i dati relativi al 2020 e in blu i dati relativi allo stesso periodo 8-30 marzo misurati negli anni 2019

Viene naturale domandarsi come mai non vi sia stata una riduzione a seguito della minore emissione, almeno relativamente al traffico e alle attività produttive. Per quanto riguarda le polveri nel periodo considerato ed in particolare dal 14 marzo al 29 marzo la Valle d’Aosta è stata interessata da fenomeni di avvezione che hanno portato masse d’aria cariche di particolato provenienti da sorgenti non locali. Inoltre bisogna ricordare che il particolato può formarsi anche in atmosfera a partire da altri composti attraverso complessi meccanismi chimico-fisici. Le particelle così formate sono molto piccole (PM<1), hanno un tempo di permanenza in atmosfera molto lungo e possono essere trasportate a lunga distanza. Quindi possono, ad esempio, essersi formate anche nei giorni precedenti le limitazioni o a partire da composti utilizzati in agricoltura (attività che non è stata limitata dall’emergenza Coronavirus).

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Figura 5: A titolo di esempio si riporta la distribuzione oraria misurata ad Aosta Piazza Plouves di una giornata (22-03-2020) per le diverse granulometrie di PM: PM1 – PM2.5 –PM4 – PM10 (grafico a sinistra). Si nota che le curve sono molto “vicine” tra loro, questo indica che il PM10 è formato principalmente da particolato ultrafine (PM1). Nella immagine a destra è riportato il particolato “visto” dal Lidar Ceilometer sull’intera colonna atmosferica. In azzurro/verde/giallo il particolato, il blu intenso indica invece un’atmosfera “pulita”, cioè povera di particelle sospese. Il rosso indica la presenza di nubi. Lo strato azzurro verde che raggiunge quote elevate (2000-4000 m) è visibile principalmente quando si è in presenza di un’avvezione di masse d’aria ricche di particolato fine.

Il PM10 è formato da tutte le particelle che hanno diametro aerodinamico minore di 10 micrometri;il PM4 da tutte le particelle con diametro aerodinamico minore di 4 micrometri; il PM2.5 da tutte le particelle con diametro aerodinamico minore di 2,5 micrometri; il PM1 da tutte le particelle con diametro aerodinamico minore di 1 micrometro.

Analizzando la distribuzione dei valori orari delle polveri PM10 si vede un contributo “costante” che sottende le variazioni giornaliere del periodo compreso tra il 14 e il 29 marzo (indicato dalla freccia azzurra nel grafico), questo contributo potrebbe giustificare i valori leggermente più “alti” misurati nelle ore notturne (“giorno tipo” figura 3), mentre i valori diurni se confrontati con i valori dell’anno precedente, sono minori probabilmente per le minori emissioni locali. Complessivamente però, non si evidenzia una diminuzione apprezzabile rispetto all’anno precedente.

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Figura 6: concentrazioni medie orarie di PM10 misurate nella stazione di Aosta Piazza Plouves dal 1 febbraio 2020 a 30 marzo 2020. La freccia orizzontale azzurra indica il periodo nel quale vi sono state avvezioni di masse d’aria ricche di particolato non prodotto da emissioni locali.

Poiché tra le limitazioni dovute all’emergenza vi è stata anche la chiusura delle attività dell’acciaieria presente in Aosta (Cogne Acciai Speciali), sono stati considerati anche i dati della stazione industriale di Aosta – I Maggio.

Il confronto tra i “giorni tipo” calcolati con i valori misurati tra l’8 marzo e il 30 marzo del 2019 (in viola) e 2020 (in rosso) mostrano una evidente diminuzione, con valori ridotti quasi del 40%. La correlazione al fermo dell’attività produttiva sarà oggetto di ulteriore definizione dalle analisi di caratterizzazione delle polveri con particolare riferimento ai metalli pesanti, in corso di svolgimento.

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Figura 7: I valori orari di PM10 mediati nel periodo (8-30 marzo) di limitazione degli spostamenti e attività produttive a causa del Coronavirus. In rosso i dati relativi al 2020 e in viola i dati relativi allo stesso periodo 8-30 marzo misurati nel 2019

Prime considerazioni sulla qualità dell’aria in Valle d’Aosta a seguito delle limitazioni dovute all’emergenza Coronavirus

A causa delle differenti caratteristiche e della diversa origine delle sorgenti emissive, l’effetto principalmente legato alla riduzione del traffico veicolare è più evidente per il biossido di azoto che per il PM10. I livelli di particolato in atmosfera (polveri) sono soggetti a dinamiche più complesse, come la formazione di particolato secondario, molto sottile, che rimane in sospensione in atmosfera per periodi molto lunghi e può essere trasportato su larga scala, sovra regionale, ma anche sovra nazionale.
Inoltre, più in generale, bisogna anche considerare episodi che possono influenzare localmente le concentrazioni riconducibili ad eventi di trasporto di particolato minerale proveniente da zone desertiche (ad esempio nelle giornate 29-30 marzo trasporto di polveri –“dust” dal Mar Caspio). La riduzione delle polveri PM10 appare più evidente nelle dirette vicinanze di una sorgente emissiva primaria che interrompe la sua attività, come si è osservato nella stazione industriale di I Maggio.

Queste considerazioni non devono far pensare che non ci siano azioni che possono portare ad una riduzione complessiva dell’inquinamento da polveri, ma piuttosto far riflettere sulla natura “globale” del fenomeno e sulla necessità di agire con misure strutturali a larga scala che siano di sistema, con durata stabile nel tempo.

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