Inter-confronto del contenuto carbonioso in due frazioni del particolato atmosferico (PM10 e PM2.5) raccolte in cinque siti di misura del Sud Italia

j F Y in Senza categoria

Tra Novembre 2015 e Gennaio 2016 è stata condotta una campagna di misura che ha coinvolto simultaneamente cinque siti del Sud Italia, quattro dei quali appartenenti alla rete I-AMICA (www.i-amica.it). Lo studio, pubblicato su Atmosphere [2], ha avuto lo scopo di caratterizzare la diversa distribuzione spaziale del contenuto carbonioso presente nel particolato atmosferico in due frazioni dimensionali (PM10 e PM2.5). I siti di misura (Fig. 3.1) sono stati: Lecce, Lamezia Terme, Capo Granitola, Monte Curcio e Napoli. I primi quattro siti sono stazioni regionali del GAW-WMO – Global Atmosphere Watch program. Si tratta di siti con caratteristiche diverse e classificati sulla base della loro distanza dalle sorgenti di inquinamento: Napoli sito urbano, Lecce suburbano, Lamezia Terme e Capo Granitola siti costieri e Monte Curcio sito remoto. Misure di PM10 e PM2.5 sono state effettuate con un campionatore bicanale a basso volume (2.3 m3/h) automatico (SWAM 5a Dual Channel Monitor-FAI Instruments) che tramite la tecnica dell’attenuazione beta fornisce la concentrazione del particolato. I campioni di PM10 e PM2.5 sono stati raccolti su filtri in fibra di quarzo (Whatman Q-grade, diametro 47 mm) pretrattati termicamente per eliminare possibili contaminazioni organiche, ed analizzati con tecnica termo-ottica in trasmittanza (TOT) tramite l’analizzatore di OE/EC (Sunset Laboratory, Tigard, OR, USA), protocollo EUSAARII. Per ciascuna frazione di PM è stata quantificata la componente carboniosa totale TC = OC + EC, somma della componente organica (OC) ed elementare (EC).

 Lecce9

 Fig. 3.1) Mappa del Sud Italia con evidenziati i siti di osservazione.

 I valori più alti di concentrazione di PM10 e PM2.5 sono stati osservati nel sito di Napoli (50.8 ± 21.7 e 37.8 ± 18.0 μg/m3), seguono Lecce (32.7 ± 13.0 and 25.7 ± 11.6 μg/m3), Capo Granitola (23.2± 8.6 and 10.4 ± 2.6 μg/m3), Lamezia Terme (10.1 ± 3.8 and 7.2 ± 3.5 μg/m3) e Monte Curcio (3.4 ± 1.4 and 3.0 ±1.2 μg/m3). Il rapporto medio PM2.5/PM10 varia tra 0.68 e 0.82 e mostra che più del 68% del PM10 è costituito da PM2.5, inoltre le concentrazioni di PM10 e PM2.5 sono ben correlate tra di loro nei siti di Lecce (R2 = 0.98), Napoli (R2 = 0.95) e Lamezia Terme (R2 = 0.88) indicando che le due frazioni derivano da sorgenti comuni e sono controllate da processi simili. Monte Curcio ha mostrato una correlazione di 0.77 ed un rapporto PM2.5/PM10 di 0.82 che sottolinea l’importante contributo della frazione fine al PM, probabilmente di origine long-range.

I risultati delle concentrazioni medie di TC, OC ed EC sono riportate nelle Tabelle 3.1 e 3.32. Le concentrazioni medie di OC contenute nel PM10 e PM2.5 variano da 0.9 μg/m3 a 12.8 μg/m3 e da 0.9 μg/m3 a 11.8 μg/m3, rispettivamente, mentre le concentrazioni medie di EC variano da 0.06 μg/m3 a 2.3 μg/m3 (in PM10) e da 0.05 μg/m3 a 1.8 μg/m3 (in PM2.5), mostrando una elevata variabilità tra sito remoto e sito urbano. I più alti valori di OC ed EC infatti sono stati osservati a Napoli e Lecce, maggiormente influenzati dalle emissioni primarie di sorgenti antropogeniche ed accompagnate da elevate quantità di composti organici volatili che, sotto condizioni meteorologiche favorevoli, agevolano la produzione di carbonio organico secondario (SOC). Concentrazioni più basse sono state rilevate a Lamezia Terme e Capo Granitola, non solo per la diversa influenza delle sorgenti emissive ma anche grazie all’effetto delle brezze marine che favoriscono la dispersione degli inquinanti. Le concentrazioni estremamente basse misurate a Monte Curcio sono in buon accordo con le condizioni troposferiche che caratterizzano questo sito remoto. La percentuale di TC contenuto nel PM (TC/PM) ha evidenziato valori più alti a Lamezia Terme (48% e 67%) seguita da Lecce (35% e 40%), Napoli (31% e 39%) e Monte Curcio (30% e 33%), mentre percentuali più basse sono state trovate a Capo Granitola (13% e 17%), nel PM10 e PM2.5  rispettivamente.

 Lecce10

  Lecce11

Fig. 3.2) Andamenti temporali  delle concentrazioni in massa di (a) PM10 e (b) PM2.5  corrispondenti a ciascun sito di misura durante la campagna. Le line tratteggiate orizzontali si riferiscono ai valori limite di PM10 e PM2.5 imposti dalla Direttiva Europea 2008/50 e suggeriti dal WMO.

 Lecce12

Tabella 3.1) Concentrazioni medie di TC, OC, EC, e SOC (±STD) nel PM10 insieme alle medie di OC/EC, TC/PM, OC/PM, EC/PM e SOC/PM per ciascun sito di misura.

 Lecce13

Tabella 3.2) Concentrazioni medie di TC, OC, EC, e SOC (±STD) nel PM2.5 insieme alle medie di OC/EC, TC/PM, OC/PM, EC/PM e SOC/PM per ciascun sito di misura.

Il rapporto OC/EC è stato utilizzato per quantificare il SOC prodotto in atmosfera in seguito all’ossidazione di composti organici volatili. Come riportato nelle tabelle, i valori medi ottenuti variano tra 0.4 e 7.6 μg/m3 nel PM10 e tra 0.4 e 7.2 μg/m3 nel PM 2.5, occupando dal 37 al 59% della massa di OC nel PM10 e dal 40 al 57% nel PM2.5. Questi risultati mostrano che il SOC costituisce una importante frazione di PM in tutti i siti di monitoraggio. In particolare, le più alte percentuali di SOC osservate nei siti di Napoli e Lecce possono essere spiegate ipotizzando che in inverno le emissioni di precursori gassosi aumentano e che in combinazione con condizioni atmosferiche stabili e prolungati tempi di permanenza in atmosfera, i processi di ossidazione si possano intensificare favorendo la formazione di prodotti secondari.

[2] Inter-Comparison of Carbon Content in PM2.5 and PM10 Collected at Five Measurement Sites in Southern Italy, Dinoi, A., Cesari, D., Marinoni, A., Bonasoni, P., Riccio, A., Chianese, E., Tirimberio, G., Naccarato, A., Sprovieri, F., Andreoli, V., Moretti, S., Gullì, D., Calidonna, C.R., Ammoscato, I., Contini, D., 2017, Atmosphere 8, 243, http://dx.doi.org/10.3390/atmos8120243.

Email This Page
Print Friendly