La concentrazione numerica di particolato fine atmosferico nella città di Milano

In the last years several epidemiological studies were carried out about particulate matter effects on human health. The aerosol number concentrations seems to play a predominant role. International standards shifted the attention from PM10 also to PM2.5 even if the number concentration is still not considered. In industrialized areas, the highest contribution to the fine and ultrafine particles comes from anthropogenic activities, namely from emissions of industrial combustion processes and traffic-related emissions. For this reason it is important to estimate the total particle number emission and to understand the evolution of the particle size distribution near these emission points. The objective of the present study was to investigate the daily patterns of the aerosol particle number size distribution and the correlations between particle number and mass concentrations, between particle number concentrations and other atmospheric pollutants, and between particle number concentrations and meteorological parameters. The measurements took place in the city of Milan, in two different sites: via Pascal, that can be considered an urban background site, and Viale Marche, a traffic site. The temporal variation of the particle number concentration was seen to follow the traffic density. The highest total particle number concentration were observed during workdays and the lower concentrations occurred during weekends. The correlation between particle mass and number concentration is weak, indicating that mass based standards may not be effective in controlling ultrafine particles. The number concentration particles correlated strongly with the concentrations of NOx and CO, suggesting that motor vehicle emissions constituted the main source of fine particles. Furthermore, correlations between particle number concentration and meteorological data (such as temperature, relative humidity, solar radiation, wind speed) were studied. Good correlation are observed only in the case of wind speed parameter. Finally, five rain events have been analyzed in detail in order to verify whether the rain precipitation does result in a washout effect of the atmosphere, affecting both the particle concentration levels and the aerosol size distributions. A decrease in the number of the aerosol has been observed during the events. However, the amount of decrease strongly depends on the precipitation intensity and on events start and end hours: the decrease was higher when the precipitation was intense and the events occurred during night time, while it was lower when the precipitation was weak and the events occurred during the morning traffic rush hours. In general, it has been observed that the number of large particles decreases more considerably than small particles.

Il presente lavoro fornisce un’analisi delle concentrazioni numeriche di particolato fine atmosferico presenti nell’area milanese, mettendo a confronto un sito di fondo urbano ubicato in Via Pascal e un sito di traffico localizzato in Viale Marche. Durante le campagne di misura sono stati raccolti dati di concentrazione numerica nell’intervallo dimensionale 0,007–10 m suddiviso in 12 classi granulometriche con una risoluzione temporale al minuto. I dati di concentrazione totale di particelle e la loro distribuzione granulometrica sono stati elaborati ed analizzati giorno per giorno per individuarne andamenti giornalieri caratteristici sia per quanto riguarda i giorni feriali sia per quelli del fine settimana. L’analisi ha inoltre consentito di riconoscere l’associazione di picchi di concentrazione con eventi di traffico intenso che si sono verificati nei giorni di rilevamento. Successivamente, sia in termini di concentrazione numerica totale di particelle sia di singole classi granulometriche, è stata effettuata l’analisi della correlazione fra la concentrazione numerica di particolato e quella degli altri inquinanti atmosferici (NOx, CO, O3 e SO2) e fra la concentrazione numerica di particolato ed i principali parametri meteorologici. Per quanto riguarda i parametri meteorologici è stato infine approfondito lo studio degli eventi precipitativi registrati durante il periodo di campionamento, al fine di determinare l’esistenza di un effettivo contributo in termini di diminuzione delle concentrazioni numeriche di particolato dovuto all’effetto di dilavamento dell’atmosfera. I risultati mostrano come nell’area urbana oggetto di studio l’evoluzione giornaliera delle concentrazioni numeriche di particolato rifletta l’andamento delle emissioni dovute al traffico e come le concentrazioni numeriche siano ben correlabili con i parametri inquinanti caratteristici di fonti primarie, quali ossidi di azoto e monossido di carbonio. Le concentrazioni in massa (PM10 e PM2,5) e in numero di particolato non risultano invece avere una buona correlazione. Per quanto riguarda i parametri meteorologici l’analisi ha evidenziato una buona correlazione con la velocità del vento: all’aumento della velocità si registra una diminuzione delle concentrazioni numeriche soprattutto per quanto riguarda le granulometrie più fini in quanto le particelle più grossolane sono soggette a fenomeni di risospensione. Infine, dall’analisi degli eventi di precipitazione che si sono verificati nel periodo di studio, in cui si è tenuto conto del regime emissivo dovuto al traffico, emerge che esiste un effettivo effetto di dilavamento dell’atmosfera durante gli eventi di pioggia. L’entità della diminuzione delle concentrazioni numeriche rispetto ai giorni in cui non si verificano eventi di precipitazione è strettamente legata all’intensità della precipitazione e alle ore del giorno in cui si verifica l’evento: le precipitazioni più intense nelle ore notturne hanno dato luogo alle massime riduzioni, mentre precipitazioni più deboli che si sono verificate a cavallo delle ore di punta di traffico del mattino hanno dato luogo a riduzioni meno consistenti. In generale, l’abbattimento delle concentrazioni numeriche sembra interessare in maniera più rilevante le granulometrie maggiori.