Effetti degli interventi di contrasto della diffusione del SARS-CoV-2 sulla qualità dell'aria nella primavera del 2020 nelle principali città italiane e europee

The urgent measures regarding the containment and management of the epidemiological emergency of the SARS-CoV-2 virus severely limited the activities of different emission sources, creating conditions that never occurred for the assessment of air quality. In this paper, we analysed the variation in concentrations of three pollutants of particular interest for air quality (NO2, PM10 and PM2.5), in several Italian cities and in some of the main European cities. By comparing monthly and daily average values of the time series of hourly and daily concentrations observed in 2020 with the respective ones of the reference period 2016-2019, it was possible to evaluate the variations, highlighting, in particular, an evident reduction in NO2 concentrations, mainly due to the sharp reduction in the transport sector activity. The dust (PM10 and PM2.5), on the other hand, did not show such evident variations, with some light decreases linked to precipitation anomalies that occurred in 2020 compared to the reference period. The main emissive source of dust is linked, in fact, to civil heating systems, which were not involved in the suspension of activities, and which, on the contrary, in some cases have increased the hours of operation. The so-called lockdown has therefore shown its greatest impacts regards the pollutants linked to emissions from vehicular traffic (in the particular case analysed in this report, on the concentrations of NO2). To provide an overall view of the impact of the reduced emission regime, an air quality index was formulated to trace the progressive evolution of the state of air quality in the various urban areas during the first half of 2020 compared to the three-year reference period. The observed reductions in concentration levels were then compared with those estimated using an air quality simulation model, in order to verify the descriptive capacity of air quality in a scenario characterized by a particularly low emission regime. In general, the NO2 concentrations estimated for the lockdown scenario tend to underestimate the data observed in the monitoring stations. However, in terms of percentage changes, the average changes in observed and estimated concentrations are approximately similar in some of the cities considered. As for the dust, the monthly averages of the model and of the stations provide heterogeneous results; in some cities the value provided by the model differs by a few μg/m3 compared to the one observed in the monitoring stations, in other cases the difference is more relevant. The time series of average daily concentrations obtained in the lockdown scenario, by model and by stations, on the other hand, assume a very similar trend in average concentration values.

Le disposizioni imposte per contrastare la diffusione del virus SARS-CoV-2 hanno limitato fortemente le attività di diverse fonti emissive, offrendo condizioni mai verificatesi in precedenza per la valutazione della qualità dell’aria. In questo elaborato è stata analizzata la variazione nelle concentrazioni di tre inquinanti di particolare interesse per la qualità dell’aria (NO2, PM10 e PM2.5) in diverse città italiane ed in alcune delle principali città europee. Confrontando i valori medi mensili e giornalieri delle serie temporali delle concentrazioni orarie e giornaliere osservate nel 2020 con le rispettive del periodo di riferimento 2016-2019, è stato possibile valutarne le variazioni, evidenziando, in particolare, una riduzione evidente delle concentrazioni di NO2, dovuta principalmente alla forte riduzione di attività del settore dei trasporti. Le polveri invece non hanno mostrato variazioni così evidenti, con solo qualche diminuzione legata ad anomalie di precipitazione avvenute in alcuni nel 2020 rispetto al periodo di riferimento. La principale fonte emissiva delle polveri è infatti legata agli impianti di riscaldamento civili, non coinvolti dalla sospensione delle attività, e che, anzi, in alcuni casi hanno aumentato le ore di funzionamento. Il cosiddetto lockdown ha quindi mostrato i suoi maggiori impatti per quanto riguarda gli inquinanti legati alle emissioni da traffico veicolare, nel caso particolare analizzato in questo elaborato, sulle concentrazioni di NO2. Per fornire una visione complessiva dell’impatto del ridotto regime emissivo è stato formulato un indice di qualità dell’aria per tracciare la progressiva evoluzione dello stato della qualità dell’aria nelle diverse aree urbane nel corso del primo semestre del 2020 rispetto al triennio di riferimento. Le riduzioni osservate dei livelli di concentrazione sono state poi confrontate con quelle stimate tramite un modello di simulazione di qualità dell’aria, al fine di verificarne la capacità descrittiva della qualità dell’aria in uno scenario caratterizzato da un regime emissivo particolarmente ridotto. In generale, le concentrazioni di NO2 stimate per lo scenario di lockdown tendono a sottostimare i dati osservati nelle stazioni di monitoraggio. Tuttavia, in termini di variazioni percentuali, le variazioni medie delle concentrazioni osservate e stimate sono all’incirca simili in alcune delle città considerate. Per quanto riguarda le polveri, le medie mensili del modello e delle stazioni forniscono risultati eterogenei; in alcune città il valore fornito dal modello differisce di pochi μg/m3 rispetto a quanto osservato nelle stazioni di monitoraggio, in altri casi la differenza è più rilevante. Le serie temporali di concentrazioni medie giornaliere ottenute nello scenario di lockdown, da modello e da stazioni, invece assumono un andamento dei valori medi di concentrazione molto simili.