Abstract

Air pollution is one of the leading causes of death worldwide, with adverse effects related both to short-term and long-term exposure. It has also recently been linked to COVID-19 pandemic. To analyze this possible association in Italy, studies on the entire area of the peninsula are necessary, both urban and non-urban areas. Therefore, there is a need for a homogeneous and applicable exposure assessment tool throughout the country.
Experiences of high spatio-temporal resolution models for Italian territory already exist for PM estimation, using space-time predictors, satellite data, air quality monitoring data.
This work completes the availability of these estimations for the most recent years (2016-2019) and is also applied to nitrogen oxides and ozone. The spatial resolution is 1x1 km.
The model confirms its capability of capturing most of PM variability (R2=0.78 and 0.74 for PM10 e PM2.5, respectively), and provides reliable estimates also for ozone (R2=0.76); for NO2 the model performance is lower (R2=0.57). The model estimations were used to calculate the PWE (population-weighted exposure) as the annual mean, weighted on the resident population in each individual cell, which represents the estimation of the Italian population’s chronic exposure to air pollution.
These estimates are ready to be used in studies on the association between chronic exposure to air pollution and COVID-19 pathology, as well as for investigations on the role of air pollution on the health of the Italian population.

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Riassunto

L’inquinamento atmosferico è una delle principali cause di morte in tutto il mondo, con effetti avversi legati a esposizioni sia a breve sia a lungo termine. Di recente è stato anche accostato alla pandemia COVID-19. Per analizzare questa possibile associazione a livello italiano, è necessario indagare tutta l’area della penisola, sia le zone urbane sia quelle non urbane. Si rileva quindi la necessità di uno strumento per la valutazione dell’esposizione, omogeneo e applicabile su tutto il territorio nazionale.
Esistono già esperienze in Italia di modelli ad alta risoluzione spazio-temporale, per la stima del materiale particolato (PM), con l’uso di predittori spazio-temporali, dati satellitari, dati di monitoraggio della qualità dell’aria.
Il presente lavoro completa la disponibilità di queste stime per gli anni più recenti (2016-2019) e viene applicato anche per stimare gli ossidi di azoto e l’ozono. La risoluzione spaziale è di 1x1 km.
Il modello si conferma capace di catturare la variabilità del PM (R2=0,78 e 0,74 per PM10 e PM2,5, rispettivamente) e fornisce stime attendibili anche per l’ozono (R2=0,76); per l’NO2 le performance del modello sono inferiori (R2=0,57). Le stime modellistiche sono state utilizzate per calcolare la PWE (population-weighted exposure) come media annua pesata sulla popolazione residente in ogni singola cella, che rappresenta la stima dell’esposizione cronica all’inquinamento atmosferico della popolazione italiana.
Queste stime sono pronte per essere utilizzate negli studi sull’associazione tra esposizione cronica all’inquinamento atmosferico e patologia COVID-19, così come per indagini sul ruolo dell’inquinamento dell’aria sulla salute della popolazione italiana.

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 11/12/2020      Visite