Chi controlla la qualità dell’aria a Firenze?

Introduzione

Nel corso del 2012 il Sindaco di Firenze ha emanato 3 ordinanze “per la lotta all’inquinamento atmosferico causato dal particolato PM₁₀”.

La prima, n.348  del 12 novembre 2012, contiene restrizioni del traffico e delle emissioni da impianti termici civili che scattano al raggiungimento del 15° giorno di superamento di PM₁₀ in almeno una delle stazioni di monitoraggio, in base al conteggio attivato da inizio anno.¹

La seconda, n.  389 del 17 dicembre 2012, contiene un inasprimento delle restrizioni già fissate dall’ordinanza precedente, che interviene quando si supera la media di 50 μg/m³ di PM₁₀ in almeno una delle stazioni di monitoraggio per tre giorni consecutivi.²

La terza ordinanza, ovvero la 400 del 31 dicembre 2012, prevede che al 31 dicembre 2012 si revochino le disposizioni della prima ordinanza (n. 348).³

Qui si discutono la tipologia e l’efficacia dei provvedimenti adottati e la rappresentatività del sistema di monitoraggio della qualità dell’aria su cui si basano tali provvedimenti; si avanzano inoltre alcune proposte di miglioramento e si riporta un’esperienza di produzione di conoscenza scientifica sul tema dell’inquinamento atmosferico condotta da alcuni cittadini di Firenze.

Rappresentatività delle stazioni di rilevamento

La prima osservazione riguarda la rappresentatività spaziale delle stazioni assunte a riferimento per l’adozione di misure di riduzione delle emissioni (vd. figura 1 on-line).

A Firenze si utilizzano esclusivamente i dati rilevati da tre stazioni definite “di fondo”, di cui:

• la prima ubicata nel parco di Boboli;
• la seconda ubicata nella zona residenziale di Viale Ugo Bassi, posta all’interno di un vasto giardino, in un’area intersecata da strade destinate al solo traffico locale.
• la terza, ubicata nel comune di Scandicci in Via Buozzi, collocata in un’area residenziale che può essere considerata rappresentativa di molte altre zone dell’area urbana fiorentina.

Sicuramente le prime due collocazioni rappresentano i siti “migliori” nell’ambito dell’area urbana di Firenze sotto il profilo del contesto emissivo al contorno. La rappresentatività dei valori di inquinamento ivi riscontrati è limitata alla possibile esposizione di un ristretto gruppo di popolazione che risiede in situazioni analoghe: ville con parco, zone residenziali ben distanti da sorgenti e a larga maglia di edificato.

I livelli di concentrazione degli inquinanti misurati nella terza stazione si possono, invece, considerare rappresentativi dell’esposizione di una larga quota di popolazione anche se, ancora una volta, il sito di misura risulta piuttosto protetto rispetto a situazioni peggiori riguardo alla densità di traffico e di edificato nelle immediate vicinanze.

Bastano queste tre stazioni?

Queste tre stazioni sono sufficienti a rappresentare la complessità e l’articolazione delle zone all’interno dell’area urbana fiorentina? Una conoscenza anche superficiale del territorio lascia intravedere che sono completamente trascurate almeno due tipologie di zona: il centro storico (Zona a Traffico Limitato-ZTL) e tutta la parte nel quadrante Nord-Ovest della città che pure è densamente antropizzata.

ZTL. Nonostante la dizione “traffico limitato”, nella ZTL si svolge un intenso transito di veicoli con alta incidenza di veicoli pesanti diesel (i bus del trasporto pubblico urbano ed extra urbano più quelli turistici, oltre ai veicoli adibiti a carico/scarico di merci). Si pensi anche alla scarsa possibilità di dispersione di inquinanti emessi dallo scarico dei veicoli a causa della conformazione delle strade del centro storico di stampo medioevale.

La Piana. Riguardo alla zona Nord-Ovest di Firenze (la c.d. “piana”), va sottolineato che risulta quella a più elevata intensità di attività antropica. Peraltro, in un sito con caratteristiche orografiche di “piana” sono più frequenti ed intensi i fenomeni di inversione termica al suolo con conseguenti maggiori effetti di accumulo degli inquinanti. Non disponendo di stazioni di rilevamento, anche per tale zona non è possibile valutare l’esposizione di larga parte di popolazione ivi residente o operante.

Queste carenze della rete di monitoraggio consentono di ritenere che la valutazione della qualità dell’aria che viene effettuata in base ai dati rilevati unicamente dalle stazioni Boboli, Bassi e Scandicci possa risultare “ottimistica” nel senso che l’effettiva esposizione di una importante parte della popolazione è presumibilmente più critica di quanto viene valutato.

Esistono però altre due centraline (stazioni Mosse e Gramsci) definite “da traffico”, e in quanto tali non rientranti nel calcolo dei superamenti che danno avvio ai provvedimenti di restrizione delle emissioni.

Il confronto dei dati raccolti da queste centraline con quelli provenienti dalle tre centraline “di fondo” (vd. tabella on-line) mostra  che, comunque, le stazioni da traffico sono collocate in siti con caratteristiche simili a quelle dei siti in cui sono collocate le residenze della popolazione e non rappresentano situazioni estreme in cui si può presumere che nessun cittadino possa trovarsi a vivere per la maggior parte del tempo, ma al contrario, soprattutto la stazione Mosse, appare ben rappresentativa di una consistente quota di popolazione.

I provvedimenti adottati

Quali misure sono previste in caso di situazioni critiche?

L’ordinanza n. 348 invita a limitate l’uso del mezzo privato su tutto il territorio comunale e dispone il divieto di accesso unicamente alla ZTL  per alcune tipologie di veicoli più inquinanti.

Considerata la piccola quantità di veicoli ricompresi nel divieto ex ordinanza 348 normalmente autorizzati a transitare in ZTL, la piccola quota di territorio interessato rispetto all’intera area urbana e il modesto lasso temporale di attivazione delle restrizioni, si può ipotizzare un effetto praticamente nullo di questo tipo di provvedimento sul livello di emissioni globali da traffico della città.

Con l’ordinanza n. 389 il divieto di circolazione alle medesime tipologie di veicoli indicate dall’ordinanza precedente viene esteso, con il medesimo orario, a tutto il centro abitato anziché alla sola ZTL. Sono previste una serie di esenzioni e percorsi di attraversamento per i quali non si applica il divieto di circolazione.

Anche in questo caso, l’effetto atteso se non è praticamente nullo è certamente trascurabile per gli stessi motivi elencati in riferimento alle modalità di intervento di primo livello. Si tenga conto, infatti, che il traffico è una delle principali sorgenti inquinanti ma, una volta raggiunti livelli elevati di PM₁₀, la loro significativa riduzione non può essere ottenuta semplicemente riducendo l’emissione (tanto più di quantità modeste) a causa dei lunghi tempi di permanenza in atmosfera di questo inquinante.

Proposte

Come migliorare il monitoraggio

Per migliorare il monitoraggio della qualità dell’aria nel comprensorio fiorentino, andrebbe esteso il sistema di centraline integrandolo con almeno due stazioni di cui una collocata nel centro storico (zona ZTL) e una nel quadrante Nord-Ovest.

In effetti, posizionare una centralina nel centro storico non è cosa semplice in quanto si tratta di strutture invasive, ingombranti e non gradite per l’aspetto che mal si concilia con il pregio architettonico che caratterizza la città di Firenze.

Tuttavia, sono presenti sul mercato strumenti di misura di taluni inquinanti e in particolare del particolato PM₁₀ e PM_2.5 che hanno dimensioni modestissime tanto da poter essere installati, ad esempio, su un palo dell’illuminazione pubblica. Si tratta di contenitori metallici di dimensioni dell’ordine di grandezza di una scatola da scarpe che al loro interno contengono sia il sensore e la pompetta di aspirazione dell’aria sia ciò che è necessario alla registrazione e alla trasmissione telematica dei dati. Il principio di misura è la diffusione di luce laser (scattering). Si tratta di una tipologia di strumenti che, ad oggi, non è dotata di certificazione di equivalenza al metodo di riferimento (gravimetrico), ma è largamente adottata sia per il campionamento personale o ambientale nel campo degli ambienti di lavoro sia per indagini su specifiche categorie di ambienti di vita e di soggetti (per esempio nelle scuole).

La taratura di questi strumenti e il loro allineamento con strumenti tradizionali può essere effettuato periodicamente e, peraltro, è molto stabile nel tempo. Gli strumenti di rilevamento di PM₁₀ e di PM_2.5 operanti sul principio dello scattering, rispetto al metodo di pesata di una membrana filtrante su cui è accumulato il particolato raccolto nelle 24 ore, hanno anche il notevole vantaggio di generare valori di concentrazione istantanei la cui registrazione consente di disporre di grafici dai quali si può evidenziare quando si verificano i valori più alti o più bassi mentre, con il metodo classico, si ha solo il valore medio nella giornata. Il profilo di concentrazione offre una conoscenza dettagliata e approfondita dell’andamento della concentrazione ambientale che può essere messo in relazione con eventi che influiscono sul quadro emissivo al contorno della stazione, aiutando nell’individuazione delle principali sorgenti, valutandone la relativa consistenza e, in ultima analisi, orientando la selezione di provvedimenti più mirati ed efficaci per migliorare la qualità dell’aria. Peraltro, questa strumentazione innovativa ha costi di acquisto, gestione e manutenzione di uno-due ordini di grandezza inferiori alla strumentazione classica.

A questo proposito si segnala un’esperienza in corso.

L'esperienza dei cittadini

Per iniziativa di un gruppo di cittadini residenti nella zona di Via della Scala (strada prossima alla stazione ferroviaria di S. Maria Novella, quasi al centro della ZTL – vd. figura 2 on-line), in un ampio giardino privato è stata collocata una stazione di misura di PM_2.5 che utilizza uno strumento basato sul principio dello scattering laser. La stazione, classificabile come fondo urbano, è stata attiva a metà dicembre 2012 e i dati sono resi disponibili in tempo reale sul sito⁴ http://www.pm2.5firenze.it. Il sito, oltre a riportare numerose informazioni tecniche e scientifiche (caratteristiche dello strumento di misura, effetti sanitari) in modalità divulgativa, mostra grafici aggiornati in tempo reale della concentrazione atmosferica di PM_2.5 come medie di 1 minuto (nell’ultima ora), orarie (negli ultimi 2 giorni) e giornaliere (da inizio rilevamento). Sono presenti anche grafici con elaborazioni statistiche (media mobile a 7 giorni, medie giornaliere con range interquartile) oltre a grafici con le medie settimanali, le medie mensili nonché media e mediana per giorno della settimana.

In figura 3 (on-line) si mostra l’andamento delle medie giornaliere di PM_2.5 rilevato dall’11 dicembre 2012 al 31 dicembre 2013. Nel grafico sono riportate anche i valori delle due centraline della rete di rilevamento pubblica che misurano il PM_2.5 ovvero Bassi (fondo) e Gramsci (traffico) e i due limiti di confronto ovvero la media annuale pari a 25 µg/m³, definito dalla normativa vigente, e la media annuale pari a 10 µg/m³, raccomandato dall’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS).

Si osserva una correlazione ottima fra le serie temporali anche se, da aprile a novembre, le misure in Via della Scala risultano significativamente e costantemente inferiori a quelle delle stazioni ARPAT.

Questa discrepanza è da mettere in relazione ad una serie di motivi tecnici che riguardano sia il diverso principio fisico di misura sia il fatto che nel particolato estivo la componente ad alto peso specifico è proporzionalmente più rilevante. Non è questa la sede in cui approfondire questi aspetti ma appare ragionevole concludere che, quantomeno a livello indicativo, le misure con strumentazione scattering possono ben integrare quelle condotte con gli strumenti delle centraline.⁵

L'efficacia dei provvedimenti

L’origine del particolato PM_2.5 è varia ma praticamente solo, direttamente o indirettamente, di natura antropica.

La quota di PM_2.5 definita “primaria”, perché dovuta alla diffusione di emissioni inquinanti, trae origine soprattutto dal traffico ma con diverse componenti specifiche quali

• i fumi degli scarichi diesel,
• l’usura di freni e frizioni,
• la risospensione dal piano stradale.

Si tenga conto che la quantità imputabile agli scarichi varia notevolmente in relazione al tipo di motore diesel e al tipo di veicolo, oltre che alla modalità di guida.

Pur non addentrandosi nell’argomento, certamente i veicoli diesel più inquinanti per l’emissione di particolato sono le auto più vecchie e i veicoli da trasporto persone o merci per la più elevata cilindrata e, nel caso dei bus urbani, per la modalità di uso (frequenti fermate e accelerate). Naturalmente l’uso del filtro antiparticolato, montato sui veicoli più recenti, ha ridotto di molto l’impatto negativo della circolazione di questa tipologia di mezzi. Le quote di PM imputabili all’usura di freni e frizioni e alla risospensione sono dovute alla circolazione di tutte le tipologie di veicoli.

Accanto al PM_2.5 “primario” è presente, in quantità variabili secondo le caratteristiche meteorologiche, la frazione “secondaria”, costituita essenzialmente da nitrati e solfati che si generano in atmosfera per la presenza di ossidi azoto e anidride solforosa. È opportuno ricordare che i veicoli diesel sono anche una importante sorgente di ossidi azoto e, sia pure in minore quantità, di anidride solforosa. Nella frazione primaria e in quella secondaria sono presenti anche composti organici derivanti dalla combustione sia di carburanti nei motori a scoppio che di combustibili negli impianti termici industriali e domestici.

Questo breve riepilogo già dimostra la complessità di attribuzione di origine del PM_2.5 che, peraltro, varia nelle stagioni. Di fatto, la molteplicità di sorgenti causa la relativa modesta percentuale attribuibile a ciascuna di esse. In sostanza, non è esistono solo una o due sorgenti su cui un possibile intervento è in grado di determinare una drastica riduzione dei livelli ambientali.

Ciononostante, uno studio specifico sul PM_2.5 condotto a Firenze ha consentito di valutare che, per esempio, nella stazione Gramsci le emissioni dirette da traffico contribuiscono per circa il 30% e un altro 30% è da addebitare alla produzione di secondario inorganico.⁶

È noto che i più alti valori di concentrazione di PM_2.5 (ma anche di quasi tutti gli inquinanti) si osservano in periodo invernale. In tale periodo dell’anno, con maggior frequenza e intensità, si realizzano condizioni meteorologiche di alta stabilità che non consentono o riducono notevolmente la capacità dispersiva dell’atmosfera. Inoltre, nella stagione fredda, al contributo del traffico si somma quello degli impianti termici.

Ciò premesso, è evidente che misure di limitazione della circolazione attuate a valle di alcuni giorni in cui si sono riscontrati elevati livelli di inquinamento non possono ritenersi di sicura utilità per vari motivi. In primo luogo perché, ovviamente, non possono avere effetto retroattivo e, inoltre, è del tutto casuale se il periodo in cui vanno ad operare si mantiene con caratteristiche meteorologiche di stabilità. Peraltro, il tempo di permanenza in sospensione del particolato non è breve per cui, anche la riduzione di emissioni non comporta una contestuale rapida discesa dei livelli di concentrazione ambientale.

A riprova di ciò, è utile mostrare quella che può apparire una curiosità: in Via della Scala nei quattro giorni dal 23 al 26 dicembre 2012 si sono registrati i più alti livelli dell’intero periodo di rilevamento (vd. figura 4 on-line). È ragionevole supporre che nel primo pomeriggio del giorno di Natale la quantità di traffico non sia stata rilevante né per quanto riguarda le auto private né, tantomeno, per quanto riguarda i bus del trasporto pubblico. La motivazione del verificarsi di così elevati livelli di PM_2.5 è invece da attribuire al permanere e, anzi, all’intensificarsi di condizioni di stabilità atmosferica, già evidenti fin dal giorno precedente. In tali condizioni meteorologiche si verifica l’accumulo di inquinanti al suolo, non solo quelli emessi durante l’evento ma anche quelli residui, emessi in precedenza e non completamente dispersi. La circostanza descritta rende evidente la complessità del fenomeno e la difficoltà (inutilità?) di interventi quali quelli disposti dal Comune di Firenze che appaiono insufficienti e intempestivi.⁷

Poiché comunque il traffico è una delle principali sorgenti di particolato ed è palese la necessità di migliorare la qualità dell’aria, accanto a misure che possono riguardare altre tipologie di sorgenti non appare possibile non intervenire anche su questa sorgente. Tuttavia, per aumentarne l’efficacia risulta evidente che occorre intervenire con misure di largo respiro temporale e spaziale e non limitate e contingenti.

Il contributo dei cittadini alla conoscenza

La stazione di rilevamento del PM_2.5 di Via delle Scala è sorta per iniziativa privata al fine di verificare lo stato della qualità dell’aria in una situazione ambientale caratterizzata da intenso traffico, soprattutto di bus del trasporto pubblico urbano ed extra urbano nonché di bus turistici (circa 2.500 passaggi al giorno). Lo strumento di misura è stato collocato in un giardino interno, non direttamente esposto ai gas di scarico dei veicoli, proprio perché il sito possa essere classificato di fondo e, in tal modo, rappresentativo dell’esposizione della popolazione generale della zona. L’iniziativa è stata patrocinata dalla Cooperativa Epidemiologia&Prevenzione «Giulio A. Maccacaro». La scelta dello strumento, la taratura e la manutenzione ordinaria sono state e sono effettuate da personale esperto, in modo da assicurarne la corretta funzionalità e l’attendibilità dei valori rilevati.

Si tratta di una prima esperienza, quantomeno in ambito toscano, di ricerca partecipata che intende proporsi quale utile modalità di integrazione con il servizio pubblico nel campo della sorveglianza della qualità dell’aria.

L’esperienza favorisce la produzione e l’acquisizione di conoscenze scientifiche da parte della stessa cittadinanza in modo non dogmatico e accademico che, in tal modo, ha la possibilità di acquisire maggiore consapevolezza anche della complessità dalla materia ed avere la possibilità di valutare meglio le possibili azioni di prevenzione. In ultimo, possiamo ipotizzare che si ottenga anche una parziale caduta del velo di sfiducia nei confronti delle istituzioni pubbliche, oggi largamente percepito dalla popolazione.

A conclusione del primo anno di attività della centralina di Via della Scala, si è tenuto un evento pubblico in cui sono stati presentati il sito web, i dati rilevati e, attraverso la partecipazione di qualificati esperti, sono stati trattati anche i temi del rapporto fra città, inquinamento e salute, della vivibilità dell’ambiente urbano e del rapporto fra scienza e partecipazione.⁸

Conclusioni

Il monitoraggio della qualità dell’aria, così come condotto attraverso la rete pubblica nel comprensorio fiorentino, considerata la complessità e l’articolazione del territorio, appare insufficiente a rappresentare adeguatamente il grado di esposizione della popolazione. Sarebbe opportuno integrare la rete di rilevamento esistente con stazioni ubicate nel centro storico e nel quadrante nord-ovest della città. Andrebbero considerate anche le stazioni di tipo traffico quando possano essere ritenute rappresentative dell’esposizione di una quota significativa della popolazione.

Una stazione definibile di “fondo urbano”, dotata di strumentazione innovativa per la misura di PM_2.5 e attivata a cura di privati nell’area centrale della ZTL, dimostra che esperienze di ricerca partecipata potrebbero integrare il servizio pubblico in quanto di pari dignità scientifica. Si otterrebbe lo scopo di aumentare la capacità di monitoraggio e, allo stesso tempo, si favorirebbe la conoscenza della complessità dei fenomeni da parte dei cittadini che partecipano direttamente alla sperimentazione.

Provvedimenti finalizzati al miglioramento della qualità dell’aria devono riguardare anche il traffico che costituisce una delle principali sorgenti di inquinamento. Tuttavia, tali provvedimenti, per avere una significativa efficacia, devono essere estesi nel tempo e nello spazio e adottati al fine di prevenire il raggiungimento di elevati livelli di inquinamento piuttosto che intervenire in situazioni critiche.

Bibliografia

1. http://bit.ly/1rDKdGU (Ultimo accesso:16 gennaio 2013)
2. http://bit.ly/1pLSV0R  (Ultimo accesso:16 gennaio 2013)
3. http://bit.ly/1nwl9y5  (Ultimo accesso:16 gennaio 2013)
4. Sito web realizzato da Giancarlo Fabbro, ISPO, Firenze.
5. http://www.arpat.toscana.it/notizie/notizie-brevi/2014/pm2.5-a-firenze-un-progetto-di-sorveglianza-della-qualita-dellaria-condotta-dai-cittadini  
6. Regione Toscana, Progetto regionale PATOS “L’inquinamento da materiale particolato fine PM10 e PM2.5 in Toscana: cause e soluzioni”.http://servizi.regione.toscana.it/aria/index.php?idDocumento=22616 (Ultimo accesso:16 gennaio 2013)
7. Workshop “Progetto regionale PATOS, L’inquinamento da materiale particolato fine PM10 e PM2.5 in Toscana: cause e soluzioni, 29 Novembre 2012. Presentazione a cura di Regione Toscana - Direzione Generale delle Politiche Territoriali Ambientali e per la Mobilità Settore “Energia, tutela della qualità dell’aria e dall’inquinamento elettromagnetico e acustico”. http://servizi.regione.toscana.it/aria/img/getfile_img1.php?id=22623 (Ultimo accesso: 16 gennaio 2013)
8. l programma dell’evento e le presentazioni sono disponibili sul sito https://www.pm25firenze.biostatistica.net/docs