D. 01/10/2002

- Il Decreto ministeriale 20 maggio 1991 recante "Criteri per l'elaborazione dei piani regionali per il risanamento e la tutela della qualità dell'aria", è pubblicato nella Gazzetta Ufficiale 31 maggio 1991, n. 126. Allegato 1 (art. 2, comma 1) "Direttive tecniche concernenti la valutazione preliminare"

-Introduzione Obiettivo della valutazione preliminare della qualità dell'aria è individuare in prima approssimazione le zone di cui agli articoli 7, 8 e 9 del Decreto legislativo 4 agosto 1999 n. 351, al fine di stabilire il regime di monitoraggio e la modalità di gestione della qualità dell'aria. Se sono disponibili misure rappresentative dei livelli degli inquinanti di cui all'articolo 4 del Decreto legislativo 4 agosto 1999, n. 351, si passa alla fase di determinazione della distribuzione spaziale delle concentrazioni, più avanti descritta, seguita dalla fase di interpretazione dei dati pervenendo cosi all'individuazione delle zone. Nel caso in cui non siano disponibili misure rappresentative dei livelli degli inquinanti di cui all'articolo 4 del Decreto legislativo 4 agosto 1999, n. 351, è necessario effettuarle e integrare misure in siti fissi con altre tecniche come metodi di misura indicativi, tecniche di stima obiettiva (1) e modelli di diffusione e trasformazione degli inquinanti in atmosfera. Le fasi successive della valutazione preliminare riguardano, anche in questo caso, la determinazione della distribuzione spaziale delle concentrazioni, più avanti descritta, seguita dalla fase di interpretazione dei dati pervenendo cosi all'individuazione delle zone.

1. Tecniche di valutazione che integrano le misure in siti fissi

1.1 Metodi di misura indicativi I metodi di misura indicativi prevedono misure che sono generalmente meno accurate di quelle fatte con il metodo di riferimento. Tecniche di misure indicative basate sull'uso di un laboratorio mobile (o ogni altro supporto alla misura mobile o trasportabile) e metodi di misura manuale, come le tecniche di campionamento diffusivo in particolare, sono di particolare interesse, a causa dei costi relativamente bassi e della semplicità delle operazioni in confronto con quanto necessario per il funzionamento di stazioni di misura fisse.

1.1.1 Uso della tecnica di campionamento diffusivo Il basso costo e la facilità di realizzazione di campagne di monitoraggio dell'aria ambiente con la tecnica del campionamento diffusivo consentono l'effettuazione d'indagini con un'elevata risoluzione spaziale (alta densità di campionamento). La tecnica è particolarmente adatta alla determinazione della distribuzione di inquinanti su un'area estesa e per valutare li- todi matematici per calcolare le concentrazioni da valori misurati in altre locazioni e/o tempi, basati su conoscenze scientifiche della distribuzione delle concentrazioni: un esempio è l'interpolazione lineare basata sull'ipotesi che l'andamento delle concentrazione è sufficientemente uniforme. Un altro esempio è un modello di dispersione adattato per riprodurre concentrazioni misurate nel suo dominio. Quando la metodologia del campionamento diffusivo è utilizzata per la valutazione preliminare devono essere compiute le seguenti azioni:

1. individuazione delle principali sorgenti d'emissione;

2. costruzione di una griglia sull'area investigata, prendendo in considerazione la densità dei siti di campionamento;

3. selezione per ogni cella della griglia di un sito rappresentativo della concentrazione di fondo, non direttamente influenzato da sorgenti locali;

4. se importante, selezione di ulteriori siti di campionamento in prossimità di sorgenti d'inquinamento rilevanti;

5. installazione dei campionatori ed esposizione per un periodo rappresentativo, considerando il tempo minimo di copertura temporale;

6. a supporto di controllo e assicurazione di qualità delle misure (QA/QC), si raccomanda l'installazione di alcuni campionatori in duplicato/triplicato per valutare la riproducibilità delle determinazioni. Campionatori non esposti ("bianco di campo") dovrebbero essere maneggiati con le stesse modalità dei campionatori esposti al fine di stabilire l'effetto dello stoccaggio e del trasporto sul valore di concentrazione misurato;

7. realizzazione delle analisi dei campionatori diffusivi in laboratorio secondo le modalità indicate dal produttore e calcolo dei livelli di concentrazione;

8. calcolo della distribuzione dei livelli d'inquinamento per interpolazione delle misure fatte in ciascuna cella della griglia di campionamento. Le misurazioni effettuate in prossimità di sorgenti rilevanti (hot spot) non sono rappresentative di superfici estese, quindi, non dovrebbero essere incluse nei calcoli per l'interpolazione;

9. rappresentazione grafica nella forma di carta topografica. Gli hot spot sono indicati come un punto;

10. stima dei percentili comparando i dati con serie di dati ottenuti in luoghi simili e/o vicini con strumentazione automatica;

11. confronto dei risultati con i valori limite. Va assicurata una elevata qualità dei dati, se possibile corrispondente a quanto indicato nei decreti di cui all'articolo 4 del Decreto legislativo 4 agosto 1999, n. 351. Ulteriori indicazioni sull'uso della tecnica di campionamento diffusivo possono essere trovate nella documentazione di supporto al presente allegato.

1.1.2 Uso di un laboratorio mobile per la valutazione di aree di massima concentrazione I laboratori mobili o le stazioni di misura trasferibili usualmente combinano i vantaggi dei metodi di misura automatici con la mobilità e flessibilità d'utilizzo. Per gli inquinanti per cui i sistemi automatici di misura non esistono o non sono metodi ufficiali i laboratori mobili possono essere equipaggiati con strumentazione non automatica in grado di eseguire il prelievo del campione. La durata, i periodi e la frequenza delle campagne di misura o dei periodi di rilevamento dovranno essere fissati in modo da essere rappresentativi del periodo di riferimento del valore limite (1 ora, 24 ore, 1 anno). 1. individuazione dell'area in cui s'ipotizza la massima concentrazione, utilizzando misure pregresse o informazioni derivate da similitudine con aree comparabili o inventari d'emissione o studi di modellistica. La tecnica di campionamento diffusivo usata come un mezzo per determinare la distribuzione spaziale degli inquinanti, può essere una possibile alternativa per la determinazione dell'area di massima concentrazione;

2. dalle serie temporali di misurazioni pregresse o da informazione derivata da similitudine con aree comparabili, determinare il lasso di tempo in cui è probabile misurare il massimo livello d'inquinamento;

3. realizzazione delle misurazioni; 4. confronto dei risultati ottenuti con i valori limite e selezione del regime di monitoraggio. Va assicurata una elevata qualità dei dati, se possibile corrispondente a quanto indicato nei decreti di cui all'articolo 4 del Decreto legislativo 4 agosto 1999, n. 351. Informazioni specifiche per gli inquinanti Il laboratorio mobile dovrebbe essere equipaggiato con un analizzatore per ognuno degli inquinanti considerati. Un laboratorio mobile può facilmente realizzare la misurazione contemporanea di vari inquinanti, e può costituire un mezzo di screening per quegli inquinanti per cui tecniche d'analisi di basso costo non sono disponibili (PM10, metalli pesanti ed I.P.A.).

1.1.3 Uso di un laboratorio mobile per il monitoraggio a griglia Un laboratorio mobile può essere utilizzato anche per valutare la distribuzione spaziale di inquinanti su grandi aree. Il monitoraggio su una griglia è realizzato dividendo l'area d'interesse in una griglia a maglia quadrata e misurando l'inquinamento in ciascuna cella. Le misure sono realizzate per brevi periodi di tempo a ciascuna intersezione delle linee della griglia e ripetute durante il corso dell'anno. Le date e le ore delle misure sono scelte in modo casuale ma comunque tenendo in considerazione che devono essere equamente distribuite sui mesi, giorni della settimana ed ore del giorno. È opportuno fissare uno schema di misura per cui le intersezioni adiacenti sulla griglia non siano monitorate nello stesso giorno; I valori singoli misurati ai quattro angoli di ciascuna cella sono usati per calcolare il valore medio della concentrazione nella cella e per le isoplete sull'area. I percentili possono essere stimati dalla distribuzione di frequenza. Il metodo non è applicabile per la caratterizzazione di hot spot. Quando la metodologia è utilizzata per la valutazione preliminare devono essere compiute le seguenti azioni:

1. costruzione della griglia sull'area d'indagine prendendo in esame la densità della griglia; preparazione di uno schema di misurazione, scegliendo in modo casuale nell'anno le date e le ore per le misurazioni, ma comunque tenendo in considerazione che debbono essere equamente distribuite sui mesi, giorni della settimana ed ore del giorno, inoltre, particolare attenzione deve essere posta nel non far coincidere nello stesso giorno le misurazioni sulle intersezioni adiacenti della griglia;

3. realizzazione delle misurazioni all'intersezione di ciascuna cella della griglia; 4. calcolo delle medie annuali per ciascuna cella della griglia dai singoli valori misurati alle intersezioni di cella; 5. costruzione di una mappa riportante le isoplete sull'area studiata; 6. stima dei percentili comparando i dati con serie estese di dati ottenuti in siti simili con strumentazione automatica. Va assicurata una elevata qualità dei dati, se possibile corrispondente a quanto indicato nei decreti di cui all'articolo 4 del Decreto legislativo 4 agosto 1999, n. 351.

1.2 Modelli In generale, i modelli di dispersione sono un utile strumento per: - ottenere campi di concentrazione anche in porzioni di territorio ove non esistano punti di misura, o estendere la rappresentatività spaziale delle misure stesse; - ottenere informazioni sulle relazioni tra emissioni e immissioni (matrici sorgenti - recettori) discriminando quindi fra i contributi delle diverse sorgenti; - valutare l'impatto di inquinanti non misurati dalla rete di monitoraggio; - studiare scenari ipotetici di emissioni alternativi rispetto al quadro attuale o passato. Il risultato della simulazione modellistica è connotato da un certo grado di incertezza che risulta dalla composizione dell'incertezza intrinseca al modello (dovuta alla incapacità di descrivere perfettamente i fenomeni fisici) e di quella associata ai dati di ingresso, in particolare alle emissioni e ai parametri meteoclimatici. Una corretta applicazione modellistica necessita di una procedura rigorosa di confronto con le misure, che consenta la verifica e la taratura del modello. Questo punto presuppone un disegno ottimale della rete di monitoraggio, sufficiente affidabilità, accuratezza e rappresentatività delle misure, e una buona conoscenza delle emissioni delle sostanze inquinanti che influenzano la qualità dell'aria, sia in termini quantitativi che di distribuzione spaziale e temporale.

1.2.1 Caratteristiche generali dei modelli La scelta del modello o dei modelli da applicare deve essere effettuata rispondendo, in successione, ad alcune domande di carattere generale. Dapprima, deve essere correttamente definito lo scenario di applicazione, cioè l'insieme degli elementi caratteristici del problema che consentono di individuare la categoria di modelli appropriata: scala spaziale e temporale, complessità territoriale, orografica e meteoclimatica dell'area, tipologia delle sorgenti di emissione, sostanze inquinanti da considerare (in particolare, se soggette a reazioni chimiche o no). In seconda battuta, si devono verificare, in dettaglio, i requisiti delle uscite che si desiderano dal modello e la disponibilità di tutti i dati di ingresso necessari e delle risorse hardware e software, e procedere quindi alla selezione del modello più opportuno. Per quanto riguarda la scala spaziale, si dovranno considerare anzitutto i modelli in grado di riprodurre efficacemente i fenomeni che, alla scala locale o alla microscala (per esempio, in un canyon urbano) determinano i valori di inquinamento più alti, da confrontare con gli standard di qualità. D'altra parte, gli stessi fenomeni hanno, in molti casi, origini e caratteristiche a scala più grande, per cui può essere opportuno l'uso di un modello a mesoscala a elevata risoluzione o l'uso di più modelli in cascata (nested) con estensione decrescente e risoluzione crescente. Per quanto riguarda la scala temporale, partendo dai tempi di riferimento e dal tipo di indicatore contemplato dalla normativa, occorre fare ricorso sia a modelli di "breve periodo", in grado cioè di simulare episodi di inquinamento atmosferico intenso, sia a modelli di "lungo periodo", in grado di stimare gli indicatori da confrontare con gli standard di qualità che hanno periodo di riferimento di un anno. Per contemperare le due esigenze è auspicabile disporre di serie temporali significative di dati meteorologici, e di modelli in grado di calcolare la serie temporale dei campi di concentrazione in aria. Da quest'ultima è poi possibile ricavare la distribuzione spaziale degli indicatori da confrontare con gli standard di qualità della sostanza inquinante considerata. In via preliminare può essere vantaggioso valutare l'esistenza di condizioni critiche per la qualità dell'aria attraverso modelli basati su ipotesi conservative, che cioè per loro natura generalmente sovrastimano le concentrazioni in aria. In questo contesto i modelli sono applicati per valutazioni di breve periodo calcolate su una casistica di possibili condizioni meteorologiche, senza tenere conto delle reali frequenze di occorrenza sul territorio di interesse. I valori di picco cosi ottenuti vengono sommati al livello del fondo, misurato o stimato, e la somma risultante confrontata con il valore limite della qualità dell'aria per l'inquinante in esame. Se i valori cosi calcolati so no al di sotto del valore limite il territorio in esame può essere ritenuto non critico e non è necessaria l'applicazione di modelli più complessi o l'utilizzo di dati di ingresso più raffinati. Nei casi in cui non si disponga dei dati meteorologici appropriati, questi modelli possono rappresentare l'unico approccio possibile. Ulteriori indicazioni relative alle caratteristiche generali dei modelli possono essere trovate nella documentazione di supporto al presente allegato.