Confronto tra differenti metodologie di campionamento e studi di caratterizzazione del particolato atmosferico urbano di Padova

Nell’ambito degli studi di caratterizzazione del particolato atmosferico urbano della città di Padova, avviati con il progetto SITECOS, sono state recentemente effettuate alcune campagne di monitoraggio impiegando contemporaneamente tre differenti sistemi di campionamento e misura di PM1, PM2.5 e PM10: il campionatore Zambelli Explorer plus che opera in condizioni certificate, il sistema PCIS (Personal Cascade Impactor Sampler) che consiste in un impattore multistadio di piccole dimensioni utile al monitoraggio dell’esposizione personale, e il contatore ottico di particelle Grimm mod. 1108. Attraverso un confronto dell’insieme dei risultati sperimentali (campagne di misura effettuate nel mese di novembre del 2006 e del 2007) si è potuto stabilire che il campionatore multistadio PCIS è in grado di fornire valori di concentrazione di PM10, PM2,5 e PM1 statisticamente equivalenti al sistema certificato Zambelli con un livello di confidenza del 95%. Al contrario, il confronto tra le prestazioni del contatore ottico di particelle OPC-Grimm e il sistema di campionamento certificato Zambelli ha evidenziato che le due metodologie di misura forniscono valori di concentrazione di PM10, PM2,5 e PM1 statisticamente differenti (livello di confidenza del 95%). Le differenze sistematiche evidenziate (ad esempio l’OPC sovrastima di circa il 30% la concentrazione di PM2.5) sono imputabili alla non completa conoscenza della composizione delle particelle aerodisperse, ovvero alla loro densità in funzione della classe dimensionale campionata, i cui valori determinano l’accuratezza con cui la misura in conteggio può essere convertita in PM. Una volta verificate le prestazioni, il campionatore multistadio PCIS è stato impiegato per completare gli studi di caratterizzazione del particolato atmosferico urbano di Padova, effettuando in particolare l’analisi della distribuzione dimensionale di alcune sue componenti. Si è pertanto confermato che gli ioni di origine secondaria come nitrati, solfati e ammonio presentano concentrazioni maggiori nelle frazioni più fini del particolato. Al contrario, calcio e magnesio che sono tipicamente di origine crostale, sono maggiormente presenti nella frazione grossolana. Nel complesso la componente inorganica solubile totale diminuisce (in termini di %) nelle frazioni più fini dove invece aumenta la frazione carboniosa. Il TC (%) è risultato essere sempre piuttosto elevato ed in linea con i valori previsti per il PM urbano della Pianura Padana (30-60%). Si osserva inoltre che la conc.% di TC diminuisce nei giorni di picco del PM (aumenta quindi la concentrazione assoluta di TC in funzione della concentrazione di PM10, PM2,5 e PM1), a dimostrazione che le elevate concentrazioni di PM riscontrate nei periodi invernali ed autunnali risentono maggiormente dell’incremento della componente secondaria. I dati di concentrazione dei principali componenti del particolato atmosferico sono stati infine elaborati tramite l’applicazione di modelli statistici, al fine di ricavare una prima classificazione delle possibili fonti emissive e una stima del loro contributo. Lo studio preliminare di assegnazione delle fonti emissive (PCA e analisi fattoriale effettuata sui dati di PM2,5 acquisiti nell’ambito del progetto SITECOS) ha evidenziato che le principali sorgenti del particolato atmosferico urbano di Padova sono tre (processi secondari, processi di combustione e contributo crostale) e che specifiche componenti del particolato sono significativamente correlabili ad esse.