Emissioni PM10 non-exhaust Il ruolo critico e misterioso del risollevamento

1. VIII EXPERT PANEL • EMISSIONI DA TRAFFICO STRADALE • ROMA, 5 novembre 2003 Emissioni PM10 non-exhaust Il ruolo critico e misterioso del risollevamento F. Giovannini, D. Grechi ARPAT – Dipartimento Provinciale di Firenze ARPAT Firenze

2. Emissioni di PM10 dovute al traffico veicolare EMISSIONI NON EXHAUST USURA: freni, frizione, pneumatici RISOLLEVAMENTO del particolato presente sulla strada dovuto al transito dei veicoli ? Fattori di emissione disponibili ARPAT Firenze

3. Una questione di principio Q: Ha senso dire che esiste una emissione dovuta alla risospensione? Particolato già emesso, fenomeno dovuto al trasporto quello che si misura, ad esempio lungo una strada, contiene la camponente di risollevamento, che quindi concorre a determinare il superamento o meno dei limiti R: Ha senso capire il ruolo ed il peso della componente dovuta alla risospensione nel PM10 misurato Come è possibile farlo? • Non si conoscono molti dei meccanismi e fenomeni fisici che lo caratterizzano • Esiste un modello emissivo che, in teoria, permette di valutarlo ARPAT Firenze

4. Il modello emissivo US-EPA “paved roads” 1993 Il modello “paved roads” 1993 (1997) stima le emissioni totali dovute alla sorgente traffico veicolare su di una strada (exhaust+usura+risospensione) ET fattore di emissione in g/(veicolo km) k =4.6 per PM10, 1.1 per PM2.5 [g/(veicolo km)] W= peso medio dei veicoli in transito sulla strada [tons] sL=“silt loading”, particolato presente sulla strada (<75 µm) [g/m²] Range di utilizzo: W[1.8;38] Mg, sL[0.02;400] g/m² ARPAT Firenze

5. Valori consigliati EPA per sL: 0.1 g/m² strade in condizioni normali con più di 5000 veicoli/giorno 0.4 g/m² strade in condizioni normali con meno di 5000 veicoli/giorno ARPAT Firenze

6. Applicazione del modello US-EPA “paved roads” 1993 per stimare il contributo del risollevamento Per l’area urbana di Firenze (anno 2000) con sL=0.1 g/m², W=1.1 (1.2) Mg ET=607 (691) Mg/y ; Eexhaust=203 Mg/y ; Eusura=61 Mg/y ER=343 (427) Mg/y 57% (62%) delle emissioni totali da traffico Altri esempi di applicazione ARPAT Firenze

7. Metodologie e tecniche sperimentali • BILANCIO DI MASSA • MODELLO DIFFUSIONALE • TRACCIANTI • TRAKER Critiche al modello emissivo US-EPA “paved roads” 1993 ARPAT Firenze

8. La nuova versione (Draft, agosto 2003) del modello emissivo US-EPA “paved roads” Stima della componente di risollevamento C fattore di emissione (EXHAUST+USURA) U.S.A. 1980 in [g/(veicolo km)] • ER<0? ARPAT Firenze

9. La nuova versione (Draft, agosto 2003) del modello emissivo US-EPA “paved roads” Stime annuali o di lungo termine p numero di giorni con precipitazioni (>0.0254 mm) rispetto al numero di giorni considerati N • riduzione massima (p = N ) del 25% ARPAT Firenze

10. La nuova versione (Draft, agosto 2003) del modello emissivo US-EPA “paved roads” Applicazione all’area urbana di Firenze (anno 2000) stima della componente dovuta al risollevamento Paved roads 1993 Draft 2003 Draft 2003 (con pioggia) 343 Mg/y 138 Mg/y 128 Mg/y 57% 34% 33% ARPAT Firenze

11. CONCLUSIONI (1) • Le conoscenze sul fenomeno della “risospensione” sembrano ancora insufficienti per valutarne l’entità e l’importanza • Il modello US-EPA “paved roads” (nelle sue diverse versioni) si presta a notevoli critiche, ma “deve” contenere alcuni elementi informativi. • L’applicazione del modello US-EPA “paved roads” per la stima della componente dovuta al risollevamento può fornire indicazioni solo qualitative, al massimo per ordine di grandezza. • E’ probabile che il modello possa fornire informazioni e stime affidabili in determinate condizioni, non sembra che lo si possa utilizzare in modo estensivo. • Il problema delle emissioni da risollevamento allo stato attuale non può essere ignorato: occorre semmai studiarlo per valutarne almeno l’effettiva rilevanza. ARPAT Firenze

12. CONCLUSIONI (2) • Un’ipotesi di metodologia di misura che permetta di valutare l’importanza delle emissioni da risollevamento in ambito urbano rispetto alla componente exhaust: • misura in campo, scegliendo le opportune condizioni meteorologiche e territoriali • misura da entrambi i lati della strada • si ipotizza che la componente exhaust abbia nella sua quasi totalità dimensioni caratteristiche < 1 µm, mentre quella dovuta al risollevamento (escluso l’exhaust depositato) abbia dimensioni caratteristiche > 1 µm • si misurano quindi in contemporanea le frazioni PM1 e PM10 • il loro peso relativo costituisce un’indicazione dell’importanza delle due componenti nel determinare le concentrazioni di PM10 ARPAT Firenze

13. ARPAT Firenze