Il panorama della quarantena forzata che gli italiani stanno vivendo, se da un lato è il riflesso della crisi sanitaria che il Paese sta affrontando, dall’altro offre spunti di analisi interessanti, specie per quanto riguarda la qualità dell’aria che i cittadini della Pianura padana sono abituati a respirare. Il primo dato che emerge dalle analisi elaborate da un team di esperti del Sistema nazionale di protezione ambientale (SNPA) riguarda il biossido di azoto (NO2), che tra gli inquinanti dell’aria, è quello che più rapidamente risponde alle variazioni delle emissioni e viene prodotto da tutti i processi di combustione, compresi quelli derivanti dal traffico veicolare.

A seguito delle misure introdotte dal Governo per l’emergenza Coronavirus, adottate in Lombardia e Veneto a partire dal 23 febbraio e poi estese a tutto il territorio nazionale a partire dall’11 marzo, il biossido di azoto ha osservato una riduzione stimata nell’ordine del 50% nella sola Pianura Padana. Questa riduzione è stata rilevata grazie ad una nuova piattaforma, sviluppata in collaborazione con l’Agenzia spaziale italiana (ASI), in grado di integrare ed elaborare i dati forniti dal Programma europeo Copernicus e da sistemi modellistici a scala nazionale e regionale con quelli raccolti sul territorio dalle Agenzie per la protezione dell’ambiente delle regioni e delle province autonome (ARPA e APPA).

Più complessa è invece la risposta delle polveri fini (PM10) in parte emesse direttamente dal traffico veicolare ed in larga parte prodotte dalla trasformazione di altre sostanze reattive, quali l’ammoniaca, gli ossidi di azoto, i composti organici volatili, emesse da molte fonti diverse.

La situazione della Pianura Padana

L’andamento temporale dei dati di tutte le stazioni di monitoraggio della Pianura Padana mostra una variazione giornaliera dovuta alla variabilità delle condizioni meteorologiche. Si notano numerosi valori isolati (outlayer) che evidenziano la presenza di una marcata variabilità tra i dati rilevati dalle stazioni.

L’andamento dei valori mediani, un indicatore robusto per esaminare l’andamento complessivo, evidenzia una progressiva riduzione dell’inquinamento diffuso, a partire dalle restrizioni imposte in Lombardia e Veneto. I valori mediani di tutte le stazioni di quest’area sono progressivamente passati da quantità comprese tra 26 – 40 microg/m3 nel mese di febbraio a 10 – 25 microg/m3 nel mese di marzo, con una riduzione dell’ordine del 50%, in accordo con la analisi condotta dal servizio  europeo Copernicus-CAMS.

L’effetto delle limitazioni degli spostamenti risulta particolarmente evidente osservando le mappe di concentrazione prodotte con modello di trasporto e dispersione, messe a confronto con i valori osservati. Poiché il modello calcola la concentrazione sulla base delle usuali emissioni, il confronto evidenzia l’effetto delle misure di limitazione sulla concentrazione di NO2.

Si nota come in corrispondenza delle principali arterie stradali, come la via Emilia, i valori attesi sulla base della valutazione modellistica (30 – 50 microg/m3) risultano superiori a quelli osservati (10 – 30 microg/m3). Analoghe considerazioni valgono per l’area ad elevate emissioni della Lombardia, dove le concentrazioni osservate ricadono nell’intervallo 10- 30 microg/m3 contro valori attesi di 20 – 40 microg/m3. La piattaforma consente anche di focalizzare l’analisi su sottodomini, sui quali sono stati implementati modelli a maggior risoluzione spaziale.

Valori del biossido di azoto nella Pianura Padana tra 19 febbraio e 17 marzo

Fonte: Piattaforma SNPA-ASI Copernicus.

Figura 1 in alto: rappresentazione a boxplot della distribuzione dei valori massimi giornalieri di Biossido di azoto delle stazioni al suolo della pianura padana (di ER, PI, LO, VE, VdA, FVG, TN, BZ.) Figura 1 a della Lombardia (Figura1 b) e dell’Emilia-Romagna (figura 1 c) La barra orizzontale rappresenta il valore mediano, il box il 1° e 3° quartile, le barre orizzontali il valore massimo e minimo della distribuzione. I pallini sono i valori outlayer. In basso: mappe di concentrazione prodotte dalle valutazioni con modello di trasporto e dispersione (modello ITA-7) messe a confronto con i valori osservati (pallini colorati) in giornate significative.

Focus regionale

In Lombardia, dove le misure sono state le più prolungate tra le regioni del Nord (sebbene ristrette inizialmente ad una zona limitata) si nota una variazione dei valori mediani meno marcata rispetto a quella generale della Pianura Padana: da 26 – 45 microg/m3 nel mese di febbraio a 13 -28 microg/m3 in quello di marzo. La riduzione è dell’ordine del 40%.

In Emilia-Romagna, dove le misure sono state introdotte a partire dall’11 marzo, dapprima in alcune province e poi sull’intera regione, i valori mediani sono inclusi in un intervallo più ampio, passando da 20 – 31 microg/m3 in febbraio, a 7 – 20 microg/m3 in marzo. Con una riduzione dell’ordine del 50%.

L’analisi dell’Emilia-Romagna mette in evidenza l’anomalia registrata tra il 14-15 ed il 16 -17 marzo, quando si è assistito ad una ripresa di elevate concentrazioni di NO2 (mediana da 12 a 16 microg/m3), nonostante la sussistenza di estese misure di limitazione della mobilità. A conferma della complessa dinamica dell’inquinamento atmosferico, che risente di fattori meteorologici, emissivi ed orografici che, nella Pianura Padana possono determinare, nonostante le misure di contenimento, picchi di concentrazione nell’arco della giornata.

Per quanto riguarda il Friuli-Venezia Giulia, (Fig.4) si osserva l’effetto della marcata differenza tra concentrazione osservata l’11 marzo (10 – 20 microg/m3, 1° e 3° quartile) e concentrazione attesa (50 – 70 microg/m3).

Quanto alla situazione del Veneto, nella settimana tra il 19 e il 25 febbraio i valori di concentrazione risultavano in linea con quelli del bacino padano con mediane di 25-35 microg/m3. Nella settimana tra l’11 e il 17 marzo i valori di concentrazione sono stati caratterizzati da una marcata variabilità tra un giorno e l’altro, con mediane comprese tra 9.5 e 26 microg/m3. La riduzione risulta di circa il 40% sui valori settimanali.

Nello stesso arco temporale, in Piemonte i valori di concentrazione risultavano in linea con quelli del bacino padano, con mediane di 26-37 microg/m3. Nella settimana tra l’11 e il 17 marzo i valori di concentrazione sono diminuiti, con dati mediani compresi tra 11 e 21 microg/m3. La riduzione del biossido di azoto risulta di circa il 50 % sui valori settimanali".

Come sono stati elaborati i dati

Il valore aggiunto della piattaforma del Sistema SNPA sta nell’unire i dati giornalieri degli inquinanti, registrati h-24 dalle stazioni di monitoraggio sul territorio, con le valutazioni e previsioni elaborate da un sistema di modelli chimici di trasporto e dispersione a partire dai dati forniti a scala globale dal servizio europeo CAMS di Copernicus. Il servizio CAMS utilizza le immagini catturate dai satelliti “Sentinel” di Copernicus sull’intero pianeta, permettendo di collegare le analisi eseguite a scala nazionale e regionale con la dinamica globale dell’atmosfera.

Questa analisi preliminare degli effetti sulla qualità dell’aria delle misure messe in atto nell’ambito dell’emergenza COVID-19 rappresenta un primo utilizzo sul campo del sistema. Una approfondita comprensione degli effetti sulla qualità dell'aria di emissioni ridotte richiede numerosi approfondimenti, come la valutazione quantitativa delle variazioni delle emissioni e delle condizioni meteorologiche ed una accurata validazione dei dati rilevati dalle stazioni di monitoraggio. Questi approfondimenti saranno oggetto delle future attività con l’acquisizione di dati relativi al traffico, alle attività industriali ai consumi energetici e di combustibili nei settori civile ed industriale e delle altre sorgenti emissive.