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Padania: il 75 per cento delle polveri sottili deriva da fonti secondarie

In Val Padana il 75 per cento delle polveri sottili nel periodo estivo sono di natura secondaria, ovvero non derivano dall’immissione diretta in atmosfera ma sono il frutto di reazioni chimiche “azionate” dall’elevata radiazione solare.
Sono i risultati di un recentissimo studio condotto dall’Istituto di scienze dell’atmosfera e del clima del Consiglio nazionale delle ricerche di Bologna (Isac-Cnr). In particolare l’istituto ha organizzato presso la Base Sperimentale di S. Pietro Capofiume (Bologna) una campagna internazionale per individuare i meccanismi responsabili delle polveri sottili.

La ricerca europea

I risultati confermano che la Pianura Padana è uno dei “punti caldi” in Europa anche per i livelli di inquinamento dell’aria, una condizione dovuta alla elevata concentrazione di attività industriali, agricole e di allevamento unita alla fitta rete viaria e a specifiche condizioni climatiche tra le quali, determinante, è il fatto che la vasta area è circondata su tre lati da alte catene montuose.
Alla campagna - organizzata nell'ambito del progetto europeo European Integrated Project on Aerosol Cloud Climate and Air Quality Interactions EUCAARI,  tra gli studi di maggiore importanza riguardanti gli aerosol in Europa - hanno partecipato anche ricercatori dell’Ibimet-Cnr, dell’Iia-Cnr, dell’Arpa Emilia Romagna, dell’Università di Milano e – a livello internazionale - l’Osservatorio Meteorologico di Hohenpeissenberg (Germania), le Università di Helsinki e Kuopio (Finlandia), di Galway (Irlanda), di Birmingham e Manchester (Inghilterra), oltre che la compagnia americana Aerodyne Research Inc.
In particolare il progetto EUCAARI avviato nel 2007 ha avuto lo scopo di verificare il ruolo che giocano gli aerosol nel processo del cambiamento climatico e nelle condizioni della qualità dell’aria. I risultati prodotti nell’ambito del progetto sono oggi assunti come base scientifica per la formulazione delle politiche strategiche europee nei negoziati sul clima globale.
EUCAARI inoltre ha avviato  una rete globale di stazioni di misurazione. Interessati il Brasile, il Sudafrica, la Cina e l’India in aree geograficamente importanti ai fini del monitoraggio dell'inquinamento atmosferico. Per esempio, la stazione brasiliana è stata installata nella regione delle foreste pluviali, mentre quella sudafricana nella zona della savana.

Il ruolo degli aerosol

Gli aerosol sono microparticelle solide o goccioline liquide sospese nell'atmosfera. Derivano da fonti umane e naturali e le loro dimensioni possono variare da nuclei (cluster) di molecole subnanometriche a particelle di polveri e goccioline in scala millimetrica che costituiscono le nubi. Gli aerosol incidono sul clima in maniera diretta, in quanto possono disperdere o assorbire le radiazioni solari, ma anche in maniera indiretta, quando fungono da nuclei di condensazione e provocano la formazione di nubi.
Il progetto di ricerca paneuropeo ha sviluppato un dispositivo per la misurazione degli aerosol estremamente sensibile che ha consentito di rilevare in modo attendibile le particelle di dimensioni inferiori ai 3 nanometri.
 “Uno dei risultati più immediati di questa campagna di misura -  spiega il responsabile Sandro Fuzzi, ricercatore Isac-Cnr, - è che il particolato di fondo nella Pianura Padana durante la stagione estiva risulta essere di natura prevalentemente secondaria. Circa il 75 per cento delle polveri sottili non è emesso direttamente in atmosfera come tale, ma si forma per reazioni chimiche in aria, catalizzate dalla elevata radiazione solare”.

Nella valle due picchi d’inquinamento nella giornata

Lo studio ha consentito di rilevare anche che la produzione di aerosol secondari ha due picchi di inquinamento nel corso della giornata. Il primo si verifica tra le 4 e le 8 del mattino e si deve alla formazione di nitrati originati dall’ossidazione degli ossidi di azoto. Il secondo picco di inquinamento si verifica nelle ore centrali della giornata, tra mezzogiorno e il primo pomeriggio.
“Il monitoraggio ha consentito di rilevare – prosegue il ricercatore della Isac-Cnr – che si tratta di due tipi diversi di aerosol secondari riconoscibili chimicamente. Il primo picco – spiega Fuzzi - è dovuto alla formazione di nitrati originati dall’ossidazione di ossidi di azoto, il secondo alla conversione di composti organici volatili a particelle fini in condizione di intensa radiazione solare ed elevati livelli di ozono”.
La dotazione strumentale di misurazione messa in campo in questa campagna è stata all’avanguardia e non ha precedenti in Europa. La strumentazione è stata messa a disposizione grazie all’interesse di gruppi di ricerca stranieri per la Pianura Padana, considerata per le sue caratteristiche come un laboratorio “ideale” per lo studio dell’inquinamento atmosferico.
“La strumentazione innovativa utilizzata, attualmente non disponibile in Italia, comprende moderni spettrometri di massa (aerosol mass spectrometers) per la misura della composizione chimica del particolato” precisa Fuzzi.
“L’apparecchiatura ha reso possibile – aggiunge - monitorare la concentrazione e la composizione chimica del particolato praticamente in tempo reale e la sua evoluzione nel tempo, al variare dei parametri meteorologici”.
Una delle conclusioni derivanti dalla campagna di monitoraggio è stata quella di confermare precisi legami tra clima-ambiente in linea con gli obiettivi che il progetto EUCAARI si prefiggeva.

I risultati

“La ricerca – sottolinea Fuzzi - ha importanti implicazioni dal punto di vista delle politiche di limitazione dell’inquinamento da polveri sottili, in quanto indica che è opportuno intervenire non solamente limitando le sorgenti dirette di particolato ma anche considerando, contemporaneamente, gli inquinanti gassosi precursori del particolato stesso. Inoltre, questi studi dimostrano – dice ancora l’espero dell’Isac-Cnr - che non siamo troppo distanti dal giorno in cui in cui diventerà normale consultare, assieme alle previsioni del tempo anche le previsioni puntuali riguardanti l’inquinamento atmosferico”.