6.2 Caratteristiche qualitative e reti di monitoraggio dell'aria
La tutela della qualità dell'aria, viene perseguita, oltre che mediante il controllo delle emissioni precedentemente discusso, con lo strumento normativo degli standard di qualità per alcuni inquinanti (valori limite e valori guida stabiliti dal DPCM 28.3.1983 e dal DPR 203/1988) e, per alcune aree metropolitane, anche con l'introduzione dei livelli di attenzione ed allarme (DM 12.11.1992).
Gli standard di qualità sono espressi come limiti di concentrazione e di esposizione ad inquinanti in ambienti esterni e si applicano, per quanto riguarda i valori limite, a SO2, NO2, CO, O3, particelle sospese, idrocarburi non metanici, piombo e fluoro e, per i valori guida, ai primi cinque inquinanti citati.
Altri inquinanti (idrocarburi policiclici aromatici ed altre sostanze organiche, metalli pesanti, composti acidi vari) sono presi in considerazione, come suggerimento, con il DM 20.5.1991.
Per le reti di monitoraggio dell'inquinamento atmosferico attuali, si configurano in prospettiva interessanti sinergie di uso dei dati da esse raccolti, tra cui soprattutto:
a) l'integrazione delle informazioni ricavate dal controllo della qualità dell'aria con quelle ricavate dai catasti e dal controllo delle emissioni al fine di effettuare correlazioni tra le sorgenti di inquinamento e gli effetti sui substrati ricettori (acqua, ecosistemi, foreste, ecc.);
b) lo sviluppo di modelli di diffusione dell'inquinamento e previsionali, di sistemi esperti e di DSS (Sistemi di supporto alle decisioni).
Il sistema della rete di monitoraggio è correlato con il sottosistema di comunicazione che codifica e trasmette i dati rilevati dagli analizzatori installati nelle stazioni di misura, al centro di raccolta e di elaborazione. Le funzioni del sottosistema includono:
a) la gestione della rete con l'interrogazione periodica delle stazioni di misura per acquisire i dati raccolti, verificare il funzionamento di tali stazioni e dei loro componenti, trasmettere istruzioni specifiche, ecc.;
b) la raccolta ed elaborazione dei dati trasmessi dalle stazioni e delle informazioni ricavate per la verifica del rispetto degli standard di qualità fissati dalla legge o per altre esigenze (i dati vengono quindi archiviati);
c) l'interfaccia operatore per la gestione del centro di elaborazione dei dati da parte del medesimo.
Per quanto concerne i parametri rilevati dalle stazioni di misura, oltre agli inquinanti chimici citati, vengono comunemente rilevati anche i seguenti parametri climatici: temperatura, umidità relativa, pressione barometrica, velocità e direzione del vento, radiazione solare, intensità delle precipitazioni.
La conoscenza di questi parametri è utile:
- ai fini degli effetti che essi esercitano sul trasporto, la diffusione e la deposizione degli inquinanti ed è, almeno per parte di essi, richiesta per il posizionamento delle stazioni di misura sul territorio ed in aree urbane;
- per la ricerca delle correlazioni tra sorgente inquinante e substrato ricettore e dei contributi di tali sorgenti;
- per lo studio dei fenomeni di trasporto e l'applicazione a modelli di diffusione e previsione dell'inquinamento.
6.2.1 Qualità dell'aria - viste locali
L'analisi relativa alle caratteristiche qualitative dell'aria è stata effettuata suddividendo il contesto generale in tre viste locali che sono state descritte separatamente e poi integrate nello schema concettuale globale.
Le viste locali individuate sono:
a) rete di monitoraggio;
b) stazione di misura;
c) campionamento ed analisi.
a) RETE DI MONITORAGGIO
Per rete di monitoraggio si intende un sistema per la sorveglianza, automatica o non automatica, in continuo o discontinua, eventualmente remotizzata (cioè non presidiata), dell'evoluzione spaziale e temporale di alcune variabili correlate con l'inquinamento atmosferico.
La rete è intesa come rete fisica quando consiste in un insieme di punti di misura collegati tramite un supporto fisico ad un unico centro di raccolta e come rete logica quando manca il supporto di collegamento. Inoltre è distinta in reti territoriali e reti locali (cfr. IEFE, 1990).
Le reti territoriali sorvegliano la qualità dell'aria in aree geograficamente estese del territorio nazionale e sono collegate alle unità amministrative in cui il territorio medesimo è suddiviso: regione, provincia, comune ed area metropolitana per le reti regionali, provinciali, comunali ed urbane, rispettivamente.
Le reti locali o reti dedicate sono destinate alla sorveglianza di limitate porzioni di territorio e sono dislocate presso fonti di inquinamento specifiche quali, ad esempio, le centrali termoelettriche Enel o i poli industriali di notevoli dimensioni.
La collocazione amministrativa di queste reti corrisponde al territorio comunale.
Da un punto di vista concettuale, le reti su scala nazionale possono essere rappresentate come un sistema integrato di reti locali, esistenti o da realizzare, per le quali siano definiti i criteri per il raggruppamento di quelle stazioni di misura che per collocazione territoriale, caratteristiche di strumentazione e parametri rilevati sono particolarmente significative a livello nazionale.
Dal punto di vista organizzativo ogni rete fa capo ad un ente gestore, pubblico o privato, identificato nel suo responsabile amministrativo. Questi gestori includono: Unità Sanitarie Locali, PMIP, amministrazioni pubbliche, consorzi industriali o enti economici come l'ENEL.
Dall'esame dello schema seguente della rete di monitoraggio si ricava l'articolazione, sul territorio, dei vari tipi di rete, ed i collegamenti gerarchici delle entità amministrative (la regione suddivisa in province, a loro volta suddivise in comuni e le aree metropolitane che, secondo le legge 142/1990 sugli enti locali, rivestono autorità di carattere provinciale).
Per quanto infine riguarda la codifica, si ritiene che essa debba essere univocamente definita a livello nazionale. Ciò ha come conseguenza che una rete deve essere identificata tramite il codice regione più un codice univoco nell'ambito della regione stessa.
La rappresentazione concettuale delle reti di monitoraggio è riportata nello schema seguente tramite la tecnica E.R.A. (descritta in Appendice A).
Il glossario degli oggetti presenti nel diagramma (entità e relazioni) ed il dettaglio degli attributi di ogni oggetto sono allegati allo schema globale delle caratteristiche qualitative e reti di monitoraggio dell'aria ottenuto come integrazione di tutte le viste locali e riportato nel paragrafo 6.2.2.
b) STAZIONE DI MISURA
La stazione o punto di misura rappresenta il luogo ove si procede al rilevamento ed alla misura dei parametri fonte di inquinamento della qualità dell'aria. Le stazioni di misura possono:
a) appartenere ad una rete di monitoraggio;
b) appartenere a più reti di monitoraggio;
c) non appartenere ad alcuna rete di monitoraggio (caso di un singolo punto di misura, ovvero di una rete costituita da una unica stazione di misura).
Dal punto di vista gestionale, se la stazione:
(a) appartiene ad una rete di monitoraggio, il gestore è il responsabile amministrativo della stazione;
(b) appartiene a più reti, il gestore è il titolare della rete "primaria" (la prima costituita in ordine di tempo);
(c) è singola, essa ha un suo proprio gestore.
La dislocazione territoriale delle stazioni fa sempre riferimento in primo luogo all'unità amministrativa comunale. Per ciò che concerne la catena di responsabilità, si rimanda a quanto detto a proposito delle reti di monitoraggio.
La strumentazione di cui un punto di misura della qualità dell'aria deve essere dotato comprende sensori per la rilevazione degli inquinanti e dei parametri climatici ed un sistema di acquisizione dati con funzioni di interpretazione e validazione delle informazioni, gestione della calibratura degli strumenti, memoria locale, eventuale pre-elaborazione dei dati e trasmissione degli stessi al centro gerarchicamente superiore.
Affinché una postazione di rilevamento sia significativa, i dati da essa forniti dovrebbero incrementare le informazioni sui livelli e sulle fluttuazioni delle concentrazioni degli inquinanti, caratteristici della zona ove questa è posta. Secondo le indicazioni del rapporto ISTISAN 89, in linea di massima le stazioni di misura dovrebbero essere poste:
- nelle zone urbane ad una distanza dalle sorgenti di emissione funzione dell'altezza e dell'intensità delle emissioni;
- nelle zone industriali, nei punti in cui, in base a misure preliminari o a modelli di dispersione, la concentrazione al suolo risulta più elevata, per tempi di mediazione (intervallo di tempo in cui, per convenzione, la concentrazione dell'inquinante viene considerata costante) stabiliti nella definizione degli standard di qualità dell'aria;
- nelle zone miste, preferibilmente nei luoghi in cui vi è presenza continuativa di popolazione ed in punti rappresentativi delle differenti situazioni urbanistiche ed ambientali, in ogni caso lontano da superfici assorbenti, quali edifici o vegetazione arborea;
- nel caso di zone soggette ad inquinamento da traffico autoveicolare e da insediamenti industriali e civili, il punto di prelievo deve essere individuato, ove possibile, nell'area più critica, evitando duplicati di postazioni.
Infine, per quanto riguarda la codifica, è necessario, come già per la rete di monitoraggio, che la stazione di misura sia univocamente determinata a livello nazionale con un identificativo costituito dal codice della regione di appartenenza più il codice del punto di misura (quest'ultimo, a sua volta unico in ambito regionale e rappresentato, ad esempio, dal codice di rete più un progressivo numerico).
In nessun caso, comunque, il codice di una stazione potrà dipendere da quello di una rete dal momento che essa potrebbe appartenere a più reti di monitoraggio.
Nel caso delle stazioni industriali, usate per i controlli istituzionali per cui sono state realizzate (emissioni da centrali elettriche, qualità dell'aria in poli industriali, ecc.), queste possono conservare, accanto al codice regione, le proprie codifiche anche quando i dati vengono utilizzati dalle amministrazioni pubbliche (ad esempio: Venezia per il polo di Porto Marghera).
La rappresentazione concettuale della stazione di misura è riportata nello schema seguente tramite la tecnica E.R.A. (descritta in Appendice A).
Il glossario degli oggetti presenti nel diagramma (entità e relazioni) ed il dettaglio degli attributi di ogni oggetto sono allegati allo schema globale delle caratteristiche qualitative e reti di monitoraggio dell'aria ottenuto come integrazione di tutte le viste locali e riportato nel paragrafo 6.2.2.
c) CAMPIONAMENTO ED ANALISI
Nella stazione di misura, la rilevazione dei parametri per il controllo di qualità dell'aria comporta le fasi del prelievo di un campione d'aria e dell'analisi del campione prelevato.
Il prelievo (campionamento) può essere effettuato in modo continuo o discontinuo con sistemi automatici di aspirazione di campioni d'aria. Questi campioni sono poi convogliati al sistema di distribuzione e di analisi in continuo nelle stazioni automatiche oppure a contenitori di raccolta per successive analisi in laboratorio.
Per quanto riguarda la codifica il prelievo è identificato tramite il codice stazione più la data in cui viene effettuato il campionamento (espressa in giorni/ore/minuti).
Sul campione d'aria prelevato, l'analisi può quindi essere effettuata in modo automatico (misura continua in sito, misura discontinua in laboratorio) o non automatico (misura discontinua in laboratorio con metodi analitici strumentali richiedenti una prevalente manualità dell'operatore).
L'entità analisi rappresenta l'insieme dei valori misurati per ogni parametro inquinante ed il suo identificativo è costituito da il codice del prelievo più il codice del parametro stesso.
Gli strumenti utilizzati per le misure automatiche sono basati su tecniche di varia natura tra le quali si ricordano: la fluorescenza pulsata per il biossido di zolfo, la cheluminescenza per gli ossidi di azoto, la spettrofotometria nell'infrarosso per il monossido di carbonio, la cheluminescenza e la spettrofotometria nell'ultravioletto per l'ozono, la gascromatografia per gli idrocarburi ed altri precursori fotochimici dell'ozono, la spettrofotometria per il biossido di carbonio, l'attenuazione della radiazione beta per le particelle sospese.
Il mantenimento dell'efficienza e dell'affidabilità della strumentazione di una postazione di misura è assicurato dalla manutenzione e dalla calibrazione.
Queste operazioni rientrano nella responsabilità di chi effettua l'analisi e dovrebbero essere incluse nel protocollo, inteso come procedura standard che, a sua volta, dovrebbe essere richiesto ai responsabili per valutare l'idoneità alla certificazione e validazione dei dati forniti.
Per i parametri di qualità dell'aria sono stabilite norme qualitative (valori guida, unità di misura, limiti di accettabilità) e metodi di calcolo (cfr. rapporto ISTISAN 1989). Per quanto riguarda infine la codifica, ogni parametro risulta individuato da un proprio codice univoco.
La rappresentazione concettuale delle operazioni di campionamento ed analisi è riportata nello schema seguente tramite la tecnica E.R.A. (descritta in Appendice A).
Il glossario degli oggetti presenti nel diagramma (entità e relazioni) ed il dettaglio degli attributi di ogni oggetto sono allegati allo schema globale delle caratteristiche qualitative e reti di monitoraggio dell'aria ottenuto come integrazione di tutte le viste locali e riportato nel paragrafo 6.2.2.
6.2.2 Qualità dell'aria - schema globale, glossario, attributi entità/relazioni
La rappresentazione totale delle entità e delle relazioni riguardanti le caratteristiche qualitative e le reti di monitoraggio dell'aria risulta dall'integrazione delle diverse viste locali descritte nei paragrafi precedenti.
È da notare che nello schema concettuale globale il contesto generale è costituito dall'unione dei contesti delle varie viste locali che concorrono all'integrazione; i limiti spaziali sono la somma, ed i limiti temporali sono gli stessi, di quelli delle viste locali.
Al fine di consentire una migliore lettura della rappresentazione grafica, sono state tralasciate alcune strutture ISA (tipologie di entità) per le quali si rimanda alle rispettive viste locali.
Lo schema globale viene accompagnato da un glossario (espresso in ordine alfabetico) che, per le varie entità e relazioni , contiene l'elenco dei campi attributo.
6.2.3 QUALITÀ DELL'ARIA - GLOSSARIO ED ATTRIBUTI ENTITÀ
ANALISI: Insieme di valori misurati per ogni inquinante
Campo attributo ID Note
Codice del prelievo X Identificativo del prelievo d'aria costituito, a sua volta, dal codice della stazione più la data di prelievo
Codice del parametro X Identificativo dell'inquinante su cui si effettua la misura
Tipo A=automatica, NA=non automatica, AS=automatica in sito, ANS=automatica non in sito
Valore Valore misurato d'inquinamento
Flag di validazione Codice di validità del dato
COMUNE: Ente locale che rappresenta la propria comunità, ne cura gli interessi e ne promuove lo sviluppo
Campo attributo ID Note
Codice ISTAT X Codice ISTAT (progressivo nell'ambito provinciale)
Denominazione
Localizzazione Coordinate geografiche
Sede legale Dati anagrafici
Superficie totale Kmq
Superficie urbanizzata Kmq
Anno di riferimento dati della popolazione
Popolazione residente
Popolazione fluttuante
Abitanti equivalenti civili
Abitanti equivalenti industriali/produttivi
Codice ente gestore Se il comune fa parte di un consorzio
Numero degli insediamenti produttivi
Numero delle stazioni di misura
Numero dei gestori rete fisica
Numero reti territoriali Dato calcolato
ENTE/LABORATORIO: Luogo attrezzato per le misure di inquinanti, per la manutenzione e calibrazione degli analizzatori ed eventualmente in grado di partecipare a prove di intercalibrazione
Campo attributo ID Note
Codice dell'ente/laboratorio X Identificativo dell'ente/laboratorio
Numero dei prelievi di cui è responsabile
Numero delle analisi non automatiche eseguite
Nome del responsabile Identificativo del responsabile dell'ente/laboratorio
Numero delle stazioni di misura di cui è responsabile
Lista dei metodi di calcolo misure adottati
GESTORE: Persona fisica/giuridica che sovrintende al funzionamento della rete di monitoraggio
Campo attributo ID Note
Codice Gestore X Codice fiscale o partita IVA dell'ente gestore
Nome Denominazione ente gestore
Indirizzo Indirizzo ente gestore (sede legale)
Telefono Recapito telefonico dell'ente gestore
Fax Numero fax dell'ente gestore
Codice ISTAT Codice ISTAT del comune dell'ente gestore
Tipo PU=pubblico, PR=privato, UN=unico, NU=non unico (Consorzio)
Numero delle reti Numero delle reti di cui il gestore risulta proprietario
Numero delle stazioni di misura
Numero dei comuni Valido quando il gestore è un Consorzio
Numero addetti Personale in forza ad una certa data
INSEDIAMENTO PRODUTTIVO: Uno o più edifici od installazioni collegati tra loro in un'area determinata nella quale si svolgono prevalentemente, con carattere di stabilità, attività di produzione di beni
Campo attributo ID Note
Codice Insediamento produttivo X Codice fiscale o partita IVA o progressivo nell'ambito comunale
Nome gestore Nome dell'ente gestore
Indirizzo Indirizzo dell'ente gestore (sede legale)
Telefono Recapito telefonico dell'ente gestore
Fax Numero fax dell'ente gestore
Coordinate del comune di ubicazione dell'insediamento Codice ISTAT
Codice della rete di appartenenza
Coordinate UTM Localizzazione geografica
Numero addetti Personale in forza (stagionali o fissi)
Quantità prodotti In tonnellate (t)
Materie prime utilizzate Le principali in termini quantitativi
Periodi lavorativi
NORMA QUALITATIVA: Disposizione concernente le caratteristiche di qualità dell'aria stabilito da normativa
Campo attributo ID Note
Tipo norma X 0=metodo di misura, 1=valore guida, 2=valore limite, 3=unità di misura
Progressivo X Numero progressivo nell'ambito del tipo norma
Codice del parametro X Identificativo del parametro cui la norma si riferisce
Nome Descrizione della norma
PARAMETRO: Grandezza da misurare in atmosfera per determinarne il livello d'inquinamento
Campo attributo ID Note
Codice parametro X Identificativo del parametro
Tipo M=meteorologico, C=chimico
Lista di norme qualitative
Numero prelievi Dato calcolato
Numero analisi Dato calcolato
PRELIEVO: Campionamento del parametro inquinante effettuato in una certa data in una determinata stazione
Campo attributo ID Note
Codice del prelievo X Codice del campionamento formato dal codice della stazione più la data di campionamento
Codice del parametro Identificativo dell'inquinante
Codice ente/laboratorio prelevante Identificativo ente responsabile del prelievo
Codice ente/laboratorio analizzante Identificativo del responsabile dell'analisi del prelievo
Tipo C=continuo, D=discontinuo
Valore Valore rilevato
PROVINCIA : Ente locale intermedio fra comune e regione che cura gli interessi e promuove lo sviluppo della comunità provinciale (entità concettualmente assimilata all'area metropolitana)
Campo attributo ID Note
Codice ISTAT X Codice ISTAT
Sigla automobilistica
Denominazione
Codice ISTAT di regione
Superficie totale
Numero dei comuni
Numero delle reti provinciali
REGIONE: Unità territoriale amministrativa di massimo livello in cui risulta suddiviso lo Stato italiano
Campo attributo ID Note
Codice ISTAT X
Denominazione
Numero delle province
Numero delle reti regionali
RETE DI MONITORAGGIO: Insieme organizzato ed integrato di punti di misura caratterizzato da un vincolo di integrità territoriale e/o amministrativa
Campo attributo ID Note
Codice regione X Codice ISTAT di regione
Codice rete X Codice identificativo di rete
Nome rete Denominazione di rete
Numero degli insediamenti produttivi Se la rete è composta anche da stazioni appartenenti ad insediamenti industriali
Numero punti di misura
Tipo FL=rete fisica locale, FT=rete fisica territoriale,LT=rete logica territoriale
Nome rete logica
Stato di funzionamento A=attiva, D=disattiva, S=smantellata (per elaborazioni a carattere storico)
STAZIONE DI MISURA: Luogo ove vengono effettuati rilevamenti di inquinanti
Campo attributo ID Note
Codice regione X Codice ISTAT di regione
Codice stazione X Codice identificativo di stazione
Codice comune Codice ISTAT del comune ove è ubicata la stazione
Nome stazione Denominazione di stazione di misura
Flag di appartenenza ad una rete 0=punto di misura singolo, 1=punto di misura di una rete
Codice della rete di appartenenza Identificativo dell'eventuale rete cui la stazione può appartenere
Flag di appartenenza ad amm. pubbliche Indicatore di stazione pubblica o privata
Coordinate UTM Localizzazione geografica relativa (fuso centr. 32)
IGM Foglio, quadrante e tavoletta IGM 1:25000
Quota Quota espressa in m.s.l.m.
Stato di funzionamento A=attiva, D=disattiva, S=smantellata
Data di installazione Data di installazione della stazione
Data di disinstallazione Data di disattivazione o smantellamento della stazione
Codice ente gestore Identificativo del gestore della stazione
Numero dei prelievi eseguiti
Codice del laboratorio responsabile
Codice ubicazione Tipo di area in cui la stazione è collocata, (edificata, rurale, industriale, prossimità di strade trafficate, ecc)
Distanza ostacolo più vicino Distanza (espressa in metri) minima del tubo di aspirazione dall'ostacolo più vicino
Quota ostacolo più vicino Quota (espressa in metri) dell'ostacolo più vicino al tubo di aspirazione
Tipo Stazione di misura fissa o mobile
STRUMENTO: Dispositivo per il prelievo e l'analisi degli inquinanti e dei parametri climatici
Campo attributo ID Note
Codice dello strumento X Identificativo dello strumento di misura
Descrizione Descrizione dello strumento
Ditta Nome della ditta produttrice
Tipo Tipologia
Modello Nome del modello dello strumento
Metodo Metodo di calibrazione (A=automatica, M=manuale)
Periodo Periodicità di calibrazione
Quota Quota relativa (in metri) dal suolo del campionatore
Campo di misura Campo di misura dello strumento
Sensibilità Sensibilità dello strumento
Precisione Precisione dello strumento
Norma Strumento a norma di legge (0=si, 1=no)
Data installazione Data di installazione dello strumento
Data di disattivazione Data di disattivazione o smantellamento dello strumento
QUALITÀ DELL'ARIA
GLOSSARIO ED ATTRIBUTI RELAZIONI
Una analisi automatica È EFFETTUATA sul posto di misura da uno strumento
Campo attributo ID Note
Codice del prelievo X Identificativo del prelievo d'aria costituito, a sua volta, dal codice della stazione più la data di prelievo
Codice del parametro X Identificativo dell'inquinante su cui si effettua la misura
Codice dello strumento X Identificativo dello strumento di misura
Un ente/laboratorio UTILIZZA norma qualitativa
Campo attributo ID Note
Codice dell'ente/laboratorio X Identificativo dell'ente/laboratorio
Codice della norma qualitativa X Identificativo della norma qualitativa
Una norma qualitativa È STABILITA per un parametro
Campo attributo ID Note
Codice del parametro X Identificativo del parametro
Codice della norma qualitativa X Identificativo della norma qualitativa
Un prelievo È COMPIUTO da uno strumento
Campo attributo ID Note
Codice del prelievo X Identificativo del prelievo d'aria costituito, a sua volta, dal codice della stazione più la data di prelievo
Codice dello strumento X Identificativo dello strumento di misura
Tempo di mediazione Intervallo di tempo stabilito per la mediazione dei dati (per convenzione in tale intervallo di tempo la concentrazione dell'inquinante è considerata costante)
Tempo di campionamento Intervallo di tempo che intercorre tra l'inizio e la fine di un prelievo di un inquinante
Frequenza con cui viene eseguita la misura
Una rete reale È COMPOSTA da un punto di misura
Campo attributo ID Note
Codice della rete territoriale X Identificativo della rete
Codice del punto di misura (stazione) X Identificativo della stazione
Codice del gestore della rete Identificativo del gestore della rete "primaria"
Una rete territoriale È LEGATA ad una amministrazione comunale
Campo attributo ID Note
Codice del comune X Codice ISTAT del comune
Codice della rete territoriale X Identificativo della rete
Una rete territoriale È LEGATA ad una amministrazione provinciale
Campo attributo ID Note
Codice della provincia X Codice ISTAT della provincia
Codice della rete territoriale X Identificativo della rete
Una rete territoriale È LEGATA ad una amministrazione regionale
Campo attributo ID Note
Codice della regione X Codice ISTAT della regione
Codice della rete territoriale X Identificativo della rete
Una stazione di misura È DOTATA di uno strumento di misura
Campo attributo ID Note
Codice della stazione X Codice della stazione
Codice dello strumento X
Stato Funzionante, ecc.
Periodo di funzionamento
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