Qualità dell’aria ed emissioni nella Piana lucchese

[28 luglio 2015]

I PAC (Piani di Azione Comunali) sono gli strumenti previsti dalD.Lgs 155/10 e s.m.i. che, in presenza di aree di superamento dei valori limite della qualità dell’aria o dei livelli critici, contengono le misure necessarie ad agire sulle principali sorgenti di emissione aventi influenza su tali aree di superamento con l’obiettivo di rispettare i valori limite.

Sono in corso di revisione i PAC di alcuni dei comuni appartenenti alla Piana lucchese; al fine di coordinare le azioni volte al miglioramento della qualità dell’aria e definire politiche comuni è stato promosso dai sindaci dei comuni di Capannori, Lucca, Montecarlo, Altopascio, Villa Basilica, Porcari, Pescaglia, Montecatini Terme un tavolo di coordinamento Comuni/Regione a cui anche ARPAT partecipa quale ente tecnico di supporto alla valutazione dello stato della matrice aria e delle pressioni su di essa insistenti.

Dato che il miglioramento dello stato della qualità dell’aria ha come necessario presupposto la riduzione dei livelli emissivi, l’individuazione di azioni efficaci ha, quindi, come punto di partenza la conoscenza delle pressioni principali che insistono sul territorio in esame.

In tale ottica il tavolo di coordinamento ha incaricato ARPAT di effettuare un approfondimento in merito alle fonti emissive presenti nella Piana lucchese al fine di fornire ai Comuni coinvolti elementi concreti di valutazione delle possibili azioni da inserire nel documento che coordinerà i diversi Piani di Azione Comunale.

comuni piana lucchese

La relazione relativa (vedi report integrale) alla valutazione delle sorgenti di emissione della Piana Lucchese è stata ufficialmente consegnata ai sindaci dei Comuni partecipanti al tavolo e alla Provincia di Lucca lo scorso maggio. I dati riportati nella relazione sono stati presentati al Convegno “Riprendiamoci l’aria” organizzato da alcuni comuni della Piana a Capannori del 31.03.15. [vedi presentazioni svolte da ARPAT: La qualità dell’aria nell’area lucchese: dati rilevati e criticità e Analisi delle componenti del PM10 e principali fonti di emissione nella piana di Lucca]

Lo studio di approfondimento delle fonti emissive della Piana lucchese è stato svolto a cura del Settore C.R.T.Q.A. di ARPAT e ha avuto come base i dati dell’Inventario delle Sorgenti di Emissione della Regione Toscana (I.R.S.E. 2010)1.

Scopo del documento è stata l’individuazione delle principali fonti di emissione primaria di polveri (PM10 e PM2,5) e dei loro principali precursori (Composti organici volatili non metanici – COVNM, Ossidi di azoto – NOx, Ammoniaca – NH3, Ossidi di zolfo – SOx).

I dati di emissione analizzati sono riferiti all’anno 2010, ultimo anno disponibile dell’inventario regionale, e relativi a 21 comuni il cui territorio ricade, anche parzialmente, all’interno dell’area della Piana lucchese (vedi tabella sopra).

Nel grafico successivo sono riportate le percentuali di incidenza, suddivise per ciascun ambito di attività e per ciascun inquinante, sul totale delle emissioni dei comuni della Piana. I dati di emissione, generalmente aggregati per macrosettore nell’inventario, sono stati ulteriormente raggruppati in nuovi ambiti di attività (Riscaldamento, Trasporti, Agricoltura/Natura, Industria, Altro).

emissioni per ambiti di attività

ambiti di attività

IL SETTORE “RISCALDAMENTO”
Le emissioni di COVNM, NH3, PM10 e PM2,5 da riscaldamento domestico derivano per la quasi totalità dalla combustione di legna e simili2, per tutti i comuni della Piana; il contributo della legna non è indifferente nemmeno nel caso di NOX e SOX sebbene alle emissioni di tali inquinanti contribuiscano in modo evidente anche altri combustibili (grafico).

settore riscaldamento

In particolare, emerge che:

  • La combustione domestica di legna in caminetti e stufe tradizionali è responsabile di circa:

– il 60% delle emissioni primarie di PM10 e PM2,5
– il 25% delle emissioni totali di ammoniaca (NH3)
– il 23% delle emissioni totali di ossidi di zolfo (SOX)
– il 7% delle emissioni totali di composti organici volatili non metanici (COVNM);

  • Circa il 15% delle emissioni totali di ossidi di zolfo (SOX) sono imputabili alla combustione non industriale di olio combustibile effettuata in caldaia dal settore terziario;
  • Circa il 20% delle emissioni totali di ossidi di zolfo (SOX) della Piana sono imputabili alla combustione non industriale in caldaia di gasolio, in particolare il 90% di queste deriva dallacombustione domestica effettuata in caldaia.

Da un’analisi dei consumi energetici della Piana per tipologia di combustibile si può osservare che il consumo maggiore non è quello di legna ma di gas naturale (la stessa distribuzione si osserva per tutti i comuni della Piana).
consumi per tipologia di combustibile

La prevalenza del contributo della combustione di legna alle emissioni di PM10 e PM2,5 non è, quindi, imputabile al maggiore consumo di tale combustibile rispetto agli altri. I livelli rilevati sono, invece, rapportabili all’emissione specifica per unità di combustibile bruciato associata alle diverse tipologie di combustibile e alle diverse tecnologie di combustione.

Come riportato di seguito in tabella i valori dei fattori di emissione relativi a PM10 e PM2,5 per i combustibili vegetali (legna e similari) per qualsiasi tecnologia sono più elevati (fino a 3 ordini di grandezza) di quelli relativi agli altri combustibili; la combustione della stessa quantità di combustibile, in termini energetici, produce, quindi, nel caso della legna, emissioni di PM10 e PM2,5 anche di tre ordini superiori rispetto agli altri combustibili nel caso di sistemi di combustione a media-bassa efficienza (fonte: EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook – 2013).
fattori emissivi

[vedi anche approfondimenti sulla composizione dimensionale delle polveri da combustione di biomasse  e su la combustione incontrollata dei residui agricoli.]

 

IL SETTORE “TRASPORTI”
Per tutti i comuni della Piana emerge che:

  • Fatta eccezione per gli NOX, più del 70% delle emissioni derivano dal traffico su strade urbane; nel caso degli ossidi di azoto, l’incidenza delle emissioni da trasporto extraurbano rappresenta il 35% delle emissioni totali da trasporto su strada (grafico)

emissioni da parte del settore trasporti

  • Il contributo alle emissioni di PM10 primario dell’abrasione di freni, gomme e stradarappresenta circa il 40% del totale in ambito urbano e il 50% in ambito extraurbano;
  • Escludendo il contributo dell’abrasione di gomme, freni e strada, più del 90% delle emissioni di NOX e PM10 da trasporto extraurbano è imputato alle automobili diesel e ai veicoli commerciali diesel (pesanti e leggeri);
  • Per quanto riguarda il trasporto su reti stradali locali:

– le emissioni di PM10 e PM2,5 sono imputabili per circa l’80% ai veicoli diesel, ripartiti in maniera uniforme tra automobili, veicoli leggeri e veicoli pesanti;
– il 20% delle emissioni di polveri è originato dai ciclomotori (cc > 50) a benzina;
– il 90% delle emissioni di NOX è imputata ai veicoli diesel, in misura maggiore ai veicoli pesanti;
– le emissioni di COVNM sono imputate per circa il 90% ai veicoli a benzina, in particolare, ai ciclomotori (cc < 50); solo il 6% delle emissioni vengono associate ai veicoli pesanti diesel.

Nello studio è stata, inoltre, valutata l’incidenza sui livelli emissivi delle varie tecnologie relative alle diverse tipologie di veicolo; visto l’anno di riferimento delle elaborazioni (2010) non sono stati esaminati i veicoli costruiti secondo gli standard richiesti dalla normativa Euro 6 e, nel caso dei ciclomotori, quelli costruiti secondo gli standard richiesti dalla normativa Euro 3 in quanto non ancora circolanti.

Al fine di dare elementi di valutazione in merito all’efficacia in termini emissivi delle misure di riduzione dei limiti di velocità in ambito extraurbano sono state, infine, analizzate le curve di variazione del fattore di emissione per le emissioni a caldo relativi ai veicoli e agli inquinanti analizzati in funzione della velocità.

[vedi anche approfondimento sulla composizione dimensionale delle polveri da da trasporti]
IL SETTORE “INDUSTRIA”

  • Le emissioni di ossidi di zolfo sono quasi completamente imputate all’attività di produzione del vetro localizzata nel territorio del comune di Pescia (in particolare ai processi di combustione ad essa associati) e incidono per circa il 30% sul totale delle emissioni della Piana;
  • le emissioni di PM10 dal settore “industria” sono associate per circa il 50% all’attività di estrazione di materiale lapideo dalle cave e alla sua lavorazione e per circa il 35% alla produzione di cemento e calcestruzzo e incidono per circa il 13% sul totale delle emissioni della Piana;
  • le emissioni di PM2,5 dal settore “industria” sono associate per circa il 50% alla combustione industriale e, in misura minore (circa il 20%) all’attività di estrazione di materiale lapideo dalle cave e alla sua lavorazione e incidono per circa il 9% sul totale delle emissioni della Piana;
  • le emissioni di ossidi di azoto dal settore “industria” sono imputate per circa il 50% alla combustione industriale mentre per circa il 20% alla produzione di energia elettrica e alla produzione di vetro e incidono per circa il 24% sul totale delle emissioni della Piana;
  • le emissioni di COVNM dal settore “industria” sono associate per circa il 50% alle industrie alimentari e per circa il 20% ai processi di combustione e incidono per circa il 14% sul totale delle emissioni della Piana.

IL SETTORE “ALTRO”
Le emissioni di COVNM derivanti da tale gruppo di attività sono quasi completamente associabili all’uso di solventi (98%), per tutti i comuni della Piana.

In particolare, per i comuni appartenenti alla Provincia di Lucca risulta avere un’incidenza rilevante l’attività produttiva di lavorazione della schiuma poliuretanica (circa il 12% sul totale delle emissioni di COVNM della Piana) a cui si aggiungono le attività di uso di vernici e colle mentre per i comuni oggetto dello studio nelle province di Pistoia, Pisa e Firenze si rileva una prevalenza di emissioni di COVNM dalla lavorazione delle pelli e del cuoio (circa l’11% sul totale delle emissioni della Piana) insieme alle attività di applicazione di colle e uso domestico di solventi.
IL SETTORE “AGRICOLTURA/NATURA”
Nel settore “agricoltura/natura” sono incluse tutte le emissioni derivanti dalle attività relative alla coltivazione di piante e all’allevamento degli animali insieme alle emissioni correlate ai processi di respirazione delle piante, ai laghi, alle paludi e agli incendi.

Le emissioni di ammoniaca derivanti dalle attività di allevamento e di uso dei fertilizzanti rappresentano circa il 50% delle emissioni totali di NH3 dell’intera Piana (di cui il 33% dagli allevamenti e il 18% dall’uso di fertilizzanti).

 

Le principali sorgenti di emissione della Piana lucchese, in base all’inventario IRSE 2010, sono riassunte nella tabella seguente:

principali sorgenti emissione nella Piana lucchese

A cura del settore ARPAT CRTQA

Note

1 Per completezza di informazione, si fa presente che le stime di emissione presenti nell’inventario sono affette da un’incertezza. L’incertezza è prevista e tollerata dalla normativa di settore (D.Lgs 155/2010, All I), purché sia contenuta entro certi limiti (SO2/NOX/CO: 75%; PM10: 100%)
2 I risultati presentati nel rapporto ARPAT derivano dall’elaborazione dei dati di emissione attualmente disponibili. La combustione domestica di biomasse quale fonte emissiva è un argomento molto dibattuto in ambito internazionale e oggetto di continui approfondimenti. I livelli emissivi associati a tale attività all’interno dell’inventario regionale potrebbero, perciò, subire nelle prossime edizioni dell’inventario alcune variazioni in linea con gli aggiornamenti delle metodologie di calcolo e delle fonti dati proposti a livello europeo.