L’articolo pubblicato sulla rivista Science of Total Environment descrive le proprietà ottiche e microfisiche del particolato atmosferico lungo la colonna atmosferica, unitamente alla composizione chimica del PM2.5 al suolo durante due episodi di forte inquinamento a Tianjin, una megalopoli costiera in Cina. Il lavoro è il frutto di una consolidata collaborazione tra il LIRA (Laboratorio di Interferometria e Radiometria) ed il gruppo del Key-Lab of Aerosol Chemistry and Physics dell’Accademia delle Scienze Cinese.
Tianjin, posta sulla costa a Sud-est di Pechino, è una delle maggiori città cinesi (11.919 km2), con una popolazione di circa 15 milioni di abitanti. Inoltre, è un importante centro industriale, nonché un hub economico molto sviluppato che l’ha portata a livelli di inquinamento sempre crescenti a causa dell’aumento del particolato atmosferico prodotto dalla risospensione delle polveri, dalle emissioni autoveicolari ed industriali e dalla combustione di biomasse. In questo studio si sono analizzate due giornate caratterizzate da forte inquinamento rispetto alla media, studiandone i meccanismi di formazione, grazie all’integrazione di osservazioni al suolo, da satellite, di dati meteorologici e simulazioni di modelli. Inoltre, si è applicata una tecnica per la valutazione delle diverse componenti dell’aerosol all’estinzione totale, contribuendo ad identificare la genesi dei due fenomeni. Allo scopo, si sono individuati un sito di misura urbano, uno industriale ed uno costiero, ognuno attrezzato con stessa strumentazione e si sono registrate le differenze rispetto ad una giornata di basso carico di particolato. Una prima indicazione sulle diverse caratteristiche dei due episodi di grosso carico (26 Marzo e 29 Marzo 2012) la si è ottenuta dalla stima del coefficiente di Ångström, AE. Infatti, in un caso assume valori <1, indicando la prevalenza di particelle fini (haze), nell’altro assume valori >1 indicando la prevalenza di particelle grandi (dust). Dal punto di vista della composizione chimica dell’aerosol al suolo, in tutti e tre i siti si è osservata un incremento sia di nitrati che di solfati, ma con una prevalenza dei primi sui secondi derivante, in parte, dai tempi più rapidi di formazione eterogenea dei nitrati. Dalla valutazione dei fattori di arricchimento è emerso che zinco e piombo sono attribuibili in parte alla risospensione di particelle del suolo ed in parte a sorgenti inquinanti, mentre lo zolfo ha un’origine esclusivamente antropica. Anche le particelle carboniose sono presenti in concentrazioni maggiori durante i due episodi, con una netta prevalenza nella giornata di “haze”.
Le misure satellitari hanno evidenziato il contributo del trasporto del particolato da parte dei venti sud-occidentali durante il primo episodio di carico aerosolico (26 Marzo), quando si è osservato un incremento dello spessore ottico nell’area circostante Tianjin. Inoltre un sistema di alta pressione ha favorito l’accumulo degli inquinanti. Nel secondo caso (29 Marzo), si è sopperito alla assenza di misure satellitari con dati provenienti da un modello di diffusione: in questo caso la grande quantità di polveri su Tianjin è dovuta al trasporto dalle regioni aride della Cina nord-occidentale. Infine, l’analisi delle componenti dello spessore ottico da misure radiometriche ha mostrato come water soluble e black carbon siano le componenti che il 26 Marzo costituiscono quasi il 100% dello spessore ottico, mentre il 29 Marzo compaiono la componente di mineral dust ed insoluble che insieme costituiscono il 31% dell’attenuazione, confermando la diversa natura dei due fenomeni di forte inquinamento. Le figure riportate di seguito descrivono, al suolo e sulla colonna atmosferica, i risultati appena descritti.
Figura 1.
Composizione chimica dell’aerosol al suolo (sinistra), composizione dello spessore ottico sulla colonna atmosferica (destra). Sono evidenti le differenze relative alle due giornate di forte carico aerosolico.
Per informazioni:
Giulia Pavese , CNR-IMAA, Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
Approfondimenti
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http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.01.016
Cao, J.J., Wang, Q.Y., Chow, J.C., Watson, J.G., Tie, X.X., Shen, Z.X., Wang, P., An, Z.S., 2012a, Impacts of aerosol compositions on visibility impairment in Xi'an, China, Atmos. Environ. 59, 559 –566
Pavese, G., Lettino, A., Calvello, M., Esposito, F., Fiore, S., 2016, Aerosol composition and properties variation at the ground and over the column under different air masses advection in South Italy, Environ. Sci. Pollut. Res.
http://dx.doi.org/10.1007/s11356-015-5860-1
