Academic literature on the topic 'Distribuzione atmosferica'

Lo scopo principale di questa tesi è quello di fornire una descrizione della composizione chimica del PM2.5 e della componente secondaria inorganica ponendo l’attenzione sui processi di formazione e di diffusione in relazione con le condizioni meteo-climatiche ed i trasporti a lunga distanza in un’area influenzata da un complesso scenario emissivo che comprende le attività industriali di Porto Marghera, il traffico navale e aeroportuale, il traffico urbano ed extraurbano. Gli obiettivi di questa tesi sono quindi: la caratterizzazione della frazione inorganica nel PM2.5 nell’area veneziana (sia primaria che secondaria); lo studio della composizione del PM2.5 in relazione ai principali ioni ed elementi, valutandone l’andamento temporale e la stagionalità e la relazione con i principali parametri meteo-climatici; l’identificazione delle sorgenti e/o i processi di formazione del particolato.
The aim of this study is to provide a description of the chemical composition of PM2.5 and secondary inorganic component focusing on the formation processes and diffusion in relation to environmental conditions and long-range transport processes. Venice-Mestre area is characterized by several emission sources: industrial zone of Porto Marghera; shipping traffic; Marco Polo airport and trafficked road network. The main goals are: the characterization of the inorganic fraction of PM2.5 in the Venice area (both primary and secondary); the study of the composition of PM2.5 in relation to major inorganic ions and elements, evaluating the seasonality and the relationship with the environmental conditions; the identification of sources and /or particulate formation processes.

La tossicità delle polveri atmosferiche è associata sia alla natura granulometrica sia al carico di contaminanti, da qui la necessità di investigare oltre la concentrazione delle PM in atmosfera anche la loro composizione chimica. In questo studio è stata effettuata una prima caratterizzazione da un punto di vista sia granulometrico che chimico del particolato atmosferico campionato in una zona suburbana di Riccione (Castello degli Agolanti). In particolare sono state determinate le concentrazioni di metalli quali Pb, Cd, Ni, Zn, Cu, Fe e Al nel PM 2,5 PM 10 e PM totale. Inoltre, dato che uno degli scopi dello studio è quello di verificare il contributo della combustione di biomasse sul carico complessivo di contaminanti, il periodo di campionamento comprende il giorno delle Fogheracce, festa popolare in cui vengono accesi diversi falò all’aperto. Complessivamente sono stati prelevati 13 campioni di 48 ore per ogni frazione granulometrica dal 9 Marzo all’8 Aprile 2011. Dallo studio emerge che nel periodo di campionamento, mediamente il contributo antropogenico è dominante per Pb, Cd, Ni Cu e Zn dovuto principalmente al traffico veicolare. Tali metalli, ad eccezione del Cu infatti si concentrano nel particolato più fine. Al e Fe invece sono principalmente marker delle emissioni crostali e si concentrano nella frazione grossolana. Interessante quanto registrato nella giornata delle Fogheracce. Oltre ad una variazione nel contenuto relativo dei metalli con un forte arricchimento di Pb e Al, per quest’ultimo si nota anche un forte incremento della sua concentrazione nella frazione PM2.5 ad indicare una diversa sorgente emissiva. Si evidenzia in questo studio un importante contributo nel carico di inquinanti da parte di combustioni di biomasse all’aperto.

Questa tesi di dottorato ha come obiettivo lo studio del mercurio attraverso la determinazione a livello di ultratracce e la valutazione del suo comportamento, e delle potenziali sorgenti nelle differenti matrici ambientali investigate. Il complesso ciclo biogeochimico del mercurio governa su scala globale la sua diffusione e le sue trasformazioni spingendo gli studiosi ad utilizzare nuove strategie e approcci multidisciplinari. La tesi di dottorato segue lo schema di seguito riportato è costituita da: • una prima parte descrittiva sulle caratteristiche del mercurio e sulla sua importanza ambientale. • una seconda parte nella quale vengono riassunti (ed in coda allegati) i lavori pubblicati, e/o in fase di sottomissione, su riviste indicizzate, realizzati nel periodo della Scuola di Dottorato, novembre 2017 - novembre 2020. Il primo lavoro (in fase di sottomissione) ha come obiettivo la comprensione del comportamento del Hg in aria ambiente presso una stazione di alta quota nelle Alpi orientali e di valutare le eventuali variazioni di concentrazione su base mensile, stagionale, e giornaliera. Per lo studio del Hg atmosferico sono stati utilizzati parametri ancillari (ozono e meteo), le analisi delle retro traiettorie delle masse d’aria e dello strato limite atmosferico (PBL) rispettivamente, per identificare le potenziali sorgenti di emissione. La seconda pubblicazione ha come scopo l’indagine delle concentrazioni di mercurio totale nelle acque imbottigliate italiane, impiegando un metodo analitico molto sensibile, per studiare le eventuali relazioni tra la presenza di mercurio, i parametri chimico-fisici delle acque e la litologia dell'acquifero. Inoltre, è stato possibile stimare l’assunzione di mercurio dall’acqua in bottiglia per alcune classi di popolazione. Uno degli obiettivi nel terzo lavoro è stato quello di effettuare la comparazione delle concentrazioni di mercurio totale tra le acque minerali e le acque potabili in una regione italiana (Calabria). Attraverso la determinazione del Hg nelle due tipologie di acque potabili è stato possibile valutare le cause che danno luogo ai differenti livelli misurati. La quarta pubblicazione mira a comprendere il comportamento del Hg nella neve sul plateau Antartico attraverso l’analisi di un dataset relativo a tre campagne di campionamento di neve superficiale durante tre estati australi. Lo studio dimostra come le condizioni meteorologiche possano influenzare i processi di deposizione di mercurio e la relativa abbondanza nello strato superficiale di neve.
The objective of this PhD thesis is the study of mercury and the assessment of its behavior in the different environmental matrices investigated. The doctoral thesis consists of: • a first introductory part, where the main characteristics of mercury and its environmental importance are described. • a second part, where the abstracts of the published papers (in indexed journals) or in the submission phase are presented. The extended works, attached in the appendix, were carried out during the three-year period of the doctoral school, from November 2017 to November 2020. • The first work, (in the submission phase), aims to understand the behavior of Hg in ambient air at a high-altitude station in the Eastern Alps, through the Hg analysis on a monthly, seasonal, and daily basis variations. Ancillary variables (ozone and meteorological parameters) were used for the study of atmospheric Hg, and the analysis of the back-trajectories of the air masses and the planetary boundary layer (PBL) with the aim of identifying potential emission sources. • The second publication shows the investigation of total mercury concentrations in Italian bottled waters, using a very sensitive analytical method, and the possible relationships between mercury, the chemical-physical parameters of the water and the lithology of the aquifer. Furthermore, the determination of Hg levels on a large number of samples can allow us to estimate the intake of mercury from natural mineral waters for different groups of the population. • The overall objective of the third study is the comparison of the inorganic content of water intended for human consumption (drinking water) and natural mineral waters (bottled water) collected in a region of Southern Italy (Calabria). This comparison was made using compositional data analysis (CoDA) and a new graphical-numerical approach. Among the 29 selected parameters, the Hg content was also examined. The comparison of total mercury concentrations between bottled waters and tap waters highlighted differences in the Hg levels of the two typologies of water attributable to the different origins and their management. • The fourth publication aims to understand the behavior of Hg in the snow on the Antarctic plateau through the analysis of data relating to three surface snow sampling campaigns during three austral summers. The study demonstrates how weather conditions can affect mercury deposition processes and its relative abundance in the surface layers of snow.

Il particolato atmosferico è uno degli inquinanti atmosferici principali in quanto esercita effetti importanti su clima, tempo meteorologico, visibilità, salute umana, ambiente e beni culturali. Nonostante i numerosi studi, la conoscenza dei processi fisici che lo governano risulta ancora limitata. L'obiettivo della presente tesi è stato quello di analizzare le distribuzioni dimensionali di particelle di aerosol raccolte tramite due contatori ottici di particelle nel periodo Gennaio-Febbraio 2018 in due diverse aree urbane (street canyons) di Bologna, al fine di confrontarne l'andamento temporale e di analizzare l'importanza dei processi di rimozione dall'atmosfera. Lo studio si colloca all'interno del progetto H2020 `iSCAPE' (Improving the Smart Control of Air Pollution in Europe", GA n. 689954), avente come oggetto il controllo della qualità dell'aria tramite lo sviluppo di tecniche innovative di controllo sostenibile e passivo. Dopo aver introdotto i concetti generali, si passa a descrivere l'area di studio ed infine i dati raccolti. Questi ultimi sono stati analizzati sviluppando appositi codici MatLab per la visualizzazione grafica, nonchè per effettuare calcoli sulle distribuzioni ottenute. I risultati mostrano che entrambi i siti sono caratterizzati da fluttuazioni rapide del numero di particelle, con andamenti medi simili, soprattutto per quanto riguarda le particelle più piccole. Il confronto tra i due siti in varie condizioni meteorologiche (nebbia, cielo sereno, pioggia e neve) ha messo in evidenza i valori particolarmente elevati nelle giornate di nebbia e l'efficacia della rimozione umida tramite precipitazioni, soprattutto di quelle nevose, nella diminuzione delle concentrazioni di particelle di aerosol.

Il fulmine rappresenta il meccanismo con cui una nube scarica parzialmente parte della propria energia. Nel corso degli anni, questo singolare evento è stato un centro di particolare interesse. Difatti, esso è associato a fenomeni intensi quali tempeste e a ingenti danni a strutture, agricolutura e a ciò che fa parte della vita di tutti i giorni. Di recente, i fenomeni di fulminazione ricevono attenzione dalla comunità scientifica perché, dal punto di vista fisico, i meccanismi di formazione di questi eventi non sono del tutto chiari. Inoltre i fulmini e l'aumento della frequenza di fulminazione possono essere sintomi di cambiamenti climatici sia globali sia locali e che siano positivamente correlati all'aumento di temperatura, di concentrazione di ossido d'azoto, di PM10 e ozono nell'aria, conseguentemente all'aumento di aree urbane e al riscaldamento globale. Studi mostrano una relazione tra occorenza di fulminazioni e uso del suolo in più località europee; altri ne esplicitano la reale dipendenza con le caratteristiche orografiche del territorio. Questo elaborato e il lavoro che lo caratterizza sono rivolti all'approfondimento e allo studio di una possibile dipendenza tra densità di fulminazione e caratteristiche del suolo nel Gran Sasso abruzzese. Una parte introduttiva chiarisce le cause fisiche che portano alla formazione dei fulmini, la loro classificazione e le tecniche di rilevazione del fenomeno. In seguito, sono esposte le reti di fulminazione, in particolare la rete LINET, le loro principali caratteristiche e le possibili applicazioni dei dati di fulminazione in fisica dell'atmosfera. La sezione principale della tesi è dedicata ad un'analisi statistica di dati di fulminazione, di dati del suolo, di quota e pendenza, in modo da investigare possibili correlazioni positive tra caratteri del suolo, orografici e ambientali e densità di fulminazioni nella regione di interesse.

Obiettivo della tesi è presentare lo sviluppo di una metodologia per l’analisi della distribuzione degli inquinanti all’interno del pennacchio uscente da una ciminiera. Lo studio - dopo una presentazione generale dell’atmosfera, della sua composizione e dalla sua interazione con gli effluenti di una ciminiera - propone l’utilizzo di metodi a remote sensing, ovvero misure che da remoto possono fornire informazioni circa la composizione di un pennacchio. In questo contesto la metodologia DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy), descritta nel secondo capitolo, risulta essere molto adatta per il tipo di indagine proposto. Il terzo capitolo descrive la metodologia di ricostruzione degli inquinanti all’interno del pennacchio e per il calcolo dei flussi di emissione. In questo capitolo sarà inoltre presentato l’apparato sperimentale utilizzato per lo svolgimento delle misure. Infine vengono presentati i risultati di questa metodologia applicata alle navi da crociera, alla ciminiera di un inceneritore, alla ciminiera di una centrale termoelettrica e infine su vaste aree, come ad esempio sul porto. Nelle conclusioni si elencheranno i vantaggi e gli svantaggi dell’applicazione di tale metodologia. Questo studio nasce a Venezia, per rilevare il contributo delle emissioni gassose delle grandi navi da crociera sull’inquinamento totale della zona.
The aim of this thesis is to present the development of a methodology for the analysis of the pollutants distribution within the plume of a chimney. The study, after a general presentation of the atmosphere, its composition and its interaction with the effluent from a stack, proposes the use of remote sensing methods, which measures and remotely can provide information about the composition of a plume. In this context the DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy) methodology, described in the second chapter, turns out to be very suitable for the type of investigation proposed. The third chapter describes the methodology of reconstruction of the pollutants within the plume and for the calculation of the flows of emission. In this chapter will be also presented the experimental apparatus used for carrying out the measures. Finally we present the results of this method applied to the cruise ships, the chimney of an incinerator, the chimney of a thermal power plant and finally over large areas, such as the harbor. In the conclusions we will list the advantages and disadvantages of the application of this methodology. This study was born in Venice, to detect the contribution of gaseous emissions from large cruise ships total pollution in the area.

In questo elaborato sono state analizzate le distribuzioni dimensionali degli aerosol misurate nella stazione meteorologica di San Pietro Capofiume relative al periodo compreso tra marzo 2002 e ottobre 2013, focalizzando l’attenzione sugli eventi di nucleazione, la crescita delle nuove particelle e la correlazione del fenomeno con i parametri meteorologici del vento, della pioggia, della temperatura e con i dati relativi alla radiazione solare. Le osservazioni del particolato sono state effettuate con un sistema DMPS (Differential Mobility Particle Sizer), che rileva particelle di diametro compreso tra 3 e 660 nm. Si è notato che la formazione delle particelle di diametro compreso tra 3 e 10 nm e 10 e 20 nm dipende fortemente dalla radiazione solare: ad un massimo della radiazione, corrisponde mediamente un aumento della concentrazione delle particelle. Dal confronto delle temperature medie mensili (massime e minime) con la concentrazione delle particelle di diametro compreso tra 100 e 300 nm e 300 e 700 nm, si è visto che all’aumento delle temperature corrisponde una diminuzione della concentrazione delle particelle. Per quanto riguarda il confronto della concentrazione delle particelle con la direzione e la velocità del vento, non si è notata alcuna relazione. L’unico particolare che si è notato è che durante la primavera e l’estate si nota un aumento della concentrazione delle particelle con diametro compreso tra 3 e 10 nm associate a venti provenienti dai quadranti orientali. Poiché le precipitazioni rimuovono gli aerosol dall’atmosfera causando repentini cali nella loro concentrazione, per verificare che i risultati ottenuti non fossero alterati da questi eventi, abbiamo ripetuto tutte le analisi di correlazione con le variabili meteorologiche escludendo i giorni con precipitazione superiore o uguale ad 1 mm. Tuttavia i risultati sono rimasti invariati.

Il lavoro svolto nell'ambito del dottorato è stato indirizzato allo studio e alla comprensione del comportamento geochimico e delle modalità di dispersione di inquinanti in aria, rivolgendosi alla valutazione della qualità dell’aria, con particolare riferimento alla mobilità del mercurio e di altri composti gassosi, quali le specie dello zolfo (e.g. H2S e SO2), ad elevato impatto ambientale.