Da cosa dipende la qualità dell’aria in Brianza (e oltre)

Intervista a Guido Pirovano, ricercatore che da lungo tempo si occupa di studiare la qualità dell’aria che respiriamo. Con lui abbiamo cercato di capire quali sono i fattori e i comportamenti che la influenzano e cosa possiamo fare per migliorare la situazione.

La qualità dell’aria che respiriamo in Lombardia è spesso classificata come “scadente”, minaccia la nostra salute quanto la pandemia che stiamo affrontando, solo che i suoi effetti si vedono nel lungo periodo e quindi ci allarmano meno.

Oggi grazie alla disponibilità di Guido Pirovano, coordinatore del gruppo di ricerca “Qualità dell’aria e modellistica numerica” di RSE, cerchiamo di capire quali sono i motivi alla base di questa scarsa qualità, quanto contano i nostri comportamenti e quali insegnamenti possiamo apprendere dal periodo di lockdown da poco trascorso.

Un aspetto, possiamo anticiparlo, emerge chiaramente dalle risposte alle nostre domande: per migliorare la qualità dell’aria che respiriamo servono miglioramenti tecnologici, ingenti investimenti, ma soprattutto un cambio di mentalità.

Guido, consultando i siti che monitorano la qualità dell’aria, la provincia di Monza e Brianza è spesso una delle aree fanalino di coda. Dato che per densità abitativa e produttiva abbiamo condizioni simili a quelle di altre regioni d’Europa dove la qualità dell’aria, invece, di frequente, risulta migliore, verrebbe da pensare che non tutto dipenda dai nostri comportamenti e dalle nostre scelte: è così?

I livelli di inquinamento atmosferico sono determinati da alcuni processi fondamentali: emissione, dispersione, trasformazione chimica e rimozione per deposizione. Concentriamoci sui primi due per provare a rispondere alla domanda. L’emissione, ovvero l’introduzione in atmosfera di composti inquinanti a seguito di un qualunque processo antropico, principalmente – ma non esclusivamente – di combustione (ad es. trasporto su strada, processi industriali, riscaldamento, ma anche agricoltura e allevamento), come da te accennato, dipende sostanzialmente dal carico antropico che insiste sull’area stessa. É quindi evidente che territori come l’area metropolitana milanese e la pianura padana in generale rappresentino aree particolarmente sollecitate.

In pianura padana vivono oltre 26 milioni di persone, distribuite principalmente nelle aree di pianura e nei fondovalle. La densità abitativa è di oltre 1.500 abitanti per km², che salgono a oltre 3.600 per l’area di Milano. Valori molto alti se confrontati, ad esempio, con la densità di Roma capitale che è inferiore a 1.000 abitanti/km².

É altrettanto vero che in Europa esistono molti altri contesti che sono soggetti ad analoghi livelli di pressione antropica, ma presentano condizioni di inquinamento meno critiche. Ciò è dovuto, in larga parte, al secondo processo citato poco sopra e cioè la capacità “dispersiva” dell’atmosfera. Il processo di dispersione, il cui significato credo sia intuitivo per tutti, determina la diluizione degli inquinanti emessi allontanandoli, per così dire, dalle sorgenti. Un po’ lo stesso effetto che otteniamo se mescoliamo delle gocce di caffè nel latte. All’inizio abbiamo delle porzioni di latte molto circoscritte e fortemente “inquinate” di caffè, ma se mescoliamo il caffè si disperde in tutto il volume di latte assumendo un colore (“una concentrazione”) uniforme e meno intenso. Il fenomeno di dispersione degli inquinanti atmosferici dipende anch’esso dalla capacità dell’atmosfera di “miscelarsi”. Naturalmente questo non avviene con un cucchiaio, ma attraverso due processi principali: il trasporto orizzontale e il rimescolamento verticale. Il primo processo è facilmente comprensibile perché dipende sostanzialmente dall’azione del vento. E come sappiamo bene, la pianura padana è caratterizzata frequentemente da condizioni di vento debole, spesso inferiore a 1.5 m/s, se non addirittura assente (“calma di vento”) a causa della sua conformazione orografica. Il secondo processo è la cosiddetta dispersione turbolenta verticale che indica, in termini semplici, la capacità dell’atmosfera di dar luogo a processi di rimescolamento verticale di tipo “vorticoso”. L’intensità di tale processo dipende dalle condizioni meteorologiche dell’area. Le condizioni più critiche, rispetto a questo processo, sono quelle di cosiddetta “stabilità atmosferica” in cui i moti verticali sono sostanzialmente inibiti. Tali condizioni si sviluppano in particolare nelle giornate invernali con poco vento e cielo sereno, in cui si sviluppa una “stratificazione” dell’atmosfera (nota, in condizioni particolarmente critiche, come condizione di inversione termica) che determina un vero e proprio “tappo” ad altezze variabili fra 100 e 300 m, intrappolando quindi gli inquinanti emessi al suolo. Come tutti sappiamo, queste condizioni sono particolarmente frequenti in pianura padana e da queste derivano, ad esempio, i numerosi superamenti invernali dei livelli di concentrazioni delle polveri sottili.

Quali sono i comportamenti umani che incidono di più sulla qualità dell’aria?

É difficile fornire una risposta generale e al contempo esaustiva a questa domanda. Se vogliamo riferirci al nostro contesto, quindi ancora una volta all’Italia e più in particolare alla pianura padana, dobbiamo prima di tutto richiamare quali sono le forme di inquinamento atmosferico che in questo momento generano le maggiori criticità all’aria che respiriamo, ovvero: polveri sottili, biossido d’azoto e ozono troposferico (vedi mappe). Dei tre, l’inquinante più noto è certamente il particolato fine, generalmente espresso in termini di PM_2.5 o PM₁₀ (concentrazione complessiva di particolato fine con diametro inferiore rispettivamente a 2.5 e 10 µm), a causa della sua pericolosità per la salute umana¹.

In riferimento ai fattori che causano i livelli di inquinamento, ancora una volta bisogna riferirsi singolarmente ad ogni inquinante. Partendo dal biossido d’azoto (NO₂), che dei tre è l’inquinante dal comportamento più semplice e riferendoci per semplicità al caso lombardo, secondo quanto riportato in INEMAR 2017 (INventario EMissioni ARia) – l’inventario delle emissioni atmosferiche realizzato da ARPA Lombardia per conto di Regione Lombardia – si evince come il traffico stradale sia la principale fonte emissiva di ossidi di azoto (NOx), pari al 51% per la regione Lombardia e al 65% per la città metropolitana di Milano, su base annuale.

Particolari tecniche di analisi permettono di stimare anche quanto ognuna delle attività dell’uomo contribuisca non solo all’emissione ma anche alla concentrazione atmosferica di ciascun inquinante: uno studio modellistico pubblicato da RSE mostra come al centro di Milano il traffico stradale sia responsabile della maggior parte della concentrazione media annua di NO₂ (72%), cui le automobili contribuiscono circa il 30% mentre il resto è attribuito ai mezzi leggeri e pesanti.

Più complessa la situazione relativa al particolato atmosferico primario, ovvero rilasciato in atmosfera già sotto forma di polveri: esso, infatti, è largamente prodotto da altre fonti, come la combustione di biomasse, per cui se il traffico stradale nella città metropolitana di Milano è ancora la principale fonte emissiva di PM₁₀ primario, sull’intera Lombardia assumono maggiore importanza altre fonti emissive. A ciò si somma il particolato secondario, cioè derivante da reazioni fotochimiche in atmosfera di gas emessi da attività antropiche e naturali. Alla formazione di particolato secondario contribuiscono, ancora una volta, sia il trasporto su strada che il riscaldamento, ma a queste si aggiunge l’agricoltura, fonte principale dell’ammoniaca, che gioca un ruolo essenziale nella formazione della frazione secondaria. In Pianura Padana l’agricoltura rappresenta la terza fonte più rilevante per il particolato atmosferico. Le altre fonti contribuiscono in misura minore o più estemporanea (es. fonti naturali come le polveri desertiche…)

Infine, l’ozono è un composto esclusivamente secondario, ovvero formato dalla reazione di precursori a loro volta emessi in atmosfera. L’ozono si forma grazie ad un complesso sistema di reazioni chimiche, favorite soprattutto dalla presenza di radiazione solare (da qui la maggiore criticità estiva rispetto a PM e NO₂), i cui precursori fondamentali sono gli ossidi d’azoto (NO_X) e i composti organici volatili (VOC). I primi, come detto, sono emessi principalmente dal traffico stradale e in generale dai processi di combustione. I VOC, ancora una volta, sono emessi dal traffico, ma anche da alcuni processi industriali (produzione e utilizzo solventi) e sorprendentemente da processi di origine naturale (emissioni dagli alberi).

Il lockdown è stato utile per quantificare l’impatto delle nostre attività sulla qualità dell’aria? Quali sono, dal punto di vista della ricerca, i lasciti più importanti di questo periodo?

Noi, come molti altri ricercatori, abbiamo approfittato della situazione di lockdown, che ovviamente ci auguriamo rimanga unica nel suo genere, per effettuare alcuni studi di approfondimento, in particolare per valutare “sul campo” l’impatto effettivo di politiche di riduzione delle emissioni. I risultati di un primo studio, focalizzato sul biossido d’azoto, sono disponibili sul nostro sito.

Per questo primo studio, di tipo modellistico, abbiamo scelto il biossido di azoto (NO₂) come “tracciante” degli effetti della drastica riduzione del traffico veicolare sulla qualità dell’aria. Peraltro, gli effetti nocivi di NO₂ per la salute umana sono comprovati, come già accennato, essendo un agente irritante a livello delle mucose delle vie respiratorie. La rappresentatività del biossido d’azoto quale indicatore per una prima valutazione degli effetti del lockdown è stata evidenziata anche da altre istituzioni scientifiche come l’ESA (European Space Agency), che ha realizzato un’animazione (video) basata sulle misurazioni rilevate dal satellite Copernicus Sentinel-5P.

Infine, il biossido d’azoto risponde rapidamente alle variazioni di emissione, a differenza del particolato che ha una risposta più complessa, dovuta come detto, anche alla presenza del particolato secondario.

Grazie all’applicazione dei modelli matematici è stato possibile confrontare due situazioni, la prima in cui è stato mantenuto un livello emissivo abituale e una in cui è stata introdotta una riduzione delle emissioni che riflettesse la condizione di lockdown.

Come sappiamo, le misure restrittive hanno inciso principalmente sulla mobilità e in seconda battuta sui processi produttivi. Dal nostro punto di vista, quindi, il lockdown può essere considerato una sperimentazione sul campo di realistiche politiche di riduzione del traffico.

Quali messaggi, almeno preliminari, avete ricavato da questo esperimento?

Come riportato nel dossier, la riduzione del traffico veicolare può produrre effetti estremamente rilevanti, in particolare, nelle settimane di maggiore restrizione si sono osservate riduzioni delle concentrazioni di NO₂ del 30%, pari ad una diminuzione massima di circa 20 µg/m³. Il miglioramento significativo della qualità dell’aria si ottiene a fronte di riduzioni molto significative delle emissioni stradali; ne deriva quindi che le politiche di mobilità, per essere incisive, devono basarsi su strategie di ampio respiro. Occorre in primo luogo ridurre il bisogno complessivo di mobilità promuovendo politiche di lavoro agile e facilitando l’accesso ai servizi, ad esempio incentivando la digitalizzazione. Parallelamente bisogna procedere con lo “shift modale” favorendo gli spostamenti a piedi e in bicicletta, il car sharing e l’uso di mezzi pubblici. Un ulteriore beneficio deriverebbe dalla sostituzione delle auto attualmente in circolazione con veicoli elettrici.

Attualmente stiamo proseguendo lo studio con l’obiettivo di analizzare anche il comportamento delle polveri sottili, la cui risposta a singoli interventi di riduzione delle emissioni è generalmente più smorzata rispetto ad inquinanti come il biossido d’azoto. Tale comportamento delle polveri sottili è spesso fonte di disappunto e scoramento della parte politica che fatica a perseguire con incisività politiche di risanamento rispetto a questo problema. Ci auguriamo che lo studio della situazione di lockdown permetta comunque di fornire la risposta sul campo, seppure parziale, ad alcune domande, così da costituire un punto di partenza per lo sviluppo di interventi più articolati.

Se dovessi stabilire tre priorità d’intervento a favore di un progressivo miglioramento della qualità dell’aria, quali azioni sceglieresti?

Se ci riferiamo prioritariamente alla nostra area, quindi alla Pianura Padana, la risposta deriva dalle valutazioni precedenti, che vanno però inquadrate alla luce di alcune considerazioni di carattere generale:

1. Il biossido d’azoto è un inquinante le cui concentrazioni in un certo punto (es. area urbana) dipendono in modo prevalente, seppure non esclusivo, da una categoria antropica principale (trasporto su strada) e da un contesto emissivo non particolarmente ampio (es. singola area metropolitana). Ne deriva che interventi di carattere puntuale su singolo settore e contesto territoriale contenuto possono risultare efficaci. Diversamente le polveri sottili e ancor di più l’ozono sono fenomeni di scala regionale se non nazionale/transnazionale. Ciò significa che le concentrazioni che osservo in un certo punto possono dipendere in modo rilevante da fonti emissive significativamente distanti dal punto di misura. Ad esempio, la concentrazione di polveri sottili che misuro a Milano è dovuta solo per un terzo ad emissioni milanesi, il resto dipende da emissioni della rimanente area lombarda e padana. Ne deriva un primo importante messaggio: l’area di intervento rispetto ad un certo inquinante va definita in funzione della fenomenologia del problema; quindi la definizione di azioni concrete richiede prima la creazione di un accordo al livello territoriale competente.
2. Le concentrazioni di polveri sottili, ed in misura minore di ozono, dipendono dalla combinazione di contributi di diverse categorie emissive, per cui – necessariamente – un’azione efficace di risanamento deve contemplare il coinvolgimento di più settori antropici; specularmente, non bisogna scoraggiarsi se il singolo intervento pare poco significativo, perché sarà la composizione di più interventi a dare la soluzione complessiva al problema.
3. L’inquinamento atmosferico è un problema cronico e di lungo periodo quindi richiede interventi di tipo strutturale e non estemporanei. Ricordiamoci, a titolo di esempio, che la “memoria” del particolato in atmosfera è pari a una settimana. Quindi se anche ripulissi l’atmosfera con una efficacissima settimana “a piedi”, dopo una settimana dal riavvio delle attività tutto tornerebbe come prima.

Alla luce delle considerazioni espresse nel resto dell’intervista e dell’inquadramento di poco fa, a mio parere, gli ambiti di intervento prioritari potrebbero essere:

1. Mobilità – il trasporto su strada sia privato che commerciale, come accennato sopra, richiede un radicale ripensamento che porti sia alla riduzione della domanda stessa di mobilità che all’evoluzione delle modalità di trasporto. Una riduzione sostanziale dell’attuale carico emissivo (> del 50%) avrebbe effetti positivi sul biossido d’azoto (come già visto), sulla frazione primaria di particolato (sia allo scappamento, per altro già molto bassa nelle nuove auto, ma anche sui termini di usura freni/pneumatici e risospensione, non eliminabili se non rimuovendo i veicoli dalle strade), sulla frazione secondaria di particolato, sia organico che inorganico, sulle concentrazioni di ozono. La riduzione rilevante della mobilità ridurrebbe complessivamente la necessità di combustione fossile con positive ricadute anche sugli aspetti climatici. Evidenti anche i benefici a livello complessivo di qualità della vita (congestioni, rumore, ec). Gli interventi sulla mobilità rimangono essenziali, ma fortemente critici per due ragioni: il ripensamento della nostra idea di spostamento richiede sia ingenti investimenti (per la quota parte di trasporto pubblico da potenziare) che (e forse soprattutto) cambiamenti di mentalità.
2. Combustione nel settore residenziale e commerciale – Meglio noto come riscaldamento, è un altro settore su cui intervenire. Si tratta di un settore, occorre dire, che sulla carta è meno complesso della mobilità, perché l’attuale sviluppo tecnologico permette di implementare interventi, nell’ambito dell’efficientamento energetico e della penetrazione delle rinnovabili, che non richiedono eccessivi cambi di mentalità. Inoltre da un punto di vista economico può appoggiarsi sia ad investimenti pubblici di carattere generale che a singoli interventi privati. Utile ancora una volta sia alla qualità dell’aria che ai cambiamenti climatici. Criticità: il tema biomassa (per es. la legna da ardere, ndr) è da tenere sotto controllo sia nel riscaldamento che nel settore squisitamente italiano delle pizzerie, perché considerata fonte rinnovabile, ma al contempo una delle principali cause del particolato primario.
3. Agricoltura – Settore un po’ atipico, perché di nicchia, ma essenziale nei processi di formazione del particolato e nella produzione di alcuni gas climalteranti (metano). É un settore complesso dal punto di vista politico perché coinvolge una sola categoria produttiva, che si dibatte già tra molte difficoltà. Gli interventi sul settore agricolo possono riguardare in prima battuta aspetti tecnologici tali da ridurre le emissioni a parità di livelli produttivi, ma in prospettiva riguardano anche aspetti relativi agli stili di vita di ciascuno con conseguente riduzione dei consumi e del fabbisogno. Quest’ultimo è, evidentemente, molto più complesso.

Oltre al tuo ruolo di ricercatore, da qualche anno stai ricoprendo anche un incarico di natura politica come assessore in un comune della Brianza. In questa stagione di emergenza, ancora una volta, abbiamo visto quanto sia complesso il rapporto tra tecnici e politici, con i ruoli degli uni e degli altri che spesso si sono confusi. Tu come ti trovi a far “convivere” i due ruoli? Quali sono i vantaggi e gli svantaggi di questo doppio punto di vista su temi e problemi?

Dal mio osservatorio di assessore in un Comune di dimensioni, tutto sommato, medio piccole (Casatenovo, ndr) posso dire che si è trattato di una condizione inedita, ma certamente interessante. Il vantaggio più immediato di avere, almeno su alcuni temi, un doppio ruolo riguarda la chiarezza sulle diverse finalità. Il mio percorso di studi mi ha insegnato che, almeno sulla carta, i ruoli di tecnico e politico sono chiari e distinti. Al primo spettano l’analisi del problema, l’individuazione delle possibili soluzioni e la presentazione al politico dei pro e contro di ciascuna. A quest’ultimo spetta la decisione sulla base delle informazioni fornite dal tecnico, del quadro generale in cui opera e della coerenza o meno delle soluzioni rispetto ai valori che definiscono la sua identità politica.

Al politico spetta anche un altro compito essenziale che è quello dell’effettiva implementazione delle decisioni: ciò che nelle chiacchiere da bar distingue il politico dal politicante.

L’implementazione concreta di una decisione su un certo tema passa attraverso tre aspetti: la competenza amministrativa sulla materia (velleitario che, facendo un esempio banale, un assessore di un Comune adotti la decisione di raddoppiare una linea ferroviaria regionale), la disponibilità delle risorse economiche (senza copertura anche la migliore delle leggi rimane solo sulla carta), l’adozione concreta da parte della cittadinanza. Quest’ultimo tema, alla base della dialettica politica in una democrazia, si riassume, a mio parere, nella regola delle tre “C”: Convinzione, Costrizione, Convenienza. La prima attiene alla capacità della politica di promuovere o intercettare cambi di mentalità da cui possono nascere conseguenti cambi di abitudine, su base volontaria (“capisco che usare meno la macchina mi fa bene, da oggi sfrutto la ciclabile per andare in stazione”). La seconda attiene alla vastissima galassia delle regole e divieti (a me non interessa che la mia auto inquina, ma dall’anno prossimo i diesel sono banditi, per cui dovrò cambiarla per forza). Il terzo invece si riferisce all’altrettanto vasta galassia di bonus, incentivi e sgravi (io non cambierei la caldaia, ma visto che mi rimborsano il 65% della spesa lo faccio).

Nel mio mandato di modesto assessore ai lavori pubblici del comune di Casatenovo, ovviamente, non mi sono occupato di tutti questi aspetti in termini così generali, ma solo di alcuni ed in modo specifico. In particolare se dovessi individuarne un paio in cui ho cercato di mettere a disposizione la doppia veste tecnica e politica credo citerei la mobilità sostenibile e l’efficienza energetica. Sul primo tema con interventi ricadenti all’interno del nostro comune ho cercato di facilitare lo sviluppo di spazi intracomunali di mobilità dolce, ma anche interventi propedeutici ad iniziative di tipo sovracomunale.

Analogamente, sul tema dell’efficienza energetica – conscio che un Comune medio piccolo non può farsi carico di iniziative di incentivazione e sostegno diretto verso i cittadini – ho pensato che il nostro sforzo potesse concentrarsi sul patrimonio immobiliare pubblico. Ciò con la duplice finalità di contribuire ad una maggiore sostenibilità ambientale (ed economica) del patrimonio pubblico e di fornire, sperabilmente, anche un messaggio educativo di coerenza rispetto ad alcuni valori che contribuiscono all’identità politica del nostro gruppo.

Diversamente, se dovessi pensare agli svantaggi della doppia veste, forse citerei i conflitti che possono sorgere quando le “ragioni della politica” portano ad assumere decisioni che, per tanti motivi, devono cedere alla logica, seppure comprensibile, del consenso e della mediazione allontanandosi quindi dall’applicazione di criteri decisionali che siano il più possibile oggettivi. Devo dire che nella mia esperienza tutto ciò è capitato in rare occasioni e per questioni mai particolarmente rilevanti e sempre nell’assoluto rispetto delle regole, ma nel loro piccolo questi passaggi hanno generato qualche conflitto con la mia anima certamente più tecnica.

Note:

1 Le stime degli impatti sulla salute attribuibili all’esposizione all’inquinamento atmosferico indicano che il PM2.5 nel 2016 sia stato responsabile di circa 412.000 morti premature originate da esposizione a lungo termine in Europa (41 paesi), di cui circa 374.000 erano in UE-28. Gli impatti stimati dell’esposizione a NO2 e concentrazioni di O3 sulla popolazione in questi 41 paesi europei nel 2016 sono state di circa 71.000 e 15.100 morti premature all’anno, rispettivamente, e in nell’UE-28 circa 68.000 e 14.000 morti premature all’anno, rispettivamente. In riferimento al solo contesto italiano le morti premature associate rispettivamente a PM2.5, NO2 ed ozono sono state pari a: 58.600, 14.600 e 3.000.

Le immagini contenute nell’articolo sono tratte da ISPRA, Pxhere o sono dell’autore.

Intervista a cura di Alfio Sironi per il Comitato scientifico del Festival.