Spatial and temporal representativeness of air quality monitoring sites is a critical parameter when choosing location of sites and assessing effects on population to long term exposure to air pollution. According to literature, the spatial representativeness of a monitoring site is related to the variability of pollutants concentrations around the site. In this work a statistical assessment of spatial representativeness is presented, based on the analysis of land cover around the monitoring sites. A statistical indicator (b) was developed that links land cover pattern to concentration levels of pollutants. The b-indicator was optimized for each pollutant individually by means of a statistical procedure which investigates the relation between historical series of measurements and land cover around the site. This approach, reported in literature for the Belgian monitoring network, is applied here for the first time on the whole Italian territory. Pollutants under investigation were ozone, PM2.5, PAH and heavy metals. CORINE Land Cover map of 2006 was used and integrated with specific layers for road networks, by means of GIS processing. The methodology was applied to detect the spatial representativeness of official Italian National Network of Special Purpose Monitoring Stations (according to the law D.Lgs. 155/2010, art. 6 and 8). The variability of the b-indicator was explored within circular buffers around the site, with increasing radius (5 – 7.5 – 10 km). Results showed that b varies below the established threshold of 20% for almost all sites of interest. The methodology allows an useful and quick assessment of spatial representativeness of a monitoring network even if exhaustive air quality data around a monitoring site are not available.

La rappresentatività spaziale e temporale dei siti di monitoraggio delle concentrazioni di inquinanti in atmosfera è un parametro fondamentale nella scelta della dislocazione delle stazioni di misura e nelle valutazioni di esposizione della popolazione ai livelli di concentrazione misurati. In generale, la rappresentatività spaziale di un sito è definita in letteratura facendo riferimento alla variabilità dei livelli di concentrazione nell’intorno del sito stesso. In questo studio è stato applicato un metodo di stima della rappresentatività spaziale di tipo empirico - statistico, basato sull’analisi della copertura del territorio intorno alle stazioni di monitoraggio con lo sviluppo di uno specifico indicatore statistico (b) che collega la copertura del territorio con la concentrazione di inquinanti in atmosfera. Questo indicatore viene ricavato tramite una procedura di ottimizzazione statistica che viene applicata su un set indipendente di stazioni di misura e che analizza, per ogni sito di monitoraggio, le serie storiche delle misure e la copertura del territorio circostante. L’indicatore b esprime in modo sintetico la relazione fra la copertura del territorio e la qualità dell’aria. Il metodo, sperimentato in letteratura all’estero, è stato applicato per la prima sull’intero territorio italiano. Gli inquinanti considerati sono stati l’O3, il PM2.5, gli IPA e i metalli pesanti. È stata utilizzata la copertura del territorio del progetto CORINE Land Cover 2006, integrata con tematismi specifici per le reti stradali con strumenti di geoprocessing in ambiente GIS (Geographic Information Systems). La metodologia è stata applicata all’analisi di rappresentatività delle Reti Speciali di misura della qualità dell’aria (D.Lgs. 155/2010, art. 6 e 8). È stata valutata la variabilità dell’indicatore statistico sviluppato, calcolandolo in aree circolari con raggio crescente (5 – 7.5 – 10 km) centrate sulle stazioni. I risultati evidenziano, per quasi tutte le stazioni e inquinanti considerati, variazioni di b inferiori al 20%, valore assunto come soglia. Il metodo consente un’efficace e speditiva valutazione della rappresentatività spaziale delle stazioni di monitoraggio qualora non siano a disposizione dati di qualità dell’aria relativi al territorio circostante ai punti di monitoraggio.

Rappresentatività spaziale di misure di qualità dell'aria - Valutazione di un metodo di stima basato su fattori oggettivi

Vitali, L.;Righini, G.;Cremona, G.;Ciancarella, L.;Piersanti, A.
2013-01

Abstract

La rappresentatività spaziale e temporale dei siti di monitoraggio delle concentrazioni di inquinanti in atmosfera è un parametro fondamentale nella scelta della dislocazione delle stazioni di misura e nelle valutazioni di esposizione della popolazione ai livelli di concentrazione misurati. In generale, la rappresentatività spaziale di un sito è definita in letteratura facendo riferimento alla variabilità dei livelli di concentrazione nell’intorno del sito stesso. In questo studio è stato applicato un metodo di stima della rappresentatività spaziale di tipo empirico - statistico, basato sull’analisi della copertura del territorio intorno alle stazioni di monitoraggio con lo sviluppo di uno specifico indicatore statistico (b) che collega la copertura del territorio con la concentrazione di inquinanti in atmosfera. Questo indicatore viene ricavato tramite una procedura di ottimizzazione statistica che viene applicata su un set indipendente di stazioni di misura e che analizza, per ogni sito di monitoraggio, le serie storiche delle misure e la copertura del territorio circostante. L’indicatore b esprime in modo sintetico la relazione fra la copertura del territorio e la qualità dell’aria. Il metodo, sperimentato in letteratura all’estero, è stato applicato per la prima sull’intero territorio italiano. Gli inquinanti considerati sono stati l’O3, il PM2.5, gli IPA e i metalli pesanti. È stata utilizzata la copertura del territorio del progetto CORINE Land Cover 2006, integrata con tematismi specifici per le reti stradali con strumenti di geoprocessing in ambiente GIS (Geographic Information Systems). La metodologia è stata applicata all’analisi di rappresentatività delle Reti Speciali di misura della qualità dell’aria (D.Lgs. 155/2010, art. 6 e 8). È stata valutata la variabilità dell’indicatore statistico sviluppato, calcolandolo in aree circolari con raggio crescente (5 – 7.5 – 10 km) centrate sulle stazioni. I risultati evidenziano, per quasi tutte le stazioni e inquinanti considerati, variazioni di b inferiori al 20%, valore assunto come soglia. Il metodo consente un’efficace e speditiva valutazione della rappresentatività spaziale delle stazioni di monitoraggio qualora non siano a disposizione dati di qualità dell’aria relativi al territorio circostante ai punti di monitoraggio.
Spatial and temporal representativeness of air quality monitoring sites is a critical parameter when choosing location of sites and assessing effects on population to long term exposure to air pollution. According to literature, the spatial representativeness of a monitoring site is related to the variability of pollutants concentrations around the site. In this work a statistical assessment of spatial representativeness is presented, based on the analysis of land cover around the monitoring sites. A statistical indicator (b) was developed that links land cover pattern to concentration levels of pollutants. The b-indicator was optimized for each pollutant individually by means of a statistical procedure which investigates the relation between historical series of measurements and land cover around the site. This approach, reported in literature for the Belgian monitoring network, is applied here for the first time on the whole Italian territory. Pollutants under investigation were ozone, PM2.5, PAH and heavy metals. CORINE Land Cover map of 2006 was used and integrated with specific layers for road networks, by means of GIS processing. The methodology was applied to detect the spatial representativeness of official Italian National Network of Special Purpose Monitoring Stations (according to the law D.Lgs. 155/2010, art. 6 and 8). The variability of the b-indicator was explored within circular buffers around the site, with increasing radius (5 – 7.5 – 10 km). Results showed that b varies below the established threshold of 20% for almost all sites of interest. The methodology allows an useful and quick assessment of spatial representativeness of a monitoring network even if exhaustive air quality data around a monitoring site are not available.
inquinamento atmosferico;reti di monitoraggio;rappresentatività spaziale;copertura del territorio;GIS
File in questo prodotto:
File Dimensione Formato  
ENEA-RT-2013-1.pdf

accesso aperto

Licenza: Creative commons
Dimensione 3.17 MB
Formato Adobe PDF
3.17 MB Adobe PDF Visualizza/Apri

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: http://hdl.handle.net/20.500.12079/6649
Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? ND
  • Scopus ND
social impact