La nuova Direttiva sulla Qualità dell'Aria 2024/2881/CE, attualmente in fase di recepimento, introduce nuovi parametri per il monitoraggio della qualità dell’aria, tra i quali anche il “particolato ultrafine” o “UFP” ovvero la frazione di particolato formata da particelle di un diametro inferiore o pari a 100 nm (nanometro). Relativamente alle UFP, la nuova Direttiva ne raccomanda il monitoraggio in siti in cui sono previsti livelli elevati, come strade trafficate, porti, aeroporti e siti interessati dalla combustione di biomassa, oltre che nei supersiti.

In attesa del recepimento della normativa europea, entro dicembre 2026, ARPAT attraverso il settore CRTQA ha effettuato alcuni monitoraggi di screening nel territorio toscano, tra cui, nei primi mesi del 2025, una campagna che ha coinvolto sia alcuni siti della città di Livorno, nota per il suo porto trafficato e per il suo importante polo industriale, che alcuni siti della Piana di Lucca, caratterizzata da un uso intensivo della combustione di biomassa per il riscaldamento domestico.

A Livorno le misurazioni di UFP sono state effettuate in quattro siti: il sito di traffico LI-Carducci, il sito di fondo LI-Cappiello e i due siti industriali nella zona nord di Livorno, di cui uno in prossimità della raffineria, LI-La Pira e LI-Stagno, in modo da poter coprire l'intera area urbana di Livorno. La Piana lucchese è stata studiata in tre siti: il sito di traffico di LU-Micheletto e due siti di fondo, LU-San Concordio nell'area urbana della città di Lucca e LU-Capannori nell'area urbana di Capannori, dove il contributo della combustione di biomassa è più significativo. L'ultimo sito studiato e coinvolto nel monitoraggio nella provincia di Lucca è stato LU-Viareggio, sito di fondo che si trova sulla costa nel comune di Viareggio, anch'esso in parte interessato dalla combustione di biomassa.

Per il monitoraggio è stato utilizzato uno strumento (TSI Nanoscan 3910) che fornisce il numero delle particelle per cm³ suddivise in 13 classi dimensionali da 10 nm a 365 nm. Le misurazioni sono state effettuate per brevi periodi di tempo in ciascun sito (da due a quattro giorni) e ripetute ciclicamente in mesi diversi con risoluzione temporale al minuto.

I risultati del monitoraggio sono stati presentati al convegno EAC 2025, che si è svolto a Lecce dal 31 agosto al 5 settembre, attraverso due Poster:

• Monitoring of size distribution of ultrafine particles in Tuscany Region, in cui sono stati presentati i risultati del monitoraggio in termini di numero medio di particelle per ciascun sito, distribuzione delle nanoparticelle nelle 13 classi dimensionali, analogie tra i siti ed individuazione dei principali contributi al numero delle nanoparticelle per ciascun sito;
• Monitoring of UFPs in a site affected by biomass burning, che presenta un approfondimento sul sito hot-spot di LU-Capannori, caratterizzato dalle concentrazioni più elevate della regione sia in termini di concentrazioni medie che di eventi brevi.

A LU-Capannori, grazie al consistente numero di giorni di campionamento in diverse condizioni meteo, è stato possibile effettuare la correlazione tra la concentrazione del numero di nanoparticelle per cm³ e situazione meteorologica con particolare riferimento a: temperatura, pioggia, vento e radiazione naturale per individuare le possibili condizioni favorevoli alla dispersione degli inquinanti. Inoltre è stata effettuata la correlazione tra il numero delle nanoparticelle e gli altri parametri di stazione come PM10, PM2.5, PM1, T, P, U%, Black Carbon, NO, NO₂ e SO₂.

I principali risultati del monitoraggio convergono nelle seguenti conclusioni.

Gli eventi più significativi in termini di numero totale di particelle e dimensione media delle particelle sono stati registrati nel sito hotspot LU-Capannori, dove si riscontra una forte riproducibilità nell’andamento del numero delle nanoparticelle che crescono ed aumentano nelle ore serali e notturne. 

La distribuzione delle nanoparticelle nelle 13 classi dimensionali dipende molto più dall'area che dalla tipologia di sito, con tutte e quattro le stazioni di Lucca che presentano distribuzioni molto simili, comprese la stazione di fondo costiera LU-Viareggio e la stazione di LU-Micheletto (traffico moderato del comune di Lucca) che è oggetto più dell'impatto delle sorgenti dell'area lucchese che non di quello della sorgente di traffico.

La distribuzione delle particelle nelle 13 classi per la zona di Livorno è maggiormente spostata verso particelle più piccole e di recente formazione, tipiche di fonti vicine, come il traffico; queste rappresentano il contributo massimo per LI-Carducci e LI-Cappiello ma sono importanti anche nelle stazioni della zona industriale dove la distribuzione indica la presenza di più sorgenti simultanee (come ad esempio traffico, industria, porto).

I risultati indicano che alcuni contributi al numero totale delle particelle sono presenti nella zona di Lucca e non nella zona di Livorno o viceversa, sottolineando la differenza tra tipologia di fonti prevalenti.

L’analisi delle condizioni meteorologiche verificatesi durante le quattro campagne per il sito di LU-Capannori ha evidenziato situazioni molto differenti; rispetto ai valori medi orari, durante il periodo di campionamento il 34% delle ore ha superato il valore orario indicato da OMS come elevato.

Lo studio ha mostrato che il vento forte e la pioggia incidono negativamente sulle concentrazioni del numero delle nanoparticelle, in particolare il primo, mentre le condizioni di stabilità dell'atmosfera indicate dal valore della radiazione naturale favoriscono l’accumulo del particolato.

La correlazione delle UFP con altri inquinanti correlati alla combustione di biomassa dimostrano che questa fonte è quella che maggiormente contribuisce al superamento dei valori di riferimento dell'OMS.

Oltre ad introdurre nuovi parametri da misurare, la nuova Direttiva 2024/2881/CE dà molto peso alla rappresentatività spaziale dei dati misurati nelle stazioni di monitoraggio. La rappresentatività spaziale, infatti, consente di attribuire alle misure effettuate un’area di riferimento all’interno della quale i livelli degli inquinanti si possano considerare simili a quelli misurati nella stazione. La rappresentatività è pertanto un parametro della primaria importanza in quanto definisce l’estensione ed i limiti del territorio interessato dalle misure. Una stima di questo tipo richiede tuttavia metodologie complesse che tengano conto di fattori meteorologici e della distribuzione territoriale delle sorgenti di emissione degli inquinanti in atmosfera, attraverso l’utilizzo di speciali modelli. Il forum europeo della modellistica atmosferica, FAIRMODE, che riunisce gli esperti di modellistica applicata alla qualità dell’aria nella comunità europea, ha fatto della rappresentatività spaziale una delle tematiche centrali degli esercizi di interconfronto e della discussione tra i diversi gruppi nazionali.

ARPAT, settore specialistico CRTQA, insieme al Consorzio Lamma ha partecipato ai lavori e alla stesura delle Linee Guida Fairmode che costituiranno il riferimento per l’emanazione di specifiche regole tecniche per l’applicazione della nuova Direttiva. L’Appendice C del documento riporta “Examples of good practices by LaMMA-ARPAT”.

Al 41° Congresso Nazionale di igiene industriale e ambientale che si è tenuto a Taranto, dal 25 al 27 giugno 2025, è stato presentato, dalla Dott.ssa Andreini di ARPAT, il lavoro di ARPAT e Consorzio LaMMA sulla rappresentatività spaziale che per la qualità dell’aria della Toscana anticipa ed è propedeutico a quanto richiesto dall’applicazione della nuova Direttiva a partire dal suo recepimento in Italia. La Commissione europea, in base all’articolo 8 comma 7 della direttiva, dovrà fornire dettagli tecnici sulla determinazione della rappresentatività spaziale dei punti di campionamento entro l’11 giugno 2026.

Le valutazioni della rappresentatività spaziale con i metodi finora utilizzati in Toscana, sono disponibili sul sito della Regione seguenti link:

• Rappresentatività spaziale delle stazioni della rete di monitoraggio di qualità dell’aria Toscana – Lamma – 2022
• Stima della rappresentatività spaziale delle stazioni di fondo di rete regionale PM10 con il metodo ß - ARPAT – 2022
• Rappresentatività  spaziale delle stazioni della rete di monitoraggio di qualità dell'aria toscana - ARPAT Lamma - Marzo 2015

Questi documenti sono centrati in special modo sul PM10 e sono stati utilizzati come ausilio per alcuni studi e valutazioni sul territorio, quali ad esempio:

• studi specifici di aree di esposizione della popolazione:

Verifica della rappresentatività  spaziale dei dati di PM10 della stazione di monitoraggio della qualita' dell'aria di Montale - ARPAT - Febbraio 2014

PM10 rappresentatività nella zona del valdarno Aretino e Val di Chiana - Febbraio 2015

• per la valutazione della copertura del territorio con le misure di qualità dell’aria (Rapporti regionali dal 2016) Rapporti annuali pubblicati nel 2001-2024 — ARPAT - Agenzia regionale per la protezione ambientale della Toscana
• per la gestione degli indici di qualità dell’aria nelle aree di superamento per PM10 (ICQA) (ARPAT - PM10 - Valutazione indice ICQA secondo la DGRT 814/2016 nelle Aree di superamento)