Studio della componente organica del PM2.5 in Emilia Romagna: stima delle sorgenti e dei processi atmosferici mediante PCA

Il presente lavoro riporta lo studio della componente organica del PM2.5 raccolto in 8 campagne intensive di monitoraggio realizzate dal 2011 al 2014 a Bologna (Main Site, MS) ed un sito rurale a San Pietro Capofiume (SPC) nell’ambito del progetto Supersito di ARPA-ER. Applicando l’Analisi dei Componenti Principali (PCA) alle oltre 90 specie organiche determinate in ogni campione, sono state individuate 13 variabili su cui il modello PCA fornisce una descrizione sintetica ed immediata delle diverse sorgenti di emissione e dei processi atmosferici del PM2.5. I risultati mostrano una forte stagionalità del contributo delle diverse sorgenti, con il maggior apporto nei periodi freddi della combustione delle biomasse, sia come emissioni primarie (burning sugar e PAH) che processi secondari (acido succinico e oxo/idrossi acidi). In primavera/estate è prevalente il contributo dell’aerosol secondario (acidi carbossilici) e delle emissioni biogeniche (idrocarburi dispari e biozuccheri). Un’altra importante sorgente è il traffico, descritto dalle concentrazioni di idrocarburi leggeri (C14-C24). Per quanto riguarda la variazione spaziale, in genere la combustione di biomasse e l’aerosol secondario mostrano un contributo simile in entrambi i siti, mentre il traffico mostra un maggior impatto nel sito urbano rispetto a quello rurale. Come esempio, la figura riporta i risultati dell’analisi PCA sui dati delle 3 campagne autunnali (1: 2011; 3: 2012; 6: 2013). I loading del primo componente, PC1, mostrano la prevalenza della combustione delle biomasse, sia nel sito urbano (simbolo blu pieno) che in quello rurale (simbolo rosso vuoto). Il PC2 descrive prevalentemente il traffico e mostra un maggior impatto nel sito urbano rispetto a quello rurale. Lo score plot indica che anche la semplice analisi di PC1 e PC2 (che contengono 70% della varianza iniziale) permette una buona discriminazione tra le 3 campagne.