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Area C e Black Carbon: un approfondimento critico


Articolo postato il: 18/03/2013
Autore: Enrico Engelmann

Anche se ufficialmente l'obiettivo dell'introduzione dell'Area C era fin dall'inizio unicamente quello di ridurre il traffico (da cui il nome, Area C, in cui C sta per congestion), la parte della maggioranza in consiglio comunale più vicina ai movimenti ambientalisti (o perlomeno sedicenti tali) non ha mai rinunciato alla speranza di poter associare l'Area C alla tutela della salute.
Naturalmente tale dimostrazione verrebbe molto comoda all'intera giunta e alla maggioranza che la sostiene, dato non c'è niente di meglio della tutela della salute, per giustificare il fatto di mettere le mani nelle tasche dei cittadini.
Purtroppo per loro, l'inquinante che negli ultimi anni ha permesso di poter invocare l'allarme inquinamento, ovvero il PM10 (perchè tutti gli altri sono sempre o quasi sotto soglia) è ormai dimostrato in maniera incontrovertibile non essere variato in maniera significativa, fra dentro e fuori, dopo l'introduzione dell'Area C. Lo abbiamo dimostrato in maniera chiara e netta anche noi stessi su questo sito: Area C e inquinamento: analisi di medio periodo.
Da un po' di mesi a questa parte alcuni rappresentati della giunta, spalleggiati da tecnici a loro vicini, stanno quindi cercando di spostare l'attenzione su un altra categoria di inquinanti, che a loro dire sarebbe particolarmente nociva e che, al contrario del pm10, e la cui concentrazione risulterebbe essere calata nella zona interessata dall'Area C. Trattasi del cosiddetto Black Carbon.
Il Black Carbon è uno dei componenti del PM2,5 e viene definito operativamente in funzione delle sue proprietà di assorbimento ottico. Esso è composto in larga parte da carbonio elementare, ma non coincide con esso ("BC is an operationally defined term which describes carbon as measured by light absorption. As such, it is not the same as elemental carbon (EC), which is usually monitored with thermaloptical methods." [1].
Al momento non esistono stazioni fisse di misurazione del Black Carbon, che poi altro non è che fuliggine o nerofumo. Perciò quando l'amministrazione Pisapia fa riferimento ai dati su tale composto fa riferimento a dati raccolti durante specifiche campagne di misurazione, di durata piuttosto limitata e condotte dall'AMAT (Agenzia Mobilità Ambiente e Territorio Srl) su richiesta del Comune stesso. La relazione più recente riguardo a tali campagne di misura è quella che fa riferimento al periodo 01/10/2012 - 28/10/2012: [2].
Alcuni rappresentanti della giunta e della maggioranza che la sostengono vogliono convincere l'opinione pubblica che i risultati di tali studi confermano in maniera chiara che l'Area C migliora anche la qualità dell'aria perchè, pur non andando a incidere in maniera significativa sul pm10 nel suo complesso, riduce in maniera determinante la concentrazione della componente più pericolosa del pm10, ovvero appunto il black carbon.
In realtà, tali trionfalismi non reggono alla prova dei fatti. Vediamo perchè.
Innanzi tutto premettiamo che nell'ambiente scientifico non c'è concordanza neanche sulla sostanza che sarebbe più opportuno monitorare. In alcuni studi si è infatti monitorata lo concentrazione di carbonio elementare, in altri ancora di black smoke. Si tratta di composti imparentati con il black carbon, e che in parte si sovrappongono con esso, ma che risultano diversi in quanto definiti rispetto ad un diverso sistema di rilevazione e misurazione. Questo fa già sì che molti dati raccolti non siano a priori confrontabili in maniera rigorosa [1].
Per quanto riguarda il black carbon, le cose su cui c'è accordo sono la sua definizione (vedi sopra) e la sua origine [1]:
"The main sources of BC are combustion engines (especially diesel), residential burning of wood and coal, power stations using heavy oil or coal, field burning of agricultural wastes, as well as forest and vegetation fires."
Un'altra caratteristica riconosciuta del Black Carbon è poi rappresentata dal fatto che la sua concentrazione varia rapidamente, sia spazialmente, sia (evidentemente) temporalmente [3].
Nella sua relazione, l'AMAT pretende invece di dare molte cose per certe. Riguardo ai suoi effetti sulla salute umana, si legge:
Il Black Carbon risulta infatti dannoso per la salute sia per la sua natura fisica di nanoparticella sia per il fatto che sulla sua elevata uperficie specifica è in grado di veicolare all'interno dell'organismo umano sostanze cancerogene e genotossiche quali ad esempio gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) e i metalli. Un recente rapporto dell'Organizzazione Mondiale della Sanità [17] espone le risultanze di studi epidemiologici raccolti in letteratura degli effetti sulla salute di questo inquinante che lo individuano come un vettore universale per un'ampia varietà di agenti chimici a diversa tossicità per l'organismo umano e forniscono sufficienti evidenze scientifiche dell'associazione fra l’insorgere di patologie all'apparato cardiocircolatorio e respiratorio con l'esposizione al BC.
Subito dopo si afferma che il Black Carbon si rivela un indicatore più robusto e di maggiore efficacia rispetto al PM10 e PM2.5 in termini di valutazioni relative agli effetti sulla salute.
Tali affermazioni si prestano a critiche:
  • La presunta pericolosità del black carbon dipenderebbe in maniera significativa dal fatto che esso veicola altre sostanze nocive. Visto che tali sostanze possono variare da caso a caso, è allora evidente che la sua nocività non potrà venire quantificata a priori. (Secondo [1], anzi, la sua pericolosità deriverebbe UNICAMENTE dalle sostanze da esso veicolate: "In general, EC or BC are regarded as having negligible toxic effects on human and animal lungs in controlled studies and on airway cells such as macrophages and respiratory epithelial cells. Instead, it has been suggested that they exert an indirect key role in toxicity as a universal carrier of toxic semi-volatile organics and other compounds co-released in combustion processes or attached to their surface during regional and long-range transport")
  • La valutazione dei suoi effetti si basa (come al solito) su analisi epidemiologiche. Tali analisi, lo ricordiamo ancora una volta, ma è spiegato meglio nell'articolo Morti per inquinamento: danno i numeri! a priori non possono rappresentare una prova di un rapporto causa effetto, per motivi epistemologici, in quanto una correlazione non implica un rapporto causa effetto. Inoltre le stesse valutazioni quantitative nell'ambito degli studi di correlazione in questione, dimostrano, attraverso la loro enorme variabilità ( Morti causati da inquinamento sulla stampa
  • ), di essere tutt'altro che affidabili nelle loro conclusioni.
Per quanto riguarda la tesi che il black carbon sia un indicatore di inquinamento più significativo del pm10 e del pm2,5, il WHO European Centre for Environment and Health Europa afferma chiaramente (nel 2012) che "PM2.5 should continue to be used as the primary metric in quantifying human exposure to PM and the health effects of such exposure, and for predicting the benefits of exposure reduction measures." [1].
E' quindi del tutto azzardato anche dare per certa un'equivalenza di 1 a 10 per quanto riguarda gli effetti sulla salute di PM10 e Black Carbon: "There are not enough clinical or toxicological studies to allow an evaluation of the qualitative differences between the health effects of exposure to BC or to PM mass (for example, different health outcomes), of quantitative comparison of the strength of the associations or of identification of any distinctive mechanism of BC effects. [1].
Guardiamo ora un po' più nel dettaglio i risultati. Riassumendo brevemente il merito della campagna di misurazioni, si è provveduto a misurare il black carbon per il mese di Ottobre in due postazioni, una dentro e una fuori all'Area C. I dati raccolti sono stati poi confrontati con quelli del pm10 e pm2,5 misurati dalle stazioni ARPA e con i parametri amtosferici (temperatura, velocità del vento, precipitazioni in mm).
I dati relativi alle concentrazioni di black carbon misurate sono raccolte nella figura 5:



Qui gli stessi dati, accorpati per settimana:



Siccome l'accensione dei riscaldamenti avviene proprio a metà Ottobre, nella figura successiva sono state accorpate le due settimane senza riscaldamenti e quelle con riscaldamenti:



Nelle immagini 9 e 10, i dati giorno per giorno relativi a black carbon, pm10 e pm2.5, ventosità e precipitazioni.



Le figure 17 e 18, infine, illustrano i vari parametri ambientali:



Come vengono presentati tali risultati, nel rapporto? Ecco, in pillole:
  • nella prima settimana di rilevamento, senza impianti termici funzionanti e con condizioni meterologiche prevalentemente stabili le concentrazioni di Black Carbon1 sono risultate nella postazione interna ad Area C (via Beccaria) in media inferiori di 1,3 μg/m3, ossia del
    33% più basse rispetto alla postazione esterna (via Porpora); [...] Va osservato che la differenza pari a 1,3 μg/m3 in termini di concentrazioni di BC rilevata tra interno ed esterno Area C corrisponde (o meglio supera, e in talune giornate è pari a più del doppio) alla ‘change unit’ di 1 μg/m3, ossia l'unità di gradiente di tossicità (Paragrafo 1.1Figura 1) considerabile equivalente in termini epidemiologici ai 10 μg/m3
    universalmente utilizzati per il PM10, cui vengono attribuiti una serie di effetti sull'apparato respiratorio e cardiovascolare sia acuti che cronici [4] e quindi evidenzia differenze significative in termini sanitari.
  • [...]
  • Separando i due periodi caratterizzati dalla sola fonte traffico attiva (prime due settimane) e dal periodo caratterizzato dall’accensione e funzionamento degli impianti termici per il riscaldamento degli edifici, le concentrazioni di Black Carbon sono risultate nella
    postazione interna ad Area C (via Beccaria) inferiori di 0,9 μg/m3, ossia del 20% più basse rispetto alla postazione esterna (via Porpora) in media sulle prime due settimane di monitoraggio, in cui la sola fonte emissiva di Black Carbon era costituita dal traffico veicolare (impianti di riscaldamento spenti) ed inferiori di 1,0 μg/m3, ossia del 13% più
    basse rispetto alla postazione esterna (via Porpora) in media durante le ultime due settimane di monitoraggio.
  • [...] peraltro, a differenza della terza settimana di ottobre, all’ultima settimana è corrisposto anche un effettivo calo delle temperature, con più completa attivazione degli impianti termici. In tal caso è possibile constatare un dimezzamento delle differenze percentuali tra interno ed esterno Area C per le concentrazioni di BC in corrispondenza dell’accensione degli impianti termici: si passa da un -33% in Area C con riscaldamenti spenti (solo fonte traffico attiva) a un -12% nella settimana di sicuro funzionamento degli stessi (fonti di BC costituite da traffico e impianti per il riscaldamento).[...]

Quello che salta subito all'occhio è che si pone l'accento sulle variazioni percentuali. Come mai? E, innanzi tutto, è questo il modo migliore per tradurre in parole i risultati?
No, non è assolutamente il modo migliore! Parlare di variazioni percentuali ha senso quando il valore rispetto a cui si esprime la percentuale è sempre lo stesso. Oppure quando si vuole descrivere un processo di crescita o decrescita. Nessuna delle due cose è qui il caso! Cambiando il periodo, anche le concentrazioni di riferimento cambiano, nè qui si sta parlando di qualcosa che cresce man mano. Qui quello che interessa è se e quanto l'Area C è in grado di ridurre la concentrazione di un certo inquinante in una data zona. Quello che conta è la differenza in valore assoluto. La differenza percentuale non è di nessuna utilità.
E allora perchè essa viene usata?
Beh, perchè i risultati trovati non sono quelli che quelli che chi ha commissionato lo studio avrebbe avuto piacere venissero trovati!
Proviamo a rileggere i risultati in maniera più sensata e coerente. La figura da cui partire è la 5.
Quello che si nota sono due cose:
  • C'è una differenza di concentrazione del black carbon fra dentro e fuori, ma minima, nell'ordine di 1-1,5 microgrammi per metro cubo. Ai limiti del rilevabile, e sicuramente nell'ordine di grandezza dell'errore di misura. (Il che non vuole dire che in media non sia quella, ma che guardare il singolo giorno per stabilire differenze, se queste sono di tale ordine di grandezza, è del è del tutto insensato. Dopo si capirà perchè lo sottolineo)
  • La vera differenza la fanno i riscaldamenti, in quanto la loro accensione fa schizzare la concentrazione di black carbon da una media di 3,5-4 a 10 e oltre microgrammi per metro cubo (Ciò avviene solo nella quarta settimana di Ottobre, perchè nella terza le temperature non erano ancora tali da far andare i riscaldamenti ad alto regime).
Dicendo così le cose (ovvero dicendole nel modo giusto), si capisce benissimo che:
  • L'Area C riduce il black carbon (ammesso che un'analisi su una quantità maggiore di dati confermi i risultati), ma la cosa non è di alcuna importanza pratica, dato che 1 microgrammo per metro cubo è una quantità minima e del tutto non pericolosa, anche se si assume per ipotesi che sia valida il rapporto di pericolosità di 10 a 1 rispetto al pm10 "normale" (cosa tutta da dimostrare).
  • La fonte principale di inquinamento, anche concentrandosi solo sul black carbon, sono i riscaldamenti, e non certo le automobili.
A corollario di ciò si conclude anche che a Milano ci sono ancora molti riscaldamenti che non vanno a metano, dato che questi ultimi non sono inclusi fra le possibili fonti di black carbon. Evidentemente il numero di impianti a gasolio o, peggio, carbone, non è ancora diventato trascurabile. Tuttaltro!
Si noti come invece, utilizzando le differenze percentuali, si riesca a ingigantire l'effetto dell'Area C quando i riscaldamenti sono spenti, e a non far capire che anche il black carbon invernale è dovuto per la maggior parte ai riscaldamenti!
Qualcuno potrebbe obiettare che i valori assoluti maggiori nell'ultima settimana di misurazione sono da imputare in gran parte a effetti ambientali (inversione termica, mancanza di vento o altro). Ciò può essere vero, ma solo in maniera trascurabile. Infatti, se si guardano le differenze di concentrazione fra dentro e fuori l'Area C, si vede che in valore assoluto esse cambiano poco, rispetto alle settimane precedenti. Se si trattasse di un effetto di amplificazione dovuto ad un processo di accumulo, tali differenze dovrebbero aumentare in proporzione alle concentrazioni. Il fatto che ciò non avvenga dimostra che gli accresciuti valori assoluti sono dovuti alla presenza di fonti aggiuntive tanto dentro quanto fuori l'Area C, fonti che sono rappresentate dai riscaldamenti.
E' chiaro che l'Amat non poteva dire il falso. Ma non poteva neanche dare torto marcio al suo committente. Hanno dunque scelto di presentare i risultati in modo che fossero formalmente corretti, ma potessero venire utilizzati per propagandare un messaggio falso, ovvero che il black carbon è dovuto in gran parte al traffico e che l'Area C va ad incidere su di esso in maniera significativa.
Riassumendo si può affermare che ancora una volta i dati dimostrano che i picchi di inquinamento sono dovuti ai riscaldamenti e che le automobili, e in generale il traffico privato, rappresentano un fattore secondario. Tali conclusioni sono del tutto in sintonia con quelli presentati nel precedente articolo Correlazione inversa fra PM10 e temperature .
All'incontro-confronto sull'Area C, organizzato da VAS, (MILANO AREA C . “ C sto / non C sto “: sostenitori e detrattori a confronto.) Pirrone del CNR mi aveva personalmente attaccato con arrogante presunzione, affermando che la mia non era scienza, ma solo conti fatti con Excel (che cosa vorrà poi dire? Allora Einstein e Planck che per fare i conti usavano matita e foglio di carta non facevano scienza?).
Qui vediamo che gli stessi dati da loro presi a dimostrazione delle loro lusinghiere affermazioni sugli effetti dell'Area C sull'inquinamento, se correttamente analizzati, dimostrano che quello che affermavo io, ovvero che i responsabili dei picchi invernali di inquinamento sono i riscaldamenti, è corretto, e che ad avere torto erano lui e gli altri difensori d'ufficio dell'Area C.
Infine, un'ultima nota riguardo a come si parla, nel rapporto, dei dati relativi alla giornata di sciopero. Come prevedibile, siccome le concentrazioni di black carbon quel giorno sono risultate maggiori rispetto a quelle misurate nei giorni precedente e successivo, non si perde l'occasione per utilizzare tale dato come ulteriore dimostrazione dell'importanza del traffico come fonte di black carbon (e di inquinamento in generale).
Qui si rasenta veramente il falso ideologico!
Primo, le concentrazioni misurate sono assolutamente nel range di quelle osservate negli altri giorni (si confronti ad esempio con il giorno 11). Secondo, proprio quel giorno (in cui l'Area C, per via dello sciopero, era stata sospesa) anche la differenza di concentrazione di black carbon fra dentro e fuori l'Area C è risultata trovarsi nella parte alta del range di valori osservati. Da cui l'una delle due cose:
  • le misure sono precisissime e l'incertezza trascurabile, e allora l'Area C non riduce affatto il black carbon, se proprio il giorno in cui essa viene sospesa le differenze fra dentro e fuori sono maggiori
  • le misure sono affette da forte variabilità casuale (rispetto ai valori misurati), e allora tutte le considerazioni fatte su un singolo giorno valgono zero.
Percio', AMAT, se non vuoi fare figuracce, lascia perdere di tirare in tutti i modi l'acqua al mulino del tuo committente, anche quando non si può proprio fare!


[1]Health effects of black carbon
[2]Il Black Carbon nei siti di monitoraggio di tipo ‘residenziale’ esposti al traffico Siti di via Beccaria e via Porpora Campagna autunnale (01/10/2012 - 28/10/2012)
[3]Measurement of black carbon concentration as an indicator of air quality benefits
of traffic restriction policies within the ecopass zone in Milan, Italy


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