L'Inventario Regionale delle Emissioni raccoglie quindi su scala comunale le emissioni inquinanti prodotte da circa 200 attività antropiche e biogeniche presenti sul territorio regionale.
La figura 1 rappresenta in modo sintetico il contributo percentuale alle emissioni dei principali inquinanti da parte dei differenti comparti emissivi.
Per le emissioni di SO₂ l'Industria contribuisce per il 23% con la combustione e per il 55% con i processi produttivi.
Per le emissioni di NOx il maggior contributo è dato dai Trasporti stradali (47%), a cui seguono la Combustione nell'industria (15%) e i Trasporti off-road (14%).
Le emissioni di NMVOC (Non-methane Volatile Organic Compounds) dalle sorgenti biogeniche sia del comparto Natura (46%) che del comparto Agricoltura (22%), mentre per le emissioni di NH₃ Agricoltura e allevamento incidono per il 95%.
Per il PM10 il riscaldamento incide per il 59%, seguono i Trasporti stradali (25%).
Per la CO₂ invece il contributo è dato da tutte le combustioni, sia nel comparto industriale (66%) che nei comparti riscaldamento (29%) e traffico (34%).

L’analisi di scenario è un metodo per stimare con sistemi modellistici gli effetti attesi sulla qualità dell’aria a seguito dell’applicazione di misure di riduzione delle emissioni, in funzione del raggiungimento degli obiettivi previsti dalla normativa. Per la realizzazione delle analisi di scenario devono essere predisposti degli scenari emissivi futuri - a partire da uno scenario base relativo ad un determinato anno, considerato come riferimento - che tengano conto delle evoluzioni tecnologiche e comportamentali, nonché dell’applicazione delle misure di riduzione delle emissioni decise ai vari livelli (comunitario, nazionale, regionale).

Il modello GAINS (Greenhouse Gas – Air Pollution Interactions and Synergies) è un modello sviluppato a livello europeo dalla IIASA (International Institute for Applied Systems Analysis) per poter elaborare scenari emissivi di gas serra (GHGs) e considerare così le interazioni tra inquinamento atmosferico e cambiamenti climatici. La versione nazionale del modello (GAINS-Italia), adottata come strumento ministeriale nell’ambito del tavolo Ministero-Regioni, è il riferimento metodologico che - armonizzando informazioni di scala europea, nazionale e regionale - consente la messa a punto di scenari futuri regionali in un contesto coerente, assumendo una serie di ipotesi (economiche, di evoluzione delle normative e delle strategie di controllo progressivamente applicate), sulla base delle quali possono essere ricavati dei trend emissivi regionali per i principali indicatori ambientali: ammoniaca (NH₃), anidride carbonica (CO₂), metano (CH₄), ossidi di azoto (NO_X), protossido di azoto (N₂O), particolato (TSP, PM10, PM2,5), biossido di zolfo (SO₂) e composti organici volatili (VOC).
Lo scenario evolutivo GAINS integra al suo interno:

• l’evoluzione attesa dei consumi energetici e delle attività produttive (modello MARKAL Italy, scenari di attività produttive ENEA/ISPRA, ecc…);
• le misure di controllo previste dalla CLE (Current Legislation);
• il complesso dei Piani della Qualità dell’Aria predisposti dalle Regioni italiane (nel nostro caso il complesso delle azioni previste dalle disposizioni regionali del Piemonte).
  
  

Facendo seguito a quanto previsto dal DLgs 155/10, Enea e Ispra hanno aggiornato nel 2014 lo scenario evolutivo nazionale (scenario SEN 2014), tenendo conto degli scenari energetici e dei dati di attività produttiva non energetici più recenti. I contenuti della Strategia Energetica Nazionale (SEN) hanno fornito i parametri necessari per proiettare le emissioni nazionali dell’anno base 2010 fino al 2030; tale scenario è stato successivamente regionalizzato secondo l’usuale procedura di scalatura top-down dal nazionale al regionale: l’analisi si cala nel contesto di crisi economica che ancora affligge l’Italia e tiene conto dei trend più recenti su popolazione e struttura della domanda energetica, nonché delle previsioni correnti circa la rapidità della ripresa dell’economia.
È opportuno ricordare che uno scenario è sempre caratterizzato da un certo grado di incertezza, dipendente dai deficit di conoscenza dei fattori e dei processi determinanti le emissioni; alcune di tali lacune possono essere colmate con strumenti statistici o con maggiori ricerche volte ad incrementare la conoscenza scientifica di determinate sorgenti emissive; altre risultano invece intrinseche al processo di elaborazione degli scenari e quindi difficilmente eliminabili, in quanto legate all’incertezza delle proiezioni degli sviluppi economici futuri e alla reale efficacia delle politiche di riduzione delle emissioni operanti sui diversi settori, quali ad esempio la produzione di energia, i trasporti (come ha recentemente dimostrato il caso dell’Euro 5 per gli ossidi di azoto) o l’agricoltura.
Nella figura 4 è riportato il quadro emissivo dello scenario 2030, ottenuto applicando i trend regionali ricavati dallo scenario SEN 2014 di GAINS.

Per quanto riguarda il particolato PM10, il bilancio tra aumenti e riduzioni porta globalmente ad una riduzione delle emissioni al 2030; in particolare si nota un aumento di emissioni legato al riscaldamento residenziale (previsione di aumento dei consumi di legna) e una riduzione di quelle dei trasporti stradali (evoluzione tecnologica dei veicoli e maggiori vendite di veicoli elettrici e ibridi). Invece le emissioni di NOx risultano in forte calo al 2030, soprattutto grazie al miglioramento dal punto di vista emissivo del comparto trasporti. Anche per l’anidride carbonica (CO₂), espressa in chilotonnellate/anno a differenza degli altri inquinanti espressi in tonnellate/anno, si osserva una progressiva riduzione delle emissioni legata principalmente al riscaldamento residenziale e ai processi industriali.

Tali elaborazioni, normalmente realizzate per la predisposizione dell’input emissivo ai modelli di dispersione, si riferiscono ovviamente alla sola componente primaria degli inquinanti presenti nell’Inventario Regionale delle Emissioni: per poter correlare le pressioni emissive - presenti in un determinato territorio e in un determinato periodo - alle concentrazioni in atmosfera rilevate nello stesso periodo dalle stazioni di monitoraggio, si deve necessariamente ricorrere alla modellistica dispersiva, in grado di ricostruire la distribuzione spaziale delle componenti primarie e secondarie degli inquinanti simulando le reazioni fotochimiche che avvengono in atmosfera.

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^{1 PMF EPA - https://www.epa.gov/air-research/models-tools-and-databases-air-research
₂ Fingerprint = impronta digitale}

Nei primi giorni del mese di dicembre hanno avuto inizio i primi blocchi del traffico - previsti dalla DGR 42-5805 del 20/10/2017, con la quale la Regione Piemonte ha recepito i contenuti dell’Accordo di programma volto a contrastare l’inquinamento atmosferico, sottoscritto in data 09/06/2017 con le Regioni Lombardia, Veneto, Emilia-Romagna e con il Ministero dell’Ambiente -previsti nell’ambito dell’attivazione di misure temporanee omogenee nel bacino padano al verificarsi di condizioni favorevoli all’aumento delle concentrazioni di PM10. I provvedimenti di natura emergenziale associati al livello del semaforo riguardano prevalentemente il comparto del trasporto stradale, ma anche, seppur in misura inferiore, il comparto del riscaldamento domestico.
Il miglioramento della qualità dell’aria in una situazione meteoclimatica quale quella del Bacino Padano necessita di una pianificazione che operi su due livelli: da una parte l’individuazione dei provvedimenti emergenziali focalizzati sui comparti emissivi maggiormente rappresentati nel territorio, dall’altra la definizione di misure a scala più ampia - sia spaziale che temporale - volte al contenimento delle sorgenti emissive con impatto più rilevante sulla qualità dell’aria.
Per individuare le sorgenti emissive con maggiori responsabilità sull’inquinamento atmosferico, nel nuovo Piano Regionale per la Qualità dell’Aria (PRQA) sono stati combinati due approcci complementari:
1. la ricerca delle informazioni sul contributo delle sorgenti alle emissioni (quadro emissivo);
2. la ricerca delle informazioni sul contributo delle sorgenti alle concentrazioni degli inquinanti (source apportionment).

La descrizione analitica del quadro emissivo è in grado di rappresentare i fattori di pressione che incidono sulla qualità dell'aria, ma è solo uno degli elementi per determinare l'effettivo contributo delle sorgenti all'inquinamento atmosferico. I fenomeni di inquinamento infatti sono il risultato di una complessa competizione tra fattori che portano da una parte ad un accumulo degli inquinanti (emissioni, condizioni di stabilità atmosferica, situazione orografica, trasporto eolico) e dall’altra ne determinano la rimozione e la diluizione nell'atmosfera (reazioni chimiche, aggregazione di molecole, adsorbimento/assorbimento su materiale particellare, deposizione al suolo, condizioni di rimescolamento atmosferico, trasporto eolico).
In particolare, gli inquinanti emessi dalle diverse sorgenti (inquinanti primari) - sulla base della loro reattività - subiscono in atmosfera dei processi di trasformazione chimico-fisica che possono portare alla formazione di nuove specie chimiche con caratteristiche di tossicità e di persistenza differenti dagli inquinanti originari (inquinanti secondari).

Per determinare il contributo alle concentrazioni degli inquinanti da parte delle diverse sorgenti si è fatto quindi ricorso alla metodologia del source apportionment, combinando l’approccio modellistico con quello analitico: i risultati relativi al particolato (PM10 e PM2.5) evidenziano, soprattutto nel caso della città di Torino, significative differenze tra i contributi alle emissioni e i contributi alle concentrazioni da parte delle stesse sorgenti. Tale comportamento è imputabile da un lato ai fenomeni di trasporto del particolato emesso nei comuni circostanti, dall’altro all’importanza della componente secondaria del particolato che si forma a scale spaziali più ampie del comune.

Nella figura 6 a sinistra sono rappresentati i contributi percentuali alle concentrazioni medie annuali di PM10 stimate presso la stazione di monitoraggio della qualità dell’aria di Torino-Lingotto (stazione urbana di fondo, rappresentativa per la città di Torino), a destra i contributi percentuali al totale annuale delle emissioni comunali. Lo stesso confronto è stato ripetuto per l’Agglomerato di Torino (città di Torino esclusa) nella figura 7, individuando come rappresentativa la stazione di monitoraggio di Borgaro.

Dalla comparazione delle due figure emerge che, se si prendono in considerazione i contributi alle concentrazioni di particolato PM10 (grafici a torta nella parte sinistra), in entrambe le situazioni (città di Torino e Agglomerato di Torino) le sorgenti che impattano in maggior misura sono il riscaldamento (di cui più del 44% è riscaldamento a biomassa) e il traffico.
Analizzando però i contributi alle emissioni di particolato primario (grafici a torta nella parte destra), risulta evidente come, nel caso della città di Torino, le concentrazioni legate al riscaldamento stimate presso le stazioni torinesi non trovino riscontro nelle corrispondenti emissioni comunali della città di Torino (pari al 5%, per la diffusione del teleriscaldamento).

Invece le emissioni da riscaldamento dei comuni dell’Agglomerato rappresentano il 39% del totale emesso, di cui il 38% derivante da impianti a biomassa; al contrario, i valori di concentrazione legati al traffico trovano ugualmente riscontro nei contributi emissivi del comune di Torino e dei comuni dell’Agglomerato.
La spiegazione è che le concentrazioni di PM10 misurate nelle stazioni di Torino derivano dalla combinazione di più fenomeni:
• le reazioni chimiche che avvengono in atmosfera a partire dai precursori del particolato primario (ossidi di azoto, ammoniaca, biossido di zolfo), che producono la componente secondaria del particolato PM10 che si somma alla componente primaria emessa nella città di Torino (contributo endogeno);
• il trasporto da parte della circolazione atmosferica delle componenti primaria e secondaria del particolato PM10 dai comuni limitrofi alla città di Torino (contributo esogeno).
L’analisi del solo contributo alle emissioni (grafici a destra) avrebbe potuto portare a conclusioni fuorvianti, visto che avrebbe preso in considerazione la sola componente primaria del particolato PM10, non considerando i processi chimico-fisici che avvengono in atmosfera, mentre le concentrazioni stimate dalle tecniche modellistiche (modelli CTM , Chemical Transport Model) ricomprendono sia la componente primaria che la componente secondaria, riproducendo quanto viene misurato dalle stazioni di monitoraggio.

L’Agenzia Europea per l’Ambiente (EEA) ha pubblicato a luglio 2018 un rapporto che riassume i progressi compiuti dall'Unione Europea e dagli Stati membri nel rispetto dei limiti di emissione della Direttiva NEC 2001/81/CE (validi fino al 31/12/2019) e delle percentuali di riduzione delle emissioni della più recente Direttiva NEC 2016/2284/UE (da applicare a partire dal 01/01/2020), stabiliti per i seguenti inquinanti: ossidi di azoto (NO_X), composti organici non metanici (NMVOC), biossido di zolfo (SO₂), ammoniaca (NH₃) e polveri sospese PM2,5 (queste ultime rientrano solo nella Direttiva NEC del 2016).
La nuova Direttiva NEC, in particolare, stabilisce per ciascun Stato Membro gli impegni di riduzione nazionali delle emissioni - prendendo come anno di riferimento il 2005 - nel periodo 2020-2029 e a partire dal 2030.
La valutazione del raggiungimento degli obiettivi delle due Direttive NEC fornita nel rapporto dell’Agenzia Europea risulta quindi basata sui dati degli inventari delle emissioni dal 2010 al 2016 e sulle proiezioni nazionali delle emissioni per gli anni 2020 e 2030 (che tengono conto delle politiche e delle misure specifiche adottate dai singoli Paesi), trasmessi dagli Stati membri a febbraio 2018.

Le conclusioni principali dello studio possono essere così riassunte:
• Nel 2016 le emissioni complessive per l’Unione Europea di NO_X, NMVOC, SO₂ e NH₃ sono state inferiori ai limiti stabiliti per l’UE dalla Direttiva 2001/81/CE (da raggiungere entro il 2010).
• Considerando il periodo 2010-2016, le emissioni complessive per l’Unione Europea di NO_X, NMVOC e SO₂ sono diminuite mentre, per il terzo anno consecutivo, le emissioni complessive di NH₃ sono aumentate (+0.5 % dal 2015 al 2016 e +2% dal 2014 al 2016), principalmente a causa dell’incremento delle emissioni nel settore dell’agricoltura.
• Nel 2016 sei Stati Membri hanno superato i limiti nazionali di emissione per uno o più inquinanti: si tratta di Austria e Irlanda per NO_X e NH₃, Croazia, Germania e Spagna per NH₃ e Ungheria per NMVOC.
• Nel periodo 2010-2016 alcuni Stati Membri hanno sempre superato i limiti nazionali emissivi per NO_X (Austria e Irlanda), NMVOC (Ungheria) e NH₃ (Croazia, Germania e Spagna). Al contrario, i limiti nazionali di SO₂ non sono mai stati superati.
• Le emissioni complessive dell’Unione Europea di NMVOC e SO₂ nell’anno 2016 rispettano gli impegni di riduzione previsti per l’UE nel 2020. Anche le emissioni di NH₃ e PM2,5 del 2016 sono molto vicine agli obiettivi del 2020 (si rende necessaria per entrambi gli inquinanti una riduzione ulteriore del 2%) mentre per gli NO_X è richiesta una riduzione delle emissioni più significativa, di circa il 5% per rispettare gli impegni della Direttiva NEC. Al contrario, sono necessarie riduzioni più sostanziali delle emissioni di tutti gli inquinanti (es. più del 30% per PM2,5 e SO₂ e circa il 40% per gli NOX) per rispettare gli impegni di riduzione per l’Unione Europea per l’anno 2030.
• Le proiezioni delle emissioni nel 2020 e nel 2030 fornite dagli Stati membri evidenziano che 20 Paesi, sulla base delle politiche e misure attualmente in vigore, non possono essere considerati sulla buona strada per rispettare gli impegni nazionali di riduzione fissati per il 2020 per uno o più inquinanti (NOX, NH₃, NMVOC, SO₂ e/o PM2,5). Analogamente, se si analizzano le previsioni di rispetto degli impegni relativi al 2030, il numero di Paesi sale a 27. Si rende pertanto necessaria l’implementazione, da parte di questi Stati membri, di ulteriori misure di riduzione delle emissioni per il raggiungimento degli obiettivi negli anni futuri.
Per maggiori informazioni consulta gli inventari delle emissioni nel periodo 2006-2016 e le proiezioni delle emissioni al 2020 e al 2030 dei principali inquinanti atmosferici negli Stati Membri dell’Unione Europea.