Confronto tra indici sintetici di qualità dell'aria e loro variabilità sul territorio

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Published on April 16, 2008

Author: cirdan

Source: slideshare.net

Description

Relazione finale corso di laurea in Statistica e Informatica per l'azienda - Università di Bologna, Sede di Rimini, a.a. 2005-2006

Abstract
In questo lavoro, a scopo introduttivo, si è innanzitutto fornito un quadro sui principi generali dell’ordinamento europeo in materia di qualità dell’aria e sullo stato dell’arte della rilevazione dell’inquinamento in diversi Paesi. La parte più consistente riguarda analisi e comparazioni sull'inquinamento attraverso classi di indici sintetici basati su medie di posizione, che hanno il pregio di essere più robusti rispetto a quelli basati su medie analitiche in caso di presenza di outliers e valori mancanti.

PRESENTATA DA DANIELE D. anno accademico 2005-2006 Confronto tra indici sintetici sulla qualità dell’aria e loro variabilità sul territorio RELAZIONE FINALE Università di Bologna Facoltà di Scienze Statistiche Corso di Laurea in Statistica e Informatica per l’azienda

PRESENTATA DA

DANIELE D. anno accademico 2005-2006

Il problema Come sintetizzare i valori di diversi inquinanti, con diverse unità di misura e concentrazioni, con diverse classi di effetti sulla salute, in modo i decisori politici e la cittadinanza abbiano piena comprensione dell’inquinamento?

Come sintetizzare i valori di diversi inquinanti, con diverse unità di misura e concentrazioni, con diverse classi di effetti sulla salute, in modo i decisori politici e la cittadinanza abbiano piena comprensione dell’inquinamento?

Nelle grandi città USA le autorità hanno l'obbligo di comunicare giornalmente l'indice AQI attraverso giornali, radio, televisioni, Internet. L’AQI giornaliero è classificato in sei livelli diversi di inquinamento ed associato ad un particolare colore. Maroon Hazardous 301 to 500 Purple Very Unhealthy 201 to 300 Red Unhealthy 151 to 200 Orange Unhealthy for sensitive groups 101 to150 Yellow Moderate 51 to 100 Green Good 0 to 50 Colors Levels of Health Concern AQI Values

Nelle grandi città USA le autorità hanno l'obbligo di comunicare giornalmente l'indice AQI attraverso giornali, radio, televisioni, Internet.

L’AQI giornaliero è classificato in sei livelli diversi di inquinamento ed associato ad un particolare colore.

In questo lavoro si introducono e sviluppano classi di indici sintetici di qualità dell’aria basati su MEDIE DI POSIZIONE Migliori performances in caso di valori mancanti Meno sensibili ad outliers

In questo lavoro si introducono e sviluppano classi di indici sintetici di qualità dell’aria basati su MEDIE DI POSIZIONE

Primo passo di aggregazione Da dati orari a dati giornalieri Media aritmetica valori orari della giornata Particolato (PM 10 ) Media aritmetica valori orari della giornata Biossido di zolfo (SO 2 ) Massimo giornaliero medie mobili 8 ore Ozono (O 3 ) Massimo valore raggiunto nelle 24 ore Biossido di azoto (NO 2 ) Massimo giornaliero medie mobili 8 ore Monossido di carbonio (CO) Media aritmetica valori orari della giornata Benzene (C 6 H 6 ) TIPO AGGREGAZIONE INQUINANTE

Tra questi il max è I1 MM = 156 (determinato da PM 10 ) Centralina A Centralina B STANDARD (D.M. 60/2002 e D.Lgs. 183/2004) MASSIMI STANDARDIZZATI Aggregazione postazioni-inquinanti 60,93 118,34 6,7 7,1 10,2 110 O3 ( µg /m 3 ) NO2 (( µg /m 3 ) CO ( mg /m 3 ) Benz ( µg /m 3 ) SO2 ( µg /m 3 ) PM10 ( µg /m 3 ) 51,94 98,21 6,0 4,2 15,1 117 O 3 ( µg /m 3 ) NO 2 ( µg /m 3 ) CO ( mg /m 3 ) Benz. ( µg /m 3 ) SO 2 ( µg /m 3 ) PM 10 ( µg /m 3 ) 120 300 16 10 125 75 O3 ( µg /m 3 ) NO 2 ( µg /m 3 ) CO ( mg /m 3 ) Benz. ( µg /m 3 ) SO 2 ( µg /m 3 ) PM10 ( µg /m 3 ) 50,78 39,45 41,88 71 12,8 156 O 3 NO 2 CO Benzene SO 2 PM 10 60,93 118,34 6,7 7,1 15,1 117 O 3 ( µg /m 3 ) NO 2 ( µg /m 3 ) CO ( mg /m 3 ) Benz. ( µg /m 3 ) SO 2 ( µg /m 3 ) PM 10 ( µg /m 3 ) Scelta max inquinante tra A e B

PM 10 O 3 CO NO 2 C 6 H 6 I1 MM I1 mM I1 75M Dopo il primo passo di aggregazione e la standardizzazione si ottiene una serie ordinata di inquinanti sui quali determinare diversi indici Aggregazione postazioni-inquinanti

Centralina A Centralina B Centralina B (valori standardizzati) MASSIMO PER CENTRALINA Centralina A (valori standardizzati) Aggregazione inquinanti-postazioni I2 MM = 156 determinato dalla centralina B 60,93 118,34 6,7 7,1 10,2 110 O3 ( µg /m 3 ) NO2 ( µg /m 3 ) CO ( mg /m 3 ) Benz ( µg /m 3 ) SO2 ( µg /m 3 ) PM10 ( µg /m 3 ) 51,94 98,21 6,0 4,2 15,1 117 O3 ( µg /m 3 ) NO2 ( µg /m 3 ) CO ( mg /m 3 ) Benz. ( µg /m 3 ) SO2 ( µg /m 3 ) PM10 ( µg /m 3 ) 43,28 32,74 37,50 42 12,08 156 O3 NO2 CO Benzene SO2 PM10 50,78 39,45 41,88 71 8,16 146,67 O3 NO2 CO Benzene SO2 PM10 146,67 156 Centralina A Centralina B

Aggregazione inquinanti-postazioni I2 MM I2 mM I2 75M Dopo il primo passo si ottiene una serie ordinata di valori per centralina sulle quali determinare diversi indici 1 centralina 2 centralina 3 centralina 4 centralina 5 centralina

L’ aggregazione postazioni-inquinanti (indici tipo I1) evidenzia episodi acuti di inquinamento, isolati sul territorio, ma non tiene conto dell’aspetto spaziale del fenomeno Il confronto tra i due ordini di aggregazione L’ aggregazione inquinanti-postazioni (indici tipo I2) comunica informazioni di tipo spaziale (diffusione più o meno omogenea dell’inquinamento)

L’ aggregazione postazioni-inquinanti (indici tipo I1) evidenzia episodi acuti di inquinamento, isolati sul territorio, ma non tiene conto dell’aspetto spaziale del fenomeno

Gli indici sintetici ci permettono di fare confronti nello spazio!

indice I2 MM con indicazione della postazione rilevante

Analisi della dispersione Bologna Roma palermo Palermo

L’analisi simultanea dei due ordini di aggregazione

 2 (obs) = 40,643 >  2 (3; 0,05) = 7,815: rifiuto l’ipotesi H 0 di indipendenza tra livello della radiazione solare e livello di inquinamento.   Test  2 di indipendenza tra I1 MM e radiazione solare

L’analisi spaziale dell’indice I2

Conclusioni N elle città analizzate gli inquinanti principali sono PM 10 , ozono e benzene; C lassi di indici sintetici basati su medie di posizione, a differenza di un unico indice come l’AQI statunitense, consentono di analizzare aspetti complementari dell’inquinamento e di fornire ai decisori indicazioni importanti sulle strategie da seguire per abbattere le concentrazioni degli inquinanti; G li indici con opportuni percentili (es. 75esimo anziché massimo) hanno perfomances migliori in caso di outliers; T ali indici possono essere combinati con altre variabili, di tipo meteorologico, spaziale o di altro tipo, per indagare ancora più a fondo sul fenomeno inquinamento.

N elle città analizzate gli inquinanti principali sono PM 10 , ozono e benzene;

C lassi di indici sintetici basati su medie di posizione, a differenza di un unico indice come l’AQI statunitense, consentono di analizzare aspetti complementari dell’inquinamento e di fornire ai decisori indicazioni importanti sulle strategie da seguire per abbattere le concentrazioni degli inquinanti;

G li indici con opportuni percentili (es. 75esimo anziché massimo) hanno perfomances migliori in caso di outliers;

T ali indici possono essere combinati con altre variabili, di tipo meteorologico, spaziale o di altro tipo, per indagare ancora più a fondo sul fenomeno inquinamento.

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