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LA MODELLIZZAZIONE DELLE
EMISSIONI ODORIGENE
Linee guida regionali per la caratterizzazione e il contenimento delle emissioni in atmosfera da attività ad impatto odorigeno
Roberta De Maria
GEAM - La modellistica di dispersione degli inquinanti in atmosfera – Torino, 26 settembre 2018
• Parte I: Inquadramento generale
• Parte II: Valutazione della percezione del disturbo olfattivo
segnalato dalla popolazione
• Parte III: Campionamento olfattometrico
• Parte IV: Caratterizzazione chimica delle sostanze odorigene
• Parte V: Requisiti degli studi di impatto olfattivo mediante
simulazione modellistica meteodispersiva
Regione Piemonte
D.G.R. 9 gennaio 2017, n. 13-4554
L.R. 43/2000 – LINEE GUIDA PER LA CARATTERIZZAZIONE
E IL CONTENIMENTO DELLE EMISSIONI IN ATMOSFERA
PROVENIENTI DALLE ATTIVITA’ AD IMPATTO ODORIGENO
PARTE I - DEFINIZIONI E CAMPO DI APPLICAZIONE
Misurato come concentrazione di odore espressa in unità odorimetriche al m³
(ouE/m³) a 20°C → è il numero di diluizioni necessarie affinché l’odore sia
percepibile dal 50% della popolazione (norma UNI EN 13725:2004 «Qualità
dell’aria – Determinazione della concentrazione di odore mediante olfattometria
dinamica»)
IMPATTO ODORIGENO
CAMPO DI APPLICAZIONE
• Impianti soggetti ad
- AIA (titolo III bis, parte seconda D.Lgs. 152/2006)
- VIA
- Verifica assoggettabilità
che, per le lavorazioni svolte, possono determinare emissioni olfattive
• Attività diverse dalle precedenti in caso di problematiche che coinvolgano
porzioni significative del territorio
• Escluso quanto già regolamentato da altra normativa regionale
PARTE I - AUTORIZZAZIONE
AUTORITA’ COMPETENTE
• Valuta la caratterizzazione delle emissioni odorigene e la necessità di formulare
prescrizioni specifiche per il contenimento delle emissioni odorigene
• Verifica l’adeguatezza degli accorgimenti tecnici e gestionali (BAT) messi in atto
per evitare o ridurre le emissioni odorigene durante l’attività
• Si dovrà tener conto delle caratteristiche del territorio anche attraverso
specifiche simulazioni modellistiche (Parte V)
• Possono essere formulate specifiche prescrizioni per il contenimento delle
emissioni sia in normale attività che in condizioni diverse
• Possono essere previste attività di monitoraggio delle emissioni odorigene
anche per specifici punti al fine di individuare limiti emissivi per specifiche attività
PARTE I - GESTIONE PROBLEMATICHE OLFATTIVE
In caso di disturbo olfattivo il Sindaco del Comune nel cui
territorio si verificano i disturbi raccoglie le segnalazioni e, con
Arpa e ASL, ne verifica l‘attendibilità e la significatività.
Se le segnalazioni sono attendibili e significative attiva una
serie di azioni.
PARTE I - CASO 1: SORGENTE NOTA
MOLESTIA
OLFATTIVA
SEGNALAZIONI SINDACO
Tavolo Confronto
Arpa, ASL,
Autorità
competente,
Gestore
impiantoVERIFICA REGOLARITA’
POSIZIONE
AMMINISTATIVA
ANALISI CAUSE ED ENTITA’
DELLE MOLESTIE
INDIVIDUAZIONE
SOLUZIONI
tecniche-impiantistiche
gestionali
BAT
RICHIESTA modifiche tecniche, gestionali,
progettuali; piano adeguamento
Autorità competente
o Sindaco (a seconda che l’impianto sia
soggetto o no ad autorizzazione)
Campionamento
Modellizzazione
Naso elettronico
Questionari
PARTE I - CASO 2: SORGENTE NON IDENTIFICATA
MOLESTIA
OLFATTIVASEGNALAZIONI SINDACO
Tavolo Confronto
Arpa
ASL
QUESTIONARI
Sorgente
identificata, molestia
non tollerabile
CASO 1
Sorgente non
identificata
APPROFONDIMENTICampionamento
Modellizzazione
Naso elettronico
PARTE II - VALUTAZIONE PERCEZIONE DISTURBO
OLFATTIVO
• Monitoraggio sistematico viene avviato solo in caso di disturbi olfattivi ricorrenti e
significativi che interessano la popolazione
• Individuazione stazione meteo di riferimento o installazione di stazione mobile
• I Sindaci informano la popolazione del monitoraggio
• Individuazione dei segnalatori: su base volontaria o ai quali viene chiesto di
partecipare almeno 10 uniformemente distribuiti sul territorio interessato
• Consegna schede ai segnalatori (anonimi e identificati con un codice)
• Durata monitoraggio: 3 mesi
SCHEDA DI RILEVAZIONE
Data evento percezione
Ora inizio e fine evento
Intensità odore (percepibile +, forte ++, molto forte +++)
Descrizione qualitativa odore
Le segnalazioni devono essere riferite ad un luogo unico precedentemente definito
PARTE II - VERIFICA E VALIDAZIONE SEGNALAZIONI
Il soggetto che elabora i dati dei questionari procede a:
• Scartare le segnalazioni incongruenti, infondate, viziate da pregiudizi:
- Frequenti e ininterrotte, incoerenti con quanto segnalato dagli altri
segnalatori vicini
- che evidenziano una predisposizione non obiettiva rispetto al compito
assegnato
Scartati i dati non validi, se gli episodi superano per durata il 5% di ore monitorate si prosegue
con l’indagine, altrimenti si considera la molestia come tollerabile
VERIFICA
VALIDAZIONE
• Individuazione della sorgente
• Verifica che l’evento segnalato sia attribuibile alla sorgente individuata
• Segnalazione confermata da più segnalatori e compatibile con i dati meteo
• Confronto segnalazione con prossimità impianto
Se le ore di percezione di odore, derivanti dalla somma degli episodi validati, superano il 2%
del periodo di monitoraggio Analisi delle cause delle molestie olfattive
PARTE III - CAMPIONAMENTO OLFATTOMETRICO
• Definire la modalità di effettuazione dei campionamenti olfattometrici in campo
• Fondamentale l’approfondita conoscenza e l’analisi del ciclo produttivo e di tutte
le attività dell’impianto al fine di individuarne le principali sorgenti olfattive
DOCUMENTI DI RIFERIMENTO
• UNI EN 13725:2004, Qualità dell’aria – Determinazione della concentrazione di
odore mediante olfattometria dinamica (in particolare Cap. 7)
• UNI EN ISO 16911-1:2013, Emissioni da sorgente fissa – Determinazione
manuale ed automatica della velocità e della portata di flussi in condotti – Parte
1: Metodo di riferimento manuale
• UNI EN 15259:2008, Qualità dell’aria – Misurazione di emissioni da sorgente
fissa – Requisiti delle sezioni e dei site di misurazione e del’obiettivo, del piano e
del rapporto di misurazione
PARTE IV - CARATTERIZZAZIONE CHIMICA
La tecnica analitica per elezione per la caratterizzazione chimica delle emissioni
odorigene è l’analisi in gascromatografia abbinata alla spettrometria di massa
(GC/MS), preceduta da una fase di preconcentrazione del campione gassoso e
desorbimento termico
Il campione può essere quello dell’olfattometria dinamica (campionato in sacchetti
di Nalophan o simili), purché analizzato entro 30 ore dal campionamento
Il riferimento per analisi GC/MS è il Metodo TO-15 dell’EPA:
• campionamento in canister di acciaio
• adsorbimento su fase solida
• eliminazione dell’umidità
• aggiunta di standard interno
• analisi in GC/MS (in scansione o in SIM)
In alternativa, per la determinazione quantitativa in GC/MS delle immissioni, viene
spesso usata la microestrazione in fase solida su fibra (SPME). Non idonea per le
emissioni (saturazione fibra)
Definire gli elementi che caratterizzano uno studio di impatto
olfattivo
OBIETTIVO
CAMPO DI APPLICAZIONE
• Inquinante considerato ODORE espresso in concentrazione
di odore [ouE/m³] (UNI EN 13725:2004) di un’unica pseudo-
specie che si disperde in atmosfera in forma gassosa
• Scenario di dispersione in campo aperto
PARTE V – SIMULAZIONI MODELLISTICHE
PARTE V - RIFERIMENTI NORMATIVI E TECNICI
• 13725:2004: Qualità dell’aria:
Determinazione della
concentrazione di odore mediante
olfattometria dinamica
• 10796:2000: Valutazione della
dispersione in atmosfera di
effluenti aeriformi. Guida ai criteri
di selezione dei modelli matematici
• 10964:2001: Studi di impatto
ambientale. Guida alla selezione
dei modelli matematici per la
previsione di impatto sulla qualità
dell’aria
NORME UNI WMO
• Guide to Meteorological
Instruments and Methods of
Observation
LINEE GUIDA
• D.G.R. 15 febbraio 2012 – n.
IX/3018 Regione Lombardia –
Determinazioni generali in
merito alla caratterizzazione
delle emissioni gassose in
atmosfera derivanti da attività
a forte impatto odorigeno
PARTE V - CRITERI DI VALUTAZIONE
SOGLIE DI PERCEZIONE
• 1 OUE/m³ = il 50% della popolazione percepisce l’odore
• 3 OUE/m³ = l’80% della popolazione percepisce l’odore
• 5 OUE/m³ = il 90÷95% della popolazione percepisce l’odore
I risultati degli studi di impatto devono essere rappresentati in
mappe che evidenzino i valori a 1, 3 e 5 OUE/m³ del 98°percentile su base annuale delle concentrazioni di picco di
odore
ASSENZA DI LIMITI DI LEGGE
PARTE V - SORGENTI EMISSIVE: QUALI SIMULARE
• Tutte le emissioni convogliate, diffuse, fuggitive con portata
di odore OER > 500 ouE/s
• Escluse quelle con portata qualsiasi e concentrazione
massima < 80 ouE/m³ (possibili deroghe in caso di numero
significativo di sorgenti sotto soglia)
Necessario comunque elencare e descrivere tutte le sorgenti
presenti nell’impianto, indicando l’eventuale motivo che ne
giustifica l’esclusione dalla simulazione modellistica
• portata volumetrica (Nm³/h e in m/s a 20°C)
• concentrazione (ouE/m³) e portata odore* (OER, ouE/s) con eventuale
modulazione temporale
• coordinate geografiche, quota suolo alla base della sorgente e altezza del
punto di emissione (per il biofiltro è il colmo della struttura di contenimento del
letto biofiltrante)
• area sezione sbocco, velocità e temperatura effluente
PARTE V – SORGENTI: CARATTERISTICHE
• portata volumetrica* (m³/h e in m/s a 20°C)
• concentrazione (ouE/m³) e portata odore* (OER, ouE/s) con
eventuale modulazione temporale
• coordinate geografiche, quota suolo alla base della sorgente e
altezza del punto di emissione
• area sezione camino, velocità e temperatura effluente
• eventuali correzioni applicati negli algoritmi di innalzamento del
pennacchio
* UNI EN 13715:2004
CONVOGLIATE PUNTIFORMI
CONVOGLIATE AREALI
• volume interno locale
• dimensioni del manufatto da cui l’odorigeno diffonde all’esterno
• portata odore (OER, ouE/s) con eventuale modulazione temporale
• coordinate geografiche, quota suolo alla base della sorgente e altezza del
punto di emissione
• velocità e temperatura effluente
• flusso specifico di odore (SOER) in ouE/m²s
• area superficie emissiva (es. per cumulo è superiore all’area in
planimetria)
• portata odore (ouE/s, calcolata dalla SOER e dall’area superficie
emissiva)
• coordinate geografiche, quota suolo alla base della sorgente e altezza
del punto di emissione (per la vasca è il colmo della struttura di
contenimento, per un cumulo è convenzionalmente pari a ½ altezza del
colmo del cumulo)
• velocità e temperatura effluente
DIFFUSE AREALI (PASSIVE)
DIFFUSE VOLUMETRICHE
PARTE V – SORGENTI: CARATTERISTICHE
IMPIANTO ESISTENTE
Campionamenti olfattometrici sull’impianto tenendo conto di:
• massimo carico
• modulazioni temporali
• particolari operazioni periodiche che possano influire sulle
concentrazioni
NUOVO IMPIANTO O MODIFICA DI ESISTENTE
Ipotesi cautelative basate su:
• valori superiori o pari a campionamenti sullo stesso impianto o simili
• modulazione costante (fatte salve modulazioni regolari nel tempo)
Devono essere riportati nello studio di impatto tutti gli elementi che
permettano di valutare le scelte effettuate per l’attribuzione del valore di
concentrazione alle diverse sorgenti
PARTE V – CARATTERIZZAZIONE EMISSIONI
APPROCCIO CONSERVATIVO
vS è calcolabile a partire dalla velocità misurata all’altezza del palo anemometrico
vH ricorrendo alle equazioni di potenza che ipotizzano un profilo
di velocità del vento in funzione della classe di stabilità atmosferica → si ottiene
una portata di odore che varia nel corso della simulazione
In alternativa è possibile definire una portata costante calcolata però in condizioni
conservative, assumendo come vS il 95° percentile delle velocità di vento orarie
PARTE V - SORGENTI DIFFUSE AREALI
Nel caso delle sorgenti diffuse areali (non convogliate) la portata di odore
OER e il flusso specifico di odore SOER dipendono dalla velocità dell’aria
che lambisce la superficie mentre il campionamento (con wind tunnel o
simili) prevede un flusso d’aria in condizioni controllate ad una velocità di
riferimento vR.
E’ quindi necessario calcolare la portata reale tenendo conto della velocità
vS vicino alla superficie emissiva (ad una quota pari a ½ altezza della
camera di ventilazione):
PARTE V - MODULAZIONE TEMPORALE SORGENTI
Le assunzioni che determinano le modulazioni delle emissioni devono
essere basate su criteri cautelativi ma, al contempo, in modo che la
simulazione riproduca il fenomeno nel modo più corretto in funzione degli
obiettivi da raggiungere →
Le variazioni della portata di odore nel tempo possono essere:
• regolari e conseguenza di scelte deliberate (es. ferie estive, fermo
impianto notturno/festivo)
• conseguenti a scelte deliberate (es. variazioni di processo o dei
reagenti usati)
• accidentali o non controllabili → adottare ipotesi cautelative
• dipendenti dalle condizioni atmosferiche
In generale può essere
sufficiente una sola stazione
meteorologica al suolo
PARTE V - DATI METEO: STAZIONI DI MISURA
QUANTE?
• ≤ 10 km dalla sorgente,
per terreno pianeggiante
• in orografia complessa
deve essere situata in
prossimità della sorgente
o in posizione
rappresentativa
dell’anemologia locale
DOVE?
POSIZIONAMENTI
NON IDONEI…
CARATTERISTICHE GENERALI DEL SITO: • no ostacoli di qualunque tipo (muri, alberi, cespugli) sui quattro lati dello
strumento
• terreno pianeggiante e dotato di suolo erboso
• rappresentativo del sito in esame
Il World Meteorological Organization (WMO) fornisce indicazioni specifiche per un
corretto posizionamento degli strumenti di misura, in funzione del tipo di sensore.
PER ANEMOMETRI: Tacoanemometro e gonioanemometro vanno
posizionati:
• su un palo avente 10 m di altezza
• in campo libero → la distanza fra anemometro
e ogni ostacolo nelle vicinanze deve essere
pari almeno a 10 volte l'altezza dell'ostacolo
Gli strumenti devono essere regolarmente MANUTENUTI E TARATI!
COME?
PARTE V - DATI METEO: STAZIONI DI MISURA
DEROGHE
Deroghe ai requisiti di posizionamento:
• a fronte di adeguata giustificazione tecnica, ammesse per tutti i parametri
meteo ad eccezione di direzione e velocità vento
In assenza di dati presso un unico punto di misura è ammessa l'integrazione di
dati appartenenti a più punti di misura purché:
• sia adeguato il loro posizionamento
• venga preventivamente verificata la compatibilità dei dataset
• i punti di misura siano rappresentativi
• i dati delle diverse stazioni si riferiscano allo stesso periodo temporale
• dati estratti dal simulazioni modellistiche a scala maggiore → verificare
comunque la rappresentatività spaziale del dato
• specifica ricostruzione del campo di vento con modelli mass-consistent
PARTE V - DATI METEO: STAZIONI DI MISURA
ALTERNATIVE
• La frequenza di acquisizione dei dati meteo deve essere oraria o
maggiore → nel secondo caso il dato va aggregato su base oraria per
la simulazione modellistica, specificando la modalità di aggregazione
• Le simulazioni devono coprire il periodo di un anno o suoi multipli
• La percentuale di dati invalidi, per ogni parametro, deve essere < 20%
sul totale dei dati e < al 40% su base mensile
• Ammessa la ricostruzione di dati non validi, ma deve essere esplicitata
la modalità
• A completamento di requisiti non completamente soddisfatti (es.
posizionamento adeguato) o dati mancanti (es. su specifico
parametro) è auspicabile la realizzazione di campagne di misura
integrative
• Il pre-processore utilizzato per il calcolo delle grandezze
micrometeorologiche e di turbolenza va documentato; sconsigliato
l’uso delle classi di stabilità Pasquill-Gifford-Turner
PARTE V - DATI METEO: ALTRI REQUISITI
PARTE V - RICETTORI: CRITERI INDIVIDUAZIONE
• Deve essere inclusa l’abitazione o il locale ad uso collettivo (scuola,
ospedale, etc.) più prossimo all’impianto
• Almeno un recettore per ognuno dei centri abitati ubicati entro 3 km
dall’impianto
• In prossimità di aree dove il Piano di governo del territorio o analoghe
disposizioni prevedono la realizzazione di future edificazioni e, quindi,
di potenziali ricettori deve essere ipotizzato un ricettore virtuale in
corrispondenza del punto di queste edificazioni più vicino all’impianto
→ i punti virtuali, se la loro posizione è potenzialmente critica, vanno
trattati come i recettori già esistenti
PARTE V - L’AREA DI STUDIO: CRITERI
• Includere tutti i possibili ricettori sensibili
• Includere i centri abitati presso i quali il 98° percentile delle
concentrazioni orarie di picco sia ≥ 1 ouE/m³
• Includere completamente l’isolinea corrispondente al 98° percentile
delle concentrazioni orarie di picco pari a 1 ouE/m³
• La distanza fra il ricettore sensibile e il punto più vicino del confine
dell’impianto deve essere ≥ al passo griglia
• In caso di orografia complessa i suoi effetti devono essere considerati
nelle simulazioni
DOMINIO DI CALCOLO
• non stazionari
• 3D (lagrangiani o a puff)
IDONEI I MODELLI
DOCUMENTAZIONE DI RIFERIMENTO• UNI 10796:2000
• U.S. EPA, Guideline on Air Quality Models,
Appendix W to Part 51 (gen 2017)
• Linee guida CTN_ACE (Centro Tematico
Nazionale – Atmosfera Clima Emissioni in aria)
http://www.smr.arpa.emr.it/ctn/
Modelli stazionari gaussiani a
pennacchio → generalmente non idonei
PARTE V - IL MODELLO DISPERSIVO: QUALE?
PARTE V - ESPRESSIONE DEI RISULTATI:
LE CONCENTRAZIONI DI PICCO DI ODORE
La concentrazione di picco di odore stima la concentrazione di odore
momentanea (picco) nell’intervallo di tempo corrispondente ad un singolo
respiro umano.
Viene calcolata a partire dalle concentrazioni orarie risultanti dalla
modellizzazione applicando, ad ogni ora e ogni punto griglia del dominio di
simulazione, un fattore (peak-to-mean ratio) pari a 2.3.
I risultati della simulazione vanno espressi come 98° percentile delle
concentrazioni di picco di odore (ossia il valore che non deve essere
superato per più di 175 ore/anno)
PARTE V - LE CALME DI VENTO
Le calme di vento corrispondono a condizioni critiche:
• ai fini della dispersione
• per i modelli stazionari gaussiani a pennacchio
Alcuni modelli prevedono un valore di soglia al di sotto del quale viene
attivato un algoritmo diverso per la trattazione dei dati di vento con
velocità < al valore soglia per le calme:
• Preferibilmente da applicare su un numero di ore < 10%
• Applicabile se il valore di velocità vento con frequenza massima è
maggiore del valore soglia per le calme
No eliminazione dei dati corrispondenti alle calme di vento
PARTE V - RELAZIONE: COSA DEVE CONTENERE
• Georeferenziazione di sorgenti, ricettori, ostacoli se simulato il building
downwash
• Dimensioni dominio di calcolo, origine (punto SW) e passo griglia
• Indicazione del database di uso del suolo utilizzato e risoluzione
originaria
• Elaborazione dei dati meteo (rose del vento, tabella o grafico della
distribuzione statistica delle velocità del vento, elaborazione grafica
altre grandezze meteo)
• Metodo adottato per la trattazione delle calme di vento, la velocità di
soglia per le calme, la % di ore con velocità inferiore alla soglia delle
calme
• I dati meteo grezzi e l’input impiegato nelle simulazioni meteodipsersive
devono essere resi disponibili per eventuale richiesta dell’Autorità
competente
• Tabella con il 98° percentile delle concentrazioni di picco orarie per i
ricettori e i massimi delle concentrazioni orarie di picco
• Mappe di impatto del 98° percentile delle concentrazioni di picco orarie
con indicati:
- perimetro dominio calcolo e corografia territorio
- sorgenti emissive
- ricettori
- confine impianto
- curve di isoconcentrazione di odore corrispondenti ai criteri di
valutazione
- curva di isoconcentrazione di odore a 1 ouE/m³ completamente
inclusa nel dominio
- curva di isoconcentrazione di odore, non completamente
racchiusa nel confine dello stabilimento, cui corrisponda
il valore massimo di concentrazione di odore
PARTE V - RELAZIONE: COSA DEVE CONTENERE
RISULTATI