VALUTAZIONE DELLA DISPERSIONE DI INQUINANTI IN ATMOSFERA - provincia di verona
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Provincia di Verona Comune di Oppeano F.D.F S.r.l. Sito produttivo: Via Antonio Salieri 32, 37050, Oppeano (VR) VALUTAZIONE DELLA DISPERSIONE DI INQUINANTI IN ATMOSFERA Il Committente Il tecnico F.D.F. S.R.L. DOTT. ING. FRANCESCO MAZZONI FILE FIRMATO DIGITALMENTE 1
SOMMARIO Qualità dell’Aria ..............................................................................................................................................................................3 Normativa di riferimento .......................................................................................................................................................................3 Qualità dell’aria polo siderurgico ...................................................................................................................................................... 5 Stima della dispersione degli inquinanti ........................................................................................................................... 8 Breve descrizione del modello CALPUFF ....................................................................................................................................... 9 Dati di input alle elaborazioni ............................................................................................................................................................. 9 Confronto con SQA .................................................................................................................................................................. 13 2
Qualità dell’Aria Normativa di riferimento La norma quadro in materia di controllo dell’inquinamento atmosferico è rappresentata dal Decreto Legislativo n. 351/99 che introduce le definizioni di valore limite, valore obiettivo, soglia di allarme, individua le Regioni quali autorità competenti per effettuare la valutazione della qualità dell’aria. Il Decreto stabilisce che per le aree nelle quali sono superati i valori limite siano redatti, a cura delle Regioni, piani finalizzati al risanamento della qualità dell’aria. Il Decreto individua l’elenco degli inquinanti per i quali è obbligatorio il monitoraggio (NO2, NOx, SO2, CO, O3, PM10, Benzene, Benzo(a)pirene, Piombo, Arsenico, Cadmio, Nichel, Mercurio) e stabilisce le modalità della trasmissione e i contenuti delle informazioni sullo stato della qualità dell’aria da inviare al Ministero dell’Ambiente. I decreti attuativi del Decreto Legislativo n. 351/99 sono: il DM 60/02, il Decreto Legislativo 183/2004 e il DM 261/2002. Il DM 60/02 contiene i valori limite e le soglie di allarme per gli inquinanti: NO2, NOx, SO2, CO, PM10, Benzene, Piombo, le informazioni di dettaglio da inviare al Ministero dell’Ambiente in riferimento agli inquinanti citati e le soglie di valutazione superiore e inferiore per ciascuno da utilizzare al fine dell’individuazione delle aree nelle quali il monitoraggio della qualità dell’aria è obbligatorio. Il D.Lgs. 183/2004, parallelamente al DM 60/02, individua i valori bersaglio e gli obiettivi a lungo termine da rispettare per la protezione della popolazione e della vegetazione dall’ozono e inoltre stabilisce il contenuto delle informazioni da inviare al Ministero dell’Ambiente in riferimento a questo inquinante. Il DM 261/2002 contiene le direttiva tecniche per effettuare la valutazione preliminare della qualità dell'aria e i criteri per l'elaborazione dei Piani di Risanamento della qualità dell’aria. E’ in fase di recepimento da parte del Governo Italiano la Direttiva 2004/107/CE che stabilisce i valori obiettivo da rispettare per l’Arsenico, il Cadmio, il Nichel, il Mercurio e il Benzo(a)pirene; per quest’ultimo inquinante, fino al recepimento della Direttiva citata (previsto per il mese di febbraio 2007) rimangono in vigore le disposizioni previste dal DM 25/11/94. Con il Decreto Legislativo 155/2010 si da attuazione alla direttiva 2008/50/CE relativa alla qualità dell'aria ambiente e per un'aria più pulita in Europa. Tale Decreto legislativo, in vigore dal 30 3
settembre 2010, costituisce una sorta di testo unico sulla qualità dell’aria, abrogando la normativa previgente (D.Lgs.351/99, DM 60/2002, D.Lgs.183/2004, D.Lgs.152/2007, DM 261/2002). Tabella 1 – V.L. qualità dell’aria (D. LGS. 155/2010). Periodo di Valore Limite Margine di Data di raggiungimento del valore mediazione tolleranza limite Biossido di zolfo 1 ora 350 µg/m3 da non superare più di 24 In vigore dal 1 Gennaio 2005 volte per anno civile 1 giorno 125 µg/m3 da non superare più di 3 In vigore dal 1 Gennaio 2005 volte per anno civile Soglia di allarme 500 µg/m3 media 3 h consecutive Livello critico 20 µg/m3 (limite per la protezione Anno Civile vegetazione) Livello critico invernale 20 µg/m3 (limite per la protezione (1/10 – 31/03) vegetazione) Biossido di Azoto 1 ora 200 µg/m3 da non superare più di 18 1 gennaio 2010 volte per anno civile Anno Civile 40 µg/m3 1 gennaio 2010 Soglia di allarme 400 µg/m3 media 3 h consecutive Ossidi di Azoto Anno Civile 30 µg/m3 (limite per la protezione della vegetazione) Benzene Anno Civile 5.0 µg/m3 1 gennaio 2010 Monossido di Carbonio Media massima 10 mg/m3 In vigore dal 1 Gennaio 2005 giornaliera calcolata su 8 ore Piombo Anno Civile 0.5 µg/m3 In vigore dal 1 Gennaio 2005 PM10 4
Periodo di Valore Limite Margine di Data di raggiungimento del valore mediazione tolleranza limite 1 giorno 50 µg/m3 (da non superare più di 35 In vigore dal 1 Gennaio 2005 volte per anno civile) Anno Civile 40 µg/m3 In vigore dal 1 Gennaio 2005 Ozono 1 ora (soglia di 180 µg/m3 informazione) 1 ora (soglia di allarme). 240 µg/m3 Per l’applicazione dell’art. 10 comma 1 deve essere misurato o previsto un superamento per 3 ore consecutive Qualità dell’aria polo siderurgico Al fine di valutare l’effetto cumulo con le altre attività del polo industriale di Vallese di Oppeano, si è provveduto a confrontare i valori ottenuti con i rilievi di una campagna mobile di ARPAV negli anni 2016/2017: Dipartimento ARPA di Verona - Campagna di Monitoraggio della Qualità dell'Aria - Comune di Oppeano - Località Vallese, Via Salieri - Periodo di attuazione: 18/05/2016 – 08/07/2016 (periodo estivo); 14/11/2016 – 05/12/2016 (periodo invernale, prima parte); 28/02/2016 – 20/03/2017 (periodo invernale, seconda parte). Le campagne di monitoraggio della qualità dell’aria con stazione rilocabile sono state svolte dal 18/05/2016 al 08/07/2016 nel semestre estivo, dal 14/11/2016 al 05/12/2016 e dal 28/02/2017 al 20/03/2017 nel semestre invernale. L’area sottoposta a monitoraggio si trova in comune di Oppeano ed è di tipologia “industriale”. Il comune di Oppeano ricade nella zona “Pianura e Capoluogo bassa pianura”, ai sensi della zonizzazione regionale approvata con DGR n. 2130/2012. Come descritto nel documento ARPAV richiamato, il mezzo mobile per il monitoraggio della qualità dell’aria è stato posizionato nel comune di Oppeano, in località Vallese, in via Salieri, vicino alla acciaieria NLMK. Il punto di misura si trova al lato sud dello stabilimento siderurgico della ditta NLMK; 60 m a est di esso passa via Salieri e 150 m a est la SS434 Transpolesana. A sud-ovest del punto di monitoraggio si trova la zona industriale di Vallese, mentre a sud-est c’è la zona residenziale del paese. 5
La figura 1 mostra la posizione della stazione rilocabile (Fonte: Dipartimento ARPA di Verona - Campagna di Monitoraggio della Qualità dell'Aria - Comune di Oppeano - Località Vallese, Via Salieri - Periodo di attuazione: 18/05/2016 – 08/07/2016 (periodo estivo); 14/11/2016 – 05/12/2016 (periodo invernale, prima parte); 28/02/2016 – 20/03/2017 (periodo invernale, seconda parte)). Figura 1 – Ubicazione del punto sottoposto a monitoraggio Gli inquinanti monitorati nel corso delle campagne di misura sono stai il monossido di carbonio (CO), anidride solforosa (SO2), biossido di azoto (NO2), ossidi di azoto (NOx), ozono (O3), polveri inalabili (PM10), Benzene, idrocarburi policiclici aromatici (IPA) con riferimento al benzo(a)pirene, i metalli presenti nella frazione PM10, quali Piombo (Pb), Cadmio (Cd), Arsenico (As), Nichel (Ni). Nel seguito si riportano i risultati delle campagne di misura relativamente al parametro Polveri per l’anno 2016/17, essendo le polveri il solo inquinante emesso in atmosfera dai camini oggetto della modifica. 6
Sempre all’interno del rapporto della campagna di monitoraggio sopra citata, si afferma “Nella seguente tabella, sono riportate le statistiche relative alle concentrazioni di PM10, misurate con metodo gravimetrico ad Oppeano durante le campagne di misura. Nei 70 giorni di misurazione, sono stati registrati 13 superamenti del limite giornaliero di 50 µg/m3 (che non deve essere superato più di 35 volte all’anno), corrispondenti al 19% del periodo monitorato. Tali superamenti sono avvenuti durante la campagna invernale, tra il 16 e il 19 novembre 2016, tra l’1 e il 4 dicembre 2016, il 9 marzo 2017 e tra il 14 e il 19 marzo 2017” Allo scopo di valutare il rispetto dei valori limite di legge previsti dal D.Lgs. 155/10 per il parametro PM10 (ovvero il rispetto del Valore Limite sulle 24 ore di 50 µg/m3 e del Valore Limite annuale di 40 µg/m3) nei siti presso i quali si realizza una campagna di monitoraggio della qualità dell’aria di lunghezza limitata (misurazioni indicative), è stata utilizzata una metodologia di calcolo elaborata dall’Osservatorio Regionale Aria di ARPAV. Tale metodologia prevede di confrontare il “sito sporadico” (campagna di monitoraggio) con una stazione fissa, considerata rappresentativa per vicinanza o per stessa tipologia di emissioni e di condizioni meteorologiche. Sulla base di considerazioni statistiche è possibile così stimare, per il sito sporadico, il valore medio annuale e il 90° percentile delle concentrazioni di PM10; quest’ultimo parametro statistico è rilevante in quanto corrisponde, in una distribuzione di 365 valori, al 36° valore massimo. Poiché per il PM10 sono consentiti 35 superamenti del valore limite giornaliero di 50 µg/m3, in una serie annuale di 365 valori giornalieri, il rispetto del valore limite è garantito se il 36° valore in ordine di grandezza è minore di 50 µg/m3. In base ai risultati dell’analisi dei dati, il sito di Oppeano è stato confrontato con la stazione fissa di riferimento di Legnago. La metodologia di calcolo stima, per il sito sporadico di Oppeano, il valore medio annuale di 35 µg/m3 (inferiore al valore limite annuale di 40 µg/m3) e il 90° percentile di 66 µg/m3 (che supera il valore limite giornaliero di 50 µg/m3). Utilizzando come riferimento la stazione fissa di San Bonifacio si ottengono indicazioni simili: la stima del valore medio annuale è anche in questo caso 35 µg/m3 (inferiore al valore limite annuale di 40 µg/m3) e quella 7
del 90° percentile di 72 µg/m3 (superiore al valore limite giornaliero di 50 µg/m3)” Riassumendo, la stima del valore medio annuale è: 35 µg/m3 (riferimento stazione fissa di Legnago) 35 µg/m3 (riferimento stazione fissa di San Bonifacio) mentre la stima del 90° percentile è: 66 µg/m3 (riferimento stazione fissa di Legnago) 72 µg/m3 (riferimento stazione fissa di San Bonifacio) Stima della dispersione degli inquinanti Per la valutazione del contributo del progetto relativamente alle emissioni in atmosfera è stato effettuato uno studio per la valutazione della dispersione degli inquinanti emessi dal processo produttivo al fine di valutare l’impatto dell’impianto sulla qualità dell’aria. La modifica prevede il potenziamento della capacità di aspirazione nei reparti di lavorazione meccanica delle barre di acciaio, procedendo al miglioramento delle condizioni di captazione delle emissioni afferenti ai camini E2, E3, E4, E8, E9, ed introducendo un nuovo camino (E12) su una linea di rettifica oggi priva di aspirazione, come evidenziato nello studio preliminare ambientale. La necessità di miglioramento è dovuta ad un verbale di sopralluogo ULSS che ha determinato l’obbligo per la ditta di potenziare l’aspirazione localizzata. Il progetto prevede la sola modifica di alcuni camini emittenti polveri, per questo motivo la modellizzazione è stata effettuata considerando i camini nuovi/modificati. Per lo svolgimento dello studio è stato impiegato il codice di calcolo CALPUFF, sviluppato dalla Earth Tech Inc. per conto del California Air Resources Board (CARB) e del U.S. Environmental Protection Agency (US EPA). I codici appartengono alla tipologia di modelli descritti al paragrafo 3.1.2 della linea guida RTI CTN_ACE 4/2001 “Linee guida per la selezione e l’applicazione dei modelli di dispersione atmosferica per la valutazione della qualità dell’aria”, Agenzia Nazionale per la Protezione dell’Ambiente, Centro Tematico Nazionale – Aria Clima Emissioni, 2001. 8
Breve descrizione del modello CALPUFF Il sistema modellistico CALPUFF si compone di tre componenti separate: CALMET, CALPUFF e CALPOST, oltre ad una quantità di pre-processori progettati per interfacciare il modello con data set meteorologici e territoriali di tipo standard e di largo utilizzo. CALMET rappresenta il modello meteorologico che ricostruisce la serie oraria del campo tridimensionale di vento e di temperatura. L’output prodotto da CALMET, inoltre, include anche campi bidimensionali (superficiali) di parametri quali, ad esempio, altezza di mescolamento, caratteristiche superficiali e parametri dispersivi. Per il calcolo dei parametri micrometeorologici CALMET utilizza due differenti modelli, a seconda della tipologia di superficie planetaria coinvolta (terreno o acqua). Al di sopra della terraferma, viene applicato il bilancio energetico di Holtslag e Van Ulden (1983) per il calcolo dei valori bidimensionali orari di flusso di calore sensibile, velocità di attrito, lunghezza di Monin-Obukhov e velocità convettiva di scala. Le altezze di mescolamento sono determinate a partire dai valori calcolati di flusso superficiale di calore e dai valori osservati dei profili verticali di temperatura. CALPUFF è il modello di trasporto e dispersione, necessario per il calcolo delle traiettorie, della dispersione e delle trasformazioni di “puff” di materiale emesso dalle sorgenti simulate. Utilizza i campi generati da CALMET, anche se è in grado di utilizzare dati meteorologici di tipo più semplice (ad es. dati puntuali monostazione) in analogia con altri modelli di diffusione. Le variazioni spaziali e temporali nei campi meteorologici selezionati sono esplicitamente prese in considerazione all’interno del periodo di simulazione. CALPUFF comprende algoritmi per l’inclusione sia di effetti aerodinamici vicino alla sorgente quali l’effetto scia dell’edificio, innalzamento del pennacchio progressivo, penetrazione parziale del pennacchio al di sopra dell’altezza di mescolamento, sia di effetti a più larga scala quali la rimozione di inquinante (deposizione secca o umida), trasformazioni chimiche, interazione mare-terraferma, etc. Il principale output di CALPUFF contiene le concentrazioni o le deposizioni orarie valutate ad ogni recettore impostato. CALPOST è utilizzato per l’elaborazione dei dati prodotti da CALPUFF. Dati di input alle elaborazioni Il file meteorologico CALMET.DAT è stato fornito dal Centro Meteo di Teolo. E’ stato utilizzato lo 9
stesso file meteo CALMET.DAT elaborato dal Centro Meteo di Teolo utilizzato per la modifica presentata nel 2016 (inserimento di una nuova linea Nichel-Cromo), in quanto ricostruito tridimensionalmente su un grigliato con passo di griglia di 1 km. Si riporta parte del file calmet.lst, fornito da ARPAV insieme al file calmet.dat CALMET Version: 5.8 Level: 070623 ******************************************************************* Clock time: 10:46:58 Date: 07-14-2016 Internal Coordinate Transformations by --- COORDLIB Version: 1.98 Level: 060911 Run Title: CALMET 2014 50 x 42 4 km meteorological grid Met. stations used: 39 surface, 3 upper air, 0 precip., 5 overwater Horizontal grid definition: Rectangular grid defined for projection PMAP, with X the Easting and Y the Northing coordinate No. X grid cells (NX) No default ! NX = 10 ! No. Y grid cells (NY) No default ! NY = 10 ! Grid spacing (DGRIDKM) No default ! DGRIDKM = 1. ! Units: km Reference grid coordinate of SOUTHWEST corner of grid cell (1,1) X coordinate (XORIGKM) No default ! XORIGKM = 655.000 ! Y coordinate (YORIGKM) No default ! YORIGKM = 5017.750 ! Units: km Vertical grid definition: No. of vertical layers (NZ) No default ! NZ = 10 ! Cell face heights in arbitrary vertical grid (ZFACE(NZ+1)) No defaults Units: m ! ZFACE = 0.,20.,60.,120.,200.,300.,500.,750.,1000.,2000.,3000. ! !END! Per quanto riguarda I parametri computazionali di Calpuff, si riporta l’estratto del file Calpuff.lst 10
CALPUFF LIST COMPUTATIONAL Grid: The computational grid is identical to or a subset of the MET. grid. The lower left (LL) corner of the computational grid is at grid point (IBCOMP, JBCOMP) of the MET. grid. The upper right (UR) corner of the computational grid is at grid point (IECOMP, JECOMP) of the MET. grid. The grid spacing of the computational grid is the same as the MET. grid. X index of LL corner (IBCOMP) No default ! IBCOMP = 1 ! (1
pari a 10 per la determinazione del Sampling grid per cui i recettori contenuti all’interno del Computational grid hanno passo di 100 metri e sono pari a 8100 punti recettori. La Figura 2 riporta la rosa dei venti estratta dal dominio CALMET.DAT sul punto di griglia corrispondente all’impianto FDF e la rosa dei venti registrata presso la stazione meteorologica di Roverchiara nel periodo 18 maggio – 8 luglio 2016 (Fonte: Dipartimento ARPA di Verona - Campagna di Monitoraggio della Qualità dell'Aria - Comune di Oppeano - Località Vallese, Via Salieri - Periodo di attuazione: 18/05/2016 – 08/07/2016 (periodo estivo); 14/11/2016 – 05/12/2016 (periodo invernale, prima parte); 28/02/2016 – 20/03/2017 (periodo invernale, seconda parte)) NORTH 11,6% 9,24% 6,93% 4,62% 2,31% WEST EAST WIND SPEED (m/s) >= 10,00 5,00 - 10,00 3,00 - 5,00 SOUTH 2,00 - 3,00 1,00 - 2,00 0,50 - 1,00 Calms: 12,90% Figura 2 – Rosa dei venti: direzione prevalente di provenienza La tabella 3 riassume i dati utilizzati per la stima delle emissioni nella configurazione ante intervento. Il progetto prevede la sola modifica di alcuni camini emittenti polveri, per questo motivo la modellizzazione è stata effettuata considerando i camini nuovi/modificati. 12
Tabella 2 – Input emissioni Calpuff – ante intervento Height Diam Vel Temp PM10 ID Descrizione (m) (m) (m/s) (K) (g/s) E2 Tempra 10 0,5 19 303,15 0,0013 E3 Nastratura e lucidatura 10,5 0,48 6,13 303,15 0,0082 E4 Pelatura 13,6 0,45 6,2 303,15 0,0073 E8 Taglio 10 0,48 25 373,15 0,0061 E9 Pelatura 13,6 0,3 22 303,15 0,0079 Tabella 3 – Input emissioni Calpuff – post intervento Height Diam Vel Temp PM10 ID Descrizione (m) (m) (m/s) (K) (g/s) E2 Tempra 10 0,5 15,7 303,15 0,0025 E3 Nastratura e lucidatura 10,5 0,45 13,5 303,15 0,016 E4 Pelatura 13,6 0,75 13,9 303,15 0,0456 E8 Taglio 10 0,75 10,5 373,15 0,018 E9 Pelatura 13,6 0,75 13,9 303,15 0,0459 E12 Rettifica 10 0.34 19,3 303.15 0,013 Confronto con SQA A titolo cautelativo si è deciso di considerare che la totalità delle polveri totali emesse dall'impianto sia costituita da frazione inalabile (PM10), utilizzando quindi un riferimento di legge più restrittivo per la verifica della qualità dell'aria. La Tabella 4 riporta il massimo di dominio della concentrazione stimata dal modello e il relativo confronto con i valori limite nello scenario ante-intervento, la Tabella 5 riporta il massimo di dominio della concentrazione stimata dal modello e il relativo confronto con i valori limite nello scenario post-intervento. Vengono riportati: • il 36° massimo per le medie giornaliere di PM10 (90.1° percentile della serie annuale delle medie giornaliere), in relazione al valore limite giornaliero di 50 µg/m3 di cui sono consentiti 35 superamenti in un anno; • media annua di PM10, in relazione al valore limite di 40 µg/m3 per la protezione della salute umana. Tabella 4 – Massimo di dominio (PM10) stimati dal modello (ante intervento) 13
Average Period Massima concentrazione di dominio (µg/m3) Anno 0,22 24 h (36° max giornaliero) 0,55 Valori Limite Limite di legge annuale 40 36° max giornaliero (90.1 percentile medie giornaliere) 50 Stima valore annuale Oppeano (rif. Campagna Mobile ARPAV – par. 1.2.1) 35 Stima 90° percentile Oppeano (rif. Campagna Mobile ARPAV – par. 1.2.1) 66 Tabella 5 – Massimo di dominio (PM10) stimati dal modello (post intervento) Average Period Massima concentrazione di dominio (µg/m3) Anno 0,57 24 h (36° max giornaliero) 1,42 Valori Limite Limite di legge annuale 40 36° max giornaliero (90.1 percentile medie giornaliere) 50 Stima valore annuale Oppeano (rif. Campagna Mobile ARPAV – par. 1.2.1) 35 Stima 90° percentile Oppeano (rif. Campagna Mobile ARPAV – par. 1.2.1) 66 Si precisa che i risultati della tabella 5 mostrano uno scenario limite sovrastimato rispetto alla reale situazione attesa post-intervento in quanto l’aumento della capacità di captazione a invarianza delle fonti di emissione lascia inalterati i flussi di massa oggi emessi in atmosfera come combinazione di emissioni convogliate e diffuse. Ad ulteriore tutela ambientale, tutte le emissioni passeranno attraverso specifici sistemi di abbattimento rispetto allo stato attuale in cui una parte di emissioni prodotte, sfugge alla captazione come emissione diffusa. Stante la sovrastima dei risultati di tabella 5 per i motivi sopra elencati, si evidenzia che l’incremento nei punti di massima ricaduta siano trascurabili (circa 1%) rispetto ai risultati della campagna mobile di ARPAV. In allegato si riportano le mappe di dispersione. 14
PROJECT TITLE: STIMA DISPERSIONE POLVERI ANTE MODIFICA COMMENTS: Stima dispersione PTS PM10 - media anno COMPANY NAME: MODELER: DATE: 19/03/2019 SCALE: 1:15,000 0 0.4 km PROJECT NO.: CALPUFF View - Lakes Environmental Software C:\ASO_ANTE\ASO_ANTE.cpv
PROJECT TITLE: COMMENTS: Stima dispersione Polveri (POST MODIFICA) PM10 - media anno COMPANY NAME: MODELER: DATE: 29/03/2019 SCALE: 1:15,000 0 0.4 km PROJECT NO.: CALPUFF View - Lakes Environmental Software C:\ASO\ASO.cpv
PROJECT TITLE: STIMA DISPERSIONE POLVERI ANTE-MODIFICA COMMENTS: Stima dispersione PTS PM10 - 90.1° percentile media giorno COMPANY NAME: MODELER: DATE: 19/03/2019 SCALE: 1:15,000 0 0.4 km PROJECT NO.: CALPUFF View - Lakes Environmental Software C:\ASO_ANTE\ASO_ANTE.cpv
PROJECT TITLE: COMMENTS: Stima dispersione Polveri (POST MODIFICA) PM10 - 90.1° percentile media giornaliera COMPANY NAME: MODELER: DATE: 29/03/2019 SCALE: 1:15,000 0 0.4 km PROJECT NO.: CALPUFF View - Lakes Environmental Software C:\ASO\ASO.cpv
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