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