Simulazione annuale delle emissioni gassose delle discariche di giugliano

Istituto Sistemi Agricoli e Forestali MediterraneiILFUNZIONARIODELEGATOexO.C.D.P.C.n.425/2016

BioQuArBioGas e qualità dell’ar ia nell’area vasta di Giugliano

Relazione finale Studio modellistico dell'impatto sulla qualità dell'aria

delle emissioni delle discariche di Giugliano

G. Agrillo, R. Baraldi, G. Brusasca P. Carlucci, G. Carriero, P. Ciccioli, A. Chirico, S. Di Lonardo, P. Di Tommasi, A.

Esposito, O. Facini, D. Famulari, C. Ferrara, S. Finardi, D. Gasbarra, B. Gioli, D. Guadagnuolo, V. Magliulo, A.

Manco, L. Neri, D. Piscitelli, R. Prandi, A. Riccio, G. Tinarelli, M. Tosca, P. Toscano, L. Vitale, A. Zaldei

Studio modellistico dell'impatto sulla qualità dell'aria delle emissioni delle discariche di Giugliano

ARIANET, febbraio 2017, R2017.04 I

INDICE

1 Premessa ......................................................................................................... 2

2 Introduzione ..................................................................................................... 2

3 Ricostruzione della meteorologia locale ............................................................... 5

3.1 Il sistema di previsione della qualità dell’aria del progetto AriaSaNa .................5

3.2 Verifica delle simulazioni del modello WRF .....................................................7

3.3 Adattamento dei campi meteorologici alle caratteristiche geografiche locali ..... 12

4 Emissioni di inquinanti dalle discariche localizzate nel territorio di Giugliano ........... 14

4.1 Emissioni di metano ................................................................................... 14

4.2 Emissioni di composti organici volatili .......................................................... 17

5 Simulazione annuale della dispersione atmosferica degli inquinanti emessi

dalle discariche .............................................................................................. 21

5.1 Archivio dei campi di concentrazione di metano............................................ 22

6 Analisi dell’impatto sulla qualità dell’aria delle emissioni di Metano ....................... 23

7 Analisi dell’impatto sulla qualità dell’aria delle emissioni di VOC .......................... 29

8 Conclusioni ................................................................................................... 51

9 Bibliografia .................................................................................................... 51


ARIANET, febbraio 2017, R2017.04 2

1 Premessa Il CNR-ISAFOM, coadiuvato da CNR-IBIMET e dall’Università di Napoli “Parthenope”, nell’ambito

del progetto BioQuAr (Biogas e Qualità dell’Aria; http://bioquar.isafom.cnr.it) ha svolto campagne

intensive di monitoraggio nell’area vasta di Giugliano (NA), dove sono presenti diverse discariche

di rifiuti. L’attività di monitoraggio delle discariche ha compreso la raccolta di parametri chimici e

meteorologici ed è stata realizzata sia attraverso misure al suolo sia per mezzo di strumenti

aerotrasportati. Le campagne sperimentali hanno coperto un arco temporale di più di un anno. Le

osservazioni realizzate hanno consentito di quantificare l’emissione degli inquinanti da ognuna

delle discariche monitorate. La conoscenza dei ratei emissivi e della meteorologia locale ha

guidato l’utilizzo di modelli numerici per calcolare la dispersione degli inquinanti in atmosfera ed

ottenere una stima dell’impatto sulla qualità dell’aria nella zona circostante le discariche. Mediante

l’integrazione di modelli numerici e dati sperimentali, è possibile migliorare la descrizione dei

fenomeni che determinano la qualità dell’aria intorno alle discariche e porre le basi per valutarne

l’impatto sulla salute dei residenti.

Lo studio d’impatto atmosferico in situazioni complesse, come l’area vasta di Giugliano, richiede

l’applicazione di modelli tridimensionali in grado di ricostruire la dinamica dell’evoluzione degli

inquinanti all’interno del flusso atmosferico. Nel caso in esame si devono considerare le emissioni

simultanee di diverse discariche (sorgenti al suolo di tipo areale) esposte ai fenomeni

meteorologici non-stazionari tipici delle aree costiere (brezze mare/terra-terra/mare), allo sviluppo

di turbolenza atmosferica di forte intensità durante la stagione estiva, ed infine a possibili situazioni

di stagnazione durante l’inverno. A questo scopo possono essere utilizzati i modelli di dispersione

di tipo “lagrangiano” che consentono di descrivere in dettaglio le singole emissioni, la dispersione

degli inquinanti in atmosfera e il loro impatto al suolo in ogni situazione meteorologica. In

particolare, l’utilizzo del modello lagrangiano “a particelle” SPRAY (Anfossi et al., 2010; Tinarelli et

al., 2013) consente di simulare correttamente fenomeni non stazionari e non omogenei quali le

brezze e le calme di vento.

2 Introduzione Il metano non è considerato una sostanza nociva per la salute umana o per i suoi effetti diretti sugli

ecosistemi, quindi le normative sull’inquinamento atmosferico non includono limiti specifici per le

concentrazioni di questa sostanza. Ciononostante, le emissioni di metano sono di grande interesse

perché è un gas serra tra i più potenti presenti in atmosfera. Il suo potenziale di riscaldamento

globale (global warming potential, GWP) su 100 anni è 28 (IPCC Fifth Assessment Report, 2014

(AR5)), questo significa che su un periodo di cento anni una molecola di metano ha un potenziale

effetto serra in atmosfera equivalente a ventotto molecole di anidride carbonica. Attualmente i livelli

medi globali di concentrazione di metano sono di circa 1.8 ppm e sono cresciuti di un fattore 2.5

rispetto al periodo pre-industriale. Le concentrazioni di metano sono generalmente più elevate

nell’emisfero nord poiché la gran parte delle sorgenti (antropogeniche e naturali) sono localizzate

sulla terraferma e l’emisfero nord concentra la maggior parte delle terre emerse. In questo

contesto, le discariche di rifiuti sono di grande interesse perché costituiscono una delle principali

sorgenti antropogeniche di metano in atmosfera.

Nel 2014, in Italia le emissioni di metano hanno rappresentato il 10.3% delle emissioni totali di gas

serra, pari a 43.2 Mt in CO2 equivalente, e sono state originate prevalentemente dai seguenti

settori: agricolo con il 42.7%; rifiuti con il 37.2%; ed energia con il 20.0% del totale. Nel settore

rifiuti le discariche costituiscono il contributo principale alle emissioni di CH4 con il 73.1% (ISPRA,

2016).

La valutazione dell’impatto degli inquinanti gassosi emessi dalle discariche localizzate nel territorio

del comune di Giugliano è stata realizzata con una simulazione modellistica di durata annuale. Le

mappe ottenute rappresentano gli effetti della dispersione sui gas emessi in atmosfera e ne

individuano l’impatto sul territorio sia in termini di concentrazioni medie che di picchi orari. Nello



specifico caso in esame, considerata la potenziale pericolosità di alcuni composti organici emessi

in atmosfera, la simulazione è stata impostata per garantire un’alta risoluzione spaziale in

prossimità delle discariche ed analizzare contemporaneamente i valori di concentrazione su di

un’area che includesse i centri abitati più vicini e potenzialmente esposti agli inquinanti.

La simulazione modellistica è stata realizzata utilizzando il modello Lagrangiano a particelle

SPRAY (Anfossi et al., 2010; Tinarelli et al., 2013), sviluppato per descrivere i fenomeni dispersivi

caratterizzati da una rilevante variabilità spazio-temporale e calcolare i campi di concentrazione

degli inquinanti atmosferici ad elevata risoluzione spaziale. Il dominio di calcolo considerato copre

un’area di circa 12x12 km2 (Figura 1), sulla quale i campi di concentrazione sono stati calcolati con

una risoluzione orizzontale di 100 metri (Figura 2). Data la natura degli inquinanti emessi dalle

discariche ed i limitati tempi di trasporto sull’aerea presa in considerazione, gli inquinanti sono stati

considerati chimicamente non reattivi. Questa scelta offre le seguenti possibilità: determinare in

maniera immediata l’impatto delle singole discariche; stimare l’impatto negli anni futuri ipotizzando

scenari di coltivazione delle discariche; calcolare in un secondo momento le concentrazioni di altri

inquinanti, utilizzando il metano come tracciante.

Figura 1. Dominio di calcolo per la simulazione annuale dell’impatto sulla qualità dell’aria delle emissioni delle discariche di rifiuti localizzate sul territorio di Giugliano. Le discariche prese in

considerazione sono evidenziate dalle aree di colore localizzate nella parte centrale del dominio di calcolo.



Figura 2. Dettaglio del dominio di calcolo circostante alle discariche, che sono state considerate come sorgenti inquinanti areali. Il grigliato sovrapposto all’immagine evidenzia la

risoluzione spaziale del calcolo effettuato (passo griglia di 100 metri).

I campi meteorologici necessari a descrivere le condizioni di trasporto e dispersione degli

inquinanti sono stati ricostruiti a partire da campi meteorologici tridimensionali prodotti dal sistema

di previsione del progetto AriaSaNa (http://ariasana.isafom.cnr.it), che include il modello

meteorologico prognostico WRF (http://wrf-model.org).

La rappresentatività dei risultati delle simulazioni meteorologiche è stata preliminarmente verificata

attraverso il confronto con i dati meteorologici rilevati in loco durante le campagne di misura del

progetto BioQuAr. I campi meteorologici previsti dal sistema AriaSaNa, alla risoluzione di 1 km su

tutta la provincia di Napoli, sono stati quindi rielaborati con il modello meteorologico diagnostico

SWIFT (Capitolo 3). In questo modo è stato possibile produrre un miglior adattamento alle

caratteristiche orografiche e di copertura del terreno dell’area in esame (Figura 1), alla risoluzione

spaziale di 100 metri.

La simulazione annuale di dispersione degli inquinanti prende in considerazione le emissioni di

metano e dei VOC di maggior interesse identificati durante campagne di osservazione in loco. Il

calcolo è stato impostato in modo da conservare memoria degli inquinanti dispersi dalle singole

discariche separatamente, questo consente di distinguere le aree d’impatto delle emissioni

prodotte da ognuna di esse e di valutare i singoli contributi alle concentrazioni d’inquinanti in

atmosfera. I ratei di emissione delle singole discariche sono definiti sulla base dei valori stimati

dalle campagne di monitoraggio al suolo e dai voli aerei, come descritto nel Capitolo 4. Le

simulazioni di dispersione sono state realizzate utilizzando i valori emissivi del metano,

caratterizzato dal rateo di emissione più elevato fra tutti gli inquinanti considerati (Capitolo 5).

L’impatto sulla qualità dell’aria è stato valutato partendo dalla stima delle concentrazioni prodotte

sul territorio sia in termini di valori medi mensili e annuali, che analizzando i picchi orari (Capitolo

6).

In seguito, i risultati sono stati rielaborati per valutare le concentrazioni in atmosfera dei diversi

composti organici volatili emessi dalle discariche, con particolare interesse per le sostanze di

maggior nocività (Capitolo 7). Questa valutazione è stata ottenuta considerando i valori emissivi

caratteristici di ogni discarica per ogni specie VOC considerata (Capitolo 4).



3 Ricostruzione della meteorologia locale Le campagne di misura del progetto BioQuAr hanno incluso osservazioni meteorologiche

realizzate con una stazione meteorologica tradizionale e con una stazione eddy-covariance

equipaggiata con un anemometro ad ultrasuoni, per raccogliere i dati di vento con maggiore

risoluzione temporale e consentire l’analisi della turbolenza atmosferica. Entrambe le stazioni di

monitoraggio sono state installate all’interno degli impianti della GESEN, nel complesso di

discariche Masseria del Pozzo. Le osservazioni meteorologiche raccolte offrono un’ottima

descrizione delle condizioni meteorologiche e dei fenomeni di dispersione locale. L’elaborazione

delle misure effettuate per mezzo dell’anemometro sonico permette di ottenere, oltre alla misura

del vento, una stima dei parametri che caratterizzano l’intensità della turbolenza atmosferica. La

variabilità spaziale locale dei parametri meteorologici è stata verificata attraverso il confronto tra le

misure dell’anemometro sonico (torre “eddy” GESEN) e i dati meteorologici degli aeroporti di

Capodichino e Grazzanise (bollettini METAR). Le rose dei venti riportate in Figura 3 mostrano

come la variabilità spaziale dei venti sia significativa sull’area in esame e possa avere effetti non

trascurabili sulla dispersione degli inquinanti. Le osservazioni sperimentali dell’unica postazione

disponibile nelle non risultano quindi sufficienti a descrivere la variabilità spaziale dei parametri

meteorologici, che non possono essere considerati uniformi su tutto il dominio di calcolo (Figura 1).

Figura 3. Rose dei venti annuali (01/11/2015-31/10/2016) nelle postazioni di Grazzanise (sinistra), Giugliano-GESEN (centro) e Napoli-Capodichino (destra).

È stata quindi considerata la possibilità di utilizzare le previsioni meteorologiche del sistema di

previsione della qualità dell’aria del progetto AriaSaNa, effettuate con il modello WRF. Tale scelta

implica la necessità di confrontare i risultati del modello WRF con le osservazioni meteorologiche

disponibili al fine di poterne accertare la rappresentatività.

3.1 Il sistema di previsione della qualità dell’aria del progetto AriaSaNa Il progetto AriaSaNa ha realizzato un sistema di previsione della qualità dell’aria per la Regione

Campania e l’area metropolitana di Napoli. Il sistema modellistico, in grado di fornire

quotidianamente previsioni delle concentrazioni degli inquinanti atmosferici, è stato sviluppato

attraverso l’integrazione di più componenti software quali: il modello meteorologico WRF

(http://www.wrf-model.org/; http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/); il modulo per il trattamento delle

emissioni Emission Manager (EMMA); ed infine, il modello di trasporto, dispersione e

trasformazione chimica degli inquinanti FARM (Silibello et al., 2008; Kukkonen et al., 2012). Per

una descrizione dettagliata della sua struttura, dei modelli, dei moduli intermedie dei dati utilizzati

come input, si rimanda alle relazioni tecniche prodotte per il progetto AriaSaNa (Finardi et al.,

2014a; 2014b; 2015). Il sistema di previsione della qualità dell’aria è operativo da luglio 2014 e le

previsioni sono pubblicate quotidianamente sul sito web del progetto: http://www.ariasana.org/. I

http://www.wrf-model.org/

http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/

http://www.ariasana.org/



risultati prodotti quotidianamente dal sistema sono archiviati presso il CNR-ISAFOM. Il sistema di

previsione è tuttora in funzione, anche se data la conclusione del progetto AriaSaNa a fine 2015,

non è garantita la continuità del servizio.

La previsione dei campi meteorologici necessari in input al modello di qualità dell’aria è ottenuta

dall’applicazione del modello meteorologico prognostico ad area limitata WRF. Il modello è

inizializzato e guidato dalle condizioni al contorno estratte dalle previsioni a scala sinottica del

National Center for Environmental Prediction (NCEP). Le previsioni sinottiche sono realizzate con il

modello GFS (Global Forecast System) e liberamente distribuite dal Servizio Meteorologico degli

Stati Uniti attraverso i suoi servizi web (http://www.ncep.noaa.gov). Il modello WRF permette

(attraverso l’utilizzo di tecniche di nesting dei domini di calcolo) di compiere una discesa di scala

dalla bassa risoluzione delle previsioni meteorologiche sinottiche fino all’alta risoluzione della scala

locale. L’aumento progressivo della risoluzione spaziale è necessaria per risolvere i fenomeni di

circolazione indotti delle caratteristiche geografiche ed orografiche locali, quali ad esempio la

circolazione a carattere di brezza. La configurazione del modello WRF usata in questo lavoro si

basa su 4 domini di calcolo innestati aventi maglie di risoluzione orizzontale pari a 27, 9, 3 e 1 km,

rispettivamente per Europa, Italia, regione Campania e provincia di Napoli (Figura 4).

Figura 4. Configurazione dei domini di calcolo innestati del modello meteorologico WRF (blu) e del modello di trasporto chimico degli inquinanti FARM (rosso).

La configurazione del sistema di previsione della qualità dell’aria è stata predisposta in modo da

permettere la descrizione dei fenomeni di trasporto e dispersione degli inquinanti sull’intero

territorio della regione Campania e, con un più elevato dettaglio spaziale, sull’area urbana di

Napoli. In Figura 5 sono riportati i confini dei domini di calcolo del modello meteorologico WRF e

del modello di trasporto chimico degli inquinanti FARM sulla Campania.



Figura 5. Domini di calcolo dei modelli WRF (in blu) e FARM (in rosso) sulla regione Campania e sull’area metropolitana di Napoli.

È possibile notare come l’area oggetto dell’indagine (Figura 1) risulti è compresa all’interno del

dominio di massima risoluzione spaziale del modello WRF. L’archivio delle previsioni

meteorologiche è stato analizzato per verificare la possibile mancanza di dati durante eventuali

periodi d’interruzione accidentale del servizio. A seguito di tale verifica è stata riscontrata la

mancanza in archivio delle previsioni relative alle seguenti scadenze temporali:

4,6,7,13,14,20,21,24-26/11/2015; 4-7,9,13,19,23-25,31/12/2015; 1-3,23-25,29-31/01/2016; 1-

29/02/2016; 20/03/2016; 22-25/06/2016; 20-30/08/2016; 10,11,21/09/2016. Le previsioni

meteorologiche mancanti sono state recuperate eseguendo le simulazioni di WRF per i giorni

mancanti. Per raggiungere tale obiettivo è stato necessario ottenere dagli archivi NCEP, le analisi

meteorologiche necessarie alla costruzione delle condizioni iniziali e al contorno. In questo modo è

stato possibile costruire un set di dati completo per il periodo di durata annuale compreso fra il

01/11/2015 ed il 31/10/2016. La qualità delle simulazioni del modello WRF è stata quindi verificata

attraverso il confronto con le osservazioni meteorologiche disponibili sul territorio d’interesse.

3.2 Verifica delle simulazioni del modello WRF La capacità del modello WRF di ricostruire la meteorologia locale e la sua variabilità spaziale e

temporale è stata verificata attraverso il confronto con le rose dei venti osservate nelle postazioni

di Grazzanise, Napoli-Capodichino e GESEN-Giugliano. I valori simulati dal modello sono stati

estratti in corrispondenza del punto di misura tramite interpolazione bilineare fra i quattro punti del

grigliato di calcolo ad esso circostanti e considerando il livello verticale di calcolo del modello più

prossimo al suolo. In Figura 6 è illustrato in confronto fra le rose dei venti annuali, che mostra la

generale congruenza dei venti ricostruiti da WRF con le osservazioni.



Figura 6. Rose dei venti calcolate (sopra) e misurate (sotto) nelle postazioni di Grazzanise, GESEN-Giugliano e Napoli-Capodichino per il periodo annuale 01/11/2015-31/10/2016.

Le differenze fra i settori dominanti delle rose calcolate e osservate sono generalmente limitate ad

un singolo settore di 22.5°. Nell’analizzare il confronto si tenga conto che: le osservazioni delle

postazioni GESEN e NA-Capodichino hanno dati con frequenza mezz’oraria, le osservazioni di

Grazzanise hanno frequenza oraria e i risultati del modello WRF sono archiviati con frequenza

oraria. La percentuale di dati sperimentali mancanti sul periodo annuale considerato è stata del

3.2% per la postazione GESEN, dell’11.7% per Grazzanise e del 28.2% per NA-Capodichino. In

Figura 7 sono illustrate le distribuzioni annuali delle velocità del vento confrontate mediante

istogrammi. La distribuzione in frequenza dei dati sperimentali è stata normalizzata in funzione del

numero di dati validi per ottenere frequenze confrontabili con quelle del modello. L’approccio

descritto potrebbe portare ad una parziale sottostima dei venti deboli, che spesso danno origine a

condizioni di “dato mancante” per le osservazioni degli anemometri tradizionali.

Figura 7. Istogrammi di frequenza della velocità del vento nelle postazioni di Grazzanise, GESEN-Giugliano e Napoli-Capodichino per il periodo annuale 01/11/2015-31/10/2016. In blu, in

primo piano, sono riportate le osservazioni sperimentali, in rosso, sullo sfondo, i risultati di WRF.



È di particolare interesse il confronto dei venti a livello mensile, che ha messo in risalto la buona

prestazione del modello nel descrivere la rilevante variabilità temporale messa in luce dalla

circolazione locale durante il periodo annuale analizzato. Di seguito sono riportati, a titolo di

esempio, i confronti fra le rose dei venti dei mesi di dicembre 2015 (Figura 8), marzo 2016 (Figura

9) e luglio 2016 (Figura 10).

Figura 8. Rose dei venti calcolate (sopra) e misurate (sotto) nelle postazioni di Grazzanise, GESEN-Giugliano e Napoli-Capodichino per il mese di dicembre 2015.



Figura 9. Rose dei venti calcolate (sopra) e misurate (sotto) nelle postazioni di Grazzanise, GESEN-Giugliano e Napoli-Capodichino per il mese di marzo 2016.

Figura 10. Rose dei venti calcolate (sopra) e misurate (sotto) nelle postazioni di Grazzanise, GESEN-Giugliano e Napoli-Capodichino per il mese di luglio 2016.

Nel confronto delle rose dei venti è possibile notare a dicembre la prevalenza di venti deboli con

provenienza da NE-NNE a Grazzanise, da E-ENE a Giugliano e da N-NNW a Capodichino. A



marzo si rileva la prevalenza di venti da NE-ENE in tutte le postazioni con correnti di moderata

intensità, si nota anche la presenza di un contributo secondario di venti da W-SW a Grazzanise,

fra SSW e SSE a Giugliano e da SSW-S a Capodichino. A luglio le rose dei venti mostrano la

prevalenza di condizioni di circolazione tipiche della brezza di mare durante il giorno e della brezza

di terra durante la notte. La brezza di mare spira fra W e SW a Grazzanise e Giugliano e da S-

SSW a NA-Capodichino. I venti provenienti da terra hanno direzioni fra N e E a Grazzanise e

Giugliano, mentre sono orientati da N a Capodichino.

La capacità di WRF di riprodurre la variabilità temporale delle principali grandezze meteorologiche

è illustrata anche attraverso il confronto diretto con le osservazioni di vento, temperatura e umidità

rilevate nel mese di luglio 2016 nelle postazioni di Grazzanise (Figura 11 e Figura 12) e GESEN-

Giugliano (Figura 13 e Figura 14). Osservando i grafici, è possibile evidenziare il ruolo dominante

delle condizioni di circolazione a carattere di brezza, interrotte nei giorni 14-16 dal passaggio di

una perturbazione che causa una parziale intensificazione dei venti durante la notte, con

persistenza di direzioni da N-NE, ed una netta riduzione delle temperature.

I risultati positivi ottenuti dal confronto della simulazione meteorologica annuale del modello WRF

con le osservazioni disponibili consente di utilizzare gli output del modello come informazione

meteorologica di riferimento per la ricostruzione delle condizioni di trasporto e diffusione degli

inquinanti nell’area circostante le discariche di Giugliano.

Figura 11. Confronto fra velocità e direzione del vento calcolate da WRF (linea viola e simboli verdi) e misurate a Grazzanise (linea rossa e simboli blu) durante il mese di luglio 2016.

Figura 12. Confronto fra temperatura e umidità dell’aria calcolate da WRF (linee viola e verde) e

misurate a Grazzanise (linee rossa e blu) durante il mese di luglio 2016.



Figura 13. Confronto fra velocità e direzione del vento calcolate da WRF (linea viola e simboli

verdi) e misurate nella postazione GESEN di Giugliano (linea rossa e simboli blu) durante il mese di luglio 2016.

Figura 14. Confronto fra temperatura calcolata da WRF (linea viola) e misurata nella postazione GESEN di Giugliano (linee rossa) durante il mese di luglio 2016.

3.3 Adattamento dei campi meteorologici alle caratteristiche geografiche locali I campi meteorologici calcolati dal modello WRF forniscono la descrizione della circolazione

atmosferica locale con passo griglia di 1 km. Tuttavia, si è ritenuto necessario utilizzare una

maggior risoluzione spaziale, di 100 m, per poter calcolare con sufficiente dettaglio la dispersione

atmosferica degli inquinanti nell’area circostante le discariche. La massima risoluzione spaziale

raggiunta da WRF, pur non essendo sufficiente a supportare direttamente i calcoli di dispersione

con il dettaglio richiesto, permette di utilizzare modelli meteorologici diagnostici per incrementare la

risoluzione e raggiungere l’obiettivo richiesto. I campi meteorologici sono stati quindi rielaborati in

modo da produrre un adattamento alle caratteristiche orografiche e di copertura del terreno

sull’aerea in esame attraverso l’applicazione del modello meteorologico diagnostico SWIFT. Oltre

a produrre i campi meteorologici tridimensionali alla risoluzione richiesta in input dal modello di

dispersione lagrangiano a particelle SPRAY, SWIFT garantisce che i campi di vento rispettino il

principio di conservazione della massa, requisito fondamentale che consente di evitare artefatti

quali accumuli artificiali di concentrazione degli inquinanti dispersi. La copertura del terreno sul

dominio di calcolo dei modelli SWIFT e SPRAY è illustrata in Figura 15.



Figura 15. Classi di uso del suolo CORINE 2006 (falsi colori) presenti all’interno del dominio di calcolo per la simulazione annuale dell’impatto sulla qualità dell’aria delle emissioni delle

discariche di rifiuti localizzate sul territorio di Giugliano.

I risultati delle simulazioni di WRF nei primi 3000 m di quota dell’atmosfera sono stati forniti in input

al modello SWIFT che, in una prima fase, ha prodotto campi tridimensionali delle componenti

orizzontali del vento e della temperatura attraverso una procedura di interpolazione in grado di

considerare gli effetti della rugosità superficiale. Successivamente il campo di vento è stato

“aggiustato” in modo da garantirne la non divergenza, cioè il rispetto del principio di conservazione

della massa. Questo risultato si ottiene attraverso una procedura per la ricerca di minimi vincolati

che consente di costruire la componente verticale del vento in modo coerente con l’orografia locale

e di considerare gli effetti della stabilità atmosferica dedotta dalle caratteristiche del campo di

temperatura. In Figura 16 è riportato un esempio del campo di vento prodotto da SWIFT in

prossimità del suolo a partire dall’input fornito dalla simulazione di WRF a risoluzione spaziale più

lasca.

Figura 16. Campo di vento in prossimità del suolo simulato da WRF (sinistra), con passo griglia di 1 km, ed adattato ad orografia e rugosità superficiale locale attraverso l’applicazione del modello SWIFT (destra), alla risoluzione di 100 m, il 05/07/2016 alle ore 11:00. Le isolinee

indicano le quote orografiche a passo 50m.

Oltre ai campi di vento e temperatura il modello a particelle SPRAY richiede in input i parametri

micrometeorologici di scala che caratterizzano i moti turbolenti all’interno dello strato limite

atmosferico (rugosità superficiale, lunghezza di Monin-Obukhov, u*, altezza di mescolamento, w*).

I parametri citati sono stati stimati attraverso l’applicazione del processore meteorologico SurfPRO



che riceve in input i campi meteorologici prodotti da SWIFT oltre alle informazioni accessorie che

riguardano l’orografia e l’uso del suolo alla risoluzione scelta per il calcolo. In Figura 17 è riportato

un esempio dei campi bidimensionali della velocità di frizione e della lunghezza di Monin-Obukhov

che evidenziano la dipendenza di questi parametri sia dall’intensità del vento sia dalle

caratteristiche della superficie (Figura 15 e Figura 16).

Figura 17. Velocità di frizione u* (sinistra) e lunghezza di Monin-Obukhov (destra) prodotti dal modello SurfPRO, alla risoluzione di 100 m, il 05/07/2016 alle ore 11:00. Le isolinee indicano le

quote orografiche a passo 50m.

4 Emissioni di inquinanti dalle discariche localizzate nel territorio di Giugliano

4.1 Emissioni di metano La stima delle emissioni di metano dalle discariche localizzate nell’area vasta di Giugliano è stata

realizzata utilizzando le osservazioni raccolte con tecniche differenti durante le campagne di

misura del progetto BioQuar. In particolate, sono stati utilizzati i risultati di:

• rilievi al suolo eseguiti sul corpo delle discariche,

• campagne di monitoraggio aereo,

• flussi di metano stimati a partire dalle misure effettuate con la tecnica “eddy correlation”

sulla torre GESEN.

La stima delle emissioni ottenuta dai rilievi sperimentali è stata eseguita, a cura degli istituti CNR-

ISAFOM e CNR-IBIMET, considerando le discariche accorpate territorialmente nei quattro gruppi

indicati in Figura 18.



Figura 18. Discariche raggruppate per vicinanza territoriale e storia: Masseria (giallo), RESIT (rosso), FIBE (verde), Ponte Riccio (blu).

Per il gruppo di discariche Masseria (Masseria del pozzo, Ampliamento Masseria del pozzo –

Schiavi, Novambiente ed Eredi di Giuliani) è stata stimata un’emissione media di metano di 0.312

g m-2 h-1, pari a 1036 tonnellate/anno. Le emissioni per unità d’area degli altri gruppi di discariche

sono state valutate in rapporto al gruppo di Masseria come riportato in Tabella 1. Data la natura e

l’età delle discariche in esame, il rateo di emissione trovato è inferiore a quelli pubblicati per altre

discariche, i cui valori ricadono nell’intervallo 1-5 g m-2 h-1 (Riddick et al., 2016; Soporan et al.,

2015; Di Bella et al., 2011).

Tabella 1. Emissioni totali annuali di CH4 dai gruppi di discariche localizzate sul territorio del comune di Giugliano, estensione complessiva e rateo emissivo per unità di area normalizzato.

Gruppo discariche Ratei di emissione

normalizzati Area (m2)

Emissioni

(tons/year)

MASSERIA 1 378560 1035.9

FIBE 1.29 100570 356.2

RESIT 1.25 66502 226.7

PONTE RICCIO 0.5 85082 116.4

I valori di emissione sono stati quindi attribuiti alle singole discariche appartenenti ai gruppi sopra

citati disaggregandone i valori in funzione delle aree, mantenendo costante il valore di emissione

per unità d’area relativo ad ogni gruppo. Il risultato della disaggregazione è riportato in Tabella 2.



Tabella 2. Emissioni totali annuali di CH4 delle discariche localizzate sul territorio del comune di Giugliano

Nome ID Area (m2) Emissione (tons/year)

Resit Z 1 19358 105.90

Resit categoria 1 2 5041 27.58

Resit categoria 2b 3 7915 43.30

Resit ante 78 4 1710 9.35

Resit X 5 7408 40.53

Discarica Fibe - Giuliani 6 46529 207.33

Masseria del Pozzo 7 125153 393.23

Ampliamento Masseria del Pozzo - Schiavi 8 137453 431.88

Novambiente 9 50135 157.52

Eredi di Giuliani 10 16938 53.22

Ecoballe Ponte Riccio 11 88942 116.37

Ecoballe Fibe - Giuliani 12 33421 148.92

Le elaborazioni dei flussi di metano ottenute dalla torre eddy in GESEN hanno permesso di

analizzare la variazione temporale delle emissioni per l’anno considerato. La variazione stagionale

è risultata di debole entità e di conseguenza le simulazioni di dispersione sono state impostate

trascurando questa modulazione temporale. È risultata invece significativa la variazione temporale

giornaliera. I flussi medi diurni di metano dell’area di Masseria mostrano valori massimi diurni sei

volte superiori ai valori minimi notturni (Figura 19), la variabilità osservata è stata utilizzata per

costruire la curva di modulazione giornaliera delle emissioni.



Figura 19. Variazione temporale media giornaliera del flusso di metano stimato dalle misure della torre eddy correlation in GESEN-Giugliano.

4.2 Emissioni di composti organici volatili La stima delle emissioni di VOCs dalle discariche localizzate nell’area vasta di Giugliano è stata

ottenuta dall’analisi dei composti presenti nel biogas prelevato dai tubi di captazione e/o sulla

superficie delle discariche non cappate. Sono stati stimati, in particolare, i rapporti all’emissione fra

le singole specie VOC ed il metano nei campioni utilizzati per le analisi sopra citate. Per ogni

specie VOC considerata, l’emissione relativa alla singola discarica è stata quindi ottenuta

moltiplicando il valore di emissione del metano (stimato con la metodologia presentata nel

Paragrafo 4.1) per il rapporto specie_VOC/CH4 misurato all’emissione. I campionamenti di biogas di

discarica utilizzato per le analisi dei VOC non metanici hanno riguardato i siti seguenti: Resit Z,

Resit cat. 1b, Resit cat. 2b, Resit X, Masseria del Pozzo, Ampliamento Masseria del Pozzo,

Ampliamento Schiavi, Novambiente. E’ opportuno notare che: la discarica Resit Z non è dotata di

tubi di captazione e le analisi hanno riguardato il gas che filtra attraverso il terreno non cappato; le

misure realizzate sulla discarica Resit X non hanno incluso il metano, per questa discarica non è

stato quindi possibile valutare il rapporto all’emissione fra le specie VOC ed il metano; si disponeva

di rilievi separati per Ampliamento Masseria del Pozzo ed Ampliamento Schiavi, mentre queste

discariche sono state considerate accorpate nelle stime di emissione del metano (Paragrafo 4.1);

non si dispone di misure dirette di VOC per le discariche Resit ante 78; Fibe – Giuliani; Eredi di

Giuliani e per i depositi di ecoballe Fibe – Giuliani e Ponte Riccio.

La Tabella 3 riporta i valori di emissione complessivi per la somma di tutte le specie VOC

analizzate insieme al rapporto all’emissione fra la concentrazione di composti organici non

metanici e la concentrazione di metano. I valori di emissione relativi alle discariche per le quali non

si disponeva di misure dirette o per le quali si disponeva di più di una valutazione sono stati valutati

sulla base delle seguenti assunzioni:

• Resit Ante 78 = rapporto all’emissione uguale a quello stimato per Resit cat. 2b;

• Resit X = media pesata sui flussi di CH4 fra le emissioni misurate per Resit cat. 1 e Resit

cat. 2b;

• FIBE-Giuliani = media pesata sui flussi di CH4 fra le emissioni misurate per Masseria del

Pozzo, Ampliamento Masseria del Pozzo, Ampliamento Schiavi e Novambiente;

• Ampliamento Masseria del Pozzo - Schiavi = media pesata sui flussi di CH4 fra le emissioni

misurate per Ampliamento Masseria del Pozzo e Ampliamento Schiavi;

• Eredi di Giuliani = rapporto all’emissione uguale a quello stimato per Masseria del Pozzo;

• nessuna emissione di VOC per i depositi di ecoballe Fibe e Ponte Riccio.

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0 6 12 18 24

FCH

4 [

g m

-2 h

-1]

Hour



Tabella 3. Emissioni totali annuali di VOC e rapporti VOC/CH4 all’emissione per le discariche localizzate sul territorio del comune di Giugliano

Discarica ID Area CH4

(tons/year) VOC/CH4

VOC

(Kg/year)

VOC

(kg/year/m2)

Resit Z 1 19358 105.90 4.21E-02 4458.86 0.2303

Resit categoria 1 2 5041 27.58 4.27E-03 117.82 0.0234

Resit categoria 2b 3 7915 43.30 1.83E-03 79.39 0.0100

Resit ante 78 4 1710 9.35 1.83E-03 17.15 0.0100

Resit X 5 7408 40.53 4.27E-03 173.14 0.0234

Fibe - Giuliani 6 46529 207.33 1.23E-03 254.93 0.0055

Masseria del Pozzo 7 125153 393.23 1.74E-03 686.36 0.0055

Ampliamento Masseria del

Pozzo - Schiavi 8 137453 431.88 1.23E-03 531.04 0.0039

Novambiente 9 50135 157.52 1.02E-03 160.46 0.0032

Eredi di Giuliani 10 16938 53.22 1.74E-03 92.89 0.0055

Ecoballe Ponte Riccio 11 88942 116.37

Ecoballe Fibe - Giuliani 12 33421 148.92

I rapporti all’emissione risultano compresi nell’intervallo 1.0-4.3 10-3, con la sola eccezione della

discarica Resit Z, per la quale il rapporto VOC/CH4 risulta più grande di un ordine di grandezza. Le

discariche del gruppo Resit risultano caratterizzare da emissioni medie annuali per unità d’area

superiori a quelle attribuite alle discariche del gruppo di Masseria.

Le stime di emissione, realizzate a cura di CNR-IBIMET, hanno riguardato 80 specie VOC

appartenenti a sette differenti classi chimiche che includono composti tossici e cancerogeni quali

gli idrocarburi aromatici (BTEX: benzene, toluene, ethylbenzene e isomeri dello xylene), composti

non-alogenati (stirene, metil etil ketone, tetraidrofurano) e alogenati (tricloroetilene,

tetracloroetilene) e terpeni (come limonene, p-cimene e α-pinene), che sono responsabili di odori

molesti.

Per ragioni di praticità le valutazioni incluse in questa relazione sono state limitate ad un

sottoinsieme di specie selezionate per la loro rilevanza in termini di nocività e/o molestia odorosa.

Di questa selezione fanno parte undici specie tossiche, le cui emissioni sono riportate in Tabella 4,

e cinque aggregati di specie responsabili di odori indesiderati e potenziali precursori dell’ozono, le

cui emissioni sono riportate in Tabella 5.

La presenza fra le sostanze emesse di idrocarburi aromatici e di composti clorurati, come rilevato

per le discariche di Giugliano, può essere considerata un indicatore della presenza di rifiuti di

origine industriale all’interno della discarica. In Figura 20 è riportato un confronto qualitativo fra le

specie VOC presenti nel biogas emesso dalle discariche di Malagrotta (Roma) e Giugliano. Le

misure ed analisi dei campioni di biogas di Malagrotta sono state realizzate e da CNR-IIA che ha

gentilmente messo a disposizione le informazioni. Il confronto mostra la rilevanza delle diverse

specie come frazione rispetto alla massa totale dei VOC misurati in entrambi i siti monitorati.

Nonostante l’età delle discariche di Giugliano (chiuse all’inizio degli anni 2000), la frazione di

idrocarburi aromatici appare più elevata di quella di Malagrotta, in particolare per le discariche

Resit. La frazione di composti clorurati quali dicloro, tricloro e tetracloro etilene mostra a Giugliano,

nelle discariche del gruppo Masseria del Pozzo, rilevanza analoga o superiore che a Malagrotta.

Le discariche Resit hanno emissioni limitate di terpeni, che possono dipendere dal tempo trascorso

dalla chiusura della discarica e dalla scarsa presenza di rifiuti urbani.



Tabella 4. Emissioni totali annuali (kg/anno) di una selezione di specie VOC tossiche per le discariche localizzate sul territorio del comune di Giugliano

Discarica benzene

tolu

ene

etilb

enzene

p-x

ilene

o-x

ilene

ete

nilb

enzene

(stire

ne)

1,1

, dic

loro

etile

ne

Tetr

aclo

ro

etile

ne

Triclo

ro e

tile

ne

1,2

dic

loro

benzene

me

k

(buta

none)

Resit Z 10.87 40.44 23.32 90.90 24.97 1.667

97.11

Resit cat. 1 0.41 21.19 26.85 36.86 6.87 0.022

Resit cat. 2b 3.37 13.25 11.48 7.42 0.98

Resit ante 78 0.73 2.86 2.48 1.60 0.21

Resit X 3.06 13.11 11.83 8.73 1.27 0.001

Fibe - Giuliani 2.76 33.84 26.99 57.10 16.38 0.177 1.741 1.046 0.062 0.014 26.83

Masseria del Pozzo

6.45 68.52 68.35 125.41 32.45 0.479 4.092 2.093 0.144 0.023 36.04

Ampliamento Masseria del Pozzo - Schiavi

3.14 64.63 19.35 87.81 33.07 0.073 2.098 2.069 0.075 0.033 92.17

Novambiente 1.66 3.41 14.09 3.53 0.74 0.020 0.024

0.024

Eredi di Giuliani

0.87 9.27 9.25 16.97 4.39 0.065 0.554 0.283 0.020 0.003 4.88

Ecoballe Ponte Riccio

Ecoballe Fibe - Giuliani

Tabella 5. Emissioni totali annuali (kg/anno) di una selezione di specie VOC odorigene e precursori dell’ozono per le discariche localizzate sul territorio del comune di Giugliano

Discarica terpeni aldeidi alcani tri-

tetramethil benzeni

tetraidrofurano

Resit Z 3294.43 7.3144 818.51 20.5376

Resit categoria 1 0.49 0.0265 13.24 3.3400

Resit categoria 2b 0.89 0.0000 30.60 1.0003 0.0053

Resit ante 78 0.14 0.0000 6.61 0.2161 0.0012

Resit X 0.82 0.0015 28.29 1.0868 0.0048

Discarica Fibe - Giuliani 39.35 0.0031 36.20 15.5972 0.3129

Masseria del Pozzo 82.99 0.0000 85.82 28.0146 0.9058

Ampliamento Masseria del Pozzo - Schiavi

67.87 0.0098 26.32 37.7704 0.0003

Novambiente 3.71 0.0582 93.33 1.1011

Eredi di Giuliani 11.23 0.0000 11.62 3.7914 0.1226

Ecoballe Ponte Riccio

Ecoballe Fibe - Giuliani

Dove: terpeni = a-pinene; canfene; b-pinene; delta 3 carene; limonene; trans sabinene; alfa terpinene; terpinolene; camfora; mentone; aldeidi = benzaldeide; esanale; eptanale; nonanale; decanale; tri-

tetramethil-benzeni = mesitilene (benzene, 1,3,5 trimethyl); benzene, 1,2,3 trimetil; benzene, 1,2,4 trimetil;

benzene, 1,2,3,4 tetrametil; durene (benzene, 1,2,4,5 tetrametil).



Figura 20. Rilevanza delle specie VOC misurate nel biogas emesso dalle discariche di Malagrotta (Roma), Masseria del Pozzo (Giugliano) e Resit (Giugliano).



5 Simulazione annuale della dispersione atmosferica degli inquinanti emessi dalle discariche

Il modello Lagrangiano a particelle SPRAY è stato utilizzato per descrivere la dispersione degli

inquinanti emessi dalle 12 discariche elencate in Tabella 2. La simulazione ha coperto il periodo di

durata annuale compreso fra il 01/11/2015 ed il 31/10/2016 ed ha considerato esplicitamente le

sole emissioni di metano riportate in Tabella 2. Le emissioni delle diverse sorgenti sono state

considerate separatamente in modo da conservare memoria dell’impatto di ogni singola discarica.

Per tutte le sorgenti è stata utilizzata la stessa modulazione temporale delle emissioni, il cui ciclo

giornaliero è stato ricavato dalle misure illustrate in Figura 19. L’approccio utilizzato consente la

massima flessibilità dal punto di vista della post-elaborazione dei risultati, permette infatti sia una

eventuale correzione a posteriori delle emissioni di metano, sia la stima delle concentrazioni di altri

inquinanti (ad esempio: le specie VOC di interesse) attraverso una opportuna ri-normalizzazione

dei risultati a partire dal rapporto fra i ratei di emissione del metano e della sostanza di interesse

che caratterizzano ognuna delle sorgenti considerate. La possibilità di realizzare questa post-

elaborazione dei risultati ottenuti per il metano è garantita purché:

• le sostanze analizzate possano essere considerate chimicamente inerti rispetto ai tempi di

trasporto considerati dalla simulazione;

• non si debbano modificare le modulazioni temporali delle emissioni utilizzate per la

simulazione di riferimento.

In perito al primo punto, considerando la dimensione fisica del dominio (12 x 12 km2) e la velocità

media annuale del vento rilevata dall’anemometro sonico localizzato sulla torre eddy in GESEN

(pari a 3.3 m/s), il tempo caratteristico di trasporto degli inquinanti all’interno del dominio di calcolo

può essere considerato dell’ordine di un 1 ora. In condizioni stazionarie della direzione del vento,

le sostanze emesse sono trasportate fuori dal dominio di calcolo in circa mezz’ora (30 minuti).

Partendo dai rapporti all’emissione fra le specie VOC ed il metano stimate per ognuna delle

discariche, è stata costruita una procedura di post-processing delle simulazioni relative al metano

che ha permesso di valutare le concentrazioni medie orarie delle specie VOC prescelte, per l’intero

anno considerato. Si è trattato in pratica di ricalcolare le concentrazioni medie orarie della specie in

considerazione come combinazione lineare delle concentrazioni di metano relative alle differenti

discariche, utilizzando come coefficienti i rapporti all’emissione VOC/CH4 riportati in Tabella 6 e

Tabella 7.

Tabella 6. Rapporti all’emissione VOC/CH4 per una selezione di specie VOC tossiche per le discariche localizzate sul territorio del comune di Giugliano

Resit Z

Resit cat. 1

Resit cat. 2b

Resit ante 78

Resit X Fibe -

Giuliani Masseria

del Pozzo

Ampl. Mass. del

Pozzo-Schiavi

Novambiente Eredi di Giuliani

benzene 1.0E-04 1.5E-05 7.8E-05 7.8E-05 7.5E-05 1.3E-05 1.6E-05 7.3E-06 1.1E-05 1.6E-05

toluene 3.8E-04 7.7E-04 3.1E-04 3.1E-04 3.2E-04 1.6E-04 1.7E-04 1.5E-04 2.2E-05 1.7E-04

etilbenzene 2.2E-04 9.7E-04 2.7E-04 2.7E-04 2.9E-04 1.3E-04 1.7E-04 4.5E-05 8.9E-05 1.7E-04

p-xilene 8.6E-04 1.3E-03 1.7E-04 1.7E-04 2.2E-04 2.8E-04 3.2E-04 2.0E-04 2.2E-05 3.2E-04

o-xilene 2.4E-04 2.5E-04 2.3E-05 2.3E-05 3.1E-05 7.9E-05 8.3E-05 7.7E-05 4.7E-06 8.3E-05

stirene 1.6E-05 8.5E-07 1.2E-06 1.7E-07 1.2E-07 1.2E-06

1-1-dicloro etilene

8.4E-06 1.0E-05 4.9E-06 1.5E-07 1.0E-05

tetracloroetilene 5.0E-06 5.3E-06 4.8E-06 5.3E-06

tricloroetilene 3.0E-07 3.7E-07 1.7E-07 3.7E-07

1-2-dicloro benzene

7.8E-07 3.0E-08 6.6E-08 5.7E-08 7.7E-08 1.5E-07 5.7E-08

mek 9.2E-04

1.3E-04 9.2E-05 2.1E-04

9.2E-05



Tabella 7. Rapporti all’emissione VOC/CH4 per una selezione di specie VOC odorigene e reattive per le discariche localizzate sul territorio del comune di Giugliano

Resit Z

Resit cat. 1

Resit cat. 2b

Resit ante 78

Resit X Fibe -

Giuliani Masseria

del Pozzo

Ampl. Mass. del

Pozzo-Schiavi

Novambiente Eredi di Giuliani

terpeni 3.1E-02 1.8E-05 2.0E-05 1.5E-05 2.0E-05 1.9E-04 2.1E-04 1.6E-04 2.4E-05 2.1E-04

aldeidi 6.9E-05 9.6E-07 3.6E-08 1.5E-08 2.3E-08 3.7E-07

alcani 7.7E-03 4.8E-04 7.1E-04 7.1E-04 7.0E-04 1.7E-04 2.2E-04 6.1E-05 5.9E-04 2.2E-04

tri-tetramethil benzeni

1.9E-04 1.2E-04 2.3E-05 2.3E-05 2.7E-05 7.5E-05 7.1E-05 8.7E-05 7.0E-06 7.1E-05

tetraidrofurano 1.2E-07 1.2E-07 1.2E-07 1.5E-06 2.3E-06 7.6E-10

2.3E-06

5.1 Archivio dei campi di concentrazione di metano La procedura utilizzata per il calcolo delle concentrazioni di VOC ha permesso di limitare

l’archiviazione dei risultati alle sole concentrazioni di metano.

I risultati completi della simulazione sono stati archiviati in file binari contenenti le concentrazioni

dovute alle 12 sorgenti considerate su di un grigliato tridimensionale di 121x121x11 punti. Il

grigliato copre l’area del dominio di calcolo indicato in Figura 1 con un passo griglia orizzontale di

100 m, una profondità verticale di 2000 m discretizzata con i seguenti livelli verticali al di sopra del

terreno: 0., 10., 36., 90., 179., 314., 504., 758., 1086., 1497., 2000 m. Le concentrazioni calcolate

sono state archiviate in 366 file giornalieri ognuno dei quali contiene 24 sequenze orarie.

Poiché la gestione dell’archivio completo dei file risulta oneroso dal punto di vista dello spazio

disco occupato dai file (circa 71 Gigabyte), i risultati della simulazione sono stati elaborati in modo

da estrarre unicamente i valori di concentrazione in prossimità del suolo. In questo modo è stata

costruita una base dati formata da 366 file geo-referenziati in formato netCDF (con convenzione

CF) i cui nomi sono costruiti secondo lo schema seguente: “conc_<AAAAMMDD>_surf.nc”. Ogni

file ha la dimensione di 17 Megabyte (riducibili a 1.7 Mb se compressi con gzip) per un totale di

circa 6.2 Gigabyte complessivi.È stata costruita anche una base dati supplementare con le

concentrazioni al suolo complessive, ottenute sommando i contributi delle 12 sorgenti considerate.

Si tratta di 366 files georeferenziati in formato netCDF (con convenzione CF) i cui nomi sono

costruiti secondo lo schema seguente: “conc_<AAAAMMDD>_sum_surf.nc”. Ogni file ha la

dimensione di 1.6 Mb (riducibili a 262 Kb se compressi con gzip) per circa 585 Mb complessivi.



6 Analisi dell’impatto sulla qualità dell’aria delle emissioni di Metano

Le normative europee e nazionali sull’inquinamento atmosferico non definiscono limiti specifici per

le concentrazioni di metano in quanto questa sostanza non è considerata nociva per la salute

umana. Il metano è però un importante gas serra e può essere considerato un tracciante di altre

sostanze nocive emesse dalle discariche di rifiuti ed anche un indicatore di emissioni odorigene

che risultano moleste per la popolazione esposta. Per valutare l’entità dell’incremento dei valori di

concentrazione di metano in atmosfera provocato dalle emissioni delle discariche, è possibile

considerare come riferimento il valore del fondo medio atmosferico globale pari a circa 1.8 ppm,

equivalente a 1.18 mg/m3.

In Figura 21 è illustrato l’incremento del valore medio annuale di concentrazione di metano dovuto

alle emissioni di tutte le discariche. L’incremento medio della concentrazione risulta piuttosto

limitato e supera i 200 µg/m3 solo nelle immediate vicinanze delle discariche, a distanze inferiori ai

500 m dalle stesse. Questo valore è pari a circa 1/6 della concentrazione media atmosferica. Il

valore massimo, pari a 1081 µg/m3 è localizzato al di sopra del corpo della discarica di Masseria

del Pozzo. L’area abitata esposta alle concentrazioni più alte è quella di Parete, a circa 4 Km di

distanza dalla zona delle discariche, che è interessata da valori medi annuali che superano di poco

i 10 µg/m3.

Figura 21. Concentrazioni medie annuali di CH4 (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le

isolinee di concentrazione sono sovrapposte alla carta tecnica regionale.

Di maggior interesse sono i valori massimi orari illustrati in Figura 22, che corrispondono ai valori

massimi degli incrementi medi orari delle concentrazioni di metano dovute alle emissioni delle

discariche, durante l’intero anno considerato nelle simulazioni. I valori massimi orari, su di un’area

significativa di territorio, approssimativamente all’interno di un raggio di 4 km dalle discariche,

superano i 1000 µg/m3. Nelle condizioni di maggior impatto si può quindi considerare di avere un

raddoppio delle concentrazioni di fondo atmosferico del metano. Questo livello di incremento delle

concentrazioni arriva ad interessare i centri abitati di Parete, Trentola-Ducenta e Qualiano.



Sull’area immediatamente circostante le discariche i valori massimi orari di incremento delle

concentrazioni di metano superano i 3 mg/m3 e raggiungono i 10 mg/m3 sul corpo delle discariche

di Masseria del Pozzo, Ampliamento Masseria del Pozzo e Novambiente, che sono le sorgenti

caratterizzate dalle emissioni più elevate (Tabella 2). Questi valori sono confrontabili con le

concentrazioni misurate al disopra o nelle immediate vicinanze di altre discariche, ad esempio da

Galle et al. (2001) con valori compresi fra 1.7 e 13.5 ppm (1.1-8.8 mg/m3) e da Tagaris et al.

(2003) con valori nel range 5-30 ppm (3.2-19.6 mg/m3).

Figura 22. Concentrazioni massime orarie di CH4 (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le


L’analisi degli incrementi massimi orari calcolati nei diversi mesi dell’anno (Figura 23, Figura 24 e

Figura 25) permette di identificare i periodi durante i quali gli impatti al suolo sono di maggior rilievo

e le condizioni di dispersione risultano più critiche. Le concentrazioni più elevate si registrano

durante i mesi autunnali e invernali. In particolare i valori più elevati nella zona di Parete e

Trentola-Ducenta sono stati ottenuti durante i mesi di novembre e dicembre, ed a Qualiano in

dicembre (Figura 23). A differenza dei campi delle concentrazioni medie, le distribuzioni spaziali

dei massimi non rispecchiano le direzioni dei venti dominanti poiché sono dovute alle situazioni

dispersive più sfavorevoli (ad esempio caratterizzate da venti deboli in condizioni di stabilità

atmosferica) e non alle condizioni più frequenti. Le concentrazioni più elevate a NE delle discariche

sono state ottenute a dicembre, quando è stata riscontrata una netta prevalenza di venti da ENE

ed una frequenza molto limitata di venti provenienti da W (Figura 8) potenzialmente responsabili di

queste condizioni di trasporto. Le concentrazioni più elevate a SW delle discariche sono state

riscontrate durante il mese di gennaio (Figura 23). Al sopraggiungere del periodo primaverile e con

la prima parte dell’estate le concentrazioni più elevate (maggiori di 1000 µg/m3) interessano

unicamente le aree prossime alle discariche grazie alle più favorevoli condizioni dispersive ed alla

maggior frequenza di venti di moderata intensità (Figura 24 e Figura 9). Durante i mesi di agosto e

settembre si nota nuovamente l’estensione delle concentrazioni più elevate a distanze maggiori

dalle sorgenti a causa della riduzione d’intensità dei venti e della diminuzione d’intensità della

turbolenza atmosferica. Durante le stagioni primaverile ed estiva, si nota che le concentrazioni più

elevate tendono ad estendersi soprattutto a SW delle discariche (Figura 24 e Figura 25), questa



direzione di trasporto degli inquinanti è associata alle condizioni di brezza di terra caratterizzate

generalmente da venti deboli e condizioni di stabilità atmosferica.

Figura 23. Concentrazioni massime orarie di CH4 (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche nei mesi di novembre e dicembre 2015, gennaio e febbraio 2016.



Figura 24. Concentrazioni massime orarie di CH4 (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche nei mesi di marzo, aprile, maggio e giugno 2016.

Figura 25. Concentrazioni massime orarie di CH4 (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche nei mesi di luglio, agosto, settembre e ottobre 2016.



I contributi di ognuna delle 12 discariche alle concentrazioni medie annuali di metano (assumendo

le emissioni annue riportate in Tabella 2) sono illustrati singolarmente in Figura 26, Figura 27 e

Figura 28. L’estensione dell’area d’influenza delle singole discariche è proporzionale al loro

contributo alle emissioni ed alla loro estensione superficiale (Tabella 1 e Tabella 2). Le discariche

che maggiormente contribuiscono alle concentrazioni di metano in atmosfera sono quindi Masseria

del Pozzo, Ampliamento Masseria del Pozzo e FIBE-Giuliani, seguite da RESIT Z e dai depositi di

ecoballe FIBE e Ponte Riccio (Figura 28). Scarsa influenza spaziale è invece attribuita alle altre

discariche RESIT (Figura 27). Per altri composti le cui emissioni potrebbero essere influenzate non

solo dalla superficie delle discariche e dalla massa di rifiuti in esse contenute, ma anche delle

specifiche sostanze presenti fra i rifiuti, l’importanza relativa delle emissioni delle singole discariche

potrebbe essere differente (vedi Capitolo 7).

Figura 26. Concentrazioni medie annuali di CH4 (µg/m3) dovute alle emissioni delle discariche di Masseria del Pozzo (in alto a sinistra), Ampliamento Mass. del Pozzo–Schiavi (in alto a

destra), Novambiente (in basso a sinistra) Eredi di Giuliani (in basso a destra).



Figura 27. Concentrazioni medie annuali di CH4 (µg/m3) dovute alle emissioni delle discariche

RESIT X (in alto a sinistra), RESIT Ante78 (in alto a destra), RESIT Cat. 2b (in basso a sinistra), RESIT Cat. 1 (in basso a destra).

Figura 28. Concentrazioni medie annuali di CH4 (µg/m3) dovute alle emissioni delle discariche

RESIT Z (in alto a sinistra), Ecoballe di Ponte Riccio (in alto a destra), FIBE-Giuliani (in basso a sinistra), Ecoballe FIBE- Giuliani (in basso a destra).



7 Analisi dell’impatto sulla qualità dell’aria delle emissioni di VOC

Fra le 80 specie VOC incluse nelle attività di monitoraggio sono presenti numerosi composti la cui

nocività è riconosciuta dai principali organismi internazionali che si occupano degli effetti sulla

salute dell’esposizione alle sostanze chimiche in atmosfera. Fra queste composti organici, l’unica

sostanza per la quale le normative europee ed italiane prevedono un limite alle concentrazioni in

aria è il benzene. La direttiva 2008/50/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio, relativa alla

qualità dell’aria ambiente e per un’aria più pulita in Europa, recepita dal parlamento italiano con il

Decreto Legislativo italiano 155/2010, prevede per il benzene il limite di 5 μg/m3 per la

concentrazione media annuale. Per il benzene stesso e per altri composti di riconosciuta nocività

per la salute sono riconosciuti i fattori di rischio sia cancerogeno che non-cancerogeno riportati in

Tabella 8 (ISS/INAIL, 2014; US/EPA, https://epa-prgs.ornl.gov/cgi-bin/chemicals/csl_search)

insieme ai valori guida WMO (WHO, 2000), se disponibili.

I campi di concentrazione media annuale e le distribuzioni spaziali dei valori massimi orari calcolati

nel corso dell’anno sono illustrati nelle figure comprese fra Figura 29 e Figura 48, per tutte le

specie VOC riportate in Tabella 4. Gli analoghi campi di concentrazione relativi agli insiemi di

composti reattivi, precursori dell’ozono e potenziali cause di odori, riportati in Tabella 5, sono

illustrati dalle figure comprese fra Figura 51 e Figura 60. Si noti che le concentrazioni sono

riportate in ng/m3 sulle mappe relative alle concentrazioni medie annuali ed in µg/m3 sulle mappe

relative ai massimi delle concentrazioni orarie.

Tabella 8. Fattori di rischio cancerogeno e tossico per i composti organici considerati nella valutazione di impatto sulla qualità dell’aria delle emissioni delle discariche localizzate

nell’area vasta di Giugliano.

Rischio cancerogeno Rischio tossico

Linee Guida WHO

IUR [µg/m3]-1

SL TR=1.0E-6 [µg/m3]

RfC [µg/m3] [µg/m3]

benzene 7.80E-06 0.36 30 no safe level

toluene 5000 260 *

etilbenzene 2.50E-06 1000

p-xilene 1.12 100

o-xilene 100

stirene 1000 260 *

1,1-dicloro etilene 10.80 200

tetracloro etilene 2.60E-07 40 250

tricloro etilene 4.10E-06 0.48 2 no safe level

1,2-dicloro benzene 200

Methyl Ethyl Ketone 5000

*(media settimanale) IUR: Inhalation Unit Risk SL TR=1.0E-6: Screening level Target Risk 10-6 RfC: Reference Concentration

Le concentrazioni medie annuali di Benzene sono risultate inferiori a 40 ng/m3 (Figura 29), questo

valore è stato raggiunto sul corpo della discarica Resit Z, caratterizzata dal rateo di emissione più



elevato fra quelli delle discariche monitorate. Nell’area immediatamente circostante le discariche,

nel raggio di poche centinaia di metri, le concentrazioni medie annuali sono risultate di circa 5-10

ng/m3, mentre su di un’area più vasta, fino a distanze di circa 1-1.5 km, i valori medi sono

compresi fra 1 e 5 ng/m3. I centri abitati più prossimi alle discariche non sono interessati a

concentrazioni medie di benzene significative (Figura 29). I valori massimi orari calcolati durante

l’anno considerato hanno superato i 100 ng/m3 nell’area attorno alle discariche, non oltre un raggio

di 500 m dalle stesse, raggiungendo i 480 ng/m3 al di sopra della Resit Z. Su una porzione più

significativa del territorio, che raggiunge i centri abitati di Parete, Trentola-Ducenta e Qualiano, i

valori massimi mostrano un intervallo di valori compreso fra 10 e 50 ng/m3 (Figura 30). I valori di

concentrazione calcolati, sia medi sia di picco, risultano inferiori di almeno un ordine di grandezza

al valore limite per le concentrazioni medie annuali. Tali valori risultano inferiori del valore di

esposizione di 360 ng/m3 che determina un rischio cancerogeno di riferimento di uno su un

milione, e largamente inferiori del valore di riferimento di 30 µg/m3 per il rischio non cancerogeno

(Tabella 8).

Figura 29. Concentrazioni medie annuali di Benzene (ng/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le




Figura 30. Concentrazioni massime orarie di Benzene (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le


Per il toluene sono stati calcolati valori di concentrazione di circa un ordine di grandezza superiori

a quelli del benzene (Figura 31), con medie annuali superiori a 100 ng/m3 al di sopra delle

discariche principali e superiori a 10 ng/m3 ad una distanza compresa fra 500 m e 1.5 km dalle

discariche. Concentrazioni dello stesso livello raggiungono distanze maggiori dalle sorgenti in

direzione WSW e ENE lungo le direzioni dei venti prevalenti. Il centro abitato di Parete è

interessato da una concentrazione media di 1 ng/m3, mentre gli altri centri abitati sono raggiunti da

concentrazioni più basse. Le concentrazioni massime orarie superano il valore di 1 μg/m3 sul corpo

delle discariche di Masseria e nelle immediate adiacenze delle discariche Resit. Le aree abitate di

Qualiano e Parete sono interessate da valori di concentrazione massima oraria di 100 e 200 ng/m3

rispettivamente. Tali valori risultano comunque molto lontani dalle soglie di riferimento per il rischio

tossico non-cancerogeno (5000 μg/m3) e dal valore guida del WHO (260 μg/m3).



Figura 31. Concentrazioni medie annuali di Toluene (ng/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le


Figura 32. Concentrazioni massime orarie di Toluene (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le


Gli isomeri dello Xilene (p-Xilene e o-Xilene) mostrano valori di concentrazione dello stesso ordine

di grandezza di quelli calcolati per il Toluene ed una distribuzione spaziale delle concentrazioni

molto simile. Il p-Xilene raggiunge valori di concentrazione media annuale superiori a 200 ng/m3

sopra le discariche di Masseria del Pozzo e Resit Z (Figura 33). A distanze dalle discariche inferiori



a 500 m (in direzione SE e NW) e 1.5 km (in direzione SW e NE) le concentrazioni medie annuali

mostrano valori compresi fra 20 e 100 ng/m3. I centri abitati di Parete e Trentola-Druenta sono

interessati da concentrazioni medie annuali comprese fra 1 e 5 ng/m3. Le concentrazioni massime

orarie raggiungono il valore di 4 μg/m3 sul corpo della discarica Resit Z (Figura 34). A distanze

inferiori a 1 km, in direzione NW e SE, e inferiori a 1.5 km, in direzione SW e NE) le concentrazioni

massime orarie raggiungono valori superiori a 500 ng/m3, mentre i centri abitati di Qualiano e

Parete sono interessati da valori di concentrazione massima oraria compresi fra 100 e 400 ng/m3.

Le distribuzioni spaziali delle concentrazioni medie annuali e massime orarie del o-Xilene (Figura

35 e Figura 36) risultano molto simili a quelle descritte per il p-Xilene, con valori di concentrazione

compresi fra 1/3 ed 1/4 di quelli riportati per quest’ultimo isomero. Le soglie di rischio tossico non-

cancerogeno per gli isomeri dello Xilene sono di 100 μg/m3, per esposizioni di lungo periodo,

superiori di diversi ordini di grandezza anche alle concentrazioni di picco orarie calcolate dalle

simulazioni modellistiche.

Figura 33. Concentrazioni medie annuali di p-Xilene (ng/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le




Figura 34. Concentrazioni massime orarie di p-Xilene (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le


Figura 35. Concentrazioni medie annuali di o-Xilene (ng/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le




Figura 36. Concentrazioni massime orarie di o-Xilene (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le


Le concentrazioni calcolate per l’etilbenzene mostrano distribuzione spaziale e valori quasi

coincidenti con quelli analizzati per il toluene (Figura 37 e Figura 38). Questa corrispondenza è

spiegabile con la grande similitudine fra i valori di emissione di questi due composti per le diverse

discariche sottoposte ad indagine (Tabella 4). L’etilbenzene è sostanza cancerogena caratterizzata

da un fattore di rischio per l’esposizione ad 1 μg/m3 pari a circa un terzo di quello del Benzene

(Tabella 8). Come parametro di confronto delle concentrazioni calcolate, possiamo quindi

considerare che il valore di concentrazione di questo inquinante corrispondente ad un rischio di 1

su un milione è di 1.12 μg/m3, superiore di un fattore 5 al valore massimo delle concentrazioni

medie annuali al di sopra delle discariche, pari a 220 ng/m3. Le concentrazioni che interessano i

centri abitati più prossimi alle discariche risultano largamente inferiori al valore di riferimento sia nei

loro valori medi annuali, che non superano i 2 ng/m3, sia per le concentrazioni orarie di picco, che

raggiungono, a Parete, i 200 ng/m3. Il valore di riferimento per il rischio non cancerogeno relativo

all’esposizione all’etilbenzene è pari a 1000 μg/m3 e risulta quindi di diversi ordini di grandezza più

elevato rispetto alle concentrazioni calcolate sull’area in esame per effetto delle emissioni delle

discariche.



Figura 37. Concentrazioni medie annuali di Etilbenzene (ng/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le


Figura 38. Concentrazioni massime orarie di Etilbenzene (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le


Lo stirene è caratterizzato da emissioni inferiori a quelle relative ai composti precedentemente

analizzati e provenienti solo da alcune delle discariche sottoposte ad indagine (Tabella 4). Di

conseguenza le concentrazioni in aria di stirene sono caratterizzate da valori decisamente inferiori

rispetto a quelli degli altri composti aromatici. I campi di concentrazione mostrano valori medi



annuali che raggiungono 5 ng/m3 e valori medi orarii di picco di 73 ng/m3 entrambi localizzati sulla

discarica Resit Z. Il valore delle linee guida WHO (260 µg/m3 per il valore medio su una settimana)

ed il valore di riferimento per il rischio non cancerogeno (1000 µg/m3) sono largamente superiori ai

valori calcolati.

Figura 39. Concentrazioni medie annuali di Stirene (ng/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le


Figura 40. Concentrazioni massime orarie di Stirene (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le




Fra i composti clorurati considerati nella presente analisi, quelli caratterizzati dalle emissioni di

maggior rilievo sono il dicloro etilene ed il tetracloro etilene (Tabella 4). Emissioni di composti

clorurati sono state rilevate solo per le discariche della zona di Masseria del Pozzo, unicamente

per il dicloro benzene è stato misurata una limitata emissione dalle discariche Resit categoria 1 e

Resit X. Le concentrazioni medie annuali di 1,1 dicloro etilene superano i 5 ng/m3 sopra le

discariche di Masseria del Pozzo e Fibe, con un valore massimo di 9.7 ng/m3 (Figura 41). La

concentrazione media annuale di 1 ng/m3 è superata unicamente a distanze inferiori a 500 m dalle

discariche del gruppo di Masseria. I valori massimi delle concentrazioni medie orarie non superano

i 92 ng/m3 su tutto il territorio esaminato (Figura 42). I centri abitati sono interessati da

concentrazioni medie annuali inferiori a 0.1 ng/m3 e valori massimi orari inferiori a 10 ng/m3. Tali

valori risultano di scarso rilievo rispetto al valore di riferimento per il rischio non-cancerogeno, pari

a 200 µg/m3.

Il tetracloro etilene mostra valori di concentrazione simili a quelli commentati per il dicloro etilene,

con una riduzione dei valori massimi e delle aree coperte dalle curve di isoconcentrazione

corrispondenti (Figura 45 e Figura 46). Le concentrazioni medie annuali raggiungono un valore

massimo di 5.3 ng/m3, mentre i valori massimi orari mostrano come valore più alto 49 ng/m3. Le

concentrazioni più elevate sono calcolate al di sopra della discarica di Masseria del Pozzo. Anche

per il tetracloro etilene le concentrazioni calcolate in prossimità dei centri abitati più vicini sono

risultate inferiori a 0.1 ng/m3 per i valori medi annuali e inferiori a 10 ng/m3 per i valori massimi

orari. Il tetracloro etilene è sostanza cancerogena caratterizzata da un IUR (fattore di rischio per

l’esposizione ad 1 μg/m3) pari a 2.6E-07 (Tabella 8). Si può quindi considerare che il valore di

concentrazione di questo inquinante corrispondente ad un rischio di 1 su un milione è di 10.8

μg/m3, largamente superiore ai valori di concentrazione stimati dalle simulazioni modellistiche così

come il valore di riferimento per il rischio non cancerogeno, pari a 40 μg/m3. Il valore guida indicato

dal WHO per il tetracloro etilene è di 250 μg/m3.

Le emissioni di tricloro etilene e dicloro benzene, essendo caratterizzate da valori decisamente

inferiori rispetto a quelle degli altri composti tossici considerati (Tabella 4), hanno prodotto valori di

concentrazione molto limitati su tutto il territorio in esame. Le concentrazioni medie annuali hanno

raggiunto valori massimi di 0.3 ng/m3 per il tricloro etilene (Figura 43) e di 0.1 ng/m3 per il dicloro

benzene (Figura 47). Le concentrazioni medie orarie hanno mostrano valori massimi di 3 ng/m3

per il tricloro etilene (Figura 44) e di 1 ng/m3 per il dicloro benzene (Figura 48).

Il tricloro etilene è sostanza cancerogena caratterizzata da un IUR (fattore di rischio per

l’esposizione ad 1 μg/m3) pari a 4.1E-07 (Tabella 8). Si può quindi considerare che il valore di

concentrazione di questo inquinante corrispondente ad un rischio di 1 su un milione è di 478

ng/m3. Il valore di riferimento per il rischio non cancerogeno del tricloro etilene è di 2 μg/m3, mentre

il WHO non riconosce valori di concentrazione che si possano considerare sicuri per questa

sostanza. Nonostante la pericolosità elevata del tricloro etilene, i valori di riferimento per il rischio

cancerogeno e non cancerogeno risultano largamente superiori ai valori di concentrazione stimati

dalle simulazioni modellistiche. Il dicloro etilene non è riconosciuto come sostanza cancerogena,

ed il valore di riferimento per il rischio non cancerogeno è di 200 μg/m3.



Figura 41. Concentrazioni medie annuali di 1-1 dicloro etilene (ng/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra).

Le isolinee di concentrazione sono sovrapposte alla carta tecnica regionale.

Figura 42. Concentrazioni massime orarie di 1-1 dicloro etilene (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra).




Figura 43. Concentrazioni medie annuali di Tricloro etilene (ng/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra).


Figura 44. Concentrazioni massime orarie di Tricloro etilene (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra).




Figura 45. Concentrazioni medie annuali di Tetracloro etilene (ng/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra).


Figura 46. Concentrazioni massime orarie di Tetracloro etilene (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra).




Figura 47. Concentrazioni medie annuali di 1-2 dicloro benzene (ng/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra).


Figura 48. Concentrazioni massime orarie di 1-2 dicloro benzene (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2

(destra). Le isolinee di concentrazione sono sovrapposte alla carta tecnica regionale.

Il metiletilchetone (MEK) mostra valori di concentrazione calcolati simili a quelli descritti per

toluene, etilbenzene e p-Xilene, fra i più elevati fra quelli delle sostanze tossiche considerate

(Figura 49 e Figura 50). Le concentrazioni medie annuali mostrano valori superiori a 100 ng/m3 al



di sopra delle discariche del gruppo Masseria e di Resit Z, con un valore massimo di 360 ng/m3. A

distanze dalle discariche inferiori a 500 m (in direzione SE e NW) e 1.5 km (in direzione SW e NE)

le concentrazioni medie annuali mostrano valori compresi fra 10 e 50 ng/m3 (Figura 49). Il centro

abitato di Parete è interessato da una concentrazione media di 1 ng/m3, mentre gli altri centri

abitati sono raggiunti da concentrazioni medie annuali più basse. Le concentrazioni massime

orarie superano il valore di 1 μg/m3 sul corpo delle discariche di Masseria e nelle immediate

adiacenze della discarica Resit Z, dove si rileva il valore massimo assoluti di 4 μg/m3 (Figura 50).

Le aree abitate di Parete e Trentola-Ducenta sono interessate da valori di concentrazione

massima oraria di circa 100 e 200 ng/m3 rispettivamente. A Qualiano i valori massimi delle

concentrazioni medie orarie rimangono inferiori a 100 ng/m3. I valori calcolati per le concentrazioni

medie annuali e di picco orario per il MEK sono molto lontani dalle soglie di riferimento per il rischio

tossico non-cancerogeno (5000 μg/m3).

Figura 49. Concentrazioni medie annuali di MEK (ng/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le




Figura 50. Concentrazioni massime orarie di MEK (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le


I terpeni vengono emessi in quantità significative da Resit Z e dalle discariche del gruppo Masseria

(Tabella 5) e danno origini a concentrazioni in atmosfera complessivamente più elevate di quelle

precedentemente discusse per i composti tossici. I campi di concentrazione medi annuali mostrano

valori maggiori di 1 µg/m3 nel raggio di circa 500 m dalla discarica Resit Z, al di sopra della quale si

osserva il valore massimo di 11.6 µg/m3 (Figura 51). Concentrazioni superiori a 100 ng/m3

interessano un’area che si estende per circa 1 km a NW, 500 m a NE e SE, e oltre 2 km a SW

dell’area occupata dalle discariche. I centri abitati di Parete, Trentola-Ducenta e Qualiano sono

interessati da concentrazioni medie annuali comprese rispettivamente negli intervalli 10-20 ng/m3,

5-10 ng/m3, 1-5 ng/m3. Le concentrazioni massime orarie raggiungono i 145 µg/m3 sopra la

discarica Resit Z e mostrano valori superiori a 20 µg/m3 nel raggio di 1 km da questa discarica

(Figura 52). I centri abitati di Qualiano, Trentola-Ducenta e Parete sono interessati da valori

massimi delle concentrazioni medie orarie rispettivamente di circa 1 µg/m3, 2 µg/m3 e 5 µg/m3.

Le concentrazioni di alcani sono dello stesso ordine di grandezza, anche se di valore inferiore,

delle concentrazioni di Terpeni (Figura 53 e Figura 54). Anche la distribuzione spaziale dei campi

di concentrazione è molto simile a quella relativa ai Terpeni. I campi di concentrazione medi

annuali mostrano valori maggiori di 1 µg/m3 nelle immediate vicinanze della discarica Resit Z, al di

sopra della quale si osserva il valore massimo di 2.9 µg/m3 (Figura 53). Le concentrazioni

massime orarie raggiungono i 36 µg/m3 sopra la discarica Resit Z e mostrano valori superiori a 10

µg/m3 nel raggio di 500 m dalla stessa (Figura 54). Il solo centro abitato di Parete è interessato da

concentrazioni medie annuali superiori a 5 ng/m3 e valori massimi delle concentrazioni medie

orarie compresi fra 2 e 5 µg/m3.

Le concentrazioni atmosferiche calcolate di Aldeidi risultano molto limitate sia in termini di medie di

lungo periodo (Figura 55) che di valori di picco orari (Figura 56). Unicamente a distanze di meno di

1 km dalla discarica Resit Z sono superati valori di concentrazione di 1 ng/m3, mentre i massimi

delle concentrazioni medie orarie superano i 200 ng/m3 nelle immediate vicinanze della discarica.

Il centro abitato di Parete è interessato da valori massimi delle concentrazioni medie orarie di 10

ng/m3, mentre non registrano valori significativi per le concentrazioni medie di lungo periodo in

prossimità dei centri abitati.



Più significative risultano le concentrazioni di trimetil e tetrametil benzeni i cui valori medi annuali

assumono valori superiori a 20 ng/m3 nell’area limitrofa alle discariche e raggiungono gli 82 ng/m3

al di sopra delle stesse (Figura 57). In corrispondenza dei centri urbani di Parete, Trentola-Ducenta

e Casapesenna si osservano concentrazioni medie annuali comprese rispettivamente negli

intervalli 10-20 ng/m3 e 5-10 ng/m3. I valori massimi delle concentrazioni medie orarie superano i

0.5 µg/m3 solo nell’area immediatamente adiacente alle discariche (Figura 58) ed in

corrispondenza del centro abitato di Parete raggiungono valori di circa 100 ng/m3.

Le concentrazioni calcolate di tetraidrofurano assumono valori di scarso rilievo sia per quanto

riguarda le concentrazioni medie di lungo periodo (Figura 59) sia per quanto concerne i valori

massimi delle concentrazioni medie orarie (Figura 60).

Figura 51. Concentrazioni medie annuali di Terpeni (ng/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le




Figura 52. Concentrazioni massime orarie di Terpeni (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le


Figura 53. Concentrazioni medie annuali di Alcani (ng/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le




Figura 54. Concentrazioni massime orarie di Alcani (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le


Figura 55. Concentrazioni medie annuali di Aldeidi (ng/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le




Figura 56. Concentrazioni massime orarie di Aldeidi (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra). Le


Figura 57. Concentrazioni medie annuali di Tri-tetramethil benzeni (ng/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4

km2 (destra). Le isolinee di concentrazione sono sovrapposte alla carta tecnica regionale.



Figura 58. Concentrazioni massime orarie di Tri-tetramethil benzeni (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4

km2 (destra). Le isolinee di concentrazione sono sovrapposte alla carta tecnica regionale.

Figura 59. Concentrazioni medie annuali di Tetraidrofurano (ng/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra).




Figura 60. Concentrazioni massime orarie di Tetraidrofurano (µg/m3) dovute alle emissioni di tutte le discariche sull’intero dominio di calcolo (sinistra) e su di uno zoom di 4x4 km2 (destra).




8 Conclusioni Le attività di monitoraggio realizzate nell’ambito del progetto BioQuAr (Biogas e Qualità dell’Aria; http://bioquar.isafom.cnr.it) hanno permesso di ottenere una stima di sintesi delle emissioni di metano e di composti organici volatili non metanici dalle discariche localizzate nell’area vasta di Giugliano. L’analisi relativa ai VOC ha permesso di ottenere una stima delle emissioni di 80 specie e di fornisce quindi indicazioni sulla presenza di sostanze tossiche all’interno delle discariche monitorate. La presenza di alcune sostanze, quali i composti aromatici e clorurati, nel biogas costituisce un indicatore diretto dello smaltimento di rifiuti di origine industriale. La frazione attribuibile ad ognuno dei composti di interesse rispetto alla massa totale dei VOC campionati può essere confrontata con misure analoghe realizzate in altre discariche controllate per mettere in luce differenze attribuibili al contenuto delle discariche stesse.

Le stime effettuate hanno permesso di evidenziare l’emissione di idrocarburi aromatici e composti clorurati in percentuale rilevante rispetto al totale dei VOC. Questa valutazione conferma la pericolosità delle sostanze contenute all’interno dei rifiuti stoccati e la loro dispersione attraverso i diversi vettori ambientali.

L’applicazione di un sistema modellistico per la stima della dispersione degli inquinanti in atmosfera ha permesso di valutare l’impatto sulla qualità dell’aria delle sostanze emesse in atmosfera. Va ricordato che le simulazioni modellistiche sono state impostate in modo da ricostruire la meteorologia locale e le concentrazioni medie orarie degli inquinanti su di un intero anno che ha incluso i periodi di campagna di misura.

Le concentrazioni di metano mostrano valori medi annuali limitati, che portano approssimativamente ad un raddoppio delle concentrazioni di fondo atmosferico solo al di sopra delle discariche, con valori che superano 1 mg/m3. Non paiono significativi i contributi ai valori medi di lungo periodo in corrispondenza dei centri abitati. I valori di picco delle concentrazioni di metano, valutati attraverso l’analisi dei massimi delle concentrazioni medie orarie, risultano compresi fra 5 e 10 mg/m3 al di sopra delle discariche e di circa 1 mg/m3 a Parete, il centro abitato interessato dalle concentrazioni di picco più elevate.

Le analisi della variabilità stagionale delle concentrazioni mostra che i valori più elevati si osservano durante l’inverno, quando condizioni di stabilità atmosferica e vento debole sfavoriscono la dispersione degli inquinanti emessi in prossimità del suolo.

Le concentrazioni stimate per le specie VOC di maggior interesse sono state confrontate con i livelli di screening per il rischio cancerogeno e con i livelli di riferimento per il rischio non cancerogeno. Se disponibili sono stati utilizzati anche i livelli delle linee guida WHO e, per il solo benzene, il limite europeo alle concentrazioni in aria.

Non sono state riscontrate criticità relative ai livelli di concentrazione in aria stimati per tutte le specie VOC prese in considerazione. Per tutti i composti considerati le concentrazioni in aria sono risultate significativamente inferiori alle soglie di riferimento per la nocività sulla salute umana. Questo risultato può essere considerato in larga misura atteso in quanto la dispersione atmosferica non è il vettore principale di diffusione degli inquinanti dalle discariche, in particolar modo per impianti chiusi da più di un decennio.

Ciononostante, va considerato che le sostanze che danno origine alle concentrazioni relativamente più elevate (toluene, xilene, etilbenzene, 1-1 dicloro etilene, tetracloro etilene e metiletilchetone) sono composti di provata nocività e che il contributo delle emissioni delle discariche va a sommarsi a valori di fondo, potenzialmente non trascurabili, dovuti all’insieme delle sorgenti presenti sul territorio dell’agglomerato Napoli-Caserta.

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Simulazione annuale delle emissioni gassose delle discariche di giugliano

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