La qualità dell aria in. modelli e gestione. Dott.ssa Stefania Ganz Dipartimento ARPAV di Belluno

La qualità dell’aria in provincia di Belluno:

provincia di Belluno:

modelli e gestione

Dott.ssa Stefania Ganz

Dipartimento ARPAV di Belluno

Protezione: attraverso i controlli ambientali che tutelano la salute della popolazione e la sicurezza

del territorio;

a.r.p.a.v.

del territorio;

Prevenzione: attraverso la ricerca, la formazione, l’informazione e l’educazione ambientale

competenze tecnico-scientifiche che

caratterizzano ARPAV

Qualità dell’aria ambiente

Direttiva 2008/50/CE relativa alla qualità dell’aria ambiente e per un’aria più pulita in Europa

D.Lgs. 155 del 2010: quadro normativo unitario in materia di valutazione e gestione della qualità dell’aria

Inquinanti e limiti Zonizzazione

Rete di monitoraggio Modellistica

Misure : stazioni fisse e mobili

Modelli matematici: utile strumento per

•ottenere campi di concentrazione o valutare la qualità dell’aria anche in aree dove non esistano stazioni di misurazione;

•comprendere le relazioni tra emissioni e immissioni, discriminare i contributi delle diverse sorgenti(source apportionment) e

determinare i contributi transfrontalieri (trasporto su larga scala);

•integrare e combinare le misure in modo da ridurre il numero delle stazioni fisse;

•prevedere la qualità dell’aria sulla base di scenari ipotetici di emissione o con variazione delle condizioni meteo;

D.Lgs. 155/2010

Competizione fra misure e modelli?

Le misure sono più precise ed accurate

I modelli sono meno accurati ma

Vincente è combinare misure e modelli

I modelli sono meno accurati ma

permettono di descrivere aree più vaste

Fattori da considerare nei modelli di dispersione degli inquinanti in atmosfera

1. Il tipo di sorgente emissiva

en.wikipedia.org

Sorgenti puntuali (es. industrie)

Inventario delle emissioni in atmosfera (bottom-up):

tipo di inquinanti emessi, cicli di produzione, caratteristiche del camino e dei fumi.

Sorgenti lineari (es. arterie stradali) Sorgenti lineari (es. arterie stradali)

Misure di traffico, dati ACI relativi al parco

veicolare provinciale, fattori di emissione (INEMAR, COPERT 4)

Sorgenti areali (es. diffuso urbano)

Indagine conoscitiva sui consumi (diversi tipi di combustibile), stime di tipo top-down, fattori di emissione EEA o INEMAR ecc

1%

2% 65%

3%

0%

18%

5%0% 4%2% M01

M02 M03 M04 M05 M06 M07 M08 M09 M10

Stima della ripartizione % dei macrosettori emissivi per PM10

nel 2010

M01-Produzione energia e trasf. combustibili M02-Combustione non industriale

M03-Combustione nell’industria

Regione Veneto M11

0%

88%

0% 2%

0% 7%

2%

0%

0%

1%

M01 M02 M03 M04 M05 M06 M07 M08 M09 M10 M11 Provincia di Belluno

M03-Combustione nell’industria M04-Processi produttivi

M05-Estrazione e distribuzione combustibili M06-Uso di solventi

M07-Trasporto su strada

M08-Altre sorgenti e macchinari

M09-Trattamento e smaltimento rifiuti M10-Agricoltura

M11-Altre sorgenti e assorbimenti

Source: EMEP/EEA Emission Inventory Guidebook 2013

2. L’orografia e l’uso del suolo

Modello Digitale del Terreno Uso del Suolo 1:250.000

vento

3. La meteorologia

inversione termica

deposizione umida (pioggia, neve, nebbia)

Planetary Boundary Layer (PBL)

Il PBL si estende entro i primi 2-3 Km dell’atmosfera e descrive quella parte di troposfera che viene direttamente

influenzata dalla presenza della superficie terrestre e risponde ai cambiamenti indotti dalla stessa in breve

tempo (circa un'ora o meno) [Stull 1988]

http://elte.prompt.hu/sites/default/files/tananyagok/AtmosphericChemistry/ch01s05.html

4. Le condizioni iniziali e al contorno

Modelli deterministici

Si classificano in base al sistema di riferimento utilizzato

Accumulo = flusso netto (entrata-uscita)+ sorgente-rimozione Modelli euleriani: sistema di coordinate fisso

Modelli lagrangiani: sistema di coordinate mobile

Descrivono il moto di porzioni di fluido (colonne d’aria o particelle)

ANALITICI (gaussiani o puff), A BOX, A GRIGLIA

A TRAIETTORIA, A PARTICELLE

ADMS: modello euleriano analitico gaussiano

Modello adatto a simulazioni in città di varie dimensioni.

Include tutti i tipi di sorgente tipici di aree urbane, considera anche situazioni complesse (street canyon) e

fornisce output a diverse scale.

ADMS-Urban

Campo di vento omogeneo e costante su tutto il dominio (stazione più rappresentativa),

non gestisce calme di vento, no modello fotochimico (versione 2.2)

Applicazioni: traffico stradale

ADMS-Urban

ADMS-Urban

Applicazioni: sorgente puntuale (camino-ciminiera)

ADMS-Urban

0° 10°

20°

30°

40°

50°

60°

70°

80°

90°

270°

280°

290°

300°

310°

320°

330°

340° 350°

10 20 30 40 50 60

ADMS-Urban

0

0 3

1.5 6

3.1 10

5.1 16

8.2

(knots)

(m/s)

Wind speed

90°

100°

110°

120°

130°

140°

150°

170° 160°

190° 180°

200°

210°

220°

230°

240°

250°

260°

270°

FARM: modello euleriano a griglia (scala regionale)

FARM (Flexible Air Quality Regional Model) di Arianet è in grado di calcolare la dispersione, la trasformazione e

la deposizione di inquinanti reattivi (fotochimica e particolati) in condizioni complesse.

Il sistema non si limita alla determinazione delle concentrazione degli inquinanti primari emessi

direttamente dalle sorgenti, ma con i moduli fisico-chimici integrati aggiunge le

trasformazioni secondarie, come avviene ad esempio per polveri e ozono.

DB meteo: CMT, CVA Sodar, Radiometro e

Radiosondaggio

Banca dati emissioni in

atmosfera Dati monitoraggio qualità dell’aria Pre

Pre--processamentoprocessamento

FARM

Condizioni iniziali e al

contorno

Confronto modello-misure Modello

fotochimico di dispersione

FARM Orografia e uso del

suolo

Post

Post--processamentoprocessamento

Perché un modello tanto complesso?

Inquinanti primari (CO, PM10

primario, NO, SO₂) Modelli gaussiani e

lagrangiani

FARM

Inquinanti secondari (PM10 secondario, NO₂, O₃)

Modelli euleriani a griglia con modulo fotochimico

Importanza del PM10 secondario 30-60%

Fonte: filtri PM10 Belluno e Feltre

Output di modello

Arpav informa:

http://www.arpa.veneto.it/arpavinforma/bollettini/aria/rete_pm10.php

Arpav informa:

http://www.arpa.veneto.it/previsioni_inquinanti/pm10/html/index.php

Arpav informa:

http://www.arpa.veneto.it/arpav/chi-e-arpav/file-e-allegati/dap-belluno/aria/Qualita-dellaria-prov-bl

Arpav informa:

http://www.arpa.veneto.it/arpav/chi-e-arpav/file-e-allegati/dap-belluno/aria/rapporti-annuali-qualita-dellaria

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Grazie per l’attenzione!

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stefania.ganz@arpa.veneto.it