Le autorizzazioni per le emissioni in atmosfera. Aspetti tecnici ed operativi. 1. L'approccio DPSIR contestualizzato alla modellistica numerica

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1 Introduzione Le autorizzazioni per le emissioni in atmosfera. Aspetti tecnici ed operativi 1. L'approccio DPSIR contestualizzato alla modellistica numerica 4 maggio 2012 Palazzo Belgrado Salone del Consiglio Piazza del Patriarcato 3, Udine Francesco Montanari ARPA FVG CRMA Centro Regionale di Modellistica Ambientale crma@arpa.fvg.it

2 Introduzione: generale Parleremo di: INQUINAMENTO ATMOSFERICO QUALITA' DELL'ARIA-AMBIENTE (non di alterazioni climatiche e CO2; non di qualità dell'aria negli ambienti confinati e negli ambienti di lavoro; ecc.) Più in particolare... dell'uso di modelli matematici per descrivere e prevedere il fenomeno Perché ci interessa? Per la tutela della salute, degli ecosistemi e dell'economia Nel trattare ciascun aspetto procederemo dal banale allo specialistico, anche molto velocemente. 2

3 Introduzione: DPSIR Introdurremo: lo schema D.P.S.I.R. in cui inquadrare i seguenti elementi e le relazioni fra di essi: 1. le sorgenti dell'inquinamento (emissioni) 2. la meteorologia 3. la qualità dell'aria che respiriamo 4. i suoi effetti sulla salute, sugli ecosistemi e sull'economia 5. la Normativa in materia ed i procedimenti autorizzativi DPSIR è uno schema concettuale: vedremo come, con i modelli matematici, lo rendiamo quantitativo 3

4 DPSIR: schema 4

5 per la Qualità dell'aria... sono le cause "indirette" dell'inquinamento atmosferico Es: 1. un milione e mezzo di persone nella nostra regione 2. morfologia e meteo-clima dell'area padana 3. il fabbisogno energetico medio per persona 4. la quantità di materia prima utilizzata da un'azienda... 5

6 per la Qualità dell'aria... sono le cause "dirette" dell'inquinamento atmosferico (emissioni) Es: 1. le emissioni di PM10 da traffico stradale 2. le emissioni di NO2 da riscaldamento domestico 3. le emissioni di C6H6 dagli impianti industriali

7 per la Qualità dell'aria... Es: 1. la concentrazione media annua di PM10 in una certa Area 2. il numero di superamenti annuo della soglia di 120 ug/m 3 per la concentrazione oraria di NO2, in una certa Area... la concentrazione degli inquinanti in aria, espressa secondo opportuni indicatori 7

8 per la Qualità dell'aria... Es: 1. numero di ricoveri/decessi annuali attribuibili all'inquinamento atmosferico 2. riduzione della biodiversità... gli effetti su salute, ecosistemi, economia del peggioramento dello Stato 8

9 per la Qualità dell'aria... le azioni messe in atto per la riduzione degli Impatti Es: - la Normativa su Emissioni e Qualità dell'aria - la pianificazione regionale, statale ed europea - le prescrizioni nei processi autorizzativi - le azioni volontarie (Certificazione Ambientale EMAS / ISO > Politiche Ambientali) - la ricerca e lo sviluppo - modelli di sviluppo sostenibile (informazione e promozione di comportamenti...)

10 DPSIR: schema (cause prime) (emissioni) (Norme, Piani, autorizzazioni...) (qualità dell'aria) (salute, economia, ecosistemi) 10

11 DPSIR: da utilizzare sempre... Lo schema DSPIR vale a tutte le scale spaziali e gestionali: globale, nazionale, regionale... fino alla singola azienda E' inutile provare a descrivere e gestire il fenomeno inquinamento atmosferico senza considerare tutti tali elementi....inutile anche ai fini di richiedere un'autorizzazione alle emissioni! Il cittadino può limitarsi a puntare il dito, allarmarsi, indignarsi per la qualità dell'aria che respira (Stato) o per una sorgente di emissioni (Pressione) Ma gli Enti che pianificano, regolamentano, autorizzano le emissioni, e le stesse ditte responsabili, non possono esimersi dal considerare il fenomeno in tutta la sua articolazione. Sarebbe improprio fermarsi alla descrizione della sorgente (Pressione). O, viceversa, alla misura della qualità dell'aria (Stato) senza metterla in relazione con le sorgenti (Pressione). Per rendere queste relazioni quantitative ci servono dei modelli. 11

12 DPSIR: da utilizzare sempre... Lo schema DSPIR vale a tutte le scale spaziali e gestionali: globale, nazionale, regionale... fino alla singola azienda E' inutile provare a descrivere e gestire il fenomeno inquinamento atmosferico senza considerare tutti tali elementi. Gli Enti (Regione, anche tramite ARPA, Province) hanno importanti e chiare responsabilità nel fornire i quadri di riferimento: - per i Determinanti (Piano Energetico, Piano Territoriale, dati meteo-climatici...) - per le Pressioni (inventario regionale delle emissioni in atmosfera) - per lo Stato (reti di monitoraggio della qualità dell'aria, modelli fotochimici su scala di bacino) - per le Risposte (leggi e regolamenti regionali, Piani, procedimenti di autorizzazione) A tali informazioni ci si deve riferire negli Studi di Impatto Ambientale (ambito VIA), nelle AIA, nelle autorizzazioni alle emissioni in atmosfera, nelle autorizzazioni uniche, nelle VAS. Tali informazioni devono poi essere integrate con quelle specifiche dell'impianto / opera / cantiere / Piano per il quale si chiede l'autorizzazione. 12

13 DPSIR: finale Abbiamo introdotto: lo schema D.P.S.I.R. in cui inquadrare i seguenti elementi e le relazioni fra di essi: 1. la meteorologia = DETERMINANTE (uno dei Determinanti) 2. le sorgenti dell'inquinamento (emissioni) = PRESSIONI 3. la qualità dell'aria che respiriamo = STATO 4. i suoi effetti sulla salute, sugli ecosistemi e sull'economia = IMPATTI 5. la Normativa in materia ed i procedimenti autorizzativi = RISPOSTE La Normativa, nella gran parte dei casi, ci consente di non spingere la nostra analisi fino alla determinazione degli Impatti (sanitari e sugli ecosistemi), fornendoci dei valori limite per la concentrazione in aria-ambiente degli inquinanti più diffusi (Stato). Significa che l'analisi degli impatti è stata fatta a monte, per stabilire i limiti. Se abbiamo a che fare con inquinanti non normati in aria-ambiente (es: formaldeide, diossine, cromo... ), bisogna arrivare a stimare gli Impatti (analisi di rischio...) 13

14 Modelli... MODELLI MATEMATICI Perché ci servono? per descrivere e prevedere il fenomeno inquinamento atmosferico, rendendo quantitative le relazioni individuate nello schema DPSIR. Quantificare: per assicurare il massimo dell'informazione ai cittadini e (soprattutto) ai decisori. Anche se, alla fine del processo, si arriva sempre all'incommensurabile: non misurabile, non confrontabile. Come si pesano 200 nuovi posti di lavoro rispetto al rischio di un aumento di 5 ricoveri/annui per patologie respiratorie? Quello che non si misura è lo spazio della politica... i tecnici si limitano a dare i numeri! 14

15 Introduzione: modelli MODELLI MATEMATICI Vedremo come QUALUNQUE descrizione quantitativa vogliamo dare del fenomeno inquinamento atmosferico e delle relazioni fra i suoi attori, noi stiamo usando un MODELLO matematico. Esplicito o nascosto. Semplice o complesso. Analitico o numerico. Lagrangiano o euleriano... Se esco dalla porta con un misuratore di ossidi di azoto, misuro la concentrazione in aria e dico oggi a Udine ci sono 40 ug/m3 ho applicato un modello matematico. Il più semplice: l'identità nello spazio e nel tempo. Non ho detto niente sulle sorgenti. Un modello di questo tipo può essere o non essere adeguato, a seconda della domanda cui devo rispondere... 15

16 Introduzione: modelli MODELLI MATEMATICI Vedremo come QUALUNQUE descrizione quantitativa vogliamo dare del fenomeno inquinamento atmosferico e delle relazioni fra i suoi attori, noi stiamo usando un MODELLO matematico. Esplicito o nascosto. Semplice o complesso. Analitico o numerico. Lagrangiano o euleriano... Se affermo che l'emissione di NO2 da una caldaia è trascurabile, significa che: - l'ho quantificata (kg/anno, mg/sec) - ad esempio, ho verificato che essa è inferiore al 5%, o all'1%, o quel che è (lo scriverò), rispetto ad altre emissioni di NO2 già presenti Ma a noi interessa quel che succede nell'aria che respiriamo, per effetto di quella caldaia... Nel dire che l'emissione è trascurabile ci sono alcuni passaggi impliciti: se la sorgente è trascurabile, anche gli effetti lo saranno... In molti casi, questo approccio sarà considerato accettabile. Ma se, per esempio, la zona in cui mi trovo è già soggetta a superamenti dei limiti previsti per la concentrazione di NO2 in aria? Un ulteriore peggioramento, per quanto piccolo, sarà ancora considerato accettabile? 16

17 Modelli, DPSIR ed autorizzazione alle emissioni DETERMINANTI (1): - quantità di materia lavorata - numero di addetti - ore di funzionamento - quantità di prodotto finito... La conoscenza dell'impianto consente di mettere in relazione i DETERMINANTI con le effettive EMISSIONI (convogliate e fuggitive), per mezzo di opportuni FATTORI DI EMISSIONE o altre metodologie di stima. PRESSIONI: ha rilievo il FLUSSO DI MASSA degli inquinanti [massa/tempo], NON la CONCENTRAZIONE [massa/volume]. La SORGENTE va descritta con i parametri richiesti dai MODELLI (area, altezza, velocità di uscita e temperatura dei fumi, flusso di massa degli inquinanti...)? STATO: gli indici della qualità dell'aria nell'area di ricaduta delle emissioni dell'impianto, PRIMA e DURANTE l'esercizio dell'impianto Modelli DETERMINANTI (2): opportune variabili meteorologiche, richieste dai MODELLI, note per un periodo e con una risoluzione sufficiente a determinare l'effetto delle emissioni sullo STATO (concentrazioni in m/s N aria) > 20 IMPATTO: per inquinanti non normati o in aree di risanamento, ANALISI DI RISCHIO... W S E 4 % 8 % 12 % 16 % 17

18 DPSIR e Modelli: conclusioni Lo schema DPSIR permette di inquadrare TUTTE e SOLE le informazioni necessarie per una corretta valutazione. Da evitare: - saltare passaggi - annegare le informazioni rilevanti (DPSIR) in una marea di pagine I modelli matematici diversamente dalle misure in campo, garantiscono: - interpretazione e conferma dei nessi causa-effetto (meteo, emissioni, concentrazioni in aria, sistemi di abbattimento... DPSIR) - capacità preditiva nello spazio (stime su aree anziché in singoli punti) e nel tempo (possibilità di costruire scenari) Ma... pericolo di prendere cantonate! 18

19 Esempio mappa - Fine 19

20 Bibliografia Lo schema DPSIR The DPSIR framework used by the EEA, European Environment Agency, Kongens Nytorv 6, 1050 Copenhagen K, Denmark I modelli matematici Roberto Sozzi, La Micrometeorologia e la Dispersione degli Inquinanti in Aria, APAT - CTN ACE, US EPA, Technology Transfer Network - Support Center for Regulatory Atmospheric Modeling 20