Sabina Bellodi,, Enrica Canossa Ecosistema Urbano, Servizio Sistemi Ambientali ARPA sez.provinciale di Ferrara

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1 La Qualità dell Aria stimata: applicazioni modellistiche ADMS per uno studio della diffusione degli inquinanti atmosferici nel comune di Ferrara e aree limitrofe Sabina Bellodi,, Enrica Canossa Ecosistema Urbano, Servizio Sistemi Ambientali ARPA sez.provinciale di Ferrara Seminario Qualità dell aria e dintorni: recenti indagini di Approfondimento in provincia di Ferrara - 26 maggio 2008

2 Cosa è un modello per la Qualità dell Aria E uno strumento matematico/informatico che cerca di ricostruire il più fedelmente possibile la concentrazione dei vari inquinanti in un dominio di calcolo spazio-temporale di interesse, descrivendo i fenomeni fisico chimici (trasporto, diffusione, reazioni chimiche deposizioni) ) subiti dall inquinante in atmosfera, tramite equazioni o relazioni funzionali fra le grandezze fondamentali che descrivono tali fenomeni

3 Possibili applicazione dei modelli di Qualità dell Aria valutazione di QA in zone senza misure (valutazione preliminare, zonizzazione, relazioni annuali di QA...) individuazione di zone idonee per la collocazione di centraline analisi di scenario (p.es( p.es.:.: misure di riduzione delle emissioni, rinnovo parco macchine, nuovo insediamento produttivo) valutazioni di impatto ambientale (valutazione degli impatti di soluzioni alternative) previsioni di QA rilasci accidentali (gestione di emergenze)

4 DM 60/2002 Riferimenti Normativi Recepimento della direttiva 1999/30/CE del Consiglio del 22 aprile 1999 concernente i valori limite di qualita' dell'aria ambiente per il biossido di zolfo, il biossido di azoto, gli ossidi di azoto, le particelle e il piombo e della direttiva 2000/69/CE relativa ai valori limite di qualita' dell'aria ambiente per il benzene ed il monossido di carbonio. Art. 3 - Valutazione dei livelli Allegato X: Obiettivi per la qualità dei dati e relazione sui risultati della la valutazione della qualità dell aria DM 261/02 Regolamento recante le direttive tecniche per la valutazione preliminare della qualità dell'aria ambiente, i criteri per l'elaborazione del piano e dei programmi di cui agli articoli 8 e 9 del decreto legislativo 4 agosto 1999, n Allegato 1: Direttive tecniche concernente la valutazione preliminare della qualità dell aria: modelli, caratteristiche generali, procedure di applicazione, incertezza.

5 La scelta dei modelli elementi da considerare: scala spaziale (microscala, locale, mesoscala,, regionale, globale) scala temporale (short-term/long-term) terreno piano/complesso, dominio urbano/rurale, siti costieri, valli, canyon urbani... inquinante inerte/reattivo, gas/aerosol deposizione sì/no complessità dei fenomeni meteo,, presenza di calme di vento, brezze... sorgenti emissive da considerare (puntuali, lineari, areali) tempi di calcolo tempi di predisposizione degli input costi

6 La scelta dei modelli - problematiche Condizione necessaria per un utilizzo funzionale dei modelli di dispersione, è l'acquisizione di dati di ingresso affidabili e completi. E' quindi indispensabile la conoscenza del numero e delle caratteristiche delle stazioni meteorologiche esistenti, dei dati di traffico e delle stime più affidabili sulle emissioni dell intero inventario. La scelta dell'area da esaminare deve tenere conto della disponibilità di dati di ingresso.

7 integrazione dell equazione generale di trasporto e diffusione, in condizioni semplificate: condizioni meteo stazionarie e omogenee velocità del vento non nulla (V al denominatore) inquinante passivo, inerte nessuna rimozione terreno piatto Modelli Gaussiani C( x, y, z) = Q C f = σ y, z emissione = fondo Q 2π Vσ σ = σ ( x, turbolenza) y, z y z e 1 y 2 σ 2 2 y z + σ 2 2 z + C f il pennacchio (plume) viene trasportato nella direzione del vento

8 Modelli Gaussiani modificati innalzamento del pennacchio (altezza effettiva della sorgente) inversioni in quota calme di vento sorgenti lineari, areali,, volumetriche (la linearità emissioni- concentrazioni dell'equazione del gaussiano consente di sommare varie sorgenti --> > modelli per aree urbane) siti costieri terreno complesso (valli, colline, declivi...) aree urbane, canyon urbani trasformazioni chimiche semplici Deposizioni effetto scia (wake( wake) ) (dovuta al camino o ad edifici)

9 Modello ADMS URBAN versione 2.2 Modello stazionario gaussiano modificato di dispersione degli inquinanti rilasciati nelle aree urbane da sorgenti: Industriali Domestiche Traffico CERC (Cambridge Environmental Research Consultants Ltd) UK

10 Caratteristiche del Modello ADMS URBAN Versatilità delle applicazioni: Preprocessore meteo: ADMS è dotato di un preprocessore meteo che calcola i parametri dello strato limite sulla base di dati meteorologici di input; Modello avanzato di dispersione con un profilo gaussiano in condizioni stabili e neutre ed un profilo verticale non gaussiano della concentrazione centrazione in condizioni instabili; Profilo verticale non gaussiano delle concentrazioni Collegamento diretto all inventario delle emissioni Gamma completa di tipi di sorgenti che permette di analizzare fino a 1500 sorgenti puntuali, lineari, di area e di volume; Reazioni chimiche con NOx, O3, VOC Terreno complesso, street canyon, edifici Integrazione con sistemi GIS (Arcview, Mapinfo, Spatial A.) Interfaccia di facile utilizzo

11 Caratteristiche del Modello ADMS URBAN

12 Applicazione del modello ADMS URBAN a Ferrara SORGENTI

13 Applicazione del modello ADMS URBAN a Ferrara DATI RICHIESTI DAI VARI TIPI DI SORGENTE

14 Applicazione del modello ADMS URBAN a Ferrara SCHEDA SOURCE Dominio INPUT = 15 X 12 km, OUTPUT = 13 X 10 Km SORGENTI INDUSTRIALI trattate tutte come sorgenti POINT PARAMETRI:h e diametro camino (m), velocità fumi (m/s), temp.fumi ( C( C), emissioni (g/s), georef.. (ArcView( ArcView) File fac contenente i fattori di emissione variabili per le sorgenti industriali per la modulazione giornaliera e mensile delle emissioni dei singoli camini

15 Applicazione del modello ADMS URBAN a Ferrara SCHEDA SOURCE Dominio INPUT = 15 X 12 km, OUTPUT = 13 X 10 Km SORGENTI INDUSTRIALI trattate tutte come sorgenti POINT Dominio INPUT 15X12km Dominio OUTPUT 13X10km Inceneritori Sorgenti Industriali PM10 Nelle sorgenti industriali POINT sono compresi gli inceneritori Canal Bianco e Conchetta,, le caldaie di Canal Bianco e le centrali di produzione di energia

16 Applicazione del modello ADMS URBAN a Ferrara SCHEDA SOURCE - Dominio INPUT = 15 X 12 km, OUTPUT = 13 X 10 Km SORGENTI INDUSTRIALI trattate tutte come sorgenti POINT Dominio INPUT 15X12km Dominio OUTPUT 13X10km Inceneritori Sorgenti Industriali NOX Nelle sorgenti industriali POINT sono compresi gli inceneritori Canal Bianco e Conchetta,, le caldaie di Canal Bianco e le centrali di produzione di energia

17 Applicazione del modello ADMS URBAN a Ferrara SCHEDA SOURCE SORGENTI INDUSTRIALI : quali dati??? Emissioni Polo Chimico Catasto emissioni reali aggiornamento anno 2005, realizzato dal Comune di Ferrara in collaborazione del Polo Chimico Emissioni Extra Polo Chimico Catasto emissioni anno 2005: dato SME e controlli in continuo ove presenti, applicazioni di fattori di riduzione autorizzato/misurato ato per le altre emissioni fonte EU-ETS - Emission Trading

18 Applicazione del modello ADMS URBAN a Ferrara SCHEDA SOURCE - Dominio INPUT = 15 X 12 km, OUTPUT = 13 X 10 Km SORGENTE GRAFO STRADALE ROAD SORGENTI LINEARI PARAMETRI: h da suolo (m), larghezza (m), h canyon (m), velocità (m/s), emissioni (t/a), georef.. Archi (ArcView( ArcView) File fac contenente i fattori di emissione variabili per le sorgenti lineari per la modulazione giornaliera e mensile delle emissioni degli archi stradali

19 Applicazione del modello ADMS URBAN a Ferrara SCHEDA SOURCE - Dominio INPUT = 15 X 12 km, OUTPUT = 13 X 10 Km SORGENTE GRAFO STRADALE ROAD SORGENTI LINEARI Dominio INPUT Dominio OUTPUT Grafo stradale emissioni NOX (t/a)

Applicazione del modello ADMS URBAN a Ferrara

Applicazione del modello ADMS URBAN a Ferrara SCHEDA SOURCE - Dominio INPUT = 15 X 12 km, OUTPUT = 13 X 10 Km SORGENTE GRIGLIA PARAMETRI: georef.. Celle 250mX250m (ArcView( ArcView), h griglia (m), emissioni (t/a) La sorgente griglia contiene la sommatoria

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