L ESPERIENZA PRESSO UNA DISCARICA IN ESERCIZIO A TARANTO: ACQUISIZIONE DEI DATI IN CONTINUO

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1 L ESPERIENZA PRESSO UNA DISCARICA IN ESERCIZIO A TARANTO: ACQUISIZIONE DEI DATI IN CONTINUO Ing. Federico Cangialosi T&A Tecnologia & Ambiente srl Spin Off del Politecnico di Bari Sede Legale: S.P. 237 per Noci, Putignano (BA) Tel Unità locale: via Tanzi 39/E Bari Laboratorio di Tecnologia e Chimica Ambientale S.P. 237 per Noci, Putignano (BA) Tel Sito web: info@tecnologiaeambientesrl.com 1

2 PROGRAMMA DELLA PRESENTAZIONE INQUADRAMENTO DEL SITO CARATTERISTICHE DEL SISTEMA DI MONITORAGGIO OBIETTIVI DEL LAVORO Valutare l influenza di fattori statisticamente significativi (assenza/presenza abbancamento e direzione vento) sulla diversa frequenza di accadimento di eventi odorigeni (OU/m 3 e H 2 S). Valutare la presenza di correlazione tra i dati delle due centraline, ovvero tra OU/m 3 e H 2 S. Analizzare la frequenza ed intensità di superamento soglie in un anno di monitoraggio. CONCLUSIONI 2

3 INQUADRAMENTO DEL SITO Statte Impianto metallurgico Discarica Raffineria Taranto discarica per rifiuti non pericolosi realizzata all'interno di una esistente cava di calcare superficie di abbancamento rifiuti: ca m 2 volumetria autorizzata per l abbancamento dei rifiuti: ca. 6,2 Mm 3 profondità media della cava: ca. 37 m rispetto al piano campagna 3

4 CARATTERISTICHE DEL SISTEMA DI MONITORAGGIO Piattaforma integrata di monitoraggio: Strumento multisensore (IOMS Sensigent - MSEM32 ); Analizzatore H 2 S (Jerome J605); Sistema OdorPrep per il campionamento di sacche d aria da sottoporre a olfattometria dinamica; Sistema OdorSens per la gestione automatizzata della piattaforma; Stazione meteo-climatica. Le due centraline (MSEM32 e Jerome J605) sono state posizionate una accanto all altra al fine di valutare contestualmente la variazione della concentrazione di odori nelle 24h. 4

5 CARATTERISTICHE DEL SISTEMA DI MONITORAGGIO Description Jerome J605 Sensigent MSEM-32 TIPO DI ANALIZZATORE Analizzatore in continuo di H 2 S multisensor e-nose equipped with 32 sensors (MOS, PID, NCA, NDIR) Naso Elettronico MSEM-32 Analizzatore H2S Jerome J605 FREQUENZA DI MISURA 5 min sec OUTPUT MISURA Concentrazione H2S (ppb) Misura real-time delle concentrazioni di: OU/m 3 (UNI 13725) VOC, H 2 S, SH, NH 3 STRUMENTO DI MONITORAGGIO PRESCRITTO DA ARPA SI SI, dal febbraio

6 CARATTERISTICHE DEL SISTEMA DI MONITORAGGIO I campionamenti di aria sono attivati da remoto in maniera automatica utilizzando i seguenti criteri di trigger (Alarm Threshold): Da dispositivo Jerome: 20 ppb di acido solfidrico per almeno due misure contigue ad intervalli di 5 minuti. Da dispositivo Naso Elettronico: 500 UO/m 3 per una durata complessiva di 300 secondi. Al raggiungimento della condizione di Alarm Threshold i 2 campioni di aria prelevati sono da OdorPrep mediante sistema di campionamento con pompa interna, e contenuti in sacchette di Nalophan secondo UNI 13725: Una sacchetta viene inviata al laboratorio di Olfattometria Dinamica per la determinazione delle unità odorigene secondo Normativa Vigente, e quindi impiegato come base per il confronto tra le misure dei due strumenti di misura. Una sacchetta viene risomministrata al naso elettronico al fine di incrementare i dati di calibrazione dello stesso secondo concentrazione di OU/m3 derivante da Olfattometria Dinamica. 6

7 ΔR/R Addestramento naso elettronico: riconoscimento odori Sludge - municipal WWTP Landfill - well biogas S1 La variazione di odore nonché il riconoscimento del composto campionato da MSEM-32 è dovuta ad una variazione del segnale elettrico dei sensori sollecitati che viene registrato in un file in formato.csv S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 La variazione di odore consente la costruzione di uno spazio canonico caratterizzato dai cluster dei differenti Time (sec) Time (sec) S12 S13 S14 S15 composti odorigeni: attraverso uno studio di elaborazione dei dati forniti dal naso elettronico, si è sviluppato un approccio che consente di discriminare le diverse tipologie di odore per cui lo strumento viene addestrato. MSEM-32 è stato addestrato con un approccio combinato di: Dati in aria ambiente prelevati da unità OdorPrep attivato da soglie Fanghi prodotti dal trattamento di acque reflue urbane Biogas prelevato direttamente dalla superficie della discarica e dai pozzi di estrazione. H 2 S che è alla base di tutti i rifiuti smaltiti in discarica a carattere osmogeno. Rifiuti prodotti dal trattamento meccanico di rifiuti urbani ad alto/basso tenore di sostanza organica 7

8 Dynamic Olfactometry (ou E /m 3 ) Addestramento naso elettronico: predizione quantitativa correlazione Olfattometria dinamica Vs Unità odorimetriche y = x R² = e-nose during training phase (OU/m 3 ) Il naso elettronico è in grado di predire i valori di OU/m 3 con un coefficiente di regressione di circa 0.6 con campioni di biogas prelevati da discarica: la procedura di training on-site (utilizzando campioni di aria in ambiente di discarica) è tutt ora in corso. 8

9 Influenza di fattori statisticamente significativi sulla frequenza di accadimento di eventi odorigeni 1/3 Per entrambe le centraline, è stata condotta parallelamente un analisi statistica al fine di verificare l appartenenza delle serie di concentrazioni dei parametri studiati, alla stessa popolazione di dati, con un elevato grado di fiducia. H2S JEROME Test statistico Campione A Campione B concentrazioni di H 2 S in presenza di concentrazioni di H 1 attività nell area di discarica ( S in assenza di attività nell area di discarica lun-ven; 6-12 sab) 2 3 concentrazioni di H 2 S in corrispondenza dei venti provenienti dall area di discarica S-SE più calme verso la centralina) concentrazioni di H2S in corrispondenza dei venti provenienti dall area di discarica S-SE più calme verso la centralina e in presenza di attività nell area di discarica(7-16 lun-ven; 6-12 sab) concentrazioni di H2S in tutte le altre direzioni di vento concentrazioni di H 2 S in corrispondenza dei venti provenienti dall area di discarica S-SE più calme verso la centralina e in assenza di attività nell area di discarica OU NASO ELETTRONICO Test statistico Campione C Campione D concentrazioni di OU in presenza di concentrazioni di OU in assenza di 1 attività nell area di discarica (7-16 attività nell area di discarica lun-ven; 6-12 sab) 2 3 concentrazioni di OU in corrispondenza dei venti provenienti dall area di discarica S-SE più calme verso la centralina) concentrazioni di OU in corrispondenza dei venti provenienti dall area di discarica S-SE più calme verso la centralina e in presenza di attività nell area di discarica(7-16 lun-ven; 6-12 sab) concentrazioni di OU in tutte le altre direzioni di vento concentrazioni di OU in corrispondenza dei venti provenienti dall area di discarica S-SE più calme verso la centralina e in assenza di attività nell area di discarica H 2 S per Jerome: A1 vs B1, A2 vs B2 e A3 vs B3. OU per MSEM-32: C1 vs D1, C2 vs D2 e C3 vs D3. 9

10 Influenza di fattori statisticamente significativi sulla frequenza di accadimento di eventi odorigeni 2/3 le distribuzioni osservate (concentrazione H 2 S e OU/m 3 ) non sono né gaussiane né note. test non parametrico test di Kolmogorov-Smirnov L ipotesi nulla consiste nel ritenere che i due campioni appartengano alla stessa popolazione La valutazione viene effettuata considerando le distribuzioni cumulate di probabilità elaborazioni dati meteorologici Test statistico Parametri p-value 3 Jerome H2S E-89 MSEM-32 OU/m E-22 10

11 Influenza di fattori statisticamente significativi sulla frequenza di accadimento di eventi odorigeni 3/3 I fattori direzione del vento e attività lavorativa incidono in modo statisticamente significativo rispetto alle misure di concentrazione di H 2 S e Unità Odorimetriche del naso. Waste landfilling NO Waste landfilling L attività di abbancamento rifiuti in discarica genera emissioni statisticamente differenti rispetto alla condizione di non esercizio. Waste landfilling NO Waste landfilling

12 (H2S) ppb (H2S) ppb ANALISI STATISTICA (2/2) 2. Valutare la presenza di correlazione tra i dati delle due centraline, ovvero tra OU/m 3 e H 2 S Jerome J605/MSEM-32 in presenza di attività abbancamento di rifiuti con venti S-SE più CALME Jerome J605/MSEM-32 in assenza di attività di abbancamento rifiuti con venti S-SE più CALME OU/m OU/m3 Correlazione tra H 2 S e OU/m 3 con riferimento alle condizioni del test 3 (presenza attività in discarica con venti) sett-dic 2017 Correlazione tra H 2 S e OU/m 3 con riferimento alle condizioni del test 3 (assenza attività in discarica con venti) sett-dic 2017 In relazione all analisi eseguita tra i dati di concentrazione H 2 S/OU rilevati dalle due centraline si rileva la NON correlabilità tra i due strumenti di monitoraggio. 12

13 H2S (ppb) Analisi di correlazione tra i dati delle due centraline 4/4 H2S Jerome Vs Olfattometria Dinamica y = 0.011x R² = Dynamic Olfactometry (Ou E /m 3 ) Correlazione ridotta (R 2 =0.0528) tra la concentrazione di H 2 S misurata dallo Jerome e dati di olfattometria dinamica (UNI 13725). 13

14 Analisi degli Eventi Superamento (1 anno) Soglia 1/2 Nel periodo di analisi si sono registrati 32 Eventi di Superamento delle Soglie (ESS) del PMeC: il 12.5% degli eventi accade (sia di giorno, sia di notte) in condizioni di vento non proveniente dalla discarica. Per quanto riguarda gli ESS avvenuti in presenza di vento da S-SE + calme, il 57.1% circa sono avvenuti di giorno durante le attività in discarica, mentre il 42.9% durante la notte. tipologia vento Venti provenienti dalla discarica + calme Altre direzioni del vento SETTEMBRE 2017 SETTEMBRE 2018 tipologia evento N ESS % Totali diurno - attività discarica notturno - non attività discarica sub totale diurno - attività discarica notturno - non attività discarica sub totale Eventi di superamento soglie al bordo discarica si sono verificati per il 0,06% del tempo. 14

15 Analisi degli Eventi Superamento (1 anno) Soglia 2/2 Valori di 80 ou E /m 3 sono generalmente considerati valori di fondo, intesi come odore della superficie stessa della discarica e dei suoi componenti, ad es. suolo, erba (Lucernoni et al., 2016 a ). In alcuni regolamenti vi è un'indicazione esplicita su ciò che dovrebbe essere considerato come la "soglia dell'odore di fondo" (UK Defra, 2010 b ). Ad esempio, il regolamento adottato nella Regione Lombardia fissa la soglia per distinguere l'aria inodore dall'odore a 80 ou E /m 3 (D.G.R. Regione Lombardia, 2012 c ). SETTEMBRE 2017 SETTEMBRE 2018 durata monitoraggio 12 mesi frequenza di misura 5 min dati di monitoraggio nel periodo num numero ESS 32 num durata ESS nel periodo 0.06 % 18 ESS con 56% OD > 80 ou E /m 3 degli ESS 0.03% del tempo con OD > 80 ou E /m 3 Al bordo della discarica si sono osservati valori superiori a 80 UO/m3 (determinati con olfattometria dinamica) per il 0,03% del tempo di osservazione (1 anno). 15

16 CONCLUSIONI E stato sviluppato e attuato un protocollo sperimentale di analisi dei dati di qualità odorigena a bordo di una discarica monitorando un parametro target (H2S), i dati di olfattometria dinamica generati da sistema di campionamento Odorprep e i dati di un IOMS. I fattori direzione del vento e attività lavorativa incidono in modo statisticamente significativo rispetto alle misure di concentrazione di H 2 S e Unità Odorimetriche del naso: l attività di abbancamento rifiuti in discarica genera emissioni statisticamente differenti rispetto alla condizione di non esercizio. Il confronto delle misure di H 2 S (Jerome) con le Unità Odorimetriche (MSEM32), a parità di condizioni di vento e in presenza/assenza di attività di abbancamento di rifiuti in discarica, ha mostrato l assenza di correlazione tra i due strumenti di monitoraggio. Inoltre, la misura dell H 2 S non è risultato essere un buon parametro per quantificare le emissioni odorigene di una discarica perché non si è rilevata correlazione tra la concentrazione di H 2 S misurata dallo Jerome e le corrispettive misure di olfattometria dinamica. Nel periodo settembre 2017 settembre 2018 si sono registrati 32 eventi di superamento delle soglie impostate: il 87.5% degli eventi accade in condizioni di vento proveniente dalla discarica. Tali eventi corrispondono al 0,06 % del tempo di osservazione. Al bordo discarica si è osservato un superamento della soglia di 80 UO/m3 per circa metà degli Eventi Superamento Soglia, corrispondente al 0,03% del tempo totale di osservazione. 16

17 GRAZIE PER L ATTENZIONE T&A Tecnologia & Ambiente srl Spin Off del Politecnico di Bari Sede Legale: S.P. 237 per Noci, Putignano (BA) Tel Unità locale: via Tanzi 39/E Bari Laboratorio di Tecnologia e Chimica Ambientale S.P. 237 per Noci, Putignano (BA) Tel Sito web: info@tecnologiaeambientesrl.com 17