SVILUPPO DI UN SISTEMA INFORMATIVO PER L OTTIMALE LOCALIZZAZIONE DEGLI IMPIANTI ZOOTECNICI AI FINI DELLA PREVENZIONE DEI DISTURBI OLFATTIVI

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1 SVILUPPO DI UN SISTEMA INFORMATIVO PER L OTTIMALE LOCALIZZAZIONE DEGLI IMPIANTI ZOOTECNICI AI FINI DELLA PREVENZIONE DEI DISTURBI OLFATTIVI Programma regionale di Ricerca in campo agricolo (DGR n. VII/14532 del Coordinatore del progetto prof. Tommaso Maggiore Partner del progetto: Ambiente Italia s.r.l., Milano Università degli studi di Milano, Dipartimento di Produzione Vegetale

2 Indice 1. Introduzione Allevamenti zootecnici ed emissioni in atmosfera Principali caratteristiche delle emissioni da attività zootecniche Fonti dei composti odorigeni di natura zootecnica Strutture e ricoveri per gli animali Stoccaggio e gestione delle deiezioni Spandimenti agronomici Carcasse animali La percezione degli odori Normativa Norme di riferimento in Italia Norme di riferimento in altri Paesi per il settore zootecnico Il progetto SIOL Obiettivi del progetto Struttura del progetto Approcci empirici per l individuazione delle distanze minime di separazione Modello empirico svizzero Modello empirico austriaco Modello semiempirico tedesco Modello empirico dei Paesi Bassi Modello empirico britannico W-T Model Modello empirico dell Indiana (U.S.A.) (Purdue University) Modello semiempirico del Minnesota, U.S.A. (OFFSET) Modello semiempirico dell Ontario, Canada (MDS) Modello semiempirico del Northfolk, Labrador, Canada Osservazioni conclusive sui modelli speditivi Modelli di dispersione atmosferica per la valutazione del disturbo olfattivo Attività sperimentali: Finalità nell uso del modello di dispersione atmosferica nell ambito del progetto SIOL Le aziende oggetto di studio Misure meteorologiche presso le aziende zootecniche Fasi dell applicazione modellistica Aspetti generali Descrizione dei modelli utilizzati Modello meteorologico diagnostico CALMET Il modello di calcolo micrometeorologico in CALMET Preprocessore meteorologico CPRAMMET Modello di trasporto e dispersione degli inquinanti CALPUFF Analisi e selezione delle osservazioni meteorologiche Stazioni meteorologiche al suolo

3 8.3.2 Radiosondaggi Osservazioni meteorologiche predisposte da CPRAMMET Orografia e uso del suolo Emissioni degli impianti zootecnici Azienda zootecnica Quartierone Azienda zootecnica Vecchio Po Emissioni di ammoniaca (NH 3 ) Misure mediate campionatori passivi Emissioni di Odori Risultati delle simulazioni Azienda Quartierone Azienda Vecchio Po Limiti alle concentrazioni di odore in prossimità di impianti zootecnici Risultati delle simulazioni annuale presso le aziende campione Applicazione dei modelli speditivi alle aziende campione e confronto con gli output del modello di dispersione Realizzazione dell applicativo per la localizzazione ottimale di nuovi impianti zootecnici Caratteristiche e potenziali fruitori Caratteristiche generali del sistema Potenziali utilizzatori Struttura dell applicativo Istruzioni per l uso dell applicativo DMS Operazioni preliminari Avvio della procedura DMS Creazione di un nuovo progetto Gestione database e altre funzioni ausiliarie Messaggio di errore Esempi applicativi Applicazione di DMS all attività di progettazione Utilizzo dell applicativo per la valutazione preliminare di segnalazioni di disturbo Conclusioni Bibliografia

4 1. Introduzione La zootecnia rappresenta nel panorama agricolo europeo un comparto fortemente specializzato, industrializzato e concentrato in alcune aree geografiche ben individuate. L allevamento animale risulta particolarmente sviluppato in diverse regioni dei Paesi dell Europa centrale e settentrionale quali Germania, Francia, Danimarca, Paesi Bassi, Polonia e Gran Bretagna. Nei Paesi del Sud Europa sono importanti aree di produzione la Galizia, la Catalogna e la Lombardia (Eurostat, 2012). La zootecnia italiana ha da tempo una posizione di rilievo tra i Paesi membri dell Unione (EU-27), disponendo del sesto patrimonio per capi bovini e suini (Eurostat, 2012) che, in termini percentuali, corrisponde a poco più del 6% del totale. La produzione avicola italiana, inoltre, rappresenta il 10% di quella complessiva europea (EU-27). Va ricordato che per modalità di rilevamento e finalità delle attività di censimento i dati sul patrimonio animale nazionale e regionale riportati da diverse fonti ufficiali possono evidenziare differenze, anche di una certa consistenza. In Italia è la Lombardia che si colloca, per capi allevati, ai vertici delle regioni italiane, disponendo di un patrimonio zootecnico pari al 27% circa dei bovini nazionali e al 53% dei suini. La regione leader per il settore avicolo è il Veneto (ISTAT, 2011a). La densità animale è un indicatore ampiamente utilizzato per descrivere in modo sintetico la rilevanza della produzione zootecnica sul territorio. Si tratta di un parametro di semplice calcolo che, normalizzato per le diverse specie animali e riferito all unità di superficie agricola, può essere impiegato per numerosi tipi di valutazione nonché a fini regolatori (Saam et al., 2005). In Lombardia la densità di capi animali delle diverse specie raggiunge i valori di gran lunga più elevati del territorio nazionale (Fondazione E. Mattei, 2008). La presenza di bovini per unità di superficie agricola (arable land) risulta ben superiore a quella media dei principali Paesi europei. Figura 1. Intensità dell allevamento animale in Europa (EU27) in unità animali (UA) per ettaro (Fonte IPPC, 2003) La produzione zootecnica italiana risulta comunque largamente deficitaria rispetto ai consumi interni, sia per la produzione di latte che di carni bovine e suine. Le importazioni di 4

5 animali vivi e carni si collocano per entrambi i settori su valori elevati, mentre la produzione di avicoli copre l intero fabbisogno nazionale (ISTAT, 2011b). Il settore zootecnico si è dimostrato da tempo uno dei più vitali del panorama agricolo italiano; esso è in grado di fornire un rilevante valore aggiunto al bilancio economico nazionale, dando inoltre impulso a filiere tra le più significative nell ambito agro-alimentare (Tirelli, 1995; Fanfani, 2009). Per quanto riguarda l allevamento bovino si osserva però da tempo, un trend negativo che ha portato i capi allevati a diminuire di circa mezzo milione di unità nell ultimo decennio, confermando, come evidenziato da ISTAT (2011c), una tendenza di lungo periodo avviatasi, indicativamente, a partire dagli anni ottanta del secolo scorso. Figura 2. Andamento storico del numero di capi bovini, suini e ovicaprini in Italia In Lombardia, dopo le forti contrazioni del numero di capi bovini registrate tra il 2009 e il 2010, si è assistito ad un leggero aumento nel 2011 di circa 10 mila unità. Oggi il loro allevamento è concentra prevalentemente nelle province di Brescia, Mantova e Cremona con oltre il 70% dei capi complessivi. Per quanto riguarda la suinicoltura si stima che l attuale patrimonio nazionale abbia superato nel 2010 la soglia di 9 milioni 300 mila unità, registrando dunque un aumento di circa 500 mila capi rispetto al EUROSTAT (2012) ha rilevato, nel suo commento ai dati statistici del 2010, come la suinicoltura italiana abbia mantenuto sostanzialmente inalterata la propria posizione, pur in presenza di un trend negativo generalizzato. Per il 2011 si registra infine una contrazione significativa dei capi suini (dati ISTAT riportati da ANAS, 2012). Il patrimonio suinicolo della Lombardia rappresenta il 3% di quello complessivo europeo (EU27). I capi suini sono allevati principalmente nelle province di Brescia, Cremona e Mantova sul cui territorio insistono aziende che dispongono del 77% del patrimonio suinicolo regionale. Il panorama d insieme sulla zootecnica lombarda si completa con l allevamento di 27 milioni di avicoli, 415 mila conigli, 105 mila ovini e quasi 58 mila caprini (ISTAT, 2010a). La zootecnia riveste quindi in Lombardia un ruolo estremamente importante, sia per il contributo fornito alla produzione agricola regionale che per la quota che copre del mercato nazionale. Essa fornisce infatti il 60% della produzione lorda vendibile (PLV) agricola regionale che, a sua volta, rappresenta il 20% della PLV nazionale. L allevamento animale in Lombardia, come nelle altre regioni settentrionali, è chiaramente concentrato nelle aree di pianura che offrono un ampia rete di collegamenti con i centri di lavorazione delle carni, con la produzione dei mangimi, nonché importanti sbocchi di mercato per i prodotti lavorati. Le aziende lombarde e quelle delle regioni vicine dispongono inoltre di un diffuso know-how e strutture di supporto alle aziende, elementi che non si riscontrano nel resto del Paese. 5

6 Va rilevato che dai dati delle fonti statistiche più accreditate (EUROSTAT, ISTAT, ERSAF) e, soprattutto, dall analisi degli andamenti temporali disponibili, si ricava un quadro che, seppur non perfettamente omogeneo, evidenzia alcune tendenze di lungo periodo, comuni tra il livello europeo e il territorio lombardo. Esse possono essere riassunte nei seguenti processi: la concentrazione: nei Paesi EU-15 i grandi impianti di allevamento sono in costante crescita a scapito delle aziende di dimensioni inferiori. Lo sviluppo tecnologico, la concorrenza interna ed estera, la tendenza a ridurre la manodopera impegnata ed evidenti economie di scala, inducono a concentrare i siti di produzione animale ponendo via via fuori mercato le aziende più piccole e meno avanzate. Il processo è evidente anche in Italia e, in particolare, in Lombardia. Esso è invece meno marcato nei Paesi EU dell est o in quelli di modesta estensione; l abbandono: parallelamente al processo di concentrazione si osserva in alcune aree un progressivo abbandono della zootecnia, fenomeno che in talune regioni interessa allevamenti di tutte le taglie. I fenomeni di crescente concorrenza e, insieme, la marginalità di alcune aree geografiche rispetto ai fattori della produzione, come nel caso delle zone di montagna, rappresentano le principali cause del fenomeno; la ristrutturazione aziendale: è un processo interno alle aziende di maggiori dimensioni dotate di più impianti produttivi. Queste tendono a concentrare la produzione in un numero limitato di siti con l obiettivo di incrementare l efficienza complessiva, avvantaggiarsi di economie di scala, standardizzare alcune attività (ad esempio la dieta degli animali) e, quindi, abbattere i costi di produzione. La concentrazione dell allevamento animale in alcune regioni è quindi un tratto comune a molti Paesi europei. In Europa si annoverano 11 aree significativamente dedicate alla zootecnia. Come esposto in seguito, se la specializzazione di un territorio evidenzia chiari vantaggi (testimonianza di ciò è l esperienza dei distretti industriali), nel caso della zootecnica a questo fenomeno si accompagnano alcune specifiche criticità. La ricchezza del patrimonio animale e la concentrazione delle aziende di produzione in poche regioni e, addirittura, in un numero ridotto di province, ha infatti portato a rilevanti valori di densità animale sul territorio. Si può dunque parlare, per la Lombardia, di una zootecnia intensiva e, poiché la produzione di foraggi e mangimi è sempre più separata dall allevamento, di un attività a forte specializzazione. Lo sviluppo del settore zootecnico è avvenuto in Lombardia in numerose aree della regione in modo sostanzialmente parallelo all espansione edilizia abitativa e produttiva. Il territorio rurale lombardo ha visto crescere dagli anni sessanta in poi la superficie destinata ad aree residenziali, commerciali e per attività artigianali o industriali. Non solo sono cresciuti i centri abitati storici sviluppando nuovi quartieri e aree residenziali (fenomeno noto come sprawl urbano) ma ne sono sorti di completamente nuovi sia in forma di agglomerati che come propaggini di centri esistenti o piccoli nuclei isolati, fino alla forma delle residenze sparse (Osservatorio Nazionale sui Consumi di Suolo, 1999). Il fenomeno è stato per larga parte favorito da una scarsa capacità di pianificazione del territorio dei diversi livelli amministrativi, ma anche da processi di concentrazione delle attività lavorative nei centri più importanti, trasferendo la funzione residenziale all esterno di essi. Quest ultimo processo ha avuto motivazioni sia di natura economica che per l imporsi di modelli culturali in tal senso (sviluppo delle residenze uni/bifamiliari) (ERSAF, 2010). Al di là delle motivazioni che hanno guidato questi fenomeni il risultato è oggi quello di una forte commistione delle destinazioni d uso del territorio, un elevato consumo di suolo e l alterazione dell identità delle aree rurali. Sempre più frequentemente si riscontra un eccessiva vicinanza tra attività scarsamente compatibili: e questo il caso della zootecnia che, per 6

7 l emissione di composti odorigeni, cioè in grado di produrre sensazioni di fastidio all olfatto umano, richiede che vi siano distanze adeguate tra impianti di allevamento e centri abitati, aree residenziali, centri commerciali, ecc. Anche altre attività produttive (artigianali o industriali) possono considerare negativamente la presenza di impianti zootecnici nelle immediate vicinanze per i disturbi prodotti su chi vi lavora e per il rischio che odori molesti determinino un calo del valore immobiliare delle aree e delle strutture. Il problema è fortemente avvertito in tutta Europa ma anche in altri Paesi occidentali, come Stati Uniti, Canada, Australia, ed è stato ampiamente analizzato per individuare indicazioni e proposte operative ed è tuttora al centro di un intensa attività di ricerca (Wing et al., 2008). Le indagini sperimentali hanno affrontato la problematica sotto diversi punti di vista: dalla riduzione dell emissione di composti odorigeni intervenendo sulla dieta (Ferket et al., 2002) e sulle strutture di allevamento, sviluppando strumenti di mitigazione, o, ancora, suggerendo più rigidi criteri di pianificazione del territorio. Va tuttavia osservato che le diverse problematiche appaiono tra loro fortemente intrecciate da richiedere, per giungere ad un significativo miglioramento delle situazioni più critiche, che i diversi interventi vengano realizzati in modo tra loro integrato e che si sviluppi una più efficace capacità di pianificazione del territorio, fattore prioritario per un contenimento degli episodi di fastidio dovuti alle emissioni di natura zootecnica. I disturbi di carattere olfattivo derivanti dall allevamento animale sono considerati con attenzione in molte province lombarde; la segnalazione di problematiche di questa natura rappresenta infatti la tipologia più frequente di lamentele registrata dagli uffici provinciali dell Agenzia regionale per la protezione dell ambiente (ARPA) e dalle Amministrazione locali. Uno sforzo significativo è stato dedicato negli ultimi anni a mettere a punto approcci e sistemi di valutazione diretta dei disturbi olfattivi, come l olfattometria dinamica (metodologia per la determinazione delle concentrazioni di odore mediante gruppi di rilevatori specializzati), o strumentale (naso elettronico), finalizzati ad analizzare in modo obiettivo le condizioni di criticità (APAT, 2003). Recentemente la normativa inerente la valutazione delle ricadute di odorigeni ha fatto registrare in Lombardia significative novità, come verrà esposto in seguito. La presente indagine, realizzata nell ambito del Programma regionale della ricerca in agricoltura della Regione Lombardia, si sviluppa a partire da queste osservazioni di carattere generale e si focalizza sulla opportunità di mettere a disposizione delle Amministrazioni locali, degli operatori del settore (agronomi, agrotecnici, progettisti di strutture zootecniche), delle stesse Aziende agricole, uno strumento di valutazione preliminare della compatibilità di un impianto zootecnico con gli insediamenti circostanti e, più in generale rispetto all uso del territorio. L approccio proposto si basa dunque sulla valutazione del potenziale odorigeno dell azienda e quindi delle specie allevate, del numero di capi, delle strutture aziendali. Lo strumento, nell idea progettuale, deve poter offrire inoltre indicazioni sulla presenza di situazioni di criticità già esistenti al fine di individuare le priorità per interventi di mitigazione e bonifica. L approccio che verrà illustrato è già stato seguito da tempo da diversi Paesi e ha prodotto numerosi sistemi di valutazione di complessità differente. Alcuni metodologie adottate in Paesi esteri sono state sviluppate con l appoggio delle stesse associazioni degli allevatori, intenzionate a superare le tensioni con le comunità locali, e avere certezza delle possibilità di sviluppo per l intero settore economico. Questi approcci sono spesso classificati come metodi empirici o speditivi per sottolinearne la stretta relazione con l esperienza diretta e per la loro semplicità d uso Tutti i modelli empirici sono stati quindi sviluppati a partire da osservazioni sistematiche di molti anni e su ampi campioni di aziende ma sono strettamente legati al territorio per il quale sono stati realizzati. Il loro utilizzo in aree diverse va quindi 7

8 considerato con attenzione. A quanto noto nelle regioni italiane non è stato mai sviluppato un approccio di questo tipo. In Italia la distanza minima tra aziende zootecniche e residenze è stata oggetto per lungo tempo dei Regolamenti comunali di igiene e sanità. Questi prescrivono un unico valore di riferimento indipendentemente dalla specie animale allevata, dal numero di capi e dalle strutture. Il quadro normativo è oggi piuttosto articolato essendo intervenute altre norme e altri enti a regolare queste tematiche. Ciò ha determinato una notevole disomogeneità dei criteri di valutazione tra le regioni italiane. Dove il Regolamento comunale di igiene e sanità è il testo di riferimento, alcune Amministrazioni, non ritenendo compatibile la zootecnia con attività che localmente rivestono particolare rilevanza (ad esempio il turismo), hanno imposto limiti tali da precludere l allevamento industriale, altri hanno fatto scelte diametralmente opposte. L approccio che viene qui proposto vuole rappresentare quindi un contributo per individuare procedure di valutazione, anche a fini autorizzativi, che distinguano preliminarmente (per le sole problematiche di natura olfattiva) le aree in cui l insediamento non andrà a creare particolari criticità da quelle dove, eventualmente, dovranno essere necessarie opere di contenimento delle emissioni o dovrà essere escluso l insediamento dell attività stessa. Si può quindi affermare che la proposta che scaturisce da questa indagine si inserisce nell insieme delle misure di semplificazione delle procedure, processo che deve comprendere tra i suoi obiettivi una più elevata capacità di pianificazione del territorio rurale senza produrre oneri aggiuntivi al settore zootecnico. 8

9 2. Allevamenti zootecnici ed emissioni in atmosfera 2.1 Principali caratteristiche delle emissioni da attività zootecniche Tra le problematiche ambientali e sanitarie legate all allevamento intensivo, sia esso bovino, suino o avicolo, vi sono indubbiamente quelle riferibili alle emissioni in atmosfera. Queste possono avere riflessi sull ambiente (Dalgaard, 2007; Sandrucci et al., 2010), sulla salute degli operatori (Cole et al., 2000) e su quella di chi, più in generale, risiede vicino all impianto zootecnico (Tajik et al., 2008). Effetti negativi dovuti a concentrazioni particolarmente elevate di alcuni composti come l ammoniaca (NH 3 ) e l idrogeno solforato (H 2 S), si possono avere sulla stessa produzione animale (Reece et al., 1980). I composti emessi dall allevamento possono essere raggruppati in quattro grandi categorie: gas ad effetto serra: la zootecnia contribuisce con una quota modesta alle emissioni di biossido di carbonio (CO 2 ), mentre rappresenta, sia a livello globale che regionale, una fonte significativa di metano (CH 4 ) e di protossido di azoto (N 2 O) (Tabella 1); particolato fine (particolato inalabile (PM10) e respirabile (PM2.5): l interesse per questi composti è legato alla protezione della salute umana ed si focalizza sulle regioni densamente popolate e industrializzate e/o con scarsa ventilazione che limita la dispersione del particolato emesso. Il particolato fine gioca anche un ruolo quale vettore di sostanze cosiddette odorigene; composti odorigeni: l emissione di questi composti in zootecnia è dovuta a diversi processi che hanno luogo negli impianti di allevamento con la fermentazione e decomposizione della materia organica e, in particolare, delle deiezioni animali, ricche di azoto e di composti solforati (O Neil e Philips, 1992). L emissione di composti odorigeni è legata alle modalità di stoccaggio delle deiezioni, alla loro fermentazione nelle stalle, alla movimentazione e conservazione nelle vasche di raccolta fino alla distribuzione agronomica (spandimenti). A questi processi si aggiungono la decomposizione delle carcasse di animali mantenute temporaneamente in azienda, il trattamento e la movimentazione dei mangimi, processi comuni a tutti gli allevamenti animali; ammoniaca (NH 3 ): le emissioni ammoniacali comportano anch esse la percezione di cattivi odori e la deposizione di composti acidi con le precipitazioni (Portejoie et al., 2002). Sul lungo periodo l ammoniaca incide sui fenomeni di eutrofizzazione delle acque e dei suoli. La zootecnia è, in assoluto, la principale fonte di emissione di ammoniaca a livello globale (ECETOC, 1994) e regionale (Tabella 1). Non vi sono norme che limitino le concentrazioni di questo composto nell aria ambiente, mentre ve ne sono per i luoghi di lavoro. Nell ambito della Convenzione di Ginevra sul trasporto a lunga distanza di inquinanti atmosferici (UNECE, 1999), tuttavia, l Italia ha preso l impegno a ridurre le proprie emissioni di NH 3. Le azioni proposte per il raggiungimento di questo obiettivo, analogamente a quanto realizzato da altri paesi europei, prevedono una particolare attenzione alla conduzione degli allevamenti zootecnici e alle loro strutture. La Regione Lombardia ha effettuato nell ambito dell Inventario regionale delle emissioni (INEMAR, 2008) una stima dei rilasci in atmosfera di diversi inquinanti da parte dei differenti 9

10 settori di attività tra cui l agricoltura. L elevato dettaglio delle informazioni disponibili inerenti le fonti, consente di evidenziare sia i contributi dell agricoltura che della zootecnia al quadro emissivo totale. SO 2 NOx COV CH 4 CO CO 2 N 2 O t/anno t/anno t/anno t/anno t/anno kt/anno t/anno Totale Agricoltura (escl.zootecnia) % agricoltura/totale Zootecnia % zootecnia/totale NH 3 PM2.5 PM10 PTS CO 2 eq Precurs. O 3 Tot. acidif. t/anno t/anno t/anno t/anno t/anno t/anno t/anno Totale Agricoltura (escl.zootecnia) % agricoltura/totale Zootecnia % zootecnia/totale Tabella 1. Emissioni di inquinanti atmosferici in Lombardia. Stime INEMAR 2008, totali e relative alla sola agricoltura e sola zootecnia. I composti emessi dalle attività zootecniche possono essere considerati sotto il profilo degli effetti sulla salute umana. I gas ad effetto serra, CO 2, CH 4 e N 2 O, ai livelli presenti nell aria ambiente, non presentano alcun rischio. Le concentrazioni di ammoniaca (NH 3 ) e idrogeno solforato (H 2 S) sono sicuramente apprezzabili dall olfatto umano in prossimità degli impianti zootecnici ma risultano ben lontane da rappresentare un reale pericolo di carattere acuto per la salute umana. In alcune condizioni di scarsa aerazione concentrazioni di NH 3 potenzialmente dannose per la salute possono essere riscontrate all interno di alcune strutture zootecniche (ricoveri animali). Tale rischio va valutato alla luce della durata del periodo di permanenza degli operatori. Un analoga problematica è posta dalle emissioni di idrogeno solforato (H 2 S). Questo tema, tuttavia, non rientra nel campo di interesse della presente indagine. La Tabella 2 espone la soglia di detezione dell olfatto umano per alcuni composti odorigeni e i relativi valori di soglia considerati pericolosi per la salute umana (IDHL). La soglia IDHL (Immediately Dangerous to Life or Health) è definita come la concentrazione al di sotto della quale non vi è pericolo immediato per la vita o la salute, riferita ad un esposizione di 30 minuti (NIOSH, 2004). Il rilascio di odorigeni è ritenuto avere in genere un modesto impatto sanitario diretto (come già accennato per NH 3 e H 2 S, anch essi caratterizzati da un odore fastidioso), anche se il numero crescente di lavori scientifici che descrivono i disturbi legati alla esposizione cronica a questi composti (scarsa concentrazione, mal di testa, fastidi agli occhi e alla respirazione, asma, ecc.), sottolineano la rilevanza della problematica (Schiffman, 1998). 10

11 Sostanza Soglia di detezione dell olfatto umano (ppm) Soglia di immediato pericolo per la salute umana o IDHL (ppm) Idrogeno solforato H 2 S Mercaptano Ammoniaca NH Acido propionico Acido acetico 1 50 Tabella 2. Soglie di percezione alcuni composti odorigeni e loro soglia di immediato pericolo per la salute (NIOSH, 2004) Diverse ricerche hanno infatti esaminato le relazioni tra la percezione, anche occasionale, di odori molesti provenienti da impianti zootecnici e le condizioni di benessere nelle abitazioni e negli ambienti di lavoro. In aree di intensa produzione zootecnica sono stati segnalati sintomi diretti o indiretti agli occhi o alla pelle, disturbi dell attenzione, dell umore o del sonno fino a un oggettiva difficoltà nello svolgimento delle normali attività lavorative e di relazione sociale (Cole et al., 2000; Schiffman et al., 2000; Wing e Wolf, 2000; Schiffman et al., 2005; Tajik et al., 2008). I composti emessi in ambito zootecnico che determinano percezione di un odore molesto sono, come detto, assai numerosi e hanno, a temperatura ambiente, forma gassosa (Blanes-Vidala et al., 2009). I più rappresentati da un punto di vista quantitativo sono l ammoniaca (NH 3 ), l acido solfidrico o idrogeno solforato (H 2 S), nonché altri composti solforati quali i mercaptani. Numerosi composti odorigeni, tuttavia, possono essere veicolati tramite il particolato atmosferico più fine (Bottcher, 2001) per cui le emissioni di particelle aumentano le possibilità di percepire odori molesti. I composti odorigeni associati alla zootecnia appartengono a diversi gruppi chimici e, in particolare, gli acidi grassi volatili, composti dell azoto tra cui ammoniaca e ammine, composti aromatici come l indolo, lo scatolo, il fenolo e il cresolo, le aldeidi tra cui formaldeide, acetaldeide, butanele. Per semplicità, con il termine di odore verranno indicate di seguito tutte le sostanze che producono uno stimolo (negativo) all olfatto umano. Le emissioni di particolato fine da parte della zootecnia sono importanti in quanto vanno a sommarsi a quelle derivate da altre attività (traffico, industria, riscaldamento domestico, ecc.) e la loro rilevanza, ai fini della protezione della salute umana, va quindi considerata in relazione alla concomitante vicina presenza di altre fonti di rilascio e alle concentrazioni già presenti nell area ambiente. In genere le problematiche legate alle emissioni di odorigeni di origine zootecnica hanno una rilevanza locale, territorialmente limitata anche per grandi impianti. La percezione avviene comunemente entro un raggio inferiore a 2 chilometri dalla sorgente. Tuttavia, nel caso un territorio ospiti un numero elevato di aziende zootecniche, come in alcune province lombarde, si possono determinare tensioni tra residenti e aziende, condizione per cui viene richiesto di individuare interventi di mitigazione, o di ridurre l attività produttiva o, talvolta, di trasferirla altrove. Non vi sono naturalmente stime generali sulle emissioni di singoli composti odorigeni, fatta eccezione per l ammoniaca, ma esiste un ampia documentazione sui meccanismi di rilascio di composti che si traducono in sensazioni olfattive spiacevoli. 11

12 Per quantificare una concentrazione di odore viene utilizzata, quale parametro di misura, l unità olfattometrica o odorimetrica (OU), definita dalla norma EN Air quality determination of odour concentration by dynamic olfactometry. La concentrazione in aria è quindi espressa in unità di odore per metro cubo d aria (OU/m 3 ). Il tasso di emissione descrive, invece, da un punto di vista quantitativo, il flusso di odore per unità di tempo. Esso potrà essere riferito ad un capo animale, OU/capo*s, valore che è specifico per le singole specie e può essere standardizzato per stadio di sviluppo. Nel caso di stoccaggi di reflui si farà invece riferimento al flusso generato da un volume, con unità di misura OU/m 3 *s, se il materiale è oggetto di movimentazioni, o da una superficie (OU/m 2 *s), qualora si tratti di stoccaggi che emettono composti odorigeni ma presso i quali la movimentazione sia trascurabile. Il tasso o fattore di emissione è il rapporto tra rilascio di un composto da una sorgente emissiva e l'unità di indicatore della sorgente stessa. I fattori di emissione di interesse a cui ci si riferirà in questo lavoro sono determinati sperimentalmente e consentono di quantificare l emissione complessiva di odorigeni da un impianto zootecnico. 2.2 Fonti dei composti odorigeni di natura zootecnica Gli odorigeni di natura zootecnica vengono prodotti da fonti diverse all interno delle aziende ma indubbiamente un ruolo primario è svolto dalla fermentazione enterica, processo che può essere contenuto con interventi sulla dieta degli animali e sull ambiente di ricovero. Un secondo processo di particolare rilievo è dato dalla putrefazione delle deiezioni animali. Le modalità di rilascio sono descritte più in dettaglio nei paragrafi successivi Strutture e ricoveri per gli animali L accumulo delle deiezioni nei ricoveri e il loro stoccaggio in queste strutture determina l avvio di processi di decomposizione con un progressivo incremento del rilascio di odori nel tempo. Nelle stalle aperte gli odori derivanti dallo stoccaggio delle deiezioni tendono ad intensificarsi durante la stagione calda e con l umidità. Gli stessi edifici possono rilasciare odori soprattutto se al loro interno sono stati mantenuti a lungo i liquami o il letame. La pulizia degli animali ha pure una notevole importanza; animali sporchi emanano più odore. I pavimenti fessurati separano gli animali dalle deiezioni ma le fosse di stoccaggio, per quanto svuotate con frequenza, tendono a rilasciare odori sgradevoli. Vi sono evidenze che aggiungere acqua alle deiezioni contribuisca al rilascio di odorigeni. Inoltre, se le fosse di accumulo o le vasche di stoccaggio sono oggetto di apporti superficiali e movimentazione del materiale, le emissioni di composti sgradevoli crescono. In generale, qualsiasi struttura che viene in contatto con le deiezioni animali e non viene adeguatamente pulita, rilascerà odori. La scarsa ventilazione, infine, determina accumulo di polveri che, se liberate in tempi brevi (con l apertura delle bocche di ventilazione), determinano improvvisi picchi di concentrazione all esterno. 12

13 2.2.2 Stoccaggio e gestione delle deiezioni I reflui zootecnici prodotti nell allevamento di bovini possono essere distinti in due tipi: reflui liquidi (liquami) e reflui solidi (letame e materiali palabili in genere). I liquami, così come i letami, vengono prodotti all interno dei ricoveri zootecnici e da questi devono essere trasferiti all esterno, in apposite strutture di stoccaggio e/o di trattamento. Una volta raggiunto lo stadio prefissato di maturazione possono essere avviati alla utilizzazione agronomica. Sono fasi di rilascio di odori i lavori di pulizia dei ricoveri, la movimentazione e il trasferimento verso i luoghi di stoccaggio, lo stoccaggio, ogni loro successiva manipolazione. La frequenza con cui vengono condotte operazioni di pulizia e le modalità con cui questa è effettuata possono produrre rilascio di odori più o meno intenso. I reflui zootecnici, prima di poter essere destinati alla utilizzazione agronomica, devono essere stoccati e stabilizzati per un periodo minimo, che per i reflui solidi è pari a 90 giorni e per i reflui liquidi bovini è pari a 120 giorni. Nel caso di reflui liquidi provenienti da allevamenti suinicoli il tempo minimo di stoccaggio è di 180 giorni. Le strutture tipicamente presenti per queste funzioni sono vasche di stoccaggio e platee. Meno frequenti sono le vasche realizzate in terra battuta e pareti inclinate note come lagune. Queste sono impermeabilizzate mediante l impiego di teli plastici. Sono possibili realizzazioni in c.a. o di elementi prefabbricati che possono essere collocati sia entro terra sia fuori terra. Le platee di stoccaggio per i reflui solidi sono delle piattaforme in calcestruzzo con pareti di contenimento realizzate su tre lati. Il carico della platea avviene mediante rimorchi ribaltabili o mediante trattrici con benna frontale. La gestione dei reflui zootecnici prodotti dall allevamento suinicolo dipende dalla tipologia di ricovero. I ricoveri per suini presentano in genere, al di sotto della pavimentazione, fosse di raccolta temporanea. Le deiezioni sono di carattere esclusivamente liquido e vengono pertanto veicolate all esterno mediante sistemi a tracimazione continua, svuotamento discontinuo a gravità (vacuum system), svuotamento per ruscellamento e/o flushing, veicolazione con raschiatore meccanico. Recentemente, a fianco delle tradizionali tipologie stabulative, sono state sviluppate soluzioni che prevedono l impiego di una lettiera vegetale che consente di limitare la produzione di liquami a favore del letame, quest ultimo considerato più sicuro dal punto di vista ambientale e di più elevato valore agronomico Spandimenti agronomici. La distribuzione controllata dei liquami su terreni agrari rappresenta una importante fonte di odori. A fronte dell effetto fertilizzante si deve rilevare che la pratica determina, specie in condizioni di temperatura elevata, umidità, o di inversione termica, un forte rilascio. Diversi strumenti e pratiche (interramento e copertura dei reflui) consentono di contenere queste emissioni; questa tematica esula tuttavia dagli obiettivi della presente indagine Carcasse animali. La mortalità animale negli impianti zootecnici si è da tempo fortemente ridotta grazie agli interventi di profilassi e l utilizzo mirato di chemioterapici nelle diverse patologie animali. Focolai localizzati possono determinare improvvisi picchi di mortalità dovuti a patogeni che 13

14 trovano nella concentrazione di capi animali condizioni particolarmente favorevoli al loro sviluppo. Della morte di capi allevati l azienda è tenuta ad informare il servizio veterinario entro 48 ore e le carcasse animali devono essere allontanate dall azienda e affidate a strutture specializzate di smaltimento. Tuttavia, nel caso di emergenze sanitarie, la loro presenza può crescere rapidamente e rappresentare una fonte aggiuntiva di disturbo olfattivo. 2.3 La percezione degli odori La percezione degli odori è una caratteristica che la specie umana condivide con molte altre specie dotate, anche in modo assai più sviluppato, dell organo dell olfatto. Si rimanda qui ai numerosi testi di disponibili per un approfondimento sugli aspetti anatomo-fisiologici relativi all olfatto e alla percezione dell odore. Più semplicemente si ritiene qui di fornire alcune definizioni utili ad una più chiara esposizione delle problematiche trattate. L uso del termine odorigeno o osmogeno o, ancora odorante sottolinea come i composti considerati abbiano la potenzialità di destare una risposta da parte dell apparato olfattivo umano. Si intende quindi per composto odorigeno la specie chimica responsabile della generazione di una sensazione di odore. Il processo che determina la percezione olfattiva si origina quindi nel naso, a livello dell epitelio specializzato, grazie alle cellule sensoriali responsabili dell interazione con i composti odorigeni. Va osservato che questa sensazione si sviluppa dopo che l informazione, nella forma di stimolo elettrico, ha raggiunto, attraverso le vie nervose olfattorie, il cervello. Questo ne elabora la risposta, sia in termini di riconoscimento che di valutazione della sensazione, introducendo componenti emozionali ed istintive. L esperienza di un odore si sviluppa quindi a livello cerebrale e il naso costituisce l interfaccia diretta tra il sistema olfattivo centrale e l ambiente esterno. Non vi è dubbio che alcuni odori siano percepiti quale segnale di pericolo (ad esempio di potenziali malattie come nel caso di composti della decomposizione organica), di indirizzo per la ricerca di cibo o l orientamento spaziale, e che questi processi siano collegati con le parti più remote e primitive del cervello Da un punto di vista strettamente fisiologico si distinguono nella percezione olfattiva tre fasi: la detezione che rappresenta l attivazione delle cellule epiteliali. Essa avviene a soglie diverse in funzione del composto considerato. Alcuni composti organici a catena lunga sono più facili da avvertire rispetto ad altri a catena corta. Le donne sono più sensibili degli uomini; la discriminazione, cioè il processo di selezione tra le migliaia di odori che l organismo conosce (fino a 100 mila tra gli operatori del settore profumistico). Questa fase avviene con concentrazioni almeno tre volte superiori al processo di detezione e il ricordo si mantiene nel tempo (anche per anni); l identificazione è la terza ed ultima fase e implica il definitivo riconoscimento e l attivazione di una reazione coerente (allontanamento, ad esempio, nel caso di composti ad azione molesta). Rispetto alla visione, i codici utilizzati dal cervello sono più rudimentali e spesso non è facile classificare verbalmente un odore. Gli influssi culturali possono avere significative influenze, tuttavia alcuni composti (ad esempio quelli derivanti da fenomeni di decomposizione) generano reazioni simili in culture anche molto distanti tra loro. 14

15 Il gusto è l altro senso coinvolto nella percezione dell odore e quindi strettamente connesso con l olfatto ma è la vista che intervenendo fin dalla fase di detezione gioca un ruolo di rilievo nelle problematiche qui trattate. Il collegamento e l associazione prodotti dall uso dei due sensi è infatti ben noto ( vedo una presunta fonte di odori molesti e avverto una sensazione di fastidio ). Il disturbo prodotto da un odore molesto può essere ricondotto a 4 elementi la frequenza, l intensità, la durata, la sgradevolezza o offensività. I primi tre sono termini neutri mentre l attribuzione di un significato di fastidio o gradevolezza è, in genere, il risultato di fattori in larga parte culturali e, non ultimo, soggettivi, dove agiscono elementi quali il ricordo, l educazione e il vissuto personale. Si parla pertanto di tono edonico di un odore, intendendo, come accennato, il grado di gradevolezza o sgradevolezza dell odore stesso ed è quindi una misura della sua accettabilità (Stuetz at al., 2001). Il parametro presenta quindi un grado di soggettività e, soprattutto, l abbondanza di composti emessi per i quali non è disponibile una valutazione del tono edonico rende questo indicatore scarsamente utilizzabile (Nimmermark, 2006). Possono essere individuate diverse soglie di riferimento attinenti alla percezione dell odore: la soglia di rivelabilità: corrisponde al valore critico di membrana richiesto per provocare uno stimolo nel sistema ricettivo, la soglia di riconoscimento delle sostanze responsabili dell odore: concentrazione a cui l individuo è in grado di riconoscere le sostanze che causano la percezione dell odore, la soglia di fastidio: è la concentrazione a cui un odore viene percepito come sgradevole. Se sono presenti due o più odori si distinguono diverse relazioni: indipendenza (Rab < Ra o Rb), additività (Rab = Ra + Rb), sinergia (Rab > Ra * Rb), antagonismo (Rab < Ra * Rb). La percezione di odori emessi da parte di allevamento animale è parte dell esperienza comune ma il grado di accettabilità è sicuramente un prodotto in larga parte di carattere culturale (chi è cresciuto in campagna mostra una soglia più elevata), ma l effetto complessivo dipende anche da esperienze che si sono stratificate nell individuo e che riemergono sotto la spinta di specifici stimoli. Chi ha praticato l equitazione, per esempio, ritiene in genere accettabile l odore emesso da parte del letame equino; chi si trasferisce dalla città alla campagna, senza disporre di adeguate precedenti esperienze, può trovare inaccettabile un livello di odore ritenuto del tutto sopportabile dai residenti locali. In alcune zone d Italia (un esempio ben noto è l abitato di Tivoli) le emissioni naturali di H2S determinano nei residenti un calo della sensibilità specifica all odore di questo composto che risulta invece difficile da accettare per chi visiti per la prima questi luoghi. La vicinanza ad un impianto zootecnico e l esposizione alle sue emissioni, specie se prolungata, come nel caso di residenti stabili o presso attività lavorative vicine, può dar luogo a reazioni individuali, talvolta di disturbo o vero e proprio fastidio e avversione, rilevabili da reali sintomi psicofisici. Per questi motivi è necessario che sia i sistemi di valutazione che le scelte di pianificazione che sono connesse con fonti di odore, adottino quanto più possibile 15

16 criteri verificabili e soglie misurabili e oggettive per le emissione come per le concentrazioni nell aria ambiente. 16

17 3. Normativa 3.1 Norme di riferimento in Italia La normativa nazionale inerente il rilascio di composti odorigeni, non solo da parte del settore zootecnico ma di numerose attività industriali e artigianali, è considerata da tempo insufficiente per affrontare le complesse problematiche che il fenomeno comporta. La carenza di prescrizioni precise ha portato a dover piegare alcune norme, riferite a fattispecie diverse, come l art. 674 del Codice Penale, rubricato Getto di cose pericolose, alla necessità di disporre di uno strumento in grado di identificare e sanzionare emissioni odorigene moleste in atmosfera (Varotto, 2006). Vi sono tuttavia norme, che riferendosi alla qualità dell aria e all inquinamento atmosferico, alla gestione dei rifiuti nonché a problematiche sanitarie, possono risultare di interesse per disciplinare le molestie olfattive (Cortellini, 2000). Significative modificazioni sono state introdotte nel settore della protezione della qualità dell ambiente dalla Direttiva Europea sulla prevenzione integrata dell inquinamento (Direttiva 91/676/CE, recepita nella normativa nazionale con il D.lgs 4 agosto 1999 n. 372), avente come obiettivo la riduzione delle emissioni da parte di tutti i comparti ambientali (aria, acqua, suolo, rifiuti). Allevamenti avicoli e suinicoli, per i quali è previsto il rilascio della Autorizzazione Integrata Ambientale, hanno dovuto prevedere l applicazione delle migliori tecniche disponibili (BAT - Best Available Techniques) per la prevenzione dell inquinamento, introducendo quindi elementi di forte rinnovamento tecnico. Nell ambito delle attività zootecniche e delle norme che le regolano, essendo l emissione di composti odorigeni intrinseca all attività stessa e di contenuto impatto sanitario, un parametro considerato per contenere i potenziali disturbi da odori, è da sempre individuato nelle distanze minime in grado di garantire che le attività di carattere zootecniche non arrechino fastidi agli abitanti più prossimi. L introduzione di questo tipo di norme ha avuto a suo tempo motivazioni di carattere igienico sanitario di altra natura, una volta sicuramente prevalenti. Questo spiega il perchè esse siano state comprese nei Regolamenti comunali di Igiene e Sanità pubblica. A queste norme si sono sovrapposte, nel regolare le distanze minime tra residenze e impianti zootecnici, anche altri strumenti normativi di carattere prettamente ambientale come le procedure di Valutazione d impatto ambientale (VIA) o, come già evidenziato, quelle per l Autorizzazione Integrata Ambientale (AIA o IPPC, Integrated Pollution Prevention Control). In alcuni Comuni inoltre sono state inserite norme riferibili a distanze minime tra abitazioni e allevamento nei Piani regolatori generali (PRG) e nei Piani di governo del territorio (PGT), e nelle collegate Norme tecniche di attuazione, mentre Regioni e Province hanno inserito indicazioni nei Piani territoriali di coordinamento paesistico (PTCP) e in altri strumenti di pianificazione del territorio. Nell ambito di questi ultimi vengono talora individuati vincoli alla realizzazione di impianti zootecnici in relazione alla vicinanza a strutture sensibili o aree di particolare pregio ambientale. Le norme inserite negli strumenti di pianificazione non hanno però prodotto gli effetti attesi, anche per un impostazione rigida che sostanzialmente riflette le stesse norme dei Regolamenti comunali di Igiene e Sanità pubblica. Si tratta cioè di disposizioni non modulate sulle caratteristiche emissive delle specie animali, sul numero di capi, sui dispostivi introdotti per limitare la diffusione di odori. In molti casi esse risultano pertanto insufficienti per 17

18 garantire una reale protezione dei residenti o, in altri casi, inutilmente penalizzanti per gli allevatori. Con l approvazione del Testo Unico sull'ambiente (D.lgs 152/06 e successive modifiche), non si è avuto il supporto alla regolazione della molestia olfattiva come atteso. Nella parte quinta ( Norme in materia di tutela dell aria e di riduzione delle emissioni in atmosfera ) infatti il testo si limita alla trattazione del tema della prevenzione e del contenimento delle emissioni delle singole sostanze, caratterizzate però solo sotto l aspetto tossicologico. Recentemente la Regione Lombardia ha emanato specifiche norme sulle emissioni di composti odorigeni (Linee guida per la caratterizzazione, l'analisi e l'autorizzazione delle emissioni gassose in atmosfera delle attività ad impatto odorigeno (Regione Lombardia, 2012) che, approvate con DGR e pubblicate il 20 febbraio 2012 saranno a breve riferimento per l autorizzazione all apertura e gestione di attività ad impatto odorigeno tra cui l allevamento animale. Questa procedura è limitata alle strutture destinate alla produzione animale soggette, per dimensioni e caratteristiche, a Valutazione d impatto ambientale (VIA) o Autorizzazione integrata ambientale (AIA). Per il settore zootecnico, tuttavia, è prevista l emanazione di un atto specifico finalizzato alla puntuale applicazione delle Linee guida a tale comparto. Le Linee Guida rappresentano per diversi settori e, in particolare, quello zootecnico, un rilevante cambiamento dell approccio nell analisi delle emissioni e della ricaduta dei composti odorigeni (Cusano et al., 2010). La più importante innovazione appare l obbligo di impiego di modelli di dispersione di carattere statistico matematico per prevedere l eventuale verificarsi di condizioni di fastidio prodotte da odori molesti e il loro utilizzo per la valutazione dell efficacia degli interventi di mitigazione. L impiego di tali strumenti e l analisi dei risultati che ne deriveranno costituirà l elemento di valutazione principale nell ambito dell iter autorizzativo di un nuovo impianto o nella prosecuzione della gestione di un impianto soggetto ad AIA. 3.2 Norme di riferimento in altri Paesi per il settore zootecnico In molti Paesi europei sono state emanate, già da diversi decenni, norme volte a contenere le emissioni di odori da parte del settore zootecnico, il loro insediamento in aree abitate e, infine, il disturbo di coloro che non operano nel settore dell allevamento animale ma che vi risiedono in prossimità. Si tratta di norme che, da considerazioni soggettive dei tecnici preposti, si sono progressivamente evolute verso valutazioni oggettive, facendo riferimento a parametri chiari e misurabili e a modalità di rilevazione standardizzata. In alcuni casi le norme sono state verificate grazie all applicazione di modelli di dispersione atmosferica. In Europa una parte rilevante della normativa ambientale dei singoli Paesi deriva da norme emanate dall Unione Europea. I Paesi membri sono quindi impegnati in un processo continuo di adattamento delle norme nazionali. Tre Direttive hanno avuto negli ultimi anni un impatto rivelante e diretto sull allevamento animale: la Direttiva IPPC (Integrated Pollution Prevention and Control), provvedimento volto a migliorare la compatibilità ambientale di allevamenti suinicoli e avicoli, intervenendo su diversi aspetti delle caratteristiche e della gestione delle strutture. L adozione delle BAT (Best available technologies) (IPPC, 2003) ha trovato applicazione solo su una quota limitata degli allevamenti europei ma ha introdotto sostanziali miglioramenti degli impianti delle regioni più ricche di allevamenti intensivi come la Lombardia; la Direttiva Nitrati (Direttiva del Consiglio n. 91/676/CEE), lo strumento comunitario adottato per la protezione dell inquinamento delle acque dai composti azotati derivanti 18

19 dalle attività agricole. La Direttiva prevede la definizione del livello di vulnerabilità del territorio, a seguito della quale individua soglie massime di apporti di azoto. Limitazioni degli spandimenti, legati all eccedenza dei limiti posti influenzano l insediamento di nuovi stabilimenti e la permanenza di quelli esistenti; la Direttiva 2001/81/EC nota come Direttiva NEC (National Emission Ceilings), è l insieme degli obiettivi pone ai Paesi membri inerenti le emissioni di alcuni composti gassosi tra i quali SO 2, NO 2, VOC e NH 3. Poiché per le emissioni di ammoniaca la zootecnia rappresenta il principale contribuente con il 90% delle emissioni totali, i provvedimenti di contenimento potrebbero comportare ripercussioni sul numero, la distribuzione e le caratteristiche degli impianti di allevamento animale. Queste norme hanno inserito il tema della compatibilità ambientale, per quanto attiene le emissioni e ricadute di odorigeni, in un quadro più ampio volto alla protezione della salute umana e dell ambiente. Si tratta di norme che, agli effetti pratici vanno ad incidere, anche economicamente, su aspetti inerenti la realizzazione e gestione degli allevamenti zootecnici. Stein et al. (2003) osservano che, pur in presenza di numerose opzioni, una buona localizzazione degli impianti rappresenta uno degli interventi con impatto sicuramente positivo, costo contenuto e possibilità di valutarne preventivamente gli effetti. La determinazione, delle cosiddette distanze minime di sicurezza o separazione (setback distances) o DMS è un approccio ampiamente adottato per limitare i disturbi dovuti alle emissioni di odori. Queste distanze vengono definite per ogni singola azienda zootecnica in base ad una serie di caratteristiche tra cui le specie animali e il numero di capi allevati, il tipo di impianto, la meteorologia locale, le condizioni stazionali e ambientali circostanti. Le emissioni di odori derivanti dalla produzione animale dipendono infatti da molte variabili che possono assumere un peso diverso in relazione ai Paesi o regioni considerati. La pianificazione degli insediamenti zootecnici basata su una metodologia standardizzata appare rispondere più adeguatamente alla complessità del fenomeno degli odori molesti di origine zootecnica fornendo, rispetto ad altri approcci, maggiori garanzie di protezione. I modelli empirici forniscono quindi indicazioni specifiche per ogni singola azienda e per il territorio locale, supportando, nei Paesi che hanno adottato questo approccio, il processo decisionale relativo alle autorizzazioni per l apertura di nuove attività. Paesi che hanno inserito nella normativa e nella procedura autorizzativa l applicazione di modelli empirici sono la Germania, l Austria, l Olanda, la Svizzera, l Irlanda, la Repubblica Ceca. Metodi speditivi sono stati sviluppati negli Stati Uniti e in Canada. Nonostante le numerose esperienze condotte sulla base di questa impostazione generale, in Italia non risultano essere mai stati adottati modelli empirici, anche nelle regioni a più forte tradizione zootecnica. Più in generale non si rilevano, approcci di valutazione, regolamenti o norme che possano essere riferite ad un esame specifico delle singole aziende circa il loro quadro emissivo. Nei Paesi citati sono quindi previste norme di carattere generale relative all inquinamento olfattivo e norme specifiche per l insediamento delle attività zootecniche. A queste ultime si farà qui riferimento. 19

20 4. Il progetto SIOL 4.1 Obiettivi del progetto Il progetto intende individuare tra le esperienze condotte in Paesi con una forte tradizione zootecnica un approccio di carattere empirico che possa essere utilizzato nella Pianura lombarda per identificare le più opportune distanze da mantenere tra aziende zootecniche e aree residenziali. Per giungere a questo risultato il progetto SIOL prevede una simulazione delle emissioni, della dispersione in atmosfera e delle ricadute di odori mediante un un modello a diffusione su due aziende suinicole del lodigiano considerate rappresentative. Questa simulazione rappresenterà il termine di riferimento per i modelli empirici considerati. Parallelamente saranno condotte una serie di misure sperimentali di ammoniaca e idrogeno solforato mediante l impiego di campionatori passivi (strumenti in grado di determinare le concentrazioni di alcuni inquinanti di interesse) e di particolato fine. Queste misure verranno utilizzate quale ulteriore verifica dei risultati dell applicazione modellistica Infine, il modello empirico adottato verrà inserito in un sistema informativo in grado di calcolare con rapidità le distanze minime di separazione atra attività di allevamento animale e aree residenziali, e visualizzarne immediatamente il risultato su ortofoto nella forma di una superficie di rispetto ma mantenere lungo il perimetro esterno dell azienda zootecnica. Un esemplificazione delle potenzialità del sistema viene proposta per il territorio di quattro comuni della Provincia di Lodi. Quest applicazione metterà in evidenza l attuale situazione per quanto riguarda il potenziale disturbo olfattivo legato alle emissioni di impianti zootecnici. La classificazione del territorio consentirà di individuare le aree nelle quali è ipotizzabile un espansione delle attività zootecniche, quelle dove ciò è possibile a fronte di interventi di riduzione delle emissioni, quelle inadatte ad ospitare tali attività e, infine, quelle zone dove sono necessari interventi di bonifica. Il prodotto finale del progetto consiste quindi in un semplice applicativo, immediatamente utilizzabile dalle Amministrazioni locali, dai tecnici del settore per vagliare in modo preliminare la possibilità di inserire sul proprio territorio nuove iniziative produttive di carattere zootecnico. Lo stesso approccio applicato ad impianti zootecnici potrà essere utilizzato per identificare le aree più critiche e individuare quindi le priorità per interventi di mitigazione delle emissioni. 4.2 Struttura del progetto Il progetto si propone di sviluppare un semplice approccio che consenta alle Amministrazioni locali, ai tecnici del settore, ai progettistici, agli imprenditori agricoli e agli organismi regolatori di determinare in modo rapido e ragionevolmente preciso quali aree possano essere dedicate a nuove attività di carattere zootecnico. Pur rappresentando uno strumento di carattere preliminare e non normativo, l applicativo prodotto dal progetto consente un forte risparmio in termini di tempo e risorse, permettendo una rapida, anche se non definitiva, valutazione delle condizioni di disturbo prodotte dalle aziende esistenti nonché da quelle proposte per la realizzazione. 20

21 Aziende zootecniche Emissioni in atmosfera NH 3, H 2 S, odori 1. Le aziende zootecniche sono responsabili dell emissione di CH 4, NH 3, particolato sottile, composti odorigeni 2. Una volta emessi i diversi composti si disperdono nell ambiente circostante in relazione a parametri meteorologici, l orografia, le condizioni fisiche nel punto di emissione Modello di dispersione CALPUFF Rappresentazioni cartografiche della simulazione Misure di NH 3 e H 2 S mediante campionatori passivi Modelli empirici 3. Le ricadute possono creare disturbi olfattivi presso le aree residenziali più vicine ai ricoveri animali. Intensità e frequenza di questi episodi possono essere descritti da un modello di dispersione atmosferica. 4. Il modello di dispersione prescelto (CALPUFF) viene verificato sulla base di misure condotte mediante campionatori passivi di NH 3 e H 2 S ed emessi dalle aziende in esame. Scelta del modello empirico 5. Il modello di dispersione CALPUFF viene applicato alle emissioni di composti odorigeni e i risultati sono messi a confronto con modelli empirici utilizzati in diversi Paesi per definire le distanze minime di separazione con le aree residenziali. Sviluppo dell applicativo Esempi dimostrativi 6. il modello empirico che appare più rispondente ai risultati forniti da CALPUFF e adeguato ad un uso esteso a diversi livelli di applicazione viene proposto per l impiego 7. Viene sviluppato un semplice applicativo, basato sul modello empirico prescelto per la verifica della compatibilità di aziende zootecniche, esistenti o in progetto, con la densità abitativa attuale 8. Vengono proposti alcuni esempi a carattere dimostrativo Figura 3. Schema del progetto SIOL 21

22 5. Approcci empirici per l individuazione delle distanze minime di separazione Di seguito vengono esposti i metodi utilizzati in alcuni Paesi europei ed extraeuropei per l individuazione delle distanze minime di separazione tra attività zootecniche e altri utilizzi del territorio, in particolare le aree residenziali. Alcuni approcci sono definiti dai loro Autori empirici (Guo et al, 2004), intendendo con ciò che essi sono esclusivamente basati sull osservazione diretta e l esperienza ma non sottoposti ad una verifica sperimentale. In altri casi viene utilizzato il termine semiempirico in quanto l approccio proposto utilizza sia assiomi scientifici di base che risultati dell esperienza. Tutti i metodi esposti rientrano comunque nella categoria degli approcci speditivi intendendo con ciò che tra i loro obiettivi vi è, innanzitutto, la semplicità e rapidità di applicazione. 5.1 Modello empirico svizzero La zootecnia svizzera si caratterizza per un ricco patrimonio bovino e suino: l Annuario statistico svizzero (2012) riporta per il 2009, ultimo anno per il quale sono disponibili informazioni aggiornate, una consistenza di 708 mila bovini e 1 milione 567 mila suini, distribuiti nei diversi Cantoni della Confederazione. La particolare morfologia di larga parte del Paese fa sì che la problematica della dispersione dei composti odorigeni sia sentita ed oggetto di studio con la definizione, da oltre 20 anni, di norme specifiche (Koellner e Schmidlin, 1988). Le peculiarità del territorio alpino e le condizioni meteorologiche che si registrano nelle valli hanno reso infatti necessario adottare criteri adeguati per l insediamento degli impianti zootecnici. I provvedimenti che regolano la localizzazione delle aziende zootecniche rientrano in un quadro più ampio inerente le emissioni in atmosfera. La norma di riferimento è infatti la Legge federale sulla protezione dell ambiente (RS ) 1 che fissa, con l art. 11, due importanti principi che interessano anche l ambito delle emissioni di composti odorigeni: Indipendentemente dal carico inquinante esistente, le emissioni, nell ambito della prevenzione, devono essere limitate nella misura massima consentita dal progresso tecnico, dalle condizioni d esercizio e dalle possibilità economiche e inoltre le limitazioni delle emissioni sono inasprite se è certo o probabile che gli effetti, tenuto conto del carico inquinante esistente, divengano dannosi o molesti. Una seconda norma, l Ordinanza contro l inquinamento atmosferico ( ) 2, emanata nel 1985, interviene in modo specifico sul settore zootecnico: con l Allegato 2 individua come campo di applicazione gli impianti per l allevamento tradizionale e quelli per l allevamento intensivo e sottolinea che gli impianti devono essere costruiti rispettando le distanze minime dalle zone abitate, conformemente alle regole riconosciute in zootecnia. Come tali valgono, in particolare, le Linee guida sviluppate dalla Stazione di ricerca Agroscope Reckenholz-Tänikon (ART), istituto incaricato della definizione della metodologia di calcolo delle distanze minime. Le prime Linee guida sono state pubblicate oltre venti anni fa (Koellner e Schmidlin, 1988) con l obiettivo di proteggere i residenti dai disturbi legati alle

23 attività zootecniche. La metodologia prevede l impiego di una funzione matematica che lega dimensioni dell impianto (numero capi), parametri inerenti la gestione, le strutture nonché l ambiente circostante con la distanza minima da garantire rispetto alle abitazioni più vicine. La procedura attualmente in vigore deriva da un aggiornamento della prima stesura ed è riportata nel rapporto FAT 476 (Richner e Schmidlin, 1995). Di seguito se ne riporta una sintesi; per chiarezza, le grandezze di interesse sono indicate con le abbreviazioni utilizzate nei documenti originali. Si tratta di un approccio che prevede la definizione preliminare del carico odorigeno (GB tot ) che è dato dalla sommatoria dei prodotti del numero di capi, classificati per tipo e stadio di sviluppo, per un fattore emissivo tipico della specie (fg i ): GB i = N capi * fg i GB tot = GB Il fattore fg indica la tipologia e l età dell animale, ed è compreso tra (capi cunicoli) a 0.35 (scrofe con suinetti). I valori di fg per quanto riguarda i suini sono riportati nella Tabella 3. Stadio di sviluppo dei suini (Peso vivo) magroni I (25 60 kg) 0.15 magroni II ( kg) 0.20 grassi ( kg) 0.25 scrofe, scrofe gravide, verri 0.30 scrofe con suinetti 0.35 Tabella 3. Valori del parametro adimensionale fg relativo a diversi stadi di sviluppo dei suini. Per le altre specie animali si rimanda al documento originale. fg Viene quindi definita una distanza minima standard N pari a: N (in m) = [43 * ln (GB tot )] - 40 dove GB tot indica il carico olfattivo complessivo. La relazione tra GB e N è quindi data da una semplice funzione potenza che fornisce, al variare del carico olfattivo, la relativa distanza di sicurezza da adottare (Figura 4). La distanza N così individuata viene successivamente modificata in relazione a parametri correttivi i principali dei quali sono la quota ( ), la conformazione del territorio circostante ( ), lo stoccaggio delle deiezioni prodotte e il relativo trattamento ( ), la ventilazione dei ricoveri ( ), l eventuale filtrazione dell aria ( ), le modalità di stabulazione ( ), la dieta ( ) il livello di igiene dell azienda ( ). 23

24 Figura 4. Rappresentazione grafica della funzione per il calcolo delle minime distanze di sicurezza Non è richiesta né una caratterizzazione climatica preliminare dell area indagata né che vengono incorporati elementi relativi al regime anemologico. Le distanze minime sono quindi identiche su tutti i lati del perimetro aziendale. L approccio, come risulterà evidente in seguito, è comune con quanto previsto dalla normativa di altri Paesi (Austria, Germania, ecc.) anche se la Svizzera ne adotta una versione semplificata. Si ottiene quindi un valore di distanza minima di separazione (DMS) riferito all impianto zootecnico considerato, così definito: DMS (in m) = N * (fc 1 *fc 2 *fc 3 *fc 4 *fc 5 fc 10 ) Per ognuno dei parametri di correzione fc vengono previsti valori guida al fine di caratterizzare con precisione l impianto (Tabella 4). La procedura descritta può quindi essere utilizzata sia in fase progettuale, nel caso di impianti per i quali deve ancora essere individuata la definitiva localizzazione, che in fase di verifica per impianti esistenti. La definizione della distanza minima può essere rapidamente condotta da un tecnico grazie ad un apposito formulario; la distanza identificata garantisce il contenimento del disturbo olfattivo che non viene però quantificato in termini di intensità o frequenza. I dati di input sono rilevati dagli elaborati progettuali (impianti di nuova costruzione) o a seguito di sopralluoghi (impianti già in esercizio). La Stazione di ricerca Agroscope Reckenholz-Tänikon (ART, Cantone di Zurigo), riferimento per questa tematica, fornisce agli uffici competenti per la qualità dell aria e ai progettisti un semplice applicativo Excel per il calcolo immediato delle distanze minime di sicurezza. In presenza di un unica fonte di emissione le distanze minime di separazione vengono calcolate a partire dal baricentro della fonte stessa; qualora vi siano più fonti (ricoveri e vasche di stoccaggio dei liquami) si procede costruendo una matrice delle distanze tra le fonti e si calcolano nuove distanze minime di separazione utilizzando una tabella che consente di sommare le singole emissioni (Tabella 5). 24

25 Parametro correttivo Descrizione fc fc 1, topografia Terreno piatto 1.00 Terreno in pendenza 1.20 fc 2, altitudine < 600 m m 0.90 > 600 m 0.80 fc 3, sistema di stabulazione Bovini, equini, caprini, ovini 1.00 Stalla a fronte aperto, stalla fredda, allevamento all aperto 0.80 Stalla a fronte aperto, stalla fredda, allevamento all aperto 0.50 Volatili all aperto 0.80 Stalla chiusa (maiali, vitelli d ingrasso, volatili) 1.00 fc 4, tipo di deiezioni Letame solido 0.90 Letame liquido con circolazione senza risciacquo e con fossa 1.00 Letame liquido con circolazione, con risciacquo o con fossa 1.10 fc 5, igiene Buona, sufficiente 1.00 Cattiva, insufficiente 1.20 fc 6, alimentazione Cereali, erba, patate, latte, ecc Più del 20% di sostanza secca da siero 1.20 Più del 20% di sostanza secca da resti di cucina 1.30 Cadaveri, rifiuti da mattatoio 1.50 fc 7, aerazione Laterale o camino con cappello (senza abitazioni vicine) 1.00 Laterale o camino con cappello (con abitazioni vicine) 1.20 Aerazione attraverso grossa superficie o vicino al suolo 1.00 Camino verticale senza cappello, sopra il tetto (h >10 m) 0.80 Camino verticale senza cappello, sopra il tetto (h < 10 m) 1.00 fc 8, trattamento dell aria Senza trattamento 1.00 Trattamento dell aria con rendimento R = % 1.00 Lavaggio biologico 0.3 Filtro biologico 0.2 fc 9, trattamento delle deiezioni Nessuno 1.00 Aerazione o biogas 0.90 Fc 10, zona di pianificazione delle Zona residenziale 1.00 Zona mista o villaggio agricolo 0.67 Zona artigianale, industriale o agricola 0.50 Tabella 4. Fattori di correzione per la determinazione delle distanze minime di sicurezza Sorgente Emissiva Distanze minime Carico odorigeno esterno sorgente Carico odorigeno Interno sorgente Carico odorigeno Sorgente (GB n ) Distanza sorgente Sorgente1 DM1 GB 1est. =e (DM1+40)/43 GB 1int =e (DM1+40-dist(1-2))/43 GB 1est +GB 1int 43xln(GB 1 )-40 Sorgente2 DM2 GB 2 =e (DM2+40)/43 GB 1int =e (DM2+40-dist(2-1))/43 GB 2est +GB2 int 43xln(GB 2 )-40 Tabella 5. Calcolo delle distanze minime di separazione in presenza di due fonti di emissione odorigene 25

26 5.2 Modello empirico austriaco Il patrimonio zootecnico austriaco era stimato nel 2010 in oltre 3 milioni di suini e poco più di 2 milioni di bovini (EUROSTAT, 2012). Si tratta quindi un elevato numero di capi tenuto conto della limitata estensione territoriale del Paese. In Austria si registra una grande attenzione alle problematiche connesse con l emissione di composti odorigeni. Come per la Svizzera la particolare conformazione di larga parte del territorio esige un attenta pianificazione al fine di contenere i disturbi derivanti dagli allevamenti. La normativa austriaca prevede specifiche Linee guida finalizzate alla stima delle distanze minime di separazione (DMS), realizzate dal Gruppo di lavoro interdisciplinare su immissioni e allevamento, afferente al Ministero dell Ambiente. La versioni delle Linee guida in distribuzione presso il Ministero è attualmente norma di riferimento 3. Le norme citate sono utilizzate sia per valutare strutture esistenti che in fase di progetto. L applicazione delle Linee guida prevede un accurata descrizione tecnica di tutte le strutture esistenti, il numero dei capi delle specie allevate, lo stadio di sviluppo degli animali, le caratteristiche dei ricoveri, lo stoccaggio dei liquami, la modalità di ventilazione, il tipo di alimentazione, ecc. Sono previsti a tale scopo formulari che facilitano il lavoro del tecnico in campo. Le linee guida austriache prevedono innanzitutto il calcolo del fattore tecnologico (f LT ), un parametro che sintetizza alcune caratteristiche dell azienda e che è ottenuto dalla somma dei valori attribuiti ai parametri inerenti il sistema di aerazione (f L ), l allontanamento dei liquami (f E ) e la dieta (f F ): f LT = f L + f E + f F Per quanto attiene l aerazione si considera la frequenza del ricambio di aria nei ricoveri e la geometria della sorgente. La ventilazione naturale è considerata meno favorevole per la dispersione degli odori rispetto a quella forzata. Interventi di filtrazione possono essere considerati e vengono valutati in ragione dell efficienza del trattamento stesso ed al ricambio d aria. Il fattore relativo alla dieta animale considera esclusivamente il rapporto tra le componenti liquide/solide. Il fattore tecnologico f LT viene quindi utilizzato per calcolare il carico olfattivo G i, specifico per ogni singola struttura emissiva, in quanto considera il numero di capi (Z) e un fattore emissivo tipico della specie e dello stadio di crescita degli animali (f T ): G i = Z * f T * f LT Il carico olfattivo totale G è calcolato come somma dei singoli valori di O i, questi dipendenti dal solo tipo di specie animale e dallo stadio di sviluppo: G = G i In Tabella 6 vengono riportati i valori assunti dai diversi fattori di correzione per la

27 definizione del carico odorigeno G per quanto attiene allevamenti suinicoli. Per i dati relativi alle altre specie animali si rimanda alle Linee guida citate e disponibili sul sito del Ministero per l Ambiente austriaco. La distanza tra allevamenti e residenze, che può garantire una sostanziale assenza di fastidi causati dall odore, viene stimata a partire quindi dal carico odorigeno G, come definito sopra, introducendo tuttavia ulteriori correzioni legate a fattori locali: la direzione dei venti rispetto alle zone abitate, l influenza dell orografia, la frequenza delle calme di vento (fattore f M ) l uso del suolo nell area circostante (fattore f IS ). I venti e l orografia condizionano la dispersione dei composti emessi: gli allevamenti posizionati sui pendii o nelle valli subiscono maggiormente l influenza delle correnti locali (brezze). Durante il giorno, a causa della insolazione, si sviluppano venti ascendenti sui pendii o nelle valli che possono essere accompagnati da condizioni di rimescolamento verticale causato da turbolenza nello strato di rimescolamento; questa situazione favorisce la dispersione degli inquinanti. Nel corso della notte, invece, dominano venti discendenti e il rimescolamento verticale è limitato ad uno strato molto sottile e prossimo alla superficie. In questa situazione meteorologica, molto frequente in inverno anche nelle ore diurne, la dispersione degli odori risulta difficile e la loro percezione può avvenire anche a notevole distanza dalla sorgente. Specie ft Specifiche Specie animale Intermedio (fino a 60 kg) 0.16 Suini (stadio di sviluppo) Finale (da 60 kg) 0.30 Ingrasso ( kg) 0.23 Verri 0.33 Svezzamento (fino a 30 kg) 0.10 Ventilazione f L Libera 0.5 Meccanica In funzione della velocità e direzione dell aria in uscita e dell altezza Rimozione f E Suini Deiezioni solide In funzione della permanenza, dell uso di lettiera e del ricambio d aria Deiezioni liquide In funzione della permanenza e del flusso d aria nella stalla Dieta f F Dieta mista 0.05 Dieta liquida In funzione del diluente (acqua, siero o altro) Dieta solida In funzione della composizione (cereali, insilato di cereali o d erbaerboso) Tabella 6. Fattori di correzione per la definizione del carico odorigeno Una rilevante incidenza delle calme di vento (> 30% delle ore annue) viene considerata 27

28 dal modello austriaco come particolarmente sfavorevole alla diluizione e dispersione degli odori e porta pertanto alla definizione di più severe distanze di sicurezza. In relazione alla prevalente tipologia d utilizzo del suolo nelle zone limitrofe all impianto viene introdotto un ulteriore fattore correttivo specifico f IS più penalizzante qualora vi siano residenze prossime all impianto e più favorevole favorevole per aree esclusivamente ad uso agricolo. La distanza minima di separazione P è data da: P (in m) = 25 * f M * f IS * G Graficamente la relazione tra P e G con f D = 1 e f L = 1 è esposta nella Figura P (m) Carico odorigeno O Figura 5. Rappresentazione grafica delle distanze minime di separazione a partire dal carico odorigeno Il modello austriaco consiste dunque in un equazione potenza, analoga a quella prevista in Svizzera, nella quale trova tuttavia posto una valutazione delle condizioni meteorologiche locali. L approccio per la determinazione delle distanze minime di separazione descritto nelle Linee guida è stato verificato mediante l impiego di un modello di dispersione gaussiano (Piringer e Schauberger, 1999). La tematica del disturbo olfattivo in Austria è particolarmente sentita e ha portato in anni recenti allo sviluppo di un modello di dispersione gaussiano specificamente orientato alla valutazione della dispersione degli odori in campo zootecnico e noto con la sigla AODM (Austrian Odor Dispersion Model) (Schauberger & Piringer, 2001). Il modello di dispersione è stato oggetto in questi anni di diversi approfondimenti (Piringer et. al., 2007; Piringer et al., 2010) ma non ha trovato applicazione al di fuori del Paese. 5.3 Modello semiempirico tedesco La Germania è uno dei principali produttori zootecnici del continente europeo e, al 2011, il suo patrimonio zootecnico ammontava a quasi 12 milioni di bovini, oltre 27 milioni di suini, 118 milioni di avicoli (Eurostat, 2011). Le norme che riguardano la qualità dell aria in Germania sono riportate nella Legge 28

29 federale per la protezione dalle immissioni o Bundesimmissionsschutzgesetz ( BimSchG ) del 1990, modificata nel Tutti gli odori da qualsiasi installazione siano prodotti sono considerati di disturbo. Autorizzazioni alle emissioni sono date qualora sia verificato che non si raggiungano condizioni di significativo disturbo. Un importante aggiornamento è costituto dalle Linee guida sulle immissioni di odori (Geruchsimmissions-Richtlinie - GIRL) del 2008 a cui sono seguite successive modifiche. Per quanto riguarda la zootecnia sono, pur con modifiche introdotte dalla legislazione citata, norme di riferimento da un punto di vista operativo: le Linee guida VDI (Verein Deuscher Ingenieure) 3940 (1993), inerenti le misure olfattometriche, le Linee guida VDI 3471 (1986), inerenti l allevamento suino, le Linee guida VDI 3472 (1986), inerenti l allevamento avicolo suino le Linee guida VDI 3473 (1994), Parte 1, inerenti l allevamento bovino. Le diverse Linee guida forniscono una metodologia per la definizione delle distanze minime di separazione tra impianti zootecnici e aree residenziali o altri usi del suolo. Esse consentono, come esposto per le Linee guida austriache, di stimare il carico odorigeno per ogni struttura aziendale dedicata all allevamento. Lo strumento può essere utilizzato per valutare la compatibilità di un nuovo impianto o di un impianto esistente rispetto l uso del suolo circostante. Lo schema di valutazione considera le principali caratteristiche delle strutture dell allevamento in esame, la meteorologia e l orografia del terreno. Le basi teoriche del modello tedesco per definire una distanza sufficiente a contenere i disturbi olfattivi in modo adeguato si basano sull assunto che la massa M della miscela odorigena, in un caso ideale, riempia uno spazio emisferico di volume pari a M = k R 3 dove k =π/2 e R il raggio che comprende la fonte emissiva (l azienda o la singola stalla). La concentrazione C è in relazione inversa con il raggio R del volume emisferico (V) e la massa in tale volume è pari a: M = C * V = C * k * R 3 Se si considera il valore del raggio R al quale la concentrazione C è considerata prossima alla soglia di percezione C S, allora: R = M C ( k) dove R = k m * M 1/3 S e KM = ( CS k) In relazione alle distanze minime di separazione (r std ) la massa di odorigeni determinata dalla Massa animale specifica dell allevamento M an,eq : 1 3 sarà r std = K m *M b AN,eq L esponente b nell equazione descrive la curva delle distanze minime di separazione e assume valori compresi tra 1/2 ed 1/3. Questa distanza viene stimata per ogni singola struttura (ricoveri o vasche di stoccaggio): 29

30 K m = K * F dove K = e F = F 2 *(F 1 +F 3 +F 4 ). La costante K descrive la curva delle distanze, mentre le variabili da F 1 a F 4 hanno il seguente significato: F 1 = fattore di correzione inerente la ventilazione F 2 = fattore di correzione inerente l uso del suolo dell area circostante F 3 = fattore di correzione inerente la meteorologia F 4 = fattore di correzione inerente l orografia r s td ( m ) massa animale odore-equivalente GV Figura 6. Distanze minime di separazione Funzione di riferimento Il modello tedesco, rispetto a quelli precedentemente descritti, comprende un ampia disamina dei più moderni sistemi di ventilazione, dei ricoveri animali e della gestione delle emissioni. La Massa animale rilevante per l odore M AN,eq dipende dal numero e dallo stadio di sviluppo dei capi presenti nell allevamento (M AN ), dal fattore di emissione tipico della specie (f eq ), dalla valutazione dell odore odore specie-specifica ( Fattore edonico f h ) e dalle tecniche di riduzione dell odore ( Fattore tecnologico f tech ) eventualmente adottate. Il fattore di odore equivalente f eq definisce come valutare l allevamento di specie diverse e dei vari metodi di ricovero. Il Fattore edonico f h, rappresenta un degli elementi distintivi dell approccio tedesco. Esso consente di introdurre quale criterio di valutazione, la frequenza del disturbo nonché una valutazione qualitativa. Il fattore si basa sull osservazione che alcuni odori risultano essere molto fastidiosi anche a basse intensità e frequenze, mentre altri più neutri sono più accettabili anche se molto concentrati ed assidui. Il fattore tecnologico f tech assume valore 1 se i mezzi tecnici dell azienda sono conformi alle tecnologie più recenti, valori inferiori via via che si allontana dalle migliori tecnologie disponibili. La variazione di M AN,eq nel periodo di stima (M AN,eq (t)) viene descritta tramite l equazione seguente: M AN,eq (t) = f eq *f h *f tech *M AN (t) Un ulteriore elemento che distingue questo metodo da tutti gli altri approcci empirici è la determinazione della composizione reale della stalla e non il suo valore medio al fine di stimare 30

31 il carico odorigeno. La distanza minima di separazione sarà quindi derivata dalla definizione del periodo di permanenza e dalla massa animale nel corso dell anno, adottando quindi il caso più critico che l azienda considerata evidenzi. Le Linee guida considerano quindi le strutture di stoccaggio dei reflui e dei mangimi. Anche queste strutture sono prese in esame nella determinazione delle distanze minime di separazione, mediante il calcolo della massa animale equivalente riferita alla singola struttura (M AN,A = m AN,A *area struttura) e considerando i relativi fattori f eq e f h (riportati nella Tabella 7), f tech e il fattore e h. Tipo di allevamento Altre strutture ventilate m AN,mean (LU) - m AN,A f eq f h naturalmente (LU/m 2 ) Scrofe gravide, scrofe interparto, verri Scrofe con suinetti fino a 10 kg Scrofe con suinetti fino a 20 kg Suinetti (7-35 kg, peso medio17 kg Scrofette (30-70 kg, peso medio 60 kg Magroni ( kg, peso medio 65 kg Grassi ( kg, peso medio 80 kg Stoccaggio di deiezioni liquide Cortile di manovra Silos orizzontale (mangimi - mais) Tabella 7. Valori standard per MAN, f eq e f h per gli allevamenti suinicoli. Il fattore di ventilazione F 1 prende in considerazione gli scarichi in atmosfera dall impianto zootecnico e dalle sorgenti superficiali ventilate naturalmente. Esso considera inoltre la tipologia di ventilazione dei ricoveri animali (Tabella 8). Il fattore F 2 considera invece i livelli di concentrazione di odore, considerati come accettabili in relazione alla categoria d uso in cui ricade il territorio in esame. Esso varia tra 0.25 e 1 (Tabella 8). Il fattore meteorologico F3 (Tabella 8) sintetizza le distribuzioni di frequenza (espresse in percentuale) della direzione del vento nell area considerata. Vengono considerati 12 settori di 30 di ampiezza. Infine il fattore geografico F4 descrive l influenza dell orografia sulla dispersione degli odorigeni e assume valore 1 in assenza di informazioni dettagliate (Tabella 8). Le Linee guida tedesche vengono applicate per allevamenti con almeno 50 capi suini all ingrasso o a 50 scrofe con suinetti di peso superiore a 20 kg. Le distanze minime di separazione da applicare sono determinate in funzione della configurazione dell impianto zootecnico mediante uno di questi tre metodi: metodo del punto di emissione di riferimento metodo multi-sorgente metodo dell isopleta Il metodo del punto di emissione di riferimento viene applicato quando le sorgenti emissive (principalmente i ricoveri animali) sono situate in un raggio che non supera i 50 m. In questo caso l insediamento zootecnico viene considerato come un unica superficie emissiva da cui le distanze di sicurezza vengono calcolate. Il calcolo viene condotto mediante l utilizzo di un parametro la Massa equivalente rilevante per l odore (M AN ) che sostituisce in dato relativo al numero di capi. Il metodo multi-sorgente viene utilizzato quando un determinato allevamento presenta più fonti di emissione degli odorigeni, poste a distanze superiori a 50 m tra loro. Ricadono in questa fattispecie gli impianti con ricoveri estesi, o distribuiti sulla proprietà. I livelli totali di inquinamento odorigeno sono calcolati come sommatoria dei diversi contributi, corretti per un 31

32 fattore che dipende dalla diluizione del composto odorigeno in funzione della distanza della sorgente dal recettore considerato. Il metodo dell isopleta consente di definire preliminarmente le aree sensibili e di valutare mediante il metodo multi-sorgente la distribuzione degli odori. Questo approccio permette inoltre di considerare il regime anemologico nei fenomeni di ricaduta degli odori. Fattore di ventilazione F 1 Ventilazione forzata (con condotti di aria forzata) Scarico libero in atmosfera 0.7 Sistema di colmo sopra il tetto per favorire il flusso d aria verticale 1 Fessure nella parete opposta alla zona residenziale, per favorire il flusso d aria 0.8 Fessura nella parete di fondo opposta alla zona residenziale (flusso d aria orizzontale) 0.8 Ventilazione forzata munita di scarico doppio 1.2 Ventilazione naturale Flusso orizzontale 1.2 Ventilazione tramite le grondaie del colmo, flusso naturalmente determinato attraverso 0.9 Apertura frontale flusso naturalmente determinato attraverso l edificio 1.0 Sorgenti superficiali naturalmente ventilate Concime solido o liquido, strutture di insilamento orizzontali, cortili, aree di movimentazione 1.2 Fattore di utilizzo dell area circostante F 2 Area industriale, aziende agricole 0.25 Area rurale non comprendente residenze 0.4 Area commerciale, zone abitate 0.5 Area mista, cantiere 0.75 Area residenziale o ospedaliera 1.0 Fattore meteorologico, frequenza dei venti in direzione di zone sensibili F 3 < 5 % % % % 1.5 > 31 % 2.0 Fattore orografico F 4 Valore standard (modificabile solo in casi particolari in seguito a studi sull influenza del 1.0 Tabella 8. Stima dell impatto dei fattori F1, F2, F3, F4. Una descrizione dettagliata dei diversi approcci è riportata in VDI (1986 a, b), VDI (2001). 5.4 Modello empirico dei Paesi Bassi I Paesi Bassi sono, nonostante la modesta estensione territoriale, un importante produttore nel panorama zootecnico europeo. Con 3 milioni 900 mila capi bovini e 12 milioni 100 mila suini il Paese si attesta tradizionalmente nelle posizioni di vertice. E quindi comprensibile come la problematica degli odori derivanti dalle attività zootecniche rappresenti qui una priorità ambientale alla quale sono dedicate ingenti risorse per contenere l emissione di odorigeni e il loro impatto. Le prime Linee guida sul tema datano al 1971 quale risultato di specifiche norme legislative. Le successive versioni sono state pubblicate nel 1976, 1984,

33 e 1995 (Klarenbeek e Harreveld, 1995). L approccio normativo olandese è quindi uno dei primi ad essere stato sviluppato in Europa e si base sulla definizione di distanze minime di separazione derivanti dalla valutazione delle dimensioni dell impianto zootecnico in ragione del numero di capi. Il metodo è adattabile alle diverse specie animali mediante l impiego di fattori di conversione. L unità standard è rappresenta dall unità animale che corrisponde in termini di emissione di odorigeni ad un suino da ingrasso in ricovero con pavimento parzialmente fessurato. Questa unità di riferimento è nominata mestvarkeneenheden o [mve] e valori di conversione consentono di uniformare i vari stadi di sviluppo all unità standard (1 mve = 11 suinetti, 1.5 scrofette, 3 scrofe in asciutta, ecc.). L emissione di odore equivalente per unità mve è pari a 22.6 OU E /s Un semplice schema grafico mette in relazione il numero di capi standard e le distanze minime di separazione per 4 categorie di territorio: Categoria I: offre la più elevate protezione dal verificarsi di disturbi dovuti alle emissioni di odori e viene applicata alle aree non agricole, (zone residenziali e ospedali), o con funzioni ricreative. Categoria II; si caratterizza per un uso residenziale più disperso con villaggi rurali e residenze isolate, Categoria III: prevede residenze isolate o piccoli agglomerati inseriti in un panorama prevalentemente rurale, la Categoria IV: è la meno protettiva e prevede la presenza di sole strutture rurali, aziende agricole e le residenze dei conduttori. Il sistema grafico per l individuazione delle distanze minime di separazione è riportato nella Figura 7. DMS (m) Unità animali (mve) Figura 7. Distanze minime di separazione adottate nei Paesi Bassi in relazione a diverse categorie di uso del suolo. Negli anni l approccio si è mantenuto sostanzialmente invariato pur dovendo rispondere ad una crescente domanda di nuove strutture zootecniche. Per questo motivo il diagramma è stato via via adattato a valori di unità animali crescenti. Il criterio di fondo per evitare un disturbo olfattivo severo si è concretizzato più recentemente con l implementazione di sistemi di riduzione delle emissioni e il rilascio di una specifica certificazione. L approccio non considera variabili di natura meteorologica e strutturale, nonché le caratteristiche degli stoccaggi delle deiezioni. 33

34 5.5 Modello empirico britannico W-T Model Il modello W T, dal nome dei due Autori, Williams e Thompson, (1986) è stato sviluppato dal Warren Spring Laboratory in Inghilterra e, pur trattandosi di un modello sostanzialmente empirico, è basato su misure dirette di odore. Le distanze minime di sicurezza proposte sono state quindi individuate mettendo in relazione le valutazioni di un panel olfattometrico con le segnalazioni di lamentale per disturbi olfattivi e la loro collocazione rispetto all impianto zootecnico a cui si riferiscono. La formula empirica individua una distanza minima D (in metri) che deriva direttamente dal valore di emissione di odorigeni E secondo la seguente relazione: D max = (2.2E) 0.6 Il range di incertezza del modello è piuttosto ampio in quanto i valori sono indipendenti dal clima, dal territorio ed è stimato tra (0.7 E) 0.6 a (7 E) 0.6. L approccio non risulta abbia trovato esteso impiego nelle fasi di autorizzazione alla realizzazione di nuovi impianti zootecnici. 5.6 Modello empirico dell Indiana (U.S.A.) (Purdue University) Nel 1997 l Università di Purdue (West Lafayette, Indiana) ha sviluppato, con il supporto dell associazione dei produttori suinicoli (National Pork Producer Council-NPPC) delle Linee guida per la definizione di distanze minime di separazione tra aree residenziali, commerciali o con altra destinazione d uso ed allevamenti suinicoli. Esse si basa su assunzioni derivate dall approccio austriaco (Schauberger e Piringer, 1999). Nella prima versione il modello, reso più facilmente utilizzabile da un applicativo disponibile sulla rete Internet, non consentiva valutazioni per altre specie animali diverse dai suini. L interfaccia dotata di menu a tendina per la scelta dei valori dei diversi parametri considerati lo ha tuttavia reso molto popolare. Una dettaglia descrizione del modello è riportata in Heber et al. (1999). I parametri presi in esame nel modello per la definizione delle distanze minime di separazione (setback distances) sono: stadio di sviluppo e il numero di capi presenti (6 classi), la dimensione/rapporto lunghezza/larghezza) e l orientamento delle strutture emissive dell azienda, la gestione ed il trattamento dei liquami aziendali, indicando la frequenza della rimozione, rapporto deiezioni/acqua di lavaggio (5 classi), stoccaggio dei reflui (si/no), i sistemi per l abbattimento dell odore (percentuale di efficienza da 0 a 70%>), la direzione del vento (16 classi di frequenza in %), la topografia del territorio circostante (4 classi), l uso del suolo (6 classi), Le distanze minime di separazione (MDS) (espresse in piedi) vengono misurate secondo la seguente equazione: dove: SD = 20 F * L * T * V (A E E+A S S)

35 F = fattore relativo alla frequenza del vento dai diversi quadranti (assume un valore compreso tra 0.75 ed 1.00), L = fattore relativo all uso del suolo (variabile tra 0.5 ed 1), T = fattore topografico (variabile tra 0.8 ed 1.00) V = fattore relativo alla posizione del territorio, alla forma ed all orientamento di ogni fonte emissiva dell azienda A E E = fattore relativo all abbattimento dell odore proveniente dagli edifici (variabile tra 0.3 e 1.00) A S S = fattore relativo all abbattimento dell odore proveniente dallo stoccaggio esterno delle deiezioni liquide (variabile tra 0.3 e 1.00) E = emissione di odore dagli edifici: E = N * P * B dove: N = numero di capi P = fattore relativo alle emissioni di odore (espresso in Unità di Odore OU per capo suino, variabile tra 1 e 15) B = fattore relativo alla configurazione ed alla gestione dei liquami: B = M D dove M = frequenza di rimozione dei liquami (variabile tra 0.5 ed 1.00) D = fattore relativo alla diluizione dei liquami (variabile tra 0.00 e 0.2) S = emissione di odore dalle strutture di stoccaggio dei liquami (vasconi): S = C * G dove C = fattore di emissione di odore dallo stoccaggio esterno dei liquami (50 OU/s-AU 4 ) G = unità animale (dove 1 AU = 1 bovino di 1000 libbre, pari a 453 kg) Il modello Purdue è stato calibrato mediante misure delle emissioni di aziende suinicole, da dati riportati in letteratura e dall applicazione di modelli di dispersione atmosferica (Heber et al. 1999). Il parametro F relativo alla frequenza del vento considera sedici direzioni del vento in input; il risultato è poi espresso per otto direzioni. Le frequenze sono calcolate a partire dai dati della stazione meteorologica più vicina, convertite in frazioni decimali. Il fattore relativo all uso del suolo (L) è compreso tra 0.05 per le aree che richiedono minor protezione, ad 1.00 per quelle che sono più vulnerabili all odore (uso residenziale o ricreazionale). Il fattore V dipende dalla forma e dall orientamento delle varie strutture dell azienda che producono emissione di composti odorigeni rispetto ai venti dominanti. La definizione di quest ultimo fattore implica che le fonti emissive siano inserite preliminarmente in un ideale perimetro di forma rettangolare per poterne calcolarne quindi il rapporto tra i lati (L/W). Il fattore E concerne l emissione di odore direttamente legata agli animali e considera il numero (N) e lo stadio di crescita dei capi (P), nonché la gestione delle deiezioni (B). Tra le attuali strategie per la riduzione degli odori particolare attenzione è stata dedicata ad incrementare la 1 AU = Animal Unit, pari ad un capo bovino di 1000 lbs (453 kg); per altre specie animali sono previsti fattori di equivalenza 35

36 frequenza di allontanamento delle deiezioni (ad esempio con l adozione di sistemi tipo Vacuum system). Il modello Purdue introduce i parametri A E e A S che indicano, rispettivamente, il fattore di abbattimento delle emissioni per le strutture di ricovero e il fattore di abbattimento delle emissioni derivanti dallo stoccaggio dei liquami in vasconi, lagune, ecc, Stadio di sviluppo Peso medio di Spazio per Produzione di Emissioni riferimento (kg) animale (m 2 ) deiezioni (kg/gg) (OU/s*AU) Suinetti Magroni Grassi Scrofe gravide Scrofe e suinetti Verri Tabella 9. Emissione di composti odorigeni da parte di suini in diversi stadi di sviluppo. Il fattore A E è utilizzato per quantificare la riduzione potenziale delle emissioni prodotta dall impiego di filtri, la regolazione della dieta degli animali o l aggiunta di additivi che limitino l emissione di odori. Il valore di A E è espresso dal rapporto (1-R/100), dove R è la percentuale di abbattimento degli odori in funzione della tecnologia impiegata e può assumere un valore compreso tra 30 e 70. Il tasso di emissione totale dello stoccaggio esterno dei liquami (S) è calcolato quale prodotto tra il numero di capi o unità animali (G) e il tasso di emissione per unità animale C. Il fattore (A S ) ha la funzione di quantificare l efficacia degli interventi o dispositivi (coperture, sistemi di aerazione, aggiunta di composti deodoranti, ecc.) La prima versione del modello è disponibile sul portale dell Università di Purdue 5 e consente di effettuare immediate valutazioni su impianti suinicoli (Figura 8). Una seconda versione 6 si estende anche ai bovini ma soprattutto fornisce con le distanze minime di separazione una stima temporale del potenziale disturbo, espressa in percentili (Tabella 10). Esposizione Destinazione d uso del suolo 91% assenza di odori molesti Aree agricole, residenze isolate e 94% assenza di odori molesti Residenze rurali 96% assenza di odori molesti Piccoli nuclei residenziali ( < 50 unità) 97% assenza di odori molesti Piccoli nuclei residenziali (oltre 50 unità) 98% assenza di odori molesti Centri abitati ( < 5000 abitanti) 99% assenza di odori molesti Centri urbani (> 5000 abitanti) Tabella 10. Condizioni di esposizione i in assenza di odori molesti per diverse destinazioni d suo del suolo

37 Figura 8. Interfaccia utente per l utilizzo del modello Purdue v.1 Figura 9. Interfaccia utente per l utilizzo del modello Purduie v Modello semiempirico del Minnesota, U.S.A. (OFFSET) Il modello OFFSET (Odour From Feedlots Setback Estimation Tool) è stato sviluppato per stimare le distanze minime di separazione dagli impianti zootecnici situati nello stato del Minnesota (U.S.A.) sulla base degli output del modello di dispersione atmosferica IN-PUFF2. I risultati sono espressi sia in forma grafica che tabellare, come funzione del fattore totale di emissione e della frequenza temporale della condizione senza il fastidio da odore. Il modello è stato sviluppato applicando i dati storici meteorologici del Minnesota dal 1984 al 37

38 1992 (Jacobson et al. 2000); di conseguenza è il suo uso in aree diverse va valutato con prudenza. Il modello fa riferimento a misure olfattometriche condotte su 280 ricoveri provvisti di unità di stoccaggio dei reflui e afferenti a 85 aziende agricole del Minnesota, dal 1997 al In Tabella 11 vengono riportati i valori assunti da questi fattori per gli allevamenti suinicoli. Il calcolo delle distanze minime tiene conto anche dell eventuale presenza di un impianto per l abbattimento dell odore. Il fattore di emissione totale è quindi calcolato come: E t = E 1 = E ei * A i * f ci dove E t = fattore totale di emissione dal sito di produzione animale (adimensionale) E i = emissioni di odore dalla sorgente i, dove i varia tra 1 e n, ed n è il numero totale delle sorgenti di odore. (adimensionale) E ei = numero delle emissioni di odore della sorgente i per unità di superficie, variabile da 11 a 538 per numero di alloggiamenti e strutture di gestione dei liquami (OU/m 2 ) A i = area della sorgente i in m 2 F ci = fattore per il controllo dell odore della sorgente i, varia tra 0.1 e 0.6 a seconda della tecnologia utilizzata per mitigare le emissioni, assume valore 1 qualora non venga utilizzata alcuna tecnologia. Descrizione della sorgente Alloggiamento tipo di gestione dei reflui Emissione Stalle di gestazione Fossa profonda 50 Scarico forzato (Pull Plug) 30 Stalle per il parto Scarico forzato (Pull Plug) 14 Stalle per i suinetti Stalle da ingrasso Fossa profonda 42 Scarico forzato (Pull Plug) 42 Fossa profonda 34 Scarico forzato (Pull Plug) 20 Bacino di stoccaggio del letame Vasche singole o multiple senza crosta 13 Vasca in acciaio o cemento, a livello terreno o sopraelevato Tabella 11. Fattori di emissione dell odore per le aziende agricole suinicole con stalle chiuse in Minnesota (Wood et al. 2001; Jacobson et al. 2000). 28 In alternativa il fattore E i può essere determinato dalla misura reale del tasso di emissione: E i = KQ od dove: K = fattore di scala Q od = tasso di emissione dell odore (OU/s per m2) Sulla base delle simulazioni effettuate con modelli di dispersione K assume il valore di 35 per i ricoveri e di 10 per gli stoccaggi delle deiezioni. Il fattore totale di emissione totale E 38

39 viene quindi introdotto nel modello di dispersione INPUFF2 per predire l odore sotto-vento. Le simulazioni di dispersione sono condotte per sei differenti condizioni meteorologiche sfavorevoli alla dispersione degli inquinanti (Tabella 11), così da ottenere le concentrazioni al suolo di composti odorigeni di maggiore crticità. Le distanze minime di separazione vengono quindi determinate sulla base di queste simulazioni individuando una relazione tra esse e le emissioni da odore: D = ae tb dove: D = distanza minima di separazione (m) a e b = fattori relativi all influenza climatica per le varie richieste di frequenza di periodi in cui la molestia dell odore è assente. I valori sono riportati in Tabella 12. La frequenza delle varie classi di stabilità meteorologica di Pasquille, è stata calcolata dai rilievi meteorologici effettuati nel Minnesota. Non possono essere introdotti dati meteorologici diversi. La frequenza della condizione assenza di fastidio da odore viene definita come la percentuale del tempo durante la quale l intensità dell odore è inferiore al livello di fastidio ammissibile. Essa si riferisce all area sottovento all impianto ed ha quindi un carattere conservativo. Nelle altre direzioni le distanze di sicurezza possono essere stimate considerando condizioni meteorologiche stabili e il regime dei venti. L area di dispersione viene infine considerata pianeggiante e non viene pertanto ipotizzata nessuna influenza sulla dispersione degli odori da parte della morfologia del territorio circostante l allevamento in esame. Condizioni meteorologiche Classe di stabilità meteorologica F F E E D D Velocità del vento (m/s) Frequenza temporale senza fastidio da odore (%) a b r Tabella 12. Condizioni meteorologiche e loro influenza sulla durata di condizioni di assenza di fastidio da odore Il modello è stato validato sia per le brevi ( m) che per le lunghe distanze ( km, (Zhu et al. 2000; Guo et al. 2002). Il modello OFFSET considera inoltre la presenza di abitazioni nelle diverse direzioni degli allevamenti e può determinare con quale frequenza possono verificarsi condizioni di disturbo residenze poste in prossimità di impianti zootecnici. Confrontando le distanze ottenute dall applicazione del modello OFF-SET con gli eventi odorigeni riportati da osservatori residenti vicino a diverse aziende zootecniche è stato rilevato che questo modello non sovrastima le distanze alle quali vengono trasportati gli odori se le condizioni atmosferiche sono stabili. In condizioni diverse, tuttavia, si evidenziano notevoli differenze tra segnalazioni di disturbo attese e risposte degli osservatori. L applicazione del modello OFFSET avviene tramite un applicativo Excel (Figura 10) 39

40 scaricabile dal sito della University of Minnesota 7. La tabella proposta all utente consente di inserire i dati dell azienda in esame, il tipo ed numero di ricoveri animali e le strutture lo stoccaggio dei liquami. L applicativo richiede le dimensioni di ogni struttura che sia ritenuta una potenziale sorgente di odore e l inserimento dei dati relativi a sistemi di mitigazione. Sulla base dei dati registrati vengono applicati i fattori di emissione di odore per ogni sorgente considerata tramite tre tabelle di emissione relative ai differenti parametri. I singoli fattori vengono quindi sommati a dare il fattore di emissione totale, che è utilizzato nella fase successiva per calcolare le distanze di separazione in condizioni prive di fastidio da odori riferite al 91-99% del tempo. Figura 10. Applicativo del modello OFFSET per la definizione delle distanze minime di separazione OFFSET è probabilmente il modello empirico maggiormente testato, mettendo a confronto gli output con i risultati di diversi modelli di dispersione (Guo et al., 2004; Guo et al., 2005) e le indicazioni da esso derivanti sono stati valutate anche in relazione alle segnalazioni dei residenti prossimi agli impianti zootecnici (Nimmermark et al., 2003). I risultati di questi confronti non appaiono sempre omogenei e, soprattutto, tra previsione ed effettiva percezione di odore si rileva solo una quota minoritaria (circa il 30%) di concordanza. Il modello OFFSET, come altri modelli di carattere empirico, è stato sviluppato sulla base di esperienze locali e, in particolare, facendo riferimento alle condizioni meteorologiche del luogo dove è stato messo a punto. Va però evidenziato che esso incorpora queste informazioni all interno delle stesse funzioni di calcolo. Ciò rende un suo più ampio utilizzo al di fuori della regione del Minnesota piuttosto problematico

41 5.8 Modello semiempirico dell Ontario, Canada (MDS) La Provincia dell Ontario (Canada) dispone di un vitale settore zootecnico con oltre 2 milioni e 800 mila suini e poco meno di 2 milioni di bovini. Nonostante la modesta densità abitativa il Ministero per l agricoltura, l alimentazione e gli affari rurali dell Ontario (OMAFRA) si è dotato di specifici strumenti per la pianificazione del territorio rurale che prevede norme per ridurre gli eventuali disturbi di natura olfattiva derivanti dall allevamento animale. La responsabilità per l implementazione delle Linee Guida è in capo alle municipalità nell ambito delle loro competenze in tema di pianificazione del territorio. La politica del settore si è sviluppata secondo due principi guida di carattere generale e che meritano di essere qui menzionati: le aree destinate all agricoltura sono soggette ad una speciale protezione per garantirne il loro pieno utilizzo sul lungo termine, le aree agricole specializzate godono di una particolare protezione in relazione ai loro prodotti e, a seguire, le altre aree in funzione della fertilità dei suoli. La Provincia dell Ontario riporta queste indicazioni nelle Linee guida sulla definizione di distanze minime di sicurezza per le problematiche relative al disturbo olfattivo (Ministry of Agruiculture, Food and Rural affairs, 2006) 8, sottolineando come, nelle aree rurali a tradizione zootecnica, all allevamento animale è riconosciuta una specifica priorità rispetto ad altri usi del territorio. Lo strumento messo a punto dall Amministrazione dell Ontario è individuato dalla sigla MDS (Minimum Distance Separation), e ha quale obiettivo la definizione di distanze minime da mantenere tra allevamenti animali e strutture ad essi connesse e altre destinazioni d uso del suolo. Pubblicate la prima volta nel 1976, le Linee guida sono state aggiornate nel 1995 e successivamente sostituite dal documento citato che rappresenta oggi il riferimento regolatore vigente. Il modello MDS I stabilisce le distanze minime da garantire tra un impianto zootecnico esistente e una nuova area edificata/urbanizzata (residenziale, commerciale, industriale). Si tratta quindi di una procedura che viene attivata nei casi in cui si intendano avviare lottizzazioni ad uso residenziale, la costruzione di centri commerciali o, ancora, aree a fini ricreativi in prossimità di allevamenti animali. Con il termine prossimità si intende qui una distanza compresa tra 1 e 2 km. MDS II rappresenta invece lo strumento messo a disposizione del comparto zootecnico che definisce le modalità con cui individuare le distanze da mantenere tra un allevamento in progetto o in ristrutturazione/ampliamento e altre strutture già esistenti o, quanto meno, già approvate anche se non ancora realizzate. MDS I e MDS II sono quindi due approcci che fanno riferimento ad iniziative e proponenti differenti. MDS II, che verrà descritto con maggiore dettaglio, è un approccio relativamente semplice che ha come obiettivo la riduzione dei disturbi legati alle emissioni di odori di origine zootecnica per i residenti rurali o nelle aree di interfaccia rurale-urbano. MDS non interviene su altre problematiche connesse a disturbi olfattivi o, ad esempio, sull emissione di polveri. L approccio fa riferimento ad un numero limitato di parametri così come illustrato in tabelle

42 Fattore Definizione Significato A Carico odorigeno emissioni prodotte dalle diverse specie animale o stadi di sviluppo B Unità nutrienti (NU) Valori di N e P riferiti alla potenzialità di sostituzione fornita dall apporto dei reflui C Espansione di attività % di ampliamento rispetto alle strutture esistenti esistenti D Tipo di deiezioni caratteristiche fisiche dei reflui (solido (palabile)/liquido) E Uso suolo Destinazione d uso del suolo circostante l impianto zootecnico Tabella 13. Fattori di riferimento per MDS II L equazione di base di MDS II è la seguente: F = A * B * C* D I valori relativi ai diversi parametri possono essere individuati da una serie di tabelle di facile utilizzo. La procedura per l applicazione del modello DMSII prevede che dalle informazioni sulle specie allevate, il numero di capi, lo stadio di sviluppo nonché dalle modalità di allevamento sia derivato l ammontare delle unità nutrienti (NU). A titolo di esempio per capi suini in fase di magronaggio è prevista l attribuzione di 0.17 NU, ai lattonzoli un valore di 0.05 NU, 0.3 N per scrofette e 0.2 per scrofe in riproduzione (senza suinetti). Qualora si consideri l ampliamento di un impianto esistente tale operazione deve essere condotta sulle strutture esistenti e su quelle in progetto. Una volta definito il valore di NU (relativo alle strutture esistenti e a quelle in progetto) è possibile individuare il valore del fattore A (emissioni di odore) nonché il fattore D (tipologia di refluo). Quest ultimo è semplicemente classificato come solido o liquido ma è possibile inserire, nel caso di più specie allevate, una combinazione di entrambi. Dalle unità nutritive NU viene derivato il Fattore B della formula generale. Qualora si tratti di un ampliamento viene richiesto di inserire, in termini percentuali l aumento delle unità nutritive (Fattore C). Il prodotto di A x B x C x D fornisce la distanza minima da mantenere con le residenze più prossime all impianto. Le strutture che sono destinate allo stoccaggio dei reflui sono trattate separatamente e ne vengono considerate il volume e le caratteristiche costruttive (vascone laguna, assenza o presenza di copertura, ecc.). I risultati del calcolo delle distanze minime sono infine corretti in relazione all uso del suolo circostante e alla densità di strutture non agricole. Le Linee guida e la modulistica per il rilievo dei parametri di interesse e il calcolo delle distanze minime di separazioni sono accessibili su Internet come ad esempio sul sito della città di Halton Hills 9. Copie in formato cartaceo devono essere richieste agli uffici del Ministero competente della provincia dell Ontario

43 L Ontario ha inserito, nella propria normativa (Provincial Policy Statement, Section 2.1.4), l obbligo per le municipalità di verificare che nuovi impianti zootecnici o l ampliamento di quelli esistenti sia conforme a quanto individuato dall approccio MDS. Le Linee guida descritte non si applicano all inquinamento acustico o da polveri; esse non trovano applicazione alle seguenti attività o strutture: macelli, trincee per insilato, serre, coltivazioni di funghi, apiari, allevamenti di piccole dimensioni. Va osservato che il territorio pianeggiante dell Ontario nonché il clima di tipo semicontinentale ma complessivamente temperato dalla presenza dei grandi laghi e presenta notevoli analogie con la Pianura Padana. Il regime termico si caratterizza per un temperatura media annua di 12.7 C (massima a luglio con 26 C e minima a gennaio con -1 C). Le temperature e precipitazioni medie mensili a Toronto Non si discostano significativamente da quelle della pianura lombarda anche se la presenza di eventi nevosi è decisamente maggiore. Il regime anemologico, con velocità del vento compresa tra 3.3 e 5.2 m/s determina una ventilazione leggermente superiore a quella della Pianura lombarda. Sono però frequenti fenomeni di stabilità atmosferica. Il ristagno di inquinanti atmosferici ha determinato la dichiarazione di allarmi smog, fino ad un massimo di 48 giorni nel 2005, scesi nel 2010 a 12 giorni. 43

44 5.9 Modello semiempirico del Northfolk, Labrador, Canada Il modello utilizzato nella provincia del Labrador (Canada) è molto simile a quello dell Ontario (MDS II), ma di più semplice applicazione. L equazione base per stabilire le distanze minime dagli allevamenti è la seguente: MDS (in m) = A B C D dove A corrisponde alla distanza minima di separazione (base) in funzione del numero di animali, e viene successivamente corretta, B è l espansione dell azienda in termini di incremento percentuale rispetto all attività già esistente, C indica le specie animali allevate e la tipologia di ricovero, D riguarda la gestione dei liquami. I dati relativi ai fattori B, C e D sono riportati in Tabella 14. FATTORE A FATTORE B FATTORE C FATTORE D N. animali MDS (m) Incremento (%) Valore Allevamento e alloggiamento Valore Liquami Valore Vacche da latte legate 0.65 Lettiera Vacche da latte libere 0.7 Concime solido Manze in stalla 0.7 Vasca cemento in 0.8 (coperta) Manze in stalla con recinto esterno 0.8 Vasca cemento in 0.9 (aperta) Vitelli 1 Vasca terra in 1 (aperta) Manzi in stalla 0.7 > Manzi in stalla con recinto esterno Maiali 1 > Cavalli 0.65 Nuova costruzione 1.16 Pecore 0.7 Tabella 14. Valori dei parametri per l applicazione del modello del Labrador. 44

45 5.10 Osservazioni conclusive sui modelli speditivi Il disturbo olfattivo causato da attività zootecniche è legato essenzialmente a tre attività: l allevamento propriamente detto, lo stoccaggio e la movimentazione dei liquami e del letame, gli spandimenti agronomici dei reflui. Quest ultimo aspetto esula dagli obiettivi del presente indagine. Diversi approcci sono stati sviluppati negli anni per limitare i disturbi in aree a forte presenza di aziende zootecniche, a partire dalle prime Linee guida olandesi pubblicate nel 1972 (Mahin, 2001). I documenti e le norme elaborate dai diversi Paesi considerati seguono sostanzialmente un approccio piuttosto omogeneo: individuare distanze minime di separazione tra impianti zootecnici e aree residenziali (o altri usi del suolo) definite in base alla specie animale allevata, al numero di capi, alla la natura del recettore; a seguito di questa prima valutazione introdurre, laddove l influenza di specifici elementi sia sta documentata, fattori di correzione, via via più dettagliati, per il territorio in esame, le modalità di gestione, le innovazioni tecnologiche introdotte, un ulteriore affinamento può essere introdotto individuando limiti per composti specifici come l H 2 S di più facile monitoraggio (Mahin, 2001), validare gli approcci empirici mediante il confronto con modelli di dispersione atmosferica o misure dirette di carattere olfattometrico; definire una durata temporale accettabile del disturbo da odore (calcolo del percentile dei superamenti per le concentrazioni soglia). Dall esame condotto sui modelli speditivi si evince come prevalga un impostazione generale comune, in parte sicuramente dovuta alle strette relazioni che legano alcuni degli enti che li hanno sviluppati, come quelle tra i paesi di lingua tedesca o tra le province canadesi. Vi sono tuttavia differenze, anche piuttosto rilevanti tra le diverse metodologie rispetto al peso dato ai parametri ambientali, strutturali e gestionali considerati. In particolare si osservano due indirizzi: il primo teso a introdurre un elevato numero di parametri e un notevole dettaglio nella definizione del loro peso nella determinazione delle DMS. Questa tendenza fa sì che gli approcci siano, per larga parte, strettamente legati al territorio per il quale sono stati sviluppati. L introduzione di alcuni parametri richiede tuttavia valutazioni in campo piuttosto complesse. La seconda tendenza è esattamente opposta e punta a ridurre in modo sensibile il numero dei parametri (fattori) che influenzano la definizione delle DMS limitando questa operazione a pochi elementi sicuramente significativi. Un quadro generale di queste differenze è dato dalla Tabella 15 che riporta per ogni approccio i parametri considerati. Alcuni modelli appaiono evidentemente legati alle caratteristiche del territorio a cui si riferiscono. E questo il caso del modello svizzero e del modello austriaco che rivolgono particolare attenzione alla morfologia del territorio e alla posizione dell azienda zootecnica. Il modello svizzero inoltre è l unico che considera la valutazione dell igiene negli spazi aziendali, elemento in genere trascurato ma, in base a un parere diffuso, assai rilevante. Inoltre, unico tra i modelli esaminati prende in considerazione l altitudine a cui è posta l azienda e non le caratteristiche climatiche o topografiche della zona in cui l azienda è situata. 45

46 MODELLO Svizzera Austria Germania Paesi Bassi OFFSET Ontario, Labrador, Purdue, USA Ca Canada Approccio/validazione empirico empirico empirico Modello di empirico dispersione empirico empirico empirico Capi animali (numero) x x x x x x x x Più specie allevate Stadio di sviluppo dei capi x X Morfologia territorio x x x x Altitudine x Fonti di odore aggiuntive x x x x Caratteristiche sorgenti x x x x x Stoccaggio liquami nelle stalle x x x X x Igiene azienda x Alimentazione x x Aerazione x x x Trattamento aria x x x x x Trattamento liquami x x x x x Uso del suolo x x x x x x Direzione del vento x x x x Calme di vento x Tono edonico odore x x Andamento temporale x Tabella 15. Confronto tra i sette modelli presentati in funzione dei parametri considerati da ognuno di essi.

47 Le distanze di sicurezza vengono calcolate senza considerare il regime anemologico a partire dal centro di ogni struttura emissiva senza ulteriori considerazioni sulla provenienza del vento o dell uso del territorio circostante. Il modello austriaco dà invece molta importanza al territorio che ospita l impianto zootecnico, considerando la topografia e il regime locale dei venti e penalizzando le situazioni con frequenti calme di vento. Vengono richieste informazioni tecniche relative ai ricoveri animali sia in termini di stoccaggio dei reflui che di ventilazione. Non sono considerate l orientamento delle stalle o l esistenza di altre sorgenti di odore. Il modello tedesco è da considerarsi il più completo anche se senza dubbio piuttosto complesso e oneroso, soprattutto a causa dei molti dati richiesti. Infatti per aziende dove sono presenti ricoveri di dimensioni consistenti è necessario misurare le distanze tra tutte le sorgenti emissive. L unico fattore meteorologico considerato è però la frequenza delle diverse provenienze del vento verso i siti ritenuti sensibili. Questo modello considera ogni unità emissiva a sé e per ognuna determina la minima distanza di separazione. Il modello OFFSET (Minnesota) ha il vantaggio di poter essere facilmente scaricato dal sito Internet del Ministero dell agricoltura del Minnesota. Esso considera sia le caratteristiche che le dimensioni delle singole stalle e degli stoccaggi di liquame. Il data set meteorologico di default, quello del Minnesota, non può essere modificato. Le distanze di sicurezza vengono espresse in funzione della percentuale di tempo priva di odore (91-99%). Il modello MDS II (Ontario) considera la possibilità di espansione dell azienda in esame e tiene conto della presenza e delle dimensioni di sorgenti diverse dalle stalle, come dell eventuale presenza di apparati per il trattamento dell aria e dei liquami per mitigarne l impatto odorigeno. Non considera, quanto meno in modo esplicito, la meteorologia e la topografia del terreno e quindi l eventuale presenza di ostacoli alla diffusione dei composti odorigeni. Il modello dell università Purdue (Indiana) è facilmente accessibile dal sito dell Università stessa e prende in esame la forma, le dimensioni, l orientamento e la posizione rispetto alle altre strutture emissive dell azienda. Inoltre considera la gestione dei reflui e l eventuale diluizione degli stessi, le tecniche adottate per l abbattimento dell odore. L applicazione del modello Purdue porta alla definizione delle distanze di separazione nelle otto principali direzioni, per ogni struttura emissiva considerata e per l azienda nel suo insieme. Inoltre il modello produce una rappresentazione grafica che riporta la configurazione dell azienda con associate le distanze di sicurezza da ogni struttura potenzialmente emissiva. I risultati ottenuti si avvicinano molto a quelli prodotti dall applicazione del modello austriaco, da cui questo modello è tratto, e sono in generale leggermente più elevate delle distanze ottenute dal modello tedesco e da quello svizzero. In sintesi è possibile affermare che i modelli empirici hanno incontrato un generale favore quale approccio per dare supporto alla localizzazione di nuove strutture zootecniche ed, eventualmente, considerare condizioni di criticità emerse presso aziende esistenti. L ampia letteratura scientifica su questo tema conferma, anche da parte del mondo scientifico, un notevole interesse rispetto ad questo approccio operativo.

48 6. Modelli di dispersione atmosferica per la valutazione del disturbo olfattivo Le concentrazioni di composti odorigeni al suolo, a valle di impianti di produzione zootecnica, possono esse descritti o previsti da modelli di carattere matematico statistico, noti come modelli di dispersione o di ricaduta. Questi strumenti sono stati sviluppati per garantire il controllo del rispetto ai limiti normativi di concentrazione di inquinanti tradizionali dell aria, gassosi e particellari, ma sono utilizzati anche per altre specie gassose non normate, inclusi gli odori, miscela di più composti che può essere considerata come un unico gas. I processi che regolano l emissione, la dispersione e le ricadute al suolo di composti naturali o antropogenici sono complessi, influenzati e spesso caratterizzati da elementi di incertezza. In funzione del territorio, dei composti di interesse, della meteorologia e di altri fattori famiglie di modelli di dispersione possono risultare più o meno adeguati a fornire una simulazione che possa essere considerata vicina a quanto avviene nella realtà. Non sempre è possibile affiancare alla simulazione una azione di verifica mediante rilievi diretti. Un modello di dispersione atmosferica è uno strumento di calcolo per la simulazione dei processi con cui composti gassosi o particellari emessi da una sorgente di carattere naturale o antropico, si disperdono nell atmosfera ed, eventualmente, raggiungono recettori di interesse compresi nella porzione di territorio preso in esame (dominio). Il modello di dispersione considerato nell ambito del presente studio è utilizzato per: stimare o prevedere la dispersione dei composti emessi da impianti di produzione animale, comprese le reazioni chimiche che avvengono in atmosfera prevedere le loro ricadute sul territorio. I modelli di dispersione operano grazie a programmi informatici che consentono la risoluzione interattiva di equazioni, in genere di serie di equazioni concatenate, per punti discreti individuati sul territorio. I dati di input per i modelli di dispersione sono: informazioni sulla conformazione del territorio (DTM) e l uso del suolo, informazioni sulla meteorologia (vento, temperatura, pressione, umidità radiazione solare globale e netta), informazioni sulle sorgenti emissive (geometria, portata, concentrazione, temperatura velocità di uscita), informazioni sui composti considerati (reattività, pericolo per la salute umana e l ambiente), limiti normativi (percentili, soglie di picco). Il modello fornisce quali dati di output: le concentrazioni in aria per punti discreti individuati sul territorio, i flussi di deposizione al suolo, le serie temporali. Gli impianti zootecnici possono essere considerati composti da un insieme di sorgenti puntiformi (nel caso di ricoveri dotati di sistemi di aerazione), areali o volumetriche (vasche di raccolta dei liquami, lagune, ecc.). Il tasso di emissione dei composti odorigeni, come osservato in precedenza, è di difficile determinazione sia per l eterogeneità delle sorgenti che li rilasciano che per il numero di composti di interesse. Possiamo distinguere tassi di emissione legati allo sviluppo della specie animale considerata e, in genere al suo peso, alla struttura che lo ospita, o alle vasche di raccolta dei reflui. Infine, il flusso di emissione è fortemente influenzato dalle condizioni meteorologiche prossime alla sorgente. 48

49 La corretta individuazione dei tassi di emissione rappresenta quindi una prima difficoltà all impiego dei modelli di dispersione. La diluizione dei composti odorigeni nel percorso dal punto di emissione al recettore dipende sia dalle condizioni meteorologiche (vento, turbolenza, profilo termico verticale, ecc.) sia dalla reattività dei composti. Infine, nel caso dei composti odorigeni, la misura della concentrazione al recettore, elemento che, in sostanza, indica il potenziale livello di disturbo causato, presenta come riportato nei capitoli precedenti margini di incertezza ancora non trascurabili. Nel presente studio è stato utilizzato un modello di dispersione e i relativi output quale termini di riferimento per la scelta del modello empirico che meglio rifletta le condizioni dell area di indagine e che possa essere utilizzato a fini pianificatori. La Figura 11 descrive il percorso che ha portato all applicazione del modello di dispersione. Figura 11. Schema generale dell approccio logico di verifica dei modelli empirici. In campo zootecnico, l impiego di modelli di dispersione ha incontrato un crescente interesse negli ultimi anni, ma le applicazioni di questo approccio sono sostanzialmente rimaste limitate al settore della ricerca. La normativa di diversi Paesi sulle emissione di composti odorigeni considera l uso di modelli di dispersione atmosferica per valutare le ricadute delle emissioni di diverse attività antropiche e la loro compatibilità ambientale, ma in realtà la loro diffusione quando sono interessati impianti di produzione animale incontra resistenze e diffidenze. Recentemente anche la Regione Lombardia ha emanato Linee Guida (Regione Lombardia, 2012) relative alle emissioni in atmosfera di composti odorigeni richiedendo per alcune categorie di impianti, soggetti a Valutazione di Impatto Ambiente o Autorizzazione Integrata Ambientale, l adozione di modelli di dispersione. Le poche esperienze riferite al settore zootecnico non consentono tuttavia di valutare appieno l efficacia e le difficoltà poste da queste norme. La modellizzazione della dispersione dei composti odorigeni differisce da quella che tratta gli inquinanti tradizionali per la natura della sorgente, per il tipo di trasporto e per il recettore (l olfatto umano invece che l apparato respiratorio). Notevoli difficoltà sussistono tuttora nel definire con precisione i fattori di emissione da applicare alle diverse sorgenti. I modelli di dispersione, sono quindi stati sviluppati per condizioni complessivamente differenti. La letteratura in merito è piuttosto ricca e riporta un elevato numero di studi nei 49

50 quali sono stati utilizzati tipologie di modelli diversi. I modelli di tipo gaussiano sono basati su equazioni che descrivono il campo tridimensionale delle concentrazioni generati da una sorgente puntiforme sotto condizioni meteorologiche e di emissione invarianti rispetto al tempo. L ipotesi di base è che le concentrazioni istantanee di un pennacchio emissivo siano irregolari e che un periodo di tempo sufficientemente lungo evidenzi una distribuzione di concentrazione che può essere ragionevolmente approssimata da una distribuzione gaussiana sia nella direzione orizzontale che verticale. Questi modelli non si applicano alle calme di vento (salvo introdurre elementi correttivi) e alle aree a morfologia complessa. In Austria è stato sviluppato da tempo un modello di tipo gaussiano (AODM-Austrian Odour Dispersion Model) specificamente indirizzato alla valutazione della dispersioni di composti odorigeni (Schauberger e Piringer, 2001), mentre in Germania (Shauberger, 2012) è in discussione l adozione di un modello di dispersione nell ambito delle Linee Guida VDI (Verein Deutscher Ingenieure) che già oggi regolano il settore. In generale, tuttavia, le norme che riguardano la produzione animale e il relativo rilascio di odorigeni si sono indirizzate verso metodologie più semplici (EPA Ireland, 2001). L impiego di modelli di dispersione è stato ampiamente utilizzato, come accennato, nell ambito della ricerca (Keddie, 1980, Zhu et al., 2000, Guo et al. 2001) con particolare attenzione rivolta al confronto tra approcci diversi (Zhu et al., 2000) e al loro utilizzo per validare modelli empirci (Kopache, 2010). Lo sviluppo di modelli a puff (Xing et al., 2006) e modelli euleriani lagrangiani (Schiffman e Brevick, 2005) ha portato alla loro applicazione anche in campo zootecnico per stimare le ricadute di composti odorigeni. Recenti lavori hanno messo a confronto modelli di dispersione per affrontare le problematiche di natura zootecnica e ne hanno confrontato i risultati con misure strumentali. Xing et al. (2006) hanno evidenziato, ad esempio, in un indagine condotta su due aziende zootecniche una concordanza tra due modelli gaussiani, due a puff e misure olfattometriche compresa tra 37 e 50% per quanto attiene distanze fino a 1000 m. Le performance dei diversi modelli possono essere valutate secondo criteri diversi ma gli Autori segnalano come appaia di grande rilevanza l equazione di conversione tra concentrazione e intensità dell odore, ossia la relazione tra il valore numerico fornito dal modello e l intensità dello stimolo prodotto sull essere umano. I risultati dei diversi modelli di dispersione impiegati non si differenziano tuttavia in modo significativo. Li (2009) ha messo a confronto due modelli, il gaussiano Aermod e il modello a puff CALPUFF, evidenziando come i due approcci forniscano risultati confrontabili, pur con differenze dipendenti dal periodo dell anno. Lo stato dell arte è sintetizzato dalla recente review di Zhu et al. (2010) dove gli Autori evidenziano come le emissioni di odorigeni da parte del settore zootecnico mal si adattino alla modellistica proposta per fonti industriali, stante la grande varietà di strutture di ricovero animale, stoccaggio dei reflui, sistemi ventilazione, ecc. Rispetto al livello di corrispondenza tra valori misurati in campo e output modellistici sussiste quindi un certo grado di incertezza riconosciuto dal mondo scientifico che è impegnato già da alcuni anni a sviluppare approcci specificamente dedicati alla zootecnia (Yu et al., 2008; Yu, 2010). Nell ambito del presente studio è stato analizzata la possibilità di utilizzare un modello di dispersione atmosferica per selezionare, tra alcuni dei metodi empirici disponibili, quello meglio rispondente alle caratteristiche della zootecnia della Pianura Padana e del suo territorio. La scelta del modello di dispersione in uno studio di modellistica dipende da alcuni importanti elementi quali la tipologia di sorgenti oggetto delle simulazioni, la complessità 50

51 topografica e di uso del suolo dove sono collocate le sorgenti, la complessità meteorologica del sito come la frequenza di calme di vento o di lunghi periodi di inversione termica al suolo (Lim et al., 2003; Guo H., 2005; Loyon et al., 2007), fattori che agiscono sulla stagnazione delle emissioni odorigeni. Anche la disponibilità o meno di informazioni meteorologiche sitospecifiche appare di grande rilevanza (Deserti et al., 2004). Più precisamente la valutazione di impatto sulle emissioni provenienti da allevamenti per mezzo di un modello di calcolo può essere verosimile se il modello di dispersione tiene conto dei seguenti fattori (Hendriks e Van de Weerdhof, 1999): presenza di diverse tipologie di sorgenti quali i ricoveri con ventilazione forzata o naturale semplificati come sorgenti lineari o volumiche e le aree di stoccaggio come sorgenti areali innalzamento dell inquinante dalla sorgente per moti convettivi (la velocità di fuori uscita dei fumi dipende dalla differenza di temperatura ambiente e di temperatura interna delle stalle) o per spinta (presenza di ventilazione forzata) possibilità di simulare la dispersione di composti odorigeni, capacità di calcolare la dispersione ed il trasporto del composto di interesse in condizioni meteorologiche variabili nel tempo e nello spazio, capacità del modello di studiare la variazione spaziale della rugosità superficiale (che dipende dall uso del suolo) nel sito in esame. Tra i modelli approvati dall Agenzia per la Protezione per l Ambiente americana (EPA) per lo studio di valutazione di impatto ambientale il modello di dispersione a puff denominato CALPUFF è quello che, sulla base delle considerazioni precedentemente elencate, è stato ritenuto il più idoneo per questo tipo di studio. Al fine di fornire una misura della bontà delle previsioni fornite dal modello è stata prevista un indagine in campo nel corso della quale sono state raccolte principalmente misure di ammoniaca in prossimità di due aziende zootecniche del lodigiano, da confrontare con i dati di output del modello. La verifica non fa riferimento quindi alla componente odorigena, per la quale si sarebbero dovuto organizzare complesse campagne olfattometriche, ma ad un compostoi che fa comunque parte dell insieme delle sostanze tipicamente emesse dall allevamento animale. Il modello a puff, come già ricordato, è stato ampiamente utilizzato in diversi studi americani (Minnesota Environmental Quality Board, 2001), australiani (Australian Pork Limited, 1980) ed europei (Bedogni e Resola, 2004, OdourNet UK Ltd, 2001; Simms et al., 1999). 51

52 7. Attività sperimentali: Finalità nell uso del modello di dispersione atmosferica nell ambito del progetto SIOL Le attività di seguito descritte si sviluppano a monte dell applicazione del modello di dispersione. Lo studio ha avuto inizio con la scelta dei periodi di misura e la predisposizione delle campagne di rilievo delle concentrazioni di NH 3 presso due aziende suinicole situate in provincia di Lodi. La prima azienda è situata in frazione Quartierone in Comune di Corno Giovine a circa 2 km a sud del centro abitato, la seconda - l azienda Vecchio Po è posta a nord dell abitato di Corno Giovine. Le aziende, come descritto in seguito, risultano diverse tra loro per dimensioni, tipologia di ricoveri e di gestione: L applicazione modellistica è stata svolta per ogni azienda al fine di ricostruire i fenomeni meteorologici e le concentrazioni al suolo dell inquinante ammoniaca e di sostanze odorigene sulla base dei dati meteorologici e degli inquinanti rilevati nelle seguenti periodi temporali: 24 aprile 9 maggio 2007: prima campagna di monitoraggio 3 17 marzo 2008: seconda campagna di monitoraggio Nel periodo 25 aprile gennaio 2008 sono state in funzione due stazioni meteorologiche dell Università di Scienze Agrarie di Milano, collocate all interno del perimetro aziendale. 7.1 Le aziende oggetto di studio Sono state selezionate due aziende agricole in comune di Corno Giovine, le quali, in considerazione della localizzazione e delle principali caratteristiche della disposizione delle strutture di ricovero degli animali, sono risultate idonee alla realizzazione delle misure meteorologiche e di inquinanti atmosferici. Entrambe sono infatti situate in un area prettamente agricola, dove non vi sono altre fonti di emissione vicine, e le strutture più prossime sono le abitazione dei conduttori. La prima azienda è situata in località Quartierone (Figura 12) e dispone di due ricoveri per complessivi 2000 maiali da ingrasso (peso compreso tra 30 e 165 kg), L aria entra negli alloggiamenti animali tramite finestrelle posizionate sui muri laterali dotate di sistemi di chiusura regolabili, e fuoriesce da una apertura anch essa regolabile che corre lungo tutta la linea di colmo del tetto. La regolazione automatica delle aperture è eseguita da un motore elettrico che agisce in funzione dalla differenza di temperatura dell aria tra l interno e l esterno della stalla. Le fosse sottostanti le stalle vengono svuotate ogni giorni (da un minimo di 10 giorni per gli animali più grandi ad un massimo di 30 giorni per quelli più piccoli) aggiungendo acqua in quantità trascurabili, tramite un sistema di allontanamento (vacuum system) che raccoglie le deiezioni in un unico vascone. La seconda azienda è localizzata sulla strada che unisce Corno Giovine e Maleo e consta di ricoveri per capi, di cui 6400 all ingrasso e 3800 in svezzamento. Gli animali all ingrasso sono suddivisi in 9 stalle che dispongono di una capacità massima di 1200 capi. I ricoveri differiscono per dimensioni, modalità di ventilazione e caratteristiche strutturali. La ventilazione delle stalle è garantita da aperture laterali e sul tetto, che possono essere continue o essere costituite da una serie di camini. I liquami vengono raccolti nelle fosse 52

53 sottostanti i ricoveri, da cui sono rimossi e riversati in due vasconi tramite autobotti, con una frequenza inferiore ai 60 giorni. I suinetti in svezzamento sono riuniti in un unica grande stalla in cui la ventilazione naturale è garantita da aperture laterali dotate di sistemi di chiusura regolabili e da una apertura, anch essa regolabile, che corre lungo tutta la linea di colmo del tetto. La struttura ha copertura a doppia falda con stabulazione su grigliato totale. La regolazione automatica delle aperture è controllata da un motore elettrico che agisce in funzione dalla differenza di temperatura dell aria tra l interno e l esterno della stalla. Figura 12. Posizione delle due porcilaie rispetto all abitato di Corno Giovine I liquami vengono trasferiti ai relativo vascone mediante vacuum system. Le caratteristiche delle due aziende sono riassunte nella Tabella 16. Il territorio circostante le due aziende zootecniche è tipicamente agricolo, composta da ampi appezzamenti coltivati intervallati da filari di alberi piuttosto radi. Entrambe le aziende hanno come strutture piú prossime altri impianti zootecnici fatta eccezione per le abitazioni dei conduttori o dei dipendenti. Le due aziende sono diverse per dimensioni, composizione della stalla, età e concezione delle strutture, e possono essere considerate rappresentative di due tipologie di aziende assi diffuse sul territorio della pianura lombarda. 53

54 AZIENDA QUARTIERONE AZIENDA VECCHIO PO Coordinate geografiche , , 42 m s.l.m , , 52 m s.l.m. Numero di capi Ingrasso Numero di capi Svezzamento Ventilazione Naturale, tramite aperture termo-regolate Naturale. Con aperture termoregolate solo svezzamento Nutrizione Miscela cereali/acqua Miscela cereali/acqua Rimozione liquame Vacuum system ogni gg. Autobotti ogni 60 gg. Vacuum system ogni gg solo svezzamento Attuale destinazione dell area Agricola Agricola Tabella 16. Sintesi delle caratteristiche delle aziende coinvolte nello studio 7.2 Misure meteorologiche presso le aziende zootecniche Presso le Aziende zootecniche descritte sono state istallate a cura dell Università di Milano, Dipartimento di Produzione Vegetale, due stazioni meteorologiche, i cui dati sono stati impiegati per l applicazione del modello di dispersione. Caratteristiche e periodo di funzionamento degli strumenti sono riportati nella Tabella 17. Periodo Interruzione AZIENDA Modello stazione Variabili monitorate monitoraggio monitoraggio Causa interruzione Inizio Fine Inizio Fine Quartierone Hobo Weather Station temperatura dell aria, umidità relativa, velocità e direzione del vento, radiazione solare globale 24/04/ /04/ /01/ /02/2008 Rottura centralina Vecchio Po Hobo Weather Station temperatura dell aria, umidità relativa, velocità e direzione del vento, radiazione solare globale 24/04/ /04/ /12/ /02/2008 Rottura centralina Tabella 17. Scheda tecnica delle stazioni monitoraggio progetto SIOL. I dati raccolti sono stati sottoposti ad un controllo di consistenza mediante il confronto con i dati rilevati con le stazioni di Cavenago d Adda e Montanaso L. Le due stazioni sono in ottima fase fra loro per quanto attiene le temperature mentre rispetto alla stazione ARPA di Cavenago d Adda si manifestano una anomalia negativa di C per le massime e una anomalia positiva di 1.1 C per le minime. Il confronto con la stazione di Montanaso Lombardo mostrano un ottima corrispondenza con le stazioni poste presso le aziende suinicole. Inoltre, per quanto riguarda la stazione Vecchio Po il pluviometro è risultato danneggiato durante il periodo di non funzionamento della stazione, mentre l igrometro è risultato fuori uso il giorno 4/11/

55 Per quanto riguarda le precipitazioni le due stazioni installate presentano valori mediamente più bassi rispetto alla stazione di Cavenago d Adda. Per quanto attiene la direzione del vento i dati raccolti risultano aderenti alle stazioni fisse esistenti nella zona. Azienda Quartierone - Azienda Vecchio Po Cavenego d Adda Montanaro L. Figura 13. Temperature massime giornaliere rilevate presso l azienda Quartierone, l azienda Vecchio Po, la stazione ARPA di Cavenago d Adda e la stazione CRA-CMA di Montanaso Lombardo. Periodo: 1-30 Novembre 2007 (in alto). Periodo: 1 Giugno 30 Giugno 2007 (in basso). Azienda Quartierone - Azienda Vecchio Po Cavenego d Adda. Figura 14. Precipitazioni mensili (in mm) rilevate presso l Azienda Quartierone, l Azienda Vecchio Po, la stazione ARPA di Cavenago d Adda. Periodo: Maggio Marzo

56 Figura 15. Direzione del vento: divisione in classi di direzione (espresse gradi) sull intero periodo di monitoraggio. Confronto fra le due stazioni poste presso l azienda Quartierone e l azienda Vecchio Po) con la stazione ARPA di Cavenago d Adda. La velocità del vento velocità (Figura 16) mostra come la stazione di Cavenago tenda a segnalare velocità superiori rispetto alle due stazioni installate (mediamente 0.7 m/s in più) con un 52% di casi in cui lo scarto tra le velocità è superiore a 0.5 m/s e un 31% in cui tale differenza è superiore ad 1 m/s. Questo porta ad avere un aumento della frequenza delle classi a bassa velocità (mediamente l 86% delle osservazioni delle stazioni SIOL ricade in classi inferiori ai 2 m/s contro il 67% ottenuto dalla stazione ARPA di Cavenago d Adda). Figura 16. Velocità del vento: classi di velocità (espresse in m/s) sull intero periodo di monitoraggio. Confronto fra le due stazioni installate (azienda Quartierone e azienda Vecchio Po) con la stazione ARPA di Cavenago d Adda. Per quanto riguarda la radiazione solare globale (figura 17), le due stazioni SIOL sono in ottimo accordo l una con l altra: entrambe mostrano un riduzione dei valori massimi rispetto alla stazione ARPA nell ordine del 9%. Come già riscontrato in precedenti attività di monitoraggio, tale scostamento è riconducibile alla diversa tipologia della sensoristica adottata che nel caso delle stazioni ARPA è costituita da piranometri di classe II WMO, mentre nel caso delle stazioni SIOL è costituita da piranometri a cella al silicio. 56

57 Figura 17. Radiazione solare globale massima giornaliera. Confronto fra le due stazioni installate (azienda Quartierone e azienda Vecchio Po) e la stazione ARPA di Cavenago d Adda. Periodo: 1 3 Novembre Le due stazioni del progetto mostrano un elevato accordo (R 2 =0.95) per quanto attiene l umidità relativa. Il confronto con la stazione ARPA di Cavenago d Adda (Figura 18) mostra andamenti paragonabili tra le tre stazioni (ARPA Vecchio Po - R 2 =0.83; ARPA Quartierone - R 2 =0.89). Si nota una minore escursione dei dati delle stazioni installate (la stazione ARPA raggiunge più frequentemente il 100% - con massime delle altre stazioni mediamente inferiori del 5% e valori minimi giornalieri più bassi con minime delle stazioni nelle aziende superiori mediamente del 7%). Figura. 18. Umidità relativa oraria. Confronto fra le due stazioni SIOL (azienda Quartierone e azienda Vecchio Po) e la stazione ARPA di Cavenago d Adda. Periodo: 25 Aprile 1 Maggio

58 Fig. 16 La stazione meteo Hobo impiegata nei rilievi di campagna 58

59 8. Fasi dell applicazione modellistica 8.1 Aspetti generali Lo studio modellistico ha previsto l utilizzo di una serie di modelli a cascata che sono entrati in gioco in quattro fasi distinte: Prima fase: predisposizione dei dati meteorologici al suolo e in quota, dati di uso del suolo dell area in esame, modello digitale del terreno del dominio considerato, calcolo di alcune variabili geofisiche quali l indice di copertura fogliare e la rugosità del terreno per mezzo di programmi pre-processori sviluppati per il modello CALMET. Seconda fase: utilizzo del modello meteorologico diagnostico CALMET per la ricostruzione oraria dei campi di vento e temperatura in un dominio di calcolo tridimensionale e grigliato e delle variabili bidimensionali micro meteorologiche di turbolenza per le simulazione dei due periodi relativi alle campagne di misura; applicazione del preprocessore meteorologico CPRAMMET per la predisposizione dei dati meteorologici e il calcolo dei parametri di turbolenza fondamentali per la simulazione di lungo periodo. Terza fase: applicazione del modello di trasporto e dispersione in atmosfera CALPUFF che disperde puff di inquinanti gassosi (ammoniaca) e sostanze odorigene emesse da sorgenti, in due modalità: modalità di utilizzo con i dati meteorologici tridimensionale ricostruiti con il modello CALMET per le due campagne di monitoraggio; modalità di screening con i dati meteorologici predisposti dal modello CPRAMMET per la simulazione di lungo periodo. Quarta fase: applicazione del post-processore CALPOST che può fornire concentrazioni orarie per ciascun recettore e gli indicatori statistici interpolati su tutto il dominio di calcolo per la visualizzazione spaziale. Applicazione del post-processore PRTMET che fornisce i campi bidimensionali di vento, temperatura e dei parametri di turbolenza per la visualizzazione grafica. Nella Figura 17 è rappresentato il diagramma di flusso della catena modellistica utilizzata CALMET-CALPUFF. Figura 17. Diagramma di flusso della catena modellistica CALMET-CALPUFF 59

60 8.2 Descrizione dei modelli utilizzati Modello meteorologico diagnostico CALMET Il modello meteorologico CALMET (Scire et al., 2000), è costituito da un modulo di ricostruzione diagnostica del campo di vento, da moduli di calcolo delle variabili micro meteorologiche a diversi strati atmosferici sul terreno e sull acqua. Il modello CALMET necessita all ingresso dei seguenti dati orari: velocità e direzione del vento temperatura umidità relativa radiazione solare totale precipitazione copertura nuvolosa Dati dei radiosondaggi: profili verticali della velocità e direzione del vento profili verticali di temperature Il modello infine produce per ogni ora le seguenti informazioni: i campi tridimensionale del vento e della temperatura l altezza di rimescolamento definita come quota dello strato in prossimità del suolo all'interno del quale gli inquinanti o ogni altra sostanza contenuta in esso, viene dispersa verticalmente per mezzo della convezione o dei fenomeni di turbolenza, le classi di stabilità che danno un indicazione qualitativa della turbolenza in atmosfera (classi di stabilità di Paquill Gifford-Turner), la velocità di frizione (Friction velocity), parametro di scala che indica l entità della turbolenza generata dai fattori meccanici in prossimità del suolo, la lunghezza di Monin Obukhov, definita come il rapporto tra l intensità della turbolenza prodotta da fattori meccanici e quella di origine convettiva, la scala di velocità convettiva (Convective velocity scale), parametro relativo alle velocità verticali generate dai flussi di calore dalla superficie all interno dello strato limite. Il modulo di ricostruzione diagnostica del vento segue due processi di calcolo. Nel primo il campo di vento iniziale è ricostruito secondo gli effetti cinematici del terreno, le divergenze in funzione delle asperità e degli ostacoli del terreno. L effetto cinematico del terreno segue l approccio teorico di Liu e Yocke (1980); la pendenza di flusso è calcolata sulla base di parametrizzazioni secondo Mahrt (1982). Lo spessore dello strato d aria varia con l altezza del terreno. L effetto termodinamico degli ostacoli dei rilievi sul flusso di vento è parametrizzato secondo il numero di Froude calcolato localmente (Allwine and Whiteman, 1985). Se il numero di Froude in un punto del dominio è inferiore ad un certo valore critico ed il vento ha una componente di risalita, la direzione del vento è aggiustata secondo la componente tangente al terreno. Il secondo processo di calcolo consiste nell applicazione dell analisi oggettiva, per introdurre i dati misurati nel campo di vento iniziale e per produrre il campo di vento finale. Lo schema di interpolazione sulla base dell inverso della distanza al quadrato è usato per i dati osservati, pesati nella vicinanza dei punti di osservazioni, mentre il campo di vento iniziale domina il campo di vento interpolato nelle aree che non presentano dati osservati. Il campo di vento risultante è soggetto ad un aggiustamento della componente verticale del vento sulla 60

61 base del metodo O Brien (1970) e ad una minimizzazione della divergenza del campo per produrre il campo di vento finale. Il modello CALMET permette inoltre di introdurre nel calcolo il campo di vento prognostico, generato dal un modello meteorologico di previsione come il modello MM4/MM5 (Penn State/NCAR Mesoscale Model). I campi di vento prognostici hanno il vantaggio di rappresentare meglio il movimento delle masse d aria che interessano zone estese e alcuni tratti delle circolazioni di brezza. Il processo di calcolo per stimare i parametri di turbolenza dal modello CALMET è concepito per l applicazione nei punti del dominio sul terreno. Sulla superficie terrestre, il calcolo del campo orario del flusso di calore sensibile, la velocità di attrito, la lunghezza di Monin-Obukhov e il fattore di scala della velocità convettiva sono stimati con il calcolo del bilancio energetico di flusso con il metodo di Holtslag e Van Ulden (1983). L altezza di rimescolamento è determinata con il calcolo del flusso di calore superficiale e i profili verticali osservati di temperatura, usando il metodo modificato di Carson (1973). Il modello di calcolo di CALMET usa un sistema a griglia costituito da z strati verticali e i per j celle quadrate orizzontali. Le componenti orizzontali del vento (u e v) sono definite in ogni punto griglia collocato al centro della cella orizzontale e la componente verticale del vento (w) è definita sulla faccia verticale della cella (il bordo verticale tra due celle adiacenti). La posizione della griglia nello spazio reale è determinato dalle coordinate del vertice sud-ovest in coordinate geografiche (UTM 32 WGS84). Il modello opera in un sistema verticale di coordinate (Z) che segue l altezza del terreno (h t ) come nell equazione seguente Z = z h t Eq. 1 La velocità verticale W nel sistema di coordinate che segue l altezza del terreno è definita come segue h ht x y t W = w u v Eq. 2 dove u, v e w sono le componenti del vento. Come ricordato in precedenza, CALMET parametrizza gli effetti cinematici del terreno usando la formula proposta da Liu e Yocke (1980). La velocità verticale del vento è definita dalla seguente equazione w = ( V h )exp( kz) Eq. 3 t dove V è il vento medio, h t è l altezza del terreno, k è il coefficiente di decadimento dipendente dalla stabilità atmosferica e z la coordinata verticale. Il coefficiente di decadimento k è definito dall equazione N k = V Eq. 4 1/ 2 Eq. 5 g dθ N = θ dz dove N la frequenza di Brunt-Vaisala (1/s), q è la temperatura potenziale ( K) e g è l accelerazione gravitazionale. 61

62 L effetto cinematico del terreno sulle componenti orizzontali del vento sono calcolate applicando lo schema di minimizzazione della divergenze del campo di vento iniziale. Lo schema di minimizzazione si ripete iterativamente per l aggiustamento delle componenti orizzontali del vento fino ad un valore specificato dall utente. CALMET usa uno schema empirico per la stima della pendenza di flusso su terreno complesso. Il vettore della pendenza di flusso è sommato al campo di vento iniziale (ui,vi) per ottenere un campo di vento aggiustato come segue u ' = u + u i i s v ' = v + v i i s Eq. 6 Gli effetti termodinamici degli ostacoli sul flusso di vento dovuto alle asperità del terreno sono parametrizzati introducendo il numero di Froude V Fr = N h t t ( ) h = h z max ij ijk Eq. 7 dove F r è il numero di Froude, V la velocità del vento nel punto griglia, N la frequenza di Brunt- Vaisala, ht l altezza dell ostacolo (m), h max è l altezza massima del terreno nel punto griglia all intorno di un raggio di influenza e z ijk è l altezza del livello k verticale nel punto griglia i,j sulla superficie. Il numero di Froude è calcolato in ogni punto della griglia. Se F r è minore di un numero critico prefissato il vento ha una componente di risalita, la direzione del vento è aggiustata per essere tangente al terreno. La velocità del vento non è modificata. Se F r supera un valore limite, non è calcolato nessun aggiustamento del flusso. Nella seconda parte del procedimento di calcolo si introducono i dati osservati. Il procedimento è costituito da quattro passaggi: l interpolazione, un aggiustamento orizzontale, un aggiustamento della componente verticale della velocità secondo O Brien e la minimizzazione della divergenza. Per introdurre il dato misurato nel campo di vento iniziale è applicato il metodo dell inverso della distanza al quadrato con la seguente formulazione ( u, v) ( u, v ) + R ( u, v) 2 ' = R R 1 obs obs k 2 2 k Rk 2 2 k k Eq. 8 dove (u obs,v obs ) k sono le componenti del vento osservate alla k-esima stazione di misura, (u,v)1 le componenti del vento iniziali in un determinato punto della griglia, (u,v)2 le componenti del vento interpolate, R k la distanza dalla k-esima stazione di misura al punto griglia e R la distanza pesata definita dall utente. Questo metodo di interpolazione permette ai dati osservati di avere un peso maggiore in prossimità della stazione di misura e il campo di vento stimato inizialmente nel resto del dominio. L equazione 8 è applicata indipendentemente per ogni livello verticale. Le osservazioni al suolo sono usate solo per livello di campo di vento più basso, mentre per gli altri livelli è applicata una estrapolazione verticale dei dati osservati. Il parametro R indica il peso relativo dato al campo di vento iniziale. Due differenti valori di R sono usati per il livello alla superficie e per i livelli superiori. Un dato osservato è escluso 62

63 dall interpolazione se la distanza dalla stazione al punto della griglia supera un valore massimo definito come raggio di influenza. Dopo la procedura di calcolo che effettua l interpolazione orizzontale del vento, il dato di vento al suolo può essere estrapolato nei livelli verticali. Tre possono essere le procedure di calcolo per l estrapolazione verticale a scelta dell utente: la variabile della velocità del vento che segue una legge di potenza; un fattore di scala scelto dall utente oppure una equazione sulla base della teoria della similarità. L estrapolazione verticale dei dati dalla stazione al suolo non è effettuata se nell intorno di un raggio di influenza prefissato è presente una stazione di radiosondaggi con dati validi. La variabile del vento estrapolata secondo la legge di potenza è la seguente: u = u ( z / z ) P Eq. 9 z m m dove z è l altezza della cella della griglia, z m la quota della stazione meteorologica al suolo, u m è la componente misurata del vento (m/s), u z è la componente estrapolata del vento alla quota z, P l esponente della legge di potenza. Una equazione simile è applicata per la componente orizzontale v. Il valore dell esponente è pari a sulla terra, sull acqua (Douglas e Kessler, 1988) Il campo di vento ottenuto inserendo i dati meteorologici misurati è quindi smussato al fine di ridurne eventuali discontinuità. L equazione del campo di vento smussato è la seguente ( ) u = 0.5u u + u + u + u i, j i, j i 1, j i+ 1, j i, j 1 i, j+ 1 Eq. 10 La stessa equazione è stata applicata alla componente v del vento. Per il calcolo della componente verticale del vento il modello possiede due procedure di calcolo. Con un primo metodo la velocità verticale è calcolata direttamente dall equazione di conservazione della massa usando le componenti orizzontali del vento aggiustato. Il secondo metodo applica un aggiustamento del profilo verticale della velocità impostando che i valori al top del dominio di calcolo siano nulli. Le componenti orizzontali del vento sono in seguito aggiustate per essere consistenti con la nuova velocità verticale del vento. La velocità verticale del vento è determinata dall equazione di conservazione della massa nel caso di incomprimibilità: du dv dw + + = 0 dx dy dz Eq. 11 dove w è la componente verticale della velocità e u, v sono le componenti orizzontali smussate del vento. Questa procedura di calcolo in alcuni casi genera velocità verticali non realistiche nello strato più alto della griglia. Per risolvere questo problema, è introdotta una opzione di aggiustamento secondo le seguenti equazioni (O Brien, 1970) Z = z h t Eq. 12 w ( z) = w ( z) ( z / z ) w ( z ) 2 1 top 1 top La procedura impone che la velocità verticale al top del dominio del modello sia zero. 63

64 Infine la divergenza delle componenti orizzontali (u,v) del campo di vento per un valore fissato della componente verticale del vento (w) per ogni punto griglia è resa minima ponendo la seguente condizione du dv dw + + < ε dx dy dz Eq. 13 dove ε è un valore massimo specificato dall utente. Quindi la divergenza D per ogni punto griglia (i,j,k) è la seguente: D ijk w w u u v v = + + zk 1/ 2 zk 1/ 2 2 x 2 y i, j, k + 1/ 2 i, j, k 1/ 2 i+ 1, j, k i 1, j, k i, j+ 1, k i, j 1, k + Eq. 14 dove x e y sono le dimensioni della cella della griglia nelle direzioni x e y. Per ogni punto griglia è calcolata la divergenza. Le componenti u e v sono infine aggiustate affinché la divergenza sia zero. Gli aggiustamenti sono ( u ) = u + u new i+ 1, j, k i+ 1, j, k adj ( u ) = u u new i 1, j, k i 1, j, k adj ( v ) = v + v new i, j+ 1, k i, j+ 1, k adj ( v ) = v v new i, j 1, k i, j 1, k adj Eq. 15 dove gli aggiustamenti delle componenti della velocità del vento sono Dijk x Eq. 16 uadj = 2 Dijk y vadj = 2 Ogni volta che la divergenza è eliminata in un determinato punto griglia, il modello calcola la divergenza nell intorno di quel punto. Applicando la procedura di calcolo iterativamente, la divergenza è gradualmente ridotta al valore di soglia fissato ε su tutto il grigliato di calcolo Il modello di calcolo micrometeorologico in CALMET I principali parametri per descrivere lo strato limite dell atmosfera (PBL) (Weil, 1985, Briggs 1985, Van Ulden e Holtslag 1983) sono il flusso di calore superficiale (Q h ), il flusso di 2 momento ( ρ u * ) e l altezza dello strato (h) da cui derivano la velocità di frizione u *, la scala di velocità convettiva ( w * ), e la lunghezza di Monin-Obukhov (L). Nel modello sono applicabili due metodi per stimare il flusso di calore e del momento superficiale. Sono indispensabili la misurazione della velocità del vento ad una quota e la differenza di temperatura a due quote diverse, la temperatura superficiale e la rugosità caratteristica della superficie. A queste 64

65 informazioni è applicata la teoria della similarità di Monin-Obukhov. Il secondo metodo applica il calcolo del flusso di calore parametrizzando l equazione del bilanciamento dell energia. Il metodo di bilanciamento dell energia fa riferimento alla seguente equazione: Q* + Qf = QH + Qe + Q Eq. 17 g Q dove * è la radiazione netta (W/m2), Q Q e il flusso di calore latente e g Q f è il flusso di calore antropogenico, QH flusso di calore sensibile, il termine di flusso di calore del terreno. Il rapporto tra il flusso di calore sensibile e latente è definito come il rapporto di Bowen il Q B = Q H e Eq. 18 Il modello calcola il rapporto di Bowen per ogni punto griglia per ogni valore stagionale, basato sulle categorie di uso del suolo. Il rapporto di Bowen è importante per determinare il grado di turbolenza generata dalla trasformazione dell energia disponibile in flusso di calore sensibile e latente. Il flusso di calore nel terreno e nell urbanizzato Q g è parametrizzato nella fase diurna in funzione della radiazione netta Q * Q g = c Q Eq. 19 g * dove la costante cg dipende dalle caratteristiche della superficie.. Il flusso di calore antropogenico Q f è in funzione della densità di popolazione e dell uso pro capite di energia. Il suo valore è piccolo rispetti agli altri termini di flusso. La radiazione netta è la differenza tra la radiazione proveniente dal cielo (diretta e diffusa) e la radiazione riflessa dalla superficie terrestre. La radiazione netta è espressa dalla seguente espressione ( ) Q = Q A + Q Q Eq. 20 * sw 1 w d w u dove Q sw è la radiazione ad onde corte (W/m 2 ), la somma della radiazione solare diretta e la radiazione solare diffusa, A è il termine di albedo della superficie, Q w-d è la radiazione proveniente dall atmosfera a onde lunghe e Q w-u la radiazione ad onde lunghe emessa dalla superficie. Per il calcolo della radiazione netta il modello utilizza le seguente equazioni parametrizzate dove T è la temperatura ambiente ( K), σ è la costante di Stefan-Boltzmann ( W/m 2 K 4 ), N è la frazione di copertura nuvolosa e φ è l angolo di elevazione del sole. Q * sw = ( 1 ) A Q + c T σt + c N sw c b2 ( 1 sinϕ 2 )( 1 1 ) Q = a + a + b N 3 Eq

66 I valori delle costanti sono empirici e suggeriti da Holtslag e Van Ulden (1983). Il flusso di calore sensibile può essere espresso dall espressione seguente Q * ( 1 h = B Q cg ) Q f 1 B + + Eq. 22 La lunghezza di Monin-Obukhov e la velocità di frizione superficiale sono calcolate iterativamente dalle seguenti equazioni ( ) ψ ( ) ψ ( ) u* = ku / ln z / z0 m z / L + m z0 / L 3 ρcptu* L = kgq h Eq. 23 Eq. 24 dove z 0 è la rugosità superficiale (m), ψm è la funzione correttiva, k è la costante di Von- Karman (0.4), u la velocità del vento (m/s), T la temperatura ambiente ( K), c p il calore specifico a pressione costante, ρc è la densità dell aria (kg/m 3 ) e g l accelerazione gravitazionale (m/s 2 ). L altezza di rimescolamento è calcolata in funzione del flusso di calore e del profilo verticale di temperatura descritto dai radiosondaggi due volte al giorno diurno e notturno(1200 GMT e 0000 GMT) ed è espresso dalla seguente equazione h t+ dt 1/ Q (1 + E) dt 2dθ h dθ + = ht + + ψ 1ρcp ψ 1 ψ1 h t t t dt Eq. 25 dθ t+ dt 2ψ 1EQhdt = ρcp 1/ 2 Eq. 226 dove ψ1è il gradiente termico verticale della temperatura potenziale, dt è il salto di temperatura allo strato rimescolato e E una costante (approssimata a 0.15). In condizione di neutralità dello strato limite l altezza è definita dalla seguente equazione h = Bu ( fn ) B * 1/ 2 Eq. 27 dove f è il parametro di Coriolis (circa 10-4 s -1 ), B una costante e N B la frequenza di Brunt- Vaisala. Nelle condizione convettive la velocità verticale degli scambi convettivi nello strato limite deriva dalle equazioni 22 e 25 ed è la seguente ( ρ ) 1/ 3 w* = gqhht / T cp dove h t è l altezza dello strato rimescolato convettivo. Eq

67 8.2.3 Preprocessore meteorologico CPRAMMET Il modello preprocessore meteorologico CPRAMMET è stato utilizzato per la creazione del set annuale di dati meteorologici necessari al modello dispersivo CALPUFF per le simulazioni di lungo periodo. Le informazioni richieste in input al modello sono l altezza di rimescolamento calcolata due volte al giorno e le misurazioni al suolo della velocità e direzione del vento, la temperatura di bulbo asciutto, la copertura nuvolosa e l altezza delle nubi. Il modello calcola la stabilità atmosferica oraria sulla base delle informazioni meteorologiche e interpola l altezza di rimescolamento a cadenza oraria. Il modello necessita come parametri di input la velocità di frizione ( * u ), la lunghezza di Monin-Obukhov (L), l albedo (valore tra 0.0 e 1.0), il rapporto di Bowen (0.5 molto umido, 10.0 molto secco), il flusso di calore antropogenico (0 per le aree rurali, 100 per grandi centri urbani), la rugosità del terreno (z 0 ), la frazione di radiazione netta assorbita dal terreno (0.15 per aree rurali, 0.27 per le aree urbane). Questi parametri sono stati estratti dai risultati del modello Calmet. L altezza di rimescolamento diurna e notturna sono stimate secondo il metodo di Holzworth (1972). Nel modello sono applicate due procedure di calcolo per la stima dell altezza di rimescolamento in area urbana e rurale. Il metodo di calcolo utilizza il massimo valore di altezza di rimescolamento del giorno precedente, del giorno per il quale si effettua il calcolo e del giorno successivo. Per l area urbana tra la mezzanotte e l alba in condizione neutre di stabilità atmosferica, l interpolazione avviene tra il valore massimo dell altezza di rimescolamento del giorno precedente e il valore massimo fino alle ore 14 locali del giorno per il quale si effettua il calcolo. Nelle condizione stabili è usato il valore minimo di altezza di rimescolamento. Dall alba alle ore 14 locali, se le condizioni sono neutre nelle ore prima dell alba, la interpolazione avviene come la precedente. Se nelle ore dopo l alba vi sono condizioni stabili il modello effettua una interpolazione tra il valore minimo e il valore massimo dell altezza di rimescolamento. Dalle ore al tramonto, è usato il valore massimo. Tra l ora del tramonto e la mezzanotte in condizione neutre l interpolazione avviene tra il valore massimo all alba e il valore massimo del giorno successivo fino alle ore 14.00; in condizioni stabili l interpolazione avviene tra il valore massimo al tramonto e il valore minimo del giorno successivo fino alla mezzanotte. Per l area rurale l interpolazione tra la mezzanotte e l alba è calcolata tra il valore massimo di altezza di rimescolamento del giorno precedente e il valore massimo fino alle ore 14 locali del giorno corrente. Durante le ore tra l alba e le ore 14 se le condizioni di stabilità atmosferica sono neutre nelle ore precedenti l alba il procedimento di calcolo è quello descritto precedentemente. Se le condizioni sono stabili l interpolazione avviene tra zero è il valore massimo di altezza dello strato. Per il periodo di tempo tra le ore 14 e il tramonto è usato il valore massimo dell altezza di rimescolamento calcolato nel giorno stesso. Tra il tramonto e la mezzanotte, l interpolazione avviene tra il valore massimo precedente il tramonto e il valore massimo precedente le ore 14 del giorno successivo. Il preprocessore CPRAMMET calcola le sette classi di stabilità di Pasquill e Gifford (1974) secondo la classificazione tipica (A-G). Nella regolamentazione dell uso dei modelli secondo US EPA le classi di stabilità devono essere calcolato almeno a cadenza oraria. Il preprocessore implementa questo tipo di calcolo. Nel caso urbano le categorie di stabilità 5,6 e 7 (E,F e G) sono trattate come 4 (D o neutra). Nella regolamentazione dei modelli nel caso rurale invece la classe di stabilità G (7) è considerata come F (6). Nel periodo diurno l indice di radiazione netta è calcolata sulla base di classi di insolazione che sono determinate dall indice di copertura 67

68 nuvolosa (1/10-10/10), dall altezza delle nubi e dall angolo di elevazione solare. Nel periodo diurno le classi di stabilità sono determinate sulla base dell indice di radiazione solare, mentre nel periodo notturno sulla base dell indice di copertura nuvolosa in funzione della velocità del vento come sintetizzato nella tabella 18. Periodo diurno Periodo notturno Velocità del vento (nodi) Forte Moderata Leggera Debole Coperto nuvolosità > 5/10 nuvolosità 1 A A B C D F G 2 A B B C D F G 3 A B B C D F G 4 A B C D D E F 5 A B C D D E F 6 B B C D D E F 7 B B C D D D E 8 B C C D D D E Tabella 18. Classificazione della stabilità atmosferica nel periodo diurno e notturno Modello di trasporto e dispersione degli inquinanti CALPUFF Il modello CALPUFF (De Haan et al., 1999) è un modello di dispersione non stazionario multi strato, per multi specie di inquinanti che è in grado di calcolare il trasporto, la diffusione e la rimozione in atmosfera dell inquinante nel tempo e in dominio complesso. Il modello può essere usato sia con in campi meteorologici tridimensionali determinati da Calmet o da un data set meteorologico per una singola stazione realizzato dal preprocessore Cprammet. Le principali caratteristiche del modello di calcolo Calpuff sono: la gestione di calcolo di una singola o multi sorgente di tipo puntuale, lineare, volumetrica o areale. l utilizzo dei dati meteorologici, micrometeorologici da CALMET e le emissioni alla sorgente variabili nel tempo, l utilizzo dei coefficienti di dispersione (σ y e σ z ) misurati o stimati mediante la teoria della similarità o i coefficienti di Pasquill - Gifford per le aree rurali, coefficienti di McElroy-Pooler per le aree urbane, il modello tiene conto dell influenza della componente verticale del vento nella suddivisione del puff di inquinante, e nel calcolo dell avvezione e dispersione, il modello considera gli effetti legati all innalzamento del pennacchio dalla sorgente per effetto di galleggiamento o per effetto meccanico e per la presenza degli ostacoli nelle vicinanze della sorgente, esso può tenere conto della deposizione secca o della rimozione e deposizione umida dell inquinante in atmosfera nonché eventuali trasformazioni chimiche parametrizzate per cinque composti dello zolfo e dell azoto. Il modello a puff riesce a rappresentare un pennacchio continuo costituito da un numero discreto di pacchetti di materiale inquinante. Ogni contributo del puff è memorizzato per ogni passo temporale di campionamento e la concentrazione di inquinante è calcolata secondo ogni contributo. Il puff durante tutto il periodo di calcolo si muove e cambia di dimensione e 68

69 intensità. La concentrazione totale per ogni recettore è la somma dei contributi dei puff per tutti gli intervalli di campionamento. Il passo temporale di calcolo e di campionamento possono essere entrambi di un ora. L equazione del contributo di concentrazione da un puff in un recettore è la seguente: Q C = g exp da / ( 2σ x ) exp dc / ( 2σ y ) 2πσ σ x ( 2π ) y Eq g = 1/ 2 exp ( He + 2 nh) / ( 2σ z ) σ Eq. 30 n= z dove C è la concentrazione al suolo (g/m3), Q è la massa di inquinante nel puff, σ z è la σ y deviazione standard (metri) della distribuzione gaussiana lungo la direzione del vento,σ y la deviazione standard (metri) della distribuzione gaussiana perpendicolare alla direzione del vento, σ z la deviazione standard (metri) nella direzione verticale, da la distanza dal centro del puff al recettore lungo la direzione del vento, dc la distanza dal centro del puff al recettore perpendicolare alla direzione del vento, g è il termine verticale (metri) dell equazione gaussiana, H è l altezza effettiva dal suolo al centro del puff e h l altezza dello strato rimescolato. Le forme generali dei coefficienti di dispersione σ yt e σ zt sono espresse dalle equazioni ( t / t ) σ = σ tf Eq. 31 yt v y ly ( t / t ) σ = σ tf Eq. 32 zt w z lz dove σv e σw sono le deviazioni standard (m/s) delle componenti orizzontali del vento, t il periodo di tempo (s) di percorrenza del puff, tly, e tlz le scale di tempo lagrangiano verticale e orizzontale. Le componenti orizzontali e verticali dell intensità di turbolenza sono espresse dalle relazioni iy = σ v / u σ Eq. 33 θ i = σ / u σ Eq. 34 ϕ z dove u è la velocità del vento (m/s), σθ e σϕ le deviazioni standard dell angolo radiante della componente orizzontale e verticale del vento. Dalla teoria della similarità nei modelli diffusivi la turbolenza è descritta da Weil (1985) nei tre strati dell atmosfera come nello schema riassuntivo riportato in Tabella 19. Strato atmosferico w Surface layer z 0.1h σ v costante con l altezza σ w Mixed layer 0.1h < z < 0.8h σ v σ v σ w aumenta con l altezza costante con l altezza σ w costante con l altezza Entrainment layer z > 0.8h σ v decresce con l altezza σ w decresce con l altezza 69

70 Tabella 19. Andamento della turbolenza secondo Weil (1985) Per lo strato prossimo al suolo i coefficienti di turbolenza seguenti equazioni σ v e σ w sono descritti dalle 2/3 ( h L ) σ v = u * / ) 1/ 2 2/ 3 ( z L ) σ w = u * / ) 1/ 2 Eq. 35 dove u * la velocità di frizione superficiale (m/s) e L la lunghezza di Monin-Obukhov (metri). Per lo strato rimescolato i coefficienti sono espressi nel modo seguente: v w 2 2 ( 3.6u* 0.35w* ) 2 2 ( 1.2u* 0.35w* ) σ = + σ = + 1/ 2 1/ 2 Eq. 36 Per lo strato in condizioni neutre i coefficienti sono i seguenti: ( z h) ( z h) σ = 1.8exp 0.9 / v σ = 1.3exp 0.9 / w Eq. 47 In condizioni convettive i coefficienti di turbolenza per lo strato prossimo al suolo diventano / 2 Eq. 38 σ v = 4u* an w * per lo strato rimescolato a n ( z h) = exp 0.9 / ( ) σ w = 1.6u * an u* z / L 2/3 1/ σ v = 4u* an w * 1/ σ w = 1.15u * an w * 1/ 2 Eq. 59 per lo strato di intrappolamento 0.8h < z < 1.0h σ v = 4u* an w * 1/ σ w = 1.15u * an + acl 0.35w * ( ) ( ) acl = 1/ 2 + h z / 0.4h 1/ 2 Eq. 40 per i valori 1.0h < z < 1.2h 70

71 2 2 2 σ w = 1.15u * an + ac 20.35w * ( ) ( ) 1/ 2 ac 2 = 1/ h z / 1.2h Eq. 41 dove h è l altezza dello strato e w * velocità verticale del flusso convettivo. Il modello Calpuff utilizzato come modalità screening usa i coefficienti σ y e σ z stimati con i parametri c e d (tabelle 3 e 4) in funzione delle classi di Pasquill - Gifford come dall equazione seguente σ = ( x) tan( θ ) y θ = ( c d ln x) Eq. 42 dove x (km) è la distanza in direzione del vento dalla sorgente. Classi di stabilità c d A B C D E F Tabella 20. Parametri per il calcolo del coefficiente di dispersione σ y Tabella 21. Parametri per il calcolo del coefficiente di dispersione σz 71

72 8.3 Analisi e selezione delle osservazioni meteorologiche Stazioni meteorologiche al suolo Il modello preprocessore meteorologico Calmet è stato utilizzato per stimare i campi tridimensionali di vento e i campi bidimensionali delle variabili micro meteorologici su base oraria, nel dominio di calcolo rappresentato in Figura 18 in basso a destra con una risoluzione spaziale di 100 m. Le misure al suolo (Tabella 23) sono state rilevate dalle stazioni meteorologiche elencate nella Tabella 22. Figura 18. Localizzazione delle stazioni meteorologiche sul territrorio Nome Codice X UTM32 Y UTM32 Variabili Codogno COD Prec Quartierone COR Dir, Vel, Prec, Radg, Temp, Linate LIN Temp, Press, Um, Tot cov, VecchioPo VPO Dir, Vel, Prec, Radg, Temp, Piacenza PIA Prec, Temp, Um, Vel, Dir Cavenago CAV Dir, Vel, Prec, Radg, Temp, Tabella 22. Stazioni meteorologiche al suolo Codice variabile Descrizione meteorologica Prec Precipitazione (mm) Dir. Vel Direzione ( ) e velocità del vento (m/s) Um Umidità (%) Tot cov Copertura nuvolosa totale Opaque cov Copertura nuvolosa del primo strato atmosferico Radg Radiazione globale (W/m2) Um Umidità (%) Ceiling Altezza delle nubi (m) Temp Temperatura ( K) Tabella 23. Descrizione dei parametri meteorologici 72

73 8.3.2 Radiosondaggi Il preprocessore meteorologico Calmet utilizza le informazioni dei profili verticali della temperatura e del vento registrati dai radiosondaggi effettuati nell aeroporto di Milano Linate. Per mezzo di lanci giornalieri (due volte al giorno ore e ore UTC) di radiosonde nei primi strati dell atmosfera si registrano i dati della temperatura, della direzione e della velocità del vento in funziona della quota, ottenendo i profili verticali rappresentati come esempio nelle figure 20 e 21. Figura 19. Profilo verticale di temperatura e del vento del giorno 24 aprile 2007 ore 12 UTC Figura 20. Profilo verticale di temperatura e del vento del giorno 2 maggio 2007 ore 12 UTC Il periodo in cui sono state effettuate le misure della prima campagna dal 24 aprile al 9 maggio 2007 è stato caratterizzato dal punto di vista meteorologico da fenomeni fortemente perturbati che hanno portato a precipitazioni anche intense con fenomeni temporaleschi nei giorni del 24 e 25 aprile, con velocità del vento sostenute nei bassi strati dell atmosfera nei giorni compresi dal 30 aprile al 3 maggio. 73

74 Durante la seconda campagna di misura dal 3 al 17 marzo 2008, vi sono stati episodi di instabilità e precipitazione nei giorni 6 e 10 marzo, come si può dedurre dai radiosondaggi nelle Figure 22 e 23, con la presenza di forte vento in quota e i profili di temperatura e di bulbo bagnato che assumono lo stesso andamento. La seconda settimana della campagna è stata caratterizzata da giorni di stabilità atmosferica di sereno o poco nuvoloso. Il radiosondaggio del giorno 15 marzo in Figura 21 rappresenta una tipica condizione di stabilità con un inversione termica nei bassi strati della atmosfera. Figura 21. Profilo verticale di temperatura e del vento del giorno 6 marzo 2008 ore 12 UTC Figura 22. Profilo verticale di temperatura e del vento del giorno 10 marzo 2008 ore 5 UTC Figura 23. Profilo verticale di temperatura e del vento del giorno 15 marzo 2008 ore 12 UTC 74

75 8.3.3 Ricostruzione dei campi di vento e temperatura con CALMET Il modello CALMET di ricostruzione dei campi di vento e di temperatura è stato applicato ad un dominio di 12 km x 12 km ad una risoluzione spaziale di 100 metri. Il modello è stato utilizzato per la prima campagna di monitoraggio dal 24 aprile al 9 maggio 2007 e per la seconda campagna dal 3 al 17 marzo Nelle figure seguenti (24-27) si riportano alcuni esempi di campi di vento e temperatura ricostruiti per il giorno 30 aprile 2007, dove dal mattino vi è rinforzo del vento al suolo che si attenuerà dopo le ore 20. Le Figure rappresentano un estratto di campi di vento e temperatura per il giorno 10 marzo 2008 dove il tempo è caratterizzato da forte vento proveniente da est. Figura 24. Vento del giorno 30 aprile 2007 ore 10 75

76 Figura 25. Temperatura del giorno 30 aprile 2007 ore 10 Figura 26 Vento del giorno 30 aprile 2007 ore 12 76

77 Figura 27. Temperatura del giorno 30 aprile 2007 ore 12 Figura 28. Vento del giorno 10 marzo 2008 ore 6 77

78 Figura 29. Temperatura del giorno 10 marzo 2008 ore 6 Figura 30. Vento del giorno 10 marzo 2008 ore 8 78

79 Figura 31. Temperatura del giorno 10 marzo 2008 ore 8 Figura 32. Vento del giorno 10 marzo 2008 ore 10 79

80 Figura 33. Temperatura del giorno 10 marzo 2008 ore 10 A seguito delle simulazioni svolte distintamente per le due campagne di misura, si sono calcolati alcuni indicatori statistici allo scopo di confrontare i dati misurati e i dati simulati dal modello e dare una indicazione sulle performance del modello stesso. Gli indicatori statistici utilizzati sono Errore medio (m/s): Errore medio normalizzato: N 1 Eq. 43 Err = voi vci N i= 1 N Eq. 44 v oi vci i= 1 Err _ norm = N v i= 1 oi Inoltre BIAS = v v Eq. 45 o c indica la distorsione tra valore medio del dato calcolato ν c e del dato osservato ν 0. ( o c ) ( c o ) FB = 2 v v / v + v Eq

81 Gli indicatori statistici sono stati calcolati per le misure di velocità e direzione del vento e la temperatura ambiente delle stazioni di misura collocate nei pressi delle aziende Vecchio Po e Quartierone. I risultati per i risultati della prima simulazione corrispondente al periodo della prima campagna 24 aprile - 9 maggio 2007 per l azienda Vecchio Po, sono riassunti nella Tabella 24 seguente. Stazione di misura Vecchio Po 24 apr-9 maggio 2007 Indicatori statistici Velocità del vento (m/s) Temperatura ( k) Errore medio Errore medio normalizzato BIAS FB (Fractional bias) Tabella 24. Indicatori statistici per le misure della stazione Vecchio Po Nell osservare gli indicatori del Bias e del Fractional Bias per le variabili meteorologiche prese in esame il modello Calmet stima correttamente queste grandezze. Conferma di ciò si ha dalle Figure Figura 34. Confronto della velocità del vento calcolata (WS m/s) e misurata (SPEED m/s) nella stazione di misura Vecchio Po 81

82 Figura 35. Confronto della direzione del vento calcolata (WD) e misurata (DIR) nella stazione di misura Vecchio Po Figura 36. Confronto della temperatura calcolata e misurata nella stazione di misura Vecchio Po Per lo strumento di misura collocato presso l azienda Quartierone si hanno i seguenti risultati evidenziati in Tabella 25. Stazione di misura Quartierone 24 apr-9 maggio 2007 Velocità del vento Indicatori statistici (m/s) Temperature ( k) Errore medio Errore medio normalizzato BIAS FB (Fractional bias) Tabella 25. Indicatori statistici per le misure della stazione Quartierone I valori calcolati per gli indicatori del Bias e del Fractional Bias mostrano che il modello Calmet stima correttamente le grandezze meteorologiche prese in esame, ottenendo i risultati rappresentati nelle figure seguenti. 82

83 Figura 37. Confronto della velocità del vento calcolata (WS m/s) e misurata (SPEED m/s) nella stazione di misura Quartierone Figura 38. Confronto della direzione del vento calcolata (WD) e misurata (DIR) nella stazione di misura Quartierone Figura 39. Confronto della temperatura calcolata e misurata nella stazione di misura presso l Azienda Quartierone Si riportano qui risultati delle analisi statistiche svolte per il set di dati registrati durante la seconda campagna di misure, dal 3 al 17 marzo Gli indicatori statistici del Bias e del Fractional Bias mostrano che il modello Calmet stima correttamente le variabili meteorologiche 83

84 della velocità del vento e la temperatura. Il valore negativo del Fractional Bias per la velocità del vento indica che il modello compie in taluni casi una sovrastima del valore misurato. Nelle figure 40, 41 e 43 sono messi a confronto i valori osservati e calcolati dal modello per la stazione di misura Vecchio Po. Stazione di misura Vecchio Po 3 17 marzo 2008 Indicatori statistici Velocità del vento (m/s) Temperatura ( k) Mean Error Normalized Mean Error BIAS FB Tabella 26. Indicatori statistici per le misure della stazione Vecchio Po Figura 40. Confronto della velocità del vento calcolata (WS m/s) e misurata (SPEED m/s) nella stazione di misura Vecchio Po Figura 41. Confronto della direzione del vento calcolata (WD) e misurata (DIR) nella stazione di misura Vecchio Po 84

85 Figura 42. Confronto della temperatura calcolata e misurata presso l Azienda Vecchio Po Nella tabella 27 sono riportati i valori degli indicatori statistici per la stazione di misura Quartierone. Come si può notare gli indicatori di performance del modello sono risultati buoni sia per la variabile della velocità del vento, sia per la temperatura. Si può osservare che gli indicatori del Bias e del Fractional Bias assumono valori negativi, suggerendo che il modello compie una leggera sovrastima nel calcolo della temperatura. Stazione di misura Quartierone 3 17 marzo 2008 Indicatori statistici Velocità del vento (m/s) Temperatura ( k) Mean Error Normalized Mean Error BIAS FB Tabella 27. Indicatori statistici per le misure della stazione Quartierone Figura 43. Confronto della velocità del vento calcolata (WS m/s) e misurata (SPEED m/s) nella stazione di misura Quartierone 85

86 Figura 44. Confronto della direzione del vento calcolata (WD m/s) e misurata (DIR m/s) nella stazione di misura Quartierone Figura 45. Confronto della temperatura calcolata e misurata nella stazione di misura Quartierone 8.4 Osservazioni meteorologiche predisposte da CPRAMMET Le osservazioni meteorologiche utilizzate per la simulazione di lungo periodo sono state generate dal preprocessore CPRAMMET. Presso entrambe le Aziende prescelte per lo studio l Università di Milano, Dipartimento di Produzione Vegetale ha installato due stazioni meteorologiche. La stazione posta presso l Azienda Quartierone è stata utilizzata per le simulazioni di lungo periodo. Va precisato che: la stazione di misura collocata presso l azienda Vecchio Po ha subito un malfunzionamento causando una interruzione della registrazione dei dati dal 2/12/2007 al 21/02/2008, 86

87 la serie di dati della stazione presso l azienda Quartierone non presenta alcuna interruzione dal 25 aprile 2007 al 11 gennaio La serie annuale tuttavia non è completa perché anche questa stazione meteorologica ha subito una interruzione di registrazione del dato dal 12 gennaio 2008 al 21 febbraio 2008, il set di dati seppur non coprendo un arco di tempo di almeno un anno differiscono dai dati rilevati dalle stazioni meteorologiche ARPA di Cavenago e Montanaso, in particolar modo il dato relativo alla velocità e direzione del vento. Si è quindi preferito utilizzare una serie annuale non completa ma sito-specifica dei luoghi in esame Il preprocessore CPRAMMET calcola a cadenza oraria anche alcuni parametri che caratterizzano la turbolenza atmosferica: le classi di stabilità Pasquill-Gifford e l altezza di rimescolamento. Per questi parametri sono stati utilizzati i dati dei radiosondaggi e la copertura nuvolosa registrata dall aeroporto Milano Linate. Gli altri parametri di turbolenza (Tabella 28) necessari come dati di input del modello CPRAMMET sono stati estratti dai risultati del modello Calmet. In Figura 46 si può notare dalla rosa del vento come la direzione di provenienza prevalente sia quella da ovest, direzione prevalente dei venti che superano i 5 m/s. Il campo anemologico del sito presenta il 38.8 % di calma di vento, intesa come velocità del vento inferiore a 0.5 m/s. Le restanti percentuali sono suddivise in venti deboli (17.6 % tra 0.5 e 1 m/s e 28 % tra 1 e 2 m/s) e moderati. Parametro Valore Lunghezza di Monin Obukhov (m) 2.0 Rugosità superficiale (m) 0.07 Albedo 0.28 Rapporto di Bowen 0.35 Flusso di Calore antropogenico (W/m 2 ) 0.0 Frazione di radiazione netta assorbita 0.15 Tabella 28. Parametri di turbolenza estratti dal modello CPRAMMET In Figura 46 sono rappresentate le classi di stabilità in funzione della direzione di provenienza del vento. Le classi di stabilità A, B e C rappresentano uno strato atmosferico stabile, D neutro ed E e F instabile. La classe di stabilità D si applica a cieli coperti con qualsiasi velocità del vento e in qualsiasi ora del giorno. Nelle ore diurne in presenza di calma di vento l instabilità atmosferica è generata dalla intensità della radiazione solare e dagli scambi di calore tra la superficie terrestre e la troposfera. Nelle ore notturne con calma di vento lo strato atmosferico è stabile. 87

88 Figura 46. Rosa del vento della stazione meteorologica presso azienda Quartierone Figura 47. Rosa del vento della stabilità atmosferica della stazione meteorologica azienda Quartierone 88

89 Figura 48. Distribuzione delle classi di velocità del vento (m/s) e di stabilità atmosferica 8.5 Orografia e uso del suolo Nell applicazione della catena modellistica Calmet-Calpuff la caratterizzazione del dominio di calcolo è alla base per la stima delle condizioni meteorologiche e dispersive del sito in esame. Il sito si colloca nella provincia lodigiana a sud est a pochi chilometri dal fiume Po. Il terreno è principalmente pianeggiante come evidente dalla Figura 50 con un dislivello massimo di circa 30 metri. La mappa dell uso del suolo è stata estratta dal database Corine Land Cover, che ha una risoluzione fino a circa 10 metri. Il programma CORINE (COoRdination de l' INformation sur l' Environnement), varato dal Consiglio delle Comunità Europee nel 1985, ha lo scopo primario di verificare dinamicamente lo stato dell'ambiente nell'area comunitaria, al fine di orientare le politiche comuni, controllarne gli effetti, proporre eventuali correttivi. All'interno del programma CORINE, il progetto CORINE-Land Cover e' specificamente destinato al rilevamento e al monitoraggio, ad una scala compatibile con le necessità comunitarie, delle caratteristiche del territorio, con particolare attenzione alle esigenze di tutela. L indice dell uso del suolo estratto da Corine Land Cover è stato ricalcolato in funzione degli indici del suolo del modello Calmet ed aggregato per ottenere un valore per ogni singola cella di dimensione di 100 m per 100 m (Figura 50). La maggior parte dei suoli del sito di studio è adibito all attività agricola con la presenza di isolati centri urbani e la copertura forestale nei pressi del fiume Po. Dalla mappa dell uso del suolo sono stati stimati alcuni parametri importanti per inizializzare i modelli Calmet e Calpuff, quali la rugosità superficiale e l indice di area fogliare. La rugosità superficiale (Figura 51) è un parametro che assume valori da zero a uno, con valori vicini allo zero per la presenza di aree lacustri o fluviali e valori massimi per la presenza di aree urbane o forestali. 89

90 Figura 49. Livelli orografici del terreno (DTM - Modello Digitale del terreno risoluzione 10m) L'indice di area fogliare dipende da alcuni fattori quali: la composizione specifica, la fase di sviluppo dell area boschiva, le condizioni del sito in cui si misura il parametro ed il metodo tramite il quale viene misurato. In questo contesto l indice è stato ricavato dal parametro di uso del suolo. L indice assume il valore massimo pari a 7 per le aree boschive, il valore 3 per le aree adibite all agricoltura, 0.2 per le aree urbane (Figura 52). Figura 50 Categorie di uso del suolo di Calmet (sulla base dati Corine Land Cover 2000 risoluzione 10 m) 90

91 Figura 51. Rugosità del terreno Figura 52. Indice di copertura fogliare (Leaf area index) 8.6 Emissioni degli impianti zootecnici Azienda zootecnica Quartierone L azienda Quartierone (Figura 53) è costituita da due stalle caratterizzate da ventilazione naturale, guidata da una centralina che regolamento il flusso d aria in funzione della 91

92 temperatura interna ed ambiente, per mantenere costante la temperatura interna a circa 25 C. I liquami sono rimossi con un sistema moderno di vacuum system senza diluizione, con uno svuotamento ogni 15 giorni. Le stalle sono vuote per 15 giorni, due volte l anno. Durante le campagne di monitoraggio i capannoni contenevano 1000 capi ciascuno. Nella Figura 54 vi è una foto da satellite dell azienda zootecnica Azienda Quartierone. I ricoveri sono indicati con i numeri 1 e 2, mentre la vasca dei reflui con la sigla V1. Figura 53. L Azienda Quartierone Ricoveri animali I punti di emissioni sono stati schematizzati come punti lineari con il flusso degli inquinanti generato dalla differenza di temperatura presente nelle stalle e la temperatura ambiente. 92

93 Le caratteristiche fisiche della sorgente sono rappresentate in figura e riassunte nella tabella 29. Parametro Lunghezza media della stalla L Altezza media della stalla H b Larghezza media della stalla w b Larghezza della sorgente lineare w m Distanza tra le stalle δx Valore 80 m 7.5 m 16 m 0.4 m 10 m Flusso in uscita 7 m 3 /s 2 Tabella 29. Parametri descrittivi dei ricoveri dell azienda Quartierone w H δx w w Figura 54. Sezione trasversale dei ricoveri animali dell Azienda Quartierone Il parametro di flusso è stato calcolato secondo la seguente formula F = g L wm vout ( Tout Ta ) T out Eq. 47 dove g è l accelerazione gravitazionale 9.81 m/s 2, L la lunghezza della stalla, wm la larghezza della sorgente lineare, v out la velocità di uscita della massa d aria, T out la temperatura della massa d aria in uscita (equivalente alla temperatura interna della stalla misurata in continuo durante la prima campagna di monitoraggio) e T a la temperatura ambiente. La velocità di uscita v out è stata calcolata dalla formula seguente v out = θ 2 gh ( Tout Ta ) T out Eq. 48 dove θ è un parametro dato dal costruttore e H l altezza media delle finestre laterali della stalla. L area di stoccaggio dei reflui confinata ad un vascone in parte interrato è una importante sorgente emissiva. In funzione dei fattori di emissioni utilizzati, l area di stoccaggio è stata schematizzata nel modello Calpuff come sorgente areale o volumetrica. La sorgente areale è stata semplificata usando un approccio descritto dalla documentazione di modellistica di qualità dell aria dell Agenzia di Protezione Ambientale americana (US-EPA). 93

94 L applicazione della sorgente areale implica l uso di un fattore di emissione in funzione dell area occupata dal vascone dei reflui, quale quella stabilita dall agenzia per l ambiente britannica. Nelle Tabella 30 sono riassunte le caratteristiche fisiche della sorgente areale dove sigma z è la deviazione iniziale del pennacchio emesso dovuto all altezza della sorgente definita con la seguente formula: H σ z = Eq. 49 Sorgente areale Altezza effettiva m Sigma z iniziale Vasca reflui V Tabella 30. Caratteristiche geometriche della sorgente emissiva V1 Poiché i fattori di emissione forniti da US-EPA, EEA e ARPA Lombardia non sono applicabili a sorgenti areali, la vasca di stoccaggio dei reflui è stata approssimata a una sorgente volumetrica regolare, introducendo un parametro che descrive la deviazione orizzontale del pennacchio all emissione σy, definito dalla seguente equazione: D σ y = 4.3 dove D è la lunghezza della vasca. Eq. 50 I parametri dispersivi sono riassunti nella tabella 31. Sorgente Altezza effettiva m Sigma y iniziale Sigma z iniziale Vasca reflui V Tabella 31. Caratteristiche geometriche della sorgente emissiva V Azienda zootecnica Vecchio Po L azienda Vecchio Po è costituita da nove strutture adibite a ricoveri di suini da ingrasso e un capannone per lo svezzamento. Nella Figura 55 è rappresentata l azienda mentre nella tabella 15 sono riassunte le principali caratteristiche dei ricoveri e il numero di capi presenti durante le campagne di misura. I ricoveri sono stati descritti nel modello di dispersione in modo semplificato come sorgenti volumetriche (Hendriks, 1999; Amon, 2007). Alcuni di essi sono considerati sottosorgenti volumetriche cubiche separate, disposte linearmente senza sistema di ventilazione forzata. Ogni sottosorgente è stata caratterizzata in termini di posizione, rateo di emissione, altezza di rilascio, dimensioni laterale e verticale. 94

95 Figura 55. Azienda zootecnica Vecchio Po. Ricoveri Tipologia Numeri di capi 1 Cementi e parchetti esterni 864 femmine 2 Cementi e parchetti esterni 1036 maschi 3 Grigliato 1090 maschi e femmine 4 Grigliato 1090 maschi e femmine 5 Ventilazione forzata 800 maschi e femmine 6 Grigliato 560 maschi e femmine 7 Grigliato e ventilazione forzata 750 maschi e femmine 8 Grigliato 1200 maschi e femmine 9 Grigliato e ventilazione forzata 750 maschi 10 Struttura a doppia falda con stabulazione su grigliato e sistema di vacuum system 3800 svezzamento Tabella 32. Sottosorgenti volumetriche dell azienda zootecnica Vecchio Po La distanza tra i centri di ogni volume cubico (ricovero) è calcolata secondo la seguente formula: L Nw D = w + N 1 Eq. 51 dove w è la larghezza di ogni ricovero, L la lunghezza e N il numero dei ricoveri. Il rateo di emissione per ogni volume cubico è uguale al rateo emissivo totale del ricovero diviso il numero di sottosorgenti volumetrici. L altezza di emissione di ogni sorgente è calcolata come la metà dell altezza di ogni ricovero. Ad ogni sorgente volumetrica sono stati associati i seguenti parametri iniziali σz e σy definiti dalle seguenti formule: 95

96 H σ z = D σ y = Eq. 52 Eq. 53 I parametri fisici di ogni sorgente volumetrica sono presenti nella Tabella 33. Ricovero w L N D H σ z σ y Tabella 33. Parametri fisici relativi alle sorgenti volumetriche dell Azienda Vecchio Po Nell azienda sono inoltre presenti tre strututre di stoccaggio dei reflui. In funzione della scelta dei fattori di emissione proposti in letteratura, i vasconi di stoccaggio dei reflui sono stati schematizzati come sorgenti areali come riportato nella Tabella 34. Sorgente Altezza effettiva m σz Vascone Vascone Vascone Tabella 34. Sorgenti areali dell Azienda Vecchio Po I vasconi dei reflui sono stati approssimati a sorgenti volumetriche, calcolando anche la σ y deviazione orizzontale del pennacchio all emissione dall equazione 53. Nella tabella 35 sono riassunti i parametri dispersivi Sorgente Altezza effettiva m σz σy Vascone Vascone Vascone Tabella 35. Parametri dispersivi delle sorgenti dell Azienda Vecchio Po 96

97 8.7 Emissioni di ammoniaca (NH 3 ) Le stime delle emissioni di NH 3 per ciascuna azienda sono state condotte sulla base dei fattori di emissione utilizzati nel Inventario delle emissioni della Regione Lombardia (INEMAR, 2005) o derivati dai fattori emissivi ANPA - Agenzia Nazionale per la Protezione dell Ambiente proposti nel 2002 (Bedogni, 2004), dall Inventario delle emissioni in Europa (Emep Corinair 2009), dai fattori emissivi suggeriti dall Environment Protection Agency degli Stati Uniti (EPA, 2005). Questi fattori sono stati stimati empiricamente o per mezzo di campagne di misura in diversi impianti zootecnici e sono stati normalizzati per numero di capi e per un periodo di un anno. L Agenzia per l Ambiente del Regno Unito (Misselbrook et al., 2010) definendo i fattori emissivi dell ammoniaca come parte percentuale dell azoto presente per unità di ricoveri (LU) e per metro quadrato di superficie dei reflui per giorno. Nelle Tabelle 36 e 37 sono raggruppati i fattori emissivi suddivisi per tipologia di sorgente. Per il calcolo delle emissioni si ipotizza che le emissioni dell ammoniaca siano costanti nel tempo, non vi sia alcuna modulazione giornaliera o stagionale delle sostanze emesse. Inoltre nello studio di dispersione l ammoniaca è stata considerata come gas inerte, senza interazioni chimiche con i gas già presenti in atmosfera. Suini da ingrasso Ricoveri Stoccaggi Fattore di emissione NH 3 (kg capo -1 anno -1 ) NH 3 (kg capo -1 anno -1 ) INEMAR Emep Corinair EPA US Tabella 36. Fattori emissivi per tipologia di sorgente Suini da ingrasso Ricoveri Stoccaggi Fattore di emissione NH 3 (g N LU -1 d -1 ) NH 3 (g N LU -1 d -1 ) UK Tabella 37. Fattori emissivi proposti dall Agenzia per l Ambiente del Regno Unito Le emissioni di ammoniaca per i ricoveri ed lo stoccaggio dei reflui per la Azienda Quartierone utilizzati nel modello di dispersione Calpuff sono riassunti nelle seguenti tabelle 38 e 39. Si ricorda che per il calcolo delle emissioni di ammoniaca con l applicazione dei fattori emissivi Inemar, Emep Corinair e US-EPA, i ricoveri sono stati schematizzati come sorgenti lineari e la vasca dei reflui considerato come una sorgente volumetrica. Per l utilizzo del fattore emissivo britannico la vasca di recupero dei reflui è stata schematizzata nel modello come sorgente areale. Con i fattori emissivi riassunti nelle Tabelle 39 e 40 sono stati stimati anche le emissioni per ogni capannone e per ogni vasca di recupero dei liquami dell azienda zootecnica Vecchio Po. In questo caso i ricoveri dell azienda sono stati introdotti nel modello come sorgenti volumetriche, come pure i siti di stoccaggio dei liquami; ciò consente di utilizzare i fattori di emissione Inemar, Emep Corinair e US-EPA. Per poter impiegare i fattori di emissione inglesi le stesse sorgenti sono state considerate di natura areale (Tabella 41). 97

98 Azienda Quartierone Ricoveri Fattori di emissione n. capi NH 3 kg/anno*capo NH 3 Emissioni kg/hr Inemar Emep Corinair US-Epa Tabella 38. Emissioni di ammoniaca Azienda Quartierone - Ricoveri Fonti Azienda Quartierone Stoccaggi n. capi NH 3 kg/anno*capo NH 3 Emissioni kg/hr Inemar Emep Corinair US-Epa Tabella 39. Emissioni di ammoniaca Azienda Quartierone Stoccaggi Azienda Quartierone Fonti n. capi Ricoveri NH 3 (gn/lu d) Ricoveri NH 3 kg/hr Stoccaggi NH 3 (gn m-2 d-1) Stoccaggi NH 3 kg/hr m 2 UK E-04 Tabella 40. Emissioni di ammoniaca Azienda Quartierone Ricoveri N. capi Azienda Vecchio Po Inemar 2005 NH 3 Kg/hr Emep Corinair 2007 NH 3 Kg/hr US-Epa NH 3 Kg/hr UK NH 3 Kg/hr Tabella 41. Emissioni dai ricoveri Azienda Vecchio Po Stoccaggio N.capi Inemar 2005 Emep Corinair US-Epa UK V E-04 V E-04 V E-04 Tabella 42. Emissioni dai ricoveri 98

99 8.8 Misure mediate campionatori passivi Le campagne di misura sono state condotte mediante l impiego di campionatori passivi, dispositivi in grado di rilevare le concentrazioni medie di specifici composti una volta esposti ll aria ambiente. Il campionatore passivo per la misura del idrogeno solforato (Shouter, 1995) si basa sul principio della diffusione passiva (1 a legge di Fick). Esso è costituito da un contenitore cilindrico in polipropilene dotato di un apertura di 20 mm diametro protetta da una membrana in teflon. Il mezzo absorbente è dato da solfato di cadmio. Per ridurre gli effetti della turbolenza dell'aria sul lato aperto è posta una membrana in teflon tenuta in posto da una reticella metallica. Per proteggere i campionatori passivi dagli agenti atmosferici è previsto un apposito dispositivo per l esposizione. L idrogeno solforato absorbito dal campionatore è proporzionale alla concentrazione ambiente. I campionatori possono esposti per periodi compresi tra una settimane ad un mese Per l effettuazione delle misure è sufficiente togliere il tappo di protezione dai campionatori e inserire il campionatore nell espositore. Le misure sono state effettuate a m di dal suolo individuando siti che non fossero oggetto di vandalismi. Non esistono valori limite per le concentrazioni di H 2 S nell aria ambiente. L OMS fornisce una valore guida di 7 µg/m 3. I campionatori passivi utilizzati hanno un limite di rilevabilità di 0.1 µg/m 3 per esposizione di 4 settimane. Figura 56. Campionatori passivi per la misura di inquinanti atmosferici Figura 57. Espositori per misure mediante campionatori passivi 99

100 I campionatori passivi per la misura dell ammoniaca sui basano sugli stessi trinci di funzionamento e rilevazione di quelli dell H 2 S ma in questo caso il composto reagente è dato da una soluzione di acido fosforico. L ammoniaca è quindi determinata per via spettrofotometrica con il metodo dell indofenolo. Il limite di limite di rilevabilità di 0.2 µg/m 3 per un esposizione di 2 settimane. Questi campionatori passivi sono descritti in Kirchner et al., (1999) e Thöni et al., (2004). 8.9 Emissioni di Odori L applicazione dei modelli di dispersione per lo studio degli impatti dell odore è un metodo indiretto per conoscere l impatto odorigeno di una sorgente nel territorio circostante ed è un metodo ormai diffuso e presente in diverse guide tecniche dell Agenzia della Protezione dell Ambiente americana (US EPA, 2000) e nelle guide della Prevenzione e Controllo Integrato dell Inquinamento (IPPC, 2002a,b) europee sviluppate per gli odori dalle Agenzie della protezione ambientale inglese e scozzese (OdourNet UK Ltd, 2001; Wing et al, 2008). Conoscendo i valori emissivi odorigene di una o più sorgenti per mezzo di misure svolte sul campo o di parametri presenti in letteratura, il modello di dispersione stima le concentrazioni di odori in punti discreti definiti come recettori o i punti collocati su un grigliato a distanza fissa dalle sorgenti. Il modello descrive il trasporto e gli effetti della turbolenza atmosferica sulle emissioni odorigene, determinando le concentrazioni al suolo nei dintorni delle sorgenti. La concentrazione dell odore è tuttavia solo un fattore che determina il reale impatto sui recettori sensibili. Sono infatti quattro le caratteristiche intrinseche che servono per descrive un impatto odoroso: la prima componente è il tono edonico, cioè il grado di gradevolezza o sgradevolezza; la seconda componente è l attributo qualitativo descrittivo dell odore; l intensità da debole a forte descritta dall intensità percepita dell odore; la concentrazione come la quantità di odore presente nell aria, espresso in ppm, ppb o mg/m 3 per un singolo componente odorigeno o unità odorimetrica europea per metro cubo (UO e /m 3 ) per un insieme di composti a condizioni standard di 293 K per la temperatura e pressione atmosferica di kPa. Il valore di base di unità odorimetrica è definita da un metodo standard dato dai valori standard CEN dell olfattometria (EN ). Il metodo di analisi sensoriale di olfattometria dinamica implica l uso di persone costituenti un gruppo di rilevatori. Il valore standard di concentrazione di n-butanolo è usato per calibrare i membri del gruppo. Il limite più basso di rilevabilità per l olfattometria è per definizione 1 UO e /m 3. Altri metodi possono essere utilizzati per la misura di odore. Vi sono tecniche analitiche basate sull analisi chimica di specie chimiche differenti per mezzo di gascromatografo o analisi strumentali per mezzo di lettura diretta di strumenti analitici portatili, tubi colorimetrici o nasi elettronici. La determinazione della quantità di odore espressa in unità odorimetriche per metro cubo (UO e /m 3 ) è regolamentata in Europa dalla normativa UNI-EN del L analisi olfattometrica in questo caso non avviene con i rilevatori sul campo, ma in un secondo momento nel laboratorio con il campione o i campioni raccolti. Seguendo questa normativa in questi anni si sono svolti in diversi paesi europei ampagne di monitoraggio in impianti suinicoli nei paesi quali Irlanda, Inghilterra, Olanda e Belgio, al fine di stimare un fattore emissivo univoco (UO E /s) per capo, diversificato per tipologia di ricovero e per ogni fase del ciclo di vita dell animale (EC-EPA, 2001). I fattori di emissione cosi stimati sono riassunti nella Tabella

101 Nel calcolo delle emissioni per ogni singolo ricovero e per le aree di recupero dei reflui sono stati fatte le seguenti ipotesi: la concentrazione di odore è omogenea all'interno di ogni ricovero, il numero di suini, come fornite dal gestore dell impianto sono esatte e gli animali sono uniformemente distribuiti all interno degli edifici; le situazioni riscontrate durante i sopralluoghi sono rappresentative del normale funzionamento degli impianti; l eventuale movimentazione degli animali è stato trascurato; sono state trascurate emissioni diffuse non determinabili; si ipotizza che le emissioni degli odori siano costanti nel tempo, non vi sia alcuna modulazione giornaliera o stagionale delle sostanze emesse. Ciclo di vita Gestione Fattori di emissione Ingrasso Convenzionale con pavimentazione parzialmente fessurata 22.5 Ingrasso Area di emissione ristretta sotto la pavimentazione 10 Ingrasso Raffreddamento dei liquami sotto la pavimentazione 11 Ingrasso Lavaggio due volte al giorno sotto la pavimentazione 11 Svezzamento Convenzionale con pavimentazione completamente 6 Parto Convenzionale con pavimentazione completamente 18 Gestazione Convenzionale 19 Gestazione Box con stazione di alimentazione 7 Tabella 43. Fattori di emissioni suggeriti da EC-EPA, 2001 La scelta dei fattori di emissione per gli odori è stata ponderata sulla base delle caratteristiche dei ricoveri, il numero di capi all ingrasso e la gestione dell azienda. I fattori di emissione utilizzati nell applicazione del modello Calpuff sono quelli raccomandati del documento dell Agenzia Europea per l ambiente (2001). Nelle seguenti tabelle sono riassunti le stime delle emissioni per i ricoveri dell azienda in località Quartierone e l azienda Vecchio Po. Fattori di emissione Ricoveri Azienda Quartierone n. capi Odori OU e /capo * s Odori EC-EPA (2001) Tabella 44. Emissioni dei ricoveri dell Azienda Quartierone Per la stima delle emissioni di odore nelle aree di stoccaggio dei liquami si è utilizzato il fattore di emissione proposto da Jacobson (1999). La scelta del fattore emissivo è stata fatta in funzione del ciclo di vita dell animale (ingrasso) e dalla tipologia di struttura di stoccaggio dei liquami. 101

102 Emissioni odori - Ricoveri Azienda Vecchio PO Ricoveri N. capi EC-EPA 2001 OU/capo*s EC-EPA 2001 OU/capo*s ' ' ' ' ' ' ' ' '875 Tabella 45. Emissioni dei ricoveri dell azienda Vecchio Po Emissioni odori Animali Sorgenti Trattamento Fattore di emissione Riferimenti bibliografici [UO/m 2 *s] Suini Laguna trattamento 1.5 Lim et al., 2003 anaerobico Suini Laguna Superficie areata 1.7 Heber et al., 2000 Suini Bacino nessuno Jacobson e al Suini Liquame mescolato nessuno Hobbs e al. 1998, Hobbs et al Tabella46. Fattori di emissione di odore per lo stoccaggio dei liquami Fonte Emissioni odori - Stoccaggi Aziende Quartierone e Vecchio Po Fattore di emissione OU E /m 2 s Jacobson (1999) 19.4 Tabella 47. Fattore di emissione di odore utilizzati per gli stoccaggi dell azienda Quartierone- Vecchio Po 102

103 9. Risultati delle simulazioni 9.1 Azienda Quartierone Nella terza fase dello studio modellistico si è applicata la catena modellistica Calmet Calpuff per i periodi delle campagna di misura (24 aprile 9 maggio 2007 e 3 17 marzo 2008), collocando al centro del dominio di calcolo l azienda Quartierone per un dominio quadrato di 5 km per 5 km con una risoluzione spaziale di 100 metri. I risultati delle simulazioni sono stati confrontati con i dati di concentrazione di NH 3 rilevati dai campionatori passivi collocati nei pressi dell azienda. La collocazione degli strumenti passivi presso l azienda Quartierone è rappresentata in Figura 58. Le misure di H 2 S e di particolato non sono state inserite nel rapporto in quanto non è stato possibile individuare nella letteratura i necessari fattori di emissione richiesti dal modello. Figura 58. Punti di misura di NH 3 presso la azienda Quartierone Analizzando i risultati della prima campagna di misura si può osservare una certa correlazione dei valori misurati e valori simulati concentrazione di ammoniaca nei punti di misura collocati nei pressi dei ricoveri. Sembra invece non esservi correlazione tra i punti di misura e le ricadute di ammoniaca calcolate a nord est dell azienda, nei pressi nella vasca di raccolta dei reflui, fatto che appare imputabile ad una approssimativa modellazione della vasca di stoccaggio dei reflui come sorgente volumica e non areale ed ad fattori emissivi che non rappresentano correttamente l emissione di ammoniaca del recupero dei reflui. Inoltre per tutti i fattori di emissioni il modello Calpuff sottostima i valori di concentrazioni misurati. Per stimare la bontà del modello nel rappresentare la realtà sono stati inoltre calcolati i coefficienti caratterizzanti la curva di regressione ed il quadrato del coefficiente di correlazione (R 2 ) o coefficiente di determinazione che assume valori 0 se il modello utilizzato non spiega i dati misurati e 1 se il modello spiega perfettamente i dati. 103

104 Il confronto tra i dati simulati e quelli misurati sono rappresentati in Figura 59. In Figura 60 (R 2 ) sono rappresentate le curve di regressione e i coefficienti di determinazione calcolati per tutti i punti di misura, mentre in figura 61 sono rappresentate le curve di regressione e i coefficienti di determinazione escludendo i punti di misura situati presso le vasche di stoccaggio, dove si riscontrano dati di concentrazione di ammoniaca piuttosto alti. Come si può notare, in questo secondo caso, il coefficiente statistico R 2 migliora per tutti i fattori di emissioni scelti per il calcolo delle emissioni. Si ottengono tuttavia dei buoni valori di correlazione spaziale per il fattore di emissione europeo Corinair, sebbene il modello applicato con tale fattore produce valori di concentrazione sottostimati rispetto ai valore di concentrazione misurati.. Figura 59. Confronti tra i risultati delle simulazioni e valori misurati nella prima campagna 24/04-9/

105 Figura 60. Curva di regressione e coefficiente di determinazione (R 2 ) dei risultati della prima campagna di misura. E importante inoltre prendere in esame anche il fattore di emissione dell area di stoccaggio suggerito dalle linee guida ECE-EPA, che è stata utilizzato per il calcolo delle emissioni; tale fattore è stato stimato sperimentalmente presso diverse aziende zootecniche e mediato per darne un valore d impiego generale. In conclusione il modello riesce a rappresentare correttamente la distribuzione spaziale delle concentrazioni al suolo per il contributo emissivo dei ricoveri suinicoli, ma sottostima il valore di concentrazione, mentre per le aree di stoccaggio la descrizione della vasca come sorgente volumica può aver portato ad avere valori poco correlati rispetto ai valori misurati. Nella seconda campagna il modello di dispersione Calpuff fornisce valori stimati prossimi ai dati misurati, in particolar modo nei punti di misura collocati nei pressi dei ricoveri, dove il contributo emissivo della vasca dei reflui è minore. Inoltre i risultati del modello Calpuff con l utilizzo del fattore di emissione Corinair, sono quelli che meglio attendono i valori misurati 105

106 durante la prima settimana di campagna. I risultati ottenuti confrontando i valori simulati e i valori misurati in ogni singola postazione sono rappresentati in Figura 61. Figura 61. Curva di regressione e coefficiente di determinazione (R 2 ) dei risultati della prima campagna di misura. Punti di misura 8, 9, 10, 11, 12). Come per la prima campagna, in Figura 62 sono rappresentate le curve di regressione e i coefficienti di determinazione calcolati per tutti i punti di misura, mentre in figura 63 sono rappresentate le curve di regressione e i coefficienti di determinazione escludendo i punti di misura situati presso le vasche di stoccaggio. Come si può notare il coefficiente statistico R 2 migliora leggermente per tutti i fattori di emissioni scelti. 106

107 Con l eccezione dei punti più vicini alla vasca di raccolta dei reflui il modello Calpuff anche nella seconda campagna di misura simula correttamente la distribuzione spaziale delle concentrazioni di inquinante al suolo. Figura 62. Confronti tra i risultati delle simulazioni e valori misurati nella seconda campagna 3/03-17/

108 Figura 63. Curva di regressione e coefficiente di determinazione (R 2 ) dei risultati della seconda campagna di misura. 108

109 Figura 64. Curva di regressione e coefficiente di determinazione (R 2 ) dei risultati della seconda campagna di misura (punti di misura 8, 9, 10, 11, 12). 9.2 Azienda Vecchio Po Il modello di dispersione di inquinanti Calpuff con l utilizzo dei campi meteorologici generati dal modello Calmet è stato applicato anche nel sito dell Azienda Vecchio Po. Il dominio di dimensioni 5 km x 5 km è stato centrato nel dominio la collocazione dell azienda e adottando una risoluzione spaziale di 100 metri. I risultati sono stati confrontati con i valori di concentrazione dei rilevatori passivi collocati come in Figura 64. In entrambe le campagne di misura i risultati del modello sovrastimano i dati misurati di NH 3, come possiamo osservare dai confronti presenti nei grafici nelle Figure 66 e 67. Dalle curve di regressione tra i valori misurati e i valori simulati, nonché dal coefficiente di determinazione R 2, si può osservare come non ci sia correlazione tra le concentrazioni 109

110 rilevate dagli strumenti passivi e le concentrazioni calcolate dal modello. Questa assenza di correlazione è imputabile alla scelta di considerare le vasche di raccolta dei reflui come sorgenti volumetriche e non areali. Per l azienda Vecchio Po inoltre si sono riscontrate difficoltà nel definire quali ricoveri avessero una ventilazione forzata e quale naturale, poiché alcuni di essi sono stati riconvertiti ad una diversa destinazione d uso, con la presenza di aperture laterali e di parchetti esterni. Per tale motivo la scelta di simulare i ricoveri come sorgenti volumetriche può aver portato a sovrastimare le ricadute dell ammoniaca. Figura 65. Punti di misura di NH 3 presso la azienda Quartierone 110

111 Figura 66. Confronti tra i risultati delle simulazioni e valori misurati nella prima campagna 24/04-09/

112 Figura 67. Curva di regressione e coefficiente di determinazione (R 2 ) dei risultati della prima campagna di misura. 112

113 Figura 68. Confronti tra i risultati delle simulazioni e valori misurati nella seconda campagna 03/03-17/

114 Figura 69. Curva di regressione e coefficiente di determinazione (R 2 ) dei risultati della prima campagna di misura. 9.3 Risultati della simulazione annuale Azienda Quartierone Sono state infine determinate le concentrazioni di NH 3 su un arco temporale di un anno estraendo gli indicatori più utilizzati nella normativa, grazie al post-processore CALPOST. I valori più elevati di concentrazione di ammoniaca si ottengono con il fattore di emissione Inemar. Come prevedibile, i massimi di concentrazione si rilevano nei pressi della sorgente per poi ridursi bruscamente. Le concentrazioni riportate derivano dall impiego dei fattori di emissione suggeriti da Inemar (2005), Emep Corinair (2007), US-EPA e UK DEFRA (2004) (Tabella 48). 114

115 Media oraria NH 3 Media otto ore Media giornaliera 3 Inemar Corinair US-EPA UK Tabella 48 Valori massimi di concentrazione di ammoniaca al suolo 3 3 Figura 70. Valore massimo di concentrazione media oraria (fattori di emissione proposti da a) Inemar, b) Corinair, c) US EPA, d) UK-DEFRA). 115

116 Figura 71. Valore massimo di concentrazione media 8 ore di ammoniaca al suolo (fattori di emissione proposti da a) Inemar, b) Corinair, c) US EPA, d) UK-DEFRA). 116

117 a) b) c) d) Figura 72. Valore massimo di concentrazione media giornaliera di ammoniaca in µg/m 3 al suolo (fattori di emissione proposti da a) Inemar, b) Corinair, c) US EPA, d) UK-DEFRA). 117

118 9.4 Risultati della simulazione annuale Azienda Vecchio Po Per l azienda Vecchio Po le simulazioni annuale con il modello Calpuff hanno ottenuto nel complesso valori molto alti di concentrazioni di ammoniaca al suolo. I valori più elevati di concentrazione di ammoniaca sono stati ottenuti utilizzando il fattore di emissione Inemar, seguono quelli derivanti dall impiego dei fattori di emissione Corinair e US-EPA. Le mappe di isoconcentrazione ottenuto con il fattore di emissione UK presentano valori massimi molto inferiori ai limiti proposti. Di seguito sono rappresentate le mappe di isoconcentrazione per ogni indicatore (media oraria, media sulle otto ore e media giornaliera) per ogni fattore di emissione utilizzato. a) b) c) d) 118

119 Figura 73. Valore massimo di concentrazione media oraria di ammoniaca al suolo stimato mediante i fattori di emissione proposti da Inemar (a), Corinair (b) US EPA (c) UK-DEFRA (d). a) b) c) d) Figura 74. Valore massimo di concentrazione media 8 ore di ammoniaca al suolo stimato mediante fattori di emissione Inemar (a), Corinair (b) US EPA (c) UK-DEFRA (d). a) 119

120 a) b) c) d) Figura 75. Valore massimo di concentrazione media giornaliera di ammoniaca al suolo (emissioni Inemar) stimato mediante fattori di emissione Inemar (a), Corinair (b) US EPA (c) UK-DEFRA (d). L esame dei risultati della distribuzione delle concentrazioni di ammoniaca in prossimità delle due aziende considerate evidenzia diversi elementi di grande importanza: l impiego di fattori di emissione diversi, tutti suggeriti da enti autorevoli, determina stime sulle ricadute di NH 3 al suolo assai differenziate, la scelta del fattore di emissione influisce sui valori di concentrazione stimato ma non sull andamento spaziale delle isoplete (definite principalmente dalla meteorologia), 120

121 la presenza di ricoveri e vasche di stoccaggio, strutture con intensità delle emissioni assai diverse, rende la modellazione particolarmente complessa e introduce elementi di incertezza, non sono disponibili informazioni su alcuni parametri richiesti dal modello (ad esempio la temperatura e portata dei flussi d aria in uscita dai ricoveri) che devono essere quindi mutuati da altri studi di cui non sono note tutte le condizioni al contorno, la gestione reale dell azienda può risultare diversa da quella che attesa da un punto di vista tecnico (uso del vacuum system a intervalli di una o due settimane, come riportato). 9.3 Limiti alle concentrazioni di odore in prossimità di impianti zootecnici Con il termine odore si intende, come già accennato, un insieme di composti odorigeni, per i quali è stata recentemente stabilita una soglia standard di percezione, pari a 123 mg di n-butanolo evaporati in 1 m 3 di aria in condizioni standard (t=20 C; p=101.3 kpa). che producono una concentrazione di mmol/mol. Questa definizione consente di individuare l European Reference Odour Mass o EROM, valore di riferimento adottato quale Unità di Odore Europea = OU e. La definizione di una specifica unità di misura per l odore consente di stabilire una soglia numerica che rappresenta un livello ritenuto accettabile di esposizione agli odorigeni. Diversi Paesi hanno individuato soglie di riferimento per attività diverse e il loro rispetto rappresenta, tra l altro, l oggetto delle valutazioni condotte per mezzo dell olfattometria dinamica. Oltre a definire una soglia di accettabilità è possibile determinare la frequenza dei superamenti ammessi esprimendo questa condizione in termini di percentili. Ad esempio con il 98 percentile inferiore a 1 OU e /m 3 si deve intendere che tale soglia non potrà essere superata se non per un numero massimo di ore pari al 2% delle ore di un anno. Nella tabella sono riportate alcune delle soglie individuate dalla normativa di Paesi europei per la protezione dei residenti da odori molesti. In particolare, la Danimarca ha individuato, in funzione della destinazione d uso delle aree prossime a impianti zootecnici valori compresi tra 5 e 10 OUE /m³, con una distanza minima di 500 m dalla prima residenza. L Olanda ha imposto un limite di 1.5 OU/m³ per le residenze più prossime, valore particolarmente severo che impone agli impianti di maggiori dimensioni interventi strutturali di mitigazione di un certo rilievo. L Irlanda individua due soglie: la prima per impianti già esistenti, pari a 6 OU E /m³ valore che deve essere rispettato per il 98% delle ore (98imo percentile), mentre per gli impianti di nuova costruzione il valore massimo accattato è di 3 OU/m³. In Gran Bretagna la normativa è complessa ma prevede un limite di 6 OU E /m³ per gli impianti esistenti riferito al 98% delle ore (98imo percentile), mentre la Norvegia si è posta un limite variabile tra 5 e 10 OU/m³ in funzione del sito interessato In Italia, come già ricordato non esiste una norma nazionale inerente le emissioni di odorigeni o valori di riferimento per l area ambiente. Solo la Ragione Lombardia ha emanato una norma specifica che, dal 2004, disciplina gli impianti di compostaggio dei rifiuti, fissando un valore limite alle emissioni odorigene di 300 UO/Nm 3 (D.G.R. Lombardia n ). Più recentemente la Regione Lombardia ha individuato limiti specifici per attività di carattere industriale. In attesa della definizione di specifiche per il settore zootecnico i valori di 121

122 soglia indicati dovranno essere rispettati anche dagli impianti di produzione animale soggetti a VIA o AIA. 9.4 Risultati delle simulazioni annuale presso le aziende campione Il modello Calpuff è stato utilizzato con la serie annuale di dati meteorologici predisposta per lo studio delle ricadute al suolo di sostanze odorigene. L applicazione modellistica è stata elaborata adottando i valori di emissione stimati per i ricoveri suinicoli e per la vasca di recupero dei reflui, adottando i fattori di emissione EC-EPA. Le distanze corrisponde ai livelli più significativi di concentrazione di odore sono riprotae per il 95-imo e il 98-imo percentile nella Tabella 49 per l Azienda Quartierone e nella tabella 50 per l Azienda Vecchio Po. Le ricadute sono rappresentate da mappe di isoconcentrazione di odore (µg/m 3 ) o isoplete. per i valori corrispondenti al 95 e 98 percentile. Le mappe riportate nelle Figure 76 e 77 evidenziano quindi le aree con lei concentrazioni più significative 1, 2, 6 e 10 OU/m 3 per quanto riguarda l Azienda Quartierone. Nella figura 76 sono rappresentate le isoconcentrazioni del valore di 98 percentile. Al fine di evidenziare con maggiore chiarezza i risultati forniti dall elaborazione si riportano i valori assoluti rilevati nelle 4 direzioni cardinali delle distanze calcolate per soglie e durata dell esposizione all odore. Percentile 95 percentile 98 percentile Concentrazione N S E W N S E W 1 OU/m OU/m OU/m OU/m Tabella 49. Distanze a cui si collocano le isoplete di odore per diverse soglie di durata. Azienda Quartierone. La simulazione annuale condotta sull Azienda Vecchio Po per valutare le ricadute di sostanze odorigene è riportata nelle Figure 78 e 79. I risultati delle simulazioni con il fattore di emissioni EC-EPA delle isoconcentrazioni del valore di 95 percentile (Figura 58) riportano la linea di concentrazione del limite di 6 OU/m 3 a notevoli distanze dall azienda, anche oltre 1000 m sulla direttrice est-ovest. Dalla mappa si evidenzia come l area delimitata dalla curva del limite di 6 OU/m 3 lambisca parte dell abitato del comune di Corno Giovine e alcune abitazioni sparse ed isolate. La Figura 79 riporta il 98 percentile di concentrazione di odore (OU/m 3 ) al suolo con l impiego dei fattori di emissione ECE-EPA. Percentile 95 percentile 98 percentile Concentrazione N S E W N S E W 1 OU/m OU/m OU/m OU/m Tabella 50. Distanze a cui si collocano le isoplete di odore per diverse soglie di durata Azienda Quartierone 122

123 Figura percentile di concentrazione di Odore (OU/m 3 ) al suolo (emissioni ECE-EPA) Figura percentile di concentrazione di odore (OU/m 3 ) al suolo (emissioni ECE-EPA) 123

124 Figura percentile di concentrazione di Odore (UO/m 3 ) al suolo emissioni ECE-EPA Figura percentile di concentrazione di odore (UO/m 3 ) al suolo (emissioni ECE-EPA) 124

125 Dalle mappe riportate risulta chiaro come valori soglia, nell ordine di 1-3 UO/m 3, indicati da alcune normative europee appaiano, sulla base delle elaborazioni condotte sulle aziende campione, scarsamente compatibili con la densità abitativa e il numero di aziende zootecniche che insistono sul territorio lombardo. L azienda Quartierone di dimensioni contenute infatti risulterebbe non rispettare la soglia di 2 UO/m 2 per le prime aree residenziali, mentre per l azienda Vecchio Po, pur posta in posizione isolata, l ispoleta corrispondete al valore di 2 UO/m 3 va a comprendere l intero abitato di Corno Giovine. E quindi evidente che il modello empirico che si intende suggerire dovrà tenere conto di questa situazione generale ed essere quindi inserito in un quadro di progressiva riduzione delle concentrazioni di odorigeni che, tuttavia, tenga conto realisticamente dello sviluppo del settore zootecnico lombardo e delle peculiarità del territorio. Si ritiene quindi che un valore di soglia che si ponga verso i limiti superiori, ma non necessariamente sui valori più alti in assoluto, delle norme adottate in Europa, possa essere ragionevole per le aziende esistenti, mentre per le nuove strutture possano essere individuati vincoli più stringenti. 125

126 10. Applicazione dei modelli speditivi alle aziende campione e confronto con gli output del modello di dispersione I modelli empirici esaminati nei capitoli precedenti sono stati applicati alle due Aziende campione scelte per lo studio. I risultati sono riportati nelle Tabelle 51 e 52 ed evidenziano significative differenze tra i diversi approcci. Le distanze minime di separazione sono state calcolate inizialmente a partire dal baricentro dell area aziendale definita dal poligono che congiunge le superfici emissive. Ai valori calcolati è stato quindi sommata la distanza misurata dal baricentro fino all estremo esterno della sorgente emissiva più distante. In questo modo la fascia di rispetto che si viene a determinare ha un ampiezza che consente di limitare l insorgenza di disturbi anche nella direzione su cui sono poste le sorgenti emissive più esterne al complesso aziendale. Per l Azienda Quartierone, che per dimensioni e tipologia di strutture rappresenta un esempio assai diffuso in Lombardia, i modelli empirici individuano distanze comprese tra 200 e 600 m, con i valori più elevati nel senso dei venti dominanti (est-ovest), limitatamente a quei modelli che considerano il regime dei venti. Il modello del Labrador e il modello OFFSET mostrano i valori più elevati: per quest ultimo ciò può essere forse messo in relazione con l inclusione nelle funzioni di calcolo della meteorologia della regione per cui è stato sviluppato, il Minnesota, negli Stati Uniti. Tutti gli altri modelli si attestano per tutte le direzioni cardinali su valori più contenuti, in media del 30%. N NE E SE S SW W NW Media Svizzero Austriaco Tedesco Purdue MDS Labrador OFFSET Tabella 51. Distanze minime di separazione (in m). Azienda Quartierone Per l Azienda Vecchio Po il quadro risultante dall applicazione dei modelli empirici è analogo, salvo che i valori sono, per tutti gli approcci adottati, decisamente più elevati, date le maggiori dimensioni aziendali e dai ricoveri di tipologia più datata. N NE E SE S SW W NW media Svizzero Austriaco Tedesco Purdue MDS Labrador OFFSET Tabella 52. Distanze minime di separazione (in m). Azienda Vecchio Po 126

127 Di seguito si riporta il confronto tra i valori delle distanze di separazione suggerite dai diversi modelli empirici e le distanze delle isoplete corrispondenti a 6 UO/m 3, rispettivamente per il 95 e 98 percentile. I dati sono relativi alle quattro direzioni cardinali. I dati dell azienda Quartierone sono riportati nelle Tabelle 53 e 54, i dati dell Azienda Vecchio Po nelle Tabelle 55 e 56. N S E W media Svizzero Austriaco Tedesco Purdue MDS Labrador OFFSET Tabella 53. Differenza tra stima delle distanze minime di separazione (in m) dei modelli empirici considerati e isopleta di 6 UO/m 3 per il 95 percentile. Azienda Quartierone. N S E W media Svizzero Austriaco Tedesco Pur due MDS Labrador OFFSET Tabella 54. Differenza tra stima delle distanze minime di separazione (in m) dei modelli empirici considerati e isopleta di 6 UO/m 3 per il 95 percentile. Azienda Quartierone. N S E W media Svizzero Austriaco Tedesco Purdue MDS Labrador OFFSET Tabella 55. Differenza tra stima delle distanze minime di separazione (in m) dei modelli empirici considerati e isopleta di 6 UO/m 3 per il 95 percentile. Azienda Vecchio Po. N S E W media Svizzero Austriaco Tedesco Purdue MDS Labrador OFFSET Tabella 56. Differenza tra stima delle distanze minime di separazione (in m) dei modelli empirici considerati e isopleta di 6 UO/m 3 per il 95 percentile. Azienda Vecchio Po. 127

128 Le differenze sono state infine mediate senza tenere conto del segno, se quindi si trattava di valori negativi o positivi. Sono stati esclusi dal confronto, per la mancanza di alcune informazioni di base, il modello olandese e il modello inglese W-T. Sulla base delle considerazioni esposte in precedenza e alla luce di quanto evidenziato da studi già condotti, si ritiene che un valore soglia pari a 6 UO/m 3 che può essere adottato quale riferimento per la scelta del modello empirico. Questa soglia (C 98, 1-hour 6 OU E /m 3 ), già adottata in altri Paesi europei per regioni con una significativa tradizione zootecnica, garantisce condizioni di qualità dell aria accettabili e come tali tollerati dalla popolazione ivi residente. Essa, tuttavia, comporta che la concentrazione di odore è tale che sarà rilevata, seppur nei limiti temporali del 2% delle ore dell anno, sostanzialmente da tutta la popolazione. Secondo (Miedema et al. (2000) tale soglia può essere associata con una sensazione di fastidio nel 10% del pubblico, dato rilevato su un campione di popolazione che risiede in aree rurali. E auspicabile che la soglia proposta venga nel tempo ridotta adottando, come verrà discusso oltre valori più restrittivi per le nuove realizzazioni. La superficie descritta dal modello empirico MDS II ha forma circolare non essendo considerato in questo approccio il regime anemologico. Ciò tuttavia si spiega con la modesta presenza di vento nella provincia canadese che, come già osservato nei capitoli precedenti evidenzia, da un punto di vista climatico, notevoli analogie con la Pianura lombarda. Le distanze minime di separazione applicate alle aziende lodigiane in esame evidenziano come l Azienda sita in località Quartierone non rappresenti una fonte significativa di odori per i residenti più prossimi e la fascia di rispetto, definita dal modello empirico con raggio di 390 m, comprenda una porzione di territorio dedicata esclusivamente all agricoltura. Per quanto attiene all Azienda Vecchio Po, le dimensioni ne fanno un importante fonte di odori. La fascia di rispetto è assai ampia e ha un raggio di 545 m. Essendo la zona destinata, quasi esclusivamente ad un uso agricolo, le residenze potenzialmente interessate dagli odori sono in numero limitato e risultano localizzate in direzione sud (Figura 81). Figura 80. Distanze minime di separazione per l Azienda Quartierone definite con il modello empirico MDS II. 128

129 Figura 81. Distanze minime di separazione per l Azienda Vecchio Po definite con il modello empirico MDS II. 129

130 11. Realizzazione dell applicativo per la localizzazione ottimale di nuovi impianti zootecnici Come esposto nei capitoli precedenti gli allevamenti di carattere industriale assumono una particolare rilevanza ambientale e conseguentemente devono essere considerati nella pianificazione del territorio per l intensità dei loro effetti sulle aree su cui insistono. E stato osservato che, per diversi aspetti ambientali, se i capi animali fossero distribuiti uniformante sul territorio il loro impatto sarebbe assai meno rilevante di quanto avvenga in realtà (Gelmini et al. 1998). E tuttavia ragionevole ritenere che una maggiore dispersione dell allevamento animale, oltre che improponibile dal punto di vista economico e delle tendenze in atto, avrebbe in definitiva controindicazioni diverse ma probabilmente non meno significative e renderebbe estremamente più problematica l attività di controllo. Appare quindi oggi importante indirizzare la pianificazione del territorio verso scelte di lungo periodo e progressivamente sanare, mediante interventi correttivi e di mitigazione, le situazioni più critiche. Un contributo alla valutazione attuale e potenziale dei disturbi olfattivi, come già evidenziato, può venire dall impiego di modelli empirici. L azione di supporto alla pianificazione del territorio fornita dall utilizzo di questi strumenti per individuare distanze minime e fasce di rispetto tra impianti zootecnici e residenze è infatti sottinteso nell uso stesso di questo approccio Nell attività di pianificazione e quindi nella predisposizione degli strumenti di programmazione territoriale può risultare particolarmente utile ed efficace disporre di un quadro complessivo delle ricadute locali di odorigeni emessi dal settore zootecnico. A questa esigenza è in grado di rispondere l adozione dei modelli empirici esaminati. Nella prima parte del presente studio si è documentato come il modello empirico sviluppato e utilizzato nella provincia canadese dell Ontario, MDS II (Minimum Distance Separation) appaia il più adeguato alle caratteristiche delle aziende e alle condizioni meteoclimatiche della Pianura lombarda. Questo modello viene attualmente utilizzato nella regione per la quale è stato sviluppato con due diversi obiettivi: il primo, con il modulo MDS I, per valutare se nuovi insediamenti residenziali possano essere oggetto di disturbi olfattivi da parte di impianti o strutture zootecniche esistenti; il secondo, che prevede l utilizzo del modulo MDS II, consente di valutare se un nuovo impianto zootecnico potrà avere un impatto negativo, per l emissione di odori molesti, su aree residenziali esistenti. Infine, lo stesso modello empirico può essere utilizzato per valutare se segnalazioni di disturbo olfattivo abbiano una base oggettiva o comunque se vi sono elementi per giustificare un indagine più approfondita, come un analisi olfattometrica di campioni d aria raccolti localmente. Nel presente studio è stata considerata la possibilità di utilizzare questo modello empirico, adeguatamente strutturato in un sistema informativo, per disporre di una visione di insieme delle aree di ricaduta degli odorigeni emessi degli impianti zootecnici che insistono su un determinato territorio, uno strumento per verificare la compatibilità di un nuovo impianto individuando la distanza di rispetto che esso dovrà mantenere nei confronti delle residenze più prossime, un supporto alle procedure di pianificazione territoriale al fine di individuare le 130

131 aree dove impianti zootecnici non andranno ad interferire con altre attività di carattere diverso, un mezzo per confrontare diverse ipotesi realizzative riguardanti nuovi impianti zootecnici al fine di contenere le emissioni di odorigeni, un semplice approccio per esaminare, in via preliminare, la plausibilità di segnalazioni di disturbi olfattivi. Per potere rispondere a queste esigenze si è optato per lo sviluppo di un sistema informativo che consenta la visualizzazione su ortofoto o cartografia tecnica della posizione degli impianti zootecnici esistenti e per quelli di cui si propone la realizzazione. Degli impianti esistenti e di quelli in progetto viene quindi determinata un area di rispetto, superficie circolare derivata dal risultato dell applicazione del modello empirico. Va osservato che questo approccio non contraddice l applicazione al settore zootecnico delle recenti Linee Guida emanate dalla Regione Lombardia in tema di valutazione delle emissioni di odori (Regione Lombardia, 2012) in quanto rappresenta esclusivamente uno strumento di valutazione preliminare. Esso permette quindi di indirizzare una nuova realizzazione verso zone che non siano già sovraccariche di analoghe fonti emissive, a cui seguirà quindi una valutazione più accurata mediante elaborazioni modellistiche della dispersione degli odori. Inoltre, ottimizzando la localizzazione potranno essere evitati oneri aggiuntivi legati al contenimento e alla mitigazione delle emissioni. L approccio di seguito descritto presenta elementi innovativi per il panorama italiano, e può rappresentare, se adottato nelle procedure di valutazione della compatibilità ambientale di impianti zootecnici, un efficace strumento di indirizzo per enti locali, tecnici del settore, progettisti di strutture zootecniche Caratteristiche e potenziali fruitori Caratteristiche generali del sistema Le caratteristiche generali del sistema sviluppato derivano direttamente dalle indicazioni raccolte nell ambito di incontri con i potenziali utilizzatori del sistema stesso, tra i quali amministratori, tecnici comunali, progettisti di impianti zootecnici, conduttori di aziende di produzione animale. Le indicazioni emerse circa le caratteristiche del sistema contemplano una generale semplicità di utilizzo, l adozione di software di libero utilizzo (nessuna licenza onerosa), l oggettività dei parametri considerati, omogeneità nel sistema di restituzione delle coordinate, il salvataggio e l archiviazione delle informazioni, la trasferibilità dei dati inseriti. Si è quindi optato per lo sviluppo di un applicativo in Visual Basic e che prevedesse quali programmi di interazione un browser Internet (ad esempio Internet Explorer), un sistema di visualizzazione di ortofoto (Google Earth in una delle versioni liberamente scaricabili). La disponibilità di un collegamento ad Internet è presupposto per la visualizzazione delle aree di rispetto ma non per il loro calcolo. Conformemente alla struttura del modello empirico originario, l applicativo considera l uso del suolo attuale. Pur non essendo visibile all operatore è infatti inserito nel sistema un layer o in formato raster a maglie di 500 m che segnala la presenza di aree residenziali (le classi Zone residenziali a tessuto continuo e Zone residenziali a tessuto discontinuo o rado della classificazione Corine). La presenza di queste classi in un intorno di 1.5 km (cluster di 9 celle) 131

132 oltre la soglia del 50% del territorio introduce un parametro penalizzante alla realizzazione della struttura zootecnica Potenziali utilizzatori Le Amministrazioni locali e i progettisti di impianti zootecnici sono la tipologia di utilizzatore del sistema che può trarre i maggiori benefici da questo tipo di analisi. Lo strumento consente infatti di intervenire sia nelle fasi di pianificazione del territorio che di valutazione della compatibilità di un nuovo impianto zootecnico. Può operare quindi sulle strutture esistenti come pure valutare l impatto di quelle in progetto. Il sistema può essere installato presso Enti locali che amministrano un territorio limitato e quindi con uffici tecnici meno attrezzati; il sistema non presenta, all opposto, limitazioni per enti che hanno interesse a valutare porzioni di territorio anche assai ampie. La disponibilità presso gli uffici tecnici delle Amministrazioni locali di una mappa delle ricadute di odorigeni derivanti dalle aziende zootecniche già presenti sul territorio di competenza può rappresentare un ulteriore elemento di supporto per indirizzare lo sviluppo del settore. Altri potenziali utilizzatori di queste informazioni sono, come già evidenziato, i progettisti di strutture zootecniche che possono valutare, in via preliminare, l idoneità di siti proposti per nuove attività di produzione animale o, eventualmente, l opportunità di indirizzare il progetto verso un area diversa o introdurre sistemi di contenimento delle emissioni. Analogamente, le aziende zootecniche che intendano ampliare o modificare la propria attività possono verificare mediante l impiego dell applicativo, e con il supporto di un tecnico del settore (agronomo), le implicazioni connesse all intervento di ristrutturazione o ampliamento delle strutture esistenti. Un ulteriore possibile utilizzo dell applicativo consiste nella valutazione preliminare di segnalazioni di disturbo. L analisi delle ricadute di odorigeni mediante il modello empirico consente di valutare la plausibilità di una segnalazione di odori molesti associati alle attività zootecniche. Qualora non vi siano strutture zootecniche a breve distanza l elaborazione potrà indirizzare le indagini su altre tipologie di attività Struttura dell applicativo L applicativo consente di utilizzare il modello empirico Minimum Distance Separation - MDS II messo a punto nella provincia canadese dell Ontario, senza dover far ricorso alle tabelle e alla procedura di calcolo predisposte dai suoi sviluppatori in quanto inserite all interno dell applicativo stesso. Ciò consente di elaborare i dati di singole aziende con rapidità e sviluppare un quadro di insieme dell area di interesse. I passi previsti dall applicativo per giungere alla visualizzazione delle distanze minime di separazione sono descritti nella Figura 82. Ad ognuno di essi è associata una specifica funzione. 132

133 Figura 82. Rappresentazione schematica della struttura dell applicativo L utilizzo del sistema, denominato DMS Distanze minime di separazione, richiede dimestichezza con i prodotti informatici ad esso collegati e, in particolare con Google Earth, che ne costituisce lo strumento di visualizzazione dei dati archiviati. L interfaccia utente è stato realizzato in modo da risultare di facile utilizzo e una guida in linea consente di procedere nell acquisizione, archiviazione ed elaborazione dei dati senza approfondite nozioni che non siano quelle dell allevamento animale Istruzioni per l uso dell applicativo DMS DMS è di libero utilizzo. Si richiede tuttavia di prendere visione delle Condizioni e avvertenze d uso prima di procedere al suo impiego. Un segno di spunta e la conferma di accettazione delle Condizioni d uso vengono richiesti per avviare la procedura. L utilizzo di DMS comporta la disponibilità di un PC o notebook con collegamento alla rete Internet. Una buona risoluzione video e un collegamento veloce a Internet semplificano le operazioni e consentono di ottenere un output più preciso e soddisfacente da un punto di vista grafico. E richiesta inoltre l installazione preliminare di Google Earth ( E opportuno inoltre, prima di avviare la procedura, verificare di disporre, nel caso di un Azienda già operativa, dei dati riportati nel fascicolo aziendale e delle mappe in scala che individuano la collocazione delle diverse strutture destinate all allevamento animale. Nel caso di un attività zootecnica in progetto è indispensabile avere a disposizione i documenti progettuali preliminari Operazioni preliminari Per utilizzare DMS è necessario condurre alcune operazioni preliminari e, in particolare, individuare e definire le superfici emissive (le strutture che emanano odore) e i loro vertici. Si 133

134 tratta quindi di esaminare le strutture presenti o in progetto dedicate al ricovero degli animali, allo stoccaggio di reflui liquidi o solidi, di carcasse o di altro materiale organico. Non rientrano tra le superfici emissive considerate i terreni destinati allo spandimento dei reflui. Vanno quindi considerati: i ricoveri animali, compresi quelli che prevedono un utilizzo saltuario, le vasche in c.a. per la raccolta delle deiezioni poste all esterno dei ricoveri, le platee (o altre superfici) per lo stoccaggio del letame (stima del volume occupato), le lagune per la raccolta e lo stoccaggio dei reflui (capacità complessiva) le platee per lo stoccaggio del digestato solido proveniente da impianti a biogas, le vasche destinate alla frazione liquida derivante da impianti a biogas, altre strutture o superfici di raccolta di materiale organico. La prima operazione consiste nell individuare i vertici esterni appartenenti alle superfici emissive tra loro più lontane e misurarne la distanza in metri. Ciò può essere effettuato sulle planimetrie disponibili (ad es. una mappa catastale) riportando, alla scala reale, la misura condotta. Infine, va individuato il punto medio del segmento che collega i due vertici individuati e se ne devono rilevare le coordinate. Si suggerisce di utilizzare nel corso di questa operazione la tabella allegata alle Istruzioni in linea per mantenere una documentazione delle misure condotte. Se questa operazione non è possibile sulle mappe catastali (ad esempio se la scala della mappa è incerta o la mappa stessa non è aggiornata) è possibile utilizzare Google Earth come riportato nella Figura

135 Localizzazione dell azienda e visualizzazione a scala adeguata Individuazione delle superfici emissive e dei loro vertici. Misura della distanza tra i due punti A e B, corrispondenti ai vertici esterni dei poligoni tra loro più lontani Individuazione del punto medio C (corrispondente a AB/2) e lettura delle sue coordinate. Seppur non necessario, è utile prendere nota sulla scheda già citata, dei vertici considerati, qui indicati con A e B. A: N E B: N E C: N E Figura 83. Operazioni preliminari all avvio dell applicativo DMS La circonferenza con centro C e raggio CA (circonferenza circoscritta) racchiude tutte le superfici emissive; AB = 316 m. In alternativa la stessa operazione può essere condotta al momento della compilazione del form COORDINATE (vedi oltre). 135

136 Avvio della procedura DMS All avvio il programma propone una prima schermata nella quale l utente dichiara di accettare tutti i termini e le condizioni di utilizzo. A questo proposito è importante ricordare che il programma deve essere considerato strumento di carattere preliminare alla localizzazione di un impianto zootecnico sul territorio. Esso non fornisce quindi indicazioni legalmente vincolanti. Il carattere conservativo dell approccio proposto rende comunque lo strumento affidabile per una prima valutazione di compatibilità. Figura 84. DMS Schermata iniziale Nella stessa schermata viene ricordato che l applicativo necessita di alcuni software di libera distribuzione quali un browser Internet (ad esempio Internet Explorer 8) e l installazione di Google Earth. Il caricamento in quest ultimo programma dei confini comunali, scaricabili anch essi liberamente dal sito dell ISTAT ( renderà la visualizzazione dell output più efficace. Figura 85. DMS Schermata del menu generale Una volta dato l assenso alle condizioni d uso dell applicativo mediante il segno di spunta viene proposta una seconda schermata che fornisce all utente informazioni circa l origine dell applicativo e il sostegno fornito da Regione Lombardia al suo sviluppo. Il Menu principale comprende le seguenti voci: 136

137 Progetto: consente la creazione di un nuovo progetto, il richiamo di un progetto già realizzato e archiviato sullo stesso computer, l esportazione ed importazione di altri progetti Help: consente di accedere alle istruzioni per l uso dell applicativo Descrizione: riporta le informazioni relative all attività di ricerca che ha portato allo sviluppo dell applicativo Links: fornisce alcuni link a pagine Web di interesse sul tema delle distanze di separazione tra aziende zootecniche e altre attività Termini d uso: precisa le condizioni e i termini d uso del programma ESCI: il tasto consente l immediata uscita dal programma Gestione database: la funzione è accessibile con password e consente di cambiare la struttura del database (aggiunta o eliminazione di voci, modifica della nomenclatura, ecc.). E richiesta l immissione di una password Creazione di un nuovo progetto Selezionare dal menu generale la voce Progetto, quindi Nuovo. Viene richiesta l immissione di un nome con il quale verranno archiviati i dati inseriti. Inserire un nome, ad esempio Azienda Belcolle ed eventualmente, a seguire, il nome del Comune. Con l apertura di un nuovo progetto viene predisposta all interno del database una scheda relativa all azienda in esame, individuata dal nome e, successivamente, procedendo con l inserimento delle informazioni, dalle sue coordinate. La prima schermata riguarda il form SUINI e prevede che venga indicato, se si tratta di un impianto nuovo (si compileranno in questo caso le colonne poste sotto il titolo IN PROGETTO o esistente. Qualora si tratti di un ipotesi di ampliamento di un impianto esistente si opererà su entrambe le coppie di colonne. Come già evidenziato la distinzione è importante in quanto per gli impianti di nuova realizzazione sono previste condizioni più severe. Il form richiede che vengano inseriti i dati inerenti la consistenza della stalla e propone voci per i diversi stadi di sviluppo (lattonzoli, suinetti, magroncelli, magroni,e cc.) secondo le consuete definizioni per l allevamento dei suini. A fianco di ogni voce è riportato l intervallo di peso all interno del quale si colloca la classe di sviluppo e ha come riferimento le classi di peso utilizzate nell ambito del Sistema Informativo Agricolo della Regione Lombardia. Non è prevista la voce verro, in quanto poco frequente. Essa può tuttavia essere inserita con una procedura descritta oltre. 137

138 Figura 86. DMS Form relativo alla descrizione dell impianto In relazione alle finalità dell elaborazione è possibile inserire i valori medi di composizione della stalla o i valori riferiti all occupazione massima (reale o potenziale) dell impianto. In generale, per gli impianti esistenti è opportuno utilizzare le informazioni del fascicolo aziendale. A fianco dell ammontare di ogni classe di sviluppo va indicato se i reflui mantenuti nei ricoveri sono prevalentemente liquidi o solidi. La voce si modifica cliccando semplicemente sul campo. Se l azienda zootecnica alleva bovini si passerà immediatamente alla schermata successiva (form BOVINI ). Diversamente vanno compilati i campi relativi alle vasche di stoccaggio dei reflui o platee di stoccaggio del letame (indipendentemente dalla loro eventuale copertura o altre forme di contenimento delle emisisoni), indicando il volume complessivo e il tipo di reflui. In relazione alla crescente diffusione degli impianti di produzione e sfruttamento del biogas viene proposto un ultimo menu relativo alla presenza di vasche di stoccaggio del digestato e al tipo di reflui (solidi o liquidi) da cui è stato originato. Qualora l azienda in esame sia impegnata nell allevamento bovino o misto di bovini e suini, si compilerà il secondo form BOVINI che presenta le stesse voci di quello precedente. La successiva schermata riguarda le modalità di stoccaggio dei reflui. Le opzioni proposte combinano le diverse tipologie di refluo con le metodologie di raccolta, nonché con la presenza di coperture delle strutture di stoccaggio. Qualora siano presenti in azienda diverse modalità di stoccaggio dei reflui deve essere indicata l opzione posta nell elenco in posizione inferiore secondo la direzione indicata dalla freccia riportata sulla sinistra. Se l azienda ha realizzato interventi di mitigazione delle emissioni può essere introdotto un valore che ne sintetizzi l effetto (espresso in % sulle emissioni dell insieme delle strutture di stoccaggio). Si tratta di informazioni che possono essere fornite dalla ditta costruttrice o reperite in bibliografia. La stessa indicazione può essere introdotta per impianti in progetto. Il campo previsto a questo scopo è posto nella parte inferiore del form. Il modello accetta interventi di mitigazione che comportino una riduzione massima del 30%, ma se l effetto è documentato, possono essere inseriti valori superiori. 138

139 Figura 87. DMS - Form relativo alla descrizione delle strutture di stoccaggio dei reflui L ultima schermata riguarda la localizzazione dell azienda e la posizione delle diverse sorgenti emissive. Un primo campo richiede infatti che sia definita la distanza massima tra le superfici emissive tra loro più destinanti più distanti e, in particolare va individuato su queste il limite esterno. LA procedura è già stata illustrata nella Figura 83. Questa informazione è obbligatoria e può essere determinata da una mappa catastale, come già esposto, se l impianto è attivo. Diversamente si suggerisce di inserire preliminarmente un valore fittizio, ad esempio 100 m, e una volta visualizzato il risultato in Google Earth, effettuare le misure con la funzione righello, tornare su questa schermata e ripetere l elaborazione. Figura 88. DMS - Form relativo alla posizione dell azienda in esame Il form propone diversi sistemi di coordinate in modo che possano essere utilizzate fonti differenti senza richiedere un operazione di conversione, spesso fonte di errori. Una volta inserite queste informazioni, necessarie per l esatta identificazione dell azienda, è possibile avviare il calcolo cliccando su Memorizza i dati ed esegui l elaborazione. Il risultato è riportato nel campo di colore blu in fondo al form. Cliccando sul tasto Visualizza con Google 139

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