APPROFONDIMENTI PARTICOLATO DA ALLEVAMENTO

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1 APPROFONDIMENTI PARTICOLATO DA ALLEVAMENTO Alessandra Pantaleo ARPA Lombardia Settore Monitoraggi Ambientali Modellistica qualità dell'aria e inventari inemar@arpalombardia.it

2 Progetto INEMAR_TE: obiettivo 1a 1- Aggiornare le metodologie ed i fattori di emissione allineandole alle linee guida europee e nazionali, incluse le emissioni ed assorbimenti di gas serra (GHG) a- Aggiornamento periodico dei FE e metodologie con il Guidebook EEA; Per specifici comparti come quello zootecnico si approfondiranno le basi dati da cui derivano i fattori di emissione, gli indicatori e le ipotesi di stima, le caratteristiche delle misure/sperimentazioni citate nel primo anno di attività INEMAR_TE sul particolato di allevamento al fine di supportare la conferma o la proposta di modifica dei FE adottati in INEMAR. Rispetto a questo comparto andrà organizzato un incontro con ISPRA per un approfondimento tecnico. L elaborazione di un draft di aggiornamento del database INEMAR sarà poi sottoposta ai referenti prima di consolidare gli aggiornamenti nel database.

3 Il ruolo dell ammoniaca nella formazione del particolato secondario 2 NH 3 (g) + 1 H 2 SO 4 (l) (NH 4 ) 2 SO 4 (s,l) Tesi Garavaglia

4 Allevamenti bovini

5 Incertezze nelle analisi e errori di misura Secondo Berckmans la mancanza di certezza sulle stime delle emissioni può essere attribuito a tre cause principali: la variabilità spaziale e temporale inerente ai processi che producono emissioni; sono influenzati dalle condizioni ambientali in modo complesso, che come risultato finale porta a una forma di incertezza nel campionamento; gli strumenti di misura potrebbero dare degli errori e quindi essere incerti nei loro risultati; qualora si applicassero delle semplificazioni e/o assunzioni, questi potranno essere associate a delle incertezze (ad es. assumendo una condizione di stato stazionario all interno del ricovero si trascurerebbe il processo di accumulazione o di deposizione all interno dell edificio).

6 Condizioni microclimatiche negli allevamenti bovini Secondo Berckmans tali errori di stima si riscontrano principalmente in sistemi di stabulazione in cui sono presenti sistemi di ventilazione di tipo NATURALE. Questi sistemi si ritrovano principalmente negli allevamenti bovini. Gli allevamenti bovini presentano infatti strutture aperte, in cui non è possibile definire con precisione le condizioni climatiche interne come ricambi d aria, portata di ventilazione, umidità, ecc. 1) Misurare le condizioni microclimatiche in strutture aperte è una vera sfida. 2) Gli errori di misura dei tassi di ventilazione tendono essere superiore in edifici a ventilazione naturale. Le emissioni di polveri potrebbero essere sottostimate. 3) Inoltre non vi è alcun riferimento operativo o tecnica standard. Così, gli errori sistematici sono difficili da identificare se non c'è un riferimento per il confronto.

7 Ulteriori criticità rilevate negli allevamenti bovini Oltre alla difficoltà nel misurare le condizioni microclimatiche interne dovute a una tipologia stabulativa particolare (strutture aperte), si riscontrano altre criticità rispetto a dati rilevati in letteratura europea: Letteratura scarsa (esclusi dalle procedure IPPC, più dati per gli allevamenti suinicoli e avicoli); Pavimento con lettiera negli allevamenti bovini (mentre la presenza di materassino negli allevamenti bovini europei).

8 Altri aspetti che possono influire sulle emissioni di particolato negli allevamenti bovini sono: Sistema di rimozione dei reflui (i più frequenti sono l uso di raschiatori meccanici o il sistema flushing) La fase di separazione solida/liquida dei reflui

9 Principali criticità nella comparazione di FE negli allevamenti bovini Parametri ALLEVAMENTI BOVINI ITALIANI ALLEVAMENTI BOVINI EUROPEI Tipo di stabulazione Strutture aperte Strutture chiuse Sistema di ventilazione Ventilazione naturale Ventilazione meccanica Lettiera Presente Assente (materassino) Spesso i dati sono difficilmente confrontabili

10 Allevamenti avicoli

11 Confronto FE INEMAR-GUIDEBOOK 2013 INEMAR

12 Allevamento galline ovaiole: sistema a batteria con fossa e raschietto Il sistema di ventilazione nei sistemi a batteria con fossa e rimozione dei reflui con raschietto presentano: 4 ventilatori, posizionati su una delle due pareti longitudinali L'aria viene raccolta dal tetto attraverso un camino. Il programma di ventilazione è computerizzato e azionati con un controllo termostatico. article/view/jae

13 Allevamento galline ovaiole: sistema aviario Il sistema di ventilazione nei sistemi aviario: 4 ventilatori, posizionati su una delle due pareti longitudinali L'aria viene raccolta dal tetto attraverso un camino. Il programma di ventilazione è computerizzato e azionati con un controllo termostatico Sono allevate in lettiera

14 Allevamento galline ovaiole: sistema a gabbia con asciugatura ad aria forzata Il sistema di ventilazione nei sistemi a gabbia verticale con asciugatura ad aria forzata presentano: 8 ventilatori, posizionati su una delle due pareti longitudinali La casa dispone di un sistema di ventilazione di tunnel termostatico controllato su una base di 4 punti, con prese d'aria sulla parete opposta a quella dei ventilatori. Questo ricovero è classificato come BAT per il suo basso impatto ambientale.

15 Confronto FE INEMAR-LAVORO OLANDESE PM10 INEMAR mg/lu/h Suini da ingrasso Scrofe Galline ovaiole Polli da carne Altri avicoli PM 10 OLANDA mg/lu/h PM10 INEMAR mg/lu/h PM 10 OLANDA mg/lu/h INEMAR

16 Quanto influisce la metodologia di campionamento nell allevamento avicolo? VSA WINKEL CATEGORIA ALLEVAMENTI CATEGORIA ANIMALE STABULAZIONE RIMOZIONE REFLUI PERIODO DI MONITORAGGIO METODOLOGIA DI CAMPIONAMENTO TEMPERA TURA ESTERNA ( C) UMIDITA RELATIVA ESTERNA (%) TEMPERA TURA INTERNA ( C) UMIDITA RELATIVA INTERNA (%) VOLUMI D'ARIA ESTRATTI (m3/h) BILANCIO DI CO2 (ppm) INQUINA NTE EMISSIONE POLVERI (mg * capo -1 * h -1 ) FONTE Avicoli galline ovaiole Sistema aviario con lettiera Fossa sottostante giugno-novembre Anemometri 19, , PM10 1,36 VSA Avicoli galline ovaiole Sistema aviario con lettiera Asciugatura forzata agosto-novembre Bilancio di massa della CO PM10 7,91 WINKEL Rimozione reflui Metodologia di campionamento Winkel per calcolare le portate di ventilazione nei ricoveri avicoli ha utilizzato un metodo di misura indiretta cioè il bilancio di massa della CO2 (CBM), che utilizza la CO2 prodotta all interno del ricovero come gas tracciante. Maggiore variabilità del dato Minore affidabilità

17 Descrizione della strumentazione e del metodo di campionamento (1/2) Strumentazione per la misura delle portate di ventilazione in un ricovero: Anemometro a ventolina Tecnica dei gas traccianti Bilancio di massa della CO2, del calore e dell umidità prodotta (metodi indiretti) Anemometro a ventola Ventola a due pale che viene messa in movimento dall aria estratta del camino di estrazione.

18 Descrizione della strumentazione e del metodo di campionamento (2/2) Tecnica dei gas traccianti (es. SF6, Krypton85) Bilancio di massa della CO2 PRO Metodo che bypassa «l effetto di posizionamento» PRO Metodo usato principalmente in ricoveri con ventilazione naturale. CONTRO Potenti gas a effetto serra Effetti nocivi sulla salute umana CONTRO Conoscenza imprecisa di CO2 nei ricoveri Parametri che influiscono (attività animale, tipo di alimentazione, letame, ecc..) Metodi ampiamente diffusi e utilizzati che però forniscono misure poco accurate: per esempio l errore di misurazione può arrivare nel caso degli anemometri fino al 25%, per la tecnica dei gas traccianti fino al 50% e per il bilancio della CO2 sino al 40%.

19 Effetto posizionamento dei campionatori Altra fonte di errore nella misura è: Effetto di posizionamento dei campionatori Berckmans inoltre ha confrontato il metodo del gas tracciante con una misurazione più precisa del tasso di ventilazione (sistema di riferimento: calcolate in laboratorio). Gli esperimenti hanno dimostrato che errori di misura possono essere alti come 86 % dei tassi di ventilazione reale. Inoltre il potenziale collocamento del campionatori errato può essere la maggiore fonte di errore in edifici aperti con alti tassi di ventilazione. L effetto posizionamento viene influenzato dalla sincronizzazione e dalla durata delle misurazioni a causa del livello di attività variabile degli animali nel tempo e nelle diverse fasi di vita dell animale.

20 Principali criticità nella comparazione di FE negli allevamenti avicoli Punti di criticità rilevate nel confronto e nella comparazione di FE: Strumentazione e metodo di misura della portata diversi (anemometri, tecnica dei gas traccianti, bilancio di massa della CO2) Effetto posizionamento dei campionatori (difficoltà nel valutare la portata di ricambio e la polverosità di fondo) Differenti tipologie stabulative (assenza/presenza lettiera, ecc. ) Condizioni climatiche variabili (temperatura, umidità, ) Spesso i dati sono difficilmente confrontabili

21 Allevamenti suinicoli

22 Caratteristiche degli allevamenti suinicoli Sito di misurazione sperimentale Categoria animale Inquinante rilevato Parametri microclimatici rilevati Altri parametri analizzati PARAMETRI Azienda suinicola situata ad Ovest di Milano Settore scrofe (sala parto) Settore magronaggio Particolato - Volume di ricambio - Temperatura esterna e interna al ricovero - Umidità relativa interna ed esterna al ricovero - Concentrazioni continue di polvere interne ed esterne al ricovero - Numero di capi presenti - Peso dei capi - Tipo di stabulazione - Modalità di somministrazione del cibo (secco o liquido) id= &packedargs=menu-to-render%3d &pagename=dg_agrwrapper

23 Strumentazione e campionamento delle concentrazioni di polveri La concentrazione di polvere è stata misurata in continuo da un campionatore (HAZ- DUST). Utilizza una tecnica gravimetrica con il metodo di monitoraggio in continuo (laser). I due campionatori sono posti: All interno del ricovero All esterno del ricovero Campionatore a (vicino al camino) Campionatore b (nel corridoio)

24 Strutture stabulative a confronto Foto CRPA Foto dal sito Big-Dutchman

25 Altri parametri che influenzano le emissioni di inquinanti

26 Principali criticità nella comparazione di FE negli allevamenti suinicoli Punti di criticità rilevate nel confronto e nella comparazione di FE: Differenti tipologie stabulative (assenza/presenza lettiera, aperture finestre diverse, ecc. ) Diverse tecniche gestionali (diversa gestione dei reflui) Condizioni climatiche variabili (temperatura, umidità, ) Spesso i dati sono difficilmente confrontabili