Workshop LA FLUX CHAMBER DINAMICA PER IL MONITORAGGIO DEI SITI CONTAMINATI POLITECNICO DI MILANO Aula De Donato 26 Novembre 2015 Filosofia dell'evento La flux chamber (o camera di flusso) NON E' un!!!!!!!! "BIDONE ROVESCIATO" ma. uno strumento di misura la cui progettazione, sviluppo e messa a punto ha richiesto anni di studi (2007-2014): misure con dispositivi commerciali; un grant pubblico di ricerca; una tesi di dottorato, con attività sperimentale; due tesi di laurea magistrale, con attività sperimentale; una tesi di laurea magistrale, di modellistica; ricerca sperimentale di verifica e affinamento finali. Deposito di BREVETTO nazionale ed estensione internazionale (con Theolab SpA)
Alcuni risultati della ricerca S. Saponaro, E. Sezenna and L. Bonomo Eds. (2010) "Vapor emission to outdoor air and enclosed spaces for human health risk assessment: site characterization, monitoring and modeling", Nova Science Publishers, pp. 307, ISBN: 978-1-61761-253-4 Brevetto d'invenzione Nazionale - Saponaro S., Sezenna E., Careghini A., Mastorgio A., Spinelli L., "Camera di Flusso Dinamica Aperta", domanda nr. BG2014A000046 c/o CCIAA Bergamo (deposito 28/10/2014) Brevetto Internazionale PCT (Patent Cooperation Treaty) - Saponaro S., Sezenna E., Careghini A., Mastorgio A., Spinelli L., "Camera di Flusso Dinamica Aperta", domanda nr. PCT/IB2015/058147 (deposito 22/10/2015). Programma e formalità Interventi: Introduzione al tema delle camere di flusso Attività di messa a punto e verifica Protocollo di campionamento Esperienze in campo: ARPA Lombardia (solventi clorurati, solventi monoaromatici); Politecnico di Milano (mercurio); Università di Roma Tor Vergata (solventi clorurati); ASL Milano (solventi clorurati). Pranzo: h. 12,30-14,00 c/o Edificio 5 - chiostro DICA (vicino Aula Castigliano). Crediti Formativi Professionali: Obbligo di presenza all'intera giornata (firma ingresso e uscita); Test di verifica (esito non vincolante); Scheda di valutazione dell'evento. Attestato di partecipazione: ritiro a conclusione evento.
Sistemi di monitoraggio di emissioni di vapori contaminanti Sabrina Saponaro L'inalazione di vapori in Analisi di Rischio Il rischio sanitario dipende dalla concentrazione di inquinanti nell'aria inalata dal recettore umano (in ambiente outdoor,, e/o indoor, ) Via di esposizione spesso critica Outdoor Indoor SORGENTE IN ZONA INSATURA SORGENTE IN ZONA SATURA
Come ottenere e 1) 2) 3) 4) Misurare concentrazione in SORGENTE SECONDARIA partizione tra fasi Misurare concentrazione in SOIL GAS trasporto in terreno insaturo trasporto in terreno insaturo Misurare FLUSSO emesso a p.c./ pavimentazione dispersione in aria outdoor intrusione + dispersione indoor dispersione in aria outdoor intrusione + dispersione indoor dispersione in aria outdoor intrusione + dispersione indoor Misurare Alcuni problemi Per i modelli in toto e misure di soil gas (1, 2): ipotesi troppo semplificative dei modelli di partizione e trasporto, poco rappresentative del sottosuolo o dei basamenti degli edifici; grande incertezza sui valori dei parametri di input; misure invasive in caso di soil gas. Per le misure di flusso emissivo (3): difficoltà nella localizzazione e nella misura su aree di emissione preferenziale in ambiente indoor. Per le misure di e (4): tenori di fondo o sorgenti puntuali non trascurabili per alcune sostanze (es.: idrocarburi, BTEX, solventi clorurati,...); influenza del vento per ; influenza della climatizzazione dei locali per.
Linee guida e protocolli Con riferimento ai siti contaminati, la flux chamber richiamata in: è ARPA Piemonte (2013) Campionamento dei gas interstiziali e rilievo delle emissioni di vapori dal terreno in corrispondenza dei siti contaminati ISS, INAIL, AULSS 12 Veneziana, ARPA Veneto (2013) "Protocollo per la verifica delle concentrazioni in aria di sostanze volatili nei siti contaminati" Agenzia Regionale per la Tutela dell'ambiente Abruzzo (2014) "Protocollo tecnico per il campionamento e l analisi dei soil-gas" MATTM (2014) "Linee guida per l'applicazione dell'analisi di rischio sitospecifica", prot. 0029706/TRI del 18.11.14 INAIL (2015) "Il rischio chimico per i lavoratori nei siti contaminati" ARPA Emilia Romagna (2015) "Linea guida operativa per il campionamento, il trasporto e l analisi dei gas interstiziali nei siti contaminati" (allegato a Deliberazione Giunta Regionale 4 maggio 2015, n. 484) Flusso emissivo: fattori influenti e misura L'emissione di inquinanti in aria ambiente avviene per diffusione ed eventuale advezione ed è influenzata da fattori ambientali: temperatura e umidità del suolo partizione tra fasi, diffusione; differenze di pressione tra aria ambiente e aria in suolo advezione. La misura del flusso di inquinanti J emesso da una superficie [M L -2 T -1 ] viene effettuata mediante camere di flusso, isolando una porzione di superficie (suolo, pavimentazione) e convogliandone l emissione in un sistema di quantificazione.
Tipologie di camere di flusso Le camere di flusso possono essere di differenti tipologie, "comprese" tra i gli "estremi": chiuso statico aperto dinamico Campionamento attivo Campionamento attivo Campionamento passivo Campionamento attivo e passivo Attivo Passivo Fiale adsorbenti + campionatori personali Canister Analizzatori portatili
Camera chiusa statica- alcune criticità Innalzamenti incontrollati in camera di: temperatura e pressione, dovuti ad effetto serra e/o riscaldamento per irraggiamento dalle pareti; umidità, fino anche a formazione di condensa solubilizzazione inquinanti; Volume di campionamento (per sistemi attivi) rispetto a volume in camera depressione; Concentrazione iniziale nell'aria sotto camera (C 0 ) e tempi di campionamento: un esempio di campionamento attivo Emissione non limitata J = V/A dc in /dt V: volume camera A: area di base camera Cin (ug/m^3) 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 0 50 100 150 200 t (min) Cin (ug/m^3) 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 0 50 100 150 200 t (min) Concentrazione inquinante in camera (C in ) vs. tempo di posizionamento (t) Cin (ug/m^3) 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 0 2 4 6 t (min) Camera aperta dinamica - avvertenze Materiali di costruzione Spurgo Portata gas vettore: miscelazione; pressione; temperatura; umidità; costanza valore. Q in Q s Q out Campionamento: intrusione d'aria ambiente; Q out vs. Q in. J
Camera aperta dinamica - uso dei dati Per ciascun punto di misura, il flusso J di inquinante emesso al suolo è dato da: dove: J C Q A C in = concentrazione di inquinante in camera; Q in = portata di gas vettore introdotto in camera; A = area emittente coperta dalla camera; M = massa di inquinante adsorbita su fiala; M Q Qout A t in in in = (misura di C in ) (misura con fiala) Q out = portata di gas vettore sulla linea di campionamento ove viene quantificata M; t = durata di campionamento (fase post-spurgo). J = Calcolo e Nell'ipotesi di ambienti outdoor/indoor completamente miscelati nel volume di dispersione del flusso J: L wind v wind δ air J p.c. C outdoor = J L v wind dove: = concentrazione di inquinante in aria ambiente outdoor; L wind = lunghezza della sorgente rispetto alla direzione del vento; v wind = velocità del vento; δ air = altezza dello strato di miscelazione outdoor; = concentrazione di inquinante in aria ambiente indoor; A B = superficie edificio a contatto con terreno; V B = volume di miscelazione in edificio; ER B = tasso di ricambio di aria nell'edificio. wind δ air C indoor J AB = V ER B B V B A B