Studio per la valutazione della dispersione di contaminanti in atmosfera in seguito all incendio della discarica di Bellolampo avvenuta dal 29 Luglio al 17 agosto del 2012 REPORT CONCLUSIVO E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 1
1. Introduzione A seguito dell incendio avvenuto il 29 luglio 2012 nella discarica di Bellolampo sita nel Comune di Palermo, il Commissario Delegato Emergenze Bonifiche in Sicilia e l ARPA Sicilia hanno inteso definire un indagine all esterno della discarica. A tal fine è stato elaborato un piano di attività tra loro correlate e finalizzate a caratterizzare le matrici ambientali e cercare di valutare l'impatto dell'incendio. All interno di tale piano è stata definita una convenzione tra ARPA Sicilia ed UNINETLAB, al fine di realizzare attività di studio e ricerca sulla dispersione degli inquinati emessi in atmosfera durante il periodo temporale compreso tra il 29 luglio 2012 ed il 17 agosto 2012 nell area circostante la discarica di Bellolampo. Il presente lavoro, definito nell ambito della convenzione, prevede di effettuare uno studio teoricosperimentale di simulazione della dispersione dei contaminanti, al fine di trarre indicazioni sull impatto ambientale generato dall evento. 2. Descrizione delle attività Secondo quanto previsto nell allegato tecnico della convenzione, sono state svolte le seguenti attività: 1) messa a punto degli strumenti per raggiungere obiettivi preposti: localizzazione delle cabine monitoraggio di qualità dell aria e centraline meteo, di proprietà degli Enti preposti, con raccolta delle informazioni inerenti la strumentazione e la tipologia di monitoraggio nelle aree limitrofe alla sorgente; studio della morfologia e dell uso del territorio; raccolta dei dati sulla qualità dell aria, dei dati meteo e di tutte le informazioni utili al miglior conoscimento della sorgente emissiva; messa a punto dei metodi analitici e computazionali. 2) analisi tramite modelli: analisi dello Strato di Bassa Atmosfera (PBL), costruzione di campi tridimensionali meteorologici per il periodo in esame; studio della dinamica delle concentrazioni degli inquinanti emessi dalla sorgente nel periodo in esame, tramite l utilizzo dei modelli di dispersione della qualità dell aria. 3) validazione e conclusioni. E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 2
3. Sistema modellistico meteo-diffusionale Lo studio meteo-diffusionale è stato effettuato utilizzando il sistema modellistico in dotazione ad ARPA Sicilia. Un sistema di modelli è costituito da più software capaci di utilizzare dati meteorologici e risolvere equazioni matematiche che descrivono le leggi fisiche della dinamica della diffusione degli inquinanti in atmosfera, in un area geografica con specifiche caratteristiche territoriali. Un sistema modellistico meteo-diffusionale permette quindi di valutare la concentrazione degli inquinanti e la loro ricaduta sul territorio diffusi da una sorgente emissiva. Con il sistema modellistico meteo-diffusionale in dotazione ad ARPA Sicilia si possono: ottenere scenari di impatto ambientale, elaborare dati che possono essere confrontati con i valori misurati da cabine di monitoraggio presenti nel territorio, visualizzare scenari in terreno complesso e su vaste aree, determinare la fotochimica e la deposizione di particolati. Le simulazioni possono essere effettuate a varie scale che vanno da ordini di grandezza di centinaia di metri (microscala) fino a distanze di migliaia di chilometri (scala sinottica). Lo studio di diffusione di inquinanti in atmosfera, attraverso modelli diffusivi, richiede due passaggi. La determinazione delle caratteristiche geomorfologiche del territorio in questione e la meteorologia del periodo da studiare. La conoscenza dello scenario emissivo a cui va applicato il modello di dispersione. La suite modellistica in dotazione ad ARPA Sicilia, utilizzata nel presente studio è schematizzata nella Fig.1. Il sistema modellistico comprende i modelli CALMET CALPUFF CALPOST [1,2,3], inizializzati dal modello meteo a scala regionale RAMS. La catena modellistica RAMS-CALMET- CALPUFF-CALPOST si interfaccia con visualizzatori grafici quali il software SURFER che restituisce grafici e contorni di superfici, anche in 3D. Lo schema di Fig.1 evidenzia le funzioni di ciascun modello della catena. Per inizializzare CALMET si utilizzano in input i dati provenienti da simulazioni con il modello meteo RAMS, a cui si possono aggiungere i dati meteo provenienti dalle cabine di monitoraggio. I dati meteo ottenuti con RAMS consentono una migliore descrizione dei campi di vento in quanto tale modello tiene conto delle variabili legate alla turbolenza, inoltre la superficie terrestre può essere descritta con notevole accuratezza, pertanto si può avere una buona rappresentazione della struttura dei bassi strati dell atmosfera. RAMS e CALMET rappresentano il modulo meteo della catena modellistica. I dati ottenuti in uscita da CALMET vengono utilizzati come input (input file CALMET.DAT) per i modelli diffusivi. E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 3
Nel presente studio è stato utilizzato il modello diffusivo CALPUFF. Si tratta di un modello diffusivo di tipo gaussiano non stazionario a puff, ossia si suppone che la diffusione avvenga attraverso successivi sbuffi, chiamati puff, che si evolvono in maniera autonoma, in relazione alle caratteristiche della zona di emissione (puntuale, areale, lineare), alle condizioni meteorologiche, alla turbolenza ed alla rugosità del terreno. Attraverso il settaggio delle diverse variabili del file di input CALPUFF.INP si possono simulare la diffusione di più inquinanti e l effetto della variazione, temporale e spaziale, delle condizioni meteorologiche sul trasporto, si può simulare la trasformazione chimica e la rimozione degli inquinanti. CALPUFF può essere applicato da una a scala di decine di metri a centinaia di chilometri. Include algoritmi avanzati, che consentono di valutare l impatto col terreno, il trasporto long-range, l eliminazione dell inquinante dovuta alla deposizione (umida e secca), la trasformazione chimica e gli effetti della gravitazione sul particolato. CALPUFF consente di simulare sorgenti puntiformi (input file PTEMARB.DAT), areali (input file BAEMARB.DAT) e lineari (input file LNEMARB.DAT). Inoltre attraverso l uso del file OZONE.DAT contenente i dati di monitoraggio dell ozono è possibile determinare inquinanti secondari derivanti da reazioni chimiche che coinvolgono l ozono. Il modello diffusivo CALPUFF interfacciato con opportuni software quali CALVIEW e SURFER consente di visualizzare l andamento spazio-temporale delle concentrazioni degli inquinanti al suolo. CALPUFF è stato formalmente proposto come modello regolatorio dell Appendice A EPA (US Evironmental Protection Agency) l Agenzia per la Protezione dell Ambiente degli Stati Uniti. E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 4
Fig. 1: Schema sintetico della catena modellistica meteo-diffusionale utilizzata nel presente studio E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 5
4. Evento discarica Bellolampo Lo studio preliminare utile alla simulazione della dispersione degli inquinanti emessi durante l incendio è stato effettuato attraverso il reperimento e l analisi dei documenti e dati disponibili relativi all evento. Di particolare rilevanza sono stati : la relazione dei Vigili del fuoco, immediatamente allertati dopo l incendio, i quali hanno effettuato una attività di soccorso tecnico urgente, iniziata il 29 luglio 2012 alle ore 14:00 e terminata alle ore 8:00 del giorno 16 agosto 2012 [4]. la relazione dei sopralluoghi effettuati da personale della Provincia Regionale di Palermo e della Struttura Territoriale dell ARPA [5] Dalla relazione dei vigili del fuoco si evince che le attività di spegnimento delle fiamme iniziata il 29 luglio 2012 alle ore 14:00, si sono protratte fino al 3 agosto, mentre il soffocamento mediante copertura, avviato contestualmente allo spegnimento fiamme, è proseguito fino al termine dell attività conclusasi il 16 agosto. Dalla relazione dei sopralluoghi si evince una dettagliata distribuzione spaziale dell incendio. Infatti, come riportato nella relazione [5] : L incendio si è quindi propagato su tutto il corpo rifiuti interessando particolarmente l area della sella fra III e IV vasca (nella quale era avvenuto il conferimento dei rifiuti fino alla stessa mattina) e la parte sommitale dell ampliamento in sopraelevazione della IV vasca. Al momento del sopralluogo, a quasi 24 ore dallo sviluppo dei primi focolai, la situazione è estesa per quasi tutto l impianto Fig.2. Viene inoltre riportato che: è stata impossibile la valutazione della profondità dei focolai, e che comunque, l emissione diffusa dei fumi ha fatto ritenere che l estensione dell incendio abbia interessato almeno l 80% delle aree scoperte del corpo rifiuti.... Tali informazioni aggiunte alle fotografie scattate in tre diverse giornate (30/07 Fig.3, 31/07 Fig. 4, 06/08 Fig. 5) consentono una significativa comprensione dell evento E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 6
Fig. 2: Planoaltimetria discarica Bellolampo con localizzazione delle vasche. Fig. 3: Fotografie incendio discarica Bellolampo (30/07/2012). E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 7
Fig. 4: Fotografie incendio discarica Bellolampo (31/07/2012). Fig. 5: Fotografie incendio discarica Bellolampo (06/08/2012). E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 8
Lo studio preliminare effettuato ci induce, per una migliore valutazione dell evento, a suddividere il periodo in questione in tre parti: primo periodo (dal 29 luglio ore 14:00 al 30 luglio ore 14:00); secondo periodo (dal 30 luglio ore 14:00 al 5 agosto ore 14:00); terzo periodo (dal 5 agosto ore 14:00 al 17 agosto ore 00:00). In particolare risulta estremamente significativo lo studio relativo al primo periodo, in quanto la maggior parte del materiale ha preso fuoco nelle prime ore dell incendio, che è stato spento e soffocato dall intervento dei Vigili del fuoco nell arco di 24 ore (Fig. 3). Il secondo periodo risulta meno significativo del primo periodo, poiché, come si evince dalla relazione dei Vigili del Fuoco [4], non vi è più presenza di fiamme ma solo diversi focolai che vengono periodicamente soffocati mediante la copertura con terra. Tale tesi è validata anche dalle foto rinvenute in situ (Fig. 4). Infine il terzo periodo è caratterizzato da fumarole presenti sulle scarpate delle vasche[4,5], che rendono l evento poco significativo per i nostri studi, come mostrato nelle immagini della Figura 5. 5. Caratterizzazione meteo La dispersione degli inquinanti in atmosfera non può prescindere dalla caratterizzazione meteo, per tale motivo lo studio della diffusione degli inquinanti in atmosfera può essere considerata come un aspetto particolare della meteorologia. La caratterizzazione di un territorio dal punto di vista climatologico è essenziale per la valutazione della diffusione degli inquinanti, infatti è ben noto che i processi diffusivi sono fortemente dipendenti dalle condizioni meteorologiche. Le variabili meteorologiche utili a caratterizzare le capacità diffusive dell atmosfera sono: - la velocità e la direzione del vento, che determinano in maggioranza il trasporto su piani orizzontali; - la radiazione solare, il gradiente termico, l altezza dello strato di rimescolamento, che influenzano i fenomeni di convezione responsabili del trasporto lungo la verticale. La caratterizzazione meteo è stata effettuata per il periodo compreso tra il 29 luglio 2012 ore 14:00 ed il 17 agosto 2012 ore 00:00 secondo i tre periodi sopra elencati. Di particolare importanza per la caratterizzazione meteo è l orografia dell area interessata. La figura 6 mostra l area di studio in assonometria ed evidenzia le caratteristiche di rugosità del E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 9
territorio, che intervengono in modo significativo nei venti superficiali e quindi nei processi diffusivi. Fig. 6: Assonometria dell area di studio. La caratterizzazione meteo è stato effettuata su un area di 100 km di lato. La posizione del punto dove è avvenuto l evento è all incirca al centro di tale zona. Le simulazione sono state fatte su una griglia di 1Km di passo (Fig. 7a). Nella Figura 7b oltre ad essere rappresentata la dislocazione georeferenziata delle centraline meteo e della discarica è rappresentata la distribuzione spaziale dei venti presenti sul territorio all inizio dell evento (29/07/2012 ore 14:00). Per tali centraline meteo sono state elaborate le rose dei venti per l intero periodo di studio (Fig. 8). E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 10
a) METEOROLOGICAL Grid: Rectangular grid defined for projection PMAP, with X the Easting and Y the Northing coordinate No. X grid cells (NX) No default! NX = 99! No. Y grid cells (NY) No default! NY = 99! No. vertical layers (NZ) No default! NZ = 10! Grid spacing (DGRIDKM) No default! DGRIDKM = 1.0! Units: km Cell face heights (ZFACE(nz+1)) No defaults Units: m! ZFACE = 0, 20, 40, 80, 160, 300, 600, 1000, 1500, 2200, 3000! Reference Coordinates of SOUTHWEST corner of grid cell(1, 1): b) X coordinate (XORIGKM) No default! XORIGKM = 290! Units: km Y coordinate (YORIGKM) No default! YORIGKM = 4170! Fig. 7: a) Parametri configurazione dell area di simulazione. B) Area di studio con il posizionamento georeferenziato delle centraline meteo e della discarica. Distribuzione spaziale delle medie orarie dei venti alle ore 14:00 29/07/2012 E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 11
a) b) c) d) Fig. 8: Rosa dei venti per il periodo ( 29/07/2012 ore 14:00 17/08/2012 ore 00:00). I dati sono relativi alle centraline meteo geolocalizzate nella Figura 7: a) Monreale SIAS, b) Partinico SIAS, c) Boccadifalco AMIA, d) Palermo SIAS. Le classi di vento (m/s) sono rappresentate nella scala a destra e). e) Dall analisi delle rose dei venti rappresentate in Figura 8, non si evince una direzione prevalente del vento durante il periodo in esame. L elevata variabilità dei venti è dovuta alla complessa orografia del territorio. I valori delle medie orarie dei venti ottenute dalle centraline sono state comunque utilizzate nei modelli come valori superficiali dei venti. E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 12
6. Analisi dell evento Si riportano nella Figura 9 i grafici relativi al monitoraggio del PM10 delle centraline AMIA - Belgio, Boccadifalco, Castelnuovo, Di Blasi, Giulio Cesare - tratti dal 2 rapporto Attività del 10-08-2012 di ARPA Sicilia[6], nelle giornate nel periodo compreso tra il 28/07/2012 e il 02/07/2012. Dall analisi delle concentrazioni di PM10 si evince un sostanziale aumento, coincidente con l inizio dell evento, dei dati rilevati dalla centralina di Boccadifalco (seconda colonna del grafico ad istogrammi in colore rosso) e dalla centralina di Giulio Cesare (quinta colonna del grafico ad istogrammi in colore viola). Poiché riteniamo che i valori della centralina in area urbana Giulio Cesare, siamo maggiormente influenzati da valori non dipendenti dall evento, concentriamo la nostra analisi esclusivamente sulla centralina di Boccadifalco. Infatti, confrontando la Figura 9a, relativa al 28 luglio, quando ancora l incendio non era divampato, con la Figura 9b, si osserva che il valore misurato dalla centralina alle ore 14:00 del giorno 29 luglio è di circa 20 µg/m 3, sostanzialmente identico ai valore rilevato il giorno precedente. Dopo le 14:00, si evidenzia un aumento sostanziale di PM10 che raggiunge alle ore 24:00 del 29 luglio il valore massimo di circa 60 µg/m 3, presentando un incremento di circa 40 µg/m 3 rispetto ai valori precedenti. La Figura 9c mostra che la centralina di Boccadifalco resta praticamente assestata attorno al valore di 50 µg/m 3 fino alle ore 08:00 del 30 luglio. Sempre il 30 luglio alle ore 12:00 il valore misurato è di circa 20 µg/m 3. I grafici successivi (Figura 9d, 9e, 9f) relativi ai tre giorni successivi mostrano che i valori rilevati dalla centralina di Boccadifalco hanno un trend mediamente confrontabile con quello di giorno 28 luglio, non dipendente dall evento. Per tale motivo, riteniamo che la centralina di Boccadifalco, relativamente alla ricaduta di PM10, possa essere considerata come la più rappresentativa dell evento nel periodo compreso tra il 29/07/2012 ore 14.00 e 30/07/2012 ore 14:00. Riteniamo inoltre che, la suddetta centralina di qualità dell aria si possa utilizzare come riferimento per mettere a punto il modello diffusionale, confrontando gli output del modello con i dati misurati in situ dalla centralina. In tal modo, potendo tarare il modello con dati misurati si potranno ottenere degli output di simulazione più vicini ai valori sperimentali e quindi meglio rappresentativi della ricaduta sul territorio degli inquinanti emessi dalla sorgente emissiva. E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 13
a) valori orari PM10 (28/07/2012) b) valori orari PM10 (29/07/2012) c) valori orari PM10 (30/07/2012) d) valori orari PM10 (31/07/2012) e) valori orari PM10 (01/08/2012) f) valori orari PM10 (02/08/2012) Fig. 9: Dati delle concentrazioni orarie di PM10 rilevati nel periodo compreso tra il 28/07/2012 e il 02/08/2012 dalle seguenti centraline AMIA: Belgio, Boccadifalco, Castelnuovo, Di Blasi, Giulio Cesare - tratti dal 2 rapporto Attività del 10-08-2012 di ARPA Sicilia [6]. E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 14
7. Validazione del modello diffusionale La validazione del modello, è stata effettuata nel seguente modo: 1. Ipotesi di emissione della sorgente emissiva areale (incendio discarica di Bellolampo). 2. Valutazione della variazione di PM10 determinata dall evento ottenuta dalla misure della centralina di qualità dell aria di Boccadifalco 3. Utilizzo del valore di emissione ipotizzata al punto 1 e verifica che l output del modello diffusivo sia compatibile con i valori della ricaduta di PM10 misurati dalla centralina di Boccadifalco 7.1 Sorgente emissiva Poiché l incendio di una discarica è una sorgente emissiva inusuale della quale non si conoscono in maniera completa i parametri necessari a stimare i valori di emissione, occorre effettuare ulteriori ipotesi per stimare la concentrazione degli inquinanti emessi durante l evento. Per valutare l emissione degli inquinanti dovuta all incendio, sono stati utilizzati valori di letteratura, relativi alle emissione di polveri da incenerimento con termovalorizzatore. Sebbene un termovalorizzatore bruci immondizia in modalità controllata, riteniamo che possa essere un utile riferimento per la stima delle emissioni generate da incendio in discarica di RSU. Dalla bibliografia [7] si evince che un inceneritore di nuova generazione per ogni 10 3 Kg di RSU produce 6000 m 3 di fumi. Poiché la legge per un inceneritore prevede un limite massimo giornaliero di 10 mg/nm 3 (Direttiva 2000/76, D.L. 133/2005), si ottiene che in combustione controllata, nel rispetto delle norme di legge, un inceneritore produce 60 g di polveri totali per 10 3 Kg di RSU. In una discarica che brucia a cielo aperto ipotizziamo un valore di emissione di polveri totali di 10-100 volte superiore a quello previsto dalla legge per un inceneritore, inoltre visti i dati di temperatura [4] possiamo ipotizzare che la quantità di polveri totali possano essere assimilabili solo al PM10. La stima di quantità di RSU che si è incendiata è stata ottenuta considerando una superficie bruciata di 12 10 4 m 2, ipotizzando inoltre una profondità di 0,2 m; quindi il totale di RSU bruciata è stato pari a 24 10 3 m 3. In letteratura si riporta che 1 m 3 di RSU pretrattato pesa 10 3 kg, quindi nel caso in esame sono bruciate, nelle prime 24 ore (il periodo necessario ai Vigili del fuoco a domare le fiamme [4]) 24 10 6 kg di RSU. Infine, dalle ipotesi fatte sopra, secondo cui 10 3 Kg di RSU E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 15
producono in discarica da 600 a 6000 gr a di PM10, posiamo ipotizzare che 24 10 6 kg di RSU bruciate in discarica nelle 24 ore hanno prodotto da 144 10 5 g a 144 10 6 g di PM10. 7.2 Variazione PM10 Centralina Boccadifalco - Come detto sopra, la centralina di Boccadifalco è stata presa come riferimento per tarare il modello, essendo quella che misura un picco di concentrazione, in concomitanza con l incendio, di 60 µg/m 3 e risultando quella meno influenzata da fattori non dipendenti dall evento. In assenza di incendio la centralina di Boccadifalco misura una concentrazione di PM10 di 20 µg/m 3. Poiché il nostro obiettivo è stimare il contributo di PM10 sul territorio determinato dall incendio, il modello viene quindi validato, verificando che la ricaduta su Boccadifalco sia pari alla differenza tra il valore medio ottenuto durante le prime 24 ore dell incendio ( 29/07/2012 ore 14:00 30/07/2012 ore 14:00) e il valore medio ottenuto dalla centralina le 24 ore antecedenti l incendio ( 28/07/2012 ore 14:00 29/07/2012 ore 14:00). Tale valore è dell ordine dei 30 µg/m 3. 7.3 Validazione del modello Dall'ipotesi sull'intervallo dell emissione di PM10 dovuto all incendio nella discarica di Bellolampo fatta al paragrafo 7.1, risulta che, nelle prime 24 ore, la quantità di PM10 emessa nell unità di tempo è compresa tra 1,81 10 2 g/s e 1,81 10 3 g/s. Per tale motivo si è scelto di settare nel modello diffusivo, una emissione areale di PM10 della sorgente pari al valore di 1000 g/s. La Figura 10 mostra la distribuzione spaziale della media delle prime 24 ore successive l incendio delle concentrazioni di PM10 al suolo (dal 29 luglio ore 14:00 al 30 luglio ore 14:00), ottenute tramite simulazione effettuata con CALPUFF. L immagine di Figura 10 mostra che la ricaduta è in direzione sud-sud est. In grigio è rappresentata la zona in cui la concentrazione di PM10 è compresa tra 2 10-5 g/m 3 e 4 10-5 g/m 3. Si è utilizzato tale colore per differenziare tale zona, poiché, come si può ben osservare dall'immagine comprende il punto in cui è posizionata la centralina AMIA di Boccadifalco. Il valore ottenuto con la simulazione, nel punto georeferenziato in cui è posizionata la centralina di Boccadifalco, nel primo periodo (dal 29 luglio ore 14:00 al 30 luglio ore 14:00), è in accordo con i dati rilevati dalla centralina stessa. Infatti, nel primo periodo la centralina Boccadifalco misura una variazione di PM10 il cui valore medio (paragrafo 7.2) è dell ordine dei E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 16
30 µg/m 3 (3 10-5 g/m 3 ), valore che è in accordo, con l output della simulazione che da una concentrazione di PM10 al suolo compresa tra 2 e 4 10-5 g/m 3. La compatibilità della simulazione con i valori misurati dalla centralina di Boccadifalco, sono pertanto una verifica del fatto che le stime effettuate in merito all emissione dovuta all incendio di RSU nella discarica controllata di Bellolampo, sono attendibili e descrittivi dell evento. Inoltre, tale compatibilità, rendono i parametri di configurazioni del modello, rappresentativi dell area in esame. Le considerazioni sopra elencate, validano il modello, al fine di effettuare lo studio della diffusione e ricaduta al suolo di PM10, avvenuta durante l incendio della discarica controllata di Bellolampo nel periodo compreso tra il 29 luglio 2012 alle ore 14:00 e il 17 agosto 2012 ore 00:00. Fig. 10: Simulazione CALPUFF. Primo periodo (dal 29 luglio ore 14:00 al 30 luglio ore 14:00). Media nelle 24 ore della concentrazione di PM10 nell area in esame determinata da una sorgente emissiva pari al 10 3 g/s. La concentrazione di ricaduta sul territorio compresa tra 2 10-5 g/m 3 e 4 10-5 g/m 3 è rappresentata in grigio poiché ricada nella area dove si trova la centralina AMIA ( Boccadifalco). I valori delle concentrazione di PM10 in g/m 3 sono indicati nella scala di colori a destra. E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 17
8. Risultati delle simulazioni con il modello diffusivo CALPUFF Come già esposto in precedenza nello studio preliminare (Paragrafo 4), l'evento è stato suddiviso in tre periodi: primo periodo (dal 29 luglio ore 14:00 al 30 luglio ore 14:00); secondo periodo (dal 30 luglio ore 14:00 al 5 agosto ore 14:00); terzo periodo (dal 5 agosto ore 14:00 al 17 agosto ore 00:00). 8.1 Primo periodo (dal 29 luglio ore 14:00 al 30 luglio ore 14:00) Il periodo in esame è quello che dal punto di vista ambientale è più importante poiché, la sorgente ha il massimo di emissione 1000 g/s. Come si può osservare nella Figura 10, che rappresenta la concentrazione di PM10 ottenuta attraverso il modello diffusivo CALPUFF, il massimo di ricaduta sul territorio è in direzione sud-sud est con valori di picco dell ordine di 200 µg/m 3. 8.2 Secondo periodo (dal 30 luglio ore 14:00 al 5 agosto ore 14:00) Il secondo periodo risulta meno significativo del primo periodo, poiché, come si evince dalla relazione dei Vigili del Fuoco [4], non vi è più presenza di fiamme ma solo diversi focolai che vengono periodicamente soffocati mediante la copertura con terra. Tale tesi è validata anche dalle foto rinvenute in situ (Fig. 4). La Figura 11, mostra le immagini della simulazione con CALPUFF in tale periodo con rate di emissione di PM10 pari a 100g/s. Come si può osservare, il valore della distribuzione spaziale della media delle 24 ore della ricaduta al suolo di PM10 si trova in direzione sud nel periodo compreso tra 30/07/2012 ore 14:00 e 02/08/2012 ore 14:00 (Figura 11a, Figura 11b, Figura 11c), mentre nel periodo compreso tra il 02/08/2012 ore 14:00 e il 05/08/2012 ore 14:00, si assiste ad una netta inversione verso la direzione nord, nord-est, verso il mare (Figura 11d, Figura 11e, Figura 11f). Occorre evidenziare che in questo secondo periodo i valori delle concentrazioni di ricaduta al suolo, compresi tra 10-8 g/m 3 e 10-5 g/m 3, hanno mediamente dei valori nettamente minori rispetto a quelli del primo periodo. La simulazione mostra inoltre che, nelle 24 ore comprese tra 01/08/2012 ore 14:00 e il 02/08/2012 ore 14:00 (Figura 11c) la media nelle 24 ore di PM10 al suolo nella zona compresa tra Boccadifalco e Monreale, raggiunge valori prossimi ai limiti di legge. Tale fatto è dovuto alla condizioni meteo climatiche (venti, temperatura, umidità) specifiche della giornata, che hanno favorito una maggiore ricaduta di PM10 in tali zone. E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 18
a) b) Fig. 11: Simulazione CALPUFF. Secondo periodo. Media nelle 24 ore della distribuzione spaziale dei valori di concentrazione di PM10 nell area in esame determinata da una sorgente emissiva pari al 10 2 g/s. per il periodo compreso tra il 30/07/2012 ore 14:00 e il 31/07/2012 ore 14:00 a), e il periodo compreso tra il 31/07/2012 ore 14:00 e il 01/08/2012 ore 14:00 b). E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 19
c) d) Fig. 11: Simulazione CALPUFF. Secondo periodo. Media nelle 24 ore della distribuzione spaziale dei valori di concentrazione di PM10 nell area in esame determinata da una sorgente emissiva pari al 10 2 g/s. per il periodo compreso tra il 01/08/2012 ore 14:00 e il 02/08/2012 ore 14:00 c), e il periodo compreso tra il 02/08/2012 ore 14:00 e il 03/08/2012 ore 14:00 d). E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 20
e) f) Fig. 11: Simulazione CALPUFF. Secondo periodo. Media nelle 24 ore della distribuzione spaziale dei valori di concentrazione di PM10 nell area in esame determinata da una sorgente emissiva pari al 10 2 g/s. per il periodo compreso tra il 03/08/2012 ore 14:00 e il 04/08/2012 ore 14:00 e), e il periodo compreso tra il 04/08/2012 ore 14:00 e il 05/08/2012 ore 14:00 f). E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 21
8.3 Terzo periodo (dal 5 agosto ore 14:00 al 17 agosto ore 00:00) Il terzo periodo è caratterizzato da fumarole presenti sulle scarpate delle vasche [4,5], che rendono l evento poco significativo per lo studio in esame, come mostrano le fotografie di Figura 5. In Figura 12, sono mostrate le immagini delle simulazioni CALPUFF nel periodo compreso tra il 05/08/2012 ore 14:00 e il 17/08/2012 ore 00:00 con rate di emissione di PM10 pari a 100g/s. Le singole immagini rappresentano la distribuzione dei valori massimi delle medie: ad un ora (Figura 12a), a tre ore (Figura 12b), nelle 24 ore (Figura 12c) e per l intero periodo (Figura 12d). Dalla distribuzione spaziale dei valori massimi delle medie orarie e triorarie di ricaduta al suolo di PM10, si evince che ci sono stati degli episodi di ricaduta che hanno determinato dei valori di concentrazione di PM10 che vanno da 10-5 g/m 3 a 3 10-5 g/m 3. Tali episodi, sono stati comunque sporadici, in quanto la media nelle 24 ore, come mostrato nella figura 12c, risulta non avere valori di concentrazione di PM10 maggiori 3 10-6 g/m 3, dato nettamente inferire ai limiti di legge [8]. Dall analisi della media su tutto il periodo della distribuzione spaziale dei valori di concentrazione di PM10 nell area in esame, si evince che tale concentrazione assume valori tali per cui si può affermare che il contributo di ricaduta di PM10 sul territorio in esame, dovuto all incendio di Bellolampo in tale periodo è stato poco rilevante. 9. Conclusioni Le simulazioni effettuate tramite la catena modellistica RAMS-CALMET-CALPUFF, relativa all incendio avvenuto nella discarica controllata di Bellolampo (Palermo) nel periodo compreso tra il 29/07/2012 e il 17/08/2012, hanno permesso di valutare la ricaduta al suolo del PM10. Le informazioni sulla distribuzione spaziale di concentrazione di tale inquinante sul territorio, risulta essere un utile strumento per quantificare l impatto ambientale dell evento anche in relazioni ad altre tipologie di studi. E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 22
a) b) Fig. 12: Simulazione CALPUFF. Terzo periodo. ( Dal 05 agosto 2012 ore 14:00 al 17 agosto 2012 ore 00:00). a) Media oraria della distribuzione spaziale dei valori massimi di concentrazione di PM10 nell area in esame determinata da una sorgente emissiva pari al 10 g/s. b) Media nelle 3 ore della distribuzione spaziale dei valori massimi di concentrazione di PM10 nell area in esame determinata da una sorgente emissiva pari al 10 g/s. E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 23
c) d) Fig. 12: Simulazione CALPUFF. Terzo periodo. (Dal 05 agosto 2012 ore 14:00 al 17 agosto 2012 ore 00:00). c) Media nelle 24 ore della distribuzione spaziale dei valori massimi di concentrazione di PM10 nell area in esame determinata da una sorgente emissiva pari al 10 g/s. d) Media su tutto il periodo della distribuzione spaziale dei valori di concentrazione di PM10 nell area in esame determinata da una sorgente emissiva pari al 10 g/s. E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 24
9. Campionamento diossine e confronto con i valori di ricaduta ottenuti tramite simulazioni CALPUFF Un possibile utilizzo delle simulazioni sopra descritte, è dato dallo studio di eventuali correlazioni tra la concentrazione di diossine rilevate in situ e la distribuzione spaziale delle concentrazioni degli inquinanti ricaduti al suolo a seguito dell incendio. Sono stati resi disponibili da ARPA Sicilia i dati di campionamento delle diossine su terreno effettuato in un area piuttosto estesa attorno alla discarica. I punti di campionamento georeferenziati, sono rappresentate da circonferenze di diametro proporzionale alla concentrazione delle diossine rilevate (Figure 13a e 14a). Le Figure 13b e 14b, mostrano i punti dove sono stati misurati valori superiori ai limiti previsti dalla normativa [9]. Come consigliato da WHO (World Heath Organization), relativamente alla parametrizzazione degli inquinanti organici persistenti è possibile ipotizzare che le diossine siano interamente veicolate da polveri. [10]. La distribuzione delle concentrazioni al suolo di diossine, pertanto, può essere rappresentata dalle distribuzioni spaziali di ricaduta di PM10 emesse dall incendio. I risultati ottenuti della media nelle 24 ore della concentrazione di PM10 dati dalla simulazione con il modello diffusivo CALPUFF nel primo periodo (dal 29 luglio ore 14:00 al 30 luglio ore 14:00), il più significativo riguardante l evento (Figura 10), vengono confrontati con la distribuzione dei valori più elevati di concentrazione di diossine, compresi i punti di superamento (Figure 13a, 13b, 14a, 14b). Da tale confronto non si evince alcuna correlazione, tra la ricaduta di PM10 (indicatore delle diossine), dovuta all incendio, e la distribuzione spaziale delle diossine campionate. E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 25
a) b) Fig. 13: a) Distribuzione spaziale delle concentrazioni di diossine PCDD e PCDF rappresentate da circonferenze di diametro proporzionale alla concentrazione delle diossine rilevate. b) Localizzazione e concentrazioni dei superamenti. E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 26
a) b) Fig. 14: a) Distribuzione spaziale delle concentrazioni di diossine PCB, rappresentate da circonferenze di diametro proporzionale alla concentrazione delle diossine rilevate. b) Localizzazione e concentrazioni dei superamenti. E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 27
Bibliografia [1] Scire J.S., Robe F.R., Fermau M.E., Yamartino R.J. (1999): A User s Guide for the CALMET Meteorological Model (version 5.0) Earth Tech Inc., Concord, MA, Stati Uniti, Settembre 1999. [2] Scire J.S., Strimaitis D.G., Yamartino R.J. (1999): A User s Guide for the CALPUFF Meteorological Model (version 5.0) Earth Tech Inc., Concord, MA, Stati Uniti, Giugno 1999. [3]. Scire J.S., Yamartino R.J., Carmichael G., Chang Y. (1996): A User s Guide for the CALGRID Meteorological Model (version 1.6b) Earth Tech Inc., Concord, MA, Stati Uniti, Luglio 1996. [4] Comando Provinciale Vigili del Fuoco Palermo OGGETTO: Incendio della discarica della ditta AMIA S.p.A. verificatosi in data 29/07/2912in località Bellolampo nel Comune di Palermo - Comunicazione conclusione attività di soccorso tecnico urgente e prescrizione misure di sicurezza antincendio conclusiva Prot. N 0026857 del 13/08/2012-12 prevenzioni Incendi UO 12. [5] Provincia regionale di Palermo Relazione di sopralluogo Area Ambiente, Direzione Controllo e Prevenzione Ambientale. Ufficio Rifiuti Urbani Assimilabili e Rifiuti Speciali Via S. Lorenzo, 312/G Palermo [6] ARPA Sicilia Incendio discarica controllata di Bellolampo 2 rapporto Attività del 10-08-2012 di ARPA Sicilia. [7] Paolo Foietta; Vita Tedesco e Simona Ciceli, Il termovalorizzatore della zona nord della provincia di Torino, Torino, Assessorato allo sviluppo sostenibile e alla pianificazione ambientale, 2006. [8] Decreto Legislativo 13 agosto 2010, n.155 "Attuazione della direttiva 2008/50/CE relativa alla qualità dell'aria ambiente e per un'aria più pulita in Europa" Gazzetta Ufficiale n. 216 del 15 settembre 2010 - Suppl. Ordinario n. 217 [9] Decreto Legislativo 3 aprile 2006, n. 152 "Norme in materia ambientale" Gazzetta Ufficiale n. 88 del 14 aprile 2006 - Supplemento Ordinario n. 96 [10] WHO, 2000. Air quality guidelines for Europe. WHO Regional Publications, European Series, World Health Organization, WHO Regional Office for Europe, Copenhagen. E-mail uninetlab@unipa.it; Cod. Fisc. 80023730825 Partita IVA 00605880822 28