Emissioni diffuse dalla attività zootecnica Marcella Guarino, Cecilia Baldini Milano, 12 novembre 2015
Le emissioni dal comparto zootecnico Gli allevamenti sono responsabili di: 1. Inquinamento di acque superficiali e di falda (NO - 3 ed NH 4+ ) 2. Acidificazione (NH 3, ma anche H 2 S, NO x, etc.) 3. Eutrofizzazione (N, P) 4. Inquinamento atmosferico (NH 3, N 2 O, NO, PM 10, PM 2.5, bioareosols, etc.) 5. Aumento dell effetto serra (CO 2, CH 4, N 2 O, etc.) 6. Impoverimento delle risorse idriche 7. Disturbi di carattere locale (odori e rumori) 8. Utilizzo diffuso di metalli pesanti, pesticidi e sostanze tossiche 9. Diffusione di patogeni, inclusi quelli antibiotico-resistenti 10.Residui di composti farmaceutici nelle acque
Le emissioni dal comparto zootecnico: GHG Sono di origine agricola: Il 65% di N 2 O (298 CO 2 -equivalenti) Fattori di conversione per GWP rivisti da IPCC (2013) Il 37% di CH 4 (34 CO 2 -equivalenti)
Le emissioni dal comparto zootecnico: NH 3 Il settore agricolo è responsabile del 96% delle emissioni di ammoniaca. Di queste il 55% proviene dalla gestione delle deiezioni, il restante 41% ha origine dai suoli agricoli. Fonte: Ispra rapporto 223_2015
Le emissioni dal comparto zootecnico: PM Fonte: Ispra rapporto 223_2015
Le emissioni dal comparto zootecnico: PM Definizione di bio-areosols Bio-aerosol, è la polvere che deriva da materiale biologico, proveniente da microrganismi, animali o piante. Essa ha normalmente una composizione eterogenea e contiene: materiale inorganico (derivati dal suolo, dagli edifici, etc.); frammenti di piante (polline); materiale di origine animale (peli, pelle morta, allergeni); gas intrappolati sulla surperficie delle particelle (principalmente NH 3 ) microrganismi patogeni e non (batteri, virus, and funghi); alcuni componenti batterici biologicamente attivi (endotossine batteriche, micotossine, etc.).
La densità delle principali specie animali in Europa.
Le emissioni in Lombardia PM Fonte: INEMAR_Inventario 2012
La fonte delle emissioni Le emissioni derivano dagli animali e dalle loro deiezioni. La problematica è legata in particolare alla gestione degli effluenti, in quanto la loro quantità, struttura e composizione influisce sulle emissioni derivate dalle seguenti fasi di processo: Stabulazione Stoccaggi Trattamenti Spandimenti GHG GHG GHG GHG
La fonte delle emissioni Pollutant NH 3 CH 4 N 2 O CO 2 NO x PM Odour Production system Animal housing, manure storage, processing and landspreading of manure Animal housing, storage of manure and manure processing Animal housing, storage of manure and landspreading of manure Animal housing, energy used for heating and transport on farm, and biogenic CO 2 that may e emitted in the field Animal housing, storage and spreading of manure, heaters in buildings and small combustion installations Animal housing, milling and grinding of feed, feed storage, solid manure storage and application, heaters in buildings and small combustion installations Animal housing, storage of manure, landspreading of manure Fonte: IRPP_Final draft, Agosto 2015
La stima delle emissioni United Nations Framework Convention on Climate Change Regolate da diverse Convenzioni Internazionali United Nations Economic Commission for Europe/ Convention on Longe-Range Transboundary Air Pollution GHG CO 2, CH 4, N 2 O Si occupano di inquinanti diversi NH 3, NO X, SO X, NMVOC, CO, PM, Metalli pesanti IPCC 2006 Tier 1, Tier 2, Tier 3 Redigono LINEE GUIDA utili agli Stati firmatari EMEP/EEA 2013 Tier 1, Tier 2, Tier 3
La stima delle emissioni Nella stima delle emissioni occorre innanzitutto stimare la popolazione media annua (AAP).
La stima delle emissioni: Tier 1 È un metodo semplificato che prevede l utilizzo di fattori di emissione «tabellati». [kg NH 3 /anno]
La stima delle emissioni: Tier 2 Serve a mettere in rilievo le differenze date dalle diverse categorie animali (diverse per età/peso, caratteristiche dell alimentazione e dell escrezione) e pratiche di gestione del refluo. Utilizza fattori di emissione specifici, calcolati sulla base di un maggior numero di informazioni. [kg CH 4 /capo anno] Una volta calcolato il fattore di emissione specifico, viene inserito nella formula generale e sommato a quello delle altre categorie di animali. [Gg CH 4 /anno]
La stima delle emissioni: Tier 3 Offre il massimo livello di dettaglio nella stima delle emissioni. Può essere elaborato a partire dall algoritmo proposto per il Tier 2. Utilizza fattori di emissioni specifici del Paese da cui è utilizzato. Consente di valutare l effetto delle misure di mitigazione.
La scelta del Tier da applicare È determinata dalla rilevanza delle emissioni originate dal comparto e dalla specie animale valutati. È limitata dalla disponibilità di dati specifici.
La stima delle emissioni: ERICA È il software di appoggio utilizzato da Regione Lombardia per la stima delle emissioni diffuse dagli allevamenti. Costruito a partire dalle equazioni descritte nelle linee guida internazionali (IPCC 2006 e EMEP/EEA 2013). Obiettivi: fornire la stima delle emissioni di tutto il settore, mediante l utilizzo di un metodo consolidato; consentire di rappresentare la situazione aziendale con un numero limitato di informazioni; permettere la comparazione di diversi scenari di intervento per verificare l applicazione delle MTD.
La misura delle emissioni: le problematiche La quantificazione delle emissione dagli allevamenti è una sfida poiché esistono diverse fonti di incertezza, dovuti a: Variabilità spazio-temporale dei processi Errore associato alla misura CAMPIONAMENTO METODOLOGIA Gli errori possono essere di varie tipologie: Casuali ridotti aumentando il numero di misure Sistematici possono solo essere identificati Modellistici Le principali assunzioni: Flussi di aria costanti Distribuzione omogenea degli inquinanti
La misura delle emissioni: i metodi AMBIENTI A VENTILAZIONE FORZATA I parametri chiave concentrazione gas nell aria INLET concentrazione gas nell aria OUTLET ventilazione AMBIENTI A VENTILAZIONE NATURALE Diversi metodi disponibili Misura della ventilazione Metodo del tracciante Camera di flusso Modelli di dispersione
La misura delle emissioni Da Calvet et al., 2013
La misura delle emissioni Da Calvet et al., 2013
La misura delle emissioni: i fattori in gioco Fase fisiologica dell animale Razza e linea genetica Dieta Tipologia di stabulazione (lettiera, tipo di pavimentazione) Metodo di rimozione delle deiezioni Parametri fisico-chimici: Temperatura Ventilazione/velocità dell aria ph del refluo
La valutazione dei fattori di emissione In bibliografia i fattori di emissione sono espressi mediante diverse unità di misura come ppm, mg, g, kg per capo, per posto, per LU dove LU sono 500 kg di peso vivo e infine per ora, giorno, anno Differenti tipologie stabulative Diverse tecniche gestionali (temperatura, ventilazione, alimentazione) Condizioni climatiche variabili questo rende i dati difficilmente confrontabili
* 0,71 (20 ; 1 atm) Il range dei diversi inquinanti riscontrati in letteratura * 1.96 * 1.33 * 1.83 (20 ; 1 atm) Da Van der Heyden et al., 2015
La misura delle emissioni: l età dell animale Da Philippe et al., 2015
La misura delle emissioni: l età dell animale Da Philippe et al., 2011
Gli interventi sui ricoveri 1)Ridurre le superfici emittenti: -10% (riduzione superficie di calpestio da 3.5 a 2.5 m 2 /vacca) diluizione e rimozione delle urine rilasciate sul pavimento: da -14 a -34% (attenzione all incremento del volume del refluo) tempo e quantità di liquami all interno del ricovero Interventi preventivi 2)Indurre condizioni che riducono le emissioni Raffreddare i liquami Acidificare i liquami: -60% con HNO 3, attenzione al contenuto finale in azoto 3)Inibizione dell attività dell ureasi -50% (19 L/capo/giorno di soluzione di formalina) -87% (34 L/capo/giorno di soluzione di formalina)
Gli interventi sui ricoveri 1) Trattamento dell aria di ventilazione lavaggio bio scrubber bio filtro Interventi curativi 2) Trattamenti in ambiente nebulizzazione di olii vegetali nebulizzazione di prodotti disinfettanti/deodoranti - bioenzimatici filtrazione con ricircolo interno
La misura delle emissioni: gli stoccaggi Da Peteresen et al., 2013
La misura delle emissioni: i trattamenti Da Peteresen et al., 2013
Conclusioni 1. I parametri che influiscono sulle emissioni sono elevati e difficili da valutare. 2. Le metodologie di misura e stima delle emissioni sono in continua evoluzione. 3. L utilizzo di strumenti di calcolo è fondamentale perché consente di: basare su un metodo oggettivo e uniforme la stima delle emissioni; rispondere alle esigenze normative; valutare l effetto dell introduzione delle MTD. Tuttavia, ERICA potrebbe essere aggiornato e migliorato per essere più efficace e allineato con la normativa attuale.
Alcuni spunti di discussione Le buone pratiche di gestione che rispettano le necessità fisiologiche dell animale e che hanno potenziali ricadute sulla performance degli animali, generalmente possono essere associate ad una riduzione delle emissioni. La progettazione della stalla, la regolazione dei parametri climatici, lo stato di salute della mandria possono modulare il livello di emissioni gassose. Le tecniche che mirano alla riduzione delle emissioni di un solo inquinante, in una parte del processo, spesso hanno ricadute (positive o negative) sullo stesso o su altri inquinanti in qualche altra fase del processo. Life Cycle Assessment come possibile approccio.
Grazie per l attenzione cecilia.baldini@unimi.it