Valutazione della dispersione delle polveri

Transcript

PROGETTO
DI
COLTIVAZIONE
RELATIVO ALLA PROSECUZIONE ED
AMPLIAMENTO DI UNA CAVA DI
ARENARIA
TIPO PIETRA SERENA, ORIZZONTE
ALBERESE (ambito estrattivo 10S)
in località Lastreto - Fosso Taverna
Comune di Sarsina (FC)
COMMITTENTE:
EMPORIO DELLA PIETRA di Giovannetti Lino
Località Para 21/a, Verghereto FC
VALUTAZIONE DELLA DISPERSIONE
DELLE POLVERI
RELAZIONE TECNICA
PROFESSIONISTI INCARICATI:
Dott.ssa in Scienze Ambientali
CAMILLA BACCHIOCCHI
47521 Cesena (FC) – Via A. Gianfanti,4
Tel/fax 0547 23714 email: [email protected]
IL TECNICO
CAMILLA BACCHIOCCHI
NOVEMBRE 2015
INDICE
1.
2.
3.
4.
5.
Premessa .............................................................................................. 1
Descrizione dell’attività di coltivazione .................................................. 3
Descrizione dello studio ........................................................................ 9
Inquadramento normativo ................................................................... 10
Il Modello CALPUFF ........................................................................... 11
5.1
Parametri meteorologici .......................................................................... 13
5.2
Il territorio interessato ............................................................................. 18
5.3
I ricettori .................................................................................................. 19
5.4
Caratterizzazione delle sorgenti .............................................................. 21
5.5
Analisi dei risultati .................................................................................. 25
6. Conclusioni ......................................................................................... 29
6.1
Misure di mitigazione e monitoraggio .................................................... 29
VALUTAZIONE DELLA DIFFUSIONE DEGLI INQUINANTI IN ATMOSFERA
1. PREMESSA
Il presente documento costituisce la valutazione di diffusione degli inquinanti in atmosfera per
l’avvio del procedimento relativo al progetto di prosecuzione della cava localizzata in località
Lastreto- Fosso Taverna nel Comune di Sarsina (FC) ed inserita nel PAE Comunale vigente ed
identificato come 10S.
L’ambito estrattivo 10S ha una estensione complessiva di 23.361 mq con superficie area di
coltivazione pari a 20.555 mq. Il progetto prevede la coltivazione di una cava di arenaria, tipo
"pietra serena" con sfruttamento dei livelli denominato Alberese.
L’area è già stata oggetto di escavazione sul fianco S dell’ambito estrattivo (Aut. Comune di
Sarsina è la n° 28 del 28/04/2010) e il nuovo progetto prevede la prosecuzione dell’attività
estrattiva della cava con l’intervento nella parte Nord dell’ambito estrattivo 10S per una superficie
complessiva di 6.237 mq per estrazione e 2.805 mq per lo stoccaggio temporaneo della risulta di
scavo.
Il presente studio è stato redatto al fine di stimare gli elementi di impatto più rilevanti sulla qualità
dell’aria, nell’area e presso i ricettori sensibili presenti, prodotti durante le fasi di asportazione
dello strato vegetale (capellaccio), di ripristino e ritombamento dell’area. Inoltre, in correlazione
allo studio di impatto complessivo, si prefigge di individuare eventuali proposte di mitigazione
degli impatti per rendere compatibile l’ipotesi di intervento con l’ambiente circostante.
La principale fonte di inquinamento atmosferico legate all’attività di cava può essere
essenzialmente ricondotta alla produzione di polveri (PTS, PM10) durante l’attività estrattiva e
durante le operazioni di carico e di trasporto dei materiali dalle zone di estrazione al punto di
raccolta. Il traffico indotto dalle attività di cava è calcolato pari a due viaggi giorno e pertanto tale
da non determinare criticità per la qualità dell’aria dell’area di studio, in particolare nelle fasi di
coltivazione considerate non è previsto traffico indotto sulla viabilità comunale e pertanto non è
oggetto di studio.
Lo studio, in base ai dati di progetto, approfondisce in particolar modo i seguenti aspetti:
quantitativo di materiale che giornalmente verrà estratto dalla cava;
granulometria media del materiale;
numero e tipologia di macchine operatrici impiegati per l’estrazione
tipologia del stradale percorso;
orografia del terreno.
1
Per analizzare la dispersione di polveri e inquinanti gassosi in atmosfera causata dalle attività di
cava, è stato utilizzato il modello Maind Model Suite Calpuff che è il programma di gestione del
noto modello a puff CALPUFF sviluppato da Earth Tech inc.
Il modello CALPUFF è un modello gaussiano non stazionario che simula la diffusione di inquinanti
attraverso il rilascio di una serie continua di puff seguendone la traiettoria in base alle condizioni
meteorologiche.
Attraverso il preprocessore CALMET è stato utilizzato nel modello un campo meteorologico
variabile su tutto il dominio di calcolo sia orizzontale che verticale, ricostruito tridimensionalmente
utilizzando dati al suolo, dati profilo metrici e dati orografici e di suolo con il fine di considerare
gli effetti del terreno sulla variazione dei campi meteorologici e di conseguenza sulla diffusione
digli inquinanti.
I dati orari annuali fanno riferimento all’anno 2014.
Gli elaborati cartografici consistono in :
Una mappa della distribuzione delle concentrazioni medie orarie di ogni singolo inquinante
considerato per ogni condizione meteorologica presa in esame.
In base a ciò è possibile arrivare ad una stima significativa degli inquinanti prodotti e della loro
propagazione nell’ambiente.
2
2. DESCRIZIONE DELL’ATTIVITÀ DI COLTIVAZIONE
La coltivazione della cava è stata prevista in un unico settore, partendo con lo scavo dalla zona
nord-est della cava procedendo verso sud-ovest in modo da seguire le linee di fratturazione
principale che dividono il banco. Per meglio agevolare l’attività di coltivazione che prevede
l’estrazione del livello arenaceo Alberese, è stata prevista, nella porzione sud dell’area di cava,
una zona di stoccaggio temporaneo per il materiale non utile. Tale aree era già stata coltivata nel
precedente progetto.
Area di scavo
Area di stoccaggio
Figura 2.1 – Area di coltivazione
Sulla base del programma di coltivazione e in relazione alle necessità operative la coltivazione si
svilupperà in più fasi successive:

asportazione del cappellaccio sino all’orizzonte coltivabile;

coltivazione dell’orizzonte;
3

ritombamento;

sistemazione finale dell’area di cava e di quella di stoccaggio temporaneo con ripristino
morfologico e vegetazionale.
In primo luogo verrà asportato il cotico agrario che sarà disposto nell’area di stoccaggio in modo
da poter essere riutilizzato nella fase di ripristino finale. Tale materiale sarà deposto in strati
successivi che verranno spianati di volta in volta creando banche di appoggio in contropendenza.
Questa sistemazione non avrà altezza superiore a 6 m dall’attuale piano campagna e sarà
realizzata con scarpate inclinate di 33º sull’orizzontale così da garantire la stabilità.
Nelle parti via via estratte in successione, il materiale posto in opera nelle parti già coltivate sarà
ben compattato al fine di garantire il ritombamento dello scavo ed il corretto smaltimento acque
e la stabilità degli eventuali cumuli posti al di sopra lasciando il passaggio per il trasporto del
materiale utile verso la strada di accesso di valle.
Nella seguente tabella sono riportati i volumi di cappellaccio stimati da progetto
Volume cappellaccio
Tot.
Con rilascio di deroga
Senza rilascio di deroga
13.497 m3
8.759 m3
13.497 m3
8.759 m3
Per la quasi totalità dei volumi citati la rimozione avverrà tramite utilizzo di mezzo meccanico,
pala cingolata, con appoggio di una pala/escavatore per lo spostamento dei blocchi. Si può in
prima analisi ipotizzare l’utilizzo parziale di esplosivo per la rimozione di banchi di cappellaccio in
caso di materiale difficilmente rimovibile col solo mezzo meccanico.
Si ipotizzano una o due volate giornaliere per un massimo di otto giorni nell’arco del periodo
autorizzato. Con l’utilizzo del martello pneumatico o di perforatrice vengono realizzati dei fori di
circa 1,00 m di profondità e di 3 cm di diametro.
Tali fori sono distanziati circa 2 m l’uno dall’altro lungo un fronte di circa 20 m. Il materiale
esplosivo viene inserito all’interno di tali fori, in quantità variabile tra i 150 e i 640 grammi
ciascuno secondo le opportune tecniche di sparo, in relazione alle condizioni locali ed al progetto
di sparo che di volta in volta verrà approvato dalle autorità competenti.
Nell’utilizzo dell’esplosivo si effettueranno circa 1-2 volate giornaliere e l’utilizzo della perforatrice
o del martello pneumatico avviene per circa 5 ore al giorno.
4
Attività
Mezzi
impiegati
Fase unica (13.497 m³)
asportazione del cappellaccio
scavo fossi di scolo (2)
(1)
 n°1 Escavatore
 n°1 Escavatore

n°1 Pala cingolata

n°1 Perforatrice con martello
fondo foro
La durata complessiva di questa fase è pari a 8 giorni lavorativi.
Per la durata delle operazioni si avrà la seguente situazione massima indicativa:
-
personale impiegato in cantiere: tre operatori di mezzi meccanici;
-
macchinari impiegati: n.1 pala cingolata e n.1 escavatore.
Una volta raggiunto il livello coltivabile si procederà alla sua estrazione: i blocchi saranno
perforati lungo linee di taglio definite, dove non già presenti per fessurazione naturale, e
sganciati con l’utilizzo di pala o escavatore. Il materiale estratto sarà poi trasportato, tramite il
mezzo meccanico utilizzato per lo sgancio, alla zona di accumulo temporaneo da cui verrà
periodicamente caricato sul mezzo di trasporto. Parte del materiale verrà, infatti, lavorata subito
e parte potrebbe essere temporaneamente depositata nel piazzale del laboratorio.
Nella seguente tabella sono riportati i volumi di materiale utile stimati da progetto.
5
Volume materiale
utile
Tot.
Attività
Mezzi
impiegati
5.896 m3
3.658 m3
5.896 m3
3658 m3
Fasi unica ( 5.896 m³)
perforazione e sgancio blocchi
trasporto alla zona di
(1)
accumulo temporaneo (2)
 n°1 Escavatore
 n°1 Pala cingolata

n°1 Pala cingolata
Le modalità di coltivazione in linea di massima sono le seguenti:
-
personale impiegato in cantiere: tre operatori;
-
macchinari impiegati: escavatore/pala cingolata.
Una volta terminata la coltivazione del livello arenaceo di interesse si procederà al ritombamento
tramite
il materiale proveniente
dall’asportazione
del cappellaccio. A
conclusione
del
ritombamento saranno avviate direttamente le operazioni di ripristino ambientale.
Volume riporti
Tot.
Attività
Mezzi impiegati
13.497 m3
8.759 m3
13.497 m3
8.759 m3
ritombamento

n°1 Pala cingolata;

n°1 Escavatore.
Tali operazioni si svolgeranno con le seguenti modalità:
6
-
personale impiegato in cantiere: tre operatori;
-
macchinari impiegati: pala cingolata, escavatore.
Il progetto di ripristino prevede la risistemazione totale dell’area di cava e di quella relativa allo
stoccaggio temporaneo. Il ripristino avverrà a coltivazione ultimata previa opportuna
distribuzione dei volumi di ritombamento che saranno sistemati per strati di ridotto spessore stesi
e costipati tramite mezzo meccanico; per lo strato superficiale si utilizzerà il cotico agrario
separato prima dell’asportazione del cappellaccio. Verranno infine realizzate le opere di
regimazione idraulica delle acque al fine di confluirle nel sottostante fosso. Ultimato il
ricoprimento ed eseguiti i livellamenti si procederà, anche nella zona stoccaggio, alle operazioni
di:
-
fertilizzazione del suolo
-
fresatura del terreno
-
piantumazione dei diversi impianti.
-
Questa fase si svolgerà con le seguenti modalità indicative ed avrà una durata di 12 gg
lavorativi:
-
personale impiegato in cantiere: tre operatori
-
orario lavorativo: 7:30 ÷ 12:30 e 13:30 ÷ 17:30
-
macchinari impiegati: pala cingolata (stesura del materiale), escavatore/pala (nella sola
fase di realizzazione della rete di regimazione idrica); macchine agricole nella fase di
concimazione e semina.
Stesura
Attività
del
materiale
(1)
Mezzi
impiegati

n°1 Pala cingolata
Realizzazione
Piantumazione (3)
rete di regimazione
idrica (2)

n°1 Escavatore

n°1 Pala cingolata

Macchine agricole
Il materiale, una volta estratto e temporaneamente depositato entro l’area di stoccaggio
prossima alla cava, verrà trasferito, tramite autocarro, al laboratorio di proprietà in località Para.
La soluzione progettuale già realizzata per la cava in atto consente il collegamento tra la
cava e il laboratorio tramite una strada di servizio interna all’ambito 10S, la strada poderale già
utilizzata nel precedente progetto, la strada comunale Lastreto –Rocchetta e la strada comunale
Para -Mazzi- Quarto.
7
Il collegamento tra il laboratorio e l'ambito estrattivo si attuerà quindi come segue:
-
strada poderale 435 m
-
strada comunale Lastreto- Rocchetta per 1070 m
-
strada comunale Para -Mazzi- Quarto per 1790 m
Il trasporto sarà effettuato con idoneo mezzo con portata di 12 t, i viaggi stimati, in
relazione alla quantità di materiale utile da trasportare, sono da distribuirsi nell’arco dei 5 anni di
concessione, per una media di 1342 viaggi, 7 a settimana lavorativa.
10S
Laboratorio Emporio della Pietra
Fig.2.2 – Viabilità considerata
8
3. DESCRIZIONE DELLO STUDIO
Al fine di valutare il possibile impatto atmosferico, nel dominio di calcolo ed in particolar modo
presso i ricettore considerati, più prossimi ed esposti, è stato rappresentato lo scenario relativo
alle operazioni di asportazione del capellaccio che rappresenta, insieme a quello di ritombamento
e ripristino, la fase di coltivazione più critica in termini di emissioni di polveri.
Le emissioni in atmosfera sono prodotte dai mezzi meccanici di scavo e da quelli usati per il
trasporto dei materiali, pertanto le sorgenti principali di polveri nelle fasi di coltivazione
considerate sono riconducibili alla movimentazione del materiale, alle operazioni di carico e
scarico, all’erosione dei cumuli in stoccaggio e alla viabilità su piste non asfaltate dei mezzi in
transito.
Pertanto per l’attività di movimentazione, rappresentativa della emissione di PTS e PM10, è stata
considerata una sorgente areale che ricopre le zone A e B di estrazione. Inoltre, è stata
considerata una sorgente areale rappresentativa della movimentazione delle macchine operatrici
(n.1 pala cingolata e n.1 escavatore) fonte di inquinanti particellari PM10 nella stessa posizione e
dimensione di quella suddetta. Una sorgente areale in corrispondenza dell’area di stoccaggio
della zona B che rappresenta la fonte di emissione relativa ai cumuli in erosione e una sorgente
areale associata alle piste bianche interne all’area di cava utilizzate dalle macchine operatrici per
il trasporto del materiale dall’area di stoccaggio all’area di coltivazione e viceversa a seconda
della fase di lavorazione in atto.
L’ubicazione e la caratterizzazione delle sorgenti considerate sono descritte nel § 5.4 e
rappresentate in Fig.5.4
9
4. INQUADRAMENTO NORMATIVO
La normativa vigente in materia di qualità dell’aria è rappresentata a livello nazionale dal DLgs
155 del 13/08/2010 – che adotta quanto riportato nella Direttiva 2008/50/CE relativa alla qualità
dell’aria ambiente e per un’aria più pulita in Europa.
Nel decreto vengono stabiliti i limiti di
concentrazione, a lungo e a breve termine, a cui attenersi facendo riferimento agli standard di
qualità e ai valori limite di protezione della salute umana, della vegetazione e degli ecosistemi. Si
riportano di seguito delle tabelle che visualizzano i limiti previsti dalla normativa per i diversi
inquinanti, considerando sia i limiti a lungo termine che i livelli di allarme.
PARTICOLATO PM10
10
5. IL MODELLO CALPUFF
CALPUFF, modello lagrangiano a puff sviluppato da Earth Tech Inc., è associato a un modello
diagnostico per la ricostruzione di campi di vento su aree ad orografia complessa (CALMET) e ad
un postprocessore (CALPOST) per la analisi dei dati calcolati.
Il software può simulare l'evoluzione spazio temporale di emissioni di varia natura (areali,
puntiformi e volumetriche) anche variabili nel tempo simulando fenomeni di rimozione (sia secca
che umida) e semplici interazioni chimiche. CALPUFF può utilizzare come input i campi
meteorologici variabili prodotti dal modello CALMET o utilizzare dati provenienti da una stazione al
suolo (come i più semplici modelli gaussiani).
Gli algoritmi inseriti nel modello gli consentono di trattare sia effetti vicini alla sorgente, quali
building downwash degli edifici, transitional plume rise, penetrazione parziale del plume rise in
inversioni in quota, sia effetti di lungo raggio quali deposizione secca e umida, trasformazioni
chimiche, presenza di vertical wind shear, overwater and coastal transport.
CALPUFF utilizza diverse possibili formulazioni per il calcolo dei coefficienti di dispersione e per il
calcolo del plume rise. Il modello calcola le concentrazioni orarie delle specie di inquinanti simulate
e i flussi di deposizione secca e umida.
CALPUFF è applicabile in ogni situazione dove i semplici modelli gaussiani non rappresentano più
una soluzione accettabile.
I modelli a Puff rappresentano la naturale evoluzione dei modelli gaussiani in quanto introducono
nella semplice formulazione di base la variabilità delle condizioni meteorologiche, delle emissioni e
le disomogeneità del territorio. Dal punto di vista matematico l’emissione di inquinante da parte di
una sorgente viene schematizzato in questi modelli attraverso l’emissione di una successione di
elementi, chiamati puff, che si spostano sul territorio seguendo un campo di vento tridimensionale
variabile sia nello spazio che nel tempo.
L’equazione che rappresenta la concentrazione di inquinante C in un punto (x,y,z) dovuta ad un
puff centrato nel punto (x’,y’,z’) e di massa M è data da:
La concentrazione totale in un punto è ottenuta sommando il contributo di tutti i puff.
Questa equazione rappresenta una distribuzione gaussiana che evolve nel tempo e nello spazio. I
puff emessi da ogni sorgente si muovono nel tempo sul territorio: il centro del puff viene
trasportato dal campo di vento tridimensionale mentre la diffusione causata dalla turbolenza
11
atmosferica provoca l’allargamento del puff ed è descritta da funzioni di dispersione analoghe a
quelle usate nei modelli gaussiani (funzioni σ).
Rispetto ai semplici modelli gaussiani i modelli a puff sono particolarmente indicati nelle situazioni
di orografia complessa dove il campo meteorologico non può essere supposto costante: per questo
motivo questi modelli sono spesso accoppiati con modelli diagnostici mass-consistent che
permettono di ricostruire un campo di vento tridimensionale per ogni intervallo temporale simulato
a partire da dati locali misurati. E’ inoltre interessante osservare che tali modelli possono essere
applicati anche in condizioni di calma di vento in quanto il termine di velocità del vento a
denominatore presente nell’equazione gaussiana non è presente nell’equazione che descrive il
moto dei puff.
Il modello CALPUFF nasce per essere utilizzato in combinazione con il modello meteorologico
CALMET per la ricostruzione di campi di vento che utilizza come input sia dati misurati da stazioni
al suolo che dati misurati da stazioni di radiosondaggio e considera gli effetti prodotti dall’orografia
del territorio. L’output di CALMET contiene per ogni ora del periodo di calcolo i campi
tridimensionali delle grandezze meteorologiche necessarie al run di CALPUFF calcolati in ogni punto
del reticolo meteorologico.
12
5.1
Parametri meteorologici
L’utilizzo diretto dei dati relativi ai parametri meteorologici osservati nello studio dei fenomeni di
diffusione degli inquinanti in atmosfera presenta spesso limitazioni fondamentali dovute al
carattere puntuale delle osservazioni e soprattutto al fatto che alcune delle grandezze
meteorologiche che risultano maggiormente utili a descrivere la dispersione degli inquinanti in
atmosfera non possono essere misurate direttamente presso le stazioni meteorologiche. Per i dati
meteo dell’area di studio, in assenza di centraline meteo ubicate nelle vicinanze, sono stati utilizzati
i dati meteorologici elaborati dal preprocessore CALMET relativi all’anno 2014.
Il preprocessore meteorologico CALMET è un modello meteorologico dotato di un modulo
diagnostico di generazione del campo di vento, che può essere inizializzato sia attraverso dati da
stazioni a terra e radiosondaggi, che mediante le stime ottenute da modelli meteorologici ad area
limitata. Tale preprocessore, sulla base delle variabili puntuali misurate nelle stazioni
meteorologiche e delle caratteristiche della superficie (quali ad esempio orografia, uso del suolo e
rugosità), ricostruisce il campo tridimensionale di vento e temperatura ed il campo bidimensionale
di grandezze caratteristiche dello strato limite planetario (altezza di rimescolamento, classi di
stabilità) e della turbolenza (lunghezza di Monin-Obukhov, velocità di attrito, velocità convettiva di
scala). La risoluzione spaziale orizzontale è di 1 Km.
I venti
Di seguito è riportata la rosa dei venti relativa alla distribuzione delle frequenze annuali del vento
in funzione della direzione di provenienza per l’anno 2014 dai dati processati da CALMET nel punto
del dominio 749820,4861112.
Per l’anno esaminato si rileva una predominanza dei venti da NE e S.
13
Figura 5.1 Rosa dei venti del dominio di calcolo
settori
0.0 - 22.5
22.5 - 45.0
45.0 - 67.5
67.5 - 90.0
90.0 - 112.5
112.5 - 135.0
135.0 - 157.5
157.5 - 180.0
180.0 - 202.5
202.5 - 225.0
225.0 - 247.5
247.5 - 270.0
270.0 - 292.5
292.5 - 315.0
315.0 - 337.5
337.5 - 360.0
Variabili
Calme
Totale
v<0.5
0.5>v<3
3>v<5
5>v<10
v>10
tot
vmed
1,7
1,19
0,62
0,92
1,35
1,61
2,56
6,12
2,49
1,24
0,4
0,51
4,11
4,28
2,97
1,93
0
0,01
34,01
3,01
2,76
1,71
2
2,43
3,52
5,21
8,5
5,88
2,95
1,52
1,1
3,31
5,48
6,6
3,31
0
0
59,28
0,31
0,55
0,5
0,11
0,05
0,14
0,49
0,63
0,51
0,25
0,72
0,23
0,21
0,58
0,34
0,18
0
0
5,8
0,05
0,21
0,03
0
0
0
0,13
0,18
0,07
0,02
0,05
0,01
0,01
0,03
0,06
0,07
0
0
0,91
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
5,07
4,7
2,87
3,04
3,82
5,26
8,38
15,43
8,95
4,46
2,68
1,85
7,64
10,38
9,97
5,49
0
0,01
100
1,2
1,64
1,6
1,14
0,94
1,02
1,16
0,97
1,21
1,24
2,14
1,43
0,77
1,05
1,04
1,11
0
0
0
Per quanto riguarda l’intensità del vento, i dati sono suddivisi in cinque classi di intensità, i cui
limiti sono stati selezionati tenendo conto della distribuzione di variabilità dei valori su tutto il
territorio regionale:
14
Classe I: inferiore a 0,5 m/s definita come “calma di vento”
Classe II: maggiore o uguale a 0,5 m/s e minore di 3 m/s
Classe III: maggiore o uguale a 3 m/s e minore di 5 m/s
Classe IV: maggiore o uguale a 5 m/s e minore di 10 m/s
Classe V: maggiore o uguale a 10 m/s
Dai valori si evidenzia che l’intensità del vento, nell’anno 2014 per circa il 59.3% copre l’intervallo
da 0,5 m/s a 3 m/s.
15
Stabilità atmosferica
Un ulteriore fattore estremamente importante nell’ambito della valutazione dei fenomeni di
diffusione è costituito dalla stabilità atmosferica, in base all’analisi della quale è possibile valutare il
livello di turbolenza negli strati bassi dell’atmosfera.
La stabilità atmosferica è legata, fondamentalmente, ad una condizione di equilibrio di una massa
d’aria che tende naturalmente ad opporsi ad ogni modificazione. Tale stabilità ostacola
generalmente i moti verticali delle particelle di aria e quindi si può ritenere ostacoli i fenomeni di
rimescolamento e di dispersione favorendo in tal modo l’accumulo delle sostanze inquinanti.
Per questo motivo risulta di primaria importanza la conoscenza della stabilità atmosferica, nonché
del regime di turbolenza, per lo studio della diffusione e del trasporto degli inquinanti in
sospensione. Infatti mentre la turbolenza atmosferica accelera i processi di diluizione in aria la
stabilità può, in particolari condizioni portare ad un ristagno degli inquinanti i atmosfera.
Generalmente, come sopra riportato, le condizioni atmosferiche vengono suddivise in sette classi
(Pasquill-Gifford) di stabilità con un criterio che dipende essenzialmente dal profilo verticale della
temperatura la quale, è una delle principali cause del rimescolamento e della variazione di velocità
del vento al variare della quota, con conseguente turbolenza orizzontale.
Tale classificazione viene generalmente utilizzata per indicare il tipo di stabilità nello strato
atmosferico immediatamente a contatto con la superficie terrestre e, quindi, per la valutazione
della dispersione verticale delle varie sostanze presenti nell’aria.
La suddivisione proposta da Pasquill si basa essenzialmente sul gradiente termico verticale e
propone le seguenti classi di stabilità:
A = forte instabilità;
B = moderata instabilità;
C = debole instabilità;
D = neutralità o adiabaticità;
E = debole stabilità;
F = moderata stabilità;
G = forte stabilità.
Al fine di effettuare un’analisi il più possibile completa del sito in esame sia dal punto di vista
meteoclimatico che dal punto di vista diffusivo, si ritiene pertanto importante effettuare una analisi
della stabilità atmosferica del sito in oggetto sulla base dei dati elaborati dal preprocessore
CALMET.
Si riporta di seguito la distribuzione della frequenza annuale delle classi di stabilità normalizzate a
mille tratte dai dati a disposizione.
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Classe di
stabilità
A
B
C
D
E
F+G
TOT
n.accadimento
411
1212
1618
1960
245
3314
8760
Frequenze
‰
47
138
185
224
28
378
1000,0
Di seguito viene riportato l’istogramma delle frequenze annuali delle classi di stabilità
Sulla base di tali dati è possibile osservare come la classe di stabilità F+G (moderata-forte stabilità)
risulti essere la più frequente (378‰ dei casi) seguita dalla D (neutra, 224 ‰ dei casi) e dalla C
(debole instabilità, 185 ‰ dei casi).
17
5.2
Il territorio interessato
Il particolato emesso dalle sorgenti considerate si disperdono nell’atmosfera, pertanto la singola
sorgente d’immissione richiede una analisi modellistica per valutare le modalità, anche in un
ambito locale, di dispersione e propagazione delle concentrazioni delle sostanze rilasciate.
Il territorio interessato dalla ricaduta delle sostanze emesse dalle sorgenti in oggetto varia in
funzione delle caratteristiche meteorologiche insistenti sul territorio stesso e dall’orografia.
Per la schematizzazione del territorio è stata considerata una griglia cartesiana di 1200 x1200
metri, costituita di 6x6 maglie di 200 m ognuna, che ha come origine il punto di coordinate UTM32
(746320; 4858612) e consente quindi di calcolare un valore di concentrazione al suolo su 36 punti
distanti tra loro 200 metri.
L’orografia dell’area è una informazione contenuta all’interno del file processato da CALMET.
Figura 5.2 Dominio di calcolo considerato
18
5.3
I ricettori
In questo studio sono stati considerati i ricettori R1-R8 più prossimi ed esposti all’area di cava
che, per la distanza di ubicazione, possono essere interessati agli impatti prodotti dalle attività
di cava.
Di seguito sono riportati i ricettori con le informazioni relative a:
distanza dall’area in esame;
quote del terreno;
eventuali ostacoli tra loro e l’area estrattiva.
Ricettore
Distanza
dall’ambito
estrattivo
Quota
terreno
Descrizione
R1
(X) 749701
(Y) 4861727
80 m
583m
L’edificio è lungo la strada comunale LastretoRocchetta, è ubicato a nord dell’area di cava e
inserito e schermato da un’area con rigogliosa
vegetazione
R2 –
Camposoldo
(X) 748878
(Y) 4861533
697 m
520m
L’edificio è ubicato ad ovest dell’area di cava lungo
la strada comunale Lastreto- Rocchetta.
R3
(X) 748878
(Y) 4861435
R4 – Cà di
Fabbri
(X) 750007
(Y) 4861857
R5 - Taverna
(X) 750118
(Y) 4861740
R6
(X) 750246
(Y) 4862023
R7 - C. Poggio
694 m
495m
405m
624m
L’edificio è lungo la strada comunale LastretoRocchetta, è ubicato a nord est dell’area di cava e
vegetazione
428m
609
L’edificio è ubicato ad est dell’area di cava
676m
671
L’edificio è ubicato a nord est dell’area di cava lungo
la strada comunale Lastreto- Rocchetta.ed inserito e
schermato da un’area con rigogliosa vegetazione
789m
485
L’edificio è ubicato a sud ovest dell’area di cava ed
vegetazione
450m
537m
(X) 748967
(Y) 4860944
R8 Lastreto
(X) 749140
(Y) 4861468
Per una corretta e completa visione dell’area di studio, si riporta una panoramica dell’area con
l’ubicazione dei ricettori.
.
19
Figura 5.3 Ubicazione ricettori nell’area
20
5.4
Caratterizzazione delle sorgenti
Per calcolare la concentrazione degli inquinanti nell’ambiente, è necessario conoscere la
quantità rilasciata dalla sorgente ed è necessario caratterizzare la sorgente da un punto di
vista tipologico e dimensionale.
Le sorgenti emissive sono state rappresentate con sorgenti areali (scavo, movimentazione
mezzi, piste bianche) e volumetriche (cumuli in erosione nel’area di stoccaggio). Alle
sorgenti areali è stato attribuito uno scheduling temporale emissivo associato alle ore di
lavoro, mentre alle sorgenti volumetriche è stata assegnata una emissione costante
giornaliera.
Percorsi non asfaltati
Area movimentazione
mezzi e
870mq
Movimentazione terra
Volumi di erosione cumulo
in stoccaggio
13497 mc
6204 mq
Coord.
749259, 4861660
749652, 4861688
749719, 4861704
749698,4861847
749708, 48617018
749737, 4861860
749258, 4861662
749716, 4861699
749600, 4861507
La Fig.5.4 rappresenta le sorgenti ubicate nell’area in oggetto così come schematizzate a
fini modellistici, relativamente agli scenari considerati.
Si descriveranno di seguito le caratteristiche emissive delle sorgenti analizzate.
SUPERFICIE PERCORSO
NON ASFALTATO
AREA MOVIMENTAZIONE TERRA
EROSIONE CUMULI
E MACCHINA OPERATRICE
Figura 5.4 Sorgenti emissive considerate nella simulazione modellistica
21
In merito alla movimentazione terra, gli inquinanti presi in considerazione sono le PTS e
PM10 sollevate e disperse in atmosfera dalle operazioni di asportazione e di
movimentazione. Il calcolo del fattore di emissione complessivo è stato effettuato
prendendo in esame il volume di materiale vegetale complessivo previsto e il relativo
tempo di realizzazione.
Sulla base dei dati di progetto è stata effettuata una stima dell’emissione di PTS e PM10
dalle attività di asportazione e ritombamento, secondo l’ipotesi che i lavori di coltivazione
siano effettuati per circa 26 giornate lavorative all’anno e 9 ore al giorno.
I dati di progetto:
- 13497 m3 da movimentare;
- tempo complessivo previsto: 26 gg;
Ciò implica una movimentazione media giornaliera pari a 2812 m3/giorno.
Assumendo un peso dell’unità di volume di terreno pari a 1,5 tonnellate al metro cubo, e
considerando per tali tipi di attività un fattore di emissione relativo alle PTS e PM10
prodotte e disperse in atmosfera (dato reperito in bibliografia da studi di settore dall’EPA
(cap. 13.2.4 del volume AP-42 dell’U.S. EPA) pari rispettivamente a 0,00008 kg/tonnellata
e 0,00004 kg/tonnellata di terra movimentata, si può calcolare quanto segue:
Volume totale movimentato
13497
Durata totale attività di movimentazione annua
26 giorni
Ore/giorno di lavoro
9
ton/giorno movimentate
778.7
ton/ora movimentate
86.5
PTS emesse (dato medio giornaliero)
0.0007 g/sec
PM10 (dato medio giornaliero)
0.0004 g/sec
Il flusso di massa calcolato su base giornaliera è stato utilizzato per le simulazioni short
term ed è da considerarsi rappresentativo per i giorni effettivi di lavorazione. Occorre
sottolineare, altresì, che il valore limite di legge, nonché la soglia del livello di allarme, è
espresso secondo normativa attraverso una concentrazione mediata sulle 24 ore. Il dato
ricavato permette così, a seguito delle simulazioni effettuate, un confronto diretto con i
limiti di legge.
Per quanto riguarda le attività di funzionamento mezzi operatori nell’area è stato
considerato l’utilizzo di una pala cingolata e di un escavatore; considerando un consumo di
gasolio pari a 240 litri/giorno e cioè 30 litri/ora da cui:
22
Apripista
2
ore giornaliere di lavoro
9
durata dell’attività
320 giorni
litri/ora totali consumati
26.6
litri totali consumati per l’intera durata dell’attività
153600
Per tutti i mezzi sono stati considerati i fattori di emissione per singolo inquinante espressi
in g/kg di carburante consumato, calcolati mediante modello COPERT II e tratti
dall’inventario delle emissioni CORINAIR (pubblicazione “I fattori di emissione medi per il
parco circolante in Italia” , S. Saija, M. Contaldi, R. De Lauretis, M. Ilacqua, R. Liburdi,
Serie Stato dell’ambiente n.12/2000). La categoria di veicoli considerata è quella dei veicoli
commerciali pesanti immatricolati dal 1997 (Euro III- 2000 standands) diesel 3,5 – 7,5 t
Inquinante
Fattore di emissione per veicolo
g/kg di gasolio
PM
1,71
Una volta calcolati i grammi totali emessi in base al numero di veicoli in funzione, ai
consumo totali di carburante complessivi e ai giorni effettivi di lavoro, è stato calcolato il
fattore di emissione medio orario pari a 21027 μg/sec.
In merito alle emissioni dovute al transito di un veicolo su una strada non pavimentata, la
formula descritta nel EPA, capitolo 13.2.2 del volume AP-42 fornisce una stima in g/km
della quantità di polveri emesse, in termini di PTS e PM10.
Il calcolo del fattore di emissione complessivo è stato effettuato prendendo in esame la
lunghezza del tratto e il numero di transiti effettuati e sul quantitativo di silt (25% dato
EPA) sulla superficie, peso del veicolo (21ton), umidità del materiale (50% piste umide) e
velocità di transito (<24Km/h).
Sulla base dei dati di progetto è stata effettuata una stima dell’emissione di PTS e PM10
secondo le seguenti ipotesi:
0,435 Km lunghezza del tratto percorso
n.36 transiti percorsi in 1 giorno;
15.7 Km/giorno
23
Considerando per tali tipi di attività un fattore di emissione relativo alle polveri totali
sospese PTS e PM10 prodotte e disperse in atmosfera pari rispettivamente a 280,1 g/Km
792,8 g/Km, si può calcolare quanto segue:
0.051 g/sec
PM10 emesse (dato medio giornaliero)
0.144 g/sec
Il flusso di massa calcolato su base giornaliera è stato utilizzato per le simulazioni short
term ed è da considerarsi rappresentativo per i giorni effettivi di lavorazione. Occorre
sottolineare, altresì, che il valore limite di legge, nonché la soglia del livello di allarme, è
espresso secondo normativa attraverso una concentrazione mediata sulle 24 ore. Il dato
ricavato permette così, a seguito delle simulazioni effettuate, un confronto diretto con i
limiti di legge.
Per quanto riguarda il cumulo temporaneo di stoccaggio di materiale ubicato nelle aree di
stoccaggio, è stata stimata l’erosione eolica considerando l’azione diretta del vento. Infatti
tale cumulo di materiale va considerato come sorgente emissiva inquinante disperdendo in
atmosfera, in seguito all’erosione, PTS e PM10 .
Il volume totale dato dal terreno vegetale ammonta a 13497 mc (considerando la
superficie di stoccaggio con un cumulo alto 5m), assumendo un peso dell’unità di volume
di terreno pari a 1,8 tonnellate al metro cubo e considerando che l’erosione eolica possa
essere stimata attraverso un fattore di emissione relativo alle polveri totali sospese e PM10
prodotte e disperse in atmosfera (dato reperito in bibliografia da studi eseguiti dall’EPA)
pari rispettivamente a 0,055 kg/tonnellata e 0,027 kg/tonnellata di terra accumulata, si
ottengono:
volume
0.04 g/sec
PM10 emesse (dato medio giornaliero)
0.02 g/sec
Tale dato risulta rappresentativo per le simulazioni sul breve periodo (dato giornaliero),
dato che l’attività di erosione avviene indistintamente nell’arco dell’intera giornata e per
tutto il periodo dell’anno.
24
5.5
Analisi dei risultati
Il modello permette il calcolo della distribuzione spaziale sul territorio delle concentrazioni
al suolo dell’inquinante scelto nel periodo di riferimento.
In questo studio è stata usata una sequenza di dati orari annuale (8760 record
meteorologici medi orari) in modo tale di poter effettuare un confronto diretto tra i risultati
del calcolo ed i valori limite di legge di qualità dell’aria (valori medi orari, annuali,
giornalieri, sulle 8 ore, percentili) attraverso l’impiego del post processore di calcolo
(RunAnalyzer).
Le informazione meteo climatiche dell’area di studio sono state calcolate dal modello
meteorologico CALMET e sono relative all’anno 2014.
Le concentrazioni ai ricettori riportate nella tabella rappresentano, per ciascun parametro,
le concentrazioni totali date dalle sorgenti areali associate alle fasi di coltivazione
considerate espresse come valore medio orario giornaliero e medio annuale e 95° medie
giornalieri annuali.
Di seguito vengono riportati i risultati delle simulazioni effettuate
PTS g/mc
Ricettore
PM10 g/mc
Media giornaliere annuali 95° medie giornaliere annuali
Media oraria
giornaliera
Media annuale
R01
2,21
1,04
6,78
0,75
R02
0,88
0,39
3,83
0,36
R03
1,19
0,65
5,87
0,55
R04
1,10
0,35
4,10
0,28
R05
0,86
0,26
2,93
0,28
R06
0,64
0,13
2,69
0,11
R07
0,98
0,50
5,34
0,55
R08
2,11
0,78
8,12
0,58
Dall’analisi delle concentrazioni medie orarie giornaliere calcolate ai ricettori non emergono
particolari criticità rispetto ai limiti vigenti per nessuno degli inquinanti considerati per lo
scenario rappresentativo delle condizioni più sfavorevoli.
Nel confronto, comunque tra i valori giornalieri ottenuti e i limiti di legge, il valore di
concentrazione raggiunto dalle PTS risulta essere più elevato quello calcolato in prossimità
25
del ricettore R1 (2.21 g/m3) e di R8 (2.11 g/m3), sebbene contenuto al di sotto del
valore di attenzione (fissato a 150 g/m3).
Per il PM10 è stato calcolato il valore di concentrazione in prossimità del ricettore R1 (6.78
g/m3) e di R8 (8.12 g/m3) al di sotto del valore limite fissato a 50 g/m3 come media
giornaliera.
Di seguito (Figg. 5.5 -5.6) vengono riportate le mappe della distribuzione delle
concentrazioni medie orarie giornaliere per i parametri analizzati.
26
Figura 5.5 Mappa della distribuzione delle concentrazioni medie orarie giornaliere di PTS (g/mc)
27
Figura 5.6 Mappa della distribuzione delle concentrazioni medie orarie giornaliere di PM10 (g/mc)
28
6. CONCLUSIONI
L’analisi effettuata ha riguardato il comportamento di dispersione degli inquinanti in
condizioni meteorologiche annuali e questo ha permesso di effettuare un confronto tra i
valori medi orari e giornalieri ottenuti e i limiti di legge.
In generale, le considerazioni effettuate negli scenari considerati nella presente valutazione
sono cautelative e tendono a considerare il caso peggiore in termini di contemporaneità e
numero di mezzi utilizzati e vicinanza delle aree di scavo e movimentazione terra ai
ricettori più prossimi.
Dal confronto tra le concentrazioni calcolate ai ricettori con il modello diffusivo e i valori
limite di riferimento per ciascun parametro analizzato si evidenzia il rispetto dei limiti e
pertanto
non vengono a sussistere presupposti che lascino intendere, un significativo
peggioramento della qualità dell’aria nell’area ed in prossimità dei ricettori maggiormente
esposti, anche in considerazione della durata temporale delle attività.
6.1
Misure di mitigazione e monitoraggio
Sulla base dei dati di emissione dichiarati da progetto o assunti e delle ipotesi effettuate,
non si registrano situazioni particolari e superamenti dei limiti di attenzione; in tal modo,
non vengono a sussistere gli estremi per la disposizione di interventi di mitigazione atti a
ridurre gli effetti sui ricettori considerati.
Si consiglia, comunque, di umidificare la viabilità interna per mitigare l’emissione di polveri
legate al passaggio degli autocarri sul fondo stradale non asfaltato. Il sollevamento di
particelle viene limitato adottando una velocità di transito bassa, situazione che si verifica
nei percorsi interni alla cava.
La frequenza della bagnatura dipenderà dalle condizioni meteorologiche, nei giorni di
pioggia le condizioni naturali sono tali da mitigare tale aspetto, e più in generale dalle
condizioni di umidità del terreno.
In particolare, inoltre, le operazioni di bagnatura dovranno interessare quelle aree
sottoposte all’azione erosiva del vento che sono interessate dalle lavorazioni con cadenza
quotidiana. Dopo pochi giorni di non rimaneggiamento sul terreno si formano incrostazioni
rimuovibili naturalmente in condizioni meteorologiche scarsamente probabili.
L’impatto derivante da tale aspetto, nel rispetto della prescrizione sopra citata, può
considerarsi non rilevante.
29

Valutazione della dispersione delle polveri

Transcript

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