Emissioni in atmosfera. Tecniche modellistiche e sperimentali nella valutazione e previsione della qualità dell'aria

Negli ultimi decenni è aumentata l’attenzione sulla qualità dell’aria, e sul livello di emissione di inquinanti da parte di aziende e di privati. In tal senso le tecniche di controllo e di monitoraggio sia delle emissioni stesse che della qualità dell’aria si sono affinate, definite e formalizzate. In supporto a tutto questo, l’evoluzione tecnologica ha introdotto sistemi di rilevamento diretto o di stima indiretta dei parametri di interesse sempre più sofisticate e performanti.

Al contempo, è salito l’interesse verso la previsione delle modifiche alla qualità dell’aria indotte da progetti di sviluppo industriale ovvero da progetti di controllo delle emissioni da stabilimenti esistenti, anche al fine di una valutazione dei loro costi e benefici – in termini ambientali ed economici. ENVIRON Italy opera – da anni – nel settore, contribuendo fattivamente alla realizzazione di progetti di sviluppo.

Il corpo legislativo
A supporto della consapevolezza legata alla salvaguardia ambientale, entrano in gioco dispositivi legislativi approvati a più livelli. In ambito europeo, la Direttiva IPPC (Prevenzione e Riduzione Integrata dell’Inquinamento) richiede all’industria un approfondimento conoscitivo in merito alla valutazione delle proprie emissioni, all’adeguatezza delle tecniche di controllo e degli impatti ambientali indotti. Mentre in Italia, il decreto legislativo 152/2006 più volte modificato nel corso degli ultimi anni costituisce il riferimento unico in tema di emissioni, Prevenzione e Riduzione Integrata dell’Inquinamento e valutazione di impatto ambientale.

Grazie al nuovo corpus normativo, che enfatizza un approccio partecipativo, è accresciuto il ruolo di diversi attori sensibili alle tematiche ambientali nell’ambito di processi decisionali di gestione del territorio. Tra di essi, i comitati spontanei di cittadini, o le organizzazioni ambientaliste - sia nazionali che internazionali - o le organizzazioni sindacali o di settore, capaci di muoversi su più versanti e con diversi approcci ed obiettivi, che spaziano dalla class action, alla partecipazione attiva al processo autorizzativo IPPC.

Le tecniche di intervento
Un sempre maggior interesse è volto al monitoraggio della qualità dell’aria ed alla stima del contributo (passato, attuale e futuro) di singole unità produttive ai livelli complessivi di inquinamento. In tema di monitoraggio, affinché le misurazioni abbiano carattere di scientificità, vengono adottati metodi integrati tra misurazioni dirette delle concentrazioni (monitoraggio vero e proprio) e procedure di previsione delle concentrazioni (introducendo modelli fisico-matematici).

Nel dettaglio, si utilizzano procedure di monitoraggio tramite campionamento attivo con sistemi che basano il loro funzionamento su pompe tarate, le quali aspirano aria dall’ambiente e consentono la deposizione delle sostanze inquinanti su appositi filtri, o assorbitori, che verranno poi analizzati in laboratorio. In alternativa ci si avvale di tecniche di campionamento passivo. Una tecnica questa applicabile sia alla misura della concentrazione di inquinanti atmosferici, che alla deposizione di particolato che si deposita al suolo.

L’adozione delle due tipologie di tecniche, attive e passive, consente nel primo caso di ottenere misure molto precise, riferite a singole ore del giorno. Mentre le tecniche passive, meno costose e logisticamente meno complesse da attuare, produrranno misure di concentrazioni medie sul lungo periodo, e su un numero elevato di punti di misura.

Il punto debole delle misurazioni risiede nella stima delle concentrazioni medie annue, a cui è esposta la popolazione. Infatti, occorrono misure che si estendono nell’arco temporale di almeno 12 mesi (o di più anni), se si vogliono rilevare indicazioni sulle medie nel lungo periodo, che sono rilevanti ai fini della valutazione degli effetti cronici sulla salute.

A supporto dell’intera impalcatura di misurazione possono essere adottati modelli di dispersione atmosferica, grazie ai quali si può ottenere una stima - in breve tempo, e partendo dalla conoscenza delle emissioni e delle caratteristiche orografiche e meteorologiche della zona interessata - del livello di concentrazione sul lungo periodo. Le stime eseguite mediante modelli previsionali necessitano tuttavia una fase di verifica sperimentale.

ENVIRON Italy nelle sue attività di monitoraggio ha sviluppato tecniche avanzate di integrazione delle misure di campo con stime modellistiche, con l’obiettivo di ottenere in tempi accettabili (un mese o due di lavoro) una stima previsionale, riferita all’esposizione media sul lungo periodo, con conferme derivanti da attività di monitoraggio di breve durata.

Operativamente, le stime pluriennali ricavate dalle previsioni modellistiche sono accompagnate da stime di concentrazione riferite a un breve periodo, e queste comparate alle misure in campo nel frattempo eseguite. L’affidabilità del modello previsionale è in tal modo valutata tramite la comparazione tra i valori previsti, e quelli misurati nel breve periodo. Alla stima delle concentrazioni può far seguito, quando necessario, la stima dell’entità delle eventualmente necessarie misure di riduzione delle emissioni, mediante valutazione della applicabilità, al caso in esame, delle così dette BAT (Best Available Techniques, Migliori Tecniche Disponibili).

Un caso pratico
ENVIRON Italy è stata chiamata a monitorare le concentrazioni atmosferiche di inquinanti come diossine e IPA (inquinanti organici persistenti, alla cui esposizione cronica possono seguire danni permanenti), indotte dalle emissioni di uno stabilimento industriale collocato in un ambiente urbano periferico. Lo stabilimento era quindi prossimo ad numerose altre sorgenti di IPA e di diossine, dovute al traffico, alle emissioni civili e industriali e ai numerosi incendi estivi.

Operativamente, è risultato complicato confrontare le concentrazioni misurate (causate da tutte le possibili sorgenti emissivi) con dovute al solo stabilimento. Per isolare le sole emissioni del sito produttivo si è optato per l’adozione di diverse tecniche, tra cui quella di monitorare, congiuntamente ad IPA e diossine, alcune sostanze non tossiche ma ritenute traccianti delle emissioni dello stabilimento. Mediante elaborazioni statistiche e l’applicazione di modelli di dispersione atmosferica, è stato possibile stimare il contributo dello stabilimento alle concentrazioni misurate di IPA e diossine. Mentre dalla comparazione tra le concentrazioni ambientali - misurate e stimate mediante tecniche modellistiche - delle sostanze traccianti è stata valutata l’affidabilità (cioè l’accuratezza intrinseca) dei risultati ottenuti. Infine, dal confronto tra concentrazioni misurate e stimate su breve periodo è stata poi estrapolata l’accuratezza delle stime modellistiche sul lungo periodo.

Una volta conosciute le concentrazioni di inquinanti a cui la popolazione è esposta, si è passati a valutare la possibilità che tali sostanze diano luogo a effetti negativi sull’ambiente o sulla popolazione. L’attività sé è conclusa con la valutazione della necessità di adottare nuove misure di riduzione delle emissioni, stimando, mediante tecniche di contabilità ambientale, i costi ed i benefici ambientali.

di Marco Barlettani, Senior Manager in ENVIRON Italy

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