Emissione dei siti di cava Giuliani-FIBE e Ponte Riccio

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La localizzazione e l’estensione spaziale delle aree di impatto sulla popolazione e gli ecosistemi delle emissioni dei siti di interesse localizzati all’interno della municipalità di Giugliano (NA), dipendono dalle quantità di inquinante emesso dalle singole discariche e dalla modalità con la quale i gas vengono rilasciati in atmosfera.

Le informazioni raccolte dalle campagne mensili di misura e da quelle speciali consentono di ottenere una quantificazione diretta delle emissioni di biogas e VOC. Le postazioni di misura già attive nel progetto BioQuar, insieme ai rilievi previsti dall’attività permettono la descrizione della meteorologia locale, che costituisce la forzante principale dei fenomeni di dispersione degli inquinanti.

 

Piano di attività
Le aree di studio sono state oggetto di un’indagine specifica effettuata attraverso l’applicazione di un modello di dispersione lagrangiano a particelle (SPRAY). L’insieme delle informazioni rese disponibili dalle attività sperimentali (campagne speciali I, III e VI) è stata utilizzata per la riproduzione dell’evento monitorato dalla campagna aerea, per la verifica delle simulazioni modellistiche e per migliorare l'accuratezza dei parametri fisici forniti come input al modello di dispersione.
Il modello di dispersione è stato applicato sull’insieme dei siti di interesse considerando separatamente le emissioni delle discariche in maniera da poter discriminare sia il contributo che le aree di impatto delle singole sorgenti. Per ognuna delle discariche interessate dal monitoraggio sono state utilizzate le informazioni relative alle emissioni rilevate localmente.
Nel prosieguo del progetto, saranno eseguite simulazioni di lungo periodo guidate dalle informazioni meteorologiche locali integrate dalle previsioni meteorologiche realizzate nell’ambito del progetto #AriaSaNa. Saranno stimati i valori medi di lungo periodo (annuali/stagionali/mensili) delle concentrazioni e le relative aree di impatto delle emissioni di tutti i siti di interesse.

 

Introduzione

È stata eseguita un'indagine preliminare finalizzata all’identificazione delle aree di impatto dei flussi di metano emessi dai depositi di ecoballe localizzate all’interno del municipio di Giugliano. L’analisi è stata realizzata attraverso l’applicazione di un modello di dispersione lagrangiano a particelle (SPRAY), che ha utilizzato, come parametri di input, le informazioni relative alle emissioni ottenute dalle attività sperimentali già realizzate.

Questa metodologia ha prodotto una stima della localizzazione e dell’estensione spaziale delle aree di impatto nelle condizioni meteorologiche analizzate.
Una prima applicazione modellistica è stata finalizzata alla caratterizzazione delle emissioni delle sorgenti di metano attraverso il confronto dei campi di concentrazione calcolati dal modello e delle misure effettuate durante la campagna aerea del mese di Settembre.

Ogni possibile sorgente presente nell’area (discariche, depositi di ecoballe e STIR) è stata considerata separatamente, è stato simulato il campo di concentrazione prodotto alle diverse quote esplorate dall’aereo a partire da valori di emissione per unità di area fittizi, uguali per tutte le sorgenti considerate.

Il confronto qualitativo fra le impronte delle emissioni delle diverse discariche e le concentrazioni misurate dagli strumenti aerotrasportati hanno permesso di identificare le discariche dell’area di Masseria del Pozzo (Masseria del Pozzo, Eredi di Giuliani, Ampliamento di Masseria del Pozzo e Novambiente) come quelle probabilmente responsabili del maggior contributo alle concentrazioni misurate.

L’impronta delle sorgenti FIBE induce ad escludere un impatto rilevante delle loro emissioni sulle osservazioni dell’aereo. L’area di impatto dello STIR è sostanzialmente esterna all’aerea monitorata dalla traiettoria dell’aereo, mentre il deposito di ecoballe di Ponte Riccio potrebbe contribuire solo alle concentrazioni più elevate misurate dall’aereo nella porzione sud-ovest della traiettoria più bassa. Alle quote superiori avrebbe dovuto produrre una distribuzione differente delle concentrazioni.

Stime di emissioni di metano dai siti di ecoballe
Non si dispone al momento di una quantificazione sperimentale per le emissioni delle discariche Fibe Giuliani, Eredi di Giuliani, dei depositi di ecoballe Fibe Giuliani e Ponte Riccio, dello STIR di Ponte Riccio.

A queste possibili sorgenti di metano è stato quindi attribuito un “valore minimo” di emissione di 0.5 µmol/m2s (micromoli al metro quadro per secondo) scelto all’interno del intervallo delle emissioni stimate per le discariche Resit. Il valori di emissione per unità d’area utilizzati per i siti studiati è pari a 8.02.
La simulazione modellistica è stata effettuata considerando il gas emesso alla stessa temperatura dell’ambiente e privo di velocità verticale di uscita, non sono stati quindi simulati né effetti di sovra-innalzamento termico del pennacchio, né di spinta dinamica iniziale dei gas.
La meteorologia in input al modello di dispersione è stata costruita utilizzando i rilievi meteorologici della torre GESEN alla quota di 23 metri, le osservazioni degli strumenti presenti sull’aereo ed i campi meteorologici prodotti dal sistema di previsione della qualità dell’aria di AriaSaNa.
Le misure aeree sono state pre-elaborate calcolando valori medi dei principali parametri meteorologici su ognuno dei tre strati atmosferici esplorati. In questo modo si è ottenuto un profilo verticale che è stato completato alle quote più elevate dai valori estratti dai campi previsti dal sistema di previsione del progetto #AriaSaNa.

La meteorologia in prossimità del suolo è stata descritta dalle misure della Torre Faro GESEN. Test preliminari di configurazione del sistema hanno evidenziato risultati qualitativamente migliori utilizzando, anche per lo strato superficiale, la direzione del vento stimata dalle misure aeree alla quota di 80 metri.
Considerate le differenze tra le emissioni per unità di area stimate per le diverse sorgenti presenti sul territorio in esame, il principale impatto a livello di concentrazioni di metano al suolo è attribuibile alle discariche localizzate nella zona di Masseria del Pozzo

Confronto tra concentrazioni calcolate e osservazioni della campagna aerea
Le simulazioni di dispersione hanno permesso di calcolare i campi di concentrazione alle quote monitorate dalle misure della campagna aerea. I campi di concentrazione simulati individuano correttamente le aree interessate dalle concentrazioni misurate di maggior rilievo. Questo risultato conferma la corretta riproduzione dei fenomeni di trasporto e dispersione degli inquinanti sull’area. Sono stati quindi eseguiti due tipi di confronto tra i valori medi calcolati e misurati:

 

CH4 H80 CH4 H144 CH4 H264
Figura 1 Figura 2 Figura 3

Confronto fra le concentrazioni di metano calcolate da SPRAY e misurate durante la campagna aerea del 09/09/2015

alla quota di 80 (Fig. 1), 144 (Fig. 2) e 264  metri sul livello del terreno  (Fig. 3).

 

conclusioni
Le analisi effettuate sul livello verticale di 80 metri del volo hanno permesso di valutare un livello di sottostima delle concentrazioni misurate compreso fra un fattore 2 e 3.

I motivi della sottostima possono essere:

Le forti emissioni delle discariche appaiono mascherare quelle dei siti di ecoballe, e i relativi contributi saranno separati mediante simulazioni basati su valori di emissione misurati nei prossimi mesi.
Maggiori dettagli metodologici e risultati delle simulazioni sono riportati nel rapporto finale del primo anno di attività BioQuar.