Le sostanze emesse dal camino analizzate non sono cancerogene per l’uomo. Alcune presentano caratteristiche di tossicità e per alcune sono definiti limiti alle emissioni (D.Lgs 152/06) in termini di valori limite di esposizione a breve e a lungo termine. [1]. Si sono analizzati gli edifici intorno al camino e sono stati selezionati quelli in grado di produrre un maggior effetto considerando la loro posizione e dimensione (building downash, l’effetto di disturbo causato da edifici). In generale un ostacolo crea delle turbolenze indotte dalla forza del vento che agisce su di esso, si ha quindi una modifica sulla naturale traiettoria del vento. La turbolenza locale richiama il pennacchio verso il basso e di conseguenza sottovento all’ostacolo si ha un aumento di concentrazione di inquinanti. Continuando ad allontanarsi, sempre in direzione sottovento, si ha che le differenze di concentrazione si attenuano e si può arrivare ad avere nel caso con ostacoli zone a concentrazione inferiore rispetto al caso senza ostacoli in quanto, globalmente, deve essere rispettato il bilancio di massa. Per quanto riguarda la zona sopravento, l’ostacolo agisce sulle traiettorie del vento con una diminuzione locale di densità, e quindi di concentrazione di inquinanti. BPIP è un programma che calcola le dimensioni dell’ostacolo al variare della direzione del vento. Richiede come input i dati geometrici relativi agli ostacoli e alla sorgente di emissione. I dati inseriti sono l’altezza, il numero di piani e le coordinate dei vertici di ciascun ostacolo da modellare, l’altezza e le coordinate della sorgente. Come distanza dalla sorgente, sono esclusi gli ostacoli che si trovano a più di 5 volte il valore minore tra l’altezza dell’ostacolo e la sua larghezza in direzione trasversale al vento Nella studio si è utilizzato il modello Calpuff [07] per l’analisi della dispersione delle sostanze emesse da un camino dell’azienda Lyondellbasell di Ferrara. Calpuff è risultato particolarmente adatto alla meteorologia di Ferrara, data la capacità del modello di lavorare correttamente anche in casi di venti deboli o calme di vento. Questa caratteristica, unita ad altre peculiarità di Calpuff, come la capacità di calcolare campi di vento che tengano conto di orografie complesse, della presenza di ostacoli e della non stazionarietà dell’emissione, lo rendono uno strumento più accurato rispetto ad altri modelli utilizzati attualmente. Può, ad esempio, essere considerato un’evoluzione rispetto al software Aermod, anch’esso sviluppato dall’EPA e di ampio utilizzo in Italia. Un altro aspetto innovativo di Calpuff è la possibilità di caratterizzare le diverse sostanze con coefficienti di dispersione specifici che tengano conto della diversa tendenza naturale delle sostanze a disperdersi in aria. Dall’applicazione del modello si è potuto simulare l’effetto che la sorgente di emissione ha sul territorio circostante. In particolare, si sono ottenute le concentrazioni ad altezza d’uomo in corrispondenza di punti noti, detti recettori, distribuiti nell’intorno del camino in una superficie di 3 km2. Dai dati ottenuti con la simulazione si è ricavato l’andamento spaziale, all’interno della griglia di calcolo, delle medie annue di concentrazione e l’andamento temporale delle concentrazioni in corrispondenza di alcuni recettori di esempio. Questi valori possono essere confrontati con livelli di riferimento per la qualità dell’aria e, dagli andamenti temporali si possono estrarre i massimi o la frequenza di superamento di determinate soglie, qualora esse siano definite a livello normativo. Nel caso in esame, essendo le sostanze emesse non contemplate dal decreto legislativo 155/10 sulle immissioni, si è fatto riferimento alle reference concentrations (RfC) proposte dall’EPA nel database IRIS. Queste concentrazioni tutelano la salute umana da esposizione continuativa considerando l’intero arco della vita e sono utilizzate negli Stati Uniti per il calcolo del rischio.
I risultati ottenuti hanno evidenziato come le concentrazioni al suolo siano di diversi ordini di grandezza inferiori alle RfC. Si è poi svolta una seconda simulazione che tiene conto dell’effetto di Building Downwash, cioè influenza da parte dei principali impianti industriali dell’azienda sulla concentrazione al suolo. Gli impianti agiscono infatti, da ostacoli alla dispersione delle sostanze in aria, creando zone con maggiore o minore concentrazione rispetto alla simulazione su terreno piano. In particolare, considerando le medie annuali, dalla differenza tra le due simulazioni calcolata relativamente al caso senza ostacoli, si hanno differenze anche fino al 10% (in positivo e in negativo). Se si considerano le medie mensili, queste differenze raggiungono anche il 60%. Questo è spiegato dal fatto le differenze significative si hanno solo sporadicamente, quando si verificano particolari combinazioni di velocità e direzione del vento che accentuano l’effetto di building downwash. [11] Si ha quindi un’attenuazione delle differenze con l’aumentare del periodo su cui esse sono mediate.
Conclusioni
Infine, con questo studio si è impostata una simulazione che potrà essere sviluppata attraverso analisi di sensitività applicate allo stesso caso reale, ad esempio si è mostrato interesse nel valutare come variano le concentrazioni al suolo dopo una modifica del numero di sorgenti o delle quantità emesse. Si evidenzia l’utilità del modello che può essere utilizzato anche come base di partenza per il calcolo del rischio per la salute umana o per studi ecotossicologici e di migrazione delle sostanze emesse in comparti ambientali diversi dall’aria.