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Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-01262023-170304


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
LOMBARDI, EDOARDO
URN
etd-01262023-170304
Titolo
Stima delle Emissioni Diffuse di Polveri e Analisi di Sensitività Parametrica utilizzando il software CALPUFF
Dipartimento
SCIENZE DELLA TERRA
Corso di studi
SCIENZE AMBIENTALI
Relatori
relatore Mastroeni, Giandomenico
correlatore Grassi, Carlo
controrelatore Zanchetta, Giovanni
Parole chiave
  • particolato atmosferico (particulate matter)
  • rateo emissivo (emission rate)
  • fattore di emissione (emission factor)
  • analisi di sensitività (senstivity analysis)
  • Calpuff
Data inizio appello
10/02/2023
Consultabilità
Completa
Riassunto
Il presente lavoro si è concentrato sulle emissioni di PM10 provenienti da cantieri.
Esse sono state stimate con le metodologie indicate nelle Linee Guida ARPAT relative alla movimentazione di materiali polverulenti e ne è stata inoltre valutata la compatibilità con i limiti di legge per la qualità dell'aria secondo quanto indicato nelle stesse Linee Guida. Successivamente, sono state condotte simulazioni modellistiche volte ad evidenziare le differenze nelle concentrazioni al suolo stimate dal modello al variare di determinati parametri.
L'inquinamento atmosferico costituisce infatti il principale fattore di rischio per la salute dell'uomo dal punto di vista ambientale e, tra i numerosi inquinanti atmosferici, le polveri risultano essere fra i più deleteri per la nostra salute. Per questo motivo, è essenziale disporre di strumenti che consentano di stimarne le emissioni e di valutarne la compatibilità con i limiti di qualità dell'aria. Le Linee Guida ARPAT rappresentano uno strumento di questo tipo. D'altra parte, le stesse Linee Guida lasciano ampio spazio all'attuazione di valutazioni modellistiche specifiche (e al monitoraggio) per valutare la compatibilità o meno di una data emissione coi limiti normativi. Tuttavia attualmente, nello sviluppo delle simulazioni numeriche per stima dell’impatto ambientale di opere all’interno di procedure di VIA, non sono codificate linee guida per l’applicazione dei modelli che forniscano esplicitamente come configurare il codice di dispersione (AERMOD, CALPUFF etc.) per la caratterizzazione del termine di sorgente (altezza di emissione, dispersione laterale inziale, dispersione verticale iniziale...) e la configurazione della griglia di calcolo. Il settaggio di questi parametri influenza in modo significativo il risultato della simulazione. In questo contesto è stato applicato il software CALPUFF sia su un dominio di calcolo fittizio sia per un caso reale.
Nel dominio di calcolo fittizio sono state considerate le emissioni di PM10 provenienti da un cantiere. Queste erano state precedentemente stimate e valutate secondo le Linee Guida ARPAT. La loro diffusione in atmosfera e le ricadute al suolo sono state quindi simulate in 24 differenti modi, al variare dei seguenti parametri: tipo di sorgente (areale o volumetrica), passo della griglia di campionamento (100m o 25m), posizione della sorgente rispetto alla griglia (centrata o non centrata), altezza di emissione (3m o 0m) parametri di dispersione iniziali (verticale e laterale).
Il caso reale considerato è un cantiere di ampliamento dell’area ospedaliera di Cisanello nel Comune di Pisa. Anche in questo caso si è proceduto con una analisi di sensitività parametrica al variare dei medesimi parametri precedentemente citati. In particolare, la sorgente di emissione (il cantiere) oltre che come sorgente areale e come sorgente volumetrica singola è stata modellizzata anche come sorgenti volumetriche multiple. Ciò al fine di riprodurre dal punto di vista modellistico il fatto che in un cantiere vengano svolte numerose attività, separate anche spazialmente. Si noti che il tasso di emissione utilizzato è differente da quello usato nel dominio fittizio ma che, come nel dominio fittizio, esso è stato comunque mantenuto costante al variare del tipo di sorgente e degli altri parametri (per le sorgenti volumetriche multiple, la sommatoria dei loro tassi di emissione è pari al tasso di emissione della sorgente volumetrica singola e della sorgente areale). Inoltre, diversamente dal caso fittizio, oltre alle ricadute di PM10 al suolo e alle massime concentrazioni raggiunte dall’inquinante all’interno del dominio di calcolo, ci si è concentrati anche sui livelli dell’inquinante in 10 punti scelti arbitrariamente nel dominio di calcolo. Si tratta di recettori sensibili ovvero di aree destinate alla prolungata permanenza di persone: 8 di essi sono case, uno è un nido d’infanzia e un altro è un parco giochi. L’altezza dei recettori è stata inizialmente posta a 2m dal suolo. Le simulazioni sono state successivamente ripetute ponendone l’altezza a 1m e a 3m per avere un’idea del profilo verticale della concentrazione dell’inquinante in tali punti.
A seconda della schematizzazione della sorgente e dell’impostazione dei vari parametri di input è stato dunque possibile notare come variano le massime concentrazioni nel dominio (in alcuni casi anche di più di un ordine di grandezza) e, per il caso reale, i livelli ai 10 recettori discreti considerati (in maniera meno marcata rispetto ai massimi sul dominio). È stato anche possibile valutare quali sono i parametri di input più influenti nel determinare tali differenze.
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