Emissioni gassose da discariche: proposte operative di valutazione e misurazione Tolentino: 17 ottobre 2014 INCONTRO DI AGGIORNAMENTO Emissioni Gassose.

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1 Emissioni gassose da discariche: proposte operative di valutazione e misurazione Tolentino: 17 ottobre 2014 INCONTRO DI AGGIORNAMENTO Emissioni Gassose da Discariche Relatori: Leonardo Berrettoni, Enrico Magnano Consorzio Obbligatorio Smaltimento Rifiuti Tolentino LabService Analytica srl Anzola Emilia - BO Ordine dei Chimici delle Marche

2 Fase I Aerobica : principale gas prodotto è l’anidride carbonica (CO 2 ); Fase II Anaerobica, non metanica: caratterizzata da forte diminuzione della concentrazione di ossigeno, notevole produzione di CO 2, ed in misura minore di idrogeno (H 2 ); Fase III Anaerobica, metanica, non stazionaria: inizia la generazione di CH 4 associata ad una riduzione della CO 2 precedentemente prodotta; Fase IV, Anaerobica, metanica, stazionaria: la produzione di biogas e la sua composizione rimangono pressoché costanti. Tolentino: 17 ottobre 2014 Relatore: Leonardo Berrettoni

3 Tolentino: 17 ottobre 2014 Relatore: Leonardo Berrettoni

4 Emissioni diffuse Tecniche analitiche Campionamento Analisi Interpretazione risultato Metodo di campionamento e numero di campioni tali da rappresentare la realtà Tecnica analitica capace di fornire dati precisi ed accurati nell’intervallo richiesto Interpretazione dei risultati sulla base delle richieste del committente e in base alla normativa vigente Tutto ciò che va in atmosfera Convogliate Fuggitive Diffuse Avvengono mediante strutture dove è possibile misurare il flusso Perdite da elementi dell’impianto Sono presenti in punti non prevedibili Tolentino: 17 ottobre 2014 Relatore: Leonardo Berrettoni

5 5 Definizione dei flussi di emissione FLUSSI CONVOGLIATI: all’impianto di trattamento FLUSSI DI MIGRAZIONE: nei terreni limitrofi FLUSSI DI EMISSIONE DIFFUSA: dalle superfici esposte Impianto captazione e trattamento biogas discarica vegetazione Strutture abitate Emissioni diffuse da discarica Tolentino: 17 ottobre 2014 Relatorie Leonardo Berrettoni

6 Il fenomeno di produzione del biogas è, in alcuni periodi della vita fermentativa del rifiuto, molto consistente con punte di 50 m 3 di gas all’anno per singola tonnellata di RSU. Tali produzioni vanno a saturare gli spazi liberi tra i rifiuti ed entrano presto in sovrappressione. Tale fenomeno consente di “spingere” verso l’esterno i volumi in eccesso ed è quindi alla base delle potenziali migrazioni. Le pressioni che si possono generare all’interno della discarica sono in funzione di differenti variabili e possono raggiungere alcune decine di hPa. Occorre quindi considerare la discarica, ed in particolare i pozzi di captazione come elementi in pressione positiva. Si ricorda che, a causa della stratigrafia “a wafer” della discarica, gli spostamenti di gas sono molto più rapidi in senso orizzontale rispetto a quello verticale. Velocità orizzontale Tolentino: 17 ottobre 2014 Relatore: Leonardo Berrettoni

7 La valutazione dei rischi di emissione incontrollata di biogas: Migrazioni nel sottosuolo Dispersione in atmosfera Pericoloso Danno economico Danno ambientale Danno economico Tolentino: 17 ottobre 2014 Relatore: Leonardo Berrettoni

8 Problemi BIOGAS Rischi di incendio ed esplosione Impatti olfattivi Rischi di asfissia Emissioni in atmosfera di GHG Fitotossicità Tolentino: 17 ottobre 2014 Relatore: Leonardo Berrettoni

9 1967 – Atlanta - Georgia – USA Magazzino commerciale viene distrutta da una esplosione provocata da una fuga di biogas 2 persone uccise e 2 ferite 1969 – Winston-Salem – North Carolina – USA Arsenale esplode a causa di infiltrazioni di biogas di discarica 3 persone uccise e 25 ferite 1986 – Loscoe - GB Bungalow esplode a causa di infiltrazioni di biogas Solo danni materiali Tolentino: 17 ottobre 2014 Relatore: Leonardo Berrettoni

10 1996 – Istanbul - Turchia Una frana causata da una esplosione di biogas ha raggiunto un accampamento di waste pickers 25 persone uccise e numerose ferite Tolentino: 17 ottobre 2014 Relatore: Leonardo Berrettoni

11 1996 – Hiriya - Israele Una esplosione di biogas all’interno degli strati più superficiali ha causato una profonda frana con distacco di una consistente parte della discarica. Tolentino: 17 ottobre 2014 Relatore: Leonardo Berrettoni

12 2004 – Tang Shan - Cina Una frana causata da combustioni interne a crepe di assestamento ha causato lo spostamento di circa 300.000 m 3 di rifiuti per circa 400 m Numero di waste pichers uccisi: non precisato (probabilmente 12) Tolentino: 17 ottobre 2014 Relatore: Leonardo Berrettoni

13 La causa principale degli odori legati al biogas è dovuta a microcomponenti presenti in minima parte nel biogas, tra questi: composti dello zolfo (mercaptani, tiofenoli, tioalcoli, tioacidi) composti dello zolfo (mercaptani, tiofenoli, tioalcoli, tioacidi) composti dell’azoto (ammine alifatiche) composti dell’azoto (ammine alifatiche) I macrocomponenti del biogas quali metano ed anidride carbonica sono inodori. Impatti olfattivi Tolentino: 17 ottobre 2014 Relatore: Leonardo Berrettoni

14 Tolentino: 17 ottobre 2014 Relatore: Leonardo Berrettoni

15 Rischi di asfissia e intossicazione In determinate condizioni la densità del biogas può essere maggiore di quella dell’aria e quindi saturare spazi depressi e confinati come pozzi e cunicoli. Nel biogas sono contenuti alcuni microcomponenti caratterizzati da azione tossica sull’apparato umano come monossido di carbonio (CO), acido solfidrico (H 2 S), ammoniaca (NH 3 ). Tolentino: 17 ottobre 2014 Relatore: Leonardo Berrettoni

16 compostoGWPnote CO 2 1riferimento R128500CFC R114000CFC R5008500miscela di R12 e R152a R5024300miscela di R22 e R115 R221700HCFC R12390HCFC R134a1300HFC R2903idrocarburo R407c1610miscela di R32, R125 e R134a R410a1890miscela di R32 e R125 CH 4 (metano) 24 idrocarburo Il metano e l’anidride carbonica che compongono il biogas sono due gas ad elevato impatto sulla nostra atmosfera per “l’effetto serra” che essi inducono. Emissioni in atmosfera di GHG Circa il 10% delle emissioni di metano in atmosfera è causata da discariche di rifiuti. Il fattore GWP del metano è 24 volte maggiore di quello dell’anidride arbonica. Tolentino: 17 ottobre 2014 Relatore: Leonardo Berrettoni

17 Il fenomeno di fitotossicità è legato essenzialmente alla tossicità del biogas nei confronti delle piante che possono assorbirlo attraverso le radici e l’apparato fogliare. Fitotossicità La presenza di fasce di vegetazione sofferente od addirittura morta possono fungere da premonitori di una migrazione nel sottosuolo circostante. Tolentino: 17 ottobre 2014 Relatore: Leonardo Berrettoni

18 Il gas di discarica è considerato come fonte rinnovabile e pertanto beneficia degli incentivi previsti dalla Legge. Un metro cubo di biogas con concentrazione di metano al 50% ha un potere calorifico pari a circa 4,8 kWh. Il rendimento di trasformazione del biogas in energia elettrica è di circa il 35-40%, ne consegue che con un m 3 di biogas è possibile produrre circa 1,7 kWh. Il rendimento termico è più elevato ma più difficilmente applicabile ad utenze prossime alla discarica. Attualmente un kWh prodotto dal biogas da discarica viene compensato (tariffa omnicomprensiva) 0,18 €/kWh La captazione di un solo metro cubo di biogas da una discarica può quindi produrre un ricavo lordo di circa 2.000 €/anno. Ogni singolo pozzo di captazione del biogas può produrre un ricavo di alcune decine di migliaia di Euro Biogas come risorsa Tolentino: 17 ottobre 2014 Relatore: Leonardo Berrettoni

19 Biogas come risorsa Tolentino: 17 ottobre 2014 Relatore: Leonardo Berrettoni