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pubblicazioni - Presentazione

Ricostruzione modellistica dei processi di dispersione e trasformazione chimica del mercurio atmosferico sul territorio italiano

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Ricostruzione modellistica dei processi di dispersione e trasformazione chimica del mercurio atmosferico sul territorio italiano

La presentazione che si intende presentare è relativa allo studio sulla ricostruzione modellistica dei processi di dispersione, trasformazione chimica e deposizione del mercurio atmosferico sul territorio italiano. Lo studio costituisce uno dei pochi casi di applicazione modellistica focalizzata sul territorio italiano dedicata alla valutazione del mercurio.

L’inquinamento da mercurio costituisce una problematica di notevole rilevanza e criticità, determinata sia dalla natura stessa del composto, altamente tossico, che dalla articolata serie di processi chimico-fisici a cui è soggetto. Il mercurio è un composto estremamente volatile, che può essere trasportato su lunghe distanze, ed è generato sia da sorgenti antropiche che da processi naturali (mobilizzazione). Il mercurio viene normalmente emesso in atmosfera allo stato elementare (Hg 0 ), dove può essere successivamente trasformato in mercurio ossidato (Hg II ), che a sua volta può essere adsorbito per via acquosa sul particolato (Hg p ). L’accurata ricostruzione del destino del mercurio in atmosfera richiede quindi l’utilizzo di adeguati strumenti modellistici in grado di simulare l’intera sequenza di processi a cui è soggetto, in particolare: emissione da sorgenti naturali ed antropiche, dispersione e trasformazione chimica, deposizione. Il presente lavoro descrive l’implementazione e la successiva applicazione di un sistema modellistico basato sul modello di chimica e trasporto CAMx [1]. Il sistema comprende anche il modello meteorologico WRF [2], codici per la stima delle emissioni antropiche e biogeniche e algoritmi sviluppati ad hoc per la stima delle emissioni naturali di mercurio. L’approccio adottato permette quindi di ricostruire in modo esaustivo tutti i processi che influenzano la permanenza in atmosfera del mercurio e, in particolare, di riprodurre le trasformazioni chimiche di tutti i composti in modo consistente (approccio one atmosphere). Il sistema modellistico è stato applicato su un dominio di calcolo relativo all’intero territorio italiano, suddiviso in una griglia regolare di celle con risoluzione 15 km ed ha fornito in uscita l’evoluzione della concentrazione oraria in atmosfera e dei relativi flussi di deposizione sia del mercurio che dei principali composti gassosi ed in fase particolato. La concentrazione media annua di mercurio elementare stimata da CAMx varia fra 1.5 e 1.7 ng/m 3 , mentre quella di mercurio ossidato fra 0.02 e 0.1 ng/m 3 . Il rateo annuale di deposizione umida del mercurio totale varia fra 8-15 g/km 2 /y, mentre il corrispondente flusso di deposizione secca varia fra 6-10 g/km 2 /y. I risultati ottenuti sono stati poi confrontati con un dataset misurato di concentrazioni in aria e ratei di deposizione umida. Inoltre, le uscite del modello sono state confrontate con i corrispondenti risultati forniti da EMEP-MSCE [3], il modello di riferimento a livello europeo per lo studio dell’inquinamento da mercurio, che ha quindi rappresentando una forma indiretta di validazione dei risultati. Il confronto con EMEP ha evidenziato una sostanziale coerenza fra le uscite dei due modelli, ma anche alcune importanti differenze. In particolare CAMx prevede concentrazioni di mercurio elementare inferiori ad EMEP, ma valori più elevati di mercurio ossidato; diversamente le concentrazioni di mercurio particolato sono molto simili. Coerentemente, CAMx tende a ricostruire flussi di deposizione di mercurio più intensi di EMEP.

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