COT - COV

Il database SPECIATE
associazione SNAP - profili di speciazione COV
Marco Moretti
ARPA Lombardia
Settore Monitoraggi Ambientali
Modellistica qualità dell'aria e inventari
[email protected]
Riunione INEMAR_TE
Milano 8 Giugno 2016
Il database SPECIATE
Il database SPECIATE è un prodotto importante dell’U.S. Environmental Protection
Agency (EPA) che serve da miniera di profili di speciazione specifici per categoria
di sorgente. I profili contengono le frazioni in peso delle specie chimiche sia dei
composti organici volatili (VOCs) che del materiale particolato (PM).
Le frazioni in peso delle singole specie di COV sono usate nei meccanismi della
chimica atmosferica nei modelli di qualità dell’aria, per predire le concentrazioni di
ozono in atmosfera.
I dati usati per creare questi profili provengono da una varietà di fonti, inclusi
articoli di riviste scientifiche sottoposti a revisione tra pari e da test di emissioni
condotti soprattutto dall’EPA. La fonte originale dei dati usati in ogni profilo è
documentata nel database SPECIATE.
Siccome i dati provengono da una varietà di fonti, la loro qualità varia molto. Il
database SPECIATE include un campo di indicatore di qualità che valuta la qualità
dei profili emissivi.
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Milano 8 Giugno 2016
I profili SPECIATE
Ogni profilo di COV contiene le seguenti informazioni:
Profile name (nome del profilo)
Profile number (numero del profilo)
Profile data quality (qualità del profilo)
Control device identification (identificazione del sistema di abbattimento)
References (riferimenti)
Data source (fonte del dato)
Source Classification Code (SCC, codice di classificazione della fonte)
Le specie chimiche del profilo sono identificate dai seguenti codici e
parametri:
Storage and Retrieval of Aerometric Data (SAROAD) code
Chemical Abstract System (CAS) number
Species name (nome della specie)
Molecular weight (peso molecolare)
Weight percent (peso in percentuale)
Date (data)
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Milano 8 Giugno 2016
Esempio di informazioni contenute in un profilo di SPECIATE
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Browser del database SPECIATE, liberamente accessibile
https://cfpub.epa.gov/si/speciate/ehpa_speciate_browse_details.cfm?ptype=G&pnumber=1301
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Esempio di scheda di un composto organico:
1,2,3,4-tetrametilbenzene
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Tabella Associa_SNAP
La tabella Associa_SNAP è stata costruita come raccordo tra la classificazione dei profili
SPECIATE e la nomenclatura SNAP. Diverse descrizioni di profili SPECIATE possono essere
associate a una stessa attività SNAP.
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Tabella Coefficienti MIR_COV
La tabella Coefficienti MIR_COV contiene i codici SAROAD, il CAS number, la descrizione dei
composti, il peso molecolare (MWt), i coefficienti MIR gO3/gVOC, la formula bruta e i numeri
di atomi dei singoli elementi di ogni molecola.
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Tabella Profili_VOC_SNAP
La tabella Profili_VOC_SNAP collega i codici dei profili alle relative attività SPECIATE e SNAP.
Un profilo, identificato da un dato codice, può essere associato a un certo numero di
attività tra loro molto diverse.
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Tabella Profili_VOC_speciesandweight
La tabella Profili_VOC_speciesandweight contiene, per ogni profilo, il peso di ogni
composto. La somma dei pesi dei composti relativi a un dato profilo dovrebbe chiudere a
100 (in realtà ci sono profili per cui questo non accade).
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Milano 8 Giugno 2016
Confronto pesi molecolari
A partire dalla formula bruta (molecolare) attribuita dove possibile a ciascun composto, è
stato calcolato il peso molecolare a partire dai pesi atomici dei singoli componenti.
Quindi è stato fatto un confronto con il peso molecolare (MWt) fornito da SPECIATE.
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Milano 8 Giugno 2016
Alcune considerazioni sui composti di SPECIATE e sui loro
pesi molecolari
Non sempre c’è concordanza tra il peso molecolare di un composto fornito da SPECIATE
(MWt) e quello calcolato a partire dalla formula.
SPECIATE considera una vasta varietà di composti organici. In molti casi si tratta di
isomeri, aventi cioè stessa formula bruta (molecolare).
In molti casi il CAS number non è assegnato e il SAROAD è associato a una classe di
composti (descritta in modo sommario nel campo dei commenti), per cui il MWt
fornito è spesso riferito a un composto di base, il più semplice del gruppo, e quindi in
molti casi sottostimato.
Si segnala che in non pochi casi (circa il 20%) il peso molecolare calcolato a partire dalla
formula molecolare di un composto si discosta in modo significativo da quello fornito,
pur essendo stato calcolato correttamente a partire dalla formula. La ragione di queste
differenze, che possono essere sia positive che negative, al momento non è stata
determinata.
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Milano 8 Giugno 2016
Calcolo del coefficiente per passare da COT a COV
Tramite la query calcola COT, che si fonda sulla tabella confronto pesi molecolari vista
sopra, si ottiene il coefficiente per passare da COT a COV. La formula è la seguente:
COT = numero di atomi di carbonio * 12,01 / (peso molecolare calcolato del
composto)
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Milano 8 Giugno 2016
Query di conversione COT - COV
Tramite la query COT - COV, si applica il coefficiente COT appena calcolato a tutti i
composti di ogni profilo. La formula è la seguente:
COT medio: [COT]*[WEIGHT]/100
Per un dato profilo la somma dei pesi WEIGHT dei suoi composti è pari a 100.
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Milano 8 Giugno 2016
COT medio per le attività del macrosettore 6
(uso di vernici e solventi)
La % di emissioni di COT sul totale di COV da un’attività è data dalla somma dei COT medi.
Se questa è pari a 0,8234, significa che le emissioni di COT sono l’82,34% di quelle di COV.
MAC SETT ATT
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
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1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
4
4
4
4
1
2
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
1
2
3
4
5
6
7
8
11
12
13
14
3
5
8
12
NOME_ATT
Verniciatura di autoveicoli
Verniciatura: riparazione di autoveicoli
Verniciatura: uso domestico (eccetto 6.1.7)
Verniciatura: rivestimenti
Verniciatura: imbarcazioni
Verniciatura: legno
Altre applicazioni industriali di verniciatura
Altre applicazioni non industriali di verniciatura
Sgrassaggio metalli
Pulitura a secco
Componentistica elettronica
Altri lavaggi industriali
Produzione / lavorazione di poliestere
Produzione / lavorazione di cloruro di polivinile
Produzione / lavorazione di poliuretano
Produzione / lavorazione di schiuma polistirolica
Produzione / lavorazione della gomma
Sintesi di prodotti farmaceutici
Produzione di vernici
Produzione di inchiostri
Produzione di nastri adesivi magnetici film e fotografie
Finiture tessili
Conciatura di pelli
Altro (pannelli truciolari impregnazione carta ecc...)
Industria della stampa
Applicazione di colle e adesivi
Uso di solventi domestici (oltre la verniciatura)
Altro (conservazione semi ...)
Somma di COT
medio
0,8234
0,8234
0,8234
0,8234
0,8234
0,8234
0,8234
0,8234
0,8234
0,8234
0,8234
0,8234
0,8563
0,8563
0,8563
0,8563
0,8563
0,6482
0,8234
0,8234
0,8234
0,6683
0,6683
0,8234
0,4726
0,8234
0,8234
0,8234
Importazione della Taboutput del Bacino Padano 2010,
sua decodifica e calcolo delle emissioni speciate
La Taboutput del Bacino Padano contenente i dati delle emissioni di COV (ID_INQUINANTE
= 3) del 2010 è stata importata nel file mdb SPECIATE 2016. I suoi campi sono i seguenti:
ISTAT_COMUNE
ID_ATTIVITA
ID_COMBUSTIBILE
ID_INQUINANTE
VALORE_EMISSIONE
La query vedi dati bacino speciati si basa sulla Taboutput del Bacino Padano e la decodifica.
Oltre a servire a questo scopo, la suddetta query permette di collegare il campo
ID_ATTIVITA alle tabelle Profili_VOC_SNAP e Profili_VOC_speciesandweight, che
contengono le informazioni necessarie per collegare l’attività SNAP alla nomenclatura e ai
profili di SPECIATE. In questo modo si possono visualizzare le emissioni di ciascun
composto di ciascun profilo associato alle attività contenute nella Taboutput, tramite la
formula seguente:
Emissione speciata: [VALORE_EMISSIONE]*[WEIGHT]/100
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Query vedi dati bacino speciati
Applicando il filtro per codice macrosettore, è possibile visualizzare le emissioni speciate
delle sole attività con uso di vernici e solvento (macrosettore 6). Con una semplice query di
aggregazione, è possibile visualizzare i dati totali del Bacino Padano senza il dettaglio
comunale.
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Emissioni di COV e di benzene nel Bacino Padano
per macrosettore nel 2010
MACROSETTORE
1 Produzione energia e trasformazione combustibili
2 Combustione non industriale
3 Combustione nell'industria
4 Processi produttivi
5 Estrazione e distribuzione combustibili
6 Uso di solventi
7 Trasporto su strada
8 Altre sorgenti mobili e macchinari
9 Trattamento e smaltimento rifiuti
10 Agricoltura
11 Altre sorgenti e assorbimenti
Totale
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COV
t/anno
3.637
67.388
8.371
41.712
25.095
223.443
67.341
9.305
2.098
120.168
196.583
765.142
Benzene
t/anno
73
147
1.063
1.337
27
370
1.683
75
80
6,2
0,0
4.861
% Benzene
2,0%
0,2%
13%
3%
0,1%
0,2%
2,5%
0,8%
3,8%
0,0%
0,0%
0,6%
Ripartizione % delle emissioni di COV e di benzene
nel Bacino Padano per macrosettore nel 2010
C6H6 Bacino Padano
1,6%
0,1%
1,5%
0,0%
Produzione energia e trasformazione
combustibili
Combustione non industriale
1,5%
Combustione nell'industria
3,0%
21,9%
34,6%
Processi produttivi
Estrazione e distribuzione combustibili
Uso di solventi
Trasporto su strada
Altre sorgenti mobili e macchinari
Trattamento e smaltimento rifiuti
Agricoltura
7,6%
0,6%
Riunione INEMAR_TE
Milano 8 Giugno 2016
27,5%
Altre sorgenti e assorbimenti