Aprimoramento de estratégias regulatórias para gestão de odor ambiental: Improvement of regulatory strategies for environmental odour management

Abstract

A poluição do ar relacionada a odor ambiental pode causar efeitos adversos na saúde humana em exposições agudas e crônicas. Conflitos entre comunidades e fontes de odor são geralmente mediados por órgãos ambientais através de legislações. No entanto, disparidades são encontradas nas estruturas utilizadas para gerenciar emissões e impactos de odor. Essa falta de harmonização e padronização cria lacunas que urgentemente necessitam ser estreitadas. Deste modo, o objetivo geral desta Tese é colaborar com o aprimoramento de estratégias regulatórias para gestão de odor ambiental. Para tanto, dois trabalhos foram conduzidos: (i) legislações de odor em 28 países ao redor do mundo foram organizadas e revisadas, e (ii) a variabilidade interanual de distâncias de separação dependentes da direção foi avaliada. A coleção abrangente de regulamentos de odor identificou e categorizou as abordagens utilizadas para legislar sobre odor: padrão de impacto máximo, padrão de distância de separação, padrão de emissão máxima, padrão máximo de incômodo, padrão tecnológico. A associação de uma série temporal de concentração de odor em ar ambiente, calculada por modelos de dispersão, com os chamados critérios de impacto de odor (CIO) foi identificada como um dos instrumentos mais utilizados para avaliar impactos de odor. Os diferentes componentes dos CIO (i.e. concentração de odor limite, percentil e tempo de média) foram sintetizados, comparados e discutidos. O estudo de revisão contemplou por que a legislação de odor é desafiadora de ser estabelecida, como foram coletadas evidências para determinar limites de odor em ar ambiente, consideração sobre distâncias de separação, melhores tecnologias disponíveis e aplicação dos CIO. Além disso, foi demonstrado por que podem ocorrer diferenças na concentração de odor medida entre todas as unidades de odor, apesar das unidades serem consideradas teoricamente equivalentes. Elementos mútuos de legislações bem-sucedidas foram capturados, e uma estratégia multi-ferramenta integrada foi recomendada para gerenciar odor ambiental. Os métodos e ferramentas que contemplam a estratégia integrada são abrangidos em preditivos, observacionais/empíricos e mitigação/controle. Essa estratégia tem potencial para ser uma contribuição chave, em âmbito mundial, de importância expressiva na busca por maior harmonização entre leis de odor através de uma base sólida comum. A avaliação da variabilidade interanual de distâncias de separação dependentes da direção investigou se um único ano meteorológico é suficiente para obter padrões de impactos de odor representativos. O modelo de dispersão AERMOD foi aplicado para calcular distâncias de separação para evitar incômodos de odor em duas localidades. Os cálculos foram realizados para São José dos Pinhais (Brasil, perto de Curitiba) e Groß-Enzersdorf (Áustria, perto de Viena) utilizando 5 anos de observações meteorológicas horárias para cada local. Confirmou-se que séries temporais de dados meteorológicos mais longas fornecem uma compreensão das condições "médias" e de longo prazo de como distâncias de separação são moldadas no entorno de fontes de odor. No entanto, tais dados não estão sempre disponíveis, e processar séries temporais meteorológicas mais longas demanda mais tempo. Determinou-se um baixo grau de variação ano-a-ano das distâncias de separação (valores médios do coeficiente de variação de 8% a 21%). Portanto, um único ano de dados meteorológicos é um adequado compromisso para alcançar uma precisão confiável. Esse achado pode aperfeiçoar a relação entre tempo/recursos financeiros e precisão em estudos de modelagem de dispersão de odor. Por fim, esta Tese apresenta potencialidade notória para aprimorar legislações de odor atualmente em vigor, além de promover o desenvolvimento de novas regulamentações em países sem instrumentos para atuar sobre incômodos olfativos de odor ambiental.

Abstract: Environmental odour-related air pollution can cause adverse effects on human health in acute and chronic exposures. Conflicts between communities and odour sources are usually mediated by environmental agencies through regulations. However, disparities are found in the frameworks used to manage emissions and impacts of odour. This lack of harmonization and standardization creates gaps that urgently need to be narrowed. Accordingly, the objective of this Thesis is to contribute with the improvement of regulatory strategies for environmental odour management. To this end, two works were conducted: (i) odour regulations in 28 countries around the world were organized and revised, and (ii) the inter-annual variability of direction-dependent separation distances was evaluated. The comprehensive collection of regulatory instruments identified and categorized the approaches used to legislate on odour: maximum impact standard, separation distance standard, maximum emission standard, maximum annoyance standard, technology standard. The association of a time series of odour concentration in ambient air, calculated by dispersion models, with the so-called odour impact criteria (OIC) was identified as one of the tools most used to evaluate odour impacts. The different components of the OIC (i.e. odour concentration threshold, percentile and averaging time) were synthesized, compared and discussed. The review study contemplated why odour legislation is challenging to establish, how evidence was collected to determine odour thresholds in ambient air, consideration of separation distances, best available technologies, and application of OIC. Moreover, it has been demonstrated that differences in the measured odour concentration may occur across all odour units, although these units are considered theoretically equivalent. Mutual elements of successful legislations were captured, and an integrated multi-tool strategy was recommended to manage on environmental odour. The methods and tools that comprise the integrated strategy are encompassed into predictive, observational/empirical and mitigation/control. This strategy has the potential to be a worldwide-key contribution of significant importance in the search for greater harmonization among odour laws through a solid common basis. The evaluation of inter-annual variability of direction-dependent separation distances investigated whether a single meteorological year is sufficient to obtain representative odour impact patterns. The AERMOD dispersion model was applied to calculate separation distances to avoid odour conflicts at two sites. The calculations were conducted for São José dos Pinhais (Brazil, near Curitiba) and Groß-Enzersdorf (Austria, near Vienna) using 5 years of hourly meteorological observations for each site. It was confirmed that longer time series of meteorological data provide an understanding of the "average" and long-term conditions of how the separation distances are shaped around the odour sources. However, these data are not always available, and processing longer meteorological time series requires more time. A low degree of year-to-year variation of the separation distances was determined (mean coefficient of variation from 8% to 21%). Thus, a single year of meteorological data is an adequate compromise to achieve reliable accuracy. This finding can improve the relationship between time/financial resources and accuracy in odour dispersion modeling studies. Finally, this Thesis has the potential to effectively improve odour legislations currently in force, in addition to promoting the development of new regulations in countries with no instruments to deal with environmental odour.