Pitman, Alessandro

Pitman, Alessandro

Lunedi, 28 marzo 2011 20: 27

Problemi ambientali e di salute pubblica

Poiché l'industria della cellulosa e della carta è un grande consumatore di risorse naturali (ad esempio legno, acqua ed energia), può contribuire in modo determinante ai problemi di inquinamento dell'acqua, dell'aria e del suolo e negli ultimi anni è stata oggetto di un attento esame. Questa preoccupazione sembra giustificata, considerando la quantità di inquinanti dell'acqua generati per tonnellata di pasta di cellulosa (ad esempio, 55 kg di fabbisogno biologico di ossigeno, 70 kg di solidi sospesi e fino a 8 kg di composti organoclorurati) e la quantità di pasta prodotta a livello globale su base annua (circa 180 milioni di tonnellate nel 1994). Inoltre, solo il 35% circa della carta usata viene riciclata e la carta da macero contribuisce in modo determinante al totale dei rifiuti solidi mondiali (circa 150 milioni su 500 milioni di tonnellate all'anno).

Storicamente, il controllo dell'inquinamento non è stato considerato nella progettazione delle cartiere e delle cartiere. Molti dei processi utilizzati nell'industria sono stati sviluppati con poca attenzione per ridurre al minimo il volume degli effluenti e la concentrazione di sostanze inquinanti. Dagli anni '1970, le tecnologie di abbattimento dell'inquinamento sono diventate parte integrante della progettazione delle cartiere in Europa, Nord America e in altre parti del mondo. La figura 1 illustra le tendenze nel periodo dal 1980 al 1994 nelle cartiere canadesi in risposta ad alcune di queste preoccupazioni ambientali: aumento dell'uso di prodotti di scarto del legno e carta riciclabile come fonti di fibre; e diminuzione della domanda di ossigeno e di sostanze organiche clorurate nelle acque reflue.

Figura 1. Indicatori ambientali nelle cartiere canadesi, dal 1980 al 1994, che mostrano l'uso di scarti di legno e carta riciclabile nella produzione, e la domanda biologica di ossigeno (BOD) e composti organoclorurati (AOX) nelle acque reflue.

PPI140F1

Questo articolo discute i principali problemi ambientali associati al processo della pasta e della carta, identifica le fonti di inquinamento all'interno del processo e descrive brevemente le tecnologie di controllo, inclusi sia il trattamento esterno che le modifiche all'interno dell'impianto. Le questioni derivanti dai rifiuti di legno e dai fungicidi anti-sapstain sono trattate più dettagliatamente nel capitolo Legname.

Problemi di inquinamento atmosferico

Le emissioni nell'atmosfera di composti di zolfo ossidato provenienti da cartiere e cartiere hanno causato danni alla vegetazione e le emissioni di composti di zolfo ridotto hanno generato lamentele per gli odori di "uovo marcio". Studi condotti tra i residenti delle comunità di cartiere, in particolare i bambini, hanno mostrato effetti respiratori correlati alle emissioni di particolato, irritazione delle membrane mucose e mal di testa ritenuti correlati a composti di zolfo ridotti. Tra i processi di spappolatura, quelli con il maggior potenziale di causare problemi di inquinamento atmosferico sono i metodi chimici, in particolare la spappolatura kraft.

Gli ossidi di zolfo vengono emessi ai tassi più elevati dalle operazioni di solfito, in particolare quelle che utilizzano basi di calcio o magnesio. Le fonti principali includono i colpi del digestore discontinuo, gli evaporatori e la preparazione del liquore, con le operazioni di lavaggio, vagliatura e recupero che contribuiscono in quantità minori. Anche i forni di recupero Kraft sono una fonte di anidride solforosa, così come le caldaie elettriche che utilizzano carbone o olio ad alto contenuto di zolfo come combustibile.

Composti a ridotto contenuto di zolfo, tra cui idrogeno solforato, metilmercaptano, dimetilsolfuro e dimetildisolfuro, sono quasi esclusivamente associati alla pasta kraft e conferiscono a questi mulini il loro caratteristico odore. Le fonti principali includono il forno di recupero, il soffio del digestore, le valvole di sfiato del digestore e gli sfiati della lavatrice, sebbene possano contribuire anche gli evaporatori, i serbatoi di fusione, gli smorzatori, il forno a calce e le acque reflue. Alcune operazioni sul solfito utilizzano ambienti riducenti nei loro forni di recupero e possono avere problemi di odore di zolfo ridotto associati.

I gas di zolfo emessi dalla caldaia di recupero sono meglio controllati riducendo le emissioni alla fonte. I controlli includono l'ossidazione del liquor nero, la riduzione della solfidità del liquor, le caldaie di recupero a basso odore e il corretto funzionamento del forno di recupero. I gas di zolfo del digestore soffiato, le valvole di scarico del digestore e l'evaporazione del liquor possono essere raccolti e inceneriti, ad esempio nel forno da calce. I gas di combustione della combustione possono essere raccolti mediante scrubber.

Gli ossidi di azoto sono prodotti come prodotti di combustione ad alta temperatura e possono formarsi in qualsiasi mulino con caldaia a recupero, caldaia di potenza o forno a calce, a seconda delle condizioni operative. La formazione di ossidi di azoto può essere controllata regolando le temperature, i rapporti aria-combustibile e il tempo di permanenza nella zona di combustione. Altri composti gassosi contribuiscono in misura minore all'inquinamento atmosferico del mulino (ad es., monossido di carbonio da combustione incompleta, cloroformio da operazioni di sbiancamento e sostanze organiche volatili dallo sfiato del digestore e dall'evaporazione del liquor).

Il particolato deriva principalmente dalle operazioni di combustione, sebbene anche i serbatoi per la dissoluzione degli odori possano essere una fonte minore. Più del 50% del particolato della cartiera è molto fine (meno di 1 μm di diametro). Questo materiale fine include solfato di sodio (Na2SO4) e carbonato di sodio (Na2CO3) da forni di recupero, forni da calce e vasche di dissoluzione del fuso, e NaCl da sottoprodotti della combustione di tronchi che sono stati immagazzinati in acqua salata. Le emissioni dei forni a calce includono una quantità significativa di particolato grossolano dovuto al trascinamento dei sali di calcio e alla sublimazione dei composti di sodio. Il particolato grossolano può includere anche ceneri volanti e prodotti di combustione organici, in particolare dalle caldaie elettriche. La riduzione delle concentrazioni di particolato può essere ottenuta facendo passare i gas di scarico attraverso precipitatori elettrostatici o scrubber. Le recenti innovazioni nella tecnologia delle caldaie elettriche includono inceneritori a letto fluidizzato che bruciano a temperature molto elevate, si traducono in una conversione energetica più efficiente e consentono la combustione di rifiuti di legno meno uniformi.

Problemi di inquinamento dell'acqua

Le acque reflue contaminate provenienti da cartiere e cartiere possono causare la morte di organismi acquatici, consentire il bioaccumulo di composti tossici nei pesci e alterare il gusto dell'acqua potabile a valle. Gli effluenti delle acque reflue di pasta di cellulosa e carta sono caratterizzati sulla base di caratteristiche fisiche, chimiche o biologiche, le più importanti sono il contenuto di solidi, la domanda di ossigeno e la tossicità.

Il contenuto di solidi delle acque reflue è tipicamente classificato sulla base della frazione sospesa (rispetto a quella disciolta), della frazione di solidi sospesi che è sedimentabile e delle frazioni di entrambi che sono volatili. La frazione sedimentabile è la più discutibile perché può formare una densa coltre di fango in prossimità del punto di scarico, che impoverisce rapidamente l'ossigeno disciolto nell'acqua ricevente e consente la proliferazione di batteri anaerobici che generano metano e gas di zolfo ridotti. Sebbene i solidi non sedimentabili siano solitamente diluiti dall'acqua ricevente e siano quindi meno preoccupanti, possono trasportare composti organici tossici agli organismi acquatici. I solidi sospesi scaricati dalle cartiere e dalle cartiere comprendono particelle di corteccia, fibre di legno, sabbia, graniglia da tritacarne meccanica, additivi per la fabbricazione della carta, residui di liquore, sottoprodotti dei processi di trattamento delle acque e cellule microbiche da operazioni di trattamento secondario.

I derivati ​​del legno disciolti nei liquidi di macerazione, compresi gli oligosaccaridi, gli zuccheri semplici, i derivati ​​della lignina a basso peso molecolare, l'acido acetico e le fibre di cellulosa solubilizzate, sono i principali responsabili sia della domanda biologica di ossigeno (BOD) sia della domanda chimica di ossigeno (COD). I composti che sono tossici per gli organismi acquatici includono sostanze organiche clorurate (AOX; dallo sbiancamento, in particolare pasta kraft); acidi resinici; acidi grassi insaturi; alcoli diterpenici (soprattutto da scortecciatura e spappolatura meccanica); juvabiones (soprattutto da solfito e spappolatura meccanica); prodotti di degradazione della lignina (soprattutto dalla polpa di solfito); sostanze organiche sintetiche, come slimicidi, oli e grassi; e prodotti chimici di processo, additivi per la fabbricazione della carta e metalli ossidati. Le sostanze organiche clorurate sono state fonte di particolare preoccupazione, poiché sono estremamente tossiche per gli organismi marini e possono bioaccumularsi. Questo gruppo di composti, compreso il policlorurato dibenzo-p-diossine, sono stati il ​​principale impulso per ridurre al minimo l'uso di cloro nello sbiancamento della polpa.

La quantità e le fonti di solidi sospesi, la domanda di ossigeno e gli scarichi tossici dipendono dal processo (tabella 1). A causa della solubilizzazione degli estrattivi del legno con poco o nessun recupero chimico e acido resinico, sia la polpa di solfito che quella di CTMP generano effluenti altamente tossici con BOD elevato. I mulini Kraft storicamente utilizzavano più cloro per lo sbiancamento e i loro effluenti erano più tossici; tuttavia, gli effluenti delle cartiere kraft che hanno eliminato Cl2 nello sbiancamento e nell'uso di trattamenti secondari in genere presentano poca tossicità acuta, se presente, e la tossicità subacuta è stata notevolmente ridotta.

 

Tabella 1. Solidi sospesi totali e BOD associati all'effluente non trattato (grezzo) di vari processi di spappolatura

Processo di macerazione

Totale Solidi Sospesi (kg/tonnellata)

BOD (kg/tonnellata)

Legno macinato

50-70

10-20

TMP

45-50

25-50

CTMP

50-55

40-95

Kraft, non sbiancato

20-25

15-30

Kraft, sbiancato

70-85

20-50

Solfito, bassa resa

30-90

40-125

Solfito, ad alto rendimento

90-95

140-250

Disinchiostrante, non tessuto

175-180

10-80

Sprecare carta

110-115

5-15

 

I solidi sospesi sono diventati un problema minore perché la maggior parte dei mulini utilizza la chiarificazione primaria (ad esempio, sedimentazione per gravità o flottazione con aria disciolta), che rimuove dall'80 al 95% dei solidi sedimentabili. Tecnologie secondarie di trattamento delle acque reflue come lagune aerate, sistemi a fanghi attivi e filtrazione biologica sono utilizzate per ridurre BOD, COD e sostanze organiche clorurate nell'effluente.

Le modifiche al processo interno allo stabilimento per ridurre i solidi sedimentabili, il BOD e la tossicità includono la scortecciatura a secco e il trasporto dei tronchi, una migliore vagliatura dei trucioli per consentire una cottura uniforme, una delignificazione estesa durante la spappolatura, modifiche alle operazioni di recupero chimico della digestione, tecnologie di sbiancamento alternative, lavaggio della polpa ad alta efficienza, recupero delle fibre dalle acque bianche e migliore contenimento delle fuoriuscite. Tuttavia, gli sconvolgimenti del processo (in particolare se si traducono in fognature intenzionali di liquori) e le modifiche operative (in particolare l'uso di legno non stagionato con una percentuale più elevata di estrattivi) possono ancora causare scoperte periodiche di tossicità.

Una strategia di controllo dell'inquinamento relativamente recente per eliminare completamente l'inquinamento idrico è il concetto di "mulino chiuso". Tali mulini sono un'alternativa attraente in luoghi che mancano di grandi fonti d'acqua per fungere da flussi di approvvigionamento di processo o di ricezione degli effluenti. I sistemi chiusi sono stati implementati con successo nei mulini CTMP e solfito base di sodio. Ciò che distingue i mulini chiusi è che l'effluente liquido viene evaporato e la condensa viene trattata, filtrata e quindi riutilizzata. Altre caratteristiche dei mulini chiusi sono le camere di vagliatura chiuse, il lavaggio in controcorrente nell'impianto di candeggio e i sistemi di controllo del sale. Sebbene questo approccio sia efficace nel ridurre al minimo l'inquinamento dell'acqua, non è ancora chiaro in che modo l'esposizione dei lavoratori sarà influenzata dalla concentrazione di tutti i flussi di contaminanti all'interno dello stabilimento. La corrosione è un problema importante per le cartiere che utilizzano sistemi chiusi e le concentrazioni di batteri e di endotossine aumentano nell'acqua di processo riciclata.

Gestione dei solidi

La composizione dei solidi (fanghi) rimossi dai sistemi di trattamento degli effluenti liquidi varia a seconda della loro origine. I solidi del trattamento primario sono costituiti principalmente da fibre di cellulosa. Il componente principale dei solidi provenienti dal trattamento secondario sono le cellule microbiche. Se lo stabilimento utilizza agenti sbiancanti clorurati, sia i solidi primari che quelli secondari possono contenere anche composti organici clorurati, una considerazione importante per determinare l'entità del trattamento richiesto.

Prima dello smaltimento, i fanghi vengono ispessiti in unità di sedimentazione per gravità e disidratati meccanicamente in centrifughe, filtri sottovuoto o presse a nastro o a vite. I fanghi del trattamento primario sono relativamente facili da disidratare. I fanghi secondari contengono una grande quantità di acqua intracellulare ed esistono in una matrice di melma; richiedono quindi l'aggiunta di flocculanti chimici. Una volta sufficientemente disidratati, i fanghi vengono smaltiti in applicazioni a terra (ad esempio, sparsi su terreni arabili o boschivi, usati come compost o come ammendante) o inceneriti. Sebbene l'incenerimento sia più costoso e possa contribuire a problemi di inquinamento atmosferico, può essere vantaggioso perché può distruggere o ridurre i materiali tossici (ad esempio, sostanze organiche clorurate) che potrebbero creare seri problemi ambientali se dovessero filtrare nelle acque sotterranee dalle applicazioni a terra .

I rifiuti solidi possono essere generati in altre operazioni di cartiera. La cenere delle caldaie elettriche può essere utilizzata nei fondi stradali, come materiale da costruzione e come abbattitore di polvere. I rifiuti dei forni da calce possono essere utilizzati per modificare l'acidità del suolo e migliorare la chimica del suolo.

 

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Lunedi, 21 marzo 2011 15: 30

Problemi ambientali e di salute pubblica

Le istituzioni educative sono responsabili di garantire che le loro strutture e pratiche siano conformi alla legislazione ambientale e sulla salute pubblica e rispettino gli standard accettati di cura nei confronti dei propri dipendenti, studenti e comunità circostante. Gli studenti non sono generalmente coperti dalla legislazione sulla salute e sicurezza sul lavoro, ma le istituzioni educative devono esercitare la diligenza nei confronti dei loro studenti almeno nella stessa misura richiesta dalla legislazione volta a proteggere i lavoratori. Inoltre, le istituzioni di insegnamento hanno la responsabilità morale di educare i propri studenti su questioni di sicurezza personale, pubblica, occupazionale e ambientale che riguardano loro e le loro attività.

Università e Istituti di Formazione Superiore

Le grandi istituzioni come i campus universitari e universitari possono essere paragonate a grandi città o piccole città in termini di dimensione della popolazione, area geografica, tipo di servizi di base richiesti e complessità delle attività svolte. Oltre ai rischi per la salute e la sicurezza sul lavoro riscontrati all'interno di tali istituzioni (trattati nel capitolo Servizi pubblici e governativi), vi è un'ampia gamma di altre preoccupazioni, relative alle grandi popolazioni che vivono, lavorano e studiano in un'area definita, che devono essere affrontate.

La gestione dei rifiuti nel campus è spesso una sfida complessa. La legislazione ambientale in molte giurisdizioni richiede un rigoroso controllo delle emissioni di acqua e gas derivanti dalle attività di insegnamento, ricerca e servizi. In determinate situazioni, le preoccupazioni della comunità esterna possono richiedere l'attenzione delle pubbliche relazioni.

I programmi di smaltimento dei rifiuti chimici e solidi devono tenere conto dei problemi di salute occupazionale, ambientale e della comunità. La maggior parte delle grandi istituzioni dispone di programmi completi per la gestione dell'ampia varietà di rifiuti prodotti: sostanze chimiche tossiche, radioisotopi, piombo, amianto, rifiuti biomedici, rifiuti, rifiuti umidi e materiali da costruzione. Un problema è il coordinamento dei programmi di gestione dei rifiuti nei campus a causa dell'elevato numero di dipartimenti diversi, che spesso hanno difficoltà di comunicazione tra loro.

I college e le università differiscono dall'industria per la quantità e il tipo di rifiuti pericolosi prodotti. I laboratori universitari, ad esempio, di solito producono piccole quantità di molte diverse sostanze chimiche pericolose. I metodi di controllo dei rifiuti pericolosi possono includere la neutralizzazione di acidi e alcali, il recupero di solventi su piccola scala mediante distillazione e l'imballaggio "da laboratorio", in cui piccoli contenitori di sostanze chimiche pericolose compatibili vengono collocati in fusti e separati da segatura o altri materiali di imballaggio per evitare rotture. Poiché i campus possono generare grandi quantità di rifiuti di carta, vetro, metallo e plastica, i programmi di riciclaggio possono solitamente essere implementati come dimostrazione di responsabilità della comunità e come parte della missione educativa.

Alcune istituzioni situate all'interno delle aree urbane possono fare molto affidamento su risorse comunitarie esterne per servizi essenziali come la polizia, la protezione antincendio e la risposta alle emergenze. La stragrande maggioranza delle istituzioni di medie e grandi dimensioni istituisce i propri servizi di pubblica sicurezza per servire le comunità dei campus, spesso lavorando in stretta collaborazione con risorse esterne. In molte città universitarie, l'istituto è il più grande datore di lavoro e di conseguenza ci si può aspettare che fornisca protezione alla popolazione che lo sostiene.

I college e le università non sono più del tutto remoti o separati dalle comunità in cui si trovano. L'istruzione è diventata più accessibile a un settore più ampio della società: donne, studenti maturi e disabili. La natura stessa delle istituzioni educative le mette particolarmente a rischio: una popolazione vulnerabile in cui lo scambio di idee e opinioni divergenti è apprezzato, ma in cui il concetto di libertà accademica potrebbe non essere sempre bilanciato con la responsabilità professionale. Negli ultimi anni le istituzioni educative hanno segnalato più atti di violenza nei confronti dei membri della comunità educativa, provenienti dalla comunità esterna o scoppiati dall'interno. Gli atti di violenza perpetrati contro singoli membri della comunità educativa non sono più eventi estremamente rari. I campus sono luoghi frequenti per manifestazioni, grandi assemblee pubbliche, eventi politici e sportivi in ​​cui è necessario considerare la sicurezza pubblica e il controllo della folla. L'adeguatezza dei servizi di sicurezza e di pubblica sicurezza e dei piani e delle capacità di risposta alle emergenze e ripristino di emergenza deve essere costantemente valutata e periodicamente aggiornata per soddisfare le esigenze della comunità. L'identificazione ei controlli dei pericoli devono essere presi in considerazione per i programmi sportivi, le gite sul campo e una varietà di attività ricreative sponsorizzate. Il servizio medico di emergenza deve essere disponibile anche per le attività fuori sede. La sicurezza personale è gestita al meglio attraverso la segnalazione dei pericoli e programmi educativi.

Devono essere affrontati i problemi di salute pubblica associati alla vita del campus, come il controllo delle malattie trasmissibili, l'igiene dei servizi di ristorazione e delle strutture residenziali, la fornitura di acqua fresca, aria pulita e suolo incontaminato. Sono richiesti programmi di ispezione, valutazione e controllo. L'istruzione degli studenti in questo senso è di solito responsabilità del personale dei servizi agli studenti, ma spesso sono coinvolti professionisti della salute e della sicurezza sul lavoro. L'educazione in materia di malattie sessualmente trasmissibili, abuso di droghe e alcol, agenti patogeni trasmessi per via ematica, stress e malattie mentali è particolarmente importante in una comunità universitaria, dove il comportamento rischioso può aumentare la probabilità di esposizione ai rischi associati. Devono essere disponibili servizi medici e psicologici.

Scuole elementari e medie

Le scuole elementari hanno molti degli stessi problemi ambientali e di salute pubblica dei college e delle università, solo su scala ridotta. Spesso, tuttavia, le scuole ei distretti scolastici non dispongono di efficaci programmi di gestione dei rifiuti. Un grave problema affrontato da molte scuole è lo smaltimento dell'etere esplosivo e dell'acido picrico che sono stati immagazzinati nei laboratori scolastici per molti anni (Consiglio Nazionale delle Ricerche 1993). I tentativi di smaltire questi materiali da parte di personale non qualificato hanno provocato esplosioni in diversi casi. Un problema è che i distretti scolastici possono avere molte scuole separate da diverse miglia. Ciò può creare difficoltà nella centralizzazione dei programmi per i rifiuti pericolosi, dovendo trasportare i rifiuti pericolosi sulle strade pubbliche.

 

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Domenica, Marzo 13 2011 19: 30

Problemi ambientali e di salute pubblica

Tutte le attività umane hanno un impatto ambientale. L'entità e le conseguenze di ciascun impatto variano e sono state create leggi ambientali per regolamentare e ridurre al minimo tali impatti.

La produzione di energia elettrica presenta diversi importanti rischi ambientali potenziali e reali, tra cui le emissioni nell'aria e la contaminazione dell'acqua e del suolo (tabella 1). Gli impianti a combustibili fossili sono stati una preoccupazione particolare a causa delle loro emissioni nell'atmosfera di ossidi di azoto (vedi "Ozono" di seguito), ossidi di zolfo e la questione delle "piogge acide", anidride carbonica (vedi "Cambiamento climatico globale" di seguito) e particolato, che recentemente sono stati implicati come contributori ai problemi respiratori.

Tabella 1. Principali rischi ambientali potenziali della generazione di energia

Tipo di pianta

Aria

Acqua*

Suolo

Combustibile fossile

NO2

PCB

Cenere

 

SO2

solventi

Amianto

 

particolato

metalli

PCB

 

CO

Olio

solventi

 

CO2

Acidi/basi

metalli

 

Composti organici volatili

idrocarburi

Olio

     

Acidi/basi

     

idrocarburi

Nucleare

Come sopra più emissione radioattiva

   

Hydro

Principalmente percolato dai suoli all'acqua dietro le dighe

Disturbo dell'habitat della fauna selvatica

   

* Dovrebbe includere tali effetti "locali" come l'aumento della temperatura del corpo idrico che riceve gli scarichi delle piante e la riduzione della popolazione ittica a causa degli effetti meccanici dei sistemi di aspirazione dell'acqua di alimentazione.

 

Le preoccupazioni per le centrali nucleari riguardavano lo stoccaggio a lungo termine delle scorie nucleari e la possibilità di incidenti catastrofici che comportassero il rilascio di contaminanti radioattivi nell'aria. L'incidente del 1986 a Chernobyl, in Ucraina, è un classico esempio di ciò che può accadere quando vengono prese precauzioni inadeguate con le centrali nucleari.

Con le centrali idroelettriche, le preoccupazioni principali sono state la lisciviazione dei metalli e il disturbo degli habitat della fauna selvatica sia acquatica che terrestre. Questo è discusso nell'articolo "Produzione di energia idroelettrica" ​​in questo capitolo.

Campi elettromagnetici

Gli sforzi di ricerca sui campi elettromagnetici (EMF) in tutto il mondo sono aumentati da quando lo studio di Wertheimer e Leeper è stato pubblicato nel 1979. Quello studio ha suggerito un'associazione tra cancro infantile e cavi elettrici situati vicino alle case. Gli studi successivi a quella pubblicazione sono stati inconcludenti e non hanno confermato la causalità. In effetti, questi studi successivi hanno indicato aree in cui sono necessarie una maggiore comprensione e dati migliori per poter iniziare a trarre conclusioni ragionevoli da questi studi epidemiologici. Alcune delle difficoltà di eseguire un buon studio epidemiologico sono legate ai problemi di valutazione (ad esempio, la misurazione dell'esposizione, la caratterizzazione della sorgente ei livelli dei campi magnetici nelle residenze). Anche se lo studio più recente pubblicato dal Consiglio Nazionale delle Ricerche dell'Accademia Nazionale delle Scienze (1996) ha stabilito che non c'erano prove sufficienti per considerare i campi elettrici e magnetici pericolosi per la salute umana, la questione rimarrà probabilmente nell'occhio del pubblico fino al l'ansia diffusa è alleviata da studi e ricerche futuri che non mostrano alcun effetto.

Cambiamento climatico globale

Negli ultimi anni è aumentata la consapevolezza pubblica riguardo all'impatto che gli esseri umani stanno avendo sul clima globale. Si ritiene che circa la metà di tutte le emissioni di gas serra derivanti dall'attività umana sia costituita da anidride carbonica (CO2). Molte ricerche su questo tema a livello nazionale e internazionale sono state e continuano a essere fatte. Poiché le operazioni di utilità contribuiscono in modo significativo al rilascio di CO2 all'atmosfera, qualsiasi normativa per il controllo della CO2 ha il potenziale per avere un impatto serio sul settore della generazione di energia. La Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici, il Piano d'azione sui cambiamenti climatici degli Stati Uniti e l'Energy Policy Act del 1992 hanno creato forti forze trainanti per l'industria energetica per comprendere come potrebbe dover rispondere alla legislazione futura.

Attualmente, alcuni esempi delle aree di studio in corso sono: la modellazione delle emissioni, la determinazione degli effetti del cambiamento climatico, la determinazione dei costi associati a qualsiasi piano di gestione del cambiamento climatico, i benefici che gli esseri umani potrebbero trarre dalla riduzione delle emissioni di gas serra e la previsione del cambiamento climatico .

Uno dei principali motivi di preoccupazione per il cambiamento climatico sono i possibili impatti negativi sui sistemi ecologici. Si ritiene che i sistemi non gestiti siano i più sensibili e abbiano la più alta probabilità di impatto significativo su scala globale.

Inquinanti atmosferici pericolosi

L'EPA (Environmental Protection Administration) degli Stati Uniti ha inviato al Congresso degli Stati Uniti un rapporto provvisorio sugli inquinanti atmosferici pericolosi per le utenze, che era stato richiesto dagli emendamenti del Clean Air Act del 1990. L'EPA doveva analizzare i rischi derivanti dagli impianti di generazione elettrica a vapore alimentati a combustibili fossili. L'EPA ha concluso che queste emissioni non costituiscono un pericolo per la salute pubblica. Il rapporto ha ritardato le conclusioni sul mercurio in attesa di ulteriori studi. Uno studio completo dell'Electric Power Research Institute (EPRI) sulle centrali elettriche a combustibili fossili indica che più del 99.5% delle centrali elettriche a combustibili fossili non produce rischi di cancro al di sopra della soglia di 1 su 1 milione (Lamarre 1995). Ciò si confronta con il rischio dovuto a tutte le fonti di emissione, che è stato segnalato fino a 2,700 casi all'anno.

Ozono

La riduzione dei livelli di ozono nell'aria è una preoccupazione importante in molti paesi. Ossidi di azoto (nx) e composti organici volatili (COV) producono ozono. Perché le centrali elettriche a combustibili fossili contribuiscono in gran parte al totale mondiale di NOx emissioni, possono aspettarsi misure di controllo più severe man mano che i paesi inaspriscono gli standard ambientali. Ciò continuerà fino a quando gli input per i modelli di griglia fotochimica utilizzati per modellare il trasporto dell'ozono troposferico non saranno definiti in modo più accurato.

 

Bonifica del sito

Le utility devono fare i conti con i potenziali costi di bonifica del sito dell'impianto a gas manifatturiero (MGP). I siti sono stati originariamente creati attraverso la produzione di gas da carbone, coke o petrolio, che ha comportato lo smaltimento in loco di catrame di carbone e altri sottoprodotti in grandi lagune o stagni, o l'utilizzo di siti esterni per lo smaltimento a terra. I siti di smaltimento di questa natura possono potenzialmente contaminare le acque sotterranee e il suolo. Determinare l'entità della contaminazione delle acque sotterranee e del suolo in questi siti e i mezzi per migliorarla in modo conveniente manterrà questo problema irrisolto per qualche tempo.

 

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Domenica, Marzo 13 2011 14: 43

Problemi ambientali e di salute pubblica

Adattato da UNEP e IISI 1997 e da un articolo inedito di Jerry Spiegel.

A causa dell'enorme volume e complessità delle sue operazioni e del suo ampio uso di energia e materie prime, l'industria siderurgica, come altre industrie "pesanti", ha il potenziale per avere un impatto significativo sull'ambiente e sulla popolazione delle comunità vicine . La figura 1 riassume gli inquinanti e i rifiuti generati dai suoi principali processi produttivi. Comprendono tre categorie principali: inquinanti atmosferici, contaminanti delle acque reflue e rifiuti solidi.

Figura 1. Diagramma di flusso di inquinanti e rifiuti generati da diversi processi

IRO200F1

Storicamente, le indagini sull'impatto sulla salute pubblica dell'industria siderurgica si sono concentrate sugli effetti localizzati nelle aree locali densamente popolate in cui si è concentrata la produzione di acciaio e in particolare in regioni specifiche in cui si sono verificati episodi acuti di inquinamento atmosferico, come il Valli Donora e Mosa, e il triangolo tra Polonia, ex Cecoslovacchia ed ex Repubblica Democratica Tedesca (WHO 1992).

Inquinanti dell'aria

Gli inquinanti atmosferici delle operazioni di produzione di ferro e acciaio sono stati storicamente una preoccupazione ambientale. Questi inquinanti includono sostanze gassose come ossidi di zolfo, biossido di azoto e monossido di carbonio. Inoltre, particolati come fuliggine e polvere, che possono contenere ossidi di ferro, sono stati al centro dei controlli. Le emissioni delle cokerie e degli impianti di sottoprodotti delle cokerie sono state motivo di preoccupazione, ma i continui miglioramenti nella tecnologia della produzione dell'acciaio e del controllo delle emissioni durante gli ultimi due decenni, insieme a normative governative più rigorose, hanno ridotto significativamente tali emissioni in Nord America, Europa occidentale e Giappone. I costi totali di controllo dell'inquinamento, oltre la metà dei quali relativi alle emissioni atmosferiche, sono stati stimati tra l'1 e il 3% dei costi totali di produzione; gli impianti per il controllo dell'inquinamento dell'aria hanno rappresentato circa il 10-20% degli investimenti totali degli impianti. Tali costi creano un ostacolo all'applicazione globale di controlli all'avanguardia nei paesi in via di sviluppo e per le imprese più vecchie ed economicamente marginali.

Gli inquinanti atmosferici variano a seconda del particolare processo, dell'ingegneria e della costruzione dell'impianto, delle materie prime impiegate, delle fonti e delle quantità di energia richiesta, della misura in cui i prodotti di scarto vengono riciclati nel processo e dell'efficienza dei controlli dell'inquinamento. Ad esempio, l'introduzione della produzione di acciaio basico-ossigeno ha permesso di raccogliere e riciclare in modo controllato i gas di scarico, riducendone le quantità da esaurire, mentre l'utilizzo del processo di colata continua ha ridotto il consumo di energia, con conseguente una riduzione delle emissioni. Ciò ha aumentato la resa del prodotto e migliorato la qualità.

diossido di zolfo

La quantità di anidride solforosa, formata in gran parte nei processi di combustione, dipende principalmente dal contenuto di zolfo del combustibile fossile impiegato. Sia il coke che il gas di cokeria utilizzati come combustibili sono le principali fonti di anidride solforosa. Nell'atmosfera, l'anidride solforosa può reagire con i radicali dell'ossigeno e l'acqua per formare un aerosol di acido solforico e, in combinazione con l'ammoniaca, può formare un aerosol di solfato di ammonio. Gli effetti sulla salute attribuiti agli ossidi di zolfo non sono solo dovuti all'anidride solforosa ma anche alla sua tendenza a formare tali aerosol respirabili. Inoltre, l'anidride solforosa può essere adsorbita sui particolati, molti dei quali sono nell'intervallo respirabile. Tali esposizioni potenziali possono essere ridotte non solo mediante l'uso di carburanti a basso contenuto di zolfo, ma anche mediante la riduzione della concentrazione del particolato. L'aumento dell'uso di forni elettrici ha ridotto l'emissione di ossidi di zolfo eliminando la necessità di coke, ma questo ha scaricato questo onere di controllo dell'inquinamento sugli impianti di produzione di elettricità. La desolforazione del gas di cokeria si ottiene rimuovendo i composti di zolfo ridotto, principalmente idrogeno solforato, prima della combustione.

Ossido d'azoto

Come gli ossidi di zolfo, gli ossidi di azoto, principalmente ossido di azoto e biossido di azoto, si formano nei processi di combustione del combustibile. Reagiscono con l'ossigeno e i composti organici volatili (COV) in presenza di radiazioni ultraviolette (UV) per formare ozono. Inoltre si combinano con l'acqua per formare acido nitrico, che a sua volta si combina con l'ammoniaca per formare nitrato di ammonio. Questi possono anche formare aerosol respirabili che possono essere rimossi dall'atmosfera attraverso la deposizione umida o secca.

Particolato

Il particolato, la forma più visibile di inquinamento, è una miscela varia e complessa di materiali organici e inorganici. La polvere può essere espulsa dalle scorte di minerale di ferro, carbone, coke e calcare o può essere dispersa nell'aria durante il carico e il trasporto. I materiali grossolani generano polvere quando vengono sfregati o schiacciati sotto i veicoli. Particelle fini vengono generate nei processi di sinterizzazione, fusione e fusione, in particolare quando il ferro fuso viene a contatto con l'aria per formare ossido di ferro. Le cokerie producono coke di carbone fine e emissioni di catrame. I potenziali effetti sulla salute dipendono dal numero di particelle nell'intervallo respirabile, dalla composizione chimica della polvere e dalla durata e dalla concentrazione dell'esposizione.

Sono state ottenute forti riduzioni dei livelli di inquinamento da particolato. Ad esempio, utilizzando precipitatori elettrostatici per pulire i gas di scarico secchi nella produzione di acciaio con ossigeno, un'acciaieria tedesca ha ridotto il livello di polvere emessa da 9.3 kg/t di acciaio grezzo nel 1960 a 5.3 kg/t nel 1975 e a poco meno di 1 kg/t entro il 1990. Il costo, tuttavia, è stato un notevole aumento del consumo di energia. Altri metodi di controllo dell'inquinamento da particolato includono l'uso di scrubber a umido, case a sacco e cicloni (che sono efficaci solo contro particelle di grandi dimensioni).

Metalli pesanti

Metalli come cadmio, piombo, zinco, mercurio, manganese, nichel e cromo possono essere emessi da un forno sotto forma di polvere, fumo o vapore oppure possono essere adsorbiti da particelle. Effetti sulla salute, che sono descritti altrove in questo Enciclopedia, dipendono dal livello e dalla durata dell'esposizione.

Emissioni organiche

Le emissioni organiche delle operazioni siderurgiche primarie possono includere benzene, toluene, xilene, solventi, IPA, diossine e fenoli. L'acciaio di scarto utilizzato come materia prima può includere una varietà di queste sostanze, a seconda della sua origine e del modo in cui è stato utilizzato (ad esempio, vernici e altri rivestimenti, altri metalli e lubrificanti). Non tutti questi inquinanti organici vengono catturati dai tradizionali sistemi di pulizia del gas.

Radioattività

Negli ultimi anni sono stati segnalati casi in cui materiali radioattivi sono stati inavvertitamente inclusi nei rottami di acciaio. Le proprietà fisico-chimiche dei nuclidi (ad esempio, le temperature di fusione e di ebollizione e l'affinità per l'ossigeno) determineranno ciò che accade loro nel processo di produzione dell'acciaio. Potrebbe esserci una quantità sufficiente a contaminare i prodotti siderurgici, i sottoprodotti ei vari tipi di rifiuti e quindi richiedere una costosa bonifica e smaltimento. C'è anche la potenziale contaminazione delle attrezzature per la produzione dell'acciaio, con conseguente potenziale esposizione dei lavoratori dell'acciaio. Tuttavia, molte aziende siderurgiche hanno installato rilevatori di radiazioni sensibili per schermare tutti i rottami di acciaio acquistati.

Diossido di carbonio

Sebbene non abbia alcun effetto sulla salute umana o sugli ecosistemi ai normali livelli atmosferici, l'anidride carbonica è importante per il suo contributo all'"effetto serra", che è associato al riscaldamento globale. L'industria siderurgica è un importante generatore di anidride carbonica, più dall'uso del carbonio come agente riducente nella produzione di ferro dal minerale di ferro che dal suo utilizzo come fonte di energia. Nel 1990, attraverso una serie di misure per la riduzione del tasso di coke degli altiforni, il recupero del calore residuo e il risparmio energetico, le emissioni di anidride carbonica dell'industria siderurgica erano state ridotte al 47% dei livelli del 1960.

Ozono

L'ozono, uno dei principali costituenti dello smog atmosferico in prossimità della superficie terrestre, è un inquinante secondario formatosi nell'aria dalla reazione fotochimica della luce solare sugli ossidi di azoto, facilitata in misura diversa, a seconda della loro struttura e reattività, da una serie di COV . La principale fonte di precursori dell'ozono sono gli scarichi dei veicoli a motore, ma alcuni sono generati anche da impianti siderurgici e da altre industrie. A causa delle condizioni atmosferiche e topografiche, la reazione dell'ozono può avvenire a grandi distanze dalla sua sorgente.

Contaminanti delle acque reflue

Le acciaierie scaricano grandi volumi d'acqua in laghi, fiumi e corsi d'acqua, con volumi aggiuntivi che vengono vaporizzati durante il raffreddamento di coke o acciaio. Le acque reflue trattenute in stagni di contenimento non sigillati o con perdite possono penetrare e contaminare la falda acquifera locale e i corsi d'acqua sotterranei. Questi possono anche essere contaminati dalla lisciviazione dell'acqua piovana attraverso cumuli di materie prime o accumuli di rifiuti solidi. I contaminanti includono solidi sospesi, metalli pesanti e oli e grassi. Le variazioni di temperatura nelle acque naturali dovute allo scarico di acqua di processo a temperatura più elevata (il 70% dell'acqua di processo di produzione dell'acciaio viene utilizzata per il raffreddamento) possono influire sugli ecosistemi di queste acque. Di conseguenza, il trattamento di raffreddamento prima dello scarico è essenziale e può essere ottenuto mediante l'applicazione della tecnologia disponibile.

Solidi sospesi

I solidi sospesi (SS) sono i principali inquinanti trasportati dall'acqua scaricati durante la produzione di acciaio. Sono costituiti principalmente da ossidi di ferro derivanti dalla formazione di incrostazioni durante la lavorazione; possono essere presenti anche carbone, fanghi biologici, idrossidi metallici e altri solidi. Questi sono in gran parte non tossici in ambienti acquosi a livelli di scarico normali. La loro presenza a livelli più alti può portare allo scolorimento dei corsi d'acqua, alla deossigenazione e all'insabbiamento.

Metalli pesanti

L'acqua di processo per la produzione dell'acciaio può contenere livelli elevati di zinco e manganese, mentre gli scarichi delle aree di laminazione a freddo e di rivestimento possono contenere zinco, cadmio, alluminio, rame e cromo. Questi metalli sono naturalmente presenti nell'ambiente acquatico; è la loro presenza a concentrazioni più elevate del solito che crea preoccupazione per i potenziali effetti sugli esseri umani e sugli ecosistemi. Queste preoccupazioni sono accresciute dal fatto che, a differenza di molti inquinanti organici, questi metalli pesanti non si biodegradano in prodotti finali innocui e possono concentrarsi nei sedimenti e nei tessuti dei pesci e di altre forme di vita acquatica. Inoltre, essendo combinati con altri contaminanti (ad es. ammoniaca, composti organici, oli, cianuri, alcali, solventi e acidi), la loro potenziale tossicità può essere aumentata.

Oli e grassi

Oli e grassi possono essere presenti nelle acque reflue sia in forma solubile che insolubile. La maggior parte degli oli e dei grassi pesanti sono insolubili e si rimuovono relativamente facilmente. Tuttavia, possono emulsionarsi per contatto con detergenti o alcali o per agitazione. Gli oli emulsionati vengono abitualmente utilizzati come parte del processo nei frantoi a freddo. Tranne che per causare lo scolorimento della superficie dell'acqua, piccole quantità della maggior parte dei composti oleosi alifatici sono innocue. I composti di olio aromatico monoidrico, tuttavia, possono essere tossici. Inoltre, i componenti dell'olio possono contenere sostanze tossiche come PCB, piombo e altri metalli pesanti. Oltre alla questione della tossicità, la domanda biologica e chimica di ossigeno (BOD e COD) di oli e altri composti organici può diminuire il contenuto di ossigeno dell'acqua, influenzando così la vitalità della vita acquatica.

Rifiuti Solidi

Gran parte dei rifiuti solidi prodotti nella produzione dell'acciaio è riutilizzabile. Il processo di produzione del coke, ad esempio, dà origine a derivati ​​del carbone che sono importanti materie prime per l'industria chimica. Molti sottoprodotti (ad es. polvere di coke) possono essere reimmessi nei processi di produzione. Le scorie prodotte quando le impurità presenti nel carbone e nel minerale di ferro fondono e si combinano con la calce utilizzata come fondente in fusione possono essere utilizzate in diversi modi: riempimento di discariche per progetti di bonifica, nella costruzione di strade e come materia prima per impianti di sinterizzazione che forniscono altiforni. L'acciaio, indipendentemente dal grado, dalle dimensioni, dall'uso o dalla durata del servizio, è completamente riciclabile e può essere riciclato ripetutamente senza alcun degrado delle sue proprietà meccaniche, fisiche o metallurgiche. Il tasso di riciclaggio è stimato al 90%. La tabella 1 presenta una panoramica del grado in cui l'industria siderurgica giapponese ha raggiunto il riciclaggio dei materiali di scarto.

Tabella 1. Rifiuti generati e riciclati nella produzione di acciaio in Giappone

 

Generazione (A)
(1,000 tonnellate)

Discarica (B)
(1,000 tonnellate)

Riutilizzazione
(A–B/A) %

Scorie

Altiforni
Forni a ossigeno di base
Forni elettrici ad arco
Totale parziale

24,717
9,236
2,203
36,156

712
1,663
753
3,128

97.1
82.0
65.8
91.3

Polvere

4,763

238

95.0

Fango

519

204

60.7

Olio di scarto

81

   

Totale

41,519

3,570

91.4

Fonte: IISI 1992.

Energy Conservation

Il risparmio energetico è desiderabile non solo per ragioni economiche ma anche per ridurre l'inquinamento negli impianti di approvvigionamento energetico come le utenze elettriche. La quantità di energia consumata nella produzione di acciaio varia ampiamente con i processi utilizzati e il mix di rottami metallici e minerale di ferro nella materia prima. L'intensità energetica degli impianti statunitensi a base di rottame nel 1988 era in media di 21.1 gigajoule per tonnellata, mentre gli impianti giapponesi consumavano circa il 25% in meno. Un impianto basato sui rottami modello dell'International Iron and Steel Institute (IISI) richiedeva solo 10.1 gigajoule per tonnellata (IISI 1992).

L'aumento del costo dell'energia ha stimolato lo sviluppo di tecnologie per il risparmio energetico e dei materiali. I gas a bassa energia, come i gas di sottoprodotto prodotti nei processi di altoforno e cokeria, vengono recuperati, depurati e utilizzati come combustibile. Il consumo di coke e combustibile ausiliario da parte dell'industria siderurgica tedesca, che era in media di 830 kg/tonnellata nel 1960, è stato ridotto a 510 kg/tonnellata nel 1990. 20.5 a circa il 1973% nel 7. L'industria siderurgica degli Stati Uniti ha effettuato importanti investimenti nel risparmio energetico. Lo stabilimento medio ha ridotto il consumo energetico del 1988% dal 45 attraverso la modifica dei processi, nuove tecnologie e ristrutturazioni (le emissioni di anidride carbonica sono diminuite proporzionalmente).

Affrontare il futuro

Tradizionalmente, i governi, le associazioni di categoria e le singole industrie hanno affrontato le questioni ambientali in base ai media specifici, trattando separatamente, ad esempio, i problemi relativi all'aria, all'acqua e allo smaltimento dei rifiuti. Ciò, seppur utile, ha talvolta solo spostato il problema da un ambito ambientale all'altro, come nel caso di costosi trattamenti delle acque reflue che lasciano il successivo problema dello smaltimento dei fanghi di depurazione, che possono provocare anche un grave inquinamento delle falde acquifere.

Negli ultimi anni, tuttavia, l'industria siderurgica internazionale ha affrontato questo problema attraverso il controllo integrato dell'inquinamento, che si è ulteriormente sviluppato in Total Environmental Risk Management, un programma che esamina tutti gli impatti contemporaneamente e affronta sistematicamente le aree prioritarie. Un secondo sviluppo di pari importanza è stata l'attenzione rivolta all'azione preventiva piuttosto che correttiva. Ciò affronta questioni quali l'ubicazione dell'impianto, la preparazione del sito, la disposizione e le attrezzature dell'impianto, la specifica delle responsabilità di gestione quotidiane e la garanzia di personale e risorse adeguati per monitorare la conformità alle normative ambientali e riferire i risultati alle autorità competenti.

Il Centro per l'Industria e l'Ambiente, istituito nel 1975 dal Programma delle Nazioni Unite per l'Ambiente (UNEP), mira a incoraggiare la cooperazione tra le industrie ei governi al fine di promuovere uno sviluppo industriale rispettoso dell'ambiente. I suoi obiettivi includono:

  • incoraggiamento all'inserimento di criteri ambientali nei piani di sviluppo industriale
  • facilitazione dell'attuazione di procedure e principi per la protezione dell'ambiente
  • promozione dell'uso di tecniche sicure e pulite
  • stimolazione dello scambio di informazioni ed esperienze in tutto il mondo.

 

L'UNEP lavora a stretto contatto con l'IISI, la prima associazione industriale internazionale dedicata a un singolo settore. I membri dell'IISI comprendono aziende produttrici di acciaio di proprietà pubblica e privata e associazioni, federazioni e istituti di ricerca nazionali e regionali dell'industria siderurgica nei 51 paesi che, insieme, rappresentano oltre il 70% della produzione mondiale totale di acciaio. L'IISI, spesso di concerto con l'UNEP, produce dichiarazioni di principi e politiche ambientali e rapporti tecnici come quello su cui si basa gran parte di questo articolo (UNEP e IISI 1997). Insieme, stanno lavorando per affrontare i fattori economici, sociali, morali, personali, gestionali e tecnologici che influenzano il rispetto dei principi, delle politiche e dei regolamenti ambientali.

 

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Lunedi, 07 marzo 2011 19: 19

Problemi ambientali e di salute pubblica

Il principio fondamentale alla base della regolamentazione delle emissioni atmosferiche, degli scarichi idrici e dei rifiuti è la protezione della salute pubblica e il benessere generale della popolazione. Di solito, la "popolazione" è considerata quella gente che vive o lavora all'interno dell'area generale della struttura. Tuttavia, le correnti del vento possono trasportare gli inquinanti atmosferici da un'area all'altra e persino oltre i confini nazionali; gli scarichi nei corpi idrici possono analogamente viaggiare a livello nazionale e internazionale; e i rifiuti possono essere spediti in tutto il paese o nel mondo.

I cantieri navali svolgono una grande varietà di operazioni nel processo di costruzione o riparazione di navi e imbarcazioni. Molte di queste operazioni emettono inquinanti dell'acqua e dell'aria che sono noti o sospettati di avere effetti dannosi sugli esseri umani attraverso danni fisiologici o metabolici diretti, come il cancro e l'avvelenamento da piombo. Gli inquinanti possono anche agire indirettamente come mutageni (che danneggiano le generazioni future influenzando la biochimica della riproduzione) o teratogeni (che danneggiano il feto dopo il concepimento).

Sia gli inquinanti dell'aria che quelli dell'acqua hanno il potenziale per avere effetti secondari sugli esseri umani. Gli inquinanti atmosferici possono cadere nell'acqua, influenzando la qualità del flusso ricevente o influenzando le colture e quindi il pubblico consumatore. Gli inquinanti scaricati direttamente nei corsi d'acqua riceventi possono degradare la qualità dell'acqua al punto che bere o persino nuotare nell'acqua è un rischio per la salute. L'inquinamento dell'acqua, del suolo e dell'aria può anche influenzare la vita marina nel corso d'acqua ricevente, che alla fine può colpire gli esseri umani.

Qualità dell'aria

Le emissioni atmosferiche possono derivare praticamente da qualsiasi operazione coinvolta nella costruzione, manutenzione o riparazione di navi e imbarcazioni. Gli inquinanti atmosferici regolamentati in molti paesi includono ossidi di zolfo, ossidi di azoto, monossido di carbonio, particolato (fumo, fuliggine, polvere e così via), piombo e composti organici volatili (COV). Le attività di costruzione navale e di riparazione navale che producono inquinanti conformi ai criteri di "ossido" includono fonti di combustione come caldaie e calore per il trattamento dei metalli, generatori e fornaci. I particolati sono visti come il fumo della combustione, così come la polvere delle operazioni di lavorazione del legno, sabbiatura o granigliatura, levigatura, levigatura e lucidatura.

In alcuni casi, i lingotti di piombo possono dover essere parzialmente fusi e riformati per modellarsi in forme per la protezione dalle radiazioni su navi a propulsione nucleare. La polvere di piombo può essere presente nella vernice rimossa dalle navi in ​​revisione o riparazione.

Gli inquinanti atmosferici pericolosi (HAP) sono composti chimici noti o sospettati di essere dannosi per l'uomo. Gli HAP sono prodotti in molte operazioni di cantiere navale, come le fonderie e le operazioni di galvanica, che possono emettere cromo e altri composti metallici.

Alcuni VOC, come la nafta e l'alcool, usati come solventi per vernici, diluenti e detergenti, così come molte colle e adesivi, non sono HAP. Altri solventi utilizzati principalmente nelle operazioni di verniciatura, come xilene e toluene, nonché diversi composti clorurati più spesso utilizzati come solventi e detergenti, in particolare tricloroetilene, cloruro di metilene e 1,1,1-tricloroetano, sono HAP.

Qualità dell'acqua

Poiché le navi e le barche sono costruite su corsi d'acqua, i cantieri navali devono soddisfare i criteri di qualità dell'acqua dei loro permessi rilasciati dal governo prima di scaricare acque reflue industriali nelle acque adiacenti. La maggior parte dei cantieri navali statunitensi, ad esempio, ha implementato un programma chiamato "Best Management Practices" (BMP), considerato un'importante raccolta di tecnologie di controllo per aiutare i cantieri navali a soddisfare i requisiti di scarico dei loro permessi.

Un'altra tecnologia di controllo utilizzata nei cantieri navali che dispongono di banchine di scavo è a diga e deflettore sistema. La diga impedisce ai solidi di raggiungere il pozzetto e di essere pompati nelle acque adiacenti. Il sistema di deflettori mantiene l'olio e i detriti galleggianti fuori dalla coppa.

Il monitoraggio delle acque piovane è stato recentemente aggiunto a molti permessi di cantieri navali. Le strutture devono disporre di un piano di prevenzione dell'inquinamento delle acque piovane che implementi diverse tecnologie di controllo per eliminare gli inquinanti dall'entrare nell'acqua adiacente ogni volta che piove.

Molte strutture di costruzione di navi e imbarcazioni scaricheranno anche parte delle loro acque reflue industriali nel sistema fognario. Queste strutture devono soddisfare i criteri di qualità dell'acqua delle loro normative locali sulle acque reflue ogni volta che scaricano nella fogna. Alcuni cantieri navali stanno costruendo i propri impianti di pretrattamento progettati per soddisfare i criteri locali di qualità dell'acqua. Di solito ci sono due diversi tipi di impianti di pretrattamento. Un impianto di pretrattamento è progettato principalmente per rimuovere i metalli tossici dalle acque reflue industriali e il secondo tipo di impianto di pretrattamento è progettato principalmente per rimuovere i prodotti petroliferi dalle acque reflue.

Gestione dei rifiuti

Diversi segmenti del processo di costruzione navale producono i propri tipi di rifiuti che devono essere smaltiti in conformità alle normative. Il taglio e la sagomatura dell'acciaio generano rifiuti come rottami metallici derivanti dal taglio e dalla sagomatura delle lamiere di acciaio, vernice e solvente dal rivestimento dell'acciaio e abrasivo esaurito dalla rimozione dell'ossidazione e dei rivestimenti indesiderati. I rottami metallici non rappresentano un rischio ambientale intrinseco e possono essere riciclati. Tuttavia, i rifiuti di vernice e solvente sono infiammabili e l'abrasivo esausto può essere tossico a seconda delle caratteristiche del rivestimento indesiderato.

Man mano che l'acciaio viene fabbricato in moduli, vengono aggiunte le tubazioni. La preparazione delle tubazioni per i moduli genera rifiuti come acque reflue acide e caustiche derivanti dalla pulizia delle tubazioni. Queste acque reflue richiedono un trattamento speciale per rimuovere le loro caratteristiche corrosive e contaminanti come olio e sporco.

Contemporaneamente alla fabbricazione dell'acciaio, i componenti elettrici, dei macchinari, delle tubazioni e della ventilazione vengono preparati per la fase di allestimento della costruzione della nave. Queste operazioni generano rifiuti come lubrificanti e refrigeranti per il taglio dei metalli, sgrassanti e acque reflue di galvanica. Lubrificanti e refrigeranti per il taglio dei metalli, nonché sgrassanti, devono essere trattati per rimuovere lo sporco e gli oli prima dello scarico dell'acqua. Le acque reflue galvaniche sono tossiche e possono contenere composti di cianuro che richiedono un trattamento speciale.

Le navi che necessitano di riparazioni di solito devono scaricare i rifiuti generati durante la crociera della nave. Le acque reflue di sentina devono essere trattate per rimuovere la contaminazione da olio. Le acque reflue sanitarie devono essere scaricate in un sistema fognario dove subiscono un trattamento biologico. Anche l'immondizia e la spazzatura possono essere oggetto di un trattamento speciale al fine di rispettare le norme che impediscono l'introduzione di piante e animali estranei.

 

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Domenica, 27 febbraio 2011 06: 41

Problemi ambientali e di salute pubblica

Tutti i prodotti in gomma iniziano come "mescola di gomma". I composti di gomma iniziano con un polimero di gomma, naturale o uno dei tanti polimeri sintetici, riempitivi, plastificanti, antiossidanti, coadiuvanti di processo, attivatori, acceleratori e curativi. Molti degli ingredienti chimici sono classificati come sostanze chimiche pericolose o tossiche e alcuni possono essere elencati come cancerogeni. La manipolazione e la lavorazione di queste sostanze chimiche crea problemi sia ambientali che di sicurezza.

Rifiuti pericolosi

I sistemi di ventilazione e i collettori di polvere sono necessari per i lavoratori che maneggiano e pesano i prodotti chimici della gomma e per i lavoratori che miscelano e lavorano la mescola di gomma non polimerizzata. Anche per questi lavoratori possono essere necessari dispositivi di protezione individuale. Il materiale raccolto nei collettori di polvere deve essere testato per determinare se si tratta di un rifiuto pericoloso. Sarebbe un rifiuto pericoloso se è reattivo, corrosivo, infiammabile o contiene sostanze chimiche classificate come rifiuti pericolosi.

I rifiuti pericolosi devono essere elencati su un manifesto e inviati per lo smaltimento in una discarica pericolosa. I rifiuti non pericolosi possono essere conferiti alle discariche sanitarie locali oa una discarica industriale, a seconda delle normative ambientali applicabili.

Inquinamento dell'aria

Alcuni prodotti in gomma richiedono l'applicazione di gomma cementizia nel processo di fabbricazione. I cementi di gomma vengono prodotti mescolando il composto di gomma non indurito con un solvente. I solventi utilizzati in questo processo sono generalmente classificati come composti organici volatili (COV). I processi che utilizzano COV devono disporre di un qualche tipo di apparecchiatura per il controllo delle emissioni. Questa apparecchiatura può essere un sistema di recupero del solvente o un ossidatore termico. Un ossidatore termico è un sistema di incenerimento che distrugge i COV mediante combustione e di solito richiede un supplemento di carburante come il gas naturale. Senza apparecchiature per il controllo delle emissioni, i COV possono causare problemi di salute in fabbrica e nella comunità. Se i COV sono fotochimicamente reattivi, influenzeranno lo strato di ozono.

Quando le parti in gomma vengono indurite e il recipiente di vulcanizzazione viene aperto, i fumi di vulcanizzazione fuoriescono dal recipiente e dalla parte in gomma. Questi fumi saranno sotto forma di fumo, vapore o entrambi. I fumi di polimerizzazione possono trasportare nell'atmosfera sostanze chimiche non reagite, plastificanti, lubrificanti per stampi e altri materiali. Sono necessari controlli delle emissioni.

Inquinamento del suolo e delle acque

Lo stoccaggio e la manipolazione dei VOC devono essere effettuati con estrema cautela. Negli anni passati, i COV venivano immagazzinati in serbatoi di stoccaggio sotterranei, che in alcuni casi provocavano perdite o fuoriuscite. Perdite e/o sversamenti intorno ai serbatoi di stoccaggio sotterranei generalmente provocano la contaminazione del suolo e delle acque sotterranee, che innesca costose bonifiche del suolo e delle acque sotterranee. La migliore scelta di stoccaggio sono i serbatoi fuori terra con un buon contenimento secondario per la prevenzione delle fuoriuscite.

Gomma di scarto

Ogni processo produttivo ha scarti di processo e prodotti finiti. Alcuni degli scarti del processo possono essere rielaborati nel prodotto previsto o in altri processi del prodotto. Tuttavia, una volta indurita o vulcanizzata, la gomma non può più essere rilavorata. Tutti gli scarti di processo e prodotti finiti induriti diventano materiale di scarto. Lo smaltimento degli scarti o dei prodotti in gomma di scarto è diventato un problema mondiale.

Ogni famiglia e azienda nel mondo utilizza un qualche tipo di prodotto in gomma. La maggior parte dei prodotti in gomma sono classificati come materiali non pericolosi e quindi sarebbero rifiuti non pericolosi. Tuttavia, i prodotti in gomma come pneumatici, tubi flessibili e altri prodotti tubolari creano un problema ambientale in relazione allo smaltimento dopo la loro vita utile.

Pneumatici e prodotti tubolari non possono essere interrati in una discarica perché le aree vuote intrappolano l'aria, che nel tempo fa risalire i prodotti in superficie. La triturazione dei prodotti in gomma elimina questo problema; tuttavia, la triturazione richiede attrezzature speciali ed è molto costosa.

Gli incendi dei pneumatici senza fiamma possono generare grandi quantità di fumo irritante che può contenere un'ampia varietà di sostanze chimiche tossiche e particolato.

Incenerimento di rottami di gomma

Una delle opzioni per lo smaltimento dei prodotti in gomma di scarto e la lavorazione della gomma di scarto dai processi di produzione è l'incenerimento. L'incenerimento potrebbe inizialmente sembrare la soluzione migliore per lo smaltimento dei numerosi prodotti in gomma “consumati” che esistono oggi nel mondo. Alcune aziende produttrici di gomma hanno considerato l'incenerimento come un mezzo per smaltire parti di gomma di scarto e scarti di lavorazione della gomma vulcanizzata e non. In teoria, la gomma potrebbe essere bruciata per generare vapore che potrebbe essere riutilizzato in fabbrica.

Sfortunatamente, non è così semplice. L'inceneritore deve essere progettato in modo da gestire le emissioni nell'aria e molto probabilmente richiederebbe impianti di lavaggio per rimuovere tali contaminanti come il cloro. Le emissioni di cloro generalmente proverrebbero dalla combustione di prodotti e rottami che contengono polimeri di cloroprene. Gli scrubber generano uno scarico acido che potrebbe dover essere neutralizzato prima dello scarico.

Quasi tutte le mescole di gomma contengono alcuni tipi di riempitivi, neri di carbonio, argille, carbonati di calcio o composti di silice idrata. Quando queste mescole di gomma vengono bruciate, generano ceneri equivalenti al carico di riempitivo nella mescola di gomma. La cenere viene raccolta da scrubber a umido o da scrubber a secco. Entrambi i metodi devono essere analizzati per i metalli pesanti prima dello smaltimento. Molto probabilmente gli scrubber a umido produrranno acque reflue che contengono da 10 a 50 ppm di zinco. La quantità di zinco che viene scaricata in un sistema fognario creerà problemi all'impianto di trattamento. In tal caso, è necessario installare un sistema di trattamento per la rimozione dello zinco. Questo sistema di trattamento genera quindi un fango contenente zinco che deve essere spedito per lo smaltimento.

Gli scrubber a secco generano una cenere che deve essere raccolta per lo smaltimento. Sia la cenere umida che quella secca sono difficili da gestire e lo smaltimento può essere un problema poiché la maggior parte delle discariche non accetta questo tipo di rifiuti. Sia la cenere umida che quella secca possono essere molto alcaline se i composti di gomma che vengono bruciati sono fortemente carichi di carbonato di calcio.

Infine, la quantità di vapore generata non è sufficiente per fornire l'intera quantità necessaria per far funzionare un impianto di produzione di gomma. La fornitura di rottami di gomma è incoerente e sono attualmente in corso sforzi per ridurre i rottami, il che ridurrebbe la fornitura di carburante. Anche il costo di manutenzione di un inceneritore progettato per bruciare rottami di gomma e prodotti in gomma è molto elevato.

Quando si prendono in considerazione tutti questi costi, l'incenerimento dei rottami di gomma può essere il metodo di smaltimento meno conveniente.

Conclusione

Forse la migliore soluzione ai problemi ambientali e di salute associati alla produzione di prodotti in gomma sarebbe un buon controllo ingegneristico per la produzione e la composizione di sostanze chimiche in polvere utilizzate nelle mescole di gomma e programmi di riciclaggio per tutti gli scarti e i prodotti di processo della gomma non polimerizzata e polimerizzata. Le sostanze chimiche in polvere raccolte nei sistemi di raccolta della polvere potrebbero essere aggiunte nuovamente alle mescole di gomma con gli opportuni controlli ingegneristici, che eliminerebbero lo smaltimento in discarica di queste sostanze chimiche.

È possibile controllare i problemi ambientali e sanitari nell'industria della gomma, ma non sarà facile né gratuito. Il costo associato al controllo dei problemi ambientali e sanitari deve essere aggiunto al costo dei prodotti in gomma.

 

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