Mercoledì, marzo 09 2011 15: 48

Controllo dell'inquinamento atmosferico

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Gestione dell'inquinamento atmosferico

L'obiettivo di un gestore di un sistema di controllo dell'inquinamento atmosferico è garantire che concentrazioni eccessive di inquinanti atmosferici non raggiungano un obiettivo suscettibile. Gli obiettivi potrebbero includere persone, piante, animali e materiali. In tutti i casi dovremmo preoccuparci dei più sensibili di ciascuno di questi gruppi. Gli inquinanti atmosferici potrebbero includere gas, vapori, aerosol e, in alcuni casi, materiali a rischio biologico. Un sistema ben progettato impedirà a un bersaglio di ricevere una concentrazione dannosa di un inquinante.

La maggior parte dei sistemi di controllo dell'inquinamento atmosferico implica una combinazione di diverse tecniche di controllo, di solito una combinazione di controlli tecnologici e controlli amministrativi, e in fonti più grandi o più complesse può esserci più di un tipo di controllo tecnologico.

Idealmente, la selezione dei controlli appropriati sarà effettuata nel contesto del problema da risolvere.

  • Cosa viene emesso, in quale concentrazione?
  • Quali sono gli obiettivi? Qual è il bersaglio più suscettibile?
  • Quali sono i livelli di esposizione a breve termine accettabili?
  • Quali sono i livelli di esposizione a lungo termine accettabili?
  • Quale combinazione di controlli deve essere selezionata per garantire che i livelli di esposizione a breve ea lungo termine non vengano superati?

 

La tabella 1 descrive i passaggi di questo processo.

 


Tabella 1. Passaggi nella selezione dei controlli dell'inquinamento

 

 

Passo 1:
Define
emissioni.

La prima parte è determinare cosa verrà rilasciato dallo stack.
Tutte le emissioni potenzialmente dannose devono essere elencate. La seconda parte è a
stimare la quantità di ciascun materiale che verrà rilasciato. Senza questo
informazioni, il manager non può iniziare a progettare un programma di controllo.

Passo 2:
Define
gruppi target.

Tutti i bersagli suscettibili dovrebbero essere identificati. Ciò include persone, animali, piante e materiali. In ogni caso, deve essere identificato il membro più suscettibile di ciascun gruppo. Ad esempio, gli asmatici vicino a un impianto che emette isocianati.

Passo 3:
Determinare
accettabile
livelli di esposizione.*

Un livello accettabile di esposizione per il gruppo target più sensibile deve
essere stabilito. Se l'inquinante è un materiale che ha effetti cumulativi,
come un cancerogeno, devono essere fissati i livelli di esposizione a lungo termine (annuali). Se l'inquinante ha effetti a breve termine, come un irritante o un sensibilizzante, deve essere fissato un livello di esposizione a breve termine o forse di picco.**

Passo 4:
Seleziona
controlli.

La fase 1 identifica le emissioni e la fase 3 determina l'accettabile
livelli di esposizione. In questa fase, ogni inquinante viene controllato per assicurarne la conformità
non superi il livello accettabile. Se supera il livello accettabile,
è necessario aggiungere ulteriori controlli e controllare nuovamente i livelli di esposizione. Questo processo continua fino a quando tutte le esposizioni sono pari o inferiori al livello accettabile. La modellazione della dispersione può essere utilizzata per stimare le esposizioni per nuovi impianti o per testare soluzioni alternative per impianti esistenti.

* Quando si impostano i livelli di esposizione nella Fase 3, è necessario ricordare che queste esposizioni sono esposizioni totali, non solo quelle della pianta. Una volta stabilito il livello accettabile, i livelli di fondo ei contributi di altre piante vengono semplicemente sottratti per determinare la quantità massima che la pianta può emettere senza superare il livello di esposizione accettabile. Se ciò non viene fatto e tre impianti possono emettere alla quantità massima, i gruppi target saranno esposti a tre volte il livello accettabile.

** Alcuni materiali come gli agenti cancerogeni non hanno una soglia al di sotto della quale non si verificheranno effetti nocivi. Pertanto, fintanto che una parte del materiale può fuoriuscire nell'ambiente, ci sarà qualche rischio per le popolazioni bersaglio. In questo caso non è possibile impostare un livello senza effetto (diverso da zero). Occorre invece stabilire un livello di rischio accettabile. Di solito questo valore è compreso tra 1 esito avverso su 100,000 e 1,000,000 di persone esposte.


 

Alcune giurisdizioni hanno svolto parte del lavoro stabilendo standard basati sulla concentrazione massima di un contaminante che un bersaglio suscettibile può ricevere. Con questo tipo di standard, il gestore non deve eseguire i passaggi 2 e 3, poiché l'agenzia di regolamentazione lo ha già fatto. In base a questo sistema, il gestore deve stabilire solo gli standard di emissione incontrollata per ciascun inquinante (Fase 1), e quindi determinare quali controlli sono necessari per soddisfare lo standard (Fase 4).

Avendo standard di qualità dell'aria, le autorità di regolamentazione possono misurare le esposizioni individuali e quindi determinare se qualcuno è esposto a livelli potenzialmente dannosi. Si presume che gli standard fissati in queste condizioni siano sufficientemente bassi da proteggere il gruppo target più suscettibile. Questo non è sempre un presupposto sicuro. Come mostrato nella tabella 2, ci può essere un'ampia variazione negli standard comuni di qualità dell'aria. Gli standard di qualità dell'aria per l'anidride solforosa vanno da 30 a 140 μg/m3. Per i materiali regolamentati meno comunemente questa variazione può essere ancora maggiore (da 1.2 a 1,718 μg/m3), come mostrato nella tabella 3 per il benzene. Ciò non sorprende dato che l'economia può svolgere un ruolo importante nella definizione degli standard quanto la tossicologia. Se uno standard non è abbastanza basso da proteggere le popolazioni suscettibili, nessuno è ben servito. Le popolazioni esposte hanno una sensazione di falsa fiducia e possono inconsapevolmente essere messe a rischio. L'emettitore può inizialmente ritenere di aver beneficiato di uno standard indulgente, ma se gli effetti nella comunità richiedono all'azienda di riprogettare i propri controlli o installare nuovi controlli, i costi potrebbero essere superiori rispetto a farlo correttamente la prima volta.

Tabella 2. Gamma di standard di qualità dell'aria per un contaminante dell'aria comunemente controllato (anidride solforosa)

Paesi e territori

Biossido di zolfo a lungo termine
standard di qualità dell'aria (µg/m
3)

Australia

50

Canada

30

Finlandia

40

Germania

140

Ungheria

70

Taiwan

133

 

Tabella 3. Gamma di standard di qualità dell'aria per un contaminante dell'aria meno comunemente controllato (benzene)

Città stato

Standard di qualità dell'aria 24 ore su XNUMX per
benzene (mg/m
3)

Connecticut

53.4

Massachusetts

1.2

Michigan

2.4

Carolina del Nord

2.1

Nevada

254

New York

1,718

Philadelphia

1,327

Virginia

300

I livelli sono stati standardizzati a un tempo medio di 24 ore per assistere nei confronti.

(Adattato da Calabrese e Kenyon 1991.)

 

A volte questo approccio graduale alla selezione dei controlli dell'inquinamento atmosferico è cortocircuitato e le autorità di regolamentazione e i progettisti vanno direttamente a una "soluzione universale". Uno di questi metodi è la migliore tecnologia di controllo disponibile (BACT). Si presume che utilizzando la migliore combinazione di scrubber, filtri e buone pratiche di lavoro su una fonte di emissione, si ottenga un livello di emissioni sufficientemente basso da proteggere il gruppo target più suscettibile. Spesso, il livello di emissione risultante sarà inferiore al minimo richiesto per proteggere i bersagli più sensibili. In questo modo tutte le esposizioni non necessarie dovrebbero essere eliminate. Esempi di BACT sono mostrati nella tabella 4.

Tabella 4. Esempi selezionati della migliore tecnologia di controllo disponibile (BACT) che mostrano il metodo di controllo utilizzato e l'efficienza stimata

Processi

Inquinanti

Metodo di controllo

Efficienza stimata

Bonifica del suolo

idrocarburi

Ossidatore termico

99

Mulino per pasta di cellulosa Kraft
caldaia a recupero

particolato

elettrostatica
precipitatore

99.68

Produzione di affumicati
silice

Monossido di carbonio

Buona pratica

50

Verniciatura automobilistica

idrocarburi

Postbruciatore da forno

90

Forno ad arco elettrico

particolato

Borsa

100

Raffineria di petrolio,
cracking catalitico

Particolato respirabile

Ciclone + Venturi
lavasciuga

93

Inceneritore medico

Cloruro di idrogeno

Lavasciuga a umido + a secco
lavasciuga

97.5

Caldaia a carbone

diossido di zolfo

Essiccatore a spruzzo +
assorbitore

90

Smaltimento dei rifiuti entro
disidratazione e
incenerimento

particolato

Ciclone + condensatore
+ depuratore Venturi +
scrubber bagnato

95

Impianto di asfalto

idrocarburi

Ossidatore termico

99

 

BACT di per sé non garantisce livelli di controllo adeguati. Sebbene questo sia il miglior sistema di controllo basato su controlli di pulizia del gas e buone pratiche operative, BACT potrebbe non essere abbastanza buono se la sorgente è un impianto di grandi dimensioni o se si trova vicino a un obiettivo sensibile. La migliore tecnologia di controllo disponibile dovrebbe essere testata per assicurarsi che sia davvero sufficientemente buona. Gli standard di emissione risultanti dovrebbero essere controllati per determinare se possono ancora essere dannosi anche con i migliori controlli di pulizia del gas. Se gli standard di emissione sono ancora dannosi, potrebbero essere presi in considerazione altri controlli di base, come la selezione di processi o materiali più sicuri o il trasferimento in un'area meno sensibile.

Un'altra "soluzione universale" che aggira alcuni dei passaggi è rappresentata dagli standard di prestazione della sorgente. Molte giurisdizioni stabiliscono standard di emissione che non possono essere superati. Gli standard di emissione si basano sulle emissioni alla fonte. Di solito funziona bene, ma come BACT possono essere inaffidabili. I livelli dovrebbero essere sufficientemente bassi da mantenere le emissioni massime sufficientemente basse da proteggere le popolazioni target sensibili dalle emissioni tipiche. Tuttavia, come con la migliore tecnologia di controllo disponibile, questo potrebbe non essere abbastanza buono per proteggere tutti dove ci sono grandi fonti di emissioni o popolazioni suscettibili nelle vicinanze. Se questo è il caso, devono essere utilizzate altre procedure per garantire la sicurezza di tutti i gruppi target.

Sia il BACT che gli standard di emissione hanno un errore di base. Presumono che se nello stabilimento vengono soddisfatti determinati criteri, i gruppi target saranno automaticamente protetti. Non è detto che sia così, ma una volta che tale sistema è stato convertito in legge, gli effetti sull'obiettivo diventano secondari rispetto al rispetto della legge.

Il BACT e gli standard di emissione della sorgente oi criteri di progettazione dovrebbero essere utilizzati come criteri minimi per i controlli. Se il BACT oi criteri di emissione proteggeranno gli obiettivi suscettibili, allora possono essere utilizzati come previsto, altrimenti devono essere utilizzati altri controlli amministrativi.

Misure di controllo

I controlli possono essere suddivisi in due tipi fondamentali di controlli: tecnologico e amministrativo. I controlli tecnologici sono qui definiti come l'hardware posto su una fonte di emissione per ridurre i contaminanti nel flusso di gas a un livello accettabile per la comunità e che protegga l'obiettivo più sensibile. I controlli amministrativi sono qui definiti come altre misure di controllo.

Controlli tecnologici

I sistemi di purificazione del gas sono posizionati alla fonte, prima della ciminiera, per rimuovere i contaminanti dal flusso di gas prima di rilasciarlo nell'ambiente. La tabella 5 mostra un breve riepilogo delle diverse classi di sistema di pulizia del gas.

Tabella 5. Metodi di purificazione del gas per la rimozione di gas nocivi, vapori e particelle dalle emissioni dei processi industriali

Metodo di controllo

Esempi

Descrizione

EFFICIENZA

Gas/Vapori

     

Condensazione

Condensatori a contatto
Condensatori superficiali

Il vapore viene raffreddato e condensato in un liquido. Questo è inefficiente e viene utilizzato come precondizionatore per altri metodi

80+% quando la concentrazione >2,000 ppm

Assorbimento

Scrubber a umido (imballati
o piastre assorbitrici)

Il gas o il vapore viene raccolto in un liquido.

82–95% quando la concentrazione <100 ppm
95–99% quando la concentrazione >100 ppm

adsorbimento

Carbonio
Alumina
Gel di silice
Setaccio molecolare

Il gas o il vapore viene raccolto su un solido.

90+% quando la concentrazione <1,000 ppm
95+% quando la concentrazione >1,000 ppm

Incenerimento

Razzi
Inceneritore
Inceneritore catalitico

Un gas o vapore organico viene ossidato riscaldandolo ad alta temperatura e mantenendolo a quella temperatura per a
periodo di tempo sufficiente.

Non consigliato quando
concentrazione <2,000 ppm
80+% quando la concentrazione >2,000 ppm

particolato

     

Inerziale
separatori

Cicloni

I gas carichi di particelle sono costretti a cambiare direzione. L'inerzia della particella le fa separare dal flusso di gas. Questo è inefficiente e viene utilizzato come a
precondizionatore ad altri metodi.

70-90%

Scrubber a umido

Venturi
Filtro bagnato
Scrubber a vassoio o setaccio

Le goccioline liquide (acqua) raccolgono le particelle per impatto, intercettazione e diffusione. Le goccioline e le loro particelle vengono quindi separate dal flusso di gas.

Per particelle da 5 μm, 98.5% a 6.8 wg;
99.99+% a 50 wg
Per particelle da 1 μm, 45% a 6.8 wg; 99.95
a 50 wg

elettrostatica
precipitatori

Piastra-filo
Piatto piano
Tubolare
Bagnato

Le forze elettriche vengono utilizzate per spostare le particelle fuori dal flusso di gas sulle piastre di raccolta

95–99.5% per particelle da 0.2 μm
99.25–99.9+% per particelle da 10 μm

Filtri

Borsa

Un tessuto poroso rimuove le particelle dal flusso di gas. La torta di polvere porosa che si forma sul tessuto poi effettivamente
fa la filtrazione

99.9% per particelle da 0.2 μm
99.5% per particelle da 10 μm

 

Il depuratore di gas fa parte di un sistema complesso costituito da cappe, canalizzazioni, ventilatori, depuratori e camini. La progettazione, le prestazioni e la manutenzione di ciascuna parte influiscono sulle prestazioni di tutte le altre parti e del sistema nel suo insieme.

Va notato che l'efficienza del sistema varia ampiamente per ogni tipo di pulitore, a seconda del design, dell'energia assorbita e delle caratteristiche del flusso di gas e del contaminante. Di conseguenza, le efficienze campionarie nella tabella 5 sono solo approssimazioni. La variazione delle efficienze è dimostrata con gli scrubber a umido nella tabella 5. L'efficienza di raccolta degli scrubber a umido va dal 98.5% per particelle da 5 μm al 45% per particelle da 1 μm alla stessa caduta di pressione attraverso lo scrubber (6.8 poll. )). Per particelle della stessa dimensione, 1 μm, l'efficienza passa dal 45% di efficienza a 6.8 wg a 99.95 a 50 wg Di conseguenza, i depuratori di gas devono essere abbinati allo specifico flusso di gas in questione. Si sconsiglia l'uso di dispositivi generici.

Smaltimento dei rifiuti

Quando si selezionano e si progettano i sistemi di depurazione dei gas, è necessario prestare particolare attenzione allo smaltimento sicuro del materiale raccolto. Come mostrato nella tabella 6, alcuni processi producono grandi quantità di contaminanti. Se la maggior parte dei contaminanti viene raccolta dall'attrezzatura per la pulizia del gas, può esserci un problema di smaltimento dei rifiuti pericolosi.

Tabella 6. Tassi di emissione incontrollata campione per processi industriali selezionati

Fonte industriale

Tasso di emissione

Forno elettrico da 100 ton

257 ton/anno particolato

Turbina olio/gas da 1,500 MM BTU/ora

444 libbre/ora SO2

Inceneritore da 41.7 ton/ora

208 libbre/ora NOx

100 camion/giorno vernice trasparente

3,795 lb/settimana organici

 

In alcuni casi i rifiuti possono contenere prodotti di valore che possono essere riciclati, come metalli pesanti da una fonderia o solventi da una linea di verniciatura. I rifiuti possono essere utilizzati come materia prima per un altro processo industriale, ad esempio l'anidride solforosa raccolta come acido solforico può essere utilizzata nella produzione di fertilizzanti.

Dove i rifiuti non possono essere riciclati o riutilizzati, lo smaltimento potrebbe non essere semplice. Non solo il volume può essere un problema, ma possono essere pericolosi essi stessi. Ad esempio, se l'acido solforico catturato da una caldaia o da una fonderia non può essere riutilizzato, dovrà essere ulteriormente trattato per neutralizzarlo prima dello smaltimento.

Dispersione

La dispersione può ridurre la concentrazione di un inquinante su un bersaglio. Tuttavia, va ricordato che la dispersione non riduce la quantità totale di materiale che esce da un impianto. Una pila alta consente solo al pennacchio di espandersi e di essere diluito prima che raggiunga il livello del suolo, dove è probabile che esistano bersagli sensibili. Se l'inquinante è principalmente un fastidio, come un odore, la dispersione può essere accettabile. Tuttavia, se il materiale è persistente o cumulativo, come i metalli pesanti, la diluizione potrebbe non essere una risposta a un problema di inquinamento atmosferico.

La dispersione deve essere usata con cautela. Devono essere prese in considerazione le condizioni meteorologiche locali e della superficie del suolo. Ad esempio, nei climi più freddi, in particolare con la copertura nevosa, possono verificarsi frequenti inversioni di temperatura che possono intrappolare gli inquinanti vicino al suolo, con conseguenti esposizioni inaspettatamente elevate. Allo stesso modo, se una pianta si trova in una valle, i pennacchi possono spostarsi su e giù per la valle o essere bloccati dalle colline circostanti in modo che non si estendano e si disperdano come previsto.

Controlli amministrativi

Oltre ai sistemi tecnologici, c'è un altro gruppo di controlli che deve essere considerato nella progettazione complessiva di un sistema di controllo dell'inquinamento atmosferico. Per la maggior parte provengono dagli strumenti di base dell'igiene industriale.

Sostituzione

Uno dei metodi di igiene del lavoro preferiti per controllare i rischi ambientali sul posto di lavoro è sostituire un materiale o un processo più sicuro. Se è possibile utilizzare un processo o un materiale più sicuro ed evitare emissioni nocive, il tipo o l'efficacia dei controlli diventa accademico. È meglio evitare il problema piuttosto che cercare di correggere una prima decisione sbagliata. Esempi di sostituzione includono l'uso di combustibili più puliti, coperture per lo stoccaggio di grandi quantità e temperature ridotte negli essiccatori.

Ciò vale sia per gli acquisti minori che per i principali criteri di progettazione dell'impianto. Se vengono acquistati solo prodotti o processi sicuri per l'ambiente, non ci saranno rischi per l'ambiente, all'interno o all'esterno. Se viene effettuato l'acquisto sbagliato, il resto del programma consiste nel cercare di compensare quella prima decisione. Se viene acquistato un prodotto o un processo a basso costo ma pericoloso, potrebbe richiedere procedure e attrezzature di manipolazione speciali e metodi di smaltimento speciali. Di conseguenza, l'articolo a basso costo può avere solo un basso prezzo di acquisto, ma un prezzo elevato per il suo utilizzo e smaltimento. Forse un materiale o un processo più sicuro ma più costoso sarebbe stato meno costoso a lungo termine.

Ventilazione locale

Sono richiesti controlli per tutti i problemi identificati che non possono essere evitati sostituendo materiali o metodi più sicuri. Le emissioni iniziano dal singolo cantiere, non dal camino. Un sistema di ventilazione che catturi e controlli le emissioni alla fonte contribuirà a proteggere la comunità se adeguatamente progettato. Le cappe e i condotti del sistema di ventilazione fanno parte del sistema di controllo totale dell'inquinamento atmosferico.

È preferibile un sistema di ventilazione locale. Non diluisce i contaminanti e fornisce un flusso di gas concentrato che è più facile da pulire prima del rilascio nell'ambiente. Le attrezzature per la pulizia del gas sono più efficienti quando si pulisce l'aria con concentrazioni più elevate di contaminanti. Ad esempio, una cappa di cattura sopra il beccuccio di versamento di un forno metallico impedirà ai contaminanti di entrare nell'ambiente e convoglierà i fumi al sistema di depurazione del gas. Nella tabella 5 si può vedere che l'efficienza di pulizia per i detergenti ad assorbimento e adsorbimento aumenta con la concentrazione del contaminante e i detergenti a condensazione non sono raccomandati per bassi livelli (<2,000 ppm) di contaminanti.

Se gli inquinanti non vengono catturati alla fonte e possono fuoriuscire attraverso le finestre e le aperture di ventilazione, diventano emissioni fuggitive incontrollate. In alcuni casi, queste emissioni fuggitive incontrollate possono avere un impatto significativo sulle immediate vicinanze.

Isolamento

L'isolamento, ovvero la localizzazione dell'impianto lontano da bersagli sensibili, può essere un importante metodo di controllo quando i controlli tecnici sono di per sé inadeguati. Questo può essere l'unico mezzo per raggiungere un livello di controllo accettabile quando si deve fare affidamento sulla migliore tecnologia di controllo disponibile (BACT). Se, dopo aver applicato i migliori controlli disponibili, un gruppo target è ancora a rischio, è necessario prendere in considerazione la possibilità di trovare un sito alternativo in cui non siano presenti popolazioni sensibili.

L'isolamento, come presentato sopra, è un mezzo per separare una singola pianta da bersagli suscettibili. Un altro sistema di isolamento è dove le autorità locali usano la suddivisione in zone per separare le classi di industrie dagli obiettivi sensibili. Una volta che le industrie sono state separate dalle popolazioni target, la popolazione non dovrebbe essere autorizzata a trasferirsi vicino alla struttura. Anche se questo sembra buon senso, non viene utilizzato tutte le volte che dovrebbe essere.

Procedure di lavoro

Le procedure di lavoro devono essere sviluppate per garantire che le attrezzature siano utilizzate in modo corretto e sicuro, senza rischi per i lavoratori o per l'ambiente. I complessi sistemi di inquinamento atmosferico devono essere mantenuti e gestiti correttamente se devono svolgere il proprio lavoro come previsto. Un fattore importante in questo è la formazione del personale. Il personale deve essere addestrato su come utilizzare e mantenere l'attrezzatura per ridurre o eliminare la quantità di materiali pericolosi emessi sul posto di lavoro o nella comunità. In alcuni casi BACT si basa su buone pratiche per garantire risultati accettabili.

Monitoraggio in tempo reale

Un sistema basato sul monitoraggio in tempo reale non è popolare e non è comunemente utilizzato. In questo caso, l'emissione continua e il monitoraggio meteorologico possono essere combinati con la modellazione della dispersione per prevedere le esposizioni sottovento. Quando le esposizioni previste si avvicinano ai livelli accettabili, le informazioni vengono utilizzate per ridurre i tassi di produzione e le emissioni. Questo è un metodo inefficiente, ma può essere un metodo di controllo provvisorio accettabile per una struttura esistente.

Il contrario di questo per annunciare avvertimenti al pubblico quando le condizioni sono tali che possono esistere concentrazioni eccessive di contaminanti, in modo che il pubblico possa intraprendere azioni appropriate. Ad esempio, se viene inviato un avviso che le condizioni atmosferiche sono tali che i livelli di anidride solforosa sottovento di una fonderia sono eccessivi, le popolazioni sensibili come gli asmatici saprebbero di non uscire. Ancora una volta, questo può essere un controllo provvisorio accettabile fino a quando non vengono installati controlli permanenti.

Il monitoraggio atmosferico e meteorologico in tempo reale viene talvolta utilizzato per evitare o ridurre i principali eventi di inquinamento atmosferico in cui possono esistere più fonti. Quando diventa evidente che sono probabili livelli eccessivi di inquinamento atmosferico, l'uso personale delle automobili può essere limitato e le principali industrie che emettono emissioni possono essere chiuse.

Manutenzione/pulizie

In tutti i casi l'efficacia dei controlli dipende da una corretta manutenzione; l'apparecchiatura deve funzionare come previsto. Non solo i controlli dell'inquinamento atmosferico devono essere mantenuti e utilizzati come previsto, ma i processi che generano potenziali emissioni devono essere mantenuti e gestiti correttamente. Un esempio di processo industriale è un essiccatore per trucioli di legno con un regolatore di temperatura difettoso; se l'essiccatore viene fatto funzionare a una temperatura troppo elevata, emetterà più materiali, e forse un diverso tipo di materiale, dal legno essiccato. Un esempio di manutenzione del depuratore di gas che incide sulle emissioni sarebbe un filtro a maniche mal mantenuto con sacchetti rotti, che consentirebbero il passaggio del particolato attraverso il filtro.

Anche le pulizie svolgono un ruolo importante nel controllo delle emissioni totali. Le polveri che non vengono rapidamente rimosse all'interno dell'impianto possono essere ritrascinate e rappresentare un pericolo per il personale. Se le polveri vengono trasportate all'esterno dell'impianto, rappresentano un pericolo per la comunità. Una scarsa pulizia nel cortile dell'impianto potrebbe rappresentare un rischio significativo per la comunità. I materiali sfusi scoperti, i rifiuti vegetali o le polveri sollevate dai veicoli possono provocare il trasporto di sostanze inquinanti all'interno della comunità attraverso i venti. Mantenere pulito il piazzale, utilizzando appositi contenitori o siti di stoccaggio, è importante per ridurre le emissioni totali. Un sistema deve essere non solo progettato correttamente, ma anche utilizzato correttamente se si vuole proteggere la comunità.

Un esempio peggiore di scarsa manutenzione e pulizia sarebbe l'impianto di recupero del piombo con un trasportatore di polvere di piombo rotto. La polvere è stata lasciata fuoriuscire dal nastro trasportatore fino a quando la pila era così alta che la polvere poteva scivolare giù dalla pila e fuoriuscire da una finestra rotta. I venti locali hanno poi portato la polvere intorno al quartiere.

Attrezzatura per il campionamento delle emissioni

Il campionamento della sorgente può essere effettuato per diversi motivi:

  • Caratterizzare le emissioni. Per progettare un sistema di controllo dell'inquinamento atmosferico, è necessario sapere cosa viene emesso. Occorre conoscere non solo il volume del gas, ma anche la quantità, l'identità e, nel caso del particolato, la distribuzione granulometrica del materiale emesso. Le stesse informazioni sono necessarie per catalogare le emissioni totali in un quartiere.
  • Per testare l'efficienza delle apparecchiature. Dopo che un sistema di controllo dell'inquinamento atmosferico è stato acquistato, dovrebbe essere testato per assicurarsi che stia svolgendo il lavoro previsto.
  • Come parte di un sistema di controllo. Quando le emissioni vengono continuamente monitorate, i dati possono essere utilizzati per mettere a punto il sistema di controllo dell'inquinamento atmosferico o il funzionamento dell'impianto stesso.
  • Per determinare la conformità. Quando gli standard normativi includono limiti di emissione, il campionamento delle emissioni può essere utilizzato per determinare la conformità o la non conformità agli standard.

 

Il tipo di sistema di campionamento utilizzato dipenderà dal motivo del prelievo dei campioni, dai costi, dalla disponibilità della tecnologia e dalla formazione del personale.

Emissioni visibili

Laddove vi sia il desiderio di ridurre il potere inquinante dell'aria, migliorare la visibilità o impedire l'introduzione di aerosol nell'atmosfera, gli standard possono basarsi sulle emissioni visibili.

Le emissioni visibili sono composte da piccole particelle o gas colorati. Più un pennacchio è opaco, più materiale viene emesso. Questa caratteristica è evidente alla vista e osservatori addestrati possono essere utilizzati per valutare i livelli di emissione. Ci sono diversi vantaggi nell'usare questo metodo di valutazione degli standard di emissione:

  • Non è richiesta alcuna attrezzatura costosa.
  • Una persona può fare molte osservazioni in un giorno.
  • Gli operatori dell'impianto possono valutare rapidamente gli effetti delle modifiche al processo a basso costo.
  • I trasgressori possono essere citati senza dover testare la fonte in termini di tempo.
  • È possibile individuare le emissioni discutibili e determinare le emissioni effettive mediante il test della fonte come descritto nelle sezioni seguenti.

 

Campionamento estrattivo

Un metodo di campionamento molto più rigoroso richiede che un campione del flusso di gas venga rimosso dal camino e analizzato. Anche se sembra semplice, non si traduce in un semplice metodo di campionamento.

Il campione dovrebbe essere raccolto in modo isocinetico, soprattutto quando si raccolgono particelle. Il campionamento isocinetico è definito come campionamento aspirando il campione nella sonda di campionamento alla stessa velocità con cui il materiale si muove nel camino o nel condotto. Questo viene fatto misurando la velocità del flusso di gas con un tubo di Pitot e quindi regolando la velocità di campionamento in modo che il campione entri nella sonda alla stessa velocità. Questo è essenziale quando si campiona il particolato, poiché le particelle più grandi e più pesanti non seguiranno un cambiamento di direzione o velocità. Di conseguenza, la concentrazione di particelle più grandi nel campione non sarà rappresentativa del flusso di gas e il campione sarà impreciso.

Un treno di campioni per il biossido di zolfo è mostrato nella figura 1. Non è semplice ed è necessario un operatore addestrato per garantire che un campione venga raccolto correttamente. Se si deve campionare qualcosa di diverso dall'anidride solforosa, è possibile rimuovere i gorgogliatori e il bagno di ghiaccio e inserire l'apposito dispositivo di raccolta.

Figura 1. Schema di un treno di campionamento isocinetico per l'anidride solforosa

EPC050F2

Il campionamento estrattivo, in particolare il campionamento isocinetico, può essere molto accurato e versatile e ha diversi usi:

  • Si tratta di un metodo di campionamento riconosciuto con adeguati controlli di qualità, e quindi può essere utilizzato per determinare la conformità agli standard.
  • La potenziale accuratezza del metodo lo rende adatto per il test delle prestazioni di nuove apparecchiature di controllo.
  • Poiché i campioni possono essere raccolti e analizzati in condizioni di laboratorio controllate per molti componenti, è utile per caratterizzare il flusso di gas.

 

Un sistema di campionamento semplificato e automatizzato può essere collegato ad un analizzatore continuo di gas (sensori elettrochimici, fotometrici a ultravioletti oa ionizzazione di fiamma) o di particolato (nefelometro) per monitorare in continuo le emissioni. Questo può fornire la documentazione delle emissioni e lo stato operativo istantaneo del sistema di controllo dell'inquinamento atmosferico.

Campionamento in situ

Le emissioni possono anche essere campionate nel camino. La Figura 2 è una rappresentazione di un semplice trasmissometro utilizzato per misurare i materiali nel flusso di gas. In questo esempio, un raggio di luce viene proiettato attraverso la pila verso una fotocellula. Le particelle o il gas colorato assorbiranno o bloccheranno parte della luce. Più materiale c'è, meno luce arriverà alla fotocellula. (Vedi figura 2.)

Figura 2. Un semplice trasmissometro per misurare il particolato in un camino

EPC050F1

Utilizzando diverse sorgenti luminose e rilevatori come la luce ultravioletta (UV), è possibile rilevare gas trasparenti alla luce visibile. Questi dispositivi possono essere sintonizzati su gas specifici e quindi possono misurare la concentrazione di gas nel flusso di rifiuti.

An on-site Il sistema di monitoraggio presenta un vantaggio rispetto a un sistema estrattivo in quanto può misurare la concentrazione attraverso l'intero camino o condotto, mentre il metodo estrattivo misura le concentrazioni solo nel punto da cui è stato estratto il campione. Ciò può causare errori significativi se il flusso del gas campione non è ben miscelato. Tuttavia, il metodo estrattivo offre più metodi di analisi e quindi forse può essere utilizzato in più applicazioni.

Poiché on-site system fornisce una lettura continua, può essere utilizzato per documentare le emissioni o per mettere a punto il sistema operativo.

 

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