Lunedi, 28 marzo 2011 19: 31

Rischi negli impianti di trattamento delle acque reflue (rifiuti).

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Senza il trattamento dei rifiuti, l'attuale concentrazione di persone e industrie in molte parti del mondo renderebbe molto rapidamente parti dell'ambiente incompatibili con la vita. Sebbene la riduzione della quantità di rifiuti sia importante, il corretto trattamento dei rifiuti è essenziale. Due tipi fondamentali di rifiuti entrano in un impianto di trattamento, rifiuti umani/animali e rifiuti industriali. Gli esseri umani espellono circa 250 grammi di rifiuti solidi pro capite al giorno, inclusi 2000 miliardi di coliformi e 450 milioni di streptococchi per persona al giorno (Mara 1974). I tassi di produzione di rifiuti solidi industriali vanno da 0.12 tonnellate per addetto all'anno presso le istituzioni professionali e scientifiche a 162.0 tonnellate per addetto all'anno nelle segherie e piallerie (Salvato 1992). Sebbene alcuni impianti di trattamento dei rifiuti siano esclusivamente dedicati alla movimentazione dell'uno o dell'altro tipo di materiale, la maggior parte degli impianti tratta sia rifiuti animali che industriali.

Pericoli e loro prevenzione

L'obiettivo degli impianti di trattamento delle acque reflue è rimuovere la maggior quantità possibile di contaminanti solidi, liquidi e gassosi entro limiti tecnicamente fattibili e finanziariamente realizzabili. Esistono diversi processi utilizzati per rimuovere i contaminanti dalle acque reflue, tra cui sedimentazione, coagulazione, flocculazione, aerazione, disinfezione, filtrazione e trattamento dei fanghi. (Vedi anche l'articolo "Trattamento delle acque reflue" in questo capitolo.) Il pericolo specifico associato a ciascun processo varia a seconda della progettazione dell'impianto di trattamento e delle sostanze chimiche utilizzate nei diversi processi, ma i tipi di pericolo possono essere classificati come fisici, microbico e chimico. La chiave per prevenire e/o ridurre al minimo gli effetti negativi associati al lavoro negli impianti di trattamento delle acque reflue è anticipare, riconoscere, valutare e controllare i pericoli.

Figura 1. Passo d'uomo con coperchio rimosso.

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Mary O. Brophy

Rischi fisici

I pericoli fisici includono spazi ristretti, eccitazione involontaria di macchine o parti di macchine e inciampi e cadute. Il risultato di un incontro con un pericolo fisico può spesso essere immediato, irreversibile e grave, persino fatale. I pericoli fisici variano a seconda della progettazione dell'impianto. La maggior parte degli impianti di trattamento delle acque reflue, tuttavia, dispone di spazi confinati che includono volte sotterranee o sottoterra con accesso limitato, tombini (figura 1) e vasche di sedimentazione quando sono state svuotate del contenuto liquido durante, ad esempio, le riparazioni (figura 2). Attrezzature di miscelazione, rastrelli per fanghi, pompe e dispositivi meccanici utilizzati per una varietà di operazioni negli impianti di trattamento delle acque reflue possono mutilare e persino uccidere se vengono attivati ​​inavvertitamente quando un lavoratore li sta eseguendo la manutenzione. Le superfici bagnate, spesso riscontrate negli impianti di trattamento delle acque reflue, contribuiscono ai rischi di scivolamento e caduta.

Figura 2. Serbatoio vuoto in un impianto di depurazione.

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Mary O. Brophy

L'ingresso in spazi confinati è uno dei rischi più comuni e uno dei più gravi affrontati dai lavoratori del trattamento delle acque reflue. Una definizione universale di uno spazio confinato è sfuggente. In generale, tuttavia, uno spazio confinato è un'area con mezzi di ingresso e uscita limitati che non è stata progettata per un'abitazione umana continua e che non dispone di un'adeguata ventilazione. I pericoli si verificano quando lo spazio confinato è associato a una carenza di ossigeno, alla presenza di una sostanza chimica tossica o di un materiale inghiottito, come l'acqua. La diminuzione dei livelli di ossigeno può essere il risultato di una varietà di condizioni tra cui la sostituzione dell'ossigeno con un altro gas, come metano o idrogeno solforato, il consumo di ossigeno dovuto al decadimento del materiale organico contenuto nelle acque reflue o l'eliminazione delle molecole di ossigeno nelle il processo di arrugginimento di qualche struttura all'interno dello spazio ristretto. Poiché bassi livelli di ossigeno in spazi confinati non possono essere rilevati dall'osservazione umana senza aiuto, è estremamente importante utilizzare uno strumento in grado di determinare il livello di ossigeno prima di entrare in qualsiasi spazio confinato.

L'atmosfera terrestre è composta dal 21% di ossigeno al livello del mare. Quando la percentuale di ossigeno nell'aria respirabile scende al di sotto di circa il 16.5%, la respirazione di una persona diventa più rapida e più superficiale, la frequenza cardiaca aumenta e la persona inizia a perdere la coordinazione. Al di sotto di circa l'11% la persona avverte nausea, vomito, incapacità di muoversi e perdita di coscienza. L'instabilità emotiva e il giudizio alterato possono verificarsi a livelli di ossigeno da qualche parte tra questi due punti. Quando gli individui entrano in un'atmosfera con livelli di ossigeno inferiori al 16.5%, possono diventare immediatamente troppo disorientati per uscire da soli e alla fine soccombere all'incoscienza. Se l'esaurimento dell'ossigeno è abbastanza grande, gli individui possono perdere conoscenza dopo un respiro. Senza soccorso possono morire in pochi minuti. Anche se salvato e rianimato, possono verificarsi danni permanenti (Wilkenfeld et al. 1992).

La mancanza di ossigeno non è l'unico pericolo in uno spazio ristretto. I gas tossici possono essere presenti in uno spazio ristretto a un livello di concentrazione sufficientemente elevato da causare gravi danni, persino uccidere, nonostante livelli di ossigeno adeguati. Gli effetti delle sostanze chimiche tossiche incontrate in spazi ristretti sono discussi più avanti. Uno dei modi più efficaci per controllare i pericoli associati a bassi livelli di ossigeno (inferiori al 19.5%) e atmosfere contaminate da sostanze chimiche tossiche è quello di ventilare accuratamente e adeguatamente lo spazio confinato con ventilazione meccanica prima di consentire a chiunque di accedervi. Questo di solito viene fatto con un condotto flessibile attraverso il quale l'aria esterna viene soffiata nello spazio confinato (vedi figura 3). È necessario prestare attenzione per garantire che anche i fumi di un generatore o del motore del ventilatore non vengano soffiati nello spazio confinato (Brophy 1991).

Figura 3. Unità di movimentazione dell'aria per l'ingresso in uno spazio confinato.

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Mary O. Brophy

Gli impianti di trattamento delle acque reflue hanno spesso macchinari di grandi dimensioni per spostare i fanghi o le acque reflue grezze da un punto all'altro dell'impianto. Quando vengono effettuate riparazioni su questo tipo di apparecchiatura, l'intera macchina deve essere diseccitata. Inoltre, l'interruttore per riattivare l'apparecchiatura dovrebbe essere sotto il controllo della persona che esegue le riparazioni. Ciò impedisce a un altro lavoratore dell'impianto di alimentare inavvertitamente l'apparecchiatura. Lo sviluppo e l'implementazione di procedure per raggiungere questi obiettivi è chiamato programma di lockout/tagout. La mutilazione di parti del corpo, come dita, braccia e gambe, lo smembramento e persino la morte possono derivare da programmi di lockout/tagout inefficaci o inadeguati.

Gli impianti di trattamento delle acque reflue spesso contengono grandi serbatoi e contenitori di stoccaggio. Le persone a volte hanno bisogno di lavorare sopra i container o di camminare vicino a pozzi che sono stati svuotati dall'acqua e possono contenere un dislivello da 8 a 10 m (vedi figura 2.5). Ai lavoratori dovrebbe essere fornita una protezione sufficiente contro le cadute e un'adeguata formazione sulla sicurezza.

Rischi microbici

I rischi microbici sono principalmente associati al trattamento dei rifiuti umani e animali. Sebbene i batteri vengano spesso aggiunti per alterare i solidi contenuti nelle acque reflue, il pericolo per gli addetti al trattamento delle acque reflue deriva principalmente dall'esposizione ai microrganismi contenuti nei rifiuti umani e di altri animali. Quando si utilizza l'aerazione durante il processo di trattamento delle acque reflue, questi microrganismi possono diffondersi nell'aria. L'effetto a lungo termine sul sistema immunitario degli individui esposti a questi microrganismi per lunghi periodi di tempo non è stato valutato in modo definitivo. Inoltre, i lavoratori che rimuovono i rifiuti solidi dal flusso in ingresso prima di iniziare qualsiasi trattamento sono spesso esposti a microrganismi contenuti nel materiale che schizzano sulla loro pelle e entrano in contatto con le mucose. I risultati dell'incontro con microrganismi trovati negli impianti di trattamento delle acque reflue per lunghi periodi di tempo sono spesso più sottili di quelli risultanti da esposizioni acute intense. Tuttavia, questi effetti possono anche essere irreversibili e gravi.

Le tre principali categorie di microbi rilevanti per questa discussione sono funghi, batteri e virus. Tutti e tre questi possono causare malattie acute e malattie croniche. Sintomi acuti tra cui distress respiratorio, dolori addominali e diarrea sono stati riportati in lavoratori addetti al trattamento dei rifiuti (Crook, Bardos e Lacey 1988; Lundholm e Rylander 1980). Le malattie croniche, come l'asma e l'alveolite allergica, sono state tradizionalmente associate all'esposizione ad alti livelli di microbi presenti nell'aria e, recentemente, all'esposizione microbica durante il trattamento dei rifiuti domestici (Rosas et al. 1996; Johanning, Olmstead e Yang 1995). Stanno iniziando a essere pubblicati rapporti su concentrazioni significativamente elevate di funghi e batteri negli impianti di trattamento dei rifiuti, disidratazione dei fanghi e compostaggio (Rosas et al. 1996; Bisesi e Kudlinski 1996; Johanning Olmstead e Yang 1995). Un'altra fonte di microbi presenti nell'aria sono i serbatoi di aerazione utilizzati in molti impianti di trattamento delle acque reflue.

Oltre che per inalazione, i microbi possono essere trasmessi per ingestione e per contatto con la pelle non integra. L'igiene personale, compreso lavarsi le mani prima di mangiare, fumare e andare in bagno, è importante. Cibo, bevande, posate, sigarette e tutto ciò che verrebbe messo in bocca devono essere tenuti lontano da aree di possibile contaminazione microbica.

Rischi chimici

Gli incontri chimici negli impianti di trattamento dei rifiuti possono essere sia immediati che fatali, oltre che prolungati. Una varietà di sostanze chimiche viene utilizzata nel processo di coagulazione, flocculazione, disinfezione e trattamento dei fanghi. La sostanza chimica scelta è determinata dal contaminante o dai contaminanti nelle acque reflue grezze; alcuni rifiuti industriali richiedono un trattamento chimico piuttosto esotico. In generale, tuttavia, i rischi principali derivanti dalle sostanze chimiche utilizzate nei processi di coagulazione e flocculazione sono l'irritazione della pelle e le lesioni agli occhi dovute al contatto diretto. Ciò è particolarmente vero per le soluzioni che hanno un pH (acidità) inferiore a 3 o superiore a 9. La disinfezione degli effluenti viene spesso ottenuta utilizzando cloro liquido o gassoso. L'uso di cloro liquido può causare lesioni agli occhi se spruzzato negli occhi. L'ozono e la luce ultravioletta vengono utilizzati anche per ottenere la disinfezione dell'effluente.

Un modo per monitorare l'efficacia del trattamento delle acque reflue è misurare la quantità di materiale organico che rimane nell'effluente dopo il completamento del trattamento. Questo può essere fatto determinando la quantità di ossigeno che sarebbe necessaria per biodegradare il materiale organico contenuto in 1 litro di liquido in un periodo di 5 giorni. Questo è indicato come la domanda biologica di ossigeno a 5 giorni (BOD5).

I pericoli chimici negli impianti di depurazione derivano dalla decomposizione del materiale organico che comporta la produzione di idrogeno solforato e metano, dai rifiuti tossici scaricati nelle condutture fognarie e dai contaminanti prodotti dalle operazioni svolte dagli stessi lavoratori.

L'idrogeno solforato si trova quasi sempre negli impianti di trattamento dei rifiuti. L'idrogeno solforato, noto anche come gas di fogna, ha un odore caratteristico e sgradevole, spesso identificato come uova marce. Il naso umano, tuttavia, si abitua rapidamente all'odore. Le persone che sono esposte all'idrogeno solforato spesso perdono la capacità di percepirne l'odore (ossia affaticamento olfattivo). Inoltre, anche se il sistema olfattivo è in grado di rilevare l'idrogeno solforato, non è in grado di giudicare con precisione la sua concentrazione nell'atmosfera. L'idrogeno solforato interferisce biochimicamente con il meccanismo di trasporto degli elettroni e blocca l'utilizzo dell'ossigeno a livello molecolare. Il risultato è l'asfissia e infine la morte a causa della mancanza di ossigeno nelle cellule del tronco cerebrale che controllano la frequenza respiratoria. Alti livelli di idrogeno solforato (superiori a 100 ppm) possono verificarsi, e spesso si verificano, negli spazi ristretti che si trovano negli impianti di trattamento delle acque reflue. L'esposizione a livelli molto elevati di idrogeno solforato può provocare la soppressione quasi istantanea del centro respiratorio nel tronco encefalico. Il National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) degli Stati Uniti ha identificato 100 ppm di idrogeno solforato come immediatamente pericoloso per la vita e la salute (IDLH). Livelli inferiori di idrogeno solforato (inferiori a 10 ppm) sono quasi sempre presenti in alcune aree degli impianti di trattamento delle acque reflue. A questi livelli inferiori l'idrogeno solforato può essere irritante per il sistema respiratorio, essere associato a mal di testa e causare congiuntivite (Smith 1986). L'idrogeno solforato viene prodotto ogni volta che la materia organica si decompone e, industrialmente, durante la produzione della carta (processo Kraft), la concia delle pelli (depilazione con solfuro di sodio) e la produzione di acqua pesante per i reattori nucleari.

Il metano è un altro gas prodotto dalla decomposizione della materia organica. Oltre a sostituire l'ossigeno, il metano è esplosivo. È possibile raggiungere livelli che provocano un'esplosione quando viene introdotta una scintilla o una fonte di ignizione.

Gli impianti che trattano rifiuti industriali dovrebbero avere una conoscenza approfondita delle sostanze chimiche utilizzate in ciascuno degli impianti industriali che utilizzano i loro servizi e un rapporto di lavoro con la direzione di tali impianti in modo che siano tempestivamente informati di eventuali cambiamenti nei processi e nel contenuto dei rifiuti. Lo scarico di solventi, combustibili e qualsiasi altra sostanza nelle reti fognarie rappresenta un pericolo per gli addetti al trattamento non solo a causa della tossicità del materiale scaricato ma anche perché lo scarico è imprevisto.

Ogni volta che qualsiasi operazione industriale, come la saldatura o la verniciatura a spruzzo, viene eseguita in uno spazio ristretto, è necessario prestare particolare attenzione per fornire una ventilazione sufficiente per prevenire il rischio di esplosione e per rimuovere il materiale tossico prodotto dall'operazione. Quando un'operazione eseguita in uno spazio confinato produce un'atmosfera tossica, è spesso necessario dotare il lavoratore di un respiratore perché la ventilazione dello spazio confinato potrebbe non garantire che la concentrazione della sostanza chimica tossica possa essere mantenuta al di sotto del limite di esposizione consentito. La selezione e l'installazione di un respiratore adeguato rientra nell'ambito della pratica dell'igiene industriale.

Un altro grave rischio chimico negli impianti di trattamento delle acque reflue è l'uso di cloro gassoso per decontaminare l'effluente dall'impianto. Il cloro gassoso viene fornito in una varietà di contenitori che pesano da 70 kg a circa 1 tonnellata. Alcuni degli impianti di trattamento delle acque reflue molto grandi utilizzano il cloro fornito nei vagoni ferroviari. Il cloro gassoso è estremamente irritante per la porzione alveolare dei polmoni, anche a livelli di poche ppm. L'inalazione di concentrazioni più elevate di cloro può causare l'infiammazione degli alveoli del polmone e produrre la sindrome da distress respiratorio dell'adulto, che ha un tasso di mortalità del 50%. Quando un impianto di trattamento delle acque reflue utilizza grandi quantità di cloro (1 tonnellata e oltre) il pericolo esiste non solo per i lavoratori dell'impianto ma anche per la comunità circostante. Purtroppo gli impianti che utilizzano le maggiori quantità di cloro si trovano spesso in grandi centri metropolitani ad alta densità di popolazione. Sono disponibili altri metodi di decontaminazione degli effluenti degli impianti di trattamento delle acque reflue, compreso il trattamento con ozono, l'uso di una soluzione liquida di ipoclorito e l'irradiazione ultravioletta.

 

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Contenuti

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