critérios técnicos para a destruição de estoques de

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CRITÉRIOS TÉCNICOS
PARA A
DESTRUIÇÃO DE ESTOQUES DE
POLUENTES ORGÂNICOS PERSISTENTES
7 de outubro de 1998
ISBN 90-73361-47-8
CRITÉRIOS TÉCNICOS
PARA A DESTRUIÇÃO DE ESTOQUES DE
POLUENTES ORGÂNICOS PERSISTENTES
7 de outubro de 1998
Por Pat Costner
Unidade Científica da Greenpeace Internacional
Darryl Luscombe, Greenpeace Austrália
Morag Simpson, Greenpeace Canadá
ISBN: 90-73361-47-8
Sumário
página
Sumário Executivo
Introdução
1.0 Tecnologias Antigas de Tratamento e Disposição
1.1 Armazenamento
1.2 Enterro em Aterros Sanitários
1.3 Injeção em Poço Profundo
1.4 Sistemas de Combustão
1.4.1 Incineradores Dedicados
1.4.1.1 Eficiência de Destruição do Incinerador
1.4.1.2 Incineradores e Redução de Lixo
1.4.1.3 Subprodutos da Combustão
1.4.1.4 Impactos da Incineração na Saúde Humana e no Meio
Ambiente
1.4.2 Fornos de Cimento
1.4.2.1 Impactos Gerais dos Fornos de Cimento
1.4.2.2 A Queima de Materiais Perigosos em Fornos de
Cimento
1.4.2.2.1 Desempenho dos Fornos de Cimento na Queima de
Resíduos perigosos
1.4.2.2.2 Produtos da Combustão Incompleta Lançados a
Partir de Fornos de Cimento
1.4.2.2.3 Impactos da Queima de Resíduos perigosos em
Fornos de Cimento
2.0 Tecnologias Modernas de Destruição
2.1 Avaliação de Tecnologias de Destruição Selecionadas
2.1.1 Environment Australia
2.1.2 Organização das Nações Unidas para a Alimentação e
Agricultura
2.1.3 Departamento de Defesa dos Estados Unidos
2.1.4 Departamento de Energia dos Estados Unidos
2.2 Redução Química em Fase Gasosa
2.3 Oxidação Eletroquímica
2.4 Pirólise em Metal Fundido
2.5 Oxidação em Sal Fundido
2.6 Processo por Elétrons Solvatados
2.7 Oxidação em Água Supercrítica
2.8 Arco Plasma
2.8.1 PACT
2.8.2 PLASCON
2.9 Hidrogenação Catalítica
2.10 Decloração Catalizada por Base
Referências
II
IV
1
3
3
4
5
6
6
8
11
12
13
14
15
16
16
17
17
20
22
22
22
23
23
24
27
27
29
30
31
33
33
34
35
36
39
G REENPEACE : C RITÉRIOS T ÉCNICOS PARA A D ESTRUIÇÃO DE POP S
Lista de Tabelas
página
Tabela 1: Recomendação da FAO sobre Materiais a Serem Excluídos
ou Limitados na Disposição por Incineração
Tabela 2: Eficiências de Destruição (EDs) e Eficiências de Destruição
e Remoção (EDRs) Alcançadas Durante Queima Experimental
Tabela 3: Eficiências de Destruição (EDs) e Eficiências de Destruição
e Remoção (EDRs) Alcançadas com Substâncias Químicas
Preocupantes e com Seus Substitutos Durante Experimento
com Incinerador no Drake Superfund Site, em Lock Haven,
Pensilvânia, EUA.
6
10
11
Tabela 4: Seleção de Tecnologias Modernas de Destruição
21
Tabela 5: ECO LOGIC Processo de Redução em Fase Gasosa Eficiências de Destruição e Eficiências de Destruição e
Remoção (EDRs) Alcançadas com PCBs e clorobenzenos.
25
Tabela 6: Tecnologia de Elétrons Solvados - Materiais Tratados,
Natureza e Destino dos Resíduos Tratados
31
Tabela 7: Hidrogenação Catalítica - Eficiências de Destruição
Alcançada com Organoclorados
35
Tabela 8: Decloração Catalizada por Base - Dioxinas nos Gases de
Chaminés
37
III
Sumário Executivo
Os governos do mundo concordaram em negociar um instrumento global
com sustentação legal para proteger a saúde humana e o meio ambiente dos
poluentes orgânicos persistentes (POPs). Uma das principais formas de esses
poluentes penetrarem no meio ambiente geral é escapando de depósitos,
estoques e reservatórios ambientais (incluindo solos e sedimentos) de
obsoletos compostos à base de POPs (PCBs, agrotóxicos, etc.) e de resíduos
contaminado por POPs (dioxinas, PCBs, etc.).
Recentemente vem-se desenvolveno um consenso crescente de que os
os estoques, depósitos e reservatórios ambientais de compostos obsoletos e
de lixo contaminado por POPs devem ser rapidamente identificados, coletados
e destruídos apropriadamente contribuindo para o fim da propagação para o
meio ambiente. Eem contrapartida, abre-se um debate sobre quais seriam as
formas apropriadas de coleta e destruição destes resíduos e compostos
obsoletos.
Muitas tecnologias estão sendo comercializadas para a destruição de
POPs e de materiais contaminados por POPs. As mudanças nesse campo são
rápidas, e muitas informações ainda não estão disponíveis. Por esse motivo,
este artigo não pode ser considerado completo ou definitivo, e sim uma
contribuição para pesquisa em curso, tratando-se de um documento ainda em
desenvolvimento que explora critérios para a destruição de poluentes orgânicos
persistentes. Também aborda várias tecnologias de destruição, tanto as mais
antigas quanto as desenvolvidas recentemente, incluindo uma breve descrição
de potencialidades e aplicações e, quando disponível, os seus custos.
O Greenpeace concluiu que, para possibilitar a proteção adequada das
populações locais e distantes de humanos e animais, as tecnologias usadas
para a destruição de estoques de poluentes orgânicos persistentes (POPs)
devem atender aos seguintes critérios fundamentais de desempenho:
•
Eficiências de destruição de 100 por cento para os compostos
químicos preocupantes. A determinação da eficiência de destruição de
100 por cento deve necessariamente embasar-se na não-detecção de
qualquer concentração de compostos químicos preocupantes em todo e
qualquer resíduo, usando as técnicas de análise mais sensíveis disponíveis
em nível mundial. Análises para a verificação de resídios não-tratados
devem ser feitas com uma certa freqüência durante todas as etapas do
processo de destruição, garantindo que esse critério seja seguido.
•
Confinamento completo de todos os resíduos para o rastreamento e, se
necessário, reprocessamento para garantir que nenhum resíduo contenha
níveis detectáveis de compostos preocupantes, ou outros constituintes
perigosos, como poluentes orgânicos persistentes recém-formados ou
outras substâncias perigosas.
•
Nenhuma emissão não-controlada.
IV
As tecnologias de combustão que já há um tempo vêm sendo usadas
para tentar destruir os estoques de POPs e materiais contaminados por POPs
falharam em atender a esses critérios. De fato, as tecnologias de combustão
são identificadas como principais formas de liberação de POPs e outras
substâncias perigosas no meio ambiente.
Em anos mais recentes, várias agências e organizações internacionais e
nacionais avaliaram outras tecnologias de destruição, algumas das quais agora
estão em operação em escala comercial em um ou mais países. Assim como
as tecnologias de combustão, essas novas tecnologias têm altas demandas de
recursos e podem, de outra forma, ter um custo para o meio ambiente, para
segurança e a saúde dos trabalhadores e do público geral que as considera
inaceitáveis para uso continuado e a longo prazo, como na disposição do lixo
de atividades domésticas e industriais contínuas.
Para a destruição de depósitos, estoques e reservatórios ambientais de
substâncias POPs obsoletas e de lixo contaminado por POPs, algumas dessas
novas tecnologias (por exemplo, a redução química em fase gasosa)
representam uma melhora qualitativa significativa comparadas à combustão.
Em muitos casos, essas tecnologias mais novas, se implementadas
apropriadamente, representam uma alternativa melhor do que a decisão de
incinerar ou de não fazer nada e esperar até que surja uma tecnologia melhor
para a destruição de POPs.
V
Introdução
Erradicar os poluentes orgânicos persistentes (POPs) do meio ambiente
global requer a eliminação de suas fontes, sejam elas instalações, processos
ou materiais específicos. Significa também a destruição de POPs estocados e
da contaminação ambiental a eles associada.
Estima-se que os POPs estocados incluam mais de um milhão de
toneladas de PCBs distribuídos globalmente 1,2 e mais de 100.000 toneladas de
agrotóxicos obsoletos em países que não são membros da Organização para a
Cooperação e Desenvolvimento Econômico.3 Não há estimativas sobre os
estoques de materiais contendo dioxinasa. No entanto, pode-se esperar que as
acumulações de materiais contaminados por dioxinas sejam grandes,
especialmente em países onde as indústrias que utilizam cloro estão bem
desenvolvidas e onde se confiou na incineração como forma de disposição final
do lixo. Do mesmo modo, não há estimativas sobre o quanto dos solos e
sedimentos contaminados está associado a estoques existentes de PCBs,
agrotóxicos obsoletos e materiais contendo dioxinas.
Os estoques de POPs e a contaminação a eles associada impõem
grandes preocupações relacionadas ao meio ambiente, à saúde pública e aos
aspectos econômicos. Os responsáveis pela existência desses estoques (os
fabricantes e/ou as instituições que coordenaram e financiaram a distribuição
de POPs e de tecnologias geradoras de POPs) devem se responsabilizar pela
destruição dos estoques e pela contaminação a eles associada.
A destruição dos estoques de POPs e a descontaminação de materiais
contaminados devem ser feitas sempre de uma forma que proteja as
populações humanas e animais próximas e distantes, assim como os
trabalhadores, evitando uma maior exposição por vias diretas (ex. inalação) e
indiretas (ex. através da cadeia alimentar). Para isso, as tecnologias de
destruição devem atender a certos critérios rígidos e devem ser aplicadas e
reguladas com a supervisão de especialistas. Se a destruição ocorre em um
país que não tem agências reguladoras fortes e capacitadas, mecanismos de
supervisão especiais e confiáveis devem ser implementados.
Os critérios para a destruição dos estoques de POPs ainda não foram
estabelecidos. No entanto, chegou-se a um acordo global sobre os critérios
básicos para a destruição de um outro grupo de compostos persistentes, os
identificados como destruidores da camada de ozônio (ODS, do inglês “ozone
depleting substances”):4
"A destruição deve ser feita de forma a não degradar ainda mais o
meio ambiente (ex. aquecimento global, deposição ácida, tóxicos,
etc.)."
a
Nesse relatório, os termos "dioxina" e "dioxinas" incluem tanto as dibenzo-p-dioxinas
policloradas e os dibenzofuranos policlorados, isto é, tanto as dioxinas quanto os furanos, a
não ser quando os furanos forem expressamente identificados.
1
As tecnologias usadas para a destruição dos ODS precisam também
alcançar uma eficiência de destruição de 99,99%, que é determinada como
mostra-se a seguir:5
"Eficiência de Destruição (ED): o total de destruição de ODS é
calculado com base no peso total de ODS na entrada do processo,
menos a soma dos ODS em todos os produtos, subprodutos e
emissões ao meio ambiente, dividido pela entrada de ODS. (A ED é
relatada em forma de porcentagem.)"
[Dados limitados disponíveis mostram eficiências de destruição de
incineradores de reísduos perigosos modernos variando entre 65 e 99,9%. Em
relação aos valores freqüentemente mais altos anunciados para esses
incineradores, ao redor de 99,9999%, ver o ítem "Eficiência de Destruição e
Remoção" (EDR). A EDR leva em consideração apenas as emissões das
chaminés, sem considerar as outras emissões e resíduos.]
Os critérios para a destruição de POPs devem ser ainda mais rígidos do
que os dos ODS. A lista inicial de doze POPs (dioxinas, furanos, PCB
(bifenilas policloradas), HCH (ou HCB), aldrin, dieldrin, endrin, clordano,
toxafeno, mirex, DDT e heptacloro) foi selecionada porque essas substâncias e
grupos de substâncias são tóxicas, persistentes e bioacumulativas. As
tecnologias usadas para a destruição dos estoques já existentes desses
materiais devem demonstrar um nível de desempenho que seja proporcional à
capacidade destes POPs de causar danos. Conseqüentemente, as tecnologias
apropriadas para a destruição de estoques de POPs devem atender aos
seguintes critérios básicos de desempenho:
•
Eficiências de destruição de 100 por cento para os compostos
químicos preocupantes. A determinação da eficiência de destruição de
100 por cento deve necessariamente embasar-se na não-detecção de
qualquer concentração de compostos químicos preocupantes em todo e
qualquer resíduo, usando as técnicas de análise mais sensíveis disponíveis
em nível mundial. Análises para a verificação de resídios não-tratados
devem ser feitas com uma certa freqüência durante todas as etapas do
processo de destruição, garantindo que esse critério seja seguido.
•
Confinamento completo de todos os resíduos para o rastreamento e, se
necessário, reprocessamento para garantir que nenhum resíduo contenha
níveis detectáveis de compostos preocupantes, ou outras substâncias
perigosas.
•
Nenhuma emissão não-controlada.
É necessária uma avaliação sobre até que ponto determinada tecnologia
atende, durante os testes preliminares e as operações de rotina, aos critérios
acima citados. Essa avaliação envolve muitos aspectos, incluindo, mas não
limitando-se, aos seguintes:
•
2
conhecimentos científicos e de engenharia;
•
•
•
equipamentos e instalações para a coleta de amostras e análise dos
materiais a serem destruídos e de todos os resíduos do processo de
destruição;
diretrizes rigorosas de operação; e
uma estrutura reguladora abrangente, que inclua a execução e o
monitoramento das exigências.
Pode haver circunstâncias em que se concorde que é necessário
instalar uma planta industrial de destruição para atender a uma determinada
área contaminada e/ou estoques e reservatórios de POPs em uma região
específica. Em tais circunstâncias, a planta deve estar localizada dentro da
área afetada ou próxima a ela. As instalações devem ser removidas quando o
projeto de destruição específico for concluído, de forma que elas não se tornem
um ímã que atraia resíduos de outras regiões.
A participação pública centrada na comunidade deve ser uma parte
integrante de todo o processo de destruição/descontaminação. A comunidade
deve estar envolvida no processo de tomada de decisão, incluindo avaliação
dos estoques, a escolha do local onde será realizado o processo de destruição,
o monitoramento, aprovando todas as etapas.
A disponibilidade e os custos são também fatores cruciais na seleção
entre as tecnologias de destruição apropriadas. Tais custos incluem não
apenas custos associados com a construção e a operação de plantas de
destruição, mas também custos de infra-estrutura. Por exemplo, a
regulamentação e a supervisão dessas instalações requerem pessoal
dedicado, como conselheiros legais para preparar a regulamentação do
projeto, engenheiros e cientistas para implementar o projeto, assim como de
treinamento e equipamento para a comunicação, para as análises químicas,
etc.
1.0 Tecnologias Antigas de Tratamento e Disposição
No passado, os POPs e outros materiais difíceis de serem destruídos
freqüentemente receberam destinos como o armazenamento, o enterro em
aterros sanitários, e/ou a queima em sistemas de combustão (incineradores
dedicados, caldeiras industriais, fornos de cimento). Ainda hoje, algumas
nações permitem a injeção em poço profundo. Entre essas práticas, apenas os
sistemas de combustão atingem algum grau de destruição.
1.1
Armazenamento
A literatura científica oferece pouca informação sobre a eficácia de
vários métodos de armazenamento no que toca à prevenção de escape de
substâncias tais como os doze POPs indicados. Além dos derramamentos e
dos vazamentos, a volatização de POPs dos locais de armazenamento é
problemática, especialmente em climas tropicais. Por exemplo, em Bangkok,
na Tailândia, Watanabe et al. (1996) mediram a quantidade de PCBs ao ar livre
fora de um prédio onde condensadores elétricos estavam armazenados.
3
Imediatamente abaixo na direção do vento, a concentração média de PCB no
ar era de 820 nanogramas por metro cúbico (ng/m3). A concentração de PCB
foi de 570 ng/m3 em torno de 5 metros acima na direção oposta do vento.6
Esses valores são aproximadamente 1000 vezes maiores do que os medidos
no ar de regiões urbanas do Reino Unido7 e de 15.000 a 48.000 vezes maiores
do que os encontrados no ar do Ártico.8 Em torno de 25 por cento dos PCBs
no ar foram atribuídos à volatização dos condensadores e o restante à
volatização de PCBs derramados no solo ao redor. 9
Sabe-se que mesmo em um clima mais frio, temperado, o
armazenamento e o manuseio desses compostos podem resultar em emissões
ao meio ambiente, apesar da utilização das melhores medidas preventivas
disponíveis. Por exemplo, em um depósito de PCBs no Canadá com
instalações bem construídas e fechadas, mantidas sob pressão negativa com
filtros de exaustão de carbono, o ar filtrado ainda lançava PCBs ao ambiente.10
1.2 Enterro em Aterros Sanitários
Para substâncias persistentes, o enterro em aterros sanitários não é
uma tecnologia de destruição; é apenas um método de confinamento. Além
disso, é um método relativamente ineficaz de confinamento. Os componentes
no lixo enterrado podem e escapam ao ambiente próximo, principalmente
através da lixiviação para águas subterrâneas e da volatização para o ar.
Após décadas de pesquisas, avanços na engenharia e grandes
investimentos, os aterros sanitários mais modernos, de última geração, ainda
são descritos como potenciais "bombas-relógio" --:11
"Sistemas de isolamento [aterros sanitários] são geralmente
eficazes nos primeiros 10 anos e têm um efeito retardatário após
25 anos, mas são quase comparáveis a uma situação de
referência (isto é, sem isolamento) após 100 anos. Portanto,
sistemas de isolamento para locais de disposição e solos
contaminados sem a imobilização dos contaminantes podem
representar uma "bomba-relógio" atrasada que pode, no futuro,
pôr em risco a saúde humana e o meio ambiente."
e ameaças permanentes --:12
"Uma Ameaça Permanente
Aterros sanitários do tipo "tumba seca" para os resíduos
perigosos e para o lixo sólido municipal representam uma ameaça
constante para a qualidade das águas subterrâneas. Visto que a
cobertura plástica usada nos revestimentos compostos … irá
eventualmente se deteriorar, e que não há possibilidade das
coberturas deste tipo de aterro sanitário manterem a umidade fora
do aterro sanitário enquanto o lixo representar uma ameaça -- isto
é, sempre -- será inevitável que o material lixiviado atravessará o
revestimento e irá poluir as águas subterrâneas que estão abaixo
dele."
4
Os POPs (ex. PCBs) são conhecidos por escapar de aterros sanitários
pela volatização para o ar ao redor.13 Até mesmo alguns metais, como por
exemplo o mercúrio elementar, escapam pela mesma rota.14 Sabe-se que os
PCBs e outros contaminantes semi-voláteis evaporam mais rapidamente em
função do aumento da umidade no solo e em sedimentos, e até mesmo com
um aumento na umidade relativa do ar.15 Também comenta-se que pode
ocorrer a volatização quando essas substâncias são enterradas em aterros
sanitários resultando na contaminação da vegetação ao redor.16
A Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura
(FAO) (1996) descreveu os os problemas associados ao enterro de agrotóxicos
em aterros sanitários da seguinte forma:17
"Muitos países que enterravam agrotóxicos no passado estão agora
experimentando séria contaminação ambiental e enfrentando altos
custos para a retirada dos agrotóxicos e para mitigar os danos ao meio
ambiente e à saúde humana."
1.3 Injeção em Poço Profundo
A injeção de substâncias perigosas em poços profundos não é uma
tecnologia muito usada. De fato, a FAO (1996) apontou a injeção em poço
profundo como "não apropriada ... devido ao risco ambiental e à falta de
controle." 18
Nos poucos países onde esse método de disposição é usado, as
emissões químicas desses poços profundos são comuns. Por exemplo, até
1989, haviam ocorrido pelo menos 39 falhas documentadas em poços de
injeção de resíduos perigosos nos Estados Unidos. Essas falhas variaram de
vazamento em aqüíferos profundos, incluindo águas subterrâneas usada como
fonte de água potável até terremotos e emissões explosivas na
nascente.19,20,21,22,23,24
Não há métodos para predizer as rotas ou a velocidade da migração
dos resíduos injetados para as águas subterrâneas ou do escape para a
superfície. Não é possível detectar pequenas fraturas verticais em formações
subterrâneas que podem transportar os compostos injetados através de
camadas não-porosas até as águas subterrâneas.
Pouco se sabe sobre o comportamento químico a longo prazo de
substâncias que foram injetadas em poços profundos - potenciais reações
entre os resíduos perigosos e rochas, argila, areia, água, salmoura, óleo, gás,
etc., subterrâneos, ou os efeitos que essas reações podem ter na migração e
na toxicidade.
Uma vez que os materiais perigosos deixaram o buraco do poço e
penetraram nas camadas porosas nas quais foram injetadas, não é possível
rastrear a sua movimentação. O seu paradeiro só é conhecido quando são
encontrados como contaminantes de águas subterrâneas.
5
1.4
Sistemas de Combustão
Até a industrialização, a queima era vista como um método eficaz de
dispor qualquer material não-desejado no qual poderia-se atear fogo. Neste
século, a natureza dos materiais não-desejados -- resíduos e produtos
descartados gerados por atividades humanas -- sofreu mudanças drásticas.
Como resultado, sistemas de combustão do lixo cada vez mais complexos e
caros foram construídos com o único objetivo de queimar materiais
descartados pelas sociedades industrializadas. Também, ao redor do mundo,
em torno de 60 fornos de cimento foram modificados de forma que vários
resíduos pudessem ser queimados juntos com combustíveis tradicionais.25
A FAO (1996) idenficou certos materiais cuja disposição em
incineradores e fornos de cimento não é recomendada, conforme mostra a
Tabela 1.26 É importante ressaltar que esses materiais "não recomendados"
incluem, na maioria dos casos, aqueles contendo cloro, como os POPs
atualmente listados.
Tabela 1: Recomendações da FAO Sobre Materiais a Serem Excluídos ou
Limitados Para Processos de Queima em Incineradores Dedicados e em
Fornos de Cimento27
Método de Incineração
Não recomendado
Incineração em alta temperatura, em
geral
Agrotóxicos inorgânicos, agrotóxicos
contendo mercúrio, e organometais
Incinerador em pequena escala sem
"scrubber"
Agrotóxicos contendo cloro, fósforo,
enxofre ou nitrogênio e grandes
quantidades de agrotóxicos em geral
Incinerador em pequena escala e
incinerador móvel com "scrubber"
Agrotóxicos contendo cloro, bromo ou
outros halogênios, com algumas
qualificações
Agrotóxicos contendo cloro, bromo ou
outros halogênios, incluindo derivados
do ácido fenoxiacético, com algumas
qualificações
Forno de cimento
1.4.1 Incineradores Dedicados
Na avaliação da possibilidade de se usar incineradores para a
destruição de estoques de POPs, o Grupo de Trabalho Ad Hoc do Fórum
Intergovernamental de Segurança Química (IFCS) (1996) ofereceu a seguinte
conclusão em suas recomendações, que foram mais tarde adotadas pelo
Conselho de Administração do Programa das Nações Unidas Para o Meio
6
Ambiente (1997):28,29
"O IFCS concluiu que as plantas de incineração de resíduos com
melhor tecnologia disponíveis hoje envolvem altos custos de
construção, são de operação sofisticada, e a sua adoção maciça em
países em desenvolvimento é improvável em futuro próximo. Outras
opções incluindo o transporte para plantas já existentes e/ou o uso de
outras metodologias de disposição e/ou políticas de materiais de
sucesso comprovado devem ser mais pesquisadas."
Embora incineradores modernos podem ser inviáveis devido ao custo
para vários países, o custo é apenas uma das várias limitações importantes
desta tecnologia, conforme descrito por Hagh e Allen (1990):30
•
"Os átomos de cloro são obstáculos eficazes para o fogo. Eles
tendem a extinguir os radicais livres de hidrogênio, que propagam as
reações no incinerador. Portanto, é difícil atingir a combustão
completa.
•
Os incineradores têm um alto custo operacional por exigirem altas
temperaturas.
•
Os gases de chaminé da combustão apresentam um problema sério
de corrosão nas altas temperaturas de operação.
•
O problema que causa maior preocupação é a geração de produtos
da combustão incompleta, que são formados em pequenas
quantidades. Quando os PCBs são queimados, dioxinas e
dibenzofuranos clorados (CDF) podem ser formados. Outros
materiais presentes nos efluentes da chaminé incluem HCl, CO, CO2,
NOx, e O2. Remover esses materiais dos gases de chaminé pode
ser extremamente difícil e caro."
Os incineradores modernos são comumente descritos como muito
eficazes na destruição de POPs e substâncias semelhantes. No entanto, testes
recentes sugerem que os incineradores alcançam eficiências de destruição que
são consideravelmente inferiores às alcançadas por certas tecnologias que não
fazem uso da combustão, conforme discutido no Ítem 1.4.1.1. Além disso,
certos incineradores que queimam POPs e outros resíduos estão associados à
propagação de POPs não-destruídos e recém-formados no ambiente próximo,
contaminando o ar, o solo, a vegetação, os animais e populações humanas
(ver Ítem 1.4.1.4).
A FAO (1996) ressaltou o fato de que incineradores de resíduos
perigosos dedicados, de grande-escala, alcançam altas Eficiências de
Destruição e Remoção (ver discussão na Seção. 1.4.1.1 abaixo) e identificou
esses sistemas de combustão como o método de sua preferência para a
destruição de agrotóxicos obsoletos. No entanto, a FAO (1996) também
reconheceu que esses incineradores são fontes de certos POPs, como as
dioxinas:31
" O uso não apropriado de incineradores pode criar subprodutos sólidos e
7
aéreos perigosos que apresentam um sério risco para o meio ambiente
e para a saúde humana. Freqüentemente esses subprodutos são mais
tóxicos que o produto original. Um problema sério que causa
preocupação é a formação de dibenzodioxinas policloradas e
dibenzofuranos policlorados (freqüentemente referidos como dioxinas e
furanos), que são extremamente tóxicos e persistentes no meio
ambiente. As dioxinas e os furanos são formados como resultado de
uma reação durante o processo de esfriamento dos gases de chaminé.
Alguns fatores que afetam essa reação são: a temperatura do gás de
chaminé; a presença de cloro ou outros halogênios; e a presença de
um catalizador."
Após considerar a potencial emissão em gases de chaminé de dioxinas
e substâncias preocupantes não-destruídas durante a incineração do estoque
de armas químicas dos Estados Unidos, o Conselho Nacional de Pesquisa
(NRC) (1991) recomendou que os gases de chaminé de incineradores
localizados em áreas populosas devem ser tratados por adsorção em carbono
ativado.32
1.4.1.1 Eficiência de Destruição do Incinerador
Nos primórdios dos incineradores de alta temperatura, assumiu-se que
esses combustores estavam destruindo substâncias à base de carbono, como
os POPs atualmente listados, com eficiências de destruiçãob de 100 por cento.
No entanto, com o desenvolvimento de métodos relativamente confiáveis de
coleta e análise das emissões das chaminés, foi descoberto que quantidades
variáveis das substâncias eviadas aos incineradores escapavam à destruição e
eram lançadas com os gases de chaminé.
Algumas agências reguladoras nacionais começaram a avaliar o
desempenho do incinerador comparando a taxa em que um determinado
composto é inserido no incinerador com a taxa de emissões pela chaminé.
Embora essa comparação não tenha nenhuma relação com a capacidade de
um incinerador de destruir um determinado composto, foi denominada
"eficiência de destruição e remoção" c (EDR). Em outras palavras, um
b
A Eficiência de destruição (ED) é determinada da seguinte forma:
ED =
Mi − Mo
x100
Mi
onde Mi é a massa da substância inserida no sistema de destruição durante um determinado
período de tempo e Mo é a massa dessa mesma substância que é lançada em gases de
chaminé, cinzas volantes, água de "scrubber", cinzas de fundo, e quaisquer outros resíduos de
incineradores. Por exemplo, se uma substância é colocada em um incinerador a uma taxa de
400 quilogramas por hora e é lançada junto com os gases de chaminé, com a água de
"scrubber", com cinzas volantes e cinzas de fundo, cumulativamente, a uma taxa de 4
quilogramas por hora, o incinerador alcançará uma eficiência de destruição de 99 por cento
com essa substância.
c
8
A Eficiência de Destruição e Remoção é determinada da seguinte forma:
incinerador com um sistema de limpeza de gases de chaminé altamente eficaz
pode apresentar uma EDR alta mesmo se estiver ocorrendo pouca ou
nenhuma destruição. Dados amplos mostram que compostos não-destruídos
são lançados não apenas nos gases de chaminé dos incineradores mas
também em cinzas volantes, água de "scrubber" (sistema de lavagem de
gases), água de “quenching” (sistema de resfriamento) e até mesmo, em
alguns casos, cinza de fundo e escória. Mesmo assim, o desempenho de
incineradores e outros sistemas de combustão continua a ser avaliado com
base em EDRs ao invés de eficiências de destruição.
É também importante ressaltar que os termos "EDR" e "eficiência de
destruição" são às vezes usados de forma incorreta. Por exemplo, em um
artigo recente descrevendo o desempenho de um incinerador de resíduos
perigosos na Holanda com lindano, hexaclorociclohexano e PCBs, os autores
compararam inputs de quantidades conhecidas desses compostos com as
taxas de emissão em gases de chaminé. Os resultados foram denominados
"eficiências de destruição", embora os valores apresentados fossem, na
verdade, EDRs.33 Além disso, a Environment Australia (1997) recentemente
descreveu uma tecnologia não incineradora afirmando que ela alcança
"eficiências de destruição ... não tão altas quanto as que podem ser alcançadas
por sistemas de combustão de alta temperatura."34 A literatura científica com
peer-review contém dados limitados sobre as eficiências de destruição de um
combustor de alta temperatura e essas eficiências não foram tão altas quanto
várias tecnologias não-incineradoras.35 Assim, parece provável que as medidas
às quais a Agência se referiu eram EDRs, e não eficiências de destruição.
Poucos testes com incineradores de resíduos perigosos foram
realizados de forma a permitir que se determinasse as eficiências de
destruição. No entanto, as eficiências de destruição alcançadas por esses
incineradores são bem abaixo do padrão de 99,99 por cento, determinado pelo
UNEP, para a destruição de substâncias destruidoras do ozônio36 apesar de
EDRs de 99,999 por cento ou mais terem sido encontradas.
Por exemplo, as eficiências de destruição e as EDRs foram
determinadas para três compostos durante a queima experimental de um
incinerador de resíduos perigosos nos Estados Unidos. Durante essa série de
testes, eficiências de destruição também foram medidas para outros quatro
compostos. Conforme mostrado abaixo na Tabela 2, as eficiências de
destruição do incinerador (97,49 a 99,93 por cento) foram muito mais baixas
que as EDRs (99,999995 por cento).37
EDR =
Mi − Ms
x100
Mi
onde Mi é a massa de um composto inserido em um sistema de destruição durante um dado
período de tempo e Ms é a massa desse composto que é lançada em gases de chaminé
durante o mesmo período de tempo. Por exemplo, se um composto é inserido em um
incinerador a uma taxa de 400 quilogramas por hora e é lançado em gases de chaminé a uma
taxa de 0,4 quilogramas por hora, o incinerador alcança uma EDR de 99,9 por cento com esse
composto.
9
Tabela 2: Eficiências de Destruição (EDs) e Eficiências de Destruição e
Remoção (EDRs) Obtidas Durante Queima Experimental em um
Incinerador no McGuire and Baird Superfund Site, Holbrook,
Massachussetts, EUA38
Clorobenz Xilenos
eno
Naftaleno
2-Metilnaftaleno
1,2,4,5Tetraclorobenzeno
4,4'DDDa
Teste 1
ED, %
EDR, %
99,82
99,71
97,90
97,49
98,17
98,76
>99,99977
nd
99,999972
nd
99,9999950
nd
99,93
99,92
99,51
99,55
99,48
99,57
99,99978
nd
99,999929
nd
99,999989
nd
99,88
99,91
99,48
99,56
99,48
99,83
>99,99981
nd
99,999953
nd
99,999989
nd
Teste 2
ED, %
EDR, %
Teste 3
ED, %
EDR, %
a
o 4,4'-DDD é um dos produtos da degradação do DDT.
nd - não disponível
É importante ressaltar que as eficiências de destruição reais obtidas por
esse incinerador foram sem dúvida mais baixas do que as mostradas acima.
Por exemplo, as concentrações dos compostos não-destruídos na cinza
volante foram determinadas depois de a cinza volante ter passado por outro
processo de combustão em um outro sistema térmico. Além disso, os resíduos
foram analisados com métodos relativamente insensíveis, o que pode resultar
em uma subestimação das concentrações dos compostos presentes. Também,
as EDRs refletem os desempenhos combinados de uma cadeia de
mecanismos térmicos, não apenas um incinerador.
Em uma queima experimental em outro incinerador de resíduos
perigosos, as EDRs foram determinadas usando dois compostos químicos
selecionados como substitutos para os compostos preocupantes propriamente
ditos. Os compostos substitutos foram escolhidos com base em evidências de
que são mais difíceis de serem destruídos do que os compostos
preocupantes.39,40,41 Conforme mostrado abaixo, na Tabela 3, as eficiências de
destruição alcançadas com os compostos preocupantes, de 65,4 a 83,7 por
cento, foram muito abaixo das EDRs alcançadas com os compostos
substitutos, 99,999871 a >99,99998 por cento.
10
Tabela 3: Eficiências de Destruição (EDs) e Eficiências de Destruição e
Remoção (EDRs) Alcançadas com Substâncias Químicas
Preocupantes e com Seus Substitutos Durante Queima Experimental
em um Incinerador no Drake Superfund Site, em Lock Haven,
Pensilvânia, EUA 42
Teste 1
Teste 2
Teste 3
Teste 4
75,3
71,8
65,4
83,7
nd
94,3
98,7
98,8
EDR com 1,4diclorobenzeno, %
99,999983
99,999961
>99,99998
99,999949
EDR com naftaleno, %
99,999941
99,999896
99,999935
99,999871
Substâncias Preocupantes
ED com Fenac (2,3,6ácido
triclorofenilacético), %
ED com β-naftilamina, %
Compostos Substitutos
1.4.1.2 Incineradores e Redução de Lixo
Os incineradores também têm reputação de transformar um volume de
material não-desejado em um volume muito menor de resíduos sólidos. No
entanto, isso não ocorre quando substâncias que contêm cloro, como os POPs
listados, são queimadas.
Quando resíduos ricos em cloro são queimados, o cloreto de hidrogênio
resultante deve ser neutralizado, o que resulta em grandes quantidades de sais
residuais, que podem estar contaminados por dioxinas e outros produtos da
combustão incompleta assim como compostos preocupantes não-destruídos.
Por exemplo, na queima de resíduos da fabricação dos agrotóxicos
organoclorados 2,4-D e 2,4,5-T um incinerador de resíduos perigosos nos
Estados Unidos gerou um volume de cinzas e sais contaminados por dioxinas
aproximadamente 80% maior do que o volume de materiais queimado.43
Em outro caso, um estabelecimento de incineração queimando agentes
neurotóxicos gerou aproximadamente cinco quilogramas de resíduos sólidos
por quilograma de agente.44,45 Devido ao seu alto conteúdo tóxico, as cinzas e
os sais produzidos durante a incineração dos agentes assim como as
produzidas na incineração dos agrotóxicos organoclorados foram considerados
resíduos perigosos. Os resíduos da incineração de agentes dos nervos foram
mandados para um aterro sanitário de resíduos perigosos construído
especialmente para esse fim, enquanto os resíduos dos agrotóxicos
organoclorados permanecem em um estabelecimento de armazenamento
11
acima do solo.
1.4.1.3 Subprodutos da Combustão
Conforme apontado anteriormente pela FAO, uma das principais
preocupações na queima de resíduos perigosos é a geração de compostos
novos, às vezes extremamente tóxicos, durante e após a combustão -- os
assim chamados produtos da combustão incompleta (PCIs). Dentre os PCIs
que já foram identificados, as dioxinas e os furanos são freqüentemente vistos
como a maior ameaça para a saúde humana e para o meio ambiente. Esses e
outros POPs, incluindo os PCBs46 e o hexaclorobenzeno,47 são criados quando
materiais contendo cloro são queimados.
Estudos sugerem que as populações dos Estados Unidos e de alguns
países europeus agora carregam no seu corpo quantidades de dioxinas e
furanos que estão nos níveis, ou próximos deles, em que sabe-se que ocorrem
efeitos na saúde humana.48 Emissões gasosas da combustão de materiais
fabricados pelo homem que contêm cloro foram identificadas como as
principais fontes dessas dioxinas e furanos.49 De fato, vários estudos com
sistemas de combustão, tanto laboratoriais quanto em escala piloto, mostraram
que um aumento no input de materiais contendo cloro é acompanhado por um
output maior de dioxinas e furanos.50,51,52,53,54,55,56,57 A mesma associação foi
demonstrada em estudos com incineradores de grande-escala.58,59,60,61,62,63,64
Em alguns países desenvolvidos, as concentrações de dioxinas nas
emissões das chaminés dos incineradores mais avançados e bem operados
caem normalmente para menos de 0,1 ng TEQd/m3, uma concentração que,
eles crêem, não é mais motivo de preocupação em relação à saúde da
população em geral e dos animais. Porém, é importante ressaltar que essa
crença ignora o fator mais importante: a massa das dioxinas lançadas em
gases de chaminé ao longo do tempo.
Por exemplo, gases de chaminé foram lançados a uma taxa de
aproximadamente 1.500 m3 por minuto durante queimas experimentais em um
dos maiores e mais modernos incineradores de resíduos perigosos nos
Estados Unidos. Com uma média de conteúdo de dioxinas de 0,14 ng TEQ/m3,
esse incinerador estava lançando mais de 300.000 ng TEQ por dia.65 Nessa
velocidade, esse incinerador estava lançando a céu aberto cada dia uma
quantidade de dioxinas equivalente à ingestão diária tolerável para 1 a 4
milhões de adultos, baseado nos valores recentemente revisados da ONU de
d
Existem 75 dibenzo-p-dioxinas policloradas (PCDDs) e 135 dibenzofuranos policlorados
(PCDFs), dentre os quais sete PCDDs e dez PCDFs são motivo de grande preocupação
toxicológica. Dentre esses dezessete PCDD/Fs, a 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-dioxina (2,3,7,8TCDD) é considerada a de maior poder toxicológico. Foi atribuído a essa dioxina mais
poderosa um fator de equivalência tóxica (TEF, do inglês "toxic equivalency factor") de 1 e as
outras dezesseis receberam cada uma um TEF que reflete o seu poder toxicológico em relação
ao da 2,3,7,8-TCDD. As concentrações de cada um dos dezessete PCDD/Fs são multiplicadas
pelo TEF específico de cada composto e os valores resultantes são somados para produzir o
valor de equivalência tóxica (TEQ, do inglês "toxic equivalency value").
12
ingestão diária tolerável de dioxinas de 1-4 picogramas por quilograma de peso
corporal por dia.66
1.4.1.4 Impactos da Incineração na Saúde Pública e no Meio Ambiente
A proximidade a incineradores queimando materiais contendo cloro foi
associada a um aumento nos níveis de dioxinas no ambiente próximo e em
populações próximas.
•
No Japão, onde o lixo municipal contém níveis relativamente altos
do plástico organoclorado, PVC, 67 descobriu-se que as altas
concentrações de dioxinas no solo ao redor de um incinerador de lixo
municipal tinham uma "forte relação" com altos índices de câncer nas
populações próximas.68
•
Um grupo de médicos apontou níveis elevados desses POPs no leite
materno de mulheres que moravam na linha do vento de alguns
incineradores na Alemanha.69
•
Agências federais e estaduais dos Estados Unidos avaliaram os
níveis de dioxinas em lipídios do sangue de pessoas que moravam
próximas a um incinerador de resíduos da fabricação de dois
agrotóxicos organoclorados, o 2,4-D e o 2,4,5-T.70,71 Ao longo de um
período de três anos, as concentrações da forma mais tóxica de
dioxina, 2,3,7,8-TCDD, aumentaram uma média de 25 por cento em
mais de 60 por cento dos participantes do estudo.72
•
Autoridades na Espanha descobriram que, ao longo de um período
de dois anos, as dioxinas nos lipídios do sangue de pessoas que
moravam próximas a um incinerador de lixo urbano aumentaram em
10 a 15 por cento. Além disso, os níveis de PCBs nos lipídios do
sangue dessas pessoas aumentaram em torno de 5 por cento.73
•
No Canadá, oficiais da saúde recomendaram que não comessem
animais selvagens caçados em um raio de 30 quilômetros do
incinerador de PCBs Swan Hills devido ao acúmulo de dioxinas
lançadas daquela instalação industrial.74
•
Em um programa coordenado pela FAO, alguns estoques de agrotóxicos
obsoletos de países em desenvolvimento estão sendo queimados em
incineradores europeus. Em um desses incineradores, o da planta Rechem,
no Reino Unido, onde PCBs e outros resíduos são queimados, estudos
mostraram níveis elevados de dioxinas no ar, no solo e nos alimentos de
regiões próximas. Os ovos de patos e de galinhas domésticas
apresentaram níveis de dioxinas que eram 4,7 e 20 vezes maiores,
respectivamente, do que os níveis médios da região. Os níveis de dioxinas
no ar ambiente de uma casa próxima eram 3,5 vezes o nível médio,
enquanto que as concentrações no solo eram três vezes maiores que o
normal. As concentrações de dioxinas em maçãs cultivadas no mesmo
13
distrito que o incinerador apresentaram níveis de dioxinas 2,3 vezes
maiores do que o histórico de medidas. Os cientistas estimaram que,
comparado com as exposições médias do local, as pessoas nesse distrito
estavam ingerindo 2,4 vezes mais dioxinas através do leite, 1,3 vezes mais
nas batatas e 3,2 vezes mais no solo.75
Dada a situação dos estabelecimentos de Swan Hills e Rechem, a
recomendação da FAO de enviar os estoques de POPs a um incinerador
dedicado de resíduos perigosos em um país industrializado76 pode não ser a
estratégia mais segura e eficaz de acabar com a contaminação por POPs.
Pelo contrário, esse método de disposição pode resultar na transformação de
uma parte de um grupo de POPs, como PCBs ou agrotóxicos contendo cloro,
em outro, como as dioxinas, transferindo os problemas ambientais e de saúde
pública de uma comunidade para outra.
É também importante ressaltar que as emissões gasosas representam
apenas uma fração relativamente pequena da quantidade total de dioxinas
geradas pela combustão de materiais contendo dioxinas. Em um estudo sobre
onze incineradores de lixo municipal em grande escala na Alemanha, as
emissões das chaminés continham apenas 12 por cento do produto total
desses POPs, enquanto o restante estava distribuído entre os outros resíduos
dos incineradores.77
Não se pode esperar que a prática comum de enterrar os resíduos dos
incineradores em aterros sanitários evite a emissão eventual desses POPs no
ambiente mais amplo, conforme apontado por Acharya et al. (1991):78
"A captura e a remoção transferem os PCDD/PCDF [dioxinas e
furanos] do gás de chaminé a outras correntes de resíduos ... que
então são reintroduzidas no meio ambiente."
Por exemplo, cientistas no Japão descobriram que dioxinas estavam
escapando e penetrando os recursos hídricos a partir das cinzas de
incineradores de lixo municipal que haviam sido enterradas em aterros
sanitários.79
1.4.2 Fornos de Cimento
Os fornos de cimento são cilindros rotativos inclinados alinhados, com
tijolos refratários, e acessos internamente. Eles são desenvolvidos e
construídos para aquecer vários materiais, como pedra calcária, argila, xisto,
areia, etc, para produzir o "clinquer", que moído com pequenas quantidades de
gesso produz cimento. Esses fornos podem chegar a mais de 250 metros de
comprimento e 8 metros de diâmetro. A matéria prima é inserida através da
extremidade mais alta, elevada ou "fria" do forno. Na medida em que o forno
gira em baixa velocidade, a matéria-prima desce para a extremidade mais
quente, ou da "chama", e, aos poucos, é alterada fisicamente e quimicamente
em temperaturas que chegam a 1.500 oC. Sob esse calor intenso, que
geralmente é fornecido pela queima de carvão ou de óleo combustível, a
14
matéria-prima se mistura e forma uma substânica rochosa -- o "clinquer". Uma
vez esfriado, o clinquer é moído com uma pequena quantidade de gesso para
produzir cimento.
Os gases de combustão entram no formo pela extremidade mais quente
e baixa, sobem, aquecendo a matéria prima que desce na direção oposta, e
saem pela extremidade de cima. Os gases então passam por mecanismos de
controle da poluição do ar antes de chegar à atmosfera. Esses mecanismos
são tipicamente um filtro de tecido ou um precipitador eletrostático; ambos
servem para remover o material particulado carregado pela corrente gasosa
antes de os gases entrarem em contato com a atmosfera. Esse material
particulado é chamado de poeira de forno de cimento (CKD, do inglês "cement
kiln dust").
O cimento é produzido por processos molhados ou secos. No processo
mais antigo, molhado, mistura-se a matéria-prima com água para formar uma
substância pastosa que então é colocada no forno. O processo molhado requer
um input de calor de 5 a 7 trilhões de BTUs por tonelada de clinquer para
evaporar a água da substância pastosa.80 Fornos de processo seco são mais
eficientes energeticamente, exigindo uma média de 4,4 milhões de BTU,
aproximadamente equivalente a 180 quilogramas de carvão, por tonelada de
cimento:81 Fornos de processo seco geralmente também têm uma capacidade
maior.82
1.4.2.1 Impactos Gerais dos Fornos de Cimento
Independente do tipo de material queimado para produzir a energia
calorífica, os fornos de cimento apresentam riscos para a saúde dos
trabalhadores, das populações próximas, e para o meio ambiente,
especialmente através dos impactos da poeira dos fornos de cimento (CKD).
Por exemplo, um estudo com trabalhadores de fábricas de cimento dos
Emirados Árabes Unidos mostrou que eles sofrem de tosse crônica, bronquite
crônica, ardência e coceira nos olhos, olhos lacrimejantes, dor de cabeça e
fadiga.83 Trabalhadores de fábrica de cimento em outro estudo apresentaram
uma maior prevalência de sintomas respiratórios crônicos e uma capacidade
ventilatória reducida.84
A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (1995) encontrou
evidências de contaminação de águas subterrâneas em todas as fábricas de
cimento que tiveram dados disponíveis sobre o monitoramento das águas
subterrâneas, além de 36 casos de danos documentados ao ar devido ao CKD.
A Agência resumiu o assunto da seguinte forma:85
"[O]utras evidências (isto é, casos de contaminação) indicam que
emissões fugitivas de CKD contribuem bastante para danos ambientais
por meio da degradação da qualidade do ar. ... A EPA concluiu que um
maior controle do CKD é fundamental para proteger a população dos
riscos à saúde e para prevenir danos ambientais resultantes da
disposição atual desse resíduo. As principais preocupações relacionadas
15
ao meio ambiente a serem abordadas através de controles adicionais
são os danos documentados às águas subterrâneas e aos
abastecimentos de água potável, e os potenciais riscos à saúde
humana da inalação do CKD do ar e a ingestão através da cadeia
alimentar... De uma forma significativa, as emissões às águas
subterrâneas foram observadas em todos os locais dos quais a EPA
recebeu dados sobre o monitoramento de águas subterrâneas. ... [O]s
estudos de avaliação de riscos da EPA também indicaram os
potenciais de efeitos adversos na ecologia aquática devidos a
emissões químicas possíveis para correntes e lagos próximos a
algumas fábricas de cimento."
1.4.2.2
A Queima de Materiais Perigosos em Fornos de Cimento
Os fornos de cimento em alguns países industrializados começaram a
aumentar ou até mesmo a substituir totalmente os combustíveis convencionais
por resíduos perigosos industriais. No entanto, conforme mostrado na Tabela
1, a FAO em alguns casos é contrária à queima de agrotóxicos clorados em
fornos de cimento. A FAO também alerta que a disposição de materiais
perigosos, como os agrotóxicos obsoletos, pela queima em fornos de cimento
"frequentemente não é possível de forma segura e/ou custo-efetiva," chegando
a dizer: 86
"Muitos dos tipos mais antigos de fornos de cimento não são
adequados. São poucos os fornos de cimento em países em
desenvolvimento que atendem às exigências técnicas que, em
princípio, os tornariam adequados para a incineração de certos grupos
de agrotóxicos. O apoio de especialistas é necessário para avaliar se
os fornos podem ser usados, e é necessário ter um equipamento
especial para inserir os agrotóxicos no forno. Esse equipamento é caro
e deve apenas ser instalado e usado sob supervisão de um
especialista."
1.4.2.2.1 Desempenho dos Fornos de Cimento na Queima de Resíduos
perigosos
De acordo com a EPA (1998), as "condições inerentes ao forno de
cimento se assemelham às condições dos incineradores de resíduos
perigosos".87 Assim, algumas das limitações gerais dos incineradores de
resíduos perigosos que foram discutidas anteriormente se aplicam também aos
fornos de cimento que queimam resíduos perigosos. Por exemplo, uma revisão
das queimas experimentais em oito fornos de cimento mostrou que as EDRs
para uma série de compostos específicos variam de 91,043 a 99,9999 por
cento, com uma EDR média de 99,53 por cento.88 No entanto, conforme
discutido anteriormente, apenas as emissões pela chaminé de compostos nãodestruídos são consideradas no cálculo das EDRs. Isto é, as quantidades de
compostos não-destruídos depositados no CKD, no clinquer e em outros
resíduos não foram consideradas. Conseqüentemente, as eficiências de
16
destruição propriamente ditas foram sem dúvida mais baixas.
1.4.2.2.2 Produtos da Combustão Incompleta Lançados a Partir de Fornos
de Cimento
Quando compostos, resíduos e materiais semelhantes perigosos são
queimados em fornos de cimento, os produtos da combustão incompleta (PCI)
são lançados em gases de chaminé assim como adsorvidos ou incorporados
ao CKD capturado pelos mecanismos de controle da poluição do ar. As
dioxinas estão entre os PCIs identificados nas emissões de chaminés de fornos
de cimento.
Os fornos de cimento liberam volumes particularmente grandes de
gases de chaminé. Por exemplo, a taxa de fluxo de gases de chaminé em um
forno de cimento nos Estados Unidos que queimava resíduos era em torno de
5.500 metros cúbicos secos por minuto.89 Se esse forno de cimento estivesse
atendendo aos padrões europeus de emissões de dioxinas para incineradores,
0,1 ng TEQ/m3, ele iria iria lançar dioxinas a céu aberto a uma taxa de 792.000
ng/dia. Essa quantidade de dioxinas é equivalente à ingestão diária de dioxinas
tolerável para 2,8 a 11,3 milhões de adultos, baseado na ingestão diária
tolerável de 1 a 4 picogramas por quilograma de peso corporal por dia proposta
pela OMS90. O CKD, que contêm níveis mais altos de dioxinas quando
materiais clorados são queimados, é outra fonte de emissões de dioxinas ao
meio ambiente por meio de emissões fugitivas e outras rotas, como a
reincorporação no produto do cimento.
1.4.2.2.3 Impactos da Queima de Resíduos perigosos em Fornos de
Cimento
Os impactos da queima de resíduos perigosos em fornos de cimento
podem ser comparados aos dos fornos de cimento que queimam combustíveis
convencionais, como mostra-se a seguir:
•
Dioxinas são lançadas das chaminés dos fornos de cimento, não
importando se o forno é aquecido com combustíveis convencionais ou com
resíduos perigosos. No entanto, de acordo com a EPA, os fornos de
cimento que queimam resíduos perigosos lançam dioxinas nos seus gases
de chaminé a taxas que são mais de 80 vezes maiores do que as dos
fornos de cimento que queimam combustíveis convencionais. Nos Estados
Unidos, os fornos de cimento que queimam resíduos perigosos são listados
como a quinta principal fonte de emissões de dioxinas ao ar, enquanto que
os que não queimam resíduos perigosos são a décima principal fonte. 91 A
posição relativamente alta desses últimos pode ser, em parte, devida à
prática comum de queimar outros materiais que contêm cloro, como pneus
e lixo sólido municipal, conforme documentado em um banco de dados.92
•
Da mesma forma, as dioxinas são encontradas em CKD de fornos de
cimento que queimam combustíveis convencionais assim como nos que
17
queimam resíduos perigosos. A EPA recentemente relatou que o CKD de
fornos de cimento que queimam resíduos perigosos apresenta dioxinas em
concentrações aproximadamente 100 vezes maiores do que o CKD de
fornos que queimam apenas combustíveis convencionais.93 De acordo com
a Agência, uma fábrica de cimento relatou "uma concentração total de
dioxinas no CKD chegando a 16 ppb [partes por bilhão], com um valor de
TEQ para o CKD gerenciado de 195 ppt [partes por trilhão]." 94
•
Fornos de cimento que queimam resíduos perigosos produzem mais CKD,
conforme documentado pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados
Unidos:95
"Por fim, a Agência também descobriu que a queima de resíduos
perigosos é correlacionada ao volume de poeira que é realmente
disposto. Fornos que queimam resíduos perigosos retiram do
sistema do forno uma média de 75 a 104 por cento mais poeira por
tonelada de clinquer do que fornos que não queimam resíduos
perigosos."
•
De 15 a 90 por cento do CKD tem um diâmetro menor do que 10 microns
(µm), que está dentro da faixa respirável por humanos.96 Quando essas
partículas finas são transportadas para a chaminé, a porção que não é
capturada pelos mecanismos de controle de poluição é lançada diretamente
ao ar. Uma parte do CKD capturado também escapa durante a
transferência e a disposição. Descobriu-se que um forno de cimento que
queimava 90 toneladas de resíduos perigosos por dia produzia CKD a uma
taxa de 200 toneladas por dia.97
•
As partículas menores de CKD são as que apresentam uma maior
probabilidade de escapar à captura pelos mecanismos de controle de
poluição, à serem resuspensas ou se espalharem pela água dentre o CKD
armazenado em pilhas ou buracos. Essas partículas são também as que
apresentam a maior probabilidade de se alojarem fundo nos pulmões.
Partículas aéreas menores do que 2 µm foram relacionadas a altas taxas de
pneumonia, pleurisia, bronquite e asma.98 No seu briefing sobre a queima
de resíduos perigosos em fornos de cimento, a Associação Americana do
Pulmão chamou a atenção para a questão do CKD da seguinte forma:99
"O material particulado é um motivo de preocupação para a saúde
pois mesmo a inalação de concentrações aéreas relativamente
baixas de poeira pode causar ou agravar doenças pulmonárias tais
como a asma ou o enfisema, e é associada à morte prematura. ...
Visto que o CKD coletado em mecanismos de controle da poluição
do ar normalmente tem um tamanho de partícula pequeno, já foi
demonstrado que o manejo, o transporte e a disposição de forma
inapropriada de poeira de forno de cimento causam sérios
problemas de poeira fugitiva e de poluição do ar."
•
18
Dioxinas também foram encontradas tanto no clinquer de estabelecimentos
com resíduos perigosos quanto nos sem resíduos perigosos.100
•
As emissões de partículas aéreas aumentaram em 66 por cento quando o
resíduos perigosos foram queimados em fornos de cimento e de agregados
e em 203 por cento quando os resíduos perigosos também continham
fontes de cloro.101
•
Quando resíduos perigosos contendo compostos clorados e metais foram
queimados, as emissões de metais dos fornos de cimento
aumentaram.102,103
•
A queima de compostos clorados em fornos de cimento aumenta a
probabilidade de distúrbios ou desarranjos no sistema, pois a presença de
cloro adicional encoraja a formação de "anéis" nos fornos. Quando os anéis
se separam ou quebram, pode ocorrer um aumento nas emissões de
resíduos não-queimados e de produtos da combustão incompleta, e até
mesmo conseqüencias mais sérias:104
"Em um dessaranjo do sistema bastante grave, a chama na
extremidade do fogo do forno pode se extinguir. Distúrbios não são
incomuns. O forno que estudamos apresentou uma média de três
distúrbios por mês ..."
•
Emissões fugitivas são substâncias que se volatizam ou, se adsorvidas no
material particulado, como o CKD, espalham-se no ar ou na água do
ambiente ao redor durante os processos de transferência ou
armazenamento do resíduo. Em um forno de cimento que queimava
resíduos perigosos, as emissões fugitivas relatadas foram de 9.125
quilogramas por ano.105
•
Derramamentos, tanto no local quanto fora do local, são também motivo de
preocupação em fábricas de cimento onde materiais perigosos são
queimados. Um relatório comissionado pela Legislatura do Estado de Nova
Iorque sobre a queima do lixo em fornos de cimento avaliou a probabilidade
de os derramamentos se repetirem: 106
"[É] virtualmente impossível prevenir completamente pequenos
derramamentos de resíduos perigosos durante o descarregamento e
o bombeamento de lixo combustível. Esses derramamentos podem
ser causados por falhas nos equipamentos, operações de
manutenção, ou erros de operação."
19
2.0 Tecnologias Modernas de Destruição
Evidências de impactos dos incineradores, fornos de cimento e sistemas
de combustão similares no meio ambiente e à saúde pública criaram uma
oposição pública forte à incineração. Esse fator, assim como um aumento nas
necessidades de infra-estrutura, especialmente aquelas associadas ao
gerenciamento das emissões aéreas e de outros resíduos, encorajou o
desenvolvimento de outras tecnologias de destruição.
Algumas das tecnologias desenvolvidas mais recentemente oferecem
vantagens significativas tanto no desempenho quanto nos custos em relação à
combustão em incineradores dedicados e em fornos de cimento. É importante
ressaltar, no entanto, que as demandas em recursos para a escolha do local e
para a construção, para testes de desempenho, operação, monitoramento de
rotina das operações, e outras necessidades de infra-estrutura de tecnologias
de destruição, tanto para convencionais quanto para modernas, tornam-as
ambas inadequadas para utilização contínua e de longo prazo , incluindo a
disposição final de resíduos domésticos e industriais.
Uma seleção de tecnologias modernas de destruição e uma breve
descrição delas são apresentadas na Tabela 4.
20
Tabela 4: Seleção de Tecnologias Modernas de Destruição
Tecnologia
Processo
Redução de Substâncias
Químicas em Fase Gasosa
(Gas-phase chemical
reduction)
O hidrogênio reage com compostos orgânicos clorados, como
os PCBs, em altas temperaturas, produzindo principalmente
metano e cloreto de hidrogênio. Altas eficiências de destruição.
Todas as emissões e resíduos são capturados para a análise e
reprocessamento, se necessário.
Oxidação Eletroquímica
(Eletrochemical Reduction)
Metal fundido
(Molten metal)
Sal fundido
(Molten salt)
Processo por elétrons
solvatados
(Solvated electron preocess)
Oxidação em Água
Supercrítica
(Supercritical water oxidation)
Arco Plasma
(Plasma arc)
Hidrogenação Catalítica
(Catalytic hydrogenation)
Decloração catalizada por
base
(Base catalyzed
dechlorination)
Em temperatura e pressão atmosférica baixas, oxidantes
gerados eletroquimicamente reagem com organoclorados para
formar dióxido de carbono, água e íons inorgânicos. Altas
eficiências de destruição. Todas as emissões e resíduos
podem ser capturados para a análise e reprocessamento, se
necessário.
Organoclorados e outros materiais são oxidados em um barril
de metal fundido, produzindo hidrogênio, monóxido de
carbono, escória cerâmica e subprodutos metálicos. As
eficiências de destruição não são conhecidas, mas as EDRs
e
são altas.
Organoclorados e outros materiais são oxidados em um barril
contendo sal fundido, produzindo dióxido de carbono, água,
nitrogênio molecular, oxigênio molecular, e sais neutros. As
eficiências de destruição podem ser altas.
Elétrons livres em uma solução de elétrons solvatados
convertem os contaminantes em substâncias relativamente
não nocivas e sais. As eficiências de destruição variam de 86 a
100 por cento. Todas as emissões e resíduos podem ser
capturados para a análise e reprocessamento, se necessário.
Sob alta pressão e temperatura, organoclorados e outros
materiais são oxidados em água. As eficiências de destruição
e
não são conhecidas, mas as EDRs são altas. Todas as
emissões e resíduos podem ser capturados para a análise e
reprocessamento, se necessário.
Organoclorados e outros materiais são oxidados em
temperaturas bastante altas. As eficiências de destruição não
e
são conhecidas, mas as EDRs são altas. Dioxinas foram
identificadas em resíduos do processo.
Organoclorados reagem com hidrogênio na presença de
metais nobres catalizadores, produzindo cloreto de hidrogênio
e hidrocarbonetos leves. Altas eficiências de destruição.
Organoclorados reagem com um polietileno glicol alcalino,
formando um éter glicol e/ou um composto hidroxilado, que
requer maior tratamento, e um sal. Dioxinas foram
identificadas em resíduos do processo. As eficiências de
destruição não são altas.
e
As eficiências de destruição são determinadas considerando-se a ocorrência de compostos
preocupantes não-destruídos em todos os resíduos gasosos, líquidos e sólidos; para as EDRs,
apenas os resíduos gasosos são considerados.
21
2.1 Avaliação de Tecnologias de Destruição Selecionadas
A Austrália tem uma posição de liderança no uso de tecnologias que não
a combustão para a destruição de resíduos intratáveis, de agrotóxicos
obsoletos e de meios ambientais contaminados. Como resultado, a
Environment Australia avaliou uma série dessas tecnologias mais novas.
Outras organizações, agências e instituições também compilaram
informações valiosas sobre tecnologias de destruição. Em 1991, o Greenpeace
apresentou uma revisão da literatura sobre métodos de detoxificação em uso
ou em vários graus de desenvolvimento que tinham uma potencial aplicação na
destruição de estoques de armas químicas.107 Em resposta à forte pressão
pública, o Congresso dos Estados Unidos aprovou uma lei em 1996 obrigando
o Departamento de Defesa a avaliar tecnologias não-incineradoras para a
disposição de armas químicas. 108 Outras agências, incluindo a FAO e o
Departamento de Energia dos Estados Unidos, também avaliaram essas novas
tecnologias.
2.1.1 Environment Australia
A Environment Australia (1997) publicou sua revisão final sobre 16
tecnologias de destruição de resíduos, como os estoques de POPs, como parte
do Australian and New Zealand Environment and Conservation Council
(ANZECC) National Scheduled Waste Program (Programa Nacional de
Resíduos Intratáveis do Conselho de Conservação Ambiental da Austrália e da
Nova Zelândia).109 A revisão não compara diretamente as tecnologias para
resíduos específicos e as avaliações detalhadas devem obedecer ao Protocolo
Nacional do ANZECC "Approval/Licensing of Commercial-Scale Facilities for
the Treatment/Disposal of Schedule X Wastes" ("Aprovação/Autorização de
Estabelecimentos em Escala Comercial Para o Tratamento/Disposição de
Resíduos Altamente Clorados, Persistentes e Perigosos").110
2.1.2 Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a AgriculturaFAO
A FAO (1996) reconheceu as tecnologias listadas abaixo como
"desenvolvimentos novos promissores". 111 É bom ressaltar, no entanto, que a
FAO baseou suas avaliações desses processos em EDRs, nas quais apenas
são consideradas as emissões de compostos não-destruídos em emissões
gasosas, ao invés da medida mais abrangente, a eficiência de destruição, que
engloba as emissões de compostos não-destruídos em todos os resíduos do
processo.
•
O reator de redução química em fase gasosa construído pela Eco Logic que
tem EDRs variando de "99,9 a 99,99999 por cento," está operando em
"escala comercial" na Austrália.
• A tecnologia de metal fundido, é descrita como "entrando na sua fase
comercial."
22
•
•
O processo de oxidação em sal fundido, que alcança EDRs "de até
99,99999 por cento," é "[a]dequado para a destruição de agrotóxicos mas
não para o tratamento de solos contaminados," mas "ainda não está
disponível em escala comercial."
A pirólise em energia plasmática, que "pode tratar pesticidas e seus
recipientes," alcança "[a]ltos valores de EDR," mas é "complexa e ainda
bastante cara."
2.1.3 Departamento de Defesa dos Estados Unidos
Como parte do programa do Departamento de Defesa dos Estados
Unidos para a destruição de estoques existentes de agentes químicos unitários
de guerra (armas químicas), representantes do exército americano e um painel
de especialistas avaliaram onze tecnologias de destruição não-incineradoras. O
objetivo era identificar tecnologias não-incineradoras para a destruição do
agente químico HD, um organoclorado, em um local de estoque, e do VX, um
organofosfato, em um segundo local. As três mencionadas abaixo receberam
recomendação unânime do painel assim como do Major-General Orton do
Exército americano:112
• Redução em fase gasosa em alta temperatura (Eco Logic International,
Inc.),
• Metal fundido (M4 Environmental L.P.), e
• Oxidação eletroquímica (Sub Sea International, Inc.)
Além desses processos, o exército americano está avaliando outras três
tecnologias de destruição: oxidação em água supercrítica, oxidação por raios
ultravioletas e oxidação por feixe de elétrons.
2.1.4 Departamento de Energia dos Estados Unidos
O Departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE) e o Escritório de
Desenvolvimento de Tecnologias também estão avaliando tecnologias
apropriadas de destruição de resíduos para uma série de tipos de resíduos. O
DOE explicou os motivos de seu envolvimento no processo da seguinte
forma:113
... O DOE está preocupado sobre as atuais dificuldades de autorizar e
escolher o local para os incineradores. A aceitação pública e as
percepções associadas às emissões aéreas de metais e compostos
orgânicos tóxicos são questões relevantes. ... [A]s tecnologias capazes
de tratar os resíduos misturados contaminados organicamente do DOE e
que podem ser mais facilmente permitidas ... têm o potencial de aliviar
as preocupações dos envolvidos, pois diminuem os volumes de saída de
gás e as emissões a elas associadas de material particulado, metais e
radionuclídeos volatizados, PCIs, NOx, SOx, e produtos da
recombinação (dioxinas e furanos).
23
O DOE avaliou em torno de 30 tecnologias alternativas, baseado na
informação extraída da literatura aberta, de relatórios de governos, e de
discussões com os principais investigadores e desenvolvedores da tecnologia.
Os critérios de avaliação incluíram os seguintes:
a) capacidade de tratar uma série de resíduos com componentes
variados com pré-tratamento ou caraterização mínimos;
b) volumes secundários de correntes de resíduos que são
significativamente menores do que os volumes de correntes de resíduos
originais e que não contêm subprodutos de reações tóxicas;
c) mineralização completa dos contaminantes orgânicos;
d) composição da saída de gás e do lixo secundário;
e) custo; e
f) risco.114
2.2 Redução de Substâncias Químicas em Fase Gasosa (Gas-Phase
Chemical Reduction)
A Eco Logic International desenvolveu e patenteou um processo
baseado na reação de redução termoquímica em fase gasosa do hidrogênio
com compostos orgânicos e organoclorados. Em temperaturas de 850 oC ou
maiores, os hidrocarbonetos clorados, como os PCBs, são reduzidos ao
metano e ao cloreto de hidrogênio, enquanto os contaminantes orgânicos nãoclorados, como os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs), são
reduzidos ao metano e a quantidades pequenas de hidrocarbonetos leves.115
Visto que a reação ocorre em uma atmosfera de redução destituída de
oxigênio, considera-se eliminada a possibilidade da formação de dioxinas e
furanos. Manter mais de 50 por cento de hidrogênio (base em peso seco) pode
prevenir a formação de PAHs.116
Em testes de desempenho em escala comercial no Canadá, o processo
de redução em fase gasosa alcançou eficiências de destruição e EDRs com
óleos PCBs e clorobenzenos altamente concentrados mostradas abaixo na
Tabela 5. As dioxinas que estiveram presentes como contaminantes no óleo
PCB foram destruídas com eficiências variando de 99,999 a 99,9999 por
cento.117
Quando as concentrações químicas em gases e outros resíduos ficam
abaixo dos limites de detecção, elas são relatadas como valores "menores do
que", não como zero. Como conseqüência, os valores calculados para e
eficiência de destruição chegam próximos a zero, mas nunca chegam a
exatamente zero. Em outras palavras, baseado nos dados da Tabela 5, a
redução química em fase gasosa pode alcançar eficiências de destruição de
100 por cento.
24
Tabela 5: Processo de Redução em Fase Gasosa da ECO LOGIC: Eficiências
de Destruição e Eficiências de Destruição e Remoção (EDRs) Alcançadas com
PCBs e Clorobenzenos.
Substâncias Preocupantes
Teste 1
Teste 2
Teste 3
99,9999996
99,9999996
99,9999985
99,9999985
99,9999808
99,9999997
99,9999836
99,9999842
99,9999972
99,9999985
99,9999971
99,9999977
PCBs
Eficiência de Destruição, %
EDR, %
Clorobenzenos
Eficiência de Destruição, %
EDR, %
Conforme explicado na Seção 1.4.1.1, as eficiências de destruição são
determinadas pela comparação entre a quantidade de um composto
preocupante alimentado em um sistema de tratamento e a quantidade total do
mesmo composto liberada em todos os resíduos gasosos, líquidos e sólidos.
As EDRs são uma comparação entre a quantidade de um composto
preocupante que é alimentada no sistema e a quantidade do composto que é
lançada apenas em gases de chaminé.
Em testes similares realizados em uma instalação comercial na
Austrália, uma EDR de 99,999998 por cento foi alcançada com óleos PCBs de
alta concentração. No entanto, a eficiência de destruição não foi divulgada.118
Essa unidade é descrita como processando com sucesso fluidos de
transformadores, PCB sólido a granel incluindo condensadores elétricos e
misturas de resíduos de agrotóxicos DDT de alta concentração.119 A
Environment Australia descreve o processo da seguinte forma:120
"O processo é não-discriminatório; isto é, moléculas orgânicas como os
PCBs, os PAHs, os clorofenóis, as dioxinas, os clorobenzenos, os
pesticidas, os herbicidas e os inseticidas são convertidos
quantitativamente em metano. Aproximadamente 40% do metano
produzido pode ser posteriormente convertido em hidrogênio através
da reação de inversão em água (water shift reaction) e o metano
restante convertido em hidrogênio no reator de reforma catalítica a
vapor. Assim, o processo pode operar sem um suprimento externo de
hidrogênio. Para resíduos altamente concentrados (como o Ascarel
puro) o processo produz um excesso de metano."
Os resíduos gerados pelo processo incluem o produto gasoso do reator,
a água do "scrubber" e a borra do tratamento do produto gasoso, e pequenas
quantidades de granulações do reator. O produto gasoso é reformado
cataliticamente para recuperar o hidrogênio ou queimado como combustível em
um ou mais dos sistemas auxiliares -- a caldeira, o reformador catalítico e o
vaporizador seqüencial por bateladas.121 Durante operações normais, 30 a 50
por cento do produto gasoso é queimado como combustível para a caldeira ou
25
outras unidades auxiliares.122
Se o produto gasoso ou o ar usado como ar de combustão para a
caldeira ou unidades similares contém cloreto de hidrogênio ou outro tipo de
substância clorada, dioxinas podem ser geradas durante a combustão. Para
atender aos critérios técnicos fundamentais para a destruição de POPs, tanto o
produto gasoso quanto o ar de combustão devem ser tratados para remover os
compostos doadores de cloro e assim prevenir a formação de dioxinas.
No estabelecimento canadense, o produto gasoso não apresentou níveis
detectáveis de PCBs, enquanto que as concentrações totais de clorobenzenos
e dioxinas foram similares às dos “brancos”. Isso sugere que o produto gasoso
não continha níveis quantificáveis dessas substâncias. Quando o produto
gasoso foi queimado no reator de reforma a vapor, dioxinas foram lançadas da
chaminé do reator com uma concentração de 15 pg TEQ /m3. Essa formação
de dioxinas foi atribuída ao uso de ar contaminado por PCB do local como ar
de combustão do reformador. As soluções propostas são buscar o ar para a
combustão de outros lugares ou filtrar o ar ambiente com o carbono antes de
usá-lo para a combustão.123
Em sua proposta recente para a destruição de materiais contendo PCBs
em Ontário, no Canadá, a Eco Logic International afirmou o seguinte:124
"Todos os outputs da destruição de lixo contaminado por PCBs usando o
Processo da ECO LOGIC podem ser contidos e testados. Não há
emissões não-controladas do Processo que poderiam resultar em
emissões de ar, sólidos ou líquidos contaminados por PCBs ao meio
ambiente próximo. As emissões de PCBs ao meio ambiente poderiam
apenas ocorrer durante o manuseio do lixo anterior ao tratamento,
quando há a possibilidade de derramamento. ... O Processo da ECO
LOGIC é uma tecnologia móvel, e geralmente espera-se que ele opere
nos locais onde o resíduos contendo PCB estão armazenados.
A Environment Australia (1997) faz a seguinte advertência sobre as
circunstâncias em que os solventes orgânicos voláteis estão sendo
processados:125
"Deveria se tomar cuidado para evitar altas taxas de geração de gases
que poderiam colocar um excesso de pressão nos sistemas; o
processo tem uma capacidade limitada de oscilação: um excesso de
pressão poderia resultar na emissão de resíduos.
De acordo com o DOE, esse sistema pode tratar a maior parte dos tipos
de resíduos, incluindo lixiviações de aterros sanitários, fundos de lagunas,
solos, borras, líquidos e gases. No entanto, o DOE advertiu que os subprodutos
da reação e os produtos da redução intermediária precisam ser monitorados na
saída do gás tanto do processo de redução quanto da caldeira. O DOE também
chamou a atenção para a importância de se determinar o destino do mercúrio e
de outros compostos inorgânicos voláteis. 126
26
O DOE estima que os custos de tratamento, em dólares americanos,
sejam em torno de $ 400/ton para os solos e $ 2000/ton para líquidos que são
100 por cento PCBs.127 A Environment Australia cita os custos de tratamento,
em dólares australianos, da seguinte forma: $250 - $500/ton para solos;128
$4000 - $6000/ton para agrotóxicos organoclorados sólidos; $4000 - $8000/ton
para PCBs e agrotóxicos organoclorados líquidos: $6000 - $11000/ton para
condensadores contaminados por PCBs.129
2.3 Oxidação Eletroquímica (Electrochemical Oxidation)
Essa tecnologia, o Processo Eletroquímico de Prata (II) da Dounreay, foi
inicialmente desenvolvido para a conversão de alta eficiência de uma série de
resíduos orgânicos radioativos em tipos de resíduos ambientalmente
aceitáveis. Em testes com agentes químicos de guerra, esse processo, às
vezes referido como oxidação eletroquímica mediada (MEO, do inglês
mediated electrochemical oxidation), foi bem sucedido na destruição de um
agente neurotóxico organofosforado para níveis não-detectáveis após uma
hora, e de um agente organoclorado, mostarda, após duas horas.130
Uma célula eletroquímica é usada para gerar moléculas oxidantes no
ânodo em uma solução ácida, normalmente ácido nítrico. Esses oxidantes e o
ácido então atacam quaisquer compostos orgânicos, convertendo a maioria em
dióxido de carbono, água e íons inorgânicos em baixa temperatura (< 80 oC) e
pressão atmosférica. O conteúdo orgânico do material de alimentação, que
pode ser composto por líquidos ou sólidos orgânicos solúveis ou insolúveis,
pode variar de 5 a 100 por cento sem afetar o processo excessivamente. Da
mesma forma, o conteúdo de água dos resíduos pode variar bastante. Este
processo já foi utilizado para destruição de inúmeros compostos, incluindo
hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, fenóis, compostos organofosforados e
organosulfurados, e compostos alifáticos e aromáticos clorados.131 Dados
descrevendo as concentrações em resíduos gasosos, líquidos e sólidos de
dioxinas e outros POPs potencialmente formados por esse processo não
estavam disponíveis para a revisão.
De acordo com o DOE, essa tecnologia aparenta ser de eficácia
comprovada e já estar pronta para ser comercializada para a destruição de
uma série de materiais orgânicos.132 Dados sobre os custo envolvidos não
estão disponíveis no momento. No entanto, para a destruição do estoque norte
americano de agentes químicos unitários de guerra (armas químicas), o custo
total é estimado em torno de 30 por cento menor do que o custo da destruição
através da incineração, com demonstração dos sistemas em funcionamento em
1 a 3 anos.
2.4 Pirólise em Metal Fundido (Molten Metal Pirolysis)
A Molten Metal Technology (MMT) desenvolveu o Processo de Extração
Catalítica (CEP, do inglês Catalytic Extraction Process), no qual o metal fundido
serve como solvente e catalizador. Os resíduos e co-reagentes selecionados
27
são introduzidos em um recipiente revestido com material refratário, contendo
metais. De acordo com o DOE, as saídas de materiais (outputs) sólidos,
líquidos e gasosos desse reator variam consideravelmente dependendo das
variáveis operacionais, como a atmosfera oxidante ou redutora. Normalmente
os outputs incluem 1) um produto metálico que pode ser reciclado; 2) escória
que contém metais oxidados; 3) gases que consistem de produtos da
volatização, oxidação e decomposição; e 4) material particulado e metais
transportados na saída de gás. Há resíduos líquidos apenas se "scrubbers"
molhados são usados para controlar as emissões aéreas.133
A MMT descreve o processo como uma tecnologia de reciclagem que
permite que materiais de alimentação orgânicos, organometálicos, metálicos e
inorgânicos sejam reciclados em materiais úteis de valor comercial. A
companhia realizou o processamento em escala comercial de vários tipos de
lixo, incluindo componentes metálicos/eletrônicos gastos; resíduos clorados; e
biosólidos do tratamento de efluentes de água.134
Resíduos específicos foram processados utilizando o CEP , dentre eles
o clorotolueno, cloreto de polivinila (PVC), excedentes de metais e
componentes de armas, e resíduos pesados da produção de dicloreto de
etileno e de cloreto de vinila. EDRs maiores do que 99,9999 por cento foram
alcançadas com compostos preocupantes específicos.135 É importante ressaltar
que o desenvolvedor da CEP ainda não apresentou dados descrevendo as
concentrações de compostos não-destruídos encontrados nos produtos do final
do processo, que não os gasosos, e outros resíduos processuais. Isto é, as
eficiências de destruição alcançadas por essa tecnologia ainda são
desconhecidas. Os principais produtos de final de processo da CEP são
descritos a seguir:
• Gases, incluindo principalmente hidrogênio, monóxido de carbono e até 1
por cento de etileno, com quantidades menores de outros hidrocarbonetos
leves.
• Fase de escória cerâmica consistindo em sílica, alumínio e cloreto de cálcio,
que é retirada do topo da banheira; e
• Subprodutos metálicos.
Dioxinas e furanos não foram detectados nos produtos gasosos no
padrão de 0,1 ng TEQ/Nm3 .136 No entanto, representantes da MMT falharam
em atender a vários pedidos para os dados analíticos propriamente ditos e
dados semelhantes para outros resíduos processuais. Em outras palavras,
ainda não há dados disponíveis para descrever as concentrações em resíduos
processuais de dioxinas e outros POPs potencialmente formados por esse
processo.
De acordo com a MMT, os gases podem ser usados na síntese de
compostos orgânicos, tais como o metanol; os materiais de cerâmica podem
ser usados ou enterrados em aterros sanitários; e os subprodutos metálicos,
que permanecem como uma liga metálica, podem ser recuperados para serem
usados.137 No entanto, o Conselho Nacional de Pesquisa observou o
28
seguinte:138
"O forno metálico não elimina a necessidade de um processo de
combustão; os produtos gasosos seriam oxidados em uma unidade
separada. Esses gases provavelmente seriam bastante sujos, contendo
fuligem da pirólise metálica e possivelmente algum material particulado de
escória. A limpeza do gás será exigida antes que o gás possa ser liberado."
Na sua avaliação dessa tecnologia, o DOE adverte que, com o
aquecimento induzido da banheira de metais, o método aparentemente usado
pela MMT, o processo deve ser cuidadosamente controlado para evitar danos
ao equipamento e uma possível explosão. Outros assuntos levantados
foram:139
..."potencial para o excesso de pressão devido à evolução rápida do gás
oriundo de materiais voláteis a granel”; e “ ... o desenvolvimento de
sistemas de instrumentação, controle e monitoramento, incluindo
avaliação on-line das composições do metal e da escória e dos
componentes do gás de saída.’
Recentemente, a EPA reconheceu o processo do MMT como a Melhor
Tecnoloia Demonstrada Disponível (BDAT, do inglês Best Demonstrated
Available Technology) para o processamento de resíduos para os quais antes a
incineração era o único método de processamento aprovado.140
O DOE estimou os custos de capital para um estabelecimento típico da
MMT como variando de 15 a 50 milhões de dólares americanos, dependendo
do volume e da composição do fluxo de resíduos. Por exemplo, estima-se que
a unidade da MMT na Clean Harbors, que tem uma capacidade de 30.000
toneladas de resíduo por ano, custa entre 25 e 35 milhões de dólares
americanos.141 MMT está atualmente desenvolvendo estabelecimentos para
quatro clientes comerciais: Hoechst-Celanese (planta de resíduos clorados),
Clean Harbors (resíduos perigosos), SEG (resina de troca iônica), e Martin
Marietta. O MMT e a Martin Marietta formaram uma nova companhia, a M4
Environmental, L.P., que pretende comercializar o Processo de Extração
Catalítica (CEP) em propostas para o Departamento de Defesa dos Estados
Unidos e para o Departamento de Energia dos Estados Unidos.
2.5 Oxidação em Sal Fundido (Molten Salt Oxidation)
O processo em sal fundido tem sido usado em pequena escala desde
1950. No processo, um leito de sal fundido alcalino, geralmente carbonato de
sódio, oxida materiais orgânicos a uma temperatura de 900 a 1000oC.
Qualquer quantidade de cloro, enxofre, fósforo, ou produtos da cinza, no
material de alimentação são convertidos em sais inorgânicos e retidos no leito
de sal. Esse processo não pode tratar solos e outros materiais com alto
conteúdo de material inerte.143
142
Com sistemas de escala de bancada e piloto, o 1,2,4-triclorobenzeno
29
líquido (58,6 de porcentagem em peso de cloro) foi destruído em carbonato de
sódio/cloreto de sódio fundido com eficiências de 99,9999970 e 99,9999932
por cento em temperaturas do leito de 900oC e 1000oC respectivamente. Com
clordano, o sistema em escala piloto alcançou EDRs de 99,99983 por cento
quando amostras foram tiradas antes de passarem pelo filtro de manga e
>99,9999988 por cento quando as amostras foram tiradas após passarem pelo
filtro de manga.144 A eficiência de destruição com o clordano aparentemente
não foi determinada. De fato, o uso de ambas as medidas de desempenho, a
"eficiência de destruição" e a EDR, na descrição do desempenho dessa
tecnologia, sugere que uma delas pode ter sido usada de forma inadequada.
Isto é, a eficiência de destruição pode ser determinada apenas se todos os
resíduos processuais são analisados para verificar a presença de compostos
preocupantes não-destruídos. Também é importante ressaltar que não foram
apresentados dados descrevendo as concentrações nos resíduos processuais
de dioxinas ou outros POPs potencialmente formados pelo processo.
Alguns riscos do processo são as potenciais explosões de vapor
superaquecido em virtude da introdução de resíduos líquidos; as emissões
gasosas podem exigir filtração por carregarem partículas extremamente finas
de sais (possivelmente menores do que 1 µm); e o total de sal que requer
disposição pode ser várias vezes o peso dos resíduos destruídos.145
Dependendo do conteúdo de cloro assim como da capacidade do
estabelecimento, o custo (em dólares australianos) de tratar resíduos
organoclorados varia de $1200 a $2000 por tonelada. Os resíduos do processo
não podem ser usados e devem ser dispostos de forma apropriada em um
aterro sanitário seguro. Para uma taxa de alimentação de 1000 kg/hora, o custo
gira em torno de $1150/tonelada. Os custos citados acima não incluem os
custos do tratamento de efluentes, os custos do envio de resíduos e do lixo, os
custos do manuseio e do transporte, os custos das análises, e os custos da
restauração do local.146
2.6 Processo por Elétrons Solvatados (Solvated Electron Process)
A tecnologia de elétrons solvatados (SET, do inglês "solvated electron
technology") usa um álcali ou um metal alcalino terroso dissolvido em um
solvente como a amônia, ou certos aminos ou éteres, para produzir uma
solução contendo elétrons livres e cátions metálicos. O cloro e outros
halogênios são arrancados de forma seletiva de compostos orgânicos
halogenados por elétrons livres e capturados pelos cátions metálicos para
formar sais (como o CaCl2).147 Por exemplo, uma molécula de PCB pode ser
convertida em bifenila por uma reação rápida em temperatura ambiente.148
A aplicação da tecnologia de elétrons solvatados para tratamento de
resíduos foi desenvolvida pela Commodore Applied Technologies Inc., o que
resultou em um reagente patenteado conhecido como Agent 313.149 A
tecnologia foi demonstrada na destruição de uma ampla gama de compostos
orgânicos halogenados incluindo PCBs, dioxinas, agrotóxicos,
clorofluorcarbonos (CFCs) e agentes de guerra química (como o GB, HD, VX
30
e Lewisite).150 Alguns dos materiais tratados pelo SET, os resíduos do seu
tratamento e o destino desses resíduos são mostrados abaixo na Tabela 6. 151
Tabela 6: Tecnologia de Elétrons Solvatados: Materiais Tratados e a Natureza
e Destino dos Resíduos do Tratamento
Material Tratado
Produtos
PCBs Concentrados
Bifenila, hidróxido de cálcio,
cloreto de cálcio.
PCBs misturado ao solo Bifenila, hidróxido de cálcio,
cloreto de cálcio, solo limpo.
PCBs em superfícies
cloreto de cálcio.
Misturas de PCB/óleo
cloreto de cálcio, óleo.
HCB concentrado
Benzeno, cloreto de sódio,
hidróxido de sódio.
HCB misturado ao solo Benzeno, cloreto de sódio,
hidróxido de sódio, solo limpo.
Opções de
Disposição
Em aterros sanitários
como sais.
Retornar o solo ao
chão.
Coletar os sais e
aterro sanitário
Reusar o óleo. Sais
em aterros sanitários.
Separar o benzeno e
dispor os sais em
aterros sanitários.
Separar o benzeno e
retornar o solo com
sais ao chão.
Solos contaminados são considerados apropriados para o retorno ao
local de origem, enriquecidos com nitrogênio de traços de amônia residual. Os
proponentes garantem eficiências de destruição de 100 por cento para os
agrotóxicos organoclorados como DDT, Dieldrin, 2,4-D, e 2,4,5-T. Com alguns
agrotóxicos -- Carbaryl, Paraquat, PMA, e Zineb -- foram alcançadas eficiências
de destruição a partir de 86 por cento.152
É importante ressaltar que não havia dados disponíveis que
identificassem e caracterizassem quimicamente todos os resíduos gasosos,
líquidos e sólidos desse processo. Isto é, não foram encontradas informações
que descrevessem em resíduos processuais as concentrações de dioxinas e
outros POPs, potencialmente ser formados durante esse processo.
Os custos, em dólares australianos, para o tratamento de solos
contaminados por PCB são de $300-340/tonelada, enquanto para os resíduos
concentrados são de $12.000-$20.000/tonelada.153
2.7 Oxidação em Água Supercrítica (Supercritical Water Oxidation)
A oxidação em água supercrítica (SCWO, do inglês "supercritical water
reduction") é uma tecnologia de alta temperatura e pressão que usa as
propriedades da água supercrítica na destruição de compostos orgânicos e de
resíduos tóxicos. Em condições supercríticas, o carbono é convertido em
dióxido de carbono; o hidrogênio em água; os átomos de cloro derivados dos
31
compostos orgânicos clorados em íons de cloreto; compostos nitro em nitratos;
enxofre em sulfatos; e fósforo em fosfato.154
As propriedades únicas à água supercrítica são a chave para a
operação desse processo. Gases incluindo o oxigênio e substâncias orgânicas
são completamente solúveis em água supercrítica, enquanto que sais
inorgânicos apresentam solubilidade bastante reduzida sob as condições do
processo. Substâncias orgânicas se dissolvem na água supercrítica,
propiciando juntamente com o oxigênio um maior contato entre as moléculas
na fase líquida e em temperaturas e densidades moleculares que permitem que
as reações convencionais de oxidação procedam rapidamente até o final.
Os resíduos do processo são controlados e constituem se basicamente
em água, gás e sólidos caso os resíduos contenham sais inorgânicos ou
compostos orgânicos com halogênios, enxofre ou fósforo. Os gases efluentes
não contêm óxidos de nitrogênio ou gases ácidos como o cloreto de hidrogênio
ou o óxido de enxofre. O processo não gera material particulado e menos de 10
ppm de monóxido de carbono foi encontrado.155
O Conselho Nacional de Pesquisa (1993) apontou que esse sistema
deve ser construído com materiais capazes de resistir à corrosão causada
pelos íons de halogênios. Eles também enfatizaram que a precipitação de sais
pode causar problemas de entupimento no sistema.156
EDRs maiores do que 99% foram obtidas para o tratamento de uma
série de compostos orgânicos perigosos usando a SCWO. Por exemplo, testes
em escala de bancada apontaram EDRs de 99,999% ou mais para solventes
clorados, PCBs e agrotóxicos, e >99,99994% para MEK (metil etil cetona)
contaminado por dioxinas.157 Ainda não há dados que permitam que se
determine as eficiências de destruição dessa tecnologia. Isto é, as
concentrações de compostos não-destruídos nos resíduos processuais não
foram relatadas para resíduos processuais além das emissões gasosas. Da
mesma forma, não foram apresentados dados descrevendo as concentrações
em todos os resíduos processuais de dioxinas e outros POPs potencialmente
gerados.
A Environment Australia (1997) aponta que os produtos de final de
processo como a cinza e a salmoura exigem disposição. A Agência também
considera que a tecnologia é limitada ao tratamento do resíduo líquido ou que
tem um tamanho de partícula menor que 200 µm, e é mais aplicável a resíduos
com um conteúdo orgânico menor do que 20%.158
A SCWO foi aplicada a uma grande variedade de materiais, como fluxo
de resíduos aquosos, borras, solos contaminados, compostos orgânicos
industriais, plásticos, materiais sintéticos, tintas e produtos relacionados,
compostos orgânicos industriais, substâncias usadas na agricultura, explosivos,
produtos derivados do petróleo e do carvão, e produtos de borracha e de
plástico. Ela se aplica ao tratamento de uma série de contaminantes, incluindo
águas residuárias com acrilonitrila, águas residuárias com cianeto, águas
residuárias com agrotóxicos, PCBs, compostos alifáticos e aromáticos
32
halogenados, hidrocarbonetos aromáticos, MEK e compostos orgânicos
nitrogenados.159
Os custos, em dólares americanos, variam de $120 a $140 por tonelada
seca assumindo algum pré-tratamento e certas condições de operação.160
2.8 Arco Plasma (Plasma Arc)
No tratamento com arco plasma, se direciona uma corrente elétrica
através de uma corrente gasosa de baixa pressão gerando um campo térmico
de plasma. Os campos de arco plasma alcançam uma temperatura de 5000 a
15000oC. A zona de alta temperatura intensa pode ser usada para dissociar o
resíduos em seus elementos atômicos através da injeção dos resíduos no
plasma, ou usando o arco plasma como fonte de calor para a combustão ou
pirólise.161
O Conselho Nacional de Pesquisa (1993) descreveu as correntes
residuais da destruição de resíduos por arco plasma como "essencialmente as
mesmas que as da incineração..." como os subprodutos e sais da
combustão.162
Vários reatores de plasma foram desenvolvidos para a destruição
térmica de resíduos perigosos. A Environment Australia considerou três
sistemas a plasma disponíveis na sua revisão de tecnologias apropriadas para
a destruição de resíduos perigosos. Eles são:
•
•
•
•
PACT (Plasma Arc Centrifugal Treatment -Tratamento Centrífugo a Arco
Plasma)
PLASCON (In-Flight Plasma ArcSystem - Sistema a Arco Plasma In-Flight)
STARTECH (Plasma-electric waste convert - Conversor de resíduos a
plasma-elétrico)
2.8.1 Tratamento Centrífugo a Arco Plasma (PACT)
O processo de Tratamento Centrífugo a Arco Plasma (PACT)
desenvolvido pela Retech usa o calor gerado por uma tocha de plasma para
derreter e vitrificar material de alimentação sólido, incluindo solo contaminado.
Os componentes orgânicos são vaporizados e decompostos pelo calor intenso
do plasma e são ionizados pelo ar usado como gás de plasma, antes de passar
ao sistema de tratamento da saída do gás. Sólidos contendo metais são
vitrificados em um aglomerado de massa único e não lixiviável. Os gases
atravessam uma câmara secundária de combustão e então atravessam uma
série de mecanismos de controle de poluição.163
Compostos orgânicos líquidos e sólidos podem ser tratados por essa
tecnologia, e ela é apropriada para o tratamento de compostos orgânicos
difíceis de serem destruídos e de resíduos contaminados por metais. As EDRs
para compostos orgânicos são de mais de 99,99%. No entanto, metais voláteis
e produtos da combustão incompleta (PCI) podem ser gerados e podem exigir
remoção por um "scrubber" apropriado. 164 Não foram encontrados dados
33
que descrevam as concentrações de compostos não-destruídos nos resíduos
processuais, além das emissões gasosas. Como conseqüência, as eficiências
de destruição alcançadas por essa tecnologia são até agora desconhecidas.
Da mesma forma, não foram encontrados dados que descrevam as
concentrações em resíduos processuais de dioxinas e outros POPs que podem
potencialmente ser formados por esse processo.
O sistema pode ser operado sob condições pirolíticas com uma atmosfera
redutora para evitar ou minimizar a formação de dioxinas na câmara primária, e
o volume de gases produzidos no processo foi calculado como sendo a partir
de 2 por cento do volume de um incinerador de capacidade equivalente. No
entanto, é comum a combustão primária ser seguida pela combustão
secundária, onde dioxinas podem ser formadas. Visto que os volumes totais
de emissões aéreas são menores do que o para processos convencionais de
combustão, espera-se que o impacto potencial das emissões seja menor.
Solos tratados e outros materiais desse processo são geralmente convertidos
em cinza e, como tal, podem ser retornados ao local de origem. 165
Pode-se esperar que o sistema PACT tenha um alto custo de capital
assim como um alto custo operacional ($4000 - $8000 por tonelada).166
2.8.2 Sistema a Arco Plasma In-Flight (PLASCON)
No sistema PLASCON, uma corrente de resíduos líquidos ou gasosos,
juntamente o com argônio, é injetada diretamente em um arco plasma.
Compostos orgânicos nos resíduos se desassociam em íons e átomos
elementares, recombinando-se na parte mais fria da reação. Os produtos de
final de processo incluem gases e uma solução aquosa de sais inorgânicos de
sódio. 167
O PLASCON atualmente não está configurado para tratar uma série de
resíduos (como solo contaminado, condensadores, etc.) No entanto, em
conjunto com pré-processamento apropriado (como a desorção térmica) a sua
aplicabilidade é ampliada. Testes em escala de bancada alcançaram EDRs
variando de 99,9999 a 99,999999 por cento. Assim como no outro processo de
arco plasma, não foram encontrados dados descrevendo as concentrações de
compostos não-destruídos nos resíduos processuais além das emissões
gasosas, de forma que a eficiência de destruição dessa tecnologia permanece
desconhecida. No entanto, dioxinas foram encontradas em água de "scrubber"
e nos gases de chaminé na faixa de partes por trilhão. 168
O sistema PLASCON vem operando na Nufan, uma fábrica de
herbicidas em Laverton, Victoria, Austrália, desde o início de 1992. Resíduos
totalmente orgânicos contendo uma série de compostos organoclorados estão
sendo tratados em uma base de processamento pequena (piloto).
Normalmente, o resíduo apresenta uma média de 30% peso/peso de cloro.
Uma segunda unidade do PLASCON foi comissionada para atender ao
aumento do processamento da fábrica (sistema de 200 kW). Esse sistema
atualmente está sendo usado para destruir CFCs e hidrocarbonetos
halogenados estocados. 169
34
Os custos de operação incluindo a mão-de-obra variam dependendo do
que será tratado e da localização. Esses custos, em dólares australianos, são
estimados em menos de $3000/tonelada, mas geralmente variam de $1500 $2000/tonelada. 170
2.9 Hidrogenação Catalítica (Catalytic Hydrogenation)
A destruição potencial de resíduos clorados pela hidrogenação
catalizada por metais nobres já é reconhecida há muitos anos.171 No entanto, a
os metais nobres catalizadores são particularmente suscetíveis ao
envenenamento por uma série de elementos encontrados em situações reais,
limitando a aplicabilidade dessa tecnologia.
A Divisão de Tecnologia de Carvão e de Energia da CSIRO desenvolveu
um processo para a regeneração de fluidos de transformadores contaminados
por PCBs usando catalizadores de hidrogenação baseados em sulfídios
metálicos, que são extremamente fortes e tolerantes à maior parte dos venenos
de catalizadores. 172 Diz-se também que o processo destrói uma série de
hidrocarbonetos clorados, produzindo cloreto de hidrogênio e hidrocarbonetos
leves como subprodutos.
Em testes recentes, concentrações relativamente altas de compostos
POPs puros foram tratadas em um solvente hidrocarboneto e todos foram
destruídos para abaixo do limite de detecção da análise, conforme mostrado na
Tabela 7. Os proponentes afirmam que as variações nas eficiências de
destruição refletem diferenças nos limites de detecção ao invés de diferenças
reais no nível de destruição. 173
A maioria dos gases efluentes é reciclada através do reator, embora os
gases de arraste sejam descarregados através de um combustor catalítico. Os
proponentes afirmam que não foram detectados dioxinas e furanos deixando o
combustor catalítico em emissões gasosas e que as emissões de PCBs foram
menores do que 15 ng/m3. Não foram encontrados dados descrevendo as
concentrações de dioxinas e outros POPs em outros resíduos processuais.
Tabela 7: Hidrogenação Catalítica - Eficiências de Destruição Alcançadas com
Organoclorados 174
Composto
PCB
DDT
PCP
HCB
1,2,3,4-TCDD
Concentração do
Material de
Alimentação
(mg/kg)
40 000
40 000
30 000
1 340
46
Concentração do
Produto
(mg/kg)
<0.027
<0.004
<0.003
<0.005
<0.000004
Eficiência de
Destruição, %
>99.99993
>99.99999
>99.99999
>99.9996
>99.99999
35
A Environment Australia aponta que não há informações disponíveis ao
público suficientes para determinar as limitações ou os riscos associados ao
processo.175 No entanto, o Conselho Nacional de Pesquisa observou que a
natureza exata das correntes residuais deveriam ser determinadas. Isto é, os
produtos gasosos podem representar perigos à segurança e de toxicidade e os
produtos da combustão podem exigir o "scrubbing", o que iria gerar resíduos
aquosos.176
Não há estimativas de custo disponíveis no momento.
2.10 Decloração Catalizada por Base (BCD – Base Catalyzed
Dechlorination)
O processo de decloração catalizada por base (BCD, do inglês "base
catalyzed dechlorination") foi desenvolvido pela EPA para remediar os solos e
sedimentos contaminados por compostos orgânicos clorados, especialmente
PCBs, dioxinas e furanos. O processo de decloração catalizada por base
original envolveu a adição de bicarbonato de sódio ao meio contaminado, que
então foi aquecido a 330 °C em um reator para decompor e volatizar
parcialmente os contaminantes; que então requerem um tratamento
separado.177
Um desenvolvimento posterior do processo de BCD incorporou um
reagente de polietileno glicol alcalino (APEG) (como o polietileno glicol de
potássio) como base. O reagente APEG retira o halogênio do contaminante
para formar um glicol éter e/ou um composto hidroxilado e um sal de metal
alcalino. As eficiências de destruição são descritas como "não tão altas"
quanto em outras tecnologias.178
O processo BCD/APEG foi demonstrado com sucesso no Wide Beach
Superfund em 1991, quando aproximadamente 42.000 toneladas de solo
contaminado por PCB estocado, principalmente Arocloro 1254, em
concentrações variando de 10 a 5.000 mg/kg, foram tratadas. As emissões
gasosas, muito pequenas comparadas aos sistemas de combustão,179 foram
tratadas com ciclone, filtro de manga, "scrubber" de gás ácido, e adsorção em
carbono ativado. A Tabela 8 mostra as emissões em gases de chaminé de
dioxinas e furanos medidas durante a demonstração.180 Não foram
apresentados dados descrevendo as concentrações em gases de chaminé de
outros POPs potencialmente formados durante o processo ou as
concentrações de tais substâncias em outros resíduos processuais.
O ADI Services, um licenciado da BCD na Austrália, desenvolveu uma
variação da reação de BCD (chamada de reação 'ADOX') na qual um
'acelerador' substitui o catalizador patenteado do BCD. Na reação ADOX a
natureza da reação muda dramaticamente visto que os organoclorados são
decompostos completamente transformando-se em carbono. A reação, que
ocorre rapidamente, pode ser aplicada a concentrações muito mais altas de
organoclorados do que o processo convencional de BCD e sem a exigência de
óleo adicional.181 Não foram apresentados dados que identificassem e
36
caracterizassem quimicamente todos os resíduos desse processo. Isto é, as
concentrações em todos os resíduos de compostos não-destruídos e de
dioxinas e outros POPs potencialmente formados durante esse processo não
foram reveladas.
Tabela 8: Decloração Catalizada por Base - Dioxinas nos Gases de
Chaminé182
Dioxinas e Furanos
Dibenzo-p-dioxinas tetracloradas (TCDD)
Dibenzofuranos tetraclorados (TCDF)
Dibenzo-p-dioxinas pentacloradas (PeCDD)
Dibenzofuranos pentaclorados (PeCDF)
Dibenzo-p-dioxinas hexacloradas (HxCDD)
Dibenzofuranos hexaclorados (HxCDF)
Dibenzo-p-dioxinas heptacloradas (HpCDD)
Dibenzofuranos heptaclorados (HpCDF)
Dibenzo-p-dioxinas octacloradas (OCDD)
Dibenzofuranos octaclorados (OCDF)
Total de Dioxinas e Furanos
TEQs Totais
Gases de
Chaminé,
ng/dscm*
0,14
4,8
0,96
0,72
0,17
0,077
0,25
0,032
2,34
0,032
9,52
0,707
* dscm = dry standard cubic meter – metro cubico padrão seco
O Ministério do Meio Ambiente da Nova Zelândia observou:183
"O processo de desorção térmica da ADI produz uma quantidade variável
de poeira (geralmente menos de 5% do material de alimentação de solo
original) e condensados, ambos contendo dioxinas. Enquanto esses são
capturados e contidos dentro do sistema, eles devem ser decompostos de
forma segura para o processo total ser considerado eficaz."
Em testes recentes na Nova Zelândia, os resíduos sólidos foram
reinseridos no sistema. Isso resultou em uma redução dos níveis de dioxinas
de um nível inicial de 1280 ppb TEQ a um valor abaixo de 0,1 ppb TEQ.
Embora geralmente considerada uma tecnologia de risco relativamente
baixo, uma planta de BCD em Melbourne, na Austrália, foi tornada inoperável
após um incêndio em 1995, conforme descrito abaixo:184
"O fogo danificou o sistema de tratamento e o prédio. Entende-se que o
fogo resultou de uma combinação de fatores. O lençol de nitrogênio
estava colocado em um lugar, acima do reator, entretanto, no ponto de
descarga de óleo quente em um recipiente de armazenamento, não havia
um lençol de nitrogênio. A falta de um lençol de nitrogênio adequado neste
ponto manteve a temperatura elevada, ocasionando o incêndio no
recipiente de armazenamento. A temperatura do ponto de auto ignição do
óleo quente foi mais baixa do que o esperado e foi ultrapassada em
37
virtude da falta de resfriamento.”
A planta foi reconstruída e está operando comercialmente, enfocando
em óleos contaminados por PCB, transformadores e condensadores, após a
aprovação pela agência regional do meio ambiente.
Visto que o processo de BCD envolve essencialmente a retirada do cloro
do resíduo, o processo de tratamento pode resultar em um aumento na
concentração de espécies cloradas mais baixas (por exemplo, congêneres
mais altos seriam substituídos por congêneres mais baixos). 185 Isso pode se
tornar preocupante no tratamento de dioxinas e furanos, quando os congêneres
mais baixos são significativamente mais tóxicos que os congêneres mais altos.
É, portanto, essencial que o processo seja monitorado de forma apropriada
para garantir que a reação continue até o final.
Para solos contaminados, os custos variam de $250 a $400 por
tonelada, em dólares australianos. Os custos para óleos contaminados por
PCB estão em torno de $1000 por tonelada.186
38
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