Impatto Ambientale dei Processi di Incenerimento di Rifiuti

 

di Marco Caldiroli
Centro per la Salute "Giulio A. Maccacaro"
via Roma 2 21053 Castellanza (VA) 

 

 

Indice

 

Premessa

1. Impatto specifico dei processi di incenerimento dei rifiuti

Tabella 1 Sostanze organiche identificate nelle emissioni di inceneritori di rifiuti urbani

Tabella 2. Condizioni di funzionamento normali e sfavorevoli nella camera di combustione di un inceneritore

                Figura 1. – Incremento della mortalità relativo alle concentrazioni di PM10 nell’aria

Tabella 3a. Distribuzione dei metalli pesanti e granulometria del particolato volatile in sospensione nei fumi

Tabella 3b. Distribuzione percentuale dei metalli pesanti e granulometria del particolato totale sospeso - PTS 

Tabella 4. Emissioni annuali, nel mondo, di metalli da inceneritori e percentuale sul totale delle emissioni

Tabella 5. Emissioni in atmosfera di diossine nei paesi industrializzati

Tabella 6. Sintesi dell’inventario delle fonti di PCDD e PCDF negli USA

Tabella 7. Stima delle emissioni di PCDD e PCDF,valutazioni dell’ENEA

Tabella 8. Metalli presenti nelle scorie pesanti

Tabella 9. Composizione delle scorie pesanti e dell’eluato

Tabella 10. Contaminanti presenti nell'eluato di ceneri volanti 

2. Evoluzione normativa e tecnologica dei processi di incenerimento dei rifiuti

Tabella 11. Evoluzione normativa dei limiti alle emissioni degli impianti di incenerimento rifiuti

Tabella 12. Andamenti delle emissioni in inceneritori di RSU

Tabella 13. Evoluzione delle emissioni da inceneritori di RSU

Tabella 14. Stima dei fattori di emissione da impianti di incenerimento

Tabella 15. Confronto tra emissioni annue di un inceneritore per CDR e "automobili equivalenti annue" 

                Figura 2. Schema di caldaia di un inceneritore a griglia

                Figura 3. Schema di un sistema di abbattimento fumi per inceneritori di "prima generazione"

                Figura 4. Schema di un impianto a griglia "moderno"

                Figura 5a. Schema di un recente impianto di abbattimento fumi a stadi multipli

                Figura 5b. Schema di un recente impianto di abbattimento fumi a stadi multipli

3. Tossicità e cumulabilità dei tossici nell'ambiente e nell'uomo in relazione anche alle emissioni dagli impianti di incenerimento di rifiuti

Tabella 16. "Concentrazioni massime ammissibili" di microinquinanti e concentrazioni all’altezza del suolo

Tabella 17. Limiti tecnici di riferimento previsti per la bonifica del terreno contaminato di Seveso

Tabella 18. Limiti inerenti le concentrazioni massime nella sostanza grassa del latte di PCDD/PCDF

Tabella 19. Studi relativi alla esposizione a PCDD/PCDF e PCBs e al superamento di limiti internazionali

Tabella 20. Impatto ambientale di CDD e di CDF dagli inceneritori di Busto Arsizio, Desio e San Donnino

Tabella 21. Concentrazione limite accettabile nel suolo per alcuni tossici, destinazione residenziale e commerciale

4. Alcune sommarie valutazioni in merito agli effetti sanitari connessi all’esposizione alle sostanze emesse dagli impianti di incenerimento dei rifiuti

Tabella 22 Principali effetti tossicologici di alcuni contaminanti tipici degli impianti di incenerimento

Tabella 23a. Effetti sulla salute da emissioni di inceneritori - Studi occupazionali

Tabella 23a. Effetti sulla salute da emissioni di inceneritori -Studi sulla popolazione residente nelle vicinanze

5. Conclusioni ?

 

 

Premessa

La materia dell’impatto ambientale di opere (siano essi aeroporti, autostrade, ferrovie, impianti di smaltimento di rifiuti) nonostante il tempo trascorso dalla prima direttiva europea è ancora tutto da costruire o, meglio, da far uscire, per usare le parole di Virginio Bettini dall’essere usata come "procedura sequenziale di pseduconcetti, artefatto convenzionale destinato alla giustificazione di ogni iniziativa tecnologica. La VIA come specchio della corretta tecnologia, della < migliore tecnologia disponibile > nell’ovvio quadro dei falsi concetti legati allo < sviluppo sostenibile > " (V. Bettini et al,Ecologia dell’impatto ambientale, 2000). La spinta attuale è verso una "VIA semplificata" ha lo stesso segno della politica sui rifiuti nel nostro paese : l’ex Ministro Edo Ronchi escluse, alla fine del 1999, esplicitamente dalle "procedure di compatibilità ambientale" a livello regionale, gli impianti di incenerimento purchè fossero tra quelli per i quali sono previste le "procedure semplificate", tra questi i cosiddetti "impianti di recupero energetico" alimentati a CDR, una applicazione distorta – e solitaria - della direttiva europea sui rifiuti.

Il testo che ho citato – tra gli altri – ricostruisce la storia delle tecniche di VIA e le fasi della VIA stesso insistendo sia sul ruolo di una impostazione preliminare e aperta degli studi necessari (fase di screening) e sulla definizione della rilevanza degli impatti (fase di scoping) che sul ruolo che ha l’informazione, la partecipazione e il parere della popolazione interessata. O la VIA è una forma di democrazia, di autogoverno del territorio, o è solo uno scocciante passaggio burocratico in più che non è in grado di mettere in discussione nulla.

Non è inutile ricordare qui l'importanza di una corretta Valutazione di Impatto Ambientale quale strumento di intervento, a monte della definizione di progetti e di scelte, in grado di ridiscutere le scelte di pianificazione economica, ovvero la necessità che la V.I.A sia distinta ma interrelata con i processi di elaborazione, valutazione e decisione non limitata al singolo impianto ma ai diversi scenari alternativi possibili. In tal senso la V.I.A. si configura quale strumento di acquisizione di informazioni sulle possibili interazioni qualitative e quantitative tra le diverse soluzioni proposte e l'ambiente e come strumento per individuare le possibili alternative progettuali, localizzative e di pianificazione ( in tal senso non può venir considerato, come spesso fanno gli estensori di piani locali di organizzazione dei servizi di smaltimento dei rifiuti come di un dato immodificabile e solo da attuare con gli impianti ivi previsti).

Nel campo dei rifiuti va evitata in particolare una visione del problema come a sè stante e non come parte di processi produttivi e di consumo su cui è possibile intervenire. Se l'obiettivo è quello di prevenire un impatto e non di dimostrare che un determinato impianto ha un impatto più o meno ambientalmente e socialmente "accettabile", la considerazione dei rifiuti va svolta a partire dal considerarli come parte del flusso di energia e materia nel ciclo complessivo di uso e di trasformazione delle risorse .

Tale considerazione esclude in partenza ogni obiettivo predefinito fondato sostanzialmente su una unica, e rigida, opzione tecnologica quale è l'incenerimento.

Non è inutile ricordare che la V.I.A. è uno strumento di partecipazione pubblica per aprire al confronto tutte le parti sociali coinvolte con i processi decisionali riguardanti le risposte da dare ai problemi esistenti. Non va considerata come la soluzione ai conflitti che emergono a livello sociale ma rende esplicite le conseguenze di modelli d'uso delle risorse alternativi mettendone in evidenza gli effetti globali sull'ambiente, proprio per questo è decisivo il ruolo del pubblico nella procedura complessiva di V.I.A. .

In questo ambito si rammenta il un ruolo particolare :

1. Impatto specifico dei processi di incenerimento dei rifiuti

In estrema sintesi i principali impatti sull’ambiente e sulla salute sono connessi alle emissioni dal camino dell’impianto e alla produzione e gestione dei residui solidi (ceneri leggere, ceneri pesanti, scorie, altri residui dai processi di abbattimento) derivanti dai processi di combustione dei rifiuti.

Per quanto concerne le emissioni, le caratteristiche eterogenee delle matrici (rifiuti) combusti sono tali che i processi di combustione generano numerose sostanze pericolose trascinate con i fumi che solo in parte possono essere "ottimizzate" (ridotte) dalla cura posta nella gestione dei principali parametri di combustione (modalità di immissione delle matrici nella caldaia, tempi di residenza a contatto con la fiamma, modalità di invio dell’aria comburente, controllo e intervento sulle temperature dei fumi nelle diverse sezioni dell’impianto, modalità del recupero del calore per la produzione di energia, esistenza e gestione del postcombustore, etc) e dall’efficacia della captazione delle sostanze tossiche contenute nei fumi dai sistemi di abbattimento prima dell’emissione all’atmosfera.

Non va taciuto che i sistemi di abbattimento operano una traslazione dei tossici dalla fase aeriforme ad una solida e/o liquida, in altri termini una maggiore efficacia nella captazione dei tossici ha come contraltare una maggiore produzione ed una maggiore tossicità dei residui solidi.

La peculiarità degli impianti di incenerimento è connessa alla eterogeneità del "combustibile"/rifiuto utilizzato (solo in parte riducibile con l’alimentazione di rifiuti selezionati e/o del cosiddetto CDR) e sono tali che, nella caldaia, si vengono a creare delle condizioni per le quali sono originate innumerevoli – e incontrollabili – reazioni chimiche dai risultati altrettanto innumerevoli e solo in parte prevedibili.

A conferma di quanto detto sopra si mostra una tabella in cui sono riportate le "principali" sostanze chimiche "testate" in impianti di incenerimento.

TABELLA 1 SOSTANZE ORGANICHE IDENTIFICATE NELLE EMISSIONI DI INCENERITORI DI RIFIUTI URBANI

pentane

trichlorofluoromethane

acetonitrile

acetone

iodomethane

dichloromethane

2-methyl-2-propanol

2-methylpentane

chloroform

ethyl acetate

2,2-dimethyl-3-pentanol

cyclohexane

benzene

2-methylhexane

3-methylhexane

1,3-dimethylcyclopentane

1,2-dimethylcyclopentane

trichloroethene

heptane

methylcyclohexane

ethylcyclopentane

2-hexanone

toluene

1,2-dimethylcyclohexane

2-methylpropyl acetate

3-methyleneheptane

paraldehyde

octane

tetrachloroethylene

butanoic acid ethyl ester

butyl acetate

ethylcyclohexane

2-methyloctane

dimethyldioxane

2-furanecarboxaldehyde

chlorobenzene

methyl hexanol

trimethylcyclohexane

ethyl

benzene

formic acid

xylene

acetic acid

aliphatic carbonyl

ethylmethylcyclohexane

2-heptanone

2-butoxyethanol

nonane

isopropyl benzene

propylcyclohexane

dimethyloctane

pentanecarboxylic acid

propyl benzene

benzaldehyde

5-methyl-2-furane carboxaldehyde

1-ethyl-2-methylbenzene

1,3,5-trimethylbenzene

trimethylbenzene

benzonitrile

methylpropylcyclohexane

2-chlorophenol

1,2,4-trimethylbenzene

phenol

1,3-dichlorobenzene

1,4-dichlorobenzene

decane

hexanecarboxylic acid

1-ethyl-4-methylbenzene

2-methylisopropylbenzene

benzyl alcohol

trimethylbenzene

1-methyl-3-propylbenzene

2-ethyl-1,4-dimethylbenzene

2-methylbenzaldehyde

1-methyl-2-propylbenzene

methyl decane

4-methylbenzaldehyde

1-ethyl-3,5-dimethylbenzene

1-methyl-(1-pro-penyl)benzene

bromochlorobenzene

4-methylphenol

benzoic acid methyl ester

2-chloro-6-methylphenol

ethyldimethylbenzene

undecane

heptanecarboxylic acid

1-(chloromethyl)-4-methylbenzene

1,3-diethylbenzene

1,2,3-trichlorobenzene

4-methylbenzyl

alcohol

ethylhex anoic acid

ethyl benzaldehyde

2,4-dichlorophenol

1,2,4-trichlorobenzene

naphthalene

cyclopentasiloxanedecamethyl

methyl acetophenone

ethanol-1-(2-butoxyethoxy)

4-chlorophenol

benzothiazole

benzoic acid

octanoic acid

2-bromo-4-chlorophenol

1,2,5-trichlorobenzene

dodecane

bromochlorophenol

2,4-dichloro-6-methylphenol

dichloromethylphenol

hydroxybenzonitrile

tetrachlorobenzene

methylbenzoic acid

trichlorophenol

2-(hydroxymethyl)benzoic acid

2-ethylnaphthalene-1,2,3,4-tetrahydro 2,4,6-trichlorophenol

4-ethylacetophenone

2,3,5-trichlorophenol

4-chlorobenzoic acid

2,3,4-trichlorophenol

1,2,3,5-tetrachlorobenzene

1,1'biphenyl (2-ethenyl-naphthalene)

3,4,5-trichlorophenol

chlorobenzoic acid

2-hydroxy-3,5-dichlorobenzaldehyde

2-methylbiphenyl

2-nitrostyrene(2-nitroethenylbenzene)

decanecarboxylic acid

hydroxymethoxybenzaldehyde

hydroxychloroacetophenone

ethylbenzoic acid

2,6-dichloro-4-nitrophenol

sulphonic acid

m.w.192

4-bromo-2,5-dichlorophenol

2-ethylbiphenyl

bromodichlorophenol

1(3H)-isobenzofuranone-5-methyl

dimethylphthalate

2,6-di-tertiary-butyl-p-benzoquinone

3,4,6-trichloro-1-methyl-phenol

2-tertiary-butyl-4-methoxyphenol

2,2'-dimethylbiphenyl

2,3'-dimethylbiphenyl

pentachlorobenzene

bibenzyl

2,4'-dimethylbiphenyl

1-methyl-2-phenylmethylbenzene

benzoic acid phenyl ester

2,3,4,6-tetrachlorophenol

tetrachlorobenzofurane

fluorene

phthalic ester

dodecanecarboxylic acid

3,3'-dimethylbiphenyl

3,4'-dimethylbiphenyl

hexadecane

benzophenone

tridecanoic acid

hexachlorobenzene

heptadecane

fluorenone

dibenzothiophene

pentachlorophenol

sulphonic acid m.w.224

phenanthrene

tetradecanecarboxylic acid

octadecane

phthelic ester

tetradecanoic acid isopropyl ester

caffeine

12-methyltetradecacarboxylic acid

pentadecacarboxylic acid

methylphenanthrene

nonedecane

9-hexadecene carboxylic acid

anthraquinone

dibutylphthalate

hexadecanoic acid

eicosane

methylhexadecanoic acid

fluoroanthene

pentachlorobiphenyl

heptadecanecarboxylic acid

octadecadienal

pentachlorobiphenyl

aliphatic amide

octadecanecarboxylic acid

hexadecane amide

docosane

hexachlorobiphenyl

benzylbutylphthalate

aliphatic amide

diisooctylphthalate

hexadecanoic acid hexadecyl ester

cholesterol.

 

Fonte: Jay K.and Stieglitz L.(1995).Identification and quantification of volatile organic components in emissions of waste incineration plants. Chemosphere 30 (7):1249-1260.

Un aspetto da considerare nella valutazione delle emissione di un impianto di incenerimento (come in altri impianti di combustione) sono i cosiddetti "transitori" cioè le fasi di avvio e/o di spegnimento o quelle in cui – per diversi motivi - si verificano condizioni anomale (condizioni frequenti negli inceneritori di rifiuti). In queste condizioni le emissioni possono modificarsi in modo considerevole, a partire – per fare un esempio – delle situazioni "favorevoli" alla formazione di precursori cloroorganici in grado di incrementare la formazione delle sostanze a maggiore pericolosità (PCDD/PCDF, PCB, PCDB etc).

La normativa sui limiti alle emissioni è sostanzialmente fondata su valori medi su dati periodi temporali (giornalieri, orari, annuali) tali da "nascondere" il verificarsi di situazioni che comportano elevate emissioni per periodi di tempo "limitati" (la stessa normativa permette il superamento dei limiti medi indicando la massima escursione permessa e il tempo massimo in cui può verificarsi senza comportare l’attivazione di limitazioni – o la fermata - al funzionamento dell’impianto.

Questo aspetto è importante, ai fini dell’impatto ambientale e sanitario, in quanto l’esposizione reale delle popolazioni a rischio può variare nel tempo ovvero le persone possono essere esposte a "picchi" di esposizione che hanno, a seconda della sostanza, significatività sugli effetti sulla salute pubblica.

Nella tabella che segue si riportano alcuni dati in proposito alle condizioni "transitorie" che si possono verificare e alle conseguenze, in termini di emissioni, delle stesse.

Tabella 2. Condizioni di funzionamento normali e sfavorevoli nella camera di combustione di un inceneritore per rifiuti

Condizioni operative

Ossido di carbonio

mg/mc

Anidride carbonica

% volume

Temperatura

 

° C

PCDD/PCDF

 

nanogr/mc

Clorobenzeni

 

microgr/mc

Clorofenoli

 

microgr/mc

Normali

230

8,53

978

42

0,2

1,2

Transitorie

340-1.000

6,80

790-870

1.860

17,0

114,0

Fonte:

G. Boeri, E. Barni "Impatto ambientale degli impianti" in L'incenerimento dei rifiuti, Atti del Convegno Nazionale, Bologna 16-17/3/1995, Maggioli Editore, 1996, p. 137.

Un altro aspetto fondamentale per valutare l’impatto sanitario delle emissioni è costituito dalla grandezza del particolato. E’ immediatamente comprensibile che minori sono le dimensioni delle polveri più esse hanno probabilità di sfuggire ai sistemi di abbattimento e di essere emesse all’atmosfera, costituendo una particolare – e grave – fonte di esposizione per l’uomo in quanto, una volta inspirati si installano nelle zone più profonde dei bronchi, a diretto contatto con i sistemi di scambio dell’ossigeno col sangue (in particolare hanno tale proprietà le polveri di dimensioni inferiori a 2,5 micron, le PM2,5; in Lombardia costituiscono circa il 46 % del totale).

Pertanto i metalli o le altre sostanze trascinate (adsorbite) dalle polveri possono venir cedute – nel tempo – al sangue (non è un caso che la normativa sull’inquinamento atmosferico e la qualità dell’aria da alcuni anni ha introdotto il parametro delle "PM10" ovvero le polveri di dimensioni inferiori ai 10 micron di diametro, e che il superamento dei limiti di questo parametro è quello che più frequentemente ha fatto "scattare" gli obblighi previsti per la limitazione della circolazione delle auto e/o del funzionamento degli impianti di combustione nelle "aree omogenee" dei maggiori agglomerati urbani).

Sono stati stimati degli indici di effetto sanitario in funzione della grandezza delle particelle aerodisperse e alla grandezze delle stesse. Ovviamente tali effetti sono relativi a tutte le fonti emissive, comprensive quindi dell’effetto cumulativo che una sorgente puntuale (inceneritore o altro impianto industriale) può produrre unitamente a fonti "mobili" come il traffico stradale o la ricaduta delle emissioni provocate da aeromobili.

Figura 1. – Incremento della mortalità relativo alle concentrazioni di PM10 nell’aria


La relazione rappresentata nella figura 1 tra concentrazione di PM10 nell’aria e mortalità è stata proposta dall’OMS, precauzionalmente l’incremento viene escluso per valori giornalieri inferiori a 20 microg/mc (a Milano i giorni con media al di sotto di quest’ultimo valore, nel 1999, sono stati solo 30).

In sintesi, viene ipotizzato per ogni incremento unitario (in microgr/mc) giornaliero di PM10 un aumento della mortalità dello stesso giorno pari allo 0,07 %. Questa relazione, applicata ai livelli giornalieri di concentrazione di PM10 verificatisi a Milano nel 1999 e alla mortalità nello stesso anno di residenti a Milano, comporterebbe che nei giorni con livelli superiori a 100 microgr/mc (24 giorni nel 1999) si è avuto un eccesso di mortalità dovuto alle PM10 di più di un decesso al giorno rispetto ai giorni che hanno presentato un valore di PM10 pari alla media annuale di Milano sempre del 1999 ovvero 47 microg/mc la soglia di attenzione per le PM10 è attualmente fissata dalla normativa italiana nella media delle concentrazioni pari a 40 microg/mc, mentre la soglia di allarme è posta a 60 microg/mc). (V. "Salute e ambiente in Lombardia", Regione Lombardia, settembre 2000).

Analoghe correlazioni sono indicate dall’OMS per quanto concerne l’incremento dei ricoveri ospedalieri (+ 0,84 % per ogni incremento di 10 microg/mc di PM10) e di variazioni sullo stato di salute generale della popolazione (affezioni di vario genere alle vie respiratorie). Negli USA l’esposizione di lungo termine a livelli di PM10 superiori a 50 microg/mc è stata associata ad un aumento del rischio di contrarre tumori ai polmoni paragonabile a quello associato al fumo di sigaretta (aumento di 5 volte nei maschi e di 1,2 volte nelle femmine).

Questi rischi sono ancora più elevati per i bambini.

Un altro fatto che emerge dai diversi studi (non solo per le PM10) è che non è possibile definire una soglia di concentrazione delle PM10 al di sotto della quale vi sia un effetto nullo sulla salute.

Va segnalato che le polveri di dimensioni più fini sono anche quelle in cui vi è una maggiore concentrazione di tossici, come metalli, in funzione delle caratteristiche chimiche degli stessi, idrocarburi policiclici aromatici, a tale proposito si vedano le tabelle che segue (vi sono anche inquinanti "emergenti", come il platino per le emissioni dalle auto catalizzate) .

Tabella 3a. Distribuzione dei metalli pesanti in funzione della granulometria del particolato volatile in sospensione nei fumi (valori in microgr/Nmc)

Granulometria

Cadmio

Zinco

Piombo

Antimonio

Cromo

Arsenico

> 10,50 micron

0,41- 4,0

31,2-372,0

25,5-136,0

0,31-0,36

9,6

1,00

< 0,56 micron

 

6,13-23,0

321,0-967,0

315,0-392,0

2,26-4,50

1,7

0,18

Tabella 3b. Distribuzione percentuale dei metalli pesanti in funzione della granulometria del particolato totale sospeso - PTS (valori in microgr/Nmc)

Granulometria

Cadmio

Zinco

Piombo

Antimonio

> 10,50 micron

3,8-8,4 %

4,9 - 16 %

4,1 - 13,5 %

3,3 - 6,1 %

< 0,56 micron

 

47,0-56,8 %

42,1-51,30 %

38,9 - 51,1 %

38,2-47,8 %

Fonti delle ultime due tabelle : A.Donati, M. Gallorini, L.Morselli "I metalli pesanti nel ciclo dell'incenerimento dei RSU" in L'incenerimento dei rifiuti, Atti del Convegno Nazionale, Bologna 16-17/3/1995, Maggioli Editore, 1996, p. 312.

L’emissione complessiva mondiale stimata di metalli pesanti dagli impianti di incenerimento dei rifiuti viene mostrata nella tabella che segue unitamente al peso percentuale di tali emissioni sul totale delle emissioni dei metalli dalle diverse fonti.

L’apporto degli impianti di incenerimento alle emissioni complessive di sostanze come Piombo, Cadmio, Cromo, Arsenico – per citare sostanze con note proprietà cancerogene – sono certamente significative e costituiscono – tra le diverse motivazioni – un importante motivo di contrarietà, sotto il profilo ambientale, alla realizzazione di nuovi impianti di incenerimento.

Non va taciuto che, in relazione alle proprietà fisico-chimiche dei singoli metalli, negli impianti di combustione – che non sono in grado di "distruggere" nessuna delle sostanze che vengono immesse con le matrici ma solo di trasformarle in altre sostanze, nella maggior parte dei casi di maggiore tossicità rispetto a quelle alimentate – avviene una "ripartizione" degli stessi tra le emissioni ed i residui solidi.

E’ altresì da ricordare che il sistema più sicuro per ridurre o, meglio, eliminare tali emissioni è costituito dal non bruciare rifiuti che li contengono ovvero di non produrre merci che – una volta divenute rifiuti – finiscono direttamente o indirettamente nelle diverse matrici ambientali. Tenuto conto che la maggior parte dei metalli sono contenuti nei rifiuti urbani sotto forma di cariche e/o coloranti per materie plastiche (PVC rigido ma non solo), si ricorda che l’Unione Europea recentemente ha deciso di rinviare l’attuazione della "direttiva imballaggi" di diversi anni per la parte concernente la riduzione dei contenuti di metalli negli imballaggi.

Tabella 4. Emissioni annuali, nel mondo, di metalli da impianti di incenerimento e contributo percentuale sul totale delle emissioni

Metallo

Emissioni da inceneritori (t/anno)

Percentuale del contributo degli inceneritori sul totale delle emissioni

Antimonio

670

19.0

Arsenico

310

3.0

Cadmio

750

9.0

Cromo

840

2.0

Rame

1.580

4.0

Piombo

2.370

20.7

Manganese

8.260

21.0

Mercurio

1.160

32.0

Nickel

350

0.6

Selenio

110

11.0

Stagno

810

15.0

Vanadio

1.150

1.0

Zinco

5.900

4.0

Per quanto concerne i microinquinanti organici – ed in particolare quelli di maggiore tossicità, i cloroorganici tra cui PCDD,PCDF e PCB – si rammentano brevemente i meccanismi di formazione nei processi di combustione.

Circa la formazione delle PCDD e dei PCDF nei processi di combustione, sono state fatte le seguenti ipotesi:

a) - tali composti sono presenti in tracce nei rifiuti e non completamente "distrutti";

b) - le due classi di composti si formano da precursori organici clorurati come, per esempio, i policlorobenzeni, i policlorofenoli, i PVC, durante la combustione;

c) - la presenza di PCDD e PCDF è dovuta ad una serie di reazioni termiche fra precursori non clorurati e composti inorganici clorurati;

d) - a causa della natura eterogenea dei rifiuti, sopravvivono alla combustione specie cloroorganiche che possono originare PCDD e PCDF;

e) - sono possibili reazioni in fase non gassosa o reazioni bifase (gassosa/non gassosa) che contribuiscono alla formazione delle PCDD e dei PCDF.

In letteratura sono riportati molteplici lavori relativi alla formazione delle diossine e dei furani. Per esempio, è stato ripetutamente dimostrato con esperimenti di laboratorio che le PCDD si formano bruciando i clorofenoli a diverse temperature e a diverse condizioni operative .

Da un punto di vista generale, va poi sottolineato che lo studio dei meccanismi di formazione delle PCDD e dei PCDF oltre ad un interesse teorico ha anche ricadute pratiche. Infatti, la conoscenza di tali meccanismi consente, da una parte di individuare le molteplici fonti che originano tali pericolosissimi tossici per la donna, l'uomo, gli altri organismi viventi e l'ambiente nella sua globalità, dall'altra di attivare rigorosi ed efficaci interventi preventivi tesi ad azzerare la produzione di tali contaminanti.

Fra i meccanismi di formazione delle PCDD e dei PCDF negli impianti di incenerimento o di termodistruzione che dir si voglia, è pacificamente accettato dai ricercatori quello costituito da precursori quali i clorofenoli e i clorobenzeni, che si formano per via radicalica ad alta temperatura nella camera di combustione e, con successive reazioni di condensazione, che possono avvenire in fase omogenea e danno luogo, appunto, alla formazione delle PCDD e dei PCDF.

In questa sede, senza entrare nel chimismo di tali reazioni, ci limitiamo a ricordare che le reazioni di condensazione possono decorrere anche sfruttando la presenza di particelle solide disperse nel gas (fly-ash), sulla cui superficie i clorofenoli e i clorobenzeni vengono adsorbiti nelle zone di post-combustione a più bassa temperatura.

Un secondo meccanismo pacificamente accettato dai ricercatori è rappresentato dalla cosiddetta "de-novo sintesi" in cui sono coinvolte le fly-ash. Le particelle carboniose reagiscono con ossigeno e cloro formando una grande varietà di composti clorurati tra i quali le PCDD e i PCDF, grazie anche al ruolo catalitico svolto da alcuni ioni metallici presenti su di esse, in particolare il rame (la cui concentrazione "permessa" nel caso del CDR è elevata). I due meccanismi anzidetti, possono avvenire contemporaneamente; allo stato, la letteratura non chiarisce l'importanza dei processi in fase omogenea rispetto a quelli in fase eterogenea.

In proposito va ancora segnalato che la formazione delle PCDD e dei PCDF non avviene solo nelle zone "fredde" dell'impianto (zone di temperatura comprese tra 200 400 °C), dopo la camera di combustione, come per esempio, negli elettrofiltri, ma anche in intervalli di temperatura di 500 ¸ 650 °C come evidenziato da recenti ricerche.

In questo caso sono messi sotto accusa gli scambiatori di calore per il raffreddamento dei fumi con i relativi recuperi energetici.

Ritornando ai clorofenoli, come abbiamo già detto, nota classe di precursori delle PCDD e dei PCDF, va pure evidenziato che essi possono formarsi dai clorobenzeni attraverso trasformazioni chimiche.

Alcuni ricercatori hanno effettuato esperimenti allo scopo di mettere in evidenza il diverso ruolo dei clorobenzeni e dei clorofenoli nella formazione delle PCDD e dei PCDF.

Le ricerche hanno evidenziato - seguendo la combustione del 1,2-diclorobenzene e del 2,4-diclorofenolo - che il clorofenolo origina un tasso di PCDD/PCDF di due ordini di grandezza maggiore, a dimostrazione della più spiccata attività dei clorofenoli nelle reazioni di formazione di PCDD/PCDF.

|seguente>

Usa il motore di ricerca!