Determinación de las emisiones de dioxinas y furanos en procesos de tratamiento térmico de residuos. Experiencia en Colombia

Transcripción

1 Determinación de las emisiones de dioxinas y furanos en procesos de tratamiento térmico de residuos. Experiencia en Colombia Laboratorio de Análisis de Contaminantes Persistentes Universidad de Antioquia ( ) Laboratorio de Espectrometría de Masas IIQAB, CSIC Barcelona Beatriz Helena Aristizábal Zuluaga Universidad Nacional de Colombia Octubre 2011

2 Principales Fuentes Europa Otros Procesos de Fundición Centrales Térmicas Producción de metales 1963 g I-TEQ/año g I-TEQ/año Acciones Internacionales Convenio de Estocolmo: Proteger la salud humana y el medio ambiente frente a los Contaminantes Orgánicos Persistentes (Art.1) (102 países) Combustión no controlada Incineración de residuos (%) 0.1 ng I-TEQ/Nm ng I-TEQ/Nm 3 Plan Nacional de Implementación Medidas de Reducción de Emisiones de PCDD/F Inventario de Emisiones de PCDD/F Revisión de Marco Legal y Político Nivel Nacional Colombia 2 U. Quass, M. Fermann, G. Broker, Chemosphere 54 (2004) 1319 E. Finocchio, G. Busca, M. Notaro, Appl. Catal. B 62 (2006) 12 Stockholm Convention (2001): //

3 Colombia y el Convenio de Estocolmo 2002 Inventario Nacional de Fuentes y Liberaciones de Dioxinas y Furanos en Colombia Línea Base 2008 El Convenio de Estocolmo fue ratificado por el Gobierno Nacional con la Ley 1196 de Plan Nacional de Aplicación del Convenio de Estocolmo sobre COPs - PNA 3

4 Situación en Colombia Normatividad 4 Resolución 0058, 2002, Ministerio del Medio Ambiente Colombia Resolución 0886, 2004, Ministerio del Medio Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial Colombia

5 Situación en Colombia Normatividad 5 Resolución 909, 2008, Ministerio del Medio Ambiente Colombia

6 Situación en Colombia Emisiones PCDD/Fs para el 2002, inventario: g I-TEQ/año 61% Aire Incineración 6% 14% 9% 16% 55% 130 Residuos peligrosos 171 Residuos de Hospitales Incineración de residuos Combustión no controlada Generación de energía Producción de metales Otros ton/año Patológicos Industria Química Plásticos ton/año Residuos generados hospitales MAVDT:. Inventario Nacional de Fuentes y Liberaciones de Dioxinas y Furanos en Colombia. Línea Base 2002 MAVDT, Dirección de Desarrollo Sectorial Sostenible: Colombia, Febrero de Resumen de estudios de cuantificación y evaluación de los COP, Bogota, p MAVDT: Colombia, Política ambiental para la gestión integral de los residuos o desechos peligrosos, Bogotá, p C.A. Garcia-Ubaque, J.C. Moreno-Pirajan, M.L. Vaca-Bohorquez, Internat. J. Environm. Studies 64 (2007) 109 6

7 Situación en Colombia Capacidad 21% 43% 36% 8-32 Kg/h 40 Kg/h Kg/h Sin sistemas control Proceso no continuo Dioxinas 7 MAVDT: Colombia, Política ambiental para la gestión integral de los residuos o desechos peligrosos, Bogotá, p. 1 27

8 Disminución de emisiones de dioxinas PLAN DE ACCIÓN DINÁMICO Inventario Dinámico de emisiones Evaluar Medidas de Reducción Plan de Actualización y Seguimiento Liberación de Emisiones Tasa Actividad ton/año METODOLOGĺA ANALĺTICA PCDD/FS LABORATORIO NACIONAL Determinar concentraciones muy bajas traza y ultratraza Determinar sólo los compuestos 2,3,7,8 sustituidos Aislar sustancias interferentes. Exacto y preciso Valores próximos a los reales. 35 COMPUESTOS 17 Nativos 18 Marcados 13C Medidas Propuestas Reducción de Emisiones 8

9 Cuantificar las emisiones de dioxinas y furanos de algunos incineradores de residuos que operan en Colombia. Fortalecer la metodología analítica para la evaluación de las emisiones 9

10 Determinación de Dioxinas y Furanos INCINERADORES (100 Kg/h) Hospitalarios (Corantioquia) Industriales (Servicio) Anatomopatológicos: Guantes contaminados, Tejido humano, Jeringas, Gasa, algodón Anatomopatológicos, Plásticos, Residuos de la industria química 10

11 METODOLOGIA MÉTODO DE DILUCIÓN ISOTÓPICA 11

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14 Toma de Muestra isocinetica 14

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17 Después del monitoreo 17

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20 Purificación y Fraccionamiento Silica modificada METODOLOGIA ANALÍTICA Emisiones Gaseosas 30 g Resina XAD-2 13 C-EN 1948-SS Muestreo Cenizas Cantidad representativa Digestión ácida: HCl Florisil Emisiones Gaseosas DILUCIÓN ISOTÓPICA Estándares 13 C Cenizas 13 C-EN ES Extracción Soxhlet Tolueno 48 h 13 C EPA 1613 LCS EN ,2,3 Alúmina EPA 1613 Silica modificada Florisil Alúmina Clean-up Columnas Empacadas n-hexano Tolueno- Eter DCM: n- hexano 20

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22 Determinación de Dioxinas y Furanos Extracto puro se concentra 13 C-EN-1948-IS 13 C EPA 1613 ISS HRGC/LRMS/MS Trampa de iones HRGC/HRMS Lab Espectrometría Masas CSIC, Barcelona Componente más tóxico 2,3,7,8 TCDD ng I-TEQ/Nm 3 ng I-TEQ/g 22

23 Compuesto Plant 1-E (I-TEQ pg/nm 3 ) Plant 2-EE (I-TEQ pg/nm 3 ) 2,3,7,8-TCDD ,2,3,7,8-PeCDD ,2,3,4,7,8-HxCDD ,2,3,6,7,8-HxCDD , ,2,3,7,8,9-HxCDD 18, ,2,3,4,6,7,8-HpCDD OCDD ,3,7,8-TCDF ,2,3,7,8-PeCDF ,3,4,7,8-PeCDF ,2,3,4,7,8-HxCDF ,2,3,6,7,8-HxCDF ,3,4,6,7,8-HxCDF ,2,3,7,8,9-HxCDF ,2,3,4,6,7,8-HpCDF ,2,3,4,7,8,9-HpCDF OCDF Total PCDDs 2,3,7,8 Distribución de dioxinas y furanos por congéneres en emisiones de incineradores 10 PCDFs 2,3,7,8 pg I-TEQ/Nm

24 RESULTADOS Emisiones de PCDD/FS 24

25 Emisiones de Incineradores Indsutriales 25

26 Emisiones de Dioxinas y Furanos en Incineradores Industriales Características Cámara de combustión Kg/h, T> 800 C < 100 Kg/h, T > 750 C Cámara de Post-combustión Kg/h, T> 1100 C < 100 Kg/h, T > 1000 C Material particulado Sistema de control de emisiones (APCS) No control dioxinas Procesos discontinuos Farmacéuticos, Hidrocarburos, Dulces en mal Prestan servicio a industrias estado 26

27 Emisiones de Dioxinas y Furanos en Incineradores Industriales Sin Sistema de Control (APCS) Muestra E E E E E Residuos Empaques y dulces Orgánicos hidrocarburos Médicos y patológcios Industriales y Médicos Médicos y patológicos Capacidad (kg/h) PCDD/F T Post- Limit salida value Emissions T Gases T Comb HRGC/LRMScomb (ºC) (ng I-TEQ/Nm 3 (ºC) ) (ºC) (ng I-TEQ/Nm 3 ) % O (1.0) (1.0) (2.0) (2.0) (1.0)

28 Con Sistema de Control (APCS) Muestra Residuos Capacidad (kg/h) E Industriales 80 APCS Cám Sed, Lavador Gases, Ciclón T PCDD/F T Postcomb salida Emissions T Gases Comb HRGC/LRMS (ºC) (ºC) (ºC) (ng I-TEQ/Nm 3 ) Limit value (ng I-TEQ/Nm 3 ) % O (2.0) (2.0) E Industriales 100 Lavador Gases E Farmacéuticos 150 E Industriales 150 Intercambiador, Ciclón, Filtro mangas, CA Ciclón, Filtro mangas (1.0) (1.0) E Dulces 80 E E E Industriales, Médicos y Químicos Industriales y Médicos Lavador Gases, Ciclón, Filtro mangas (2.0) C, FM 81 LG, C, FM (1.0) (1.0) Lavador Gases, ESP

29 ng I-TEQ/Nm3 Comparación de muestras analizadas por HRGC/HRMS y HRGC/LRMS Muestra HRGC/HRMS * HRMS (ng I- TEQ/Nm 3 ) HRGC/LRMS ** LRMS (ng I- TEQ/Nm 3 ) % Desviación de HRGC/HRMS E E E E E E

30 2,3,7,8-TCDD 1,2,3,7,8-PeCDD 1,2,3,4,7,8-HxCDD 1,2,3,6,7,8-HxCDD 1,2,3,7,8,9-HxCDD 1,2,3,4,6,7,8- OCDD 2,3,7,8-TCDF 1,2,3,7,8-PeCDF 2,3,4,7,8-PeCDF 1,2,3,4,7,8-HxCDF 1,2,3,6,7,8-HxCDF 2,3,4,6,7,8-HxCDF 1,2,3,7,8,9-HxCDF 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF 2,3,7,8-TCDD 1,2,3,7,8-PeCDD 1,2,3,4,7,8-HxCDD 1,2,3,6,7,8-HxCDD 1,2,3,7,8,9-HxCDD 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD OCDD 2,3,7,8-TCDF 1,2,3,7,8-PeCDF 2,3,4,7,8-PeCDF 1,2,3,4,7,8-HxCDF 1,2,3,6,7,8-HxCDF 2,3,4,6,7,8-HxCDF 1,2,3,7,8,9-HxCDF 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF OCDF OCDF Perfil de emisiones de dioxinas y Furanos HRMS 7000 HRMS pg I-TEQ/Nm LRMS/MS pg I-TEQ/Nm LRMS/MS PCDD PCDF PCDD PCDF 30

31 Emisiones de hornos Hospitales 31

32 32

33 Emisiones de Dioxinas y Furanos en Incineradores Hospitalarios Horno y chimenea No control Temperatura No control aire Discontinuos Horno Una Cámara Pirolíticos, Doble Cámara Doble Cámara, Exceso Aire 33

34 Incinerador Residuo incinerado (Kg) T Cámara 1 ( C) T Cámara 2 ( C) T Gases salida (ºC) % O 2 HRGC/LRMS (ng I-TEQ/Nm 3 ) SCI (70/20) SCI (70/20) SCI (70/20) SCI (70/20) DCPI (70/20) DCPI (70/20) DCPI (70/20) DCPI (70/20) DCEAI (70/20) DCEAI (70/20) DCEAI (70/20) DCEAI (70/20) 34 Sistema enfriamiento gases, Ciclón

35 35

36 Condiciones de Operación Poco o ningún control del proceso Incrementa considerablemente las emisiones de dioxinas y furanos. Equipos de Control No son los requeridos para disminuír las emisiones de Dioxinas y Furanos. Los que cuentan con inyección de Carbón Activado, requieren la optimización del sistema de control. Límites de emisión Límites Permisibles Los incineradores evaluados en este trabajo están fuera del límite actual 36

37 Emisiones de Dioxinas Análisis de dioxinas Adecuada preparación de la muestra y la obtención de un extracto libre de interferencias son de vital importancia en el análisis. Resultados comparables mediante HRGC/LRMS/MS con trampa de iones y HRGC/HRMS Emisiones de los incineradores en Colombia Dificultades en la toma de muestra, chimeneas con diámetro y condiciones de seguridad adecuada Necesidad de optimizar el proceso de incineración de residuos y la instalación de sistemas de control adecuados para el control de dioxinas. Las emisiones de dioxinas y furanos dependieron del tipo de residuo incinerado presentándose los más altos niveles en aquellas plantas que incineran residuos hospitalarios y que no cuentan con ningún control tanto en las condiciones de operación como en el sistema de emisión de gases. 37

38 INFORMACION PUBLICADA 38

39 GRACIAS 39

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