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Fabiano Baroncelli Engenheiro Químico, M. Sc. Revisão 1: 07/2009 Poluição Atmosférica – Aspectos Gerais Curso de Pós‐Graduação em Engenharia Ambiental Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 2 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO 5 2. CONCEITOS GERAIS 7 2.1 ATMOSFERA 7 2.2 DEFINIÇÃO DE POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA 8 2.3 TRANSPORTE DE POLUENTES NA ATMOSFERA 9 2.4 FORMAS DE POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA 10 2.5 QUANTIFICAÇÃO DE POLUENTES ATMOSFÉRICOS 10 2.6 CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES ATMOSFÉRICOS 13 2.7 PRINCIPAIS POLUENTES ATMOSFÉRICOS 13 2.8 EFEITOS DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA 18 2.9 LEGISLAÇÃO SOBRE POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA 24 2.10 LISTA DE EXERCÍCIOS 42 3. CONTROLE DAS EMISSÕES ATMOSFÉRICAS INDUSTRIAIS 43 3.1 ESTRATÉGIA PRELIMINAR 43 3.2 ESTRATÉGIA DEFINITIVA 44 3.3 LISTA DE EXERCÍCIOS 53 4. AVALIAÇÃO DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA 55 4.1 EMISSÕES ATMOSFÉRICAS 55 4.2 QUALIDADE DO AR 59 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 66 Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 3 Lista de Figuras Figura 1 – Esquema figurativo da atmosfera (Fonte: Elaboração própria) .............................................................. 8 Figura 2 – Esquema figurativo do transporte de poluentes na atmosfera (Fonte: Caldeira, 1995) ........................ 9 Figura 3 – Microscopia eletrônica de uma partícula característica da queima de óleo diesel (Fonte: Baroncelli, 1999) ............................................................................................................................................................... 14 Figura 4 – Fontes de emissão atmosférica de NOx (Fonte: USEPA, 1999) .............................................................. 16 Figura 5 – Fontes de emissão atmosférica de VOC (Fonte: USEPA, 1999) ............................................................. 17 Figura 6 – Sistema respiratório humano (Fonte: Baroncelli, 1999) ....................................................................... 18 Figura 7 – Desgaste do aço exposto à atmosferas com diferentes níveis de poluição atmosférica ...................... 19 Figura 8 – Formação do Smog Fotoquímico (Fonte: USEPA, 1999 ) ....................................................................... 20 Figura 9 – Smog fotoquímico em dias de verão (Fonte: USEPA, 1999 ) ................................................................. 21 Figura 10 – Esquema ilustrativo das deposições ácidas (Fonte: Macêdo, 2002) ................................................... 21 Figura 11 – Esquema figurativo do balanço de energia da Terra (Fonte: Baird, 2002) .......................................... 22 Figura 12 – Evolução do buraco na amada de ozônio na Antártida (Fonte: USEPA, 1999) ................................... 23 Figura 13 ‐ Padrões de emissão atmosférica para a indústria de fertilizantes (Fonte: CONAMA nº 382, 2006) ... 33 Figura 14 Padrões de emissão atmosférica para a indústria Siderúrgica (Fonte: CONAMA nº 382, 2006) .......... 34 Figura 15 ‐ Torre de absorção para remoção de gases (Fonte: Buonicore, 1992) ................................................. 45 Figura 16 ‐ Sistema de adsorção para retenção de poluentes gasosos (Fonte: Buonicore, 1992) ........................ 46 Figura 17 ‐ Esquema de um incinerador para destruição de poluentes (Fonte: Buonicore, 1992) ....................... 47 Figura 18 – Esquema ilustrativo de um filtro manga (Fonte: Macintyre, 1992) .................................................... 49 Figura 19 ‐ Esquema simplificado de um ciclone para remoção de MP (Fonte: Buonicore, 1992) ....................... 50 Figura 20 ‐ Precipitador eletrostático para remoção de material particulado (Fonte: Buonicore, 1992) ............. 52 Figura 21 ‐ Coletor isocinético de poluentes atmosféricos CIPA (Fonte: ABNT NBR 12019:1990, Brasil ) ............ 57 Figura 22 – Local de amostragem de chaminé ‐ fotografia .................................................................................... 58 Figura 23 – Local de amostragem de chaminé ‐ ilustração .................................................................................... 58 Figura 24 – Jarro de sedimentação ‐ ilustração ...................................................................................................... 61 Figura 25 ‐ Amostrador de grande volume (HI‐VOL) ‐ fotografia ........................................................................... 62 Figura 26 ‐ Amostrador de grande volume (HI‐VOL) acoplado com a cabeça de separação inercial‐ fotografia .. 63 Figura 27 ‐ Amostrador Dicotômico – fotografia ................................................................................................... 64 Figura 28 ‐ Amostrador de gases – fotografia ........................................................................................................ 65 Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 4 Lista de Tabelas Tabela 1 – Acidentes históricos de poluição atmosférica ........................................................................................ 5 Tabela 2 – Composição química do ar seco puro ..................................................................................................... 7 Tabela 3 – Padrões de emissão atmosférica internacionais .................................................................................. 25 Tabela 4 – Padrões de emissão da resolução CONAMA n° 8/90 ............................................................................ 26 Tabela 5 – Padrões de emissão da resolução CONAMA n° 264/99 ....................................................................... 27 Tabela 6 – Padrões de emissão da resolução CONAMA n° 316/02 ....................................................................... 27 Tabela 7 – Padrões de emissão da resolução CONAMA n° 382/06 ....................................................................... 28 Tabela 7 – Padrões de emissão da resolução CONAMA n° 382/06 (continuação) ................................................ 29 Tabela 7 – Padrões de emissão da resolução CONAMA n° 382/06 (continuação) ................................................ 30 Tabela 7 – Padrões de emissão da resolução CONAMA n° 382/06 (continuação) ................................................ 31 Tabela 7 – Padrões de emissão da resolução CONAMA n° 382/06 (continuação) ................................................ 32 Tabela 8 – Padrões de emissão da Deliberação normativa n° 01/92 ..................................................................... 35 Tabela 8 – Padrões de emissão da Deliberação normativa n° 01/92 (Continuação) ............................................. 36 Tabela 9 – Padrões de emissão da Deliberação normativa n° 26/98 ..................................................................... 37 Tabela 10 – Padrões de emissão da Deliberação normativa n° 49/01 ................................................................... 38 Tabela 11 – Padrões de qualidade do ar internacionais ........................................................................................ 38 Tabela 11 – Padrões de qualidade do ar internacionais (continuação) ................................................................. 39 Tabela 12 – Padrões de qualidade do ar Federal ................................................................................................... 40 Tabela 13 – Limites de concentração para declaração de episódios críticos ......................................................... 40 Tabela 14 – Índice de qualidade do ar. .................................................................................................................. 41 Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 5 1.INTRODUÇÃO A importância do ar em nossas vidas é um fato inquestionável, porém pouco observado e valorizado. Vejamos: sem água o ser humano consegue ficar até 7 dias, sem comida alguns outros dias e então vai a pergunta: Quanto tempo conseguimos ficar sem respirar? Alguns minutos sem o oxigênio presente no ar ambiente e nossas funções vitais sucumbiriam. Após inspirarmos um volume de ar, expiramos um novo gás, com menos oxigênio acrescido de Dióxido de carbono (CO2) além de aumentadas a sua temperatura e umidade. Se inspirarmos um ar puro, isento de qualquer tipo de poluente, este ato já altera significativamente a composição do ar que respiramos e algumas de suas características físicas. Essa não é a única participação do homem na modificação do ar na atmosfera. A sua existência, seu processo evolutivo, tem trazido conseqüências que o meio ambiente não consegue assimilar, e este efeito cumulativo é o que conhecemos como poluição. Poluição atmosférica na verdade é uma conseqüência de fenômenos naturais (erupções vulcânicas, descargas elétricas, queimadas espontâneas, tempestades de areia e dispersão de gotículas marinhas), e das atividades antrópicas (causadas pelo homem, por exemplo, industrialização, transporte veicular, queimadas etc.). Até chegar nesta sala de aula, muitos dependeram de veículos e conseqüentemente, da combustão de alguns litros de combustível. Obtiveram seu intento e também contribuíram com a adição no ambiente, de alguns quilos de Monóxido de carbono (CO), Dióxido de carbono (CO2), Óxidos de nitrogênio (NOx) e de enxofre, material particulado e algumas frações de substâncias potencialmente cancerígenas. A falta de passarelas e assaltos são terríveis também. Se não podemos eliminar as fontes geradoras de poluição, devemos conhecê‐las melhor. Ações mitigadoras, alternativas viáveis, virão através de pessoas que buscam ampliar seus conhecimentos, adoram desafios e enfrentam as adversidades. Ao longo da história aconteceram acidentes envolvendo a poluição atmosférica em vários países do mundo os mais significativos podem estão apresentados na Tabela 1 Tabela 1 – Acidentes históricos de poluição atmosférica Ano ‐ Acidente – Descrição Conseqüências 1930 – Vale do rio Meuse (Bélgica) – Nevoeiro intenso somado com inversão térmica impediu dispersão atmosférica, região muito industrializada. Dificuldades de respiração e olhos irritados no 3° dia e 60 óbitos no 4° e 5° dia. Autópsias revelaram afeções brônquicas e lesões no tecido, explicadas somente pela presença de SOx e vapores de H2SO4. 1948 – Donora, Pensilvânia (EUA) – Forte inversão térmica durante 5 dias em região metalúrgica 20 óbitos e 6.000 dos 14.000 habitantes tiveram irritação nos olhos, náuseas, dificuldades respiratórias 1976 – Seveso (Itália) – Explosão de um reator ocasionou a liberação de uma nuvem de partículas sedimentáveis e grande quantidade de dioxinas numa área de 1.430 hectares 187 casos de problemas de pele devido ao contato com substâncias cloradas; 32 abortos oficiais; 15 casos de deformação fetal; 6 casos de nascimento prematuro; diarréia. 1984 – Bhopal (Índia) – Falha no sistema de purificação dos gases liberou 30 t de metil isocianato 2.500 óbitos estimados; vômitos; conjuntivite; problemas cardíacos Fonte: Rao, 1991 Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 6 No Brasil foram registrados em 1952 em Bauru – São Paulo, 150 casos de doenças respiratórias agudas provocadas por alergia ao pó de semente de mamona usada numa fábrica de óleo, na ocasião foram constatadas 9 mortes associadas ao fato. (Botelho, 1988) No nosso país, muitas regiões urbano‐industriais encontram‐se com suas atmosferas comprometidas pela poluição. A cidade de Cubatão – São Paulo, em particular transformou‐se, senão no maior, certamente num dentre os mais graves problemas de poluição do ar do Brasil. Este caso de Cubatão teve suas causas: • Na grande concentração de indústrias proporcionando uma significativa emissão de poluentes atmosféricos; e • Na situação geográfica desfavorece a dispersão de poluentes atmosféricos Como conseqüências, graves problemas respiratórios da população e danos à reserva florestal da Serra do Mar. Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 7 2. CONCEITOS GERAIS 2.1 Atmosfera O meio ambiente é um conjunto de elementos “abióticos” (energia solar, solo água, ar) e “bióticos”(organismos vivos) que integram a chamada “biosfera”, sustentáculo e lar dos seres vivos. A atmosfera é a camada de gases que envolvem um planeta ou satélite. A atmosfera terrestre pode ser dividida em camadas baseando‐se na variação de altitudes sendo: • Troposfera ‐ camada de cerca de 12 km de altitude, cuja temperatura média varia de 20 ºC a –60 ºC nas camadas inferiores e superiores respectivamente, é nesta camada que os principais fenômenos associados à poluição atmosférica ocorrem: movimentação de correntes de ar, transporte dos poluentes e outros. • Estratosfera – camada de 12 km a 50 km de altitude, temperaturas de ‐60 ºC a –5 ºC; • Mesosfera ‐ camada de 50 a 80 km, temperaturas de –5ºC a 1000ºC. 2.1.1 Formação da atmosfera No primeiro estágio de resfriamento da superfície da Terra, originou‐se uma crosta sólida cheia de rachaduras, por onde eram expelidos materiais incandescentes. A intensa atividade vulcânica resultante fez aumentar a quantidade de gases (como hidrogênio, amônia, metano) e vapor d'água nessa atmosfera recém‐ formada. Com o surgimento de organismos vivos e, sobretudo, com a realização da fotossíntese (processo pelo qual certas células vegetais produzem oxigênio), houve uma transformação da atmosfera, que aos poucos foi se enriquecendo de oxigênio, até atingir o teor atual. Há alguns milhões de anos, ela entrou em equilíbrio, que se mantém, embora exista a possibilidade de ocorrerem fenômenos capazes de alterá‐lo. 2.1.2 Atmosfera atual Como pode ser visto na Tabela 2, a atmosfera é composta basicamente dos gases Nitrogênio(N2) e Oxigênio(02) O N2, maior constituinte, contribui com cerca de 78,09 %v/v enquanto que o O2 contribui com aproximadamente 20,95 %v/v. No restante, cerca de 1 %v/v, encontramos Argônio (Ar), CO2, Neônio (Ne), Xenônio (Xe), Hélio (He), Metano (CH4), Kriptônio (Kr), Dióxido de nitrogênio (NO2) e Dióxido de enxofre (SO2), Hidrogênio (H2), dentre outros. Tabela 2 – Composição química do ar seco puro Gás Composição (%volume/volume) Nitrogênio (N2) 78,09% Oxigênio (O2) 20,95% Argônio (Ar) 0,93% Dióxido de carbono (CO2) 0,033% Neônio (Ne) 18 ppm Hélio (He) 5 ppm Kriptônio (Kr) 1 ppm Xenônio (Xe) 0,09 ppm Metano (CH4) 1,5 ppm Monóxido de carbono (CO) 0,1 ppm Hidrogênio (H2) 0,5 ppm Fonte: Rao, 1991 Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 8 A Figura 1 apresenta um esquema ilustrativo identificando que na atmosfera coexistem duas fases a contínua e a dispersa. Na fase contínua estão presentes além dos componentes naturais do ar, alguns poluentes na forma gasosa como contaminantes. Na fase dispersa pode‐se identificar as partículas e/ou gotículas. Alguns poluentes podem estar presentes nas duas fases devido às suas propriedades físico‐químicas. Figura 1 – Esquema figurativo da atmosfera (Fonte: Elaboração própria) 2.2 Definição de poluição atmosférica Existem diversas definições à respeito da poluição atmosférica, cada uma elas abordando aspectos diferenciados. Segundo a Associação Brasileirade Normas Técnicas, ABNT, Poluição atmosférica é a presença de um ou mais poluentes atmosféricos. Já o Conselho Nacional de Meio Ambiente, o CONAMA, define que poluição atmosférica é qualquer alteração das qualidades físicas, químicas ou biológicas que possam: • Prejudicar a saúde ou bem‐estar da população; • Criar condições adversas às atividades sociais e econômicas; • Ocasionar danos relevantes à flora, à fauna e a qualquer recurso natural; e • Ocasionar danos relevantes aos acervos histórico, cultural e paisagístico” De acordo com o conselho da europa ‐ 1967, poluição atmosférica pode ser definida como: “Há poluição do ar quando a presença de uma substância estranha ou uma variação importante de seus constituintes é suscetível de provocar um efeito perturbador ou de criar incômodo ‐ considerando os conhecimentos científicos do momento” Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 9 2.3 Transporte de poluentes na atmosfera Para poder abordar o problema da poluição atmosférica de maneira simplificada, deve‐se destacar a fonte emissora e o corpo receptor que são respectivamente a emissão e a imissão. Explicando melhor temos que a emissão é o lançamento do poluente para a atmosfera que pode ser exemplificado por uma chaminé emitindo fumaça ou pelo escapamento de veículos automotores. Já a imissão é a recepção deste poluente por um corpo receptor que pode ser o homem, um monumento histórico ou uma floresta. Na Figura 2 pode‐se observar o que pode acontecer com um poluente ao ser lançado na atmosfera. O poluente ao ser lançado na atmosfera pode ser transportado para outros locais, dependendo das suas propriedades físico‐químicas e da sua reatividade na atmosfera. Entre a fonte emissora e o corpo receptor o poluente pode ser removido da atmosfera ou ser transformado fisicamente ou quimicamente. Figura 2 – Esquema figurativo do transporte de poluentes na atmosfera (Fonte: Caldeira, 1995) Numa avaliação mais detalhada a contaminação do ar deve ser analisada sob o aspecto quantitativo e também qualitativo. Os poluentes contidos no ar ambiente deverão ser analisados de forma específica baseando‐se na sua toxidade, seus efeitos sinérgicos e na área de sua interferência. A emissão de um determinado poluente terá efeitos diferenciados se lançados, num vale ou depressão, numa planície ou numa área urbana. Ampliando nossos conhecimentos, estaríamos questionando o comportamento de um determinado poluente diante de uma topografia que dificulta a dispersão (vale) e outra que facilita (planície). ⎯Seria apenas a topografia a única variável para a solução de um problema tão complexo? Claro que não! Quando desejamos obter informações tecnicamente sustentadas do poluente contido no ar ambiente, precisamos atrelar ou vincular uma situação de referência cujo número de parâmetros considerados nos informará quão precisos serão nossos resultados. Dados meteorológicos como:, temperatura, pressões, insolação, radiação, umidade relativa, direção e velocidade dos ventos além da topografia do terreno. As características da fonte emissora do poluente também são significativamente importantes tais como: altura efetiva de lançamento dos gases, a temperatura da corrente gasosa e também a sua carga de poluentes. Esses parâmetros dão subsídios para os cálculos de dispersão de poluentes e também para implantação e operação das redes de monitoramento ambiental. Tendo em vista que acabamos de discutir, fica claro que um poluente após ser lançado na atmosfera possuirá um tempo de permanência na massa gasosa dependente de suas características físico‐químicas e também de variações topográficas e climáticas. Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 10 2.4 Formas de poluição atmosférica A poluição atmosférica se dá após o lançamento do poluente por uma fonte emissora. A fonte emissora pode ser classificada como natural ou antropogênica, causada pelo homem. São exemplos de fontes naturais de emissão atmosférica vulcões, tempestades de areia, queimadas espontâneas, lançamento de pólen de plantas. As fontes antropogênicas podem ser dividida em:. • Fontes fixas ou estacionárias; • Pontuais: chaminés de indústrias • Área: Operações de detonação, desmanche e movimentação de equipamentos e máquinas em minas e encostas, terraplanagem, aterro e desaterro. • Linear: Operações de Movimentação e Transporte de Massa sobre vias de circulação. • Fungitivas: Cargas e descargas de caminhões basculantes com movimentação de materiais sólidos secos, Carga de fornos com combustíveis sólidos e/ou matérias‐primas. • Fontes móveis; • Veículos, aviões e navios. É de conhecimento globalizado que a emissão atmosférica de origem natural é normalmente mais significativa em relação à emissão atmosférica antrópica, porém as emissões naturais senão impossível é muitas das vezes de difícil controle além de estarem localizadas geralmente longe de grandes concentrações urbanas. Ao contrário, a poluição atmosférica antrópica pode ser controlada uma vez que é gerada pela atividade humana e geralmente está localizada próximo de centros urbanos. No presente curso daremos atenção exclusiva às emissões atmosféricas de origem antrópica de fontes pontuais. 2.5 Quantificação de poluentes atmosféricos Pesamos um caminhão numa balança cuja unidade é tonelada (t), e no laboratório pesamos um sal em balança analítica cuja resolução exigida chega a décimo de miligrama (0,1 mg). Os resultados obtidos nos procedimentos citados são expressos em unidades de massa, (t e mg) ambas corretas para seu específico fim. Da mesma maneira para se quantificar e trabalhar com poluição atmosférica temos unidades que auxiliam nesta tarefa. Em poluição atmosférica geralmente trabalha‐se com substâncias gasosas que, portanto dependem da temperatura e pressão para se determinar o seu volume. Estas unidades geralmente são do tipo: • Proporção em massa (%m/m) arp p MM M ppmm += ex: 0,005% SO2 (%m/m) ou 50 ppmm • Proporção em volume (%v/v) arp p VV V ppmv += Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 11 ex: 0,1% CO (%v/v) ou 1.000 ppmv • Concentração em massa/volume (m/v) ar p V M C = ex: 122 μg/m³ PTS ou mg/Nm³ Na verdade quando relacionamos uma fração com o total temos uma proporção. A forma de expressar essa proporção dependerá da representatividade e da sensibilidade da metodologia de medição escolhida. Quando falamos que a concentração de O2 na atmosfera é aproximadamente 20,95 %v/v, analogamente seria o mesmo dizer que é equivalente a 209.500 ppmv. É apenas uma transformação matemática de unidades, sem considerar a representatividade do resultado apresentado. O valor de 1 %v/v eqüivale 10.000 ppmv. ⎯ Um valor 0,005 %v/v atribuído a um poluente poderia ser desprezível? Transformando as unidades esse valor seria de 50 ppmv. Alguns poluentes são danosos ao homem, fauna e flora em concentrações de ppbv(parte por bilhão volumétrico) 1ppb corresponde a 0,001 ppmv. É importante então expressar resultados obtidos através da utilização de métodos específicos para as diversas faixas de concentrações. A confiabilidade de um resultado dependerá de uma escolha correta do procedimento analítico a ser utilizado. Como já citamos no tópico anterior, para simplificar o problema da poluição atmosférica destacamos a emissão e a imissão. A ordem de grandeza das concentrações dos poluentes em ambas as situações são significativamente diferentes. Na emissão, os poluentes estão em grande quantidade e geralmentesão expressos na forma de: %m/m ou ppmm, %v/v ou ppmv e mg/Nm³. Já na imissão como os poluentes já foram diluídos, removidos ou transformados na atmosfera são encontrados geralmente em pequenas quantidades e são expressas na forma de ppbm, ppbv ou �g/m³P. Como já citamos anteriormente, para o cálculo do volume de gases, necessitamos de conhecer a temperatura e pressão nas quais eles se encontram. Para garantir a qualidade do ar que respiramos foram adotadas duas formas de policiar a poluição atmosférica a primeira é fixar padrões de emissão atmosférica e a segunda é a fixação de padrões de qualidade do ar ou de imissão. Admitindo que um padrão hipotético de emissão seja 200 mg/m³ para um determinado poluente vamos imaginar que uma chaminé de uma indústria localizada em Poços de Caldas – MG, os gases são lançados para a atmosfera com a concentração de um determinado poluente de 100 mg/m³ e a uma temperatura de 250°C e pressão absoluta de 690 mmHg. E outra chaminé localizada em Vitória – ES, emitindo o mesmo poluente com uma concentração de 100 mg/m³ a uma temperatura de 100°C e pressão absoluta de 755 mmHg . Aí vêm as perguntas! As concentrações são iguais? Todas as duas situações o padrão de emissão está sendo atendido? Vamos analisar com calma! As condições de temperatura e pressão são as mesmas? Não!!! Então para poder comparar as concentrações elas devem estar nas mesmas condições de temperatura e pressão. Devido à este motivo foram estabelecidas condições conhecidas de temperatura e pressão para que se possa comparar as concentrações com os padrões de emissão e qualidade do ar.As situações mais comuns são: • Condição normal de temperatura e pressão (CNTP) cuja referência de temperatura é 0°C (273,15 K) e 1 atm (760 mmHg). Esta é a condição mais utilizada para expressar a concentração dos poluentes na emissão. • Condição padrão de temperatura e pressão (CPTP) cuja referência de temperatura é no Brasil, 25°C (298,15 K) e 1 atm (760 mmHg). Esta é a condição mais utilizada para expressar a concentração dos poluentes na imissão ou qualidade do ar. Esta condição depende da temperatura média do país e por isso é diferente no Brasil e nos EUA. Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 12 Para transformar as concentrações nas condições reais para a CNTP ou CPTP, basta aplicar a lei de troca de estado para gases ideais e aplicar o conceito de concentração: 2 22 1 11 P TC P TC = No exemplo citado temos para a chaminé localizada em Poços de Caldas vamos transformar a concentração real para as CNTP: C1 – 100 mg/m³ T1 – 250°C ou 523,15 K P1 – 690 mmHg C2 – é a concentração nas CNTP a ser calculada T2 – 0°C ou 273,15 K P2 – 760 mmHg C2 = 211,08 mg/Nm³ Da mesma maneira para a chaminé localizada em Uberlândia vamos transformar a concentração real para as CNTP: C1 – 100 mg/m³ T1 – 100°C ou 373,15 K P1 – 755 mmHg C2 – é a concentração nas CNTP a ser calculada T2 – 0°C ou 273,15 K P2 – 760 mmHg C2 = 137,60 mg/Nm³ Agora sim, podemos afirmar que a concentração do poluente emitida pela chaminé em Poços de Caldas é maior do que da chaminé localizada em Vitória. Ainda mais, se o padrão de emissão para o poluente em questão for de 200 mg/Nm³, somente a concentração do poluente da chaminé localizada em Poços de Caldas estará acima do permitido por lei. Existem outras formas de quantificar os poluentes: • Emissão equivalente em peso de poluente por poder calorífico superior do combustível ‐ g/106 kcal Ex: 2.400 g/106 kcal: SO2 , 600 g/10 6 kcal: NOx • Emissão em função do processo ‐ Ex: 0,18 kg/t farinha ‐ Material particulado, 0,8 kg VOC/gal tinta ‐ Orgânicos Voláteis ou 0,97 kg VOC/m² superfície pintada. Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 13 2.6 Classificação dos poluentes atmosféricos 2.6.1 Origem Os poluentes podem ser divididos em duas classes: Poluentes Primários e Poluentes Secundários. • Primários: são aqueles lançados diretamente pelas fontes de emissão. Ex: Material particulado (MP), Dióxido de enxofre (SO2), Dióxido de nitrogênio (NO2) • Secundários: são aqueles que são formados na atmosfera, através de reações entre os poluentes primários e/ou compostos naturais presentes na atmosfera. Ex: Trióxido de enxofre (SO3)e Ozônio (O3). 2.6.2 Estado da Matéria Os poluentes atmosféricos podem ser classificados em função da sua presença na fase particulada ou fase gasosa. Pode‐se dar destaque aos seguintes poluentes presentes na fase particulada: material particulado, metais, compostos orgânicos de alto peso molecular e sais. Os principais poluentes gasosos encontrados na atmosfera são o SOx, NOx e suas derivações reativas, CO e compostos orgânicos com baixo peso molecular. 2.7 Principais poluentes atmosféricos 2.7.1 Material Particulado (MP) Pode ser definido como material particulado qualquer material sólido ou líquido, cujas dimensões são menores do que 1.000 µm. Normalmente temos uma visão simplista sobre o material particulado. Ele é genericamente conhecido como uma poeira contida no ar. Na verdade para se conhecer melhor este tipo de poluição precisamos entrar em maiores detalhes, conhecer seu comportamento de acordo com a sua distribuição granulométrica e suas particularidades no ambiente. O material particulado possui origens diversas; causas naturais (vulcões, ventos), e da atividade antrópica (indústrias transportes, minerações, combustão) e devido a este fato é uma mistura complexa de substâncias inorgânicas e orgânicas. O efeito do material particulado no ser humano depende basicamente da concentração, do tempo de exposição, do tamanho da partícula e da natureza química dela. Como a dimensão, ou tamanho, é um dos fatores mais significativos no efeito do material particulado no ser humano; geralmente este é classificado e reconhecido através do tamanho médio do seu diâmetro. Na Figura 3 pode ser observada a característica de uma partícula proveniente da combustão de óleo diesel. Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 14 Figura 3 – Microscopia eletrônica de uma partícula característica da queima de óleo diesel (Fonte: Baroncelli, 1999) As partículas presentes na atmosfera podem ser classificadas basicamente em duas frações sendo: partículas sedimentáveis e partículas em suspensão. As partículas totais em suspensão por apresentarem maiores efeitos nocivos ao homem também é classificada como: total e inalável. A seguir serão abordadas as classificações mais relevantes do material particulado na atmosfera. 2.7.1.1 Partículas sedimentáveis (PS) Como o próprio nome induz, são partículas que sedimentam naturalmente influenciada pelo tamanho e/ou sua densidade. Considera‐se que as partículas sedimentáveis possuem diâmetro médio aerodinâmico mássico, D, superior a 50 μm. São normalmente geradas em atividades de mineração, terraplanagem e movimentação de veículos em estradas sem pavimentação. Se forem quimicamente inertes provocam poucos danos ao homem, resumindo em um desconforto pois essas partículas não são inaladas no processo da respiração. Na vegetação o efeito pode ser danoso, pois estas partículas quando depositadas podem alterar, a absorção da luz solar e até mesmo, reagir em presença da umidade, alterando o pH das folhas nas quais o material fora depositado. Há casos de solos ácidos cuja deposição de partículas com caráter básico promove um efeito benéfico. Neste caso, o benefício se restringe ao solo. As principais fontes que emitem material básico são as indústrias de fabricação de cale as indústrias cimenteiras. 2.7.1.2 Partículas totais em suspensão (PTS) O diâmetro (D) das partículas em suspensão encontram‐se na faixa de 10 a 50 μm de origem diversificada, como processos industriais, partículas não retidas pelos equipamentos de controle, transporte, combustão incompleta etc. Sua dispersão na atmosfera é dificultada em áreas urbanas onde a presença de obstáculos (prédios e construções), cria zonas de estagnação e a intensa movimentação de veículos, causam a turbulência, provocando ressuspensão de partículas. Fenômenos naturais como a precipitação pluviométrica (chuvas) minimizam o impacto de material suspenso na atmosfera (partículas, gases reativos) enquanto que inversões térmicas, calmaria dos ventos agravam esse impacto. Em presença do SO2 provocam um efeito sinérgico aumentando os danos ambientais. Dependendo de suas características físicas e/ou químicas e seus efeitos podem prejudicar a saúde humana. Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 15 2.7.1.3 Partículas inaláveis (PI) São partículas cujo diâmetro (D) é inferior a 10 μm. As partículas inaláveis podem ser divididas em duas frações baseadas na sua faixa granulométrica, sendo elas: • partículas inaláveis grossas (PIG), 2,5 μm < D <10 μm, • partículas inaláveis finas (PIF) D < 2,5 μm. As partículas inaláveis provocam os maiores danos a saúde humana. Sua faixa granulométrica propícia uma participação direta na respiração humana. Partículas entre 10 μm e 4 μm, ficam retida no trato respiratório superior. As partículas abaixo de 4 μm participam da respiração pulmonar e algumas delas D < 2,5 μm podem ser absorvidas nos alvéolos pulmonares. Quando estas partículas possuem uma toxidade elevada, ou possibilita interações de gases tóxicos contidos no ambiente, a conseqüência sobre a saúde humana torna‐ se imensurável. 2.7.2 Óxidos de enxofre (SOX) Compreendem as fórmulas químicas do Dióxido e Trióxido de enxofre (SO2 e SO3 respectivamente). O SO2 é um gás incolor e de odor picante. Devido sua característica hidrófila, o SO3 reage com a umidade do ar formando o Ácido sulfúrico (H2SO4). Devido a sua densidade o H2SO4 precipita‐se provocando grandes danos ambientais com seu poder corrosivo. No ambiente a transformação do SO2 para SO3 não acontece facilmente, pois esta reação depende de grande quantidade de energia e de catalisadores. Nos processos industriais (combustão) essa reação é facilitada pelas altas temperaturas, umidade e presença de catalisadores como o Pentóxido de vanádio (V2O5). Basicamente as origens da formação dos óxidos de enxofre são: • Queima de combustíveis fósseis; • Refino de petróleo e seus derivados; • Fabricação de ácido sulfúrico; • Indústria de celulose; • Indústria açucareira. A emissão estimada no planeta é de 100 milhões de toneladas sendo: • 60% provenientes da queima de carvão; • 30% da queima de petróleo; • 10% das indústrias. A presença de SOx atmosfera contribui para o aparecimento das deposições ácidas e seu efeito corrosivo danifica monumentos, construções, estruturas metálicas, fauna, flora e a saúde do humana. Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 16 2.7.3 Óxidos de nitrogênio (NOx) Os principais compostos são NO, NO2. Desses compostos apenas o NO2 é considerado um poluente. É um gás alaranjado com odor irritante. Reage com a água para a formação do ácido nítrico, é corrosivo e com suas características ácidas, o NO2 participa na formação de deposições ácidas além de ser um importante componente na formação do Smog fotoquímico. Os óxidos de nitrogênio têm sua origem em diversos setores. Na Figura 4 pode se observar a que os veículos representam quase a metade de todas as emissões para a atmosfera. E o restante é representado pelas emissões industriais. Figura 4 – Fontes de emissão atmosférica de NOx (Fonte: USEPA, 1999) A origem da formação do NOx basicamente se deve ao processo de combustão e na fabricação de ácido nítrico. Na combustão, necessita‐se de oxigênio presente no ar atmosférico que possui também N2. Normalmente os combustíveis não possuem N na sua composição básica. Sendo assim, a formação do NOx se deve ao incremento do ar na combustão. Grandes fontes de emissão são veículos e caldeiras utilizando combustíveis fósseis. 2.7.4 Monóxido de carbono (CO) Gás inodoro, incolor e altamente asfixiante competindo com o oxigênio carreado pela hemoglobina formando a carboxihemoglobina. É um subproduto de combustão incompleta de processos industriais. Nos alto‐fornos o teor de CO nos gases de podem variar de 18 % a 26 %. É um dos principais poluentes em áreas urbanas, devido sua emissão por veículos automotores. Possui peso molecular próximo ao do ar atmosférico, pouco reativo proporcionando‐lhe uma estabilidade elevada no ambiente. 2.7.5 Compostos orgânicos Os compostos orgânicos possuem em sua composição básica carbono e hidrogênio. Sua associação ao S, Cl, F, e, O; produz um número significativo de derivados. Esses podem ser divididos em duas classes sendo elas: compostos orgânicos voláteis (VOC) e semivoláteis (SVOC). Em função das particularidades de cada classe apresentamos as principais características que justificam esta divisão: Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 17 2.7.5.1 Compostos orgânicos voláteis • Baixo ponto de ebulição <130ºC • Geralmente se apresentam na fase gasosa; • Pouco solúveis em água (somente os polares são solúveis); • Odor característico; Origem ‐ Processos de pintura, de tintas e vernizes utilizando solventes orgânicos combustão incompleta incineração e graxarias. Nessa classe os mais conhecidos são: Benzeno, Tolueno, Xileno, (BTX), Metano, Etano, Butano (gás de cozinha), Acetona, Acetatos de etila e butila. Figura 5 – Fontes de emissão atmosférica de VOC (Fonte: USEPA, 1999) 2.7.5.2 Compostos orgânicos semivoláteis • Alto peso molecular; • Alto ponto de ebulição >130 ºC • Geralmente encontrado na fase sólida • Pouco solúveis em água (somente os polares são solúveis); Origem ‐ combustão incompleta, incineração, sinterização, coqueificação. Os mais conhecidos são: Fenol, Benzopireno, Dibenzoantraceno, Dioxinas. Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 18 2.8 Efeitos da poluição atmosférica 2.8.1 Sobre a saúde humana Os efeitos danosos à saúde humana estão correlacionados com a concentração, a toxicidade e o tempo de exposição diante um determinado poluente. Quando se trata de partículas, as inaláveis provocam os maiores danos a saúde humana. Partículas entre 10 μm e 4 μm, ficam retida no trato respiratório superior, através da Figura 4 pode‐se dizer que elas ficam retidas até na Traquéia. As partículas menores do que 4 μm participam da respiração pulmonar e algumas delas D < 2,5 μm podem ser absorvidas nos alvéolos pulmonares. Os poluentes podem atingir o trato digestivo após a inalação e deposição na parte superior do sistema respiratório (Figura 4) com conseqüente ação ciliar em seguida são deglutidos. Depois de ingeridos serão metabolizados no fígado e distribuídos à outros órgãos. Como conseqüências poderão surgir doenças localizadas como cirroses, hepatites, e até câncer. Existem outras inúmeras reações que vão desde irritação das mucosas, aparecimento de processo alérgico, aumento de incidência de doenças respiratórias, alterações mutagênicas falência de órgãos. O sistema respiratório é o principal afetado quando o problema é a poluição atmosférica. É nele podem surgir Asma, Bronquite e Câncer de pulmão. Alguns poluentes podem nos proporcionar uma ação defensivafugindo do local afetado, evitando‐se uma conseqüência maior. Outros inodoros e/ou de ação rápida não nos permite qualquer ação de salvamento Como é o caso do CO e do gás cianídrico (HCN). Figura 6 – Sistema respiratório humano (Fonte: Baroncelli, 1999) Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 19 2.8.2 Sobre a fauna e flora De maneira similar ao que ocorre com a saúde humana a saúde da vegetação estará vinculada ao tempo de exposição e a concentração e características dos poluentes. A deposição ou absorção de um poluente na superfície da planta juntamente com as condições climáticas podem afetar o seu metabolismo. Outras alterações como desidratação, mudança de coloração, alteração na taxa de crescimento e de produção podem surgir como conseqüência dessa poluição. Em períodos de exposição longos, algumas espécies podem ser levadas a extinção mesmo com concentrações de poluentes abaixo dos limites de tolerância adotado pela legislação ambiental. Uma preocupação que devemos ter é com a contaminação de poluentes em áreas agrícolas e a probabilidade desses poluentes depositados e/ou absorvidos passarem a fazer parte da cadeia alimentar. Já houve casos de se constatar gado leiteiro com saturnismo (Pb)e fluoreto em urina de ovino. 2.8.3 Sobre os materiais O material particulado associado à velocidade dos ventos provocará um efeito abrasivo danificando principalmente monumentos. Os gases ácidos, SO2 e NO2 em condições de alta umidade, exercerão seus efeitos corrosivos em estruturas metálicas e em construções. Um exemplo da influência da atmosfera poluída na corrosão de aço pode ser observada na Figura 5. Nela podemos constatar que no primeiro ano de exposição da peça de aço, o resultado da corrosão foi parecido na área urbana e na área rural, já na área industrial o resultado foi pelo menos cerca de 2 vezes maior. No terceiro ano a situação se repetiu. Com a exposição do material durante 10 anos, o resultado observado na área industrial ainda foi superior aos demais, porém significativamente próximo do resultado encontrado para a peça exposta na área urbana. Já na área rural a corrosão foi menor cerca de 60% do que as demais. Figura 7 – Desgaste do aço exposto à atmosferas com diferentes níveis de poluição atmosférica Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 20 2.8.4 Smog fotoquímico Smog é uma mistura de palavras que vem do Smoke (fumaça) + Fog (neblina). O Smog fotoquímico é um fenômeno que ocorre devido à presença significativa de poluentes primários tais como: NOx, VOC que reagem na atmosfera induzidos pela intensidade de luz solar, formando poluentes secundários como o O3, HNO3, Aldeídos e outros. Na Figura 6 podem ser observados os principais poluentes formadores do Smog fotoquímico e as suas origens. Figura 8 – Formação do Smog Fotoquímico (Fonte: USEPA, 1999 ) Caracteriza‐se pela formação de uma névoa seca amarelada, abundante em O3 e outros oxidantes fotoquímicos Para que este fenômeno aconteça, várias condições devem ser satisfeitas: • Tráfego significativo de veículos • Temperaturas elevadas e luminosidade solar abundante • Dificuldade de deslocamento de massas de ar, isto é, dispersão do ar prejudicada. Grandes metrópoles como Los Angeles, São Paulo, Cidade do México, Tóquio e Roma apresentam todas as condições de formação do Smog Fotoquímico. A Figura 7 mostra um exemplo de Smog Fotoquímico em uma cidade norte‐americana. Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 21 Figura 9 – Smog fotoquímico em dias de verão (Fonte: USEPA, 1999 ) 2.8.5 Deposições ácidas O termo “chuva ácida” significa a precipitação de componentes ácidos geralmente encontrados em chuvas, neves, neblinas ou partículas secas. O termo mais correto é deposição ou precipitação ácida. A água da chuva em regiões de ar puro tem pH em torno de 5 a 6. Qualquer pH abaixo desta faixa pode ser considerado como deposição ácida. A acidez extra na chuva vem da reação de contaminantes, principalmente os gases ácidos: óxidos de enxofre (SOx),óxidos de nitrogênio (NOx), ácido clorídrico (HCl) e ácido fluorídrico (HF) com a água presente na atmosfera. Na Figura 8 pode ser visualizado o mecanismo de formação das deposições ácidas. Figura 10 – Esquema ilustrativo das deposições ácidas (Fonte: Macêdo, 2002) Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 22 Como conseqüências das deposições ácidas temos: • Morbidez acelerada da vegetação • Ataque a materiais • Contaminação de rios e lagos • Desaparecimento de espécies de peixes • Redução da atividade microbiológica • Intoxicação em cascata da cadeia alimentícia 2.8.6 Efeito estufa A atmosfera é constituída de gases que permitem a passagem de radiação solar e absorvem grande quantidade de calor emitida pela superfície da Terra. Na Figura 9 pode ser observado um balanço de energia da Terra. Cerca de 32% da energia que incide sob a Terra é refletida pela atmosfera e pela superfície da Terra. Somente cerca de 50% da energia incidente é absorvida pela Terra. A Terra por sua vez emite energia na forma de radiação infravermelha e cerca de 40% desta energia fica na atmosfera e mantém a Terra aquecida. Esta característica da atmosfera é chamada efeito estufa. Graças a esta propriedade da atmosfera a temperatura média da Terra é de 15°C. Sem o efeito estufa, a temperatura seria de –18°C, ou seja, ele traz conseqüências benéficas para a vida na Terra. Quando o mundo alerta para os riscos do efeito estufa, quer se dizer, o aumento excessivo do efeito estufa. A intensificação das atividades antropogênicas proporciona como conseqüência um aumento dos gases que tem propriedades de absorver a energia emitida pela Terra. Os principais gases responsáveis pelo aumento do efeito estufa são: Dióxido de carbono (CO2) – 61%,Metano (CH4) – 15%, Óxidos de nitrogênio (NOx) – 4%, Clorofluorcarbonetos (CFC) – 11%, Água (H2O) – 9%. Figura 11 – Esquema figurativo do balanço de energia da Terra (Fonte: Baird, 2002) Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 23 2.8.7 Diminuição da camada de ozônio A camada de ozônio é uma capa protetora contra os raios UV. Ela é localizada na estratosfera e possui significativa concentração de ozônio (O3). A partir da década de 80, cientistas alertaram para a formação de um buraco na camada de ozônio localizado na Antártida. A concentração do ozônio nesta região está diminuindo com o passar dos anos. Na Figura 12 pode‐se observar esta diminuição. Figura 12 – Evolução do buraco na camada de ozônio na Antártida (Fonte: USEPA, 1999) Com a diminuição da camada de ozônio, os seres humanos e outras formas de vida na terra estarão mais expostos aos raios UV que são extremamente malignos. Mas o que o que causa a destruição na camada de ozônio? A resposta é bastante complexa, envolve inúmeras reações fotoquímicas, mas de uma maneira simplificada a resposta é: a diminuição da camada de ozônio é causada pela presença de gases formados principalmente por cloro (Cl), flúor (F) e Bromo (Br). Estes gases são significativamente estáveis e chegam à estratosfera onde sofrem reações fotoquímicas, retirando um átomo de oxigênio da molécula de ozônio. Cada átomo de cloro tem o poder de destruir 100.000 moléculas de ozônio. As conseqüências da diminuição da camada de ozônio estão intrinsecamente ligadas à exposição mais intensa da terra aos raios UV. A diminuição de 1% na camada de ozônio estratosférico pode implicar em até 2% de aumento na intensidade de luz UV‐B ao nível da superfície (Baird, 2002). Esse pequeno aumento é que tem trazido expectativas críticasem relação aos efeitos prejudiciais a algumas formas de vida dentre elas, a vida humana. A exposição aos raios UV‐B solares podem provocar desde um bronzeamento até queimaduras graves, a exposição em excesso pode levar ao aparecimento de câncer de pele. O aumento adicional de exposição aos raios UV‐B também podem afetar o sistema imunológico humano e o crescimento de alguns animais e vegetais. Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 24 2.9 Legislação sobre poluição atmosférica Com o intuito de garantir a qualidade do ar que respiramos foram adotadas duas formas de policiar a poluição atmosférica a primeira é fixar padrões de emissão atmosférica e a segunda é a fixação de padrões de qualidade do ar ou de imissão. Normalmente, antes de se definir números ou padrões a serem seguidos, deve‐se estabelecer um estudo criterioso levando em consideração os diversos setores geradores da poluição atmosférica. Este tipo de estudo é denominado inventário de fontes de emissão. Nele são levantados para cada tipo gerador de poluição atmosférica valores médios de emissão que revelam a real situação de evolução tecnológica do tipo de indústria ou serviço. De posse destas informações é possível fixar padrões de emissão capazes de garantir a qualidade do ar e também passíveis de serem atingidos com a real situação tecnológica do parque industrial. Desta maneira os padrões podem ser atingidos sem inviabilizarem a existência da indústria. No Brasil ainda existem poucos estudos neste sentido. Com a crescente industrialização e como conseqüência inevitável de poluição atmosférica, o Brasil não pode esperar estudos complexos para o estabelecimento de padrões de emissão e também de qualidade do ar. A legislação brasileira iniciou seus trabalhos para definição de limites para alguns poluentes na década de 70. Sabiamente os primeiros limites surgidos objetivaram a garantia da qualidade do ar. Isto significava dizer que, se uma determinada área, já estivesse com a qualidade do ar próxima do limite máximo tolerável não seria permitido que nenhuma outra empresa fosse montada naquela região. A única falha desse passo tão importante, foi não atrelar o monitoramento ambiental ao monitoramento dos parâmetros meteorológicos. Se assim o fizesse já teríamos hoje dados capazes de conferir e projetar a evolução da poluição atmosférica, em muitas regiões brasileiras. Posteriormente seguindo exemplo de outros países (EUA, países europeus) começou‐se em alguns estados, a criação dos padrões de emissão para poluentes de fontes estacionárias. Com esta atitude descentralizada foram criadas legislações atendendo as particularidades de cada estado. É comum encontrar limites diferentes para um mesmo poluente de um estado para outro. Na falta de um padrão de emissão ou de qualidade do ar na legislação brasileira os órgãos de controle normalmente recorrem a legislações internacionais. No caso da legislação mineira (FEAM/COPAM) adota como referência os valores estipulados pela legislação alemã (TA Luft).As principais fontes de consulta para definições dos limites para a poluição atmosférica são extraídas do CONAMA, das deliberações normativas COPAM e/ou normas CETESB. A seguir serão apresentados alguns padrões de emissão e de qualidade do ar separados por tópicos. Para os padrões de emissão apenas abordaremos os aspectos relacionados às fontes fixas pontuais, ou seja, chaminés. 2.9.1 Emissão Padrões de emissão são caracterizados pelo estabelecimento de quantidades máximas a serem emitidas pelas chaminés de processos industriais. Eles podem também incluir especificações adicionais tais como: altura da chaminé, composição dos combustíveis, etc. Abordaremos alguns exemplos de padrões internacionais, federais e estaduais. 2.9.1.1 Internacional Quase todos os países estabelecem padrões de emissão atmosférica para fontes fixas. Na Tabela 3 estão apresentados alguns padrões de emissão atmosférica aplicados no mundo. Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 25 Tabela 3 – Padrões de emissão atmosférica internacionais Poluente País – Processo Padrão de emissão Material Particulado Austrália – Queima de combustível sólido 250 mg/Nm³ à 12% CO2 Áustria – Queima de combustível sólido 0,15 ‐ 15 MW 250 mg/Nm³ à 6% O2 15 – 20 MW 250 – 150 mg/Nm³ 20 – 300 MW 150 mg/Nm³ 300 – 600 MW 150 – 75 mg/Nm³ Alemanha – Queima de combustível sólido Todos 50 mg/Nm³ Plantas antigas 125 mg/Nm³ Alemanha – Queima de combustível líquido 50 mg/Nm³ Alemanha – Queima de combustível gasoso 5 mg/Nm³ Estados Unidos – Usinas Termelétricas de combustível fóssil 43 mg/MJ Japão – Queima de combustível sólido Vazão > 200.000 Nm³/h 50 mg/Nm³ 40.000 < Vazão < 200.000 Nm³/h 100 mg/Nm³ Japão – Queima de combustível líquido 40 mg/Nm³ Japão – Queima de combustível gasoso 50 mg/Nm³ Óxidos de enxofre (SOx) Austrália – Combustão 100 mg/Nm³ como SO3 Áustria – Queima de combustível sólido < 400 MW 1.800 mg/Nm³ 400 – 600 MW 1.800 – 600 mg/Nm³ > 600 MW 850 mg/Nm³ Áustria – Queima de combustível líquido Óleo extra leve 0,30% S no óleo Óleo leve 0,75% no óleo Óleo médio 1,5% no óleo Óleo pesado 2,0% no óleo Alemanha – Queima de combustível sólido (50 – 300 MW) 400 – 2.500 mg/Nm³ Alemanha – Queima de combustível líquido 400 mg/Nm³ Estados Unidos – Queima de combustível sólido 516 mg/MJ Estados Unidos – Queima de combustível líquido 344 mg/MJ Estados Unidos – Queima de combustível gasoso 86 mg/MJ Óxidos de Nitrogênio (NOx) Austrália – Queima de combustível gasoso 350 mg/Nm³ como NO2 Alemanha – Queima de combustível sólido 800 mg/Nm³ como NO2 Alemanha – Queima de combustível líquido 450 mg/Nm³ como NO2 Alemanha – Queima de combustível gasoso 350 mg/Nm³ como NO2 Estados Unidos – Queima de combustível sólido 300 mg/MJ Estados Unidos – Queima de combustível líquido 130 mg/MJ Estados Unidos – Queima de combustível gasoso 86 mg/MJ Fonte: Stern, 1986 Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 26 Como pode‐se observar na Tabela 3, cada país estabelece os padrões de emissão de acordo com as suas necessidades e/ou condições tecnológicas do parque industrial. Na tabela 3 apresentamos apenas alguns exemplos de padrões de emissão para fontes de combustão. Existem inúmeros padrões de emissão cada um aplicado para cada situação por isso antes de aplicá‐los deve‐se tomar o cuidado de estudar suas características de aplicabilidade. Outros valores podem ser obtidos em Stern (1986). 2.9.1.2 Federal No âmbito federal existem as resoluções CONAMA n°8/90, n°264/99 e a n° 316/02. Todas elas fixam padrões de emissão para situações diferentes. A resolução CONAMA n°08/90 define os padrões de emissão para fontes de combustão externa. Entende‐se por processo de combustão externa em fontes fixas toda a queima de substâncias combustíveis realizada nos seguintes equipamentos: caldeiras; geradores de vapor; centrais para a geração de energia elétrica; fornos, fornalhas, estufas e secadores para a geração e uso de energia térmica incineradores e gaseificadores. Nela os poluentes alvos são: o material particulado, o dióxido de enxofre além da densidade colorimétrica. Na Tabela 4 é apresentado um resumo dos padrões de emissão da resolução CONAMA n°8/90. Tabela 4 – Padrões de emissão da resolução CONAMA n° 8/90 Potência Nominal Total Poluente (unidade) Padrão de emissão Área classe I Área classe II e III ≤ 70 MW MP (g/106 kcal) 120 350 SO2 (g/10 6 kcal) 2.000 5.000 DC (%) 20 ou Ringelmann n° 120 ou Ringelmann n° 1 > 70 MW MP (g/106 kcal) Não permitido a instalação 120 – óleo 800 – carvão SO2 (g/10 6 kcal) Não permitido a instalação 2.000 DC (%) Não permitido a instalação 20 ou Ringelmann n° 1 Fonte: Resolução n° 08 do CONAMA ‐ Brasil, 1990 A resolução CONAMA n° 264/99 define padrões de emissão atmosférica para o co‐processamento de resíduos sólidos industriais em fornos de cimento. O co‐processamento é definido como o reaproveitamento da energia térmica e matéria‐prima ao se destruir resíduos sólidos industriais. Nela são fixados os padrões de emissão para uma série de poluentes atmosféricos. Na Tabela 5 é apresentado o resumo dos padrões de emissão da resolução CONAMA n° 264/99. Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 27 Tabela 5 – Padrões de emissão da resolução CONAMA n° 264/99 Poluente Padrão de emissão HCL 1,8kg/h ou 99% de redução HF 5 mg/Nm3, corrigido a 7% de O2 (base seca) CO* 100 ppmv , corrigido a 7% de O2 (base seca) MP 70 mg/Nm3 , corrigido a 11% de O2 (base seca) THC (C3H8) 20 ppmv, corrigido a 7% de O2 (base seca) Mercúrio (Hg) 0,05 mg/Nm3 corrigido a 7% de O2 (base seca) Chumbo (Pb) 0,35 mg/Nm3 corrigido a 7% de O2 (base seca) Cádmio (Cd) 0,10 mg/Nm3 corrigido a 7% de O2 (base seca) Tálio (TI) 0,10 mg/Nm3 corrigido a 7% de O2 (base seca) (As+Be+Co+Ni+Se+Te) 1,4 mg/Nm3 corrigido a 7% de O2 (base seca) (As+Be+Co+Cr+Cu+Mn+Ni+Pb+Sb+Se+Sn+Te+Zn) 7,0 mg/Nm3 corrigido a 7% de O2 (base seca) Fonte: Resolução n° 264 do CONAMA ‐ Brasil, 1999 Com o aumento significativo da destinação final de resíduos sólidos, especialmente os de origem de industrial, foi publicada em 2002 a resolução CONAMA n° 316/02 define padrões de emissão atmosférica para incineração de resíduos sólidos industriais. Nela são fixados os padrões de emissão para uma série de poluentes atmosféricos. Na Tabela 6 é apresentado o resumo dos padrões de emissão da resolução CONAMA n° 316/02. Tabela 6 – Padrões de emissão da resolução CONAMA n° 316/02 Poluente Padrão de emissão HCL 1,8kg/h ou 99% de redução HF 5 mg/Nm3, corrigido a 7% de O2 (base seca) CO* 100 ppmv , corrigido a 7% de O2 (base seca) MP 70 mg/Nm3 , corrigido a 7% de O2 (base seca) THC (C3H8) 20 ppmv, corrigido a 7% de O2 (base seca) Mercúrio (Hg) 0,05 mg/Nm3 corrigido a 7% de O2 (base seca) Chumbo (Pb) 0,35 mg/Nm3 corrigido a 7% de O2 (base seca) Cádmio (Cd) 0,10 mg/Nm3 corrigido a 7% de O2 (base seca) Tálio (TI) 0,10 mg/Nm3 corrigido a 7% de O2 (base seca) Classe I (Cd, Hg, Tl) 0,28 mg/Nm3 corrigido a 7% de O2 (base seca) Classe II (As, Co, Ni, Te, Se) 1,4 mg/Nm3 corrigido a 7% de O2 (base seca) Classe III (Sb, Pb, Cr, CN, Cu, Sn, F, Mn, Pt, Pd, Rh, V) 7,0 mg/Nm3 corrigido a 7% de O2 (base seca) SO2 280 mg/Nm 3 , corrigido a 7% de O2 (base seca) NOx 560 mg/Nm 3 , corrigido a 7% de O2 (base seca) Dioxinas e Furano (TEQ da 2,3,7,8 TCDD) 0,5 ηg/Nm3 , corrigido a 7% de O2 (base seca) Fonte: Resolução n° 316 do CONAMA ‐ Brasil, 2002 Em dezembro de 2006 foi publicada a resolução CONAMA nº382 que estabelece os padrões de emissão para diversas atividades industriais. Um resumo desta resolução pode ser observado na Tabela 7. Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 28 Tabela 7 – Padrões de emissão da resolução CONAMA n° 382/06 Atividade Poluente Padrão de emissão Geração de calor a partir da combustão externa de óleo combustível P < 10 MW Material Particulado (MP) 1300 mg/Nm³ Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 12700 mg/Nm3 Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 11600 mg/Nm3 Geração de calor a partir da combustão externa de óleo combustível 70 MW > P > 10 MW Material Particulado (MP) 1250 mg/Nm³ Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 12700 mg/Nm3 Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 11000 mg/Nm3 Geração de calor a partir da combustão externa de óleo combustível P > 70 MW Material Particulado (MP) 1100 mg/Nm³ Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 11800 mg/Nm3 Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 11000 mg/Nm3 Geração de calor a partir da combustão externa de gás natural P < 70 MW Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 1320 mg/Nm³ Geração de calor a partir da combustão externa de gás natural P ≥ 70 MW Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 1200 mg/Nm³ Geração de calor a partir da combustão externa de bagaço de cana‐de‐açúcar P < 10 MW Material Particulado (MP) 2280 mg/Nm³ Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 3NA Geração de calor a partir da combustão externa de bagaço de cana‐de‐açúcar l 75 MW > P > 10 MW Material Particulado (MP) 2230 mg/Nm³ Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 2350 mg/Nm3 Geração de calor a partir da combustão externa de bagaço de cana‐de‐açúcar P > 75 MW Material Particulado (MP) 2200 mg/Nm³ Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 2350 mg/Nm3 Geração de calor a partir da combustão externa de derivados de madeira P < 10 MW Material Particulado (MP) 2730 mg/Nm³ Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 3NA Geração de calor a partir da combustão externa de derivados de madeira 30 MW > P > 10 MW Material Particulado (MP) 2520 mg/Nm³ Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 2650 mg/Nm3 Geração de calor a partir da combustão externa de derivados de madeira 70 MW > P > 30 MW Material Particulado (MP) 2260 mg/Nm³ Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 2650 mg/Nm3 Geração de calor a partir da combustão externa de derivados de madeira P > 70 MW Material Particulado (MP) 2130 mg/Nm³ Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 2650 mg/Nm3 1 Corrigidos a 3% de O2 base seca 2 Corrigidos a 8% de O2 base seca 3 Não aplicável Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 29 Tabela 7 – Padrões de emissão da resolução CONAMA n° 382/06 (continuação) Atividade Poluente Padrão de emissão Turbina a gás para geração de energia elétrica – Gás natural Material Particulado (MP) 3NA Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 3NA Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 450 mg/Nm³ Monóxido de carbono (CO) 465 mg/Nm³ Turbina a gás para geração de energia elétrica – Combustível líquido Material Particulado (MP) 450 mg/Nm³ Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 4200 mg/Nm³ Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 4135 mg/Nm³ Monóxido de carbono (CO) 3NA Refinaria de petróleo – Forno e caldeiras – gás de refinaria – P < 10 MW Material Particulado (MP) 1150 mg/Nm³ Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 170 mg/Nm3 Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 1320 mg/Nm3 Refinaria de petróleo – Forno e caldeiras – gás de refinaria – 10 MW < P < 70 MW Material Particulado (MP) 1125 mg/Nm³ Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 170 mg/Nm3 Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 1320 mg/Nm3 Refinaria de petróleo – Forno e caldeiras – gás de refinaria – P > 70 MW Material Particulado (MP) 150 mg/Nm³ Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 170 mg/Nm3 Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 1200 mg/Nm3 Refinaria de petróleo – Unidade de craqueamento catalítico Material Particulado (MP) 575 mg/Nm³ Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 61200 mg/Nm³ Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 5600 mg/Nm3 Fabricação de celulose – Caldeira de recuperação Material Particulado (MP) 7100 mg/Nm³ Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 7100 mg/Nm³ Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 7470 mg/Nm³ Enxofre Reduzido Total (ERT c/ SO2) 415 mg/Nm³ Fabricação de celulose – Tanque de dissolução Material Particulado (MP) 0,1 kg/8tSS Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 3NA Óxidos de Nitrogênio(NOx c/ NO2) 3NA Enxofre Reduzido Total (ERT c/ SO2) 80,008 kg/tSS Fabricação de celulose – Forno de Cal Material Particulado (MP) 7100 mg/Nm³ Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 3NA Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 7470 mg/Nm³ Enxofre Reduzido Total (ERT c/ SO2) 430 mg/Nm³ 4 Corrigidos a 15% de O2 base seca 5 Corrigidos a 8% de O2 base seca 6 Corrigidos a 3% de O2 base seca 7 Corrigidos a 15% de O2 base seca 8 tSS – tonelada de sólido seco Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 30 Tabela 7 – Padrões de emissão da resolução CONAMA n° 382/06 (continuação) Atividade Poluente Padrão de emissão Fusão secundária de chumbo – Recuperação de chumbo Material Particulado (MP) 950 mg/Nm³ Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 9500 mg/Nm³ Chumbo (Pb) 9 5mg/Nm3 Fusão secundária de chumbo – Refino de chumbo Material Particulado (MP) 3NA Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 3NA Chumbo (Pb) 9 0,2 mg/Nm3 Fusão secundária de chumbo – Produção de óxido de chumbo Material Particulado (MP) 3NA Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 3NA Chumbo (Pb) 9 5 mg/Nm3 Fusão secundária de chumbo – Produção e montagem de baterias Material Particulado (MP) 3NA Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 3NA Chumbo (Pb) 9 1 mg/Nm3 Fusão secundária de chumbo – Produção de grades para baterias Material Particulado (MP) 3NA Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 3NA Chumbo (Pb) 9 1 mg/Nm3 Fusão secundária de chumbo – Preparo de massa Material Particulado (MP) 3NA Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 3NA Chumbo (Pb) 9 1 mg/Nm3 Fusão secundária de chumbo – Empastamento Material Particulado (MP) 3NA Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 3NA Chumbo (Pb) 9 1 mg/Nm3 Fusão secundária de chumbo – Moinho de óxido Material Particulado (MP) 3NA Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 3NA Chumbo (Pb) 9 1 mg/Nm3 Fusão secundária de chumbo – Produção de sais Material Particulado (MP) 3NA Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 3NA Chumbo (Pb) 9 1 mg/Nm3 Fusão secundária de chumbo – Solda de chumbo Material Particulado (MP) 3NA Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 3NA Chumbo (Pb) 9 1 mg/Nm3 Fusão secundária de chumbo – Banhos de chumbo Material Particulado (MP) 3NA Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 3NA Chumbo (Pb) 9 0,2 mg/Nm3 9 Base seca e sem diluição Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 31 Tabela 7 – Padrões de emissão da resolução CONAMA n° 382/06 (continuação) Atividade Poluente Padrão de emissão Alumínio Primário – Forno de calcinação Material Particulado (MP) 2 kg/t alumina Fluoreto Total 3NA Alumínio Primário – Sala de cubas Material Particulado (MP) 4,8 kg/t alumina Fluoreto Total 1,1 kg/t alumina Alumínio Primário – Forno de cozimento de anodos Material Particulado (MP) 0,2 kg/t equivalente de alumínio Fluoreto Total 0,2 kg/t equivalente de alumínio Fornos de Fusão de vidro – Receita Soda‐cal Material Particulado (MP) 0,4 kg/t.v.f10 Fornos de Fusão de vidro – Receita Borossilicato Material Particulado (MP) 0,8 kg/t.v.f Fornos de Fusão de vidro – Chumbo e outras Material Particulado (MP) 0,5 kg/t.v.f Fornos de Fusão de vidro – Vidro claro doméstico Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 4,5 kg/t.v.f Fornos de Fusão de vidro – Vidro claro plano Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 4,3 kg/t.v.f Fornos de Fusão de vidro – Vidro claro embalagem Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 3,2 kg/t.v.f Fornos de Fusão de vidro – Vidro claro especiais Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 4,5 kg/t.v.f Fornos de Fusão de vidro – Vidro colorido doméstico Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 7,5 kg/t.v.f Fornos de Fusão de vidro – Vidro colorido plano Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 6,7 kg/t.v.f Fornos de Fusão de vidro – Vidro colorido embalagem Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 5,4 kg/t.v.f Fornos de Fusão de vidro – Vidro colorido especiais Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 6,7 kg/t.v.f Fornos de Fusão de vidro – Gás Natural Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 1,4 kg/t.v.f Fornos de Fusão de vidro – Óleo combustível Óxidos de Enxofre (SOx c/ SO2) 5,0 kg/t.v.f 10 Tonelada de vidro fundido Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 32 Tabela 7 – Padrões de emissão da resolução CONAMA n° 382/06 (continuação) Atividade Poluente Padrão de emissão Cimento Portland – Fornos Material Particulado (MP) 1150 mg/Nm³ Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 12650 mg/Nm³ Cimento Portland – Resfriadores Material Particulado (MP) 50 mg/Nm³ Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 3NA Cimento Portland – Moinhos de cimento Material Particulado (MP) 50 mg/Nm³ Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 3NA Cimento Portland – Secador de escória e areia Material Particulado (MP) 1350 mg/Nm³ Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 3NA Cimento Portland – Moinhos de cimento Material Particulado (MP) 50 mg/Nm³ Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 3NA Produção de ácido sulfúrico – Torre de absorção Dióxido de Enxofre (SO2) 2,0 kg/t H2SO4 14 Trióxido de Enxofre (SO3) 0,15 kg/t H2SO4 Produção de ácido nítrico – Torre de absorção Óxidos de Nitrogênio (NOx c/ NO2) 1,6 kg/t H2SO4 15 Produção de ácido fosfórico – Filtragem e concentração Fluoreto Total 0,04 kg/t P2O5 alimentado Material Particulado (MP) 75 mg/Nm³ Fonte: Resolução n° 382 do CONAMA ‐ Brasil, 2006 A produção de fertilizantes e a indústria siderúrgica também têm seus padrões de emissão atmosféricos definidos segundo a resolução CONAMA nº382/06 e estão apresentados nas Figuras 13 e 14. 11 Corrigidos a 11% de O2 base seca 12 Corrigidos a 10% de O2 base seca 13 Corrigidos a 18% de O2 base seca 14 H2SO4 a 100% 15 H2SO4 a 100% Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 33 Figura 13 ‐ Padrões de emissão atmosférica para a indústria de fertilizantes (Fonte: CONAMA nº 382, 2006) Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 34 Figura 14 Padrões de emissão atmosférica para a indústria Siderúrgica (Fonte: CONAMA nº 382, 2006) Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 35 2.9.1.3 Estadual Na esfera estadual o órgão competente para a fixação de padrões de emissão é o COPAM/MG, Conselho de poluição ambiental de Minas Gerais. Existem três deliberações normativas que fixam padrões de emissão atmosférica no estado de Minas Gerais são elas: a DN n°11/86 a sua atualização a DN n°01/92, a DN n° 26/98 e a DN n° 49/01. A DN n° 11/86 fixa os padrões de emissão para as principais atividades industriais predominantes no estado. Na Tabela 8 é apresentado um resumo da DN n° 01/92. Tabela 8 – Padrões de emissão da Deliberação normativa n° 01/92 Fontes de Poluição Poluente Padrão Observações Indústria Siderúrgica Gases de Alto forno, casa de corrida e manuseio de matéria‐prima MP 100 mg/Nm³ Emissões visíveis inferiores a 20% de opacidade (4) Chaminés de máquina de sinterização e descarga do sínter MP 100 mg/Nm³ Emissões visíveis inferiores a 20% de opacidade (4) Conversor de oxigênio (aciaria LD) MP 50 mg/Nm³ Emissões visíveis inferiores a 20% de opacidade (4) Ciclo completo Forno Elétrico a arco ou de indução MP 50 mg/Nm³ Emissões visíveis inferiores a 20% de opacidade (4) Fábrica de Cal Forno de Calcinação MP 150 mg/Nm³ Emissões visíveis inferiores a 20% de opacidade (4)(exceto nas fontes de combustão) Fábrica de cimento (1) Forno de Calcinação MP 0,30 kg/t de farinha crua 0,15 kg/t de farinha crua (3A) (3B) Resfriador do Clinquer MP 0,15 kg/t de farinha crua 0,10 kg/t de farinha crua (3A) (3B) MP 0,10 kg/t de farinha crua 0,05 kg/t de farinha crua (3A) (3B) MP 0,20 kg/t de farinha crua 0,10 kg/t de farinha crua (3A) (3B) Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 36 Tabela 8 – Padrões de emissão da Deliberação normativa n° 01/92 (Continuação) Fontes de Poluição Poluente Padrão Observações Usina de Asfalto à quente Secador Rotativo MP 90 mg/Nm³ Emissões visíveis inferiores a 20% de opacidade Fábrica de vidro (2) Forno de Fundição MP 100 mg/Nm³ 50 mg/Nm³ Emissões visíveis inferiores a 20% de opacidade (4) (3C) (3D) Manuseio de Matérias‐primas MP 100 mg/Nm³ Emissões visíveis inferiores a 20% de opacidade (4) Fábrica de ácido sulfúrico Torre de absorção SO2 Névoa ácida 2,0 kg/t de H2SO4 produzido 0,075 kg de H2SO4 produzido Emissões visíveis inferiores a 10% de opacidade (4) Fábrica de fertilizantes Forno elétrico de fusão, dosador de máteria‐prima, secador de termofosfato, moinho de termofosfato MP 100 mg/Nm³ Forno elétrico de fusão Flúor 0,30 kg/t de fosfato Fábrica de celulose Caldeiras de recuperação MP SO2 200 mg/Nm³ 1000 mg/Nm³ Refinaria de petróleo Caldeira de CO da unidade FCC MP SOx 75 mg/Nm³ 1800 mg/Nm³ FCC ‐ Fluid Catalytic Cracking Diversas Caldeiras e fornos a óleo (5) SO2 5000 gSO2/10 6 kcal 2000gSO2/10 6kcal 2750 gSO2/10 6 kcal PNT <= 70 MW (6) Instalações novas com PNT > 70 MW (6) Instalações existentes com PNT > 70 MW (6) Caldeiras a óleo Caldeiras a lenha Caldeiras a biomassa MP 100 mg/Nm³ 200 mg/Nm³ 600 mg/Nm³ (7) Fontes não‐listadas MP SO2 150 mg/Nm³ 2500 mg/Nm³ Fonte: Deliberação Normativa n° 01 do COPAM/FEAM‐MG – Minas Gerais ‐ Brasil, 1992 Observações à respeito da Tabela 8 (1) A taxa de alimentação do forno, exceto o combustível, deverá ser determinada durante cada período de amostragem, por métodos apropriados e expressa em t/h (base seca). (2) O teor de oxigênio deverá ser igual a 8% para o forno de combustão ou óleo e 10% para o forno de combustão com aquecimento elétrico (3A) Instalações existentes até 10/03/81 Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 37 (3B) Instalações existentes após 10/03/81 (3C) Instalações existentes até 1986 (3D) Instalações novas a partir de 1987 (4) Corresponde ao padrão n° 2 da Escala Ringelmann (5) Padrão expresso em peso de poluente por poder calorífico superior do óleo combustível (6) Entende‐se por Potência Nominal Total a soma das potências nominais individuais de todos os fornos e caldeira a óleo do empreendimento. (7) Caldeiras que utilizam como combustível bagaço de cana, resíduos de beneficiamento de cereais, aglomerados de madeira e outros resíduos de matéria orgânica permitidos. A DN n° 26/98 define padrões de emissão atmosférica para o co‐processamento de resíduos sólidos industriais em fornos de cimento. Nela são fixados os padrões de emissão para uma série de poluentes atmosféricos. Na Tabela 9 é apresentado o resumo dos padrões de emissão da DN n° 26/98. Tabela 9 – Padrões de emissão da Deliberação normativa n° 26/98 Poluente Padrão de emissão HCL 1,8kg/h ou 99% de redução HF 5 mg/Nm3, corrigido a 11% de O2 (base seca) CO* 100 ppmv , corrigido a 11% de O2 (base seca) MP 70 mg/Nm3 , corrigido a 11% de O2 (base seca) Classe I (Cd, Hg, Tl) 0,28 mg/Nm3 corrigido a 11% de O2 (base seca) Classe II (As, Co, Ni, Te, Se) 1,4 mg/Nm3 corrigido a 11% de O2 (base seca) Classe III (Sb, Pb, Cr, CN, Cu, Sn, F, Mn, Pt, Pd, Rh, V) 7,0 mg/Nm3 corrigido a 11% de O2 (base seca) Classe I + Classe II 1,4 mg/Nm3 corrigido a 11% de O2 (base seca) e a classe I deve ser menor do que 0,28 mg/Nm³ Classe II + Classe III 7,0 mg/Nm3 corrigido a 11% de O2 (base seca) e a classe II deve ser menor do que 1,4 mg/Nm³ SO2 280 mg/Nm 3 , corrigido a 11% de O2 (base seca) NOx 560 mg/Nm 3 , corrigido a 11% de O2 (base seca) Fosfina, Clorocianato e fosfogênio 1 mg/Nm³ para fluxo em massa igual ou maior que 10 g/h Ácido Cianídrico, Bromo, Cloro 5 mg/Nm³ para fluxo em massa igual ou maior que 50 g/h Compostos inorgânicos de cloro como HCl 30 mg/Nm³ para fluxo em massa igual ou maior que 2.000 g/h Amônia 250 mg/Nm³ para fluxo em massa igual ou maior que 2.000 g/h Fonte: Deliberação Normativa n° 26 do COPAM/FEAM‐MG – Minas Gerais ‐ Brasil, 1998 Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 38 A DN n° 49/01 define padrões de emissão atmosférica para o setor industrial de ferro‐gusa. Nela são fixados os padrões de emissão para o material particulado em indústrias localizadas na área urbana, rural ou mista. Na Tabela 10 é apresentado o resumo dos padrões de emissão da DN n° 49/01. Tabela 10 – Padrões de emissão da Deliberação normativa n° 49/01 Poluente Zona Fonte poluidora Data instalação Padrão de emissão MP Urbana Glendon Até 02/10/01 100 mg/Nm³ Sistema de manuseio de carvão e de matérias‐primas 100 mg/Nm³ Metalurgia em panela 100 mg/Nm³ Rural ou mista Glendon 200 mg/Nm³ Sistema de manuseio de carvão e de matérias‐primas 200 mg/Nm³ Metalurgia em panela 200 mg/Nm³ MP Urbana Glendon Após 02/10/01 50 mg/Nm³ Sistema de manuseio de carvão e de matérias‐primas 50 mg/Nm³ Metalurgia em panela 50 mg/Nm³ Rural ou mista Glendon 100 mg/Nm³ Sistema de manuseio de carvão e de matérias‐primas 100 mg/Nm³ Metalurgia em panela 100 mg/Nm³ Fonte: Deliberação Normativa n° 49 do COPAM/FEAM‐MG – Minas Gerais ‐ Brasil, 2001 2.9.2 Imissão ou qualidade do ar Os padrões de qualidade do ar são limites legais impostos para o nível dos poluentes no ar ambiente durante determinado períodos de tempo (1/2 hora, 1 hora, 24 horas, mês, ano, etc.). Este tipo de limite é diferente dos valores aplicados para saúde ocupacional. Da mesma maneira do que nos padrões de emissão, trataremos os padrões de qualidade do ar aplicados internacionalmente, depois faremos uma abordagem sobre os padrões estabelecidos no âmbito federal e estadual. 2.9.2.1 Internacional Na Tabela 11 são apresentados alguns valores aplicados mundialmente como padrões da qualidade do ar. Tabela 11 – Padrões de qualidade do ar internacionais Poluente Padrão de qualidade do ar (µg/m³) País 30 minutos 1 dia 12 meses Amônia 100 50 13 Polônia Benzeno 200 100 2,5 Polônia Monóxido de carbono 10.000 Iugoslávia 6.000 2.000 China 40.000 Estados Unidos 30 ppm 10 ppm Israel Poluição Atmosférica ‐ Aspectos Gerais 39 Tabela 11 – Padrões de qualidade do ar internacionais (continuação) Poluente Padrão de qualidade do ar (µg/m³) País 30 minutos 1 dia 12 meses Cloro 30 10 1,6 Polônia 100 Iugoslávia 300 50 Espanha Ácido Sulfídrico 8 8 Hungria 10 Iugoslávia 100 40 Espanha Chumbo 0,7 0,7 Hungria 0,5 0,1 Polônia 1,5 (3 meses) Estados Unidos Dióxido de Nitrogênio 85 85 Hungria 400 200 100 Espanha 200 França 100 Estados Unidos Dióxido de Enxofre 70 50 Áustria 250 25 11 Polônia Partículas em Suspensão 150 60 110 Polônia 260 75 Estados Unidos Fonte: Stern, 1986 Como pode‐se observar na Tabela 10, cada país estabelece
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