Le telecomunicazioni sono l'atto di comunicare con gli altri attraverso l'uso di apparecchiature elettroniche come telefoni, modem per computer, satelliti e cavi in ​​fibra ottica. I sistemi di telecomunicazione comprendono i cavi di telecomunicazione dall'utente alla centrale di commutazione locale (loop locali), gli impianti di commutazione che forniscono il collegamento di comunicazione all'utente, le linee o i canali che trasmettono le chiamate tra le centrali di commutazione e, naturalmente, l'utente.

Dall'inizio alla metà del XX secolo furono introdotte centrali telefoniche, sistemi di commutazione elettromeccanici, cavi, ripetitori, sistemi portanti e apparecchiature a microonde. Dopo questo evento, i sistemi di telecomunicazione si sono diffusi nelle aree industrializzate del mondo.

Dagli anni '1950 al 1984, i progressi tecnologici continuarono ad apparire. Ad esempio, i sistemi satellitari, i sistemi via cavo migliorati, l'uso della tecnologia digitale, la fibra ottica, l'informatizzazione e la videotelefonia sono stati introdotti in tutto il settore delle comunicazioni. Questi cambiamenti hanno consentito l'espansione dei sistemi di telecomunicazioni in più aree del mondo.

Nel 1984 una sentenza del tribunale degli Stati Uniti ha portato alla rottura del monopolio delle telecomunicazioni detenuto da American Telegraph and Telephone (AT&T). Questa rottura ha coinciso con molti rapidi e importanti cambiamenti nella tecnologia della stessa industria delle telecomunicazioni.

Fino agli anni '1980 i servizi di telecomunicazione erano considerati servizi pubblici operanti all'interno di un quadro legislativo che prevedeva lo status di monopolio praticamente in tutti i paesi. Insieme allo sviluppo dell'attività economica, l'avvento delle nuove tecnologie ha portato alla privatizzazione dell'industria delle telecomunicazioni. Questa tendenza è culminata nella cessione di AT&T e nella deregolamentazione del sistema di telecomunicazioni statunitense. Simili attività di privatizzazione sono in corso in numerosi altri paesi.

Dal 1984, i progressi tecnologici hanno prodotto e ampliato i sistemi di telecomunicazione in grado di fornire un servizio universale a tutte le persone in tutto il mondo. Ciò si verifica quando la tecnologia delle telecomunicazioni sta ora convergendo con altre tecnologie dell'informazione. Sono coinvolti campi correlati come l'elettronica e l'elaborazione dei dati.

L'impatto dell'introduzione delle nuove tecnologie sull'occupazione è stato misto. Senza dubbio, ha ridotto i livelli di occupazione e ha prodotto la dequalificazione dei posti di lavoro, modificando radicalmente i compiti degli operatori delle telecomunicazioni, nonché le qualifiche e l'esperienza loro richieste. Tuttavia, alcuni prevedono che la crescita dell'occupazione si verificherà in futuro come risultato della nuova attività commerciale stimolata dall'industria delle telecomunicazioni deregolamentata che produrrà molti posti di lavoro altamente qualificati.

Le occupazioni all'interno dell'industria delle telecomunicazioni possono essere classificate come artigiane qualificate o lavori d'ufficio. I lavori artigianali includono giuntatori di cavi, installatori, tecnici di impianti esterni, tecnici dell'ufficio centrale e tecnici di telai. Questi lavori sono altamente qualificati, in particolare grazie alle nuove attrezzature tecnologiche. Ad esempio, i dipendenti devono essere molto competenti nei settori elettrico, elettronico e/o meccanico in relazione all'installazione, all'assistenza e alla manutenzione delle apparecchiature di telecomunicazione. La formazione viene acquisita attraverso la formazione in aula e sul posto di lavoro.

Le occupazioni d'ufficio includono operatori di assistenza alla directory, rappresentanti del servizio clienti, rappresentanti di account e impiegati di vendita. In generale, questi compiti comportano il funzionamento di apparecchiature di comunicazione come PBX (Private Branch Exchange) e apparecchi fax utilizzati per stabilire connessioni locali e/o a lunga distanza, svolgere attività d'ufficio all'interno o all'esterno del luogo di lavoro e gestire i contatti di vendita con i clienti .

Pericoli e controlli

I rischi per la sicurezza e la salute sul lavoro nel settore delle telecomunicazioni possono essere classificati in base al tipo di attività o servizi svolti.

Operazioni di costruzione e costruzione

In generale, si verificano gli stessi rischi delle operazioni di costruzione e costruzione. Tuttavia, diverse attività degne di nota che sono specifiche per le telecomunicazioni includono il lavoro in quota su pali o tralicci, l'installazione di sistemi di cablaggio per telecomunicazioni e lo scavo per la posa di cavi. Nelle telecomunicazioni sono applicabili i consueti mezzi di protezione, quali ramponi, imbracature di sicurezza, funi e piattaforme di sollevamento e adeguati puntellamenti per gli scavi. Spesso, questo lavoro viene eseguito durante le riparazioni di emergenza rese necessarie da tempeste, frane o alluvioni.

Impianti elettrici

L'uso sicuro dell'elettricità e delle apparecchiature elettriche è estremamente importante quando si eseguono lavori di telecomunicazione. Le normali misure preventive contro la folgorazione, le scosse elettriche, i cortocircuiti e gli incendi o le esplosioni sono pienamente applicabili alle telecomunicazioni. Inoltre, una seria fonte di pericolo può sorgere quando i cavi delle telecomunicazioni e dell'elettricità sono molto vicini l'uno all'altro.

Posa e manutenzione cavi

Un problema significativo per la sicurezza e la salute è la posa e la manutenzione dei cavi. I lavori su cavi sotterranei, condutture e camere di giunzione comportano la movimentazione di tamburi per cavi pesanti e il traino di cavi nelle condutture con argani azionati a motore e attrezzature per cavi, nonché la giunzione o la giunzione dei cavi e l'isolamento o l'impermeabilizzazione. Durante i lavori di giunzione e isolamento dei cavi, i lavoratori sono esposti a rischi per la salute come piombo, solventi e isocianati. Le misure preventive includono l'uso delle sostanze chimiche meno tossiche, un'adeguata ventilazione e DPI. Spesso i lavori di manutenzione e riparazione vengono eseguiti in spazi ristretti come tombini e caveau. Tale lavoro richiede attrezzature di ventilazione speciali, imbracature e attrezzature di sollevamento e la fornitura di un lavoratore di stanza fuori terra che sia in grado di eseguire la rianimazione cardiopolmonare (RCP) di emergenza e le attività di soccorso.

Un'altra preoccupazione per la salute e la sicurezza sta lavorando con i cavi di telecomunicazione in fibra ottica. I cavi in ​​fibra ottica vengono installati come alternativa ai cavi rivestiti in piombo e poliuretano perché trasportano molte più trasmissioni di comunicazione e sono di dimensioni molto più ridotte. I problemi di salute e sicurezza comportano potenziali ustioni agli occhi o alla pelle dovute all'esposizione al raggio laser quando i cavi si scollegano o si rompono. Quando ciò si verifica, devono essere forniti dispositivi e controlli tecnici di protezione.

Inoltre, i lavori di installazione e manutenzione dei cavi eseguiti negli edifici comportano una potenziale esposizione ai prodotti a base di amianto. L'esposizione si verifica a seguito del deterioramento o della rottura di prodotti di amianto come tubi, stucchi e stucchi, piastrelle per pavimenti e controsoffitti e riempitivi rinforzanti in vernici e sigillanti. Durante la fine degli anni '1970, i prodotti a base di amianto furono vietati o il loro uso fu scoraggiato in molti paesi. L'adesione a un divieto mondiale eliminerà l'esposizione ei conseguenti problemi di salute per le future generazioni di lavoratori, ma ci sono ancora grandi quantità di amianto con cui fare i conti negli edifici più vecchi.

Servizi telegrafici

I lavoratori del telegrafo utilizzano videoterminali e, in alcuni casi, apparecchiature telegrafiche per svolgere il proprio lavoro. Un rischio frequente associato a questo tipo di lavoro è il trauma cumulativo muscoloscheletrico dell'estremità superiore (in particolare mano e polso). Questi problemi di salute possono essere ridotti al minimo e prevenuti prestando attenzione a postazioni di lavoro ergonomiche, ambiente di lavoro e fattori di organizzazione del lavoro.

Servizio di telecomunicazioni

I circuiti automatici di commutazione e connessione sono i componenti delle operazioni meccaniche dei moderni sistemi di telecomunicazione. I collegamenti sono generalmente realizzati tramite microonde e onde a radiofrequenza oltre a cavi e fili. I potenziali pericoli sono associati all'esposizione a microonde e radiofrequenze. Secondo i dati scientifici disponibili, non vi è alcuna indicazione che l'esposizione alla maggior parte dei tipi di apparecchiature di telecomunicazione che emettono radiazioni sia direttamente collegata a disturbi della salute umana. Tuttavia, i lavoratori artigianali possono essere esposti a livelli elevati di radiazioni a radiofrequenza mentre lavorano in prossimità di linee elettriche. Sono stati raccolti dati che suggeriscono una relazione tra queste emissioni e il cancro. Sono in corso ulteriori indagini scientifiche per determinare più chiaramente la gravità di questo pericolo, nonché attrezzature e metodi di prevenzione adeguati. Inoltre, i problemi di salute sono stati associati alle emissioni delle apparecchiature di telefonia cellulare. Sono in corso ulteriori ricerche per trarre conclusioni sui potenziali rischi per la salute.

La stragrande maggioranza dei servizi di telecomunicazione viene svolta con l'utilizzo di videoterminali. Il lavoro con i videoterminali è associato all'insorgenza di disturbi da trauma cumulativo muscoloscheletrico degli arti superiori (in particolare mano e polso). Molti sindacati delle telecomunicazioni, come Communications Workers of America (USA), Seko (Svezia) e Communication Workers Union (Regno Unito), hanno identificato tassi catastrofici di disturbi da trauma cumulativo muscoloscheletrico sul posto di lavoro tra i lavoratori che rappresentano. Una corretta progettazione del posto di lavoro con videoterminale, prestando attenzione alla postazione di lavoro, all'ambiente di lavoro e alle variabili dell'organizzazione del lavoro, ridurrà al minimo e preverrà questi problemi di salute.

Ulteriori problemi di salute includono stress, rumore e scosse elettriche.

Di ritorno

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

Pericoli e loro prevenzione

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

Figura 1. Passo d'uomo con coperchio rimosso.

Mary O. Brophy

Rischi fisici

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

Figura 2. Serbatoio vuoto in un impianto di depurazione.

Mary O. Brophy

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

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

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

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

Mary O. Brophy

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

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

Rischi microbici

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

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

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

Rischi chimici

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

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

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

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

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

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

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

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

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In molte località la raccolta dei rifiuti domestici viene effettuata dai dipendenti comunali. In altri, da aziende private. Questo articolo fornisce una panoramica dei processi e dei pericoli basati su osservazioni ed esperienze nella provincia del Quebec, in Canada. Editore.

Panoramica

Oltre ai pochi lavoratori impiegati dai comuni della provincia del Québec, in Canada, che hanno i propri enti per la raccolta dei rifiuti, migliaia di raccoglitori e autisti sono impiegati in centinaia di aziende del settore privato.

Molte imprese private si affidano, in tutto o in parte, a lavoratori che noleggiano o possiedono camion e sono responsabili dei collezionisti che lavorano per loro. La concorrenza nel settore è elevata, poiché i contratti comunali vengono assegnati all'offerente più basso e vi è un regolare ricambio annuale delle imprese. L'elevata concorrenza si traduce anche in tassi di raccolta dei rifiuti domestici bassi e stabili, e la raccolta dei rifiuti rappresenta la percentuale più bassa delle tasse comunali. Tuttavia, man mano che le discariche esistenti si riempiono, i costi delle discariche aumentano, obbligando i comuni a prendere in considerazione sistemi integrati di gestione dei rifiuti. Tutti i lavoratori comunali sono sindacalizzati. La sindacalizzazione dei lavoratori del settore privato è iniziata negli anni '1980 e dal 20 al 30% di loro è ora sindacalizzata.

Processi di lavoro

La raccolta dei rifiuti è un mestiere pericoloso. Se riconosciamo che i camion della spazzatura sono simili alle presse idrauliche, ne consegue che la raccolta dei rifiuti è come lavorare su una pressa industriale mobile in condizioni molto più impegnative di quelle incontrate nella maggior parte delle fabbriche. Nella raccolta dei rifiuti, la macchina percorre il traffico in tutte le stagioni e gli operatori devono alimentarla correndogli dietro e gettandovi dentro oggetti irregolari di volume e peso variabile, contenenti oggetti invisibili e pericolosi. In media, i raccoglitori gestiscono 2.4 tonnellate di rifiuti all'ora. L'efficienza delle operazioni di raccolta dei rifiuti dipende interamente dalle determinanti del ritmo e del ritmo di lavoro. La necessità di evitare il traffico nelle ore di punta e le code sui ponti crea tempi stretti nei punti di raccolta e durante il trasporto. La velocità è di nuovo importante durante lo scarico nelle discariche e negli inceneritori.

Diversi aspetti della raccolta dei rifiuti influenzano il carico di lavoro e i rischi. In primo luogo, la remunerazione è forfettaria, ovvero il territorio specificato contrattualmente deve essere completamente ripulito dai rifiuti domestici il giorno della raccolta. Poiché il volume dei rifiuti dipende dalle attività dei residenti e varia di giorno in giorno e di stagione in stagione, il carico di lavoro varia enormemente. In secondo luogo, i lavoratori sono a diretto contatto con gli oggetti ei rifiuti raccolti. Ciò è molto diverso dalla situazione nei settori della raccolta di rifiuti commerciali e industriali, dove i contenitori pieni di rifiuti vengono raccolti o da camion a caricamento frontale dotati di carrelli elevatori automatizzati o da autocarri scarrabili. Ciò significa che i lavoratori di quei settori non maneggiano i contenitori dei rifiuti e non sono a diretto contatto con i rifiuti. Le condizioni di lavoro di questi raccoglitori assomigliano quindi più da vicino a quelle dei conducenti di rifiuti domestici, piuttosto che ai raccoglitori di rifiuti domestici.

La raccolta residenziale (detta anche raccolta domestica) è invece prevalentemente manuale e gli addetti continuano a movimentare una grande varietà di oggetti e contenitori di dimensioni, natura e peso variabili. Alcuni comuni suburbani e rurali hanno implementato la raccolta semiautomatica, che prevede l'utilizzo di cassonetti domestici mobili e raccoglitori a caricamento laterale (figura 1). Tuttavia, la maggior parte dei rifiuti domestici continua ad essere raccolta manualmente, soprattutto nelle città. La caratteristica principale di questo lavoro è quindi un notevole sforzo fisico.

Figura 1. Raccolta rifiuti automatica a caricamento laterale.

Azienda manifatturiera Pak Mor

Pericoli

Uno studio che comprendeva osservazioni e misurazioni sul campo, interviste con dirigenti e lavoratori, analisi statistiche di 755 infortuni sul lavoro e analisi di sequenze video ha rivelato una serie di potenziali pericoli (Bourdouxhe, Cloutier e Guertin 1992).

Carico di lavoro

In media, ogni giorno i raccoglitori di rifiuti movimentano 16,000 kg distribuiti su 500 punti di raccolta, pari a una densità di raccolta di 550 kg/km. La raccolta richiede quasi 6 ore, pari a 2.4 tonnellate/ora, e comporta 11 km a piedi durante una giornata lavorativa totale di 9 ore. La velocità media di raccolta è di 4.6 km/h, su un territorio di quasi 30 km di marciapiedi, strade e corsie. I periodi di riposo sono limitati a pochi minuti in precario equilibrio sulla pedana posteriore, o, nel caso di conducenti-raccoglitori di autocarri a carico laterale, al volante. Questo impegnativo carico di lavoro è esacerbato da fattori quali la frequenza delle discese e delle salite dal camion, la distanza percorsa, le modalità di spostamento, lo sforzo statico necessario per mantenere l'equilibrio sulla piattaforma posteriore (minimo 13 kg di forza), la frequenza delle movimentazioni operazioni per unità di tempo, la varietà delle posture richieste (movimenti di flessione), la frequenza dei lanci e dei movimenti di torsione del tronco e l'elevato tasso di raccolta per unità di tempo in alcuni settori. Il fatto che l'Association française de normalization (AFNOR) abbia adattato lo standard di peso per la movimentazione manuale sia stato superato nel 23% dei viaggi osservati è una testimonianza eloquente dell'impatto di questi fattori. Se si considerano le capacità dei lavoratori (stabilite in 3.0 tonnellate/ora per i camion a carico posteriore e 1.9 tonnellate/ora per quelli a carico laterale), la frequenza con cui viene superato lo standard AFNOR sale al 37%.

Diversità e natura degli oggetti trattati

La manipolazione di oggetti e contenitori di peso e volume variabile interrompe il regolare svolgimento delle operazioni e spezza i ritmi di lavoro. Gli oggetti di questa categoria, spesso nascosti dai residenti, includono oggetti pesanti, grandi o ingombranti, oggetti taglienti o appuntiti e materiali pericolosi. I pericoli più frequenti sono elencati nella tabella 1.

Tabella 1. Oggetti pericolosi rinvenuti nelle raccolte dei rifiuti domestici.

Vetri, vetri, tubi fluorescenti

Acido della batteria, lattine di solvente o vernice, contenitori aerosol, bombole di gas, olio motore

Scarti di costruzione, polvere, intonaco, segatura, scorie

Pezzi di legno con chiodi

Siringhe, rifiuti sanitari

Rifiuti da giardino, erba, sassi, terra

Mobili, elettrodomestici, altri grandi rifiuti domestici

Rifiuti precompattati (in condomini)

Numero eccessivo di piccoli contenitori da piccole imprese e ristoranti

Grandi quantità di rifiuti vegetali e animali nei settori rurali

Borse extra large

Contenitori vietati (p. es., senza manici, peso eccessivo, fusti di petrolio da 55 galloni, fusti con collo sottile, bidoni della spazzatura senza coperchio)

Borse piccole, apparentemente leggere, ma in realtà pesanti

Numero eccessivo di piccole borse

Buste di carta e scatole che si strappano

Tutti rifiuti che vengono nascosti a causa del loro peso eccessivo o della loro tossicità, o che sorprendono i lavoratori impreparati

Contenitori commerciali che devono essere svuotati con un sistema improvvisato, spesso inappropriato e pericoloso

I lavoratori sono molto aiutati dal fatto che i residenti smistano i rifiuti in sacchi con codice colore e bidoni domestici mobili che facilitano la raccolta e consentono un migliore controllo del ritmo e dello sforzo di lavoro.

Condizioni climatiche e natura degli oggetti trasportati

Sacchetti di carta bagnati e buste di plastica di scarsa qualità che si strappano e disperdono il loro contenuto sul marciapiede, bidoni della spazzatura ghiacciati e bidoni domestici incastrati nei cumuli di neve possono causare contrattempi e pericolose manovre di recupero.

Orario di lavoro

La necessità di correre, i problemi del traffico, le auto parcheggiate e le strade affollate possono contribuire a situazioni pericolose.

Nel tentativo di ridurre il proprio carico di lavoro e mantenere un ritmo di lavoro elevato ma costante di fronte a questi vincoli, i lavoratori spesso tentano di risparmiare tempo o fatica adottando strategie di lavoro che possono essere pericolose. Le strategie più comunemente osservate includevano calciare sacchi o scatole di cartone verso il camion, zigzagare lungo la strada per raccogliere da entrambi i lati della strada, afferrare sacchi mentre il camion è in movimento, portare sacchi sotto il braccio o contro il corpo, usare la coscia per aiutare a caricare sacchi e bidoni della spazzatura, raccolta manuale dei rifiuti sparsi a terra e compattazione manuale (spingendo con le mani i rifiuti che traboccano dalla tramoggia quando il sistema di compattazione non è in grado di trattare il carico con sufficiente rapidità). Ad esempio, nella raccolta suburbana con camion a carico posteriore, sono state osservate quasi 1,500 situazioni all'ora che potrebbero provocare incidenti o aumentare il carico di lavoro. Questi includevano:

• 53 sale e scende dalla piattaforma posteriore del camion

• 38 tirature brevi

• 482 movimenti di flessione

• 203 lanci

• 159 movimenti di torsione

• 277 azioni potenzialmente pericolose (incluse 255 strategie di lavoro volte a ridurre il carico di lavoro risparmiando tempo o fatica)

• 285 istanze di aumento del carico di lavoro, incluse 11 attività di recupero da incidenti

• 274 oggetti o contenitori pericolosi o pesanti.

La raccolta con camion a carico laterale (vedi figura 1) o piccoli cassonetti domestici mobili riduce la manipolazione di oggetti pesanti o pericolosi e la frequenza di situazioni che potrebbero causare incidenti o aumento del carico di lavoro.

Uso delle vie pubbliche

La strada è il luogo di lavoro dei collezionisti. Ciò li espone a pericoli come il traffico veicolare, l'accesso bloccato ai contenitori dei rifiuti dei residenti, l'accumulo di acqua, neve, ghiaccio e cani del vicinato.

Veicoli

I camion a carico posteriore (figura 2) hanno spesso gradini troppo alti o poco profondi e piattaforme posteriori difficili da montare e che rendono le discese pericolosamente simili ai salti. I corrimano troppo alti o troppo vicini al cassone del camion non fanno che peggiorare la situazione. Queste condizioni aumentano la frequenza delle cadute e degli urti con strutture adiacenti alla pedana posteriore. Inoltre, il bordo superiore della tramoggia è molto alto e i lavoratori più bassi devono spendere ulteriore energia per sollevare oggetti da terra. In alcuni casi, i lavoratori usano le gambe o le cosce come supporto o potenza aggiuntiva durante il caricamento della tramoggia.

Figura 2. Autocarro compattatore chiuso a carico posteriore.

National Safety Council (US) La lama del packer scende a pochi centimetri dal bordo della piattaforma. La lama ha la capacità di tagliare oggetti sporgenti.

Le caratteristiche dei camion a carico laterale e le operazioni relative al loro carico comportano specifici movimenti ripetitivi suscettibili di causare problemi muscolari e articolari alla spalla e alla parte superiore della schiena. Gli autisti-raccoglitori di autocarri a carico laterale hanno un ulteriore vincolo, in quanto devono far fronte sia allo sforzo fisico della raccolta che a quello mentale della guida.

Equipaggiamento per la protezione personale

Sebbene il valore teorico dei DPI sia fuori discussione, può tuttavia rivelarsi inadeguato nella pratica. In concreto, l'attrezzatura può essere inadeguata alle condizioni in cui viene effettuata la raccolta. Gli scarponi, in particolare, sono incompatibili con l'esigua altezza utile delle pedane posteriori e l'elevato ritmo di lavoro reso necessario dal modo in cui è organizzata la raccolta. I guanti forti, resistenti alle forature ma flessibili sono preziosi per la protezione contro le lesioni alle mani.

Organizzazione del lavoro

Alcuni aspetti dell'organizzazione del lavoro aumentano il carico di lavoro e, per estensione, i rischi. In comune con la maggior parte delle situazioni forfettarie, il vantaggio principale per i lavoratori di questo sistema è la capacità di gestire il proprio tempo di lavoro e risparmiare tempo adottando un ritmo di lavoro rapido come meglio credono. Questo spiega perché i tentativi, basati su considerazioni di sicurezza, di rallentare il ritmo del lavoro non hanno avuto successo. Alcuni orari di lavoro superano le capacità dei lavoratori.

Il ruolo della miriade di variazioni del comportamento dei residenti nella creazione di pericoli aggiuntivi merita uno studio a sé stante. Rifiuti proibiti o pericolosi abilmente nascosti nei normali rifiuti, contenitori fuori standard, oggetti eccessivamente grandi o pesanti, disaccordi sui tempi di raccolta e non conformità alle norme aumentano il numero di pericoli e il potenziale di conflitto tra residenti e raccoglitori. I raccoglitori sono spesso ridotti al ruolo di “polizia dei rifiuti”, educatori e tamponi tra comuni, imprese e residenti.

La raccolta di materiali da riciclare non è priva di problemi, nonostante una bassa densità di rifiuti e tassi di raccolta molto inferiori a quelli della raccolta tradizionale (ad eccezione della raccolta delle foglie per il compostaggio). La frequenza oraria delle situazioni che possono provocare incidenti è spesso elevata. Va tenuto presente che si tratta di un nuovo tipo di lavoro per il quale sono stati formati pochi lavoratori.

In diversi casi, i lavoratori sono obbligati a svolgere attività pericolose come salire sulla cassa di compattazione del camion per entrare negli scomparti e spostare con i piedi pile di carta e cartone. Sono state osservate anche diverse strategie di lavoro volte ad accelerare il ritmo di lavoro, ad esempio, riordinare manualmente il materiale da riciclare e rimuovere gli oggetti dalla scatola di riciclaggio e portarli sul camion, piuttosto che portare la scatola sul camion. La frequenza di contrattempi e interruzioni della normale attività lavorativa in questo tipo di raccolta è particolarmente elevata. Questi contrattempi derivano da lavoratori che svolgono attività ad hoc che sono esse stesse pericolose.

Infortuni sul lavoro e prevenzione

La raccolta dei rifiuti domestici è un mestiere pericoloso. Le statistiche supportano questa impressione. Il tasso medio annuo di infortuni in questo settore, per tutte le tipologie di impresa, autocarro e commercio, è di quasi 80 infortuni ogni 2,000 ore di raccolta. Ciò equivale a 8 lavoratori su 10 che subiscono un infortunio almeno una volta all'anno. Si verificano quattro incidenti ogni 1,000 camion da 10 tonnellate. In media, ogni infortunio comporta la perdita di 10 giorni lavorativi e un risarcimento per infortunio di $ 820 (canadese). Gli indici di frequenza e gravità degli infortuni variano tra le imprese, con tassi più elevati osservati nelle imprese municipali (74 infortuni/100 lavoratori contro 57/100 lavoratori nelle imprese private) (Bourdouxhe, Cloutier e Guertin 1992). Gli incidenti più comuni sono elencati nella tabella 2.

Tabella 2. Incidenti più comuni nella raccolta dei rifiuti domestici, Quebec, Canada.

I collezionisti in genere soffrono di lacerazioni alle mani e alle cosce, i conducenti in genere soffrono di distorsioni alle caviglie derivanti da cadute durante lo smontaggio della cabina e i conducenti-collezionisti di camion a caricamento laterale soffrono tipicamente di dolori alla spalla e alla parte superiore della schiena derivanti dai movimenti di lancio. La natura degli incidenti dipende anche dal tipo di autocarro, sebbene ciò possa anche essere visto come un riflesso delle attività specifiche associate agli autocarri a carico posteriore e laterale. Queste differenze sono legate alla progettazione delle attrezzature, al tipo di movimenti richiesti e alla natura e densità dei rifiuti raccolti nei settori in cui queste due tipologie di camion sono utilizzate.

Frodi

Di seguito sono elencate dieci categorie in cui i miglioramenti potrebbero rendere più sicura la raccolta dei rifiuti domestici:

1. gestione della salute e della sicurezza (ad esempio, lo sviluppo di programmi di prevenzione degli infortuni basati sulla conoscenza dei rischi professionali da parte dei lavoratori e più adatti alle mansioni effettive)
2. formazione e assunzione
3. organizzazione del lavoro, organizzazione della raccolta e del carico di lavoro
4. veicoli
5. formazione e condizioni di lavoro dei lavoratori ausiliari, occasionali e interinali
6. contratti di incasso
7. gestione pubblica
8. collaborazione tra associazioni datoriali (comunali e private), lavoratori e organi decisionali comunali o regionali
9. stabilità della forza lavoro
10. ricerca su dispositivi di protezione individuale, design ergonomico dei camion, subappalto e sicurezza.

Conclusione

La raccolta dei rifiuti domestici è un'attività importante ma pericolosa. La protezione dei lavoratori è resa più difficile quando questo servizio è appaltato a imprese del settore privato che, come nella provincia del Quebec, possono subappaltare il lavoro a molti piccoli committenti. Se si vuole mantenere la salute e la sicurezza dei lavoratori, è necessario affrontare e controllare un gran numero di rischi ergonomici e di incidenti, aggravati da quote di lavoro, condizioni meteorologiche avverse e problemi locali di strade e traffico.

Di ritorno

Adattato dalla 3a edizione, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.

Le acque reflue vengono trattate in modo da rimuovere gli inquinanti e rispettare i limiti di legge. A tale scopo si cerca di rendere insolubili gli inquinanti presenti nell'acqua sotto forma di solidi (es. fanghi), liquidi (es. olio) o gassosi (es. azoto) mediante opportuni trattamenti. Vengono poi utilizzate tecniche ben note per separare le acque reflue trattate da restituire ai corsi d'acqua naturali dagli inquinanti resi insolubili. I gas vengono dispersi in atmosfera, mentre i residui liquidi e solidi (fanghi, olii, grassi) vengono solitamente digeriti prima di essere sottoposti ad ulteriore trattamento. I trattamenti possono essere mono o pluristadio a seconda delle caratteristiche delle acque reflue e del grado di depurazione richiesto. Il trattamento delle acque reflue può essere suddiviso in processi fisici (primari), biologici (secondari) e terziari.

Processi fisici

I vari processi di trattamento fisico sono progettati per rimuovere gli inquinanti insolubili.

Screening

Il liquame viene fatto passare attraverso griglie che trattengono i solidi grossolani che possono bloccare o danneggiare le apparecchiature dell'impianto di depurazione (es. valvole e pompe). Le proiezioni vengono elaborate in base alle situazioni locali.

Rimozione della sabbia

La sabbia contenuta nelle acque reflue deve essere rimossa in quanto tende a depositarsi nelle tubazioni a causa della sua elevata densità e causare abrasione alle apparecchiature (es. separatori centrifughi e turbine). La sabbia viene generalmente rimossa facendo passare le acque reflue attraverso un canale di sezione costante ad una velocità da 15 a 30 cm/s. La sabbia si raccoglie sul fondo del canale e può essere utilizzata, previo lavaggio per rimuovere il materiale putrescibile, come materiale inerte, ad esempio per la costruzione di strade.

Rimozione dell'olio

Oli e grassi non emulsionabili devono essere rimossi perché aderirebbero alle attrezzature degli impianti di trattamento (es. vasche e chiarificatori) e interferirebbero con il successivo trattamento biologico. Le particelle di olio e grasso vengono fatte raccogliere in superficie facendo passare le acque reflue ad opportuna velocità attraverso vasche di sezione rettangolare; vengono scremati meccanicamente e possono essere utilizzati come combustibile. Per la disoleazione vengono frequentemente utilizzati separatori multipiastra di concezione compatta ed elevata efficienza: il liquame viene fatto passare dall'alto attraverso pile di piastre piane inclinate; l'olio aderisce alle superfici inferiori delle piastre e si sposta verso l'alto dove viene raccolto. Con entrambi questi processi l'acqua disoleata viene scaricata sul fondo.

Sedimentazione, flottazione e coagulazione

Questi processi consentono di rimuovere i solidi dalle acque reflue, quelli pesanti (superiori a 0.4 μm di diametro) per sedimentazione e quelli leggeri (inferiori a 0.4 μm) per flottazione. Anche questo trattamento si basa sulle differenze di densità dei solidi e delle acque reflue fluenti che vengono fatte passare attraverso vasche di sedimentazione e vasche di flottazione in cemento o acciaio. Le particelle da separare si raccolgono sul fondo o in superficie, depositandosi o risalendo a velocità proporzionali al quadrato del raggio delle particelle e alla differenza tra la densità delle particelle e la densità apparente delle acque reflue. Le particelle colloidali (p. es., proteine, lattici ed emulsioni oleose) con dimensioni da 0.4 a 0.001 μm non vengono separate, poiché questi colloidi si idratano e di solito si caricano negativamente per adsorbimento di ioni. Di conseguenza le particelle si respingono a vicenda in modo che non possano coagularsi e separarsi. Tuttavia, se queste particelle vengono "destabilizzate", si coagulano formando fiocchi superiori a 4 μm, che possono essere separati come fanghi nelle vasche di sedimentazione o flottazione convenzionali. La destabilizzazione si ottiene per coagulazione, cioè aggiungendo da 30 a 60 mg/l di un coagulante inorganico (solfato di alluminio, solfato di ferro (II) o cloruro di ferro (III). Il coagulante si idrolizza in determinate condizioni di pH (acidità) e forma ioni metallici polivalenti positivi, che neutralizzano la carica negativa del colloide. La flocculazione (l'agglomerazione di particelle coagulate in fiocchi) è facilitata aggiungendo da 1 a 3 mg/l di polielettroliti organici (agenti flocculanti), risultando in fiocchi di diametro compreso tra 0.3 e 1 μm che sono più facili da separare. Possono essere utilizzate vasche di sedimentazione del tipo a flusso orizzontale; hanno sezione rettangolare e fondi piani o inclinati. L'acqua di scarico entra lungo uno dei lati della testata e l'acqua chiarificata esce dal bordo opposto. Si possono utilizzare anche sedimentatori a flusso verticale che sono di forma cilindrica e hanno il fondo a forma di cono circolare retto rovesciato; l'acqua di scarico entra nel mezzo e l'acqua chiarificata lascia il serbatoio oltre il bordo frastagliato superiore per essere raccolta in un canale circonferenziale esterno. Con i due tipi di vasca, il fango si deposita sul fondo e viene convogliato (eventualmente tramite rastrellatore) in un collettore. La concentrazione di solidi nel fango è compresa tra il 2 e il 10%, mentre quella dell'acqua chiarificata è compresa tra 20 e 80 mg/l.

I serbatoi di flottazione sono generalmente di forma cilindrica e hanno diffusori d'aria a bolle fini installati nella parte inferiore, i liquami entrano nei serbatoi al centro. Le particelle aderiscono alle bolle, galleggiano in superficie e vengono scremate via, mentre l'acqua chiarificata viene scaricata al di sotto. Nel caso delle più efficienti “vasche galleggianti ad aria disciolta”, le acque reflue vengono saturate con aria ad una pressione da 2 a 5 bar e quindi lasciate espandere al centro della vasca galleggiante, dove le minuscole bollicine risultanti dalla la decompressione fa galleggiare le particelle in superficie.

Rispetto alla sedimentazione, la flottazione produce un fango più denso a una maggiore velocità di separazione delle particelle e l'attrezzatura richiesta è quindi più piccola. D'altra parte, il costo di esercizio e la concentrazione di solidi nell'acqua chiarificata sono più elevati.

Per la coagulazione e la flocculazione di un sistema colloidale sono necessari diversi serbatoi disposti in serie. Nel primo serbatoio, dotato di agitatore, all'acqua di scarico viene aggiunto un coagulante inorganico e, se necessario, un acido o un alcali per correggere il valore del pH. La sospensione viene quindi fatta passare in un secondo serbatoio dotato di agitatore ad alta velocità; qui il polielettrolita viene aggiunto e sciolto in pochi minuti. La crescita del fiocco avviene in una terza vasca con un agitatore a funzionamento lento e viene effettuata per 10-15 minuti.

Processi biologici

I processi di trattamento biologico rimuovono gli inquinanti organici biodegradabili mediante l'uso di microrganismi. Questi organismi digeriscono l'inquinante mediante un processo aerobico o anaerobico (con o senza apporto di ossigeno atmosferico) e lo trasformano in acqua, gas (anidride carbonica e metano) e una massa microbica solida insolubile che può essere separata dall'acqua trattata. Soprattutto nel caso di effluenti industriali devono essere assicurate condizioni idonee allo sviluppo di microrganismi: presenza di composti azotati e fosforici, tracce di microelementi, assenza di sostanze tossiche (metalli pesanti, ecc.), temperatura e valore di pH ottimali. Il trattamento biologico comprende processi aerobici e anaerobici.

Processi aerobici

I processi aerobici sono più o meno complessi a seconda dello spazio disponibile, del grado di depurazione richiesto e della composizione delle acque reflue.

Stagni di stabilizzazione

Questi sono generalmente rettangolari e profondi da 3 a 4 m. Il liquame entra da un'estremità, viene lasciato per 10-60 giorni e lascia lo stagno in parte all'estremità opposta, in parte per evaporazione e in parte per infiltrazione nel terreno. L'efficienza di depurazione varia dal 10 al 90% in funzione del tipo di effluente e della domanda biologica residua di ossigeno a 5 giorni (BOD₅) contenuto (<40 mg/l). L'ossigeno viene fornito dall'atmosfera per diffusione attraverso la superficie dell'acqua e dalle alghe fotosintetiche. I solidi in sospensione nelle acque reflue e quelli prodotti dall'attività microbica si depositano sul fondo, dove vengono stabilizzati da processi aerobici e/o anaerobici a seconda della profondità degli stagni che influiscono sulla diffusione sia dell'ossigeno che della luce solare. La diffusione dell'ossigeno è spesso accelerata da aeratori di superficie, che consentono di ridurre il volume degli stagni.

Questo tipo di trattamento è molto economico se lo spazio è disponibile, ma richiede un terreno argilloso per evitare l'inquinamento delle acque sotterranee da parte di effluenti tossici.

Fanghi attivi

Viene utilizzato per un trattamento accelerato effettuato in vasche di cemento o acciaio da 3 a 5 m di profondità dove le acque reflue vengono a contatto con una sospensione di microrganismi (da 2 a 10 g/l) che viene ossigenata mediante aeratori di superficie o soffiando aria. Dopo 3-24 ore, la miscela di acqua trattata e microrganismi viene fatta passare in una vasca di sedimentazione dove i fanghi costituiti da microrganismi vengono separati dall'acqua. I microrganismi vengono in parte restituiti al serbatoio aerato e in parte evacuati.

Esistono vari tipi di processi a fanghi attivi (es. sistemi di stabilizzazione del contatto e utilizzo di ossigeno puro) che consentono efficienze depurative superiori al 95% anche per effluenti industriali, ma richiedono controlli accurati ed elevati consumi energetici per l'approvvigionamento di ossigeno.

Filtri percolatori

Con questa tecnica i microrganismi non vengono tenuti in sospensione nell'acqua di scarico, ma aderiscono alla superficie di un materiale di riempimento su cui viene spruzzato il liquame. L'aria circola attraverso il materiale e fornisce l'ossigeno necessario senza alcun consumo di energia. A seconda del tipo di acque reflue e per aumentare l'efficienza, parte dell'acqua trattata viene ricircolata nella parte superiore del letto filtrante.

Laddove il terreno è disponibile, vengono utilizzati materiali di riempimento a basso costo di dimensioni adeguate (ad esempio, pietrisco, clinker e calcare) e, a causa del peso del letto, il filtro percolatore è generalmente costruito come una vasca di cemento alta 1 m solitamente interrata nel terreno. Se non c'è abbastanza terreno, i materiali da imballaggio leggeri più costosi come i materiali a nido d'ape in plastica ad alta velocità, con un massimo di 250 metri quadrati di superficie/metro cubo di materiale, vengono accatastati in torri di percolazione alte fino a 10 m.

Le acque reflue vengono distribuite sul letto filtrante tramite un meccanismo di sparging mobile o fisso e raccolte nel pavimento per essere eventualmente ricircolate verso l'alto e convogliate in una vasca di sedimentazione dove i fanghi formatisi possono depositarsi. Le aperture nella parte inferiore del filtro percolatore consentono la circolazione dell'aria attraverso il letto filtrante. Si ottengono efficienze di rimozione degli inquinanti dal 30 al 90%. In molti casi diversi filtri sono disposti in serie. Questa tecnica, che richiede poca energia ed è facile da usare, ha trovato un uso diffuso ed è consigliata nei casi in cui c'è disponibilità di terra, ad esempio nei paesi in via di sviluppo.

Biodischi

Una serie di dischi piatti di plastica montati parallelamente su un albero rotante orizzontale sono parzialmente immersi nelle acque reflue contenute in un serbatoio. Per effetto della rotazione il feltro biologico che ricopre i dischi viene messo in contatto con gli effluenti e l'ossigeno atmosferico. I fanghi biologici che si staccano dai biodischi rimangono in sospensione nelle acque reflue, e il sistema funge contemporaneamente da fango attivo e da sedimentatore. I biodischi sono adatti a fabbriche e comunità industriali di piccole e medie dimensioni, occupano poco spazio, sono facili da utilizzare, richiedono poca energia e hanno un'efficienza di rendimento fino al 90%.

Processi anaerobici

I processi anaerobici sono eseguiti da due gruppi di microrganismi:batteri idrolitici, che decompongono sostanze complesse (polisaccaridi, proteine, lipidi, ecc.) in acido acetico, idrogeno, anidride carbonica e acqua; e batteri metanogeni, che convertono queste sostanze in una biomassa (che può essere rimossa dal liquame trattato mediante sedimentazione) e in biogas contenente dal 65 al 70% di metano, il resto è costituito da anidride carbonica e ad alto potere calorifico.

Questi due gruppi di microrganismi, molto sensibili ai contaminanti tossici, agiscono contemporaneamente in assenza di aria a un valore di pH quasi neutro, alcuni richiedono una temperatura compresa tra 20 e 38^oC (batteri mesofili) e altri, più delicati, da 60 a 65^oC (batteri termofili). Il processo viene eseguito in calcestruzzo o acciaio agitato e chiuso digestori, dove la temperatura richiesta è mantenuta da termostati. Tipico è il processo di contatto, dove il digestore è seguito da una vasca di sedimentazione per separare i fanghi, che vengono parzialmente ricircolati al digestore, dall'acqua trattata.

I processi anaerobici non necessitano né di ossigeno né di energia per l'approvvigionamento di ossigeno e producono biogas, che può essere utilizzato come combustibile (bassi costi di esercizio). D'altra parte, sono meno efficienti dei processi aerobici (BOD residuo₅: da 100 a 1,500 mg/l), sono più lenti e più difficili da controllare, ma permettono di distruggere i microrganismi fecali e patogeni. Sono utilizzati per il trattamento di rifiuti forti, come fanghi di sedimentazione da fognature, fanghi in eccesso da fanghi attivi o trattamenti percolatori-filtranti e reflui industriali con BOD₅ fino a 30,000 mg/l (es. da distillerie, birrifici, zuccherifici, mattatoi e cartiere).

Processi terziari

I processi terziari più complessi e costosi si avvalgono di reazioni chimiche o specifiche tecniche chimico-fisiche o fisiche per rimuovere inquinanti idrosolubili non biodegradabili, sia organici (es. coloranti e fenoli) che inorganici (es. rame, mercurio, nichel, fosfati , fluoruri, nitrati e cianuri), soprattutto da acque reflue industriali, perché non possono essere rimossi da altri trattamenti. Il trattamento terziario consente inoltre di ottenere un elevato grado di depurazione dell'acqua e l'acqua così trattata può essere utilizzata come acqua potabile o per processi produttivi (generazione di vapore, impianti di raffreddamento, acque di processo per usi particolari). I processi terziari più importanti sono i seguenti.

Precipitazione

La precipitazione avviene in reattori realizzati con materiale idoneo e dotati di agitatori dove vengono aggiunti reagenti chimici a temperatura e pH controllati per trasformare l'inquinante in un prodotto insolubile. Il precipitato ottenuto sotto forma di fango viene separato con tecniche convenzionali dall'acqua trattata. Nelle acque reflue dell'industria dei fertilizzanti, ad esempio, i fosfati ei fluoruri vengono resi insolubili per reazione con la calce a temperatura ambiente ea pH alcalino; cromo (industria conciaria), nichel e rame (negozi galvanici) vengono precipitati come idrossidi a pH alcalino dopo essere stati ridotti con m-disolfito a pH 3 o inferiore.

Ossidazione chimica

L'inquinante organico viene ossidato con reagenti in reattori simili a quelli utilizzati per la precipitazione. La reazione viene generalmente continuata fino all'ottenimento di acqua e anidride carbonica come prodotti finali. I cianuri, ad esempio, vengono distrutti a temperatura ambiente aggiungendo ipoclorito di sodio e ipoclorito di calcio a pH alcalino, mentre i coloranti azoici e antrachinonici vengono decomposti mediante perossido di idrogeno e solfato ferroso a pH 4.5. Gli effluenti colorati dell'industria chimica contenenti dal 5 al 10% di sostanza organica non biodegradabile vengono ossidati a 200-300°C ad alta pressione in reattori realizzati con materiali speciali mediante insufflaggio di aria e ossigeno nel liquido (ossidazione a umido); a volte vengono utilizzati catalizzatori. Gli agenti patogeni rimasti nelle acque reflue urbane dopo il trattamento vengono ossidati mediante clorazione o ozonizzazione per rendere l'acqua potabile.

Assorbimento

Alcuni inquinanti (es. fenoli nelle acque reflue delle cokerie, coloranti nelle acque per uso industriale o potabile e tensioattivi) vengono efficacemente rimossi per assorbimento su polvere o granuli di carbone attivo che sono altamente porosi e hanno un'ampia superficie specifica (di 1000 m²/g o più). La polvere di carbone attivo viene aggiunta in quantità dosate all'acqua di scarico in serbatoi agitati e dopo 30-60 minuti la polvere esausta viene rimossa sotto forma di fango. Il carbone attivo granulato viene utilizzato in torri disposte in serie attraverso le quali passa l'acqua inquinata. Il carbonio esaurito viene rigenerato in queste torri, ovvero l'inquinante assorbito viene rimosso mediante trattamento chimico (ad esempio, i fenoli vengono lavati via con soda) o mediante ossidazione termica (ad esempio, coloranti).

Scambio ionico

Alcune sostanze naturali (es. zeoliti) o composti artificiali (es. Permutit e resine) scambiano, in maniera stechiometrica e reversibile, gli ioni ad esse legati con quelli contenuti, anche fortemente diluiti, nelle acque reflue. Rame, cromo, nichel, nitrati e ammoniaca, ad esempio, vengono rimossi dalle acque reflue mediante percolazione attraverso colonne riempite di resine. Quando le resine sono esaurite, vengono riattivate mediante lavaggio con soluzioni rigeneranti. I metalli vengono così recuperati in una soluzione concentrata. Questo trattamento, anche se costoso, è efficace e consigliabile nei casi in cui è richiesto un elevato grado di purezza (es. per acque reflue contaminate da metalli tossici).

Osmosi inversa

In casi particolari è possibile estrarre acqua di elevata purezza, potabile, da acque reflue diluite facendola passare attraverso membrane semipermeabili. Sul lato acque reflue della membrana gli inquinanti (cloruri, solfati, fosfati, coloranti, alcuni metalli) vengono lasciati come soluzioni concentrate che devono essere smaltite o trattate per il recupero. Le acque reflue diluite vengono sottoposte a pressioni fino a 50 bar in appositi impianti contenenti membrane sintetiche in acetato di cellulosa o altri polimeri. Il costo operativo di questo processo è basso e si possono ottenere efficienze di separazione superiori al 95%.

Trattamento dei fanghi

Rendere insolubili gli inquinanti durante il trattamento delle acque reflue comporta la produzione di notevoli quantità di fanghi (dal 20 al 30% della domanda chimica di ossigeno rimossa (COD) che è fortemente diluita (dal 90 al 99% di acqua)). Lo smaltimento di questi fanghi in modo accettabile per l'ambiente presuppone trattamenti con un costo fino al 50% di quelli necessari per la depurazione delle acque reflue. Le tipologie di trattamento dipendono dalla destinazione del fango, a sua volta dipendente dalle sue caratteristiche e dalle situazioni locali. I fanghi possono essere destinati a:

• concimazione o scarico in mare se sostanzialmente esente da sostanze tossiche e contenente composti azotati e fosforici (fanghi da trattamento biologico), mediante scarichi fissi, autocarri o chiatte

• discarica sanitaria in fosse scavate nel terreno, alternando strati di fango e terra. L'impermeabilizzazione delle torbe è necessaria se i fanghi contengono sostanze tossiche che possono essere dilavate dalle precipitazioni atmosferiche. Le fosse dovrebbero essere lontane dalle falde acquifere. I fanghi organici non stabilizzati vengono solitamente miscelati con il 10-15% di calce per ritardare la putrefazione.

• incenerimento in forni rotativi oa letto fluido se i fanghi sono ricchi di sostanze organiche e privi di metalli volatili; se necessario, viene aggiunto carburante e il fumo emesso viene purificato.

Il fango viene disidratato prima dello smaltimento per ridurne sia il volume che il costo del trattamento, e viene frequentemente stabilizzato per prevenirne la putrefazione e per rendere innocue le eventuali sostanze tossiche in esso contenute.

disidratazione

La disidratazione prevede un ispessimento preventivo in addensatori, simili a vasche di sedimentazione, dove il fango viene lasciato per 12-24 ore e perde parte dell'acqua che si raccoglie in superficie, mentre il fango addensato viene scaricato al di sotto. I fanghi ispessiti vengono disidratati, ad esempio, per separazione centrifuga o per filtrazione (sottovuoto o pressione) con apparecchiature tradizionali, oppure per esposizione all'aria in strati di 30 cm di spessore in letti di essiccamento fanghi costituiti da lagune rettangolari in cemento, circa 50 cm di profondità, con fondo in pendenza ricoperto da uno strato di sabbia per favorire il drenaggio dell'acqua. I fanghi contenenti sostanze colloidali devono essere preventivamente destabilizzati mediante coagulazione e flocculazione, secondo le tecniche già descritte.

Stabilizzazione

La stabilizzazione comprende la digestione e la disintossicazione. La digestione è un trattamento a lungo termine del fango durante il quale perde dal 30 al 50% della sua sostanza organica, accompagnato da un aumento del suo contenuto di sali minerali. Questi fanghi non sono più putrescibili, gli eventuali agenti patogeni vengono distrutti e la filtrabilità è migliorata. La digestione può essere di tipo aerobico quando il fango viene aerato per 8-15 giorni a temperatura ambiente in vasche di cemento, il processo è simile al trattamento con fanghi attivi. Può essere di tipo anaerobico se i fanghi vengono digeriti in impianti simili a quelli utilizzati per il trattamento anaerobico dei rifiuti, a 35-40°C per 30-40 giorni, con produzione di biogas. La digestione può essere di tipo termico quando il fango viene trattato con aria calda a 200÷250°C e ad una pressione superiore a 100 bar per 15÷30 minuti (combustione umida), oppure quando viene trattato, in assenza di aria, a 180°C ea pressione autogena, per 30-45 minuti.

La disintossicazione rende innocui i fanghi contenenti metalli (es. cromo, nichel e piombo), che vengono solidificati mediante trattamento con silicato di sodio e convertiti autotermicamente nei corrispondenti silicati insolubili.

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