Domingo, março 13 2011 14: 43

Questões ambientais e de saúde pública

Classifique este artigo
(Voto 1)

Adaptado de UNEP e IISI 1997 e um artigo inédito de Jerry Spiegel.

Devido ao grande volume e complexidade de suas operações e ao uso extensivo de energia e matérias-primas, a siderurgia, assim como outras indústrias “pesadas”, tem o potencial de causar impactos significativos ao meio ambiente e à população das comunidades próximas . A Figura 1 resume os poluentes e resíduos gerados por seus principais processos produtivos. Eles compreendem três categorias principais: poluentes atmosféricos, contaminantes de águas residuais e resíduos sólidos.

Figura 1. Fluxograma de poluentes e resíduos gerados por diferentes processos

IRO200F1

Historicamente, as investigações sobre o impacto da indústria siderúrgica na saúde pública têm se concentrado nos efeitos localizados nas áreas locais densamente povoadas nas quais a produção de aço está concentrada e particularmente em regiões específicas onde ocorreram episódios agudos de poluição do ar, como o Vales de Donora e Meuse, e o triângulo entre a Polônia, a ex-Tchecoslováquia e a ex-República Democrática Alemã (OMS 1992).

Poluentes do ar

Os poluentes atmosféricos das operações de produção de ferro e aço têm sido historicamente uma preocupação ambiental. Esses poluentes incluem substâncias gasosas, como óxidos de enxofre, dióxido de nitrogênio e monóxido de carbono. Além disso, partículas como fuligem e poeira, que podem conter óxidos de ferro, têm sido foco de controles. As emissões de fornos de coque e de subprodutos de fornos de coque têm sido uma preocupação, mas as melhorias contínuas na tecnologia de produção de aço e de controle de emissões durante as últimas duas décadas, juntamente com regulamentações governamentais mais rigorosas, reduziram significativamente essas emissões na América do Norte, Europa Ocidental e Japão. Estima-se que os custos totais de controle da poluição, mais da metade dos quais relacionados a emissões atmosféricas, variem de 1 a 3% dos custos totais de produção; as instalações de controle da poluição do ar têm representado cerca de 10 a 20% dos investimentos totais da planta. Esses custos criam uma barreira para a aplicação global de controles de última geração em países em desenvolvimento e para empresas economicamente marginais mais antigas.

Os poluentes atmosféricos variam de acordo com o processo específico, a engenharia e a construção da planta, as matérias-primas empregadas, as fontes e quantidades de energia necessárias, a extensão em que os produtos residuais são reciclados no processo e a eficiência dos controles de poluição. Por exemplo, a introdução da fabricação de aço de oxigênio básico permitiu a coleta e reciclagem de gases residuais de forma controlada, reduzindo as quantidades a serem esgotadas, enquanto o uso do processo de lingotamento contínuo reduziu o consumo de energia, resultando em uma redução de emissões. Isso aumentou o rendimento do produto e melhorou a qualidade.

Dióxido de enxofre

A quantidade de dióxido de enxofre, formado principalmente nos processos de combustão, depende principalmente do teor de enxofre do combustível fóssil empregado. Tanto o coque quanto o gás de coqueria usados ​​como combustíveis são as principais fontes de dióxido de enxofre. Na atmosfera, o dióxido de enxofre pode reagir com radicais de oxigênio e água para formar um aerossol de ácido sulfúrico e, em combinação com amônia, pode formar um aerossol de sulfato de amônio. Os efeitos na saúde atribuídos aos óxidos de enxofre não se devem apenas ao dióxido de enxofre, mas também à sua tendência de formar tais aerossóis respiráveis. Além disso, o dióxido de enxofre pode ser adsorvido em partículas, muitas das quais estão na faixa respirável. Tais exposições potenciais podem ser reduzidas não apenas pelo uso de combustíveis com baixo teor de enxofre, mas também pela redução da concentração de particulados. O aumento do uso de fornos elétricos diminuiu a emissão de óxidos de enxofre ao eliminar a necessidade de coque, mas isso repassou esse ônus de controle de poluição para as usinas geradoras de eletricidade. A dessulfuração do gás de coqueria é obtida pela remoção de compostos de enxofre reduzido, principalmente sulfeto de hidrogênio, antes da combustão.

Óxidos de nitrogênio

Como os óxidos de enxofre, os óxidos de nitrogênio, principalmente óxido de nitrogênio e dióxido de nitrogênio, são formados em processos de combustão de combustível. Eles reagem com oxigênio e compostos orgânicos voláteis (VOCs) na presença de radiação ultravioleta (UV) para formar ozônio. Eles também se combinam com a água para formar o ácido nítrico, que, por sua vez, se combina com a amônia para formar o nitrato de amônio. Estes também podem formar aerossóis respiráveis ​​que podem ser removidos da atmosfera por deposição úmida ou seca.

assunto particular

O material particulado, a forma mais visível de poluição, é uma mistura variada e complexa de materiais orgânicos e inorgânicos. A poeira pode ser soprada de pilhas de minério de ferro, carvão, coque e calcário ou pode entrar no ar durante o carregamento e transporte. Materiais grosseiros geram poeira quando são friccionados ou esmagados sob veículos. Partículas finas são geradas nos processos de sinterização, fundição e fusão, principalmente quando o ferro fundido entra em contato com o ar para formar óxido de ferro. Os fornos de coque produzem coque fino de carvão e emissões de alcatrão. Os efeitos potenciais à saúde dependem do número de partículas na faixa respirável, da composição química da poeira e da duração e concentração da exposição.

Reduções acentuadas nos níveis de poluição particulada foram alcançadas. Por exemplo, usando precipitadores eletrostáticos para limpar gases residuais secos na fabricação de aço com oxigênio, uma siderúrgica alemã diminuiu o nível de poeira emitida de 9.3 kg/t de aço bruto em 1960 para 5.3 kg/t em 1975 e para um pouco menos de 1 kg/t até 1990. O custo, no entanto, foi um aumento acentuado no consumo de energia. Outros métodos de controle da poluição particulada incluem o uso de depuradores úmidos, filtros de mangas e ciclones (que são eficazes apenas contra partículas grandes).

Os metais pesados

Metais como cádmio, chumbo, zinco, mercúrio, manganês, níquel e cromo podem ser emitidos de um forno como poeira, fumaça ou vapor ou podem ser adsorvidos por partículas. Efeitos na saúde, descritos em outras partes deste enciclopédia, dependem do nível e duração da exposição.

Emissões orgânicas

As emissões orgânicas das operações primárias de aço podem incluir benzeno, tolueno, xileno, solventes, PAHs, dioxinas e fenóis. A sucata de aço utilizada como matéria-prima pode conter diversas dessas substâncias, dependendo de sua origem e da forma como foi utilizada (por exemplo, tintas e outros revestimentos, outros metais e lubrificantes). Nem todos esses poluentes orgânicos são capturados pelos sistemas convencionais de limpeza de gases.

Radioatividade

Nos últimos anos, houve relatos de casos em que materiais radioativos foram inadvertidamente incluídos na sucata de aço. As propriedades físico-químicas dos nuclídeos (por exemplo, temperaturas de fusão e ebulição e afinidade pelo oxigênio) determinarão o que acontece com eles no processo de fabricação do aço. Pode haver uma quantidade suficiente para contaminar os produtos siderúrgicos, os subprodutos e os vários tipos de resíduos e, portanto, exigir uma limpeza e descarte dispendiosos. Há também a contaminação potencial dos equipamentos siderúrgicos, com consequente exposição potencial dos trabalhadores siderúrgicos. No entanto, muitas operações siderúrgicas instalaram detectores de radiação sensíveis para rastrear toda a sucata de aço comprada.

Dióxido de carbono

Embora não tenha efeito na saúde humana ou nos ecossistemas nos níveis atmosféricos habituais, o dióxido de carbono é importante devido à sua contribuição para o “efeito estufa”, que está associado ao aquecimento global. A indústria siderúrgica é uma grande geradora de dióxido de carbono, mais pelo uso do carbono como agente redutor na produção de ferro a partir do minério de ferro do que pelo seu uso como fonte de energia. Em 1990, por meio de uma variedade de medidas para redução da taxa de coque de alto-forno, recuperação de calor residual e economia de energia, as emissões de dióxido de carbono pela indústria siderúrgica foram reduzidas para 47% dos níveis de 1960.

ozono

O ozônio, um dos principais constituintes do smog atmosférico próximo à superfície da terra, é um poluente secundário formado no ar pela reação fotoquímica da luz solar sobre os óxidos de nitrogênio, facilitada em grau variável, dependendo de sua estrutura e reatividade, por uma variedade de VOCs . A principal fonte de precursores de ozônio são os escapamentos de veículos motorizados, mas alguns também são gerados por usinas de ferro e aço, bem como por outras indústrias. Como resultado das condições atmosféricas e topográficas, a reação do ozônio pode ocorrer a grandes distâncias de sua fonte.

Contaminantes de águas residuais

As siderúrgicas descarregam grandes volumes de água em lagos, rios e córregos, com volumes adicionais sendo vaporizados durante o resfriamento do coque ou do aço. As águas residuais retidas em tanques de retenção não vedados ou com vazamentos podem vazar e contaminar o lençol freático local e os córregos subterrâneos. Estes também podem ser contaminados pela lixiviação das águas pluviais através de pilhas de matérias-primas ou acumulações de resíduos sólidos. Os contaminantes incluem sólidos suspensos, metais pesados ​​e óleos e graxas. Mudanças de temperatura em águas naturais devido à descarga de água de processo de temperatura mais alta (70% da água de processo de fabricação de aço é usada para resfriamento) podem afetar os ecossistemas dessas águas. Consequentemente, o tratamento de resfriamento antes da descarga é essencial e pode ser obtido por meio da aplicação da tecnologia disponível.

Sólidos em suspensão

Os sólidos suspensos (SS) são os principais poluentes de origem hídrica descarregados durante a produção de aço. Eles compreendem principalmente óxidos de ferro da formação de incrustações durante o processamento; carvão, lodo biológico, hidróxidos metálicos e outros sólidos também podem estar presentes. Estes são amplamente não tóxicos em ambientes aquosos em níveis de descarga normais. A sua presença em níveis mais elevados pode levar à descoloração dos riachos, desoxigenação e assoreamento.

Os metais pesados

A água do processo siderúrgico pode conter altos níveis de zinco e manganês, enquanto as descargas das áreas de laminação a frio e revestimentos podem conter zinco, cádmio, alumínio, cobre e cromo. Esses metais estão naturalmente presentes no ambiente aquático; é a presença deles em concentrações mais altas do que o normal que gera preocupação com os efeitos potenciais nos seres humanos e nos ecossistemas. Essas preocupações são aumentadas pelo fato de que, ao contrário de muitos poluentes orgânicos, esses metais pesados ​​não se biodegradam em produtos finais inofensivos e podem se concentrar em sedimentos e tecidos de peixes e outras formas de vida aquática. Além disso, ao serem combinados com outros contaminantes (por exemplo, amônia, compostos orgânicos, óleos, cianetos, álcalis, solventes e ácidos), sua toxicidade potencial pode ser aumentada.

Óleos e graxas

Óleos e graxas podem estar presentes em águas residuais em ambas as formas solúveis e insolúveis. A maioria dos óleos pesados ​​e graxas são insolúveis e são removidos com relativa facilidade. Eles podem tornar-se emulsionados, no entanto, por contato com detergentes ou álcalis ou por serem agitados. Óleos emulsificados são rotineiramente usados ​​como parte do processo em moinhos a frio. Exceto por causar descoloração da superfície da água, pequenas quantidades da maioria dos compostos de óleo alifáticos são inócuos. Os compostos de óleo aromático monohídrico, no entanto, podem ser tóxicos. Além disso, os componentes do óleo podem conter substâncias tóxicas como PCBs, chumbo e outros metais pesados. Além da questão da toxicidade, a demanda biológica e química de oxigênio (DBO e DQO) dos óleos e outros compostos orgânicos pode diminuir o teor de oxigênio da água, afetando a viabilidade da vida aquática.

Resíduos sólidos

Grande parte dos resíduos sólidos produzidos na siderurgia é reaproveitável. O processo de produção do coque, por exemplo, dá origem a derivados do carvão, importantes matérias-primas para a indústria química. Muitos subprodutos (por exemplo, pó de coque) podem ser reintroduzidos nos processos de produção. A escória produzida quando as impurezas presentes no carvão e no minério de ferro se fundem e se combinam com a cal usada como fundente na fundição pode ser usada de várias maneiras: aterro para projetos de recuperação, construção de estradas e como matéria-prima para usinas de sinterização que fornecem altos-fornos. O aço, independentemente do grau, tamanho, uso ou tempo de serviço, é totalmente reciclável e pode ser reciclado repetidamente sem qualquer degradação de suas propriedades mecânicas, físicas ou metalúrgicas. A taxa de reciclagem é estimada em 90%. A Tabela 1 apresenta uma visão geral do grau em que a indústria siderúrgica japonesa alcançou a reciclagem de materiais residuais.

Tabela 1. Resíduos gerados e reciclados na produção de aço no Japão

 

Geração (A)
(1,000 toneladas)

Aterro (B)
(1,000 toneladas)

Reuso
(A-B/A) %

Escória

Alto-fornos
Fornos básicos de oxigênio
Fornos elétricos a arco
Subtotal

24,717
9,236
2,203
36,156

712
1,663
753
3,128

97.1
82.0
65.8
91.3

Dust

4,763

238

95.0

lodo

519

204

60.7

Óleo usado

81

   

Total

41,519

3,570

91.4

Fonte: IISI 1992.

Conservação de Energia

A conservação de energia é desejável não apenas por razões econômicas, mas também para reduzir a poluição em instalações de fornecimento de energia, como concessionárias de energia elétrica. A quantidade de energia consumida na produção de aço varia muito com os processos utilizados e a mistura de sucata e minério de ferro na matéria-prima. A intensidade energética das usinas baseadas em sucata dos Estados Unidos em 1988 foi em média de 21.1 gigajoules por tonelada, enquanto as usinas japonesas consumiram cerca de 25% menos. Uma usina modelo baseada em sucata do International Iron and Steel Institute (IISI) exigia apenas 10.1 gigajoules por tonelada (IISI 1992).

Os aumentos no custo da energia estimularam o desenvolvimento de tecnologias que economizam energia e materiais. Gases de baixa energia, como gases subprodutos produzidos nos processos de alto-forno e coqueria, são recuperados, limpos e utilizados como combustível. O consumo de coque e combustível auxiliar pela indústria siderúrgica alemã, que era em média de 830 kg/tonelada em 1960, foi reduzido para 510 kg/tonelada em 1990. A siderurgia japonesa conseguiu reduzir sua participação no consumo total de energia japonesa de 20.5% em 1973 para cerca de 7% em 1988. A indústria siderúrgica dos Estados Unidos fez grandes investimentos em conservação de energia. A fábrica média reduziu o consumo de energia em 45% desde 1975 por meio de modificação de processo, nova tecnologia e reestruturação (as emissões de dióxido de carbono caíram proporcionalmente).

Enfrentando o Futuro

Tradicionalmente, os governos, as associações comerciais e as indústrias individuais abordam as questões ambientais de forma específica da mídia, lidando separadamente, por exemplo, com problemas de ar, água e descarte de resíduos. Embora útil, isso às vezes apenas transferiu o problema de uma área ambiental para outra, como no caso do dispendioso tratamento de águas residuais que deixa o problema subsequente de descarte do lodo de tratamento, que também pode causar séria poluição das águas subterrâneas.

Nos últimos anos, no entanto, a indústria siderúrgica internacional abordou esse problema por meio do Controle Integrado da Poluição, que se desenvolveu na Gestão Total do Risco Ambiental, um programa que analisa todos os impactos simultaneamente e aborda as áreas prioritárias de forma sistemática. Um segundo desenvolvimento de igual importância tem sido o foco na ação preventiva em vez da ação corretiva. Isso aborda questões como localização da planta, preparação do local, layout e equipamento da planta, especificação das responsabilidades de gerenciamento do dia-a-dia e a garantia de pessoal e recursos adequados para monitorar a conformidade com os regulamentos ambientais e relatar os resultados às autoridades apropriadas.

O Centro de Indústria e Meio Ambiente, criado em 1975 pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), visa incentivar a cooperação entre as indústrias e os governos, a fim de promover o desenvolvimento industrial ambientalmente saudável. Seus objetivos incluem:

  • incentivo à incorporação de critérios ambientais nos planos de desenvolvimento industrial
  • facilitação da implementação de procedimentos e princípios para a proteção do meio ambiente
  • promoção do uso de técnicas seguras e limpas
  • estímulo à troca de informações e experiências em todo o mundo.

 

O PNUMA trabalha em estreita colaboração com o IISI, a primeira associação industrial internacional dedicada a uma única indústria. Os membros do IISI incluem empresas produtoras de aço de propriedade pública e privada e associações nacionais e regionais da indústria siderúrgica, federações e institutos de pesquisa nos 51 países que, juntos, respondem por mais de 70% da produção mundial total de aço. O IISI, muitas vezes em conjunto com o PNUMA, produz declarações de políticas e princípios ambientais e relatórios técnicos como aquele no qual grande parte deste artigo foi baseado (UNEP e IISI 1997). Juntos, eles estão trabalhando para abordar os fatores econômicos, sociais, morais, pessoais, gerenciais e tecnológicos que influenciam o cumprimento dos princípios, políticas e regulamentos ambientais.

 

Voltar

Leia 19796 vezes Última modificação em sábado, 27 de agosto de 2011 18:33

" ISENÇÃO DE RESPONSABILIDADE: A OIT não se responsabiliza pelo conteúdo apresentado neste portal da Web em qualquer idioma que não seja o inglês, que é o idioma usado para a produção inicial e revisão por pares do conteúdo original. Algumas estatísticas não foram atualizadas desde a produção da 4ª edição da Enciclopédia (1998)."

Conteúdo

Referências de ferro e aço

Constantino, JP, CK Redmond e A Bearden. 1995. Risco de câncer ocupacionalmente relacionado entre trabalhadores de fornos de coque: 30 anos de acompanhamento. J Occup Env Med 37:597-603.

Cullen, MR, JR Balmes, JM Robins e GJ Walker Smith. 1981. Pneumonia lipóide causada pela exposição à névoa de óleo de um laminador de aço em tandem. Am J Ind Med 2:51–58.

Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (IARC). 1984. Monografias 1984. 34:101–131.

Instituto Internacional de Ferro e Aço (IISI). 1992. Controle Ambiental na Indústria Siderúrgica. Documentos preparados para a Conferência Mundial ENCOSTEEL de 1991, Bruxelas.

Organização Internacional do Trabalho (OIT). 1992. Desenvolvimentos Recentes na Indústria de Ferro e Aço. Relatório l. Genebra: OIT.

Johnson, A, CY Moira, L MacLean, E Atkins, A Dybuncio, F Cheng e D Enarson. 1985. Anormalidades respiratórias entre trabalhadores da indústria siderúrgica. Br J Ind Med 42:94–100.

Kronenberg, RS, JC Levin, RF Dodson, JGN Garcia e DE Grifith. 1991. Doença relacionada ao amianto em funcionários de uma siderúrgica e de uma fábrica de garrafas de vidro. Ann NY Acad Sci 643:397–403.

Lydahl, E e B Philipson. 1984. Radiação infravermelha e catarata. 1. Investigação epidemiológica dos trabalhadores da siderurgia. Acta Ophthalmol 62:961–975.

McShane, DP, ML Hyde e PW Alberti. 1988. Prevalência de zumbido em requerentes de indenização por perda auditiva industrial. Clinical Otorrinolaringologia 13:323–330.

Pauline, MB, CB Hendriek, TJH Carel e PK Agaath. 1988. Distúrbios nas costas em operadores de guindastes expostos à vibração de corpo inteiro. Int Arch Occup Environ Health 1988:129-137.

Steenland, K, T Schnoor, J Beaumont, W Halperin e T Bloom. 1988. Incidência de câncer de laringe e exposição a névoas ácidas. Br J Ind Med 45:766–776.

Thomas, PR e Clarke D. 1992. Vibração, dedo branco e contratura de Dupuytren: eles estão relacionados? Occup Med 42(3):155–158.

Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA). 1986. Diretrizes para Gestão Ambiental de Siderúrgicas. Paris: PNUMA.

Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA) e Instituto do Aço (IISI). 1997. Siderurgia e Meio Ambiente: Questões Técnicas e Gerenciais. Relatório Técnico No. 38. Paris e Bruxelas: UNEP e IISI.

Wennberg, A, A Iregren, G Strich, G Cizinsky, M Hagman e L Johansson. Exposição ao manganês em fundições de aço, um perigo para a saúde do sistema nervoso. Scand J Work Environ Health 17: 255–62.

Comissão de Saúde da Organização Mundial da Saúde (OMS). 1992. Relatório do Painel sobre Indústria e Saúde. Genebra: OMS.