Impacte de la utilització de combustibles alternatius en fàbriques de ciment sobre la salut humana

Abstract

La producció de ciment és un procés d’alta demanda energètica i, en conseqüència, emet una gran quantitat de CO2 a l’atmosfera. Per reduir aquestes emissions, la indústria del ciment, entre altres estratègies, està substituint parcialment els combustibles fòssils tradicionals per combustibles alternatius, com fangs de depuradora i combustibles derivats de residus (CDR). Altres avantatges de la utilització de combustibles alternatius són: (1) Estalvi de combustibles fòssils no renovables; (2) Combustible més barat per les plantes de ciment; i (3) Solució al problema de la gestió de residus. Malgrat que la revalorització energètica dels residus no reciclables en fàbriques de ciment és una pràctica freqüent en països mediambientalment desenvolupats, les instal•lacions que utilitzen combustibles alternatius generen preocupació. Aquesta preocupació és especialment intensa quan les plantes es troben a prop de zones poblades, tenint en compte que els nuclis habitats es podrien veure directament afectats per possibles canvis en les emissions de les plantes de ciment. El principal objectiu d’aquesta tesi ha estat avaluar l’impacte sobre la salut humana deguda a l’exposició a dibenzo-p-dioxines policlorades i dibenzofuranspoliclorats (PCDD/Fs), As i metalls (Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Sn, Tl, V i Zn) al voltant de les fàbriques de ciment que estan utilitzant combustibles alternatius. Per tal d’avaluar aquest impacte es van dissenyar diverses campanyes de monitorització ambiental al voltant de quatre plantes de ciment ubicades a Catalunya. Es poden extreure algunes conclusions a partir dels casos d’estudi avaluats en les plantes de ciment de Catalunya: (1) Els riscs per a la salut humana deguts a l’exposició a metalls i PCDD/Fs són acceptables segons els estàndards nacionals i internacionals al voltant de les plantes de ciment. (2) No es van detectar diferències estadísticament significatives en els nivells de riscs cancerígens i no cancerígens per cada planta, en funció de la utilització de combustible alternatiu o de l’estat operacional en les fàbriques de ciment. (3) Les emissions de les plantes de ciment no semblen tenir una influència significativa en els nivells ambientals. Així ho van assenyalar els resultats, quan una de les plantes estudiades va cessar la seva activitat. Altres fonts emissores semblen ser més importants sobre els nivells ambientals de contaminants que la planta de ciment. Aquests resultats estan en concordança amb els estudis d’emissions de xemeneia trobats en la bibliografia científica.

La producción de cemento es un proceso de alta demanda energética y, en consecuencia, emite una gran cantidad de CO2 a la atmósfera. Para reducir estas emisiones, la industria del cemento, entre otras estrategias, está sustituyendo parcialmente los combustibles fósiles tradicionales por combustibles alternativos, como lodos de depuradora y combustibles derivados de residuos (CDR). Otras ventajas de la utilización de combustibles alternativos son: (1) Ahorro de combustibles fósiles no renovables; (2) Combustible más barato para las plantas de cemento, y (3) Solución al problema de la gestión de los residuos. A pesar de que la revalorización energética de los residuos no reciclables en fábricas de cemento es una práctica frecuente en países medioambientalmente desarrollados, las instalaciones que utilizan combustibles alternativos generan preocupación. Esta preocupación es especialmente intensa cuando las plantas se encuentran cerca de zonas pobladas, teniendo en cuenta que los núcleos habitados podrían verse directamente afectados por posibles cambios en las emisiones de las plantas de cemento. El principal objetivo de esta tesis ha sido evaluar el impacto sobre la salud humana debida a la exposición a dibenzo-p-dioxinas policloradas y dibenzofuranospoliclorados (PCDD/Fs), As y metales (Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Sn, Tl, V y Zn) alrededor de las plantas de cemento que están utilizando combustibles alternativos. Para evaluar este impacto se diseñaron campañas de monitoreo ambiental alrededor de cuatro plantas de cemento ubicadas en Cataluña. Se pueden extraer algunas conclusiones a partir de los casos de estudio evaluados en las plantas de cemento de Cataluña: (1) Los riesgos para la salud humana debidos a la exposición a metales y PCDD/Fs son aceptables según los estándares nacionales e internacionales alrededor de las plantas de cemento. (2) No se detectaron diferencias estadísticamente significativas en los niveles de riesgos cancerígenos y no cancerígenos por cada planta, en función de la utilización de combustible alternativo o del estado operacional de las fábricas de cemento. (3) Las emisiones de las plantas de cemento no parecen tener una influencia significativa en los niveles ambientales. Así lo señalaron los resultados, cuando una de las plantas estudiadas paró su actividad. Otras fuentes emisoras parecen ser más importantes sobre los niveles ambientales de contaminantes que la planta de cemento. Estos resultados están en concordancia con los estudios de emisiones de chimenea encontrados en la bibliografía científica.

Cement production is a high energy demand process, therefore emits a large amount of CO2 to atmosphere. To reduce these emissions, the cement industry, among other strategies, is partially replacing traditional fossil fuels by alternative fuels, such as sewage sludge and refuse-derived fuel (RDF). Other advantages of alternative fuels implementation are: (1) saving non-renewable fossil fuels; (2) cheaper fuel for cement plants; and (3) solution to waste management problem. Although energy recovery of non-recyclable waste in cement plants is a common practice in environmentally developed countries, facilities that use alternative fuels still generate concern. This concern is especially great where cement plants are located near populated areas, taking into account that the population could be directly affected by any changes in emissions. The main objective of this thesis was to evaluate the impact on human health due to exposure to dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (PCDD/Fs), As and metals (Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Sn, Ti, V and Zn) around cement plants that are using alternative fuels. To evaluate this impact, several environmental monitoring campaigns were designed around four cement plants located in Catalonia (North-East Spain). Some conclusions are drawn from the Catalan cement plants evaluated: (1) Human health risks due the exposure to metals and PCDD/Fs are acceptable according to national and international standards around each cement plants. (2) There were no statistically significant differences in the carcinogenic and non-carcinogenic risks for each plant, depending on the alternative fuel use or the operational status of cement plant. (3) The emissions from cement plants do not seem to have a significant influence on the environmental levels. This was observed when one of the studied plants stopped their activity. Otherspollutants sources seem to be more important on environmental levels that the cement plant. These results are consistent with stack emissions studies found in the scientific literature.