Lagoa de cinzas - Ash pond

Uma usina movida a carvão com represas de superfície

Uma lagoa de cinzas , também chamada de bacia de cinzas de carvão ou represamento de superfície , é uma estrutura projetada usada em usinas de combustível fóssil para o descarte de dois tipos de produtos de combustão de carvão : cinzas profundas e cinzas volantes . O tanque é utilizado como aterro para evitar a liberação de cinzas para a atmosfera. Embora o uso de tanques de cinzas em combinação com controles de poluição do ar (como lavadores úmidos ) diminua a quantidade de poluentes transportados pelo ar, as estruturas representam sérios riscos à saúde do meio ambiente.

Os tanques de cinzas usam a gravidade para eliminar grandes partículas (medidas como sólidos suspensos totais ) das águas residuais da usina . Esta tecnologia não trata poluentes dissolvidos. Os tanques geralmente não foram construídos como aterros sanitários e, portanto, os produtos químicos nas cinzas podem vazar para as águas subterrâneas e superficiais, acumulando-se na biomassa do sistema.

Nos Estados Unidos, os padrões federais de projeto para tanques de cinzas foram reforçados em 2015, embora várias disposições dos novos regulamentos estejam suspensas em 2020, pendentes de litígios em andamento.

Desenho de lagoa

Os tanques de cinzas são geralmente formados usando um aterro em anel para encerrar o local de descarte. Os aterros são projetados usando parâmetros de projeto semelhantes às barragens de aterro , incluindo construção zoneada com núcleos de argila . O processo de design é focado principalmente em lidar com infiltração e garantir a estabilidade do declive.

A falha do aterro de terra de uma lagoa pode causar derramamento de cinzas em terras e rios adjacentes, com sérios danos ambientais, conforme evidenciado no derramamento da Fábrica de Fósseis de Kingston em 2008 no Tennessee e no derramamento de cinzas de carvão em Dan River em 2014 na Carolina do Norte.

Métodos de descarte

A disposição úmida de cinzas em tanques de cinzas é o método mais comum de disposição de cinzas, mas outros métodos incluem a disposição seca em aterros sanitários . Freqüentemente, as cinzas manuseadas a seco são recicladas em materiais de construção úteis. O descarte úmido tem sido preferido devido a razões econômicas, mas o aumento das preocupações ambientais com relação ao lixiviado de lagoas diminuiu a popularidade do descarte úmido. O método úmido consiste em construir um grande "tanque" e enchê-lo com lama de cinzas volantes , permitindo que a água drene e evapore da cinza volante ao longo do tempo.

O lixiviado das cinzas volantes pode conter metais pesados além dos padrões permitidos dos EUA de acordo com a Lei de Conservação e Recuperação de Recursos (RCRA). O fluxo de água através das cinzas volantes e no lençol freático é controlado pelo uso de camadas de argila de baixa permeabilidade e valas / paredes isoladas. As argilas de baixa permeabilidade têm permeabilidade da ordem de 10 -7  cm / s. Os fluxos verticais através da fundação são controlados pela localização de tanques de cinzas volantes em áreas de argila espessa ou camadas de rocha que fornecem permeabilidade adequadamente baixa através da base do tanque. Áreas com alta permeabilidade sub-superficial podem ser melhoradas importando argila adequada. Os fluxos horizontais através do aterro são controlados usando zonas de argila dentro do aterro. Trincheiras e paredes cortadas são usadas para conectar as zonas de argila do aterro e as camadas de argila da fundação. Trincheiras cortadas são valas que são cavadas na camada de subsuperfície de baixa permeabilidade selecionada e preenchidas com argila para inserir a zona de argila de aterro na subsuperfície. As valas de corte são geralmente usadas quando a (s) camada (s) de fundação de baixa permeabilidade estão próximas à superfície. As paredes cortadas são semelhantes às trincheiras cortadas, mas geralmente são muito mais profundas e estreitas e usam lama ou argamassa em vez de argila.

Impactos na saúde e no meio ambiente

Nem todas as substâncias presentes no carvão queimam e, portanto, o material não combustível está presente em quantidades mais concentradas nas cinzas de carvão do que no próprio carvão. As substâncias comumente encontradas nas cinzas de carvão incluem arsênio , bário , berílio , boro , cádmio , níquel , chumbo , mercúrio , molibdênio , selênio e tálio . Níveis elevados de radioatividade também podem estar presentes. Muitas dessas substâncias, especialmente metais pesados, podem ter efeitos negativos em humanos quando ingeridas. Por causa da biomagnificação , a concentração de produtos químicos indesejados em animais pode aumentar uma cadeia alimentar (de forma semelhante ao mercúrio no atum). As cinzas de carvão, um produto da combustão, concentram esses elementos e podem contaminar as águas subterrâneas ou superficiais se houver vazamentos de um tanque de cinzas.

Nos Estados Unidos, as cinzas de carvão são o principal componente do fluxo de resíduos industriais do país. Em 2012, aproximadamente 60 por cento das cinzas de carvão dos EUA foram descartadas em represas e aterros sanitários. Os EUA tinham 310 aterros sanitários ativos no local em 2012, com média de mais de 120 acres de tamanho com uma profundidade média de mais de 40 pés, e mais de 735 represas de superfície no local ativos, com média de mais de 50 acres de tamanho com uma profundidade média de 20 pés. Em 2017, 38,2 milhões de toneladas curtas (34,7 × 10 6  t) de cinzas volantes e 9,7 milhões de toneladas curtas (8,8 × 10 6  t) de cinzas profundas foram geradas. ^^

Um relatório de 2019 do Projeto de Integridade Ambiental afirma que, para as usinas movidas a carvão dos EUA com dados de monitoramento disponíveis, 91% delas contaminaram as águas subterrâneas com "níveis inseguros de poluentes tóxicos".

Um consultor de justiça ambiental da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) afirmou que o aumento da exposição a tóxicos de tanques de cinzas terá efeitos adversos desproporcionais à saúde em comunidades de baixa renda e minorias.

Regulamentação em diferentes países

Estados Unidos

Nos Estados Unidos, devido a poucos regulamentos federais e estaduais relativos a tanques de cinzas, a maioria das usinas de energia não usa geomembranas , sistemas de coleta de chorume ou outros controles de fluxo frequentemente encontrados em aterros de resíduos sólidos municipais . Em 1980, o Congresso dos Estados Unidos definiu as cinzas de carvão como um "resíduo especial" que não seria regulamentado pelos rígidos requisitos de permissão de resíduos perigosos do RCRA. Em 2000, a EPA declarou que as cinzas volantes de carvão não precisavam ser regulamentadas como resíduos perigosos.

Após uma falha em 2008 que causou o derramamento de cinza volante de carvão da Usina Fóssil de Kingston da Tennessee Valley Authority , a EPA começou a desenvolver regulamentos que se aplicariam a todos os tanques de cinzas nos EUA.

A EPA publicou um regulamento de Resíduos de Combustão de Carvão (CCR) em 2015. A agência continuou a classificar as cinzas de carvão como não perigosas (evitando assim requisitos de permissão estritos sob o Subtítulo C da RCRA ), mas com novas restrições:

  1. Os tanques de cinzas existentes que estão contaminando as águas subterrâneas devem parar de receber CCR e fechar ou reformar com um forro.
  2. Os tanques de cinzas e aterros sanitários existentes devem cumprir as restrições estruturais e de localização, quando aplicável, ou fechar.
  3. Uma lagoa que não recebe mais CCR ainda está sujeita a todas as regulamentações, a menos que seja desidratada e coberta até 2018.
  4. Novos tanques e aterros devem incluir um forro de geomembrana sobre uma camada de solo compactado.

Algumas das disposições do regulamento CCR de 2015 foram contestadas em litígio, e o Tribunal de Apelações dos Estados Unidos para o Circuito do Distrito de Colúmbia requereu certas partes do regulamento à EPA para posterior regulamentação.

A EPA também publicou um regulamento de diretrizes de efluentes (águas residuais) em 2015 de acordo com a Lei da Água Limpa . O regulamento limita as descargas de metais tóxicos de usinas de energia, incluindo tanques de cinzas e outros fluxos de resíduos. A Agência estimou que a regulamentação reduziria as descargas de metais da indústria em 1,4 bilhão de libras anuais. Em outubro de 2020, a EPA publicou uma regra final que reverte algumas disposições do regulamento de águas residuais de 2015. O regulamento revisado estende o prazo de conformidade para algumas usinas de energia e isenta algumas outras completamente dos requisitos mais rigorosos de 2015. A regra de 2020 foi contestada em litígio. Em agosto de 2021, a EPA anunciou que planeja publicar uma regra proposta no outono de 2022 que abordaria a regra de 2020 e fortaleceria as limitações de águas residuais.

A EPA publicou uma regra RCRA proposta em 14 de agosto de 2019 que usaria critérios baseados em localização, em vez de um limite numérico (ou seja, represamento ou tamanho do aterro) que exigiria que um operador demonstrasse impacto ambiental mínimo para que um site pudesse permanecer em operação.

Após uma prisão preventiva, a EPA publicou sua regra final "CCR Parte A" em 28 de agosto de 2020, exigindo que todos os tanques de cinzas sem revestimento sejam reformados com revestimentos ou fechem até 11 de abril de 2021. Algumas instalações podem se inscrever para obter tempo adicional - até 2028- para encontrar alternativas para o gerenciamento de resíduos de cinzas antes de fechar seus reservatórios de superfície. A EPA publicou sua regra "" CCR Parte B "em 12 de novembro de 2020, que permite que certas instalações usem um revestimento alternativo, com base em uma demonstração de que a saúde humana e o meio ambiente não serão afetados. Mais litígios sobre o regulamento CCR estão pendentes, pois de 2021.

Holanda

Lagoas de cinzas não são permitidas na Holanda, pois são um tipo de aterro sanitário. Em vez disso, todas as cinzas de carvão são recicladas na Holanda.

Remediação

As opções de remediação incluem "tamponamento, desidratação e / ou estabilização, consolidação em um novo aterro, descarte fora do local, conversão em áreas úmidas ou qualquer combinação dessas opções."

Existem algumas iniciativas, como uma iniciativa de 2015 da Duke Energy , para escavar tanques de cinzas existentes para reduzir os efeitos ambientais das usinas de energia a carvão no ambiente circundante.

Veja também

Referências

links externos