Emissão de partículas na produção tradicional de carvão vegetal e o seu impacto na saúde

Abstract

O presente trabalho propõe-se investigar e caracterizar as emissões, quer de material particulado, quer gasoso, relativas à produção tradicional de carvão vegetal, a partir de amostras recolhidas ao longo de um ciclo de produção numa carvoaria do distrito de Portalegre, Portugal. Amostras foram colhidas na pluma, junto à saída da chaminé, em sacos de teflon para caracterização da composição gasosa e as partículas por filtração em filtros de quartzo, com recurso a diferentes técnicas analíticas. A caracterização deste tipo de emissões é desconhecida, tornando esta investigação importante para compreender os reais impactos associados a esta produção. A composição dos gases foi determinada por cromatografia gasosa, enquanto as amostras particuladas (PM10, PM2.5) foram submetidas a diferentes técnicas de extração, após prévia determinação gravimétrica, de modo a conhecer os seus vários constituintes orgânicos e inorgânicos. Os ciclos de produção de carvão apresentam condições muito variáveis, que se vão refletir na composição e quantidade de gases e partículas produzidos e emitidos ao longo do processo. A concentração de PM10 e PM2.5 na pluma foi calculada, variando entre 0,01 e 0,029 g/m³, e 0,004 e 0,29 g/m³, respetivamente; a concentração respetiva na chaminé, estimada pelo fator de diluição com base na razão da concentração de CO2 na chaminé e na pluma foi de 0,14 e 113,1 g/m³ para PM10 e 0,33 e 19,59 g/m3 para PM2.5. Todos os dados calculados em relação à composição do material particulado, relativamente a carbono, HPA’s (hidrocarbonetos Policíclicos aromáticos), compostos alifáticos, açúcares e iões, são representados em termos de percentagem da massa total das partículas, de forma que fatores de diluição não interferissem na comparação de dados. Foram feitas correlações lineares entre os diferentes compostos, bem como o cálculo do Índice BaPE, referente ao risco de cancro relativo à exposição excessiva de HPA's, em que o valor limite de 1,0 ng/m³ foi ultrapassado, chegando, em alguns dias, a atingir valores de 700 ng/m³. Estas emissões podem ser prejudiciais para a saúde dos trabalhadores, e eventualmente para populações vizinhas deste tipo de unidades de produção de carvão vegetal.

The present work proposes to investigate and characterize the emissions, whether of particulate material or gaseous, related to the traditional production of charcoal, from samples collected during a production cycle in a charcoal factory in the district of Portalegre, Portugal. Samples were collected from the plume, near the chimney outlet, in Teflon bags to characterize the gaseous composition and particles by filtration in quartz filters, using different analytical techniques. The characterization of this type of emissions is unknown, making this investigation important to understand the real impacts associated with this production. The composition of the gases was determined by gas chromatography, while the particulate samples (PM10, PM2.5) were subjected to different extraction techniques, after prior gravimetric determination, in order to discover their various organic and inorganic constituents. Coal production cycles have very variable conditions, which will be reflected in the composition and quantity of gases and particles produced and emitted throughout the process. The concentration of PM10 and PM2.5 in the plume was calculated, ranging between 0,01 and 0,029 g/m³, and 0,004 and 0,29 g/m³, respectively; the respective concentration in the chimney, estimated by the dilution factor based on the ratio of the concentration of CO2 in the chimney and plume, was 0,14 and 113,1 g/m³ for PM10 and 0,33 and 19,59 g/m³ for PM2.5. All data calculated in relation to the composition of the particulate material, with respect to carbon, PAH's (Polycyclic aromatic hydrocarbons), aliphatic compounds, sugars and ions, are represented in terms of percentage of the total mass of the particles, so that dilution factors do not interfere in data comparison. Linear correlations were made between the different compounds, as well as the calculation of the BaPE Index, referring to the risk of cancer related to excessive exposure to HPA's, in which the threshold value of 1,0 ng/m3 was exceeded, reaching, in a few days, reaching values of 700 ng/m³. These emissions can be harmful to the health of workers, and eventually to neighboring populations of this type of charcoal production units.