Valutazioni sull incenerimento dei rifiuti sanitari Riassunto Summary 1. Introduzione

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1 Valutazioni sull incenerimento dei rifiuti sanitari Gaetano Settimo Alessandra De Folly D Auris**, Giuseppe Viviano* * Istituto Superiore di Sanità, Dip. Ambiente e Prevenzione Primaria ** Dottorando Università La Sapienza, Roma Riassunto Alcune frazioni di rifiuti sanitari, pericolose a rischio infettivo, necessitano dell utilizzo di impianti di incenerimento; la loro produzione media per posto letto occupato si può stimare tra 0,5 e 2,5 kg. Una delle principali problematiche nell ambito del controllo delle emissioni da impianti di incenerimento rimane quella della presenza di mercurio nei rifiuti sanitari, principalmente le amalgama dentali. Vista la difficoltà di attuare una separazione a monte di tali prodotti il contenimento delle emissioni è affidato alle tecnologie di abbattimento. Risulta tuttavia necessaria una differenziazione dei rifiuti all origine, ovvero all interno delle stesse strutture ospedaliere, al fine di migliorare le emissioni in atmosfera e nei residui da avviare a discarica. Summary Several fractions of clinical waste, considered dangerous for infectious risk, must be eliminated by incinerator plants. The production of this waste it is evaluated from 0,5 to 2,5 kg for each engaged bed in the hospital. Presence of mercury in clinical waste (dental amalgam, disinfectants. etc.) is one of the most important problems in emissions control. Initial separation of these products is more difficult, so the emissions control is only based on control technologies; a differentiation of waste to the origin is still necessary to improve the atmospherics emissions and the residues to send to landfill. 1. Introduzione Le attività delle strutture sanitarie, per la loro peculiarità, comportano un sempre maggiore uso di materiali monouso e, conseguentemente, un costante aumento nella produzione di rifiuti sanitari di vario tipo. Già nel decennio scorso si stimava una produzione generale di rifiuti fino ad una decina di kg/degente/giorno, con una composizione merceologica costituita per la maggior parte da rifiuti assimilabili agli urbani. Tale valutazione risulta complessa considerando le diverse specializzazioni cliniche esistenti; a seconda della struttura vengono indicate produzioni di rifiuti sanitari (RS) da avviare all incenerimento di 0,5 2,5 kg/d per posto letto occupato [1]. Dati relativi ad una provincia italiana indicano una produzione media, considerando tutte le tipologie di strutture sanitarie, di 0,80 chilogrammi per giorno per posto letto occupato (kg/d/plo), con valori di 0,68 kg/d/plo per le strutture più piccole fino a 1,73 kg/d/plo, per le strutture più grandi [2]. Uno studio effettuato in Portogallo su 300 ospedali, rappresentativi della situazione nazionale, ha indicato una produzione media di rifiuti di 3,9 kg/d/plo. Applicando in tali strutture una raccolta differenziata, la quantità media di rifiuti da avviare all incenerimento e quella a rischio biologico rappresentava circa il 51 % del totale [3].

2 Considerando i dati relativi all anno 2005, gli istituti di cura in attività sul territorio nazionale sono di cui il 55% pubblici e il 45% privati accreditati; la disponibilità di posti letto risulta essere di circa unità per degenza ordinaria e unità per day-hospital. La distribuzione sul territorio nazionale, in rapporto agli abitanti, risulta disomogenea, con un massimo nella regione Lazio e un minimo nella regione Puglia. Tale situazione si riflette quindi anche sulla produzione di RS. Se si considera una occupazione media di circa l ottanta per cento e una produzione di RS di circa 0,5 kg/d per posto letto occupato, si può stimare una produzione di circa t/anno di RS che necessitano di essere smaltiti. Tale valore risulta in buon accordo con i dati, relativi all anno2004, che indicano un incenerimento di RS di circa t/anno [4]. Con il DPR 15 luglio 2003, n. 254 Regolamento recante disciplina della gestione dei rifiuti sanitari a norma dell articolo 24 della legge 31 luglio 2002, n. 179 è stata aggiornata la disciplina di settore, definendo: - rifiuti sanitari pericolosi; - rifiuti sanitari assimilati agli urbani; - rifiuti sanitari pericolosi non a rischio infettivo; - rifiuti sanitari pericolosi a rischio infettivo; - rifiuti sanitari che richiedono particolari modalità di smaltimento; - rifiuti da esumazioni e da estumulazioni, nonchè rifiuti derivanti da altre attività cimiteriali, esclusi i rifiuti vegetali provenienti da aree cimiteriali; - rifiuti speciali prodotti al di fuori delle strutture sanitarie, che come rischio risultano analoghi ai rifiuti pericolosi a rischio infettivo, con l esclusione degli assorbenti igienici. Questo porta ad avere la necessità di attivare una raccolta differenziata all interno delle strutture sanitarie che deve iniziare fin dal luogo di produzione (reparti), in modo da consentire lo smaltimento e il recupero adeguato delle diverse frazioni. La gestione dei RS da parte di una Direzione Sanitaria necessita quindi di dotazioni e strutture idonee e di una buona informazione e formazione del personale, al fine di ottimizzare la gestione dei rifiuti dal punto di vista della sicurezza e dal punto di vista economico. 2. Trattamento dei rifiuti sanitari Relativamente alle modalità di smaltimento il citato decreto 254/03 riporta che i rifiuti sanitari pericolosi a rischio infettivo devono essere smaltiti mediante termodistruzione in impianti autorizzati ai sensi del DLgs 22/97. Le diverse modalità di trattamento possono essere così schematizzate: Tipologia rifiuto: - rifiuti sanitari pericolosi a rischio infettivo che presentano anche altre caratteristiche di pericolo - rifiuti sanitari pericolosi a solo rischio infettivo Tipologia di trattamento/smaltimento: - impianti di incenerimento per rifiuti pericolosi - impianti di incenerimento per rifiuti urbani e speciali; - impianti di incenerimento dedicati - rifiuti sanitari sterilizzati - impianti di produzione di CDR; - utilizzo energetico; - impianti di incenerimento per rifiuti urbani o speciali; - discarica (casi particolari)

3 La sterilizzazione dei RS viene utilizzata in alcune strutture sanitarie in quanto consente una semplificazione delle successive operazioni di trasporto e smaltimento. Il termine sterilizzazione comprende l insieme delle operazioni necessarie per conseguire l eliminazione di forme di vita microbiche; può essere effettuata mediante tecniche di tipo fisico o di tipo chimico. Quelle di tipo fisico utilizzano il calore, le radiazioni ionizzanti, le microonde, quelle di tipo chimico utilizzano agenti chimici; nello specifico, in genere, la sterilizzazione con mezzi fisici trova maggiore utilizzo. Va tuttavia sottolineata la perplessità sull utilizzo di RS sterilizzati per la produzione di CDR; la eterogeneità di detti rifiuti e il non poter definire con certezza la specifica composizione del rifiuto (es. presenza di fluidi biologici, di sostanze volatili, di oggetti taglienti, la possibilità di non completa sterilizzazione o di riattivazione di attività biologica, ecc.) ne sconsiglia tale utilizzo. Per quanto riguarda l incenerimento, va considerato che la particolare composizione dei RS si riflette sul potere calorifico e sulle possibili emissioni. si ha infatti la presenza di particolari prodotti quali: mercurio, farmaci antiblastici, reattivi di laboratorio, plastiche di vario tipo costituenti materiali monouso, liquidi biologici, indumenti contaminati biologicamente, ecc. A titolo indicativo si riportano di seguito alcuni poteri calorifici inferiori (pci) dei principali prodotti che possono essere presenti nei rifiuti di una struttura sanitaria: Componenti: pci (kcal/kg): Residui di cucina e spazzatura in genere 700 Carta (giornali, libri) 3500 Imballi, legname, rami, foglie, cartone 3000 Materiali monouso: Residui di medicazione 2000 Residui patologici Incenerimento Le problematiche nell incenerimento dei RS sono simili a quelle che si hanno con rifiuti solidi urbani (RSU) o simili, va inoltre considerato che la maggior parte dei RS viene coincenerita con i RSU. In un impianto di incenerimento le prestazioni risentono essenzialmente della tipologia fisica e chimica (pezzatura, potere calorifico, presenza di particolari inquinanti) e non della classifica normativa del rifiuto avviato alla camera di combustione. Tuttavia uno dei problemi particolari riferibile all incenerimento dei RS è quello della presenza di alcuni prodotti contenenti mercurio che possono essere presenti anche in quantità sensibili. Tra questi, alcune tipologie di pile ad uso specialistico (es. per apparecchi acustici) che contengono ancora mercurio, va rilevato che già nel 1993 le batterie alcaline e zinco-carbone risultavano senza mercurio, pur presentando altri metalli (ferro, zinco e manganese). Un altro apporto, anche se in misura esigua, si può avere da farmaci e disinfettanti (es. merbromina, timerosale, ecc.); ma il contributo più significativo è rappresentato dalla presenza di amalgama dentali provenienti da reparti odontoiatrici e da studi dentistici [1,4,5,6,7]. IN tabella 1 si riportano alcuni valori rilevati in batterie per uso specialistico e in alcune amalgama dentali. Anche la impropria presenza di lampade fluorescenti e piccole apparecchiature medicali (termometri e sfigmomanometri) nei RS può essere fonte di mercurio.

4 Tab. 1: Contenuto di mercurio rilevato in alcune pile per uso specialistico e in alcune amalgama dentali. tipologia di pila a bottone peso (g) contenuto in Hg (% peso) Zn/HgO 0,7-2, Zn/aria 0,3-1,7 0,5 2,1 amalgama dentali composizione riportata concentrazione rilevata Hg (% peso) Ag, Cu, Sn, Hg non riportato 19,2 Zn, Hg (tracce) 11,5 non riportata 14,9 Vista la difficoltà di ridurre a monte, mediante raccolta differenziata, e l impossibilità di separare, a valle della raccolta, la presenza di detti materiali nei RS, il contenimento delle emissioni di Hg viene demandato essenzialmente al sistema di abbattimento dell impianto di incenerimento. Nella fase di combustione dei rifiuti il mercurio subisce una serie di reazioni dando luogo a ossido, che decomponendosi in presenza di composti del cloro e dello zolfo porta alla formazione di cloruri e solfuro; ulteriori reazioni di ossidazione e di riduzione vengono anche favorite dalla presenza di ferro. L utilizzo di un mezzo adsorbente ad alta attività e superficie specifica, quale il carbone attivo, viene applicato in impianti di nuova generazione o come retrofit di impianti esistenti, fornendo buoni risultati. La temperatura ha un ruolo fondamentale in detti processi; temperature superiori a 250 C riducono fortemente il fenomeno adsorbimento-condensazione ( 1%), mentre per temperature intorno ai 150 C si hanno buoni adsorbimenti e condensazioni (40%). Per l abbattimento dei metalli, oltre all uso di carboni adsorbenti, si utilizzano reagenti di natura diversa, quali: Na2S, NaHSO3, Trimercapto-triazina (TMT) [8,9,10,11]. Considerando un impianto di incenerimento di RS munito di sistema di abbattimento dei gas acidi a secco, iniezione di carbone attivo e lavaggio finale dei fumi, si possono raggiungere alte percentuali di abbattimento dei metalli, compreso il mercurio, condizione necessaria per il rispetto degli attuali limiti di emissione (0,05 mg/nm 3 secco). A titolo di esempio si riportano in tabella 2 alcuni dati relativi alle percentuali di abbattimento di metalli in un impianto di incenerimento di RS avente le caratteristiche prima indicate [12]. Tab. 2: Fattori di emissione e percentuale di rimozione dei metalli in un impianto di incenerimento di rifiuti sanitari [12]. metallo fattore emissione (g/t) monte abbattimento fattore emissione (g/t) valle abbattimento abbattimento (%) Cadmio (Cd) 1,65 0, ,97 Cromo (Cr) 84,4 0, ,99 Mercurio (Hg) 51,0 0,2 99,61 Nichel (Ni) 11,6 0,005 99,96 Piombo (Pb) 40,0 0,004 99,99 Per quanto riguarda le ceneri, studi eseguiti su un impianto di incenerimento di rifiuti industriali e speciali pericolosi e non, hanno evidenziato una relazione diretta tra la percentuale di RS inceneriti e la concentrazione di Hg. Inoltre si è osservato che per percentuali di RS intorno al 10 % la concentrazione di Hg risulta elevata, mentre scendendo a percentuali inferiori al 5 % questa risulta notevolmente ridotta, la figura 1 mostra tali dati.

5 (t/d) RS RS (t/d) (%) A 57,2 8,4 15 B 68,3 7,0 10 C 73,0 5,7 7,8 D 136,1 3,4 2,5 E 113,5 0 0 A B C D E Fig. 1: Ceneri di impianto di incenerimento; concentrazione di Hg rilevata. Nella tabella si riportano le quantità medie giornaliere di rifiuti inceneriti e il relativo contenuto di RS. 4. Conclusioni e considerazioni Le procedure ospedaliere comportano sempre di più l utilizzo di materiali monouso, di farmaci e sostanze che vanno, alla fine del loro utilizzo, a costituire la frazione di rifiuti sanitari da destinare allo smaltimento mediante incenerimento. La possibilità di sterilizzare detti rifiuti può semplificare alcuni aspetti gestionali, pur considerando che tale trattamento comporta anch esso delle criticità. Anche se possibile in termini normativi e teorici l utilizzo di RS sterilizzati nella produzione di CDR, tale pratica non è da ritenersi sicura dal punto di vista ambientale e sanitario. Per quanto riguarda l incenerimento di RS il principale problema che li differenzia dall incenerimento di RSU, appare essere quello legato alla presenza di particolari prodotti con sensibili contenuti di mercurio. In tale ambito, affidare il contenimento dell emissione ai soli sistemi di abbattimento comporta un notevole aggravio alla conduzione degli impianti, sia dal punto di vista tecnologico che economico. Si viene ad avere un maggiore carico inquinante non solo per quanto riguarda le emissioni in atmosfera ma anche per quanto riguarda la produzione di rifiuti da avviare a discarica come pericolosi. Questo evidenzia la necessità di approfondire la conoscenza della tipologia e composizione dei materiali avviati al circuito di smaltimento come RS e migliorare le strategie di raccolta differenziata alla fonte, per isolare e trattare separatamente alcune frazioni specifiche o prevederne un diverso idoneo smaltimento separato. L aggravio dato da detta raccolta differenziata potrebbe essere compensato dalla riduzione sostanziale del mercurio nei RS che consentirebbe una riduzione delle emissioni ed una sensibile riduzione dei costi di gestione nella fase di smaltimento (minore utilizzo di reattivi, miglioramento qualitativo e quantitativo di rifiuti da avviare a discarica) con positive ricadute nel settore sanitario.

6 Bibliografia [1]. ISS (1992) Gruppo di Studio Istituto Superiore di Sanità Cicli tecnologici di termodistruzione dei rifiuti speciali ospedalieri (RSO). A cura di P. Pagotto e G. Viviano. Istituto Superiore di Sanità, Roma, Rapporto ISTISAN 92/23. [2]. Provincia di Vercelli. Programma provinciale di gestione dei rifiuti. Sezione 3. Rifiuti speciali di origine sanitaria. [3]. M.C.M. Alvim-Feraz, S.A.V. Afonso Incineration of different types of medical wastes: emission factors for gaseous emissions. Atmosferic Environments 37 (2003), [4]. ENEA (2006). Rapporto sul recupero energetico da rifiuti urbani in Italia. [5]. U.S. Environmental Protection Agency. Draft Mercury Study Report to Congress, Volume II: Inventory of Anthropogenic Mercury Emissions in the United States. U.S. Environmental Protection Agency, 1995; Review Draft. [6]. Commissione delle Comunità Europee. Comunicazione della Commissione al Consiglio e al Parlamento Europeo. Strategia comunitaria sul mercurio. COM (2005) 20 definitivo. [7]. Unione Europea (UE), Ambient air pollution by mercury. Position Paper. Prepared by the Working Group On Mercury. Luxembourg: Office for Official publications of the European Communities [8]. G. Boschi, M. Paccagnella, S. Pagnin, C. Raffaello, I. Schiavon (1997) Abbattimento ad Umido del Mercurio dalle Emissioni di un Inceneritore di Rifiuti Urbani ed Ospedalieri - Atti Convegno "Utilizzazione Termica dei Rifiuti" pagg , Abano Terme, 15/16 maggio [9]. B. Hall, O. Lindqvist, E. Ljungstrom (1990), "Mercury Chemistry in Simulated Flue Gases Related to Waste Incineration Conditions", Environ. Sci. Technol., vol.24, No.1, pp [10]. T.G. Brna, J. D. Kilgroe (1990), "The Impact of Particulate Emissions Control on the Control of Other MCW Air Emissions", Journal Air Waste Management Association, vol.40 No.9, pp [11]. European Commission (2006): Integrated pollution prevencion and control. Reference document on the best available techniques for waste incineration. August [12]. Viviano G., Rubrichi G., Mastromattei L., Mazzoni F. (1997) Possibilità di contenimento delle emissioni e nuovi orientamenti legislativi: esperienza su di un impianto di incenerimento di RSO. In atti Convegno "Utilizzazione termica dei rifiuti" maggio 1977, Abano Terme. Biblioteca di Termotecnica n. 2, SGE Padova, pp

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