Emissioni in atmosfera

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1 Emissioni in atmosfera Attività svolta dall ARPA FVG nella determinazione della formaldeide nelle emissioni di industrie che producono pannelli MDF. Ordine dei Chimici Relatore: SALVAGNI Ettore Palmanova, 2 dicembre 2016

2 Importanza del settore produzione pannelli MDF Le due ditte (Fantoni S.p.A di Osoppo e Bipan S.p.A. di Bicinicco) presenti in provincia di Udine producono circa il 85-90% dei pannelli di MDF ottenuti in Italia.

3 Importanza del settore produzione pannelli MDF La capacità produttiva 2016 in Europa (x m 3 ). Paese Capacità produttiva 2016 % Germania ,2 Polonia ,9 Spagna ,2 Italia ,3 Francia ,9 Gran Bretagna 950 6,3 Totale Europa

4 Cenni sul processo produttivo I tronchi in ingresso sono cippati, vagliati, lavati e ridotti in fibra in atmosfera satura di vapore (per facilitarne l operazione). Lungo il condotto di adduzione all essiccatoio viene immesso il collante che si miscela con le fibre. L essiccazione (in 2 stadi) è effettuata da una corrente gassosa calda costituita dai fumi della centrale termica e da aria ambiente. La fibra essiccata additivata del collante viene usata per formare un materasso di fibre compattato da una macchina prepressa ed inviato alla pressa. La pressatura avviene a temperature superiori a 100 C per polimerizzare il collante termoindurente. All uscita della pressa il pannello è formato. Fasi conclusive: levigatura e nobilitazione.

5 Tipo di colla utilizzati Per la produzione dei pannelli: Resine UREA FORMALDEIDE Resine MELAMINA UREA FORMALDEIDE Per la per la nobilitazione dei pannelli: Resine MELAMINA FORMALDEIDE

6 Caratteristica delle emissioni Le emissioni degli insediamenti sono sovrasature di acqua con presenza contemporanea di acqua allo stato gassoso (vapore acqueo) ma anche allo stato liquido (aerosol e goccioline).

7 Metodiche di campionamento I primi campionamento della formaldeide (anni 98 03) venivano effettuati con sonda non riscaldata e in condizioni non isocinetiche. Come substrato di raccolta era usata la 2,4 dinitrofenilidrazina. La determinazione analitica era effettuata in HPLC.

8 Metodiche di campionamento: risultati trovati Campagne del LUG DIC 2001: (Concentrazione di formaldeide in mg/nm 3 ) Data Campione 1 Campione 2 Campione 3 LUG 01 15,6 14,2 4,0 DIC 01 8,8 28,4 46,6 Limite formaldeide: 15 e/o 20 mg/nm 3

9 Metodiche di campionamento: problemi rilevati Problemi tecnici: 1. Valori di Formaldeide variabili a causa della condensa che a volte entrava nella sonda. 2. Probabile sottostima della concentrazione di formaldeide in quanto non venivano campionate le goccioline d acqua.

10 Metodiche di campionamento: soluzioni Variazioni introdotte: 1. Sostituzione della strumentazione con acquisto di campionatore isocinetico con sonda e portafiltro riscaldati. 2. Completa revisione delle metodiche di campionamento ed analisi dell emissione.

11 Metodiche di campionamento: nuovi risultati trovati Campagne dell AGO 2005: (Concentrazione di formaldeide in mg/nm 3 ) Data Campione 1 Campione 2 Campione 3 AGO 05 47,4 45,2 47,0 AGO 05 48,7 44,4 46,4 Limite formaldeide: 15 e/o 20 mg/nm 3

12 Metodiche di campionamento: dubbi Le concentrazioni di formaldeide trovate non parevano compatibili con quelle di formaldeide libera presente nella colla. Incarico all Università di Padova - Facoltà di Ingegneria - Dipartimento di Principi e Impianti di Ingegneria Chimica (Prof. A. Bertucco e Ing. A. Zamboni) per realizzare un progetto di ricerca riguardante Analisi impiantistica di insediamenti che producono pannelli di MDF.

13 Metodiche di campionamento: risposte Il primo passaggio della reazione urea formaldeide è in realtà una reazione di equilibrio chimico, anche se molto spostata verso la formazione del prodotto (n-metilolurea). Nelle condizioni di esercizio dell impianto, nel quale la colla fresca a 25 C viene mescolata alla fibra e messa a contatto con un elevato flusso di aria ad alta temperatura (> 110 C), si può verificare lo spostamento dell equilibrio verso la formazione dei prodotti e, quindi, si può sviluppare una quantità di formaldeide che arricchisce l emissione.

14 La Commissione Europea sulla produzione di pannelli a base di legno Attività svolta: JRC (Joint Research Center) di Siviglia - European IPPC Bureau: è stata presentata una prima valutazione dei dati rilevati nei controlli delle diverse industrie produttrici di pannelli presenti sul territorio europeo; in Italia: dati verificati dalle autorità che hanno rilasciato le autorizzazioni: dati eterogenei. EPF (Federazione Europea dei Produttori di Pannello a base legno): individuazione di un laboratorio per effettuare campionamenti ed analisi in diversi impianti usando diverse metodiche.

15 La Commissione Europea sulla produzione di pannelli a base di legno Metodiche di campionamento ed analisi usate: Tutte prevedono: 1. Sonda e filtro riscaldati 2. No lavaggio sonda b. Isocinetiche: EPA M modif.: soluz. adsorb. soluzione acida di DNPH. Analisi HPLC (metodo EPA 8315A). EPA M 316 modif.: soluz. adsorb.: acqua. Analisi: reazione con p-rosanilina o acetil acetone - Spettrofotometria.

16 La Commissione Europea sulla produzione di pannelli a base di legno Metodiche di campionamento ed analisi usate: a. NON isocinetiche: EPA T0 11A 1999 mod.: cattura con cartuccia di gel di silice con DNPH. Analisi: estrazione con Acetonitrile, derivazione con 2,4- dinitrofenilidrazina (DNPH) e determinazione in HPLC. VDI 3862/2 2000: soluz. adsorb.: soluz. acida di DNPH in acetonitrile. Analisi in HPLC. VDI 3862/6 2004: soluz. adsorb.: H 2 O. Analisi: derivazione con pararosanilina o acetilacetone ed acetato di ammonio. Analisi fotometrica.

17 MDF - Formaldehyde runs average [mg/nm3 dry] EPA M0011 modified EPA M 316 modified EPA TO 11A VDI 3862/2 VDI 3862/6 EPA M0011 modified EPA M 316 modified EPA TO 11A VDI 3862/2 VDI 3862/6 EPA M0011 modified EPA M 316 modified EPA TO 11A VDI 3862/2 VDI 3862/6 [mg/nm3] Isokinetic NON isokinetic Isokinetic NON isokinetic Isokinetic NON isokinetic B F E 2 runsaveragebecauseof damaged bottle Cyclone Chemical Scrubber 3 runs average [mg/nm3 wet]

18 La Commissione Europea sulla produzione di pannelli a base di legno Metodica di campionamento ed analisi usata in ARPA FVG: 1. Campionamento in isocinetismo. 2. Sonda e filtro riscaldati. 3. No lavaggio sonda. 4. Campionamento: UNI EN 1911:2010 nata per la determinazione dell HCl e simile a quanto riportato dalla EPA M 316. (soluz. adsorb.: H 2 O). 5. Analisi: VDI parte 2: reazione con acetil acetone - Spettrofotometria

19 Produzione di pannelli a base di legno: le BAT Il vengono approvate le conclusioni della Commissione Europea sulle migliori tecniche disponibili (BAT) concernenti la produzione di pannelli a base di legno. Il documento: non indica con precisione il sistema di trattamento delle emissioni lasciando ampie possibilità (cicloni, filtro a maniche, precipitatore elettrostatico, scrubber a umido, scrubber con cattura formaldeide) per il monitoraggio della formaldeide nelle emissioni riporta: «Nessuna norma EN disponibile: in assenza di norma EN, il metodo privilegiato consiste nel campionamento isocinetico in una soluzione di gorgogliamento mediante sonda e filtro riscaldati e senza lavaggio della sonda, per esempio sulla base del metodo US EPA M316».

20 Produzione di pannelli a base di legno: le BAT Nel 2016 presso il del CEN (European Committee for Standardization) è stato istituito un gruppo di lavoro per la scrittura di una norma europea sul campionamento della formaldeide a camino. ARPA FVG intende farne parte.

21 Chimica. Grazie per l attenzione.. e auguri!