Avaliação do impacto de uma usina termelétrica na Contaminação ambiental por mercúrio

Abstract

A queima de carvão é uma das principais causas da poluição atmosférica, tornandose uma preocupação ambiental e de saúde pública. Já é relatado na literatura que o mercúrio (Hg) pode estar presente em níveis traços ou ultratraços entre os componentes deste combustível fóssil. Este metal é prejudicial à saúde humana devido à sua conhecida toxicidade; portanto, é importante monitorar seus níveis no carvão e em amostras ambientais, a fim de avaliar a contribuição do processo de queima do carvão para a contaminação ambiental por Hg. Uma técnica analítica atrativa para determinação de mercúrio é a espectrometria de absorção atômica utilizando o analisador direto de mercúrio (DMA) que envolve a decomposição térmica da amostra seguida pela amalgamação do mercúrio, eliminando procedimentos morósos de pré-tratamento da amostra. O objetivo deste trabalho foi investigar o impacto ambiental da combustão de carvão próximo a uma usina termelétrica localizada em uma cidade na região Sul do Brasil através da quantificação de Hg em amostras de carvão, cinzas, precipitação, material particulado e poeira de estrada. A coleta de amostras de precipitação foi realizada utilizando sistemas de amostragem bulk. Amostras de material particulado de tamanho de partícula < 2,5 μm e < 10 μm (MP2,5 e MP10) foram coletadas em membranas de PTFE colocadas em amostrador tipo fino e grosso (AFG-type). Amostras de poeira de estrada foram coletadas em recipientes plásticos estéreis e, posteriormente, peneiradas em peneira automática. Amostras de carvão bruto e beneficiado, bem como cinzas leves e pesadas, foram coletadas e fornecidas pela empresa responsável pela usina; as amostras de carvão foram moídas em moinho de bolas de aço. Todas as análises foram realizadas no DMA. Diferentes materiais de referência certificados e solução padrão aquosa de mercúrio inorgânico foram utilizados para a construção das curvas de calibração. A amostra de carvão bruto apresentou 1.184 ± 93 ng g-1 de Hg. Para as cinzas, a maior concentração de Hg, 688 ± 27 ng g-1, foi encontrada nas cinzas leves; o Hg não foi detectado nas cinzas pesadas. Todas as amostras de precipitação apresentaram Hg abaixo do limite de detecção (LD) de 0,08 μg L-1. Porém, para amostras de MP, a maioria das amostras apresentou concentração entre LD (19,31 pg m-³) e o limite de quantificação (LQ) de 64,38 pg m-³. Além disso, para MP, observou-se um aumento no número de amostras coletadas durante o inverno, nas quais o Hg foi detectado, principalmente do MP10. Para a poeira de estrada foram observadas concentrações de Hg de 9 ± 2 ng g-1 a 88 ± 2 ng g-1 para granulometrias de 250 μm à 25 μm, respectivamente. A partir dos resultados obtidos, não foi identificada a contaminação por Hg nas amostras ambientais da região. Porém, ainda assim, a ausência de medidas para o monitoramento, controle e redução das emissões de mercúrio no Brasil é uma questão preocupante.

The burning of coal is one of the main causes of atmospheric pollution, raising concerns for both environmental and public health. Literature reports indicate that mercury (Hg) may be present in trace or ultratrace levels within the components of this fossil fuel. This metal is harmful to human health due to its known toxicity; therefore, it is crucial to monitor its levels in coal and environmental samples to assess the contribution of coal combustion to environmental Hg contamination. An attractive analytical technique for mercury determination is atomic absorption spectrometry using a direct mercury analyzer (DMA), which involves thermal decomposition of the sample followed by mercury amalgamation, eliminating laborious sample pre-treatment procedures. The objective of this study was to investigate the environmental impact of coal combustion near a thermal power plant located in a city in southern Brazil by quantifying Hg in samples of coal, ash, precipitation, particulate matter and road dust. Precipitation samples were collected using bulk sampling systems. Particulate matter samples with particle sizes < 2.5 μm and < 10 μm (PM2.5 and PM10) were collected on PTFE membranes placed in fine and coarse samplers type (FCS-type). Road dust samples were collected in sterile plastic bag and subsequently sieved using an automatic sieve. Raw and processed coal samples, as well as light and heavy ashes, were collected and provided by the company; the coal samples were ground in a steel ball mill. All analyses were performed using the DMA. Different certified reference materials and an aqueous standard solution of inorganic mercury were used to construct calibration curves. The raw coal sample had 1,184 ± 93 ng g-1 of Hg. For the ashes, the highest concentration of Hg, 688 ± 27 ng g-1, was found in the light ashes, while Hg was not detected in the heavy ashes. All precipitation samples had Hg levels below the limit of detection (LD) of 0.08 μg L-1. However, for particulate matter samples, most samples showed concentrations between the LD (19.31 pg m-³) and the limit of quantification (LQ) of 64.38 pg m-³. Additionally, the PM results indicated an increase in the number of samples from winter, for which Hg was detected, mainly for PM10. For road dust, Hg concentrations ranged from 9 ± 2 ng g-1 to 88 ± 2 ng g-1 for particle sizes of 250 μm to 25 μm, respectively. Based on the results obtained, no Hg contamination was identified in the environmental samples from the region. However, the lack of measures for monitoring, controlling, and reducing mercury emissions in Brazil still remains a concerning issue.