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Impatti sulla qualità dell'acqua dello smaltimento dei rifiuti di combustione del carbone in due miniere di carbone della Virginia Occidentale

1 aprile 2005
DSS-CCWinWV-300

Questo rapporto documenta la presenza di livelli molto elevati di selenio e tallio nelle acque superficiali e di selenio e arsenico nelle acque sotterranee a valle del sito di Stacks Run Refuse e del sito di Albright, rispettivamente, due aree di smaltimento dei rifiuti di combustione del carbone della West Virginia in miniere di superficie.

La combustione del carbone crea diversi tipi di rifiuti, a seconda dei processi utilizzati. Alcuni di questi rifiuti includono le ceneri pesanti, le ceneri volanti, i sottoprodotti della desolforazione dei gas di scarico e le ceneri di combustione a letto fluido (FBC), una cenere alcalina smaltita ampiamente nelle miniere di carbone della West Virginia.

Questi rifiuti di combustione del carbone (CCW) sono attualmente smaltiti in discarica, in depositi di superficie, in miniere o talvolta riutilizzati in materiali da costruzione. In generale, lo smaltimento è costoso e fa aumentare il prezzo dell'energia da carbone per i consumatori e diminuire i profitti per i produttori. Ma poiché questi materiali contengono alcuni composti tossici, il mancato smaltimento con la dovuta attenzione sarebbe costoso in termini di salute ambientale.

Alcuni sostenitori dello smaltimento nelle ex miniere di carbone suggeriscono che il ritorno delle acque reflue alcaline nelle miniere è vantaggioso e non necessita di un attento monitoraggio a lungo termine della qualità dell'acqua. Altri suggeriscono che le acque reflue di carbone introducono metalli tossici nell'ambiente e che, nonostante i monitoraggi poco frequenti, questi metalli vengono rilevati a valle dei siti di smaltimento.

Nel 2004 l'Accademia Nazionale delle Scienze ha convocato un comitato all'interno del Consiglio Nazionale delle Ricerche per indagare su questo tema. Il prospetto di tale commissione elenca una serie di punti da affrontare, riportati nella Tabella 1. Il presente rapporto intende fornire un contributo ai punti evidenziati in grassetto. Il presente rapporto intende fornire un contributo ai punti evidenziati in grassetto.

Le ceneri di carbone sono state smaltite in 88 siti minerari in West Virginia. Quasi due terzi di questi siti si trovano nelle contee di Preston e Monongalia, due contee adiacenti nella parte centro-settentrionale dello Stato (WVDEP, 2004a). Questo rapporto riassume gli impatti sulla qualità dell'acqua dello smaltimento di CCW in due ex miniere della contea di Preston (Figura 1). Il primo sito, lo Stacks Run Refuse Site Extension, ha ricevuto fino a 2,2 milioni di tonnellate di CCW. Nel sito di Albright sono stati depositati fino a 4 milioni di tonnellate.

La contea di Preston è stata ampiamente estratta fino al 1990 circa. Il carbone più comunemente estratto proveniva dal filone superiore di Freeport, che contiene alti livelli di zolfo. Molti dei corsi d'acqua della contea sono compromessi dal drenaggio acido delle miniere (AMD). Esiste una correlazione molto chiara tra i corsi d'acqua compromessi (identificati utilizzando le metriche delle comunità di macroinvertebrati bentonici) e l'ubicazione originaria del carbone Upper-Freeport estraibile (Mains et al., 1997). Entrambe le aree di studio erano ex miniere di carbone in cui venivano estratti, stoccati o lavorati sia il carbone Upper Freeport, che forma acido, sia altri tipi di carbone. Entrambi i siti sono circondati da acque superficiali compromesse da AMD. In entrambi i siti sono state applicate ceneri FBC.

L'FBC è un materiale alcalino, ricco di calcio, prodotto quando il carbone viene bruciato in presenza di calce. È stato ampiamente utilizzato come ammendante per il carbone di scarto in questi e in molti altri siti. Spesso si ritiene che gli alti valori di pH associati a questo materiale impediscano la dissoluzione di molte sostanze chimiche tossiche presenti nelle ceneri. Poiché il processo FBC riduce le emissioni di anidride solforosa, tuttavia, il processo viene solitamente utilizzato per bruciare carbone con maggiori concentrazioni di impurità.

Livelli molto elevati di diversi metalli tossici sono stati osservati nelle acque superficiali e sotterranee a valle dei siti di smaltimento CCW. Le concentrazioni tossiche di questi metalli si verificano spesso quando si osservano gli effetti del pH delle ceneri FBC e possono richiedere diversi anni prima di comparire nelle acque. Lo smaltimento delle ceneri nei siti minerari non sembra tenere i metalli lontani dalle acque vicine.

Per proteggere le acque, il monitoraggio deve continuare per molti anni. Nei dati esaminati in questo rapporto, sono state riscontrate alte concentrazioni di selenio e tallio presso l'estensione del sito di rifiuti di Stacks Run quasi un decennio dopo l'inizio dello smaltimento delle acque reflue di miniera.

Anche se sono stati sufficienti per identificare diversi superamenti delle concentrazioni di metalli tossici, le pratiche utilizzate ora dal WVDEP sono insufficienti. Sono necessarie pratiche più rigorose per monitorare adeguatamente lo smaltimento di CCW nelle miniere, in modo che le autorità di regolamentazione esaminino e utilizzino effettivamente questi dati per garantire la protezione delle risorse idriche. Si dovrebbero prendere in considerazione regolamenti applicabili, piuttosto che le politiche inapplicabili attualmente in uso.