United States
Environmental Protection
Agency
Office of Research
and Development
Washington, DC 20460
EPA-6QO/R-97-115
October 1997
Emisiones al Aire de la
Combustion de Llanfas Usadas
C ENTER'.'".":
nl ItH i liihii
Preparado para:
Office of Air Quality Planning and Standards
y
U.S. - Mexico Centro Informacion sobre Contaminacion de Aire/CICA
C I C A
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ADVERTENCIA SOBRE LA REVISION DE LA EPA
Este rcporte ha sido revisado administrativamente por la Agenda de Protecci6n Ambiental
de EE. UU. EPA. la cual lo ha aprobado para publicaci6n. Menci6n de nombres de fabrica o
productos comerciales no constituyen endorso o recomendaci6n para su uso.
Este documento est<1 disponible para cl publico a travel de el National Technological Information
Service de los EE. UU.
PROLOGO
El Centre de Information sobre Contaminaci6n de Aire (CICA) para la frontera de
EE.UU. - Mexico, fue establecido por la U.S. Environmental Protection Agency (EPA), Office
of Air Quality Planning and Standards (OAQPS) para proveer asistencia y apoyo tecnico en la
evaluation de problemas de contaminaci6n del aire a lo largo de la frontera. Estos servicios y
productos son gratis para las Agencias Federales, Estatales y Locales como tambien para las
Universidades de Mexico. Otras entidades pueden usar estos servicios dependiendo de los recursos
disponibles.
CICA provee acceso inmediato a informaci6n y technologfa de la EPA, mediante el
personal de las oficinas de Planificaci6n y Estandares de Aire, OAQPS, la oficina de investigaci6n
y desarrollo/ Office of Research and Development (ORD) y contratistas particulares.
SERVICIOS DEL CICA
CICA provee asistencia de las siguientes maneras:
LINEAS OF COMUNICACION DEL CICA
CICA ofrece servicios de comunicacidn bilingiie (ingles.& espafiol) para tratar problemas
de contamination de aire a lo largo de la frontera.
Linens de Information
-Telefbrto de emergencia: (919) 541-1800.
- Seryitio gratis desde Mexico solamente: (800) 304-1115
-Fax:(919)541-0242
Internet (WV^V) Home Page
- http://www.epa.gov/ttn/catc/cica/
E-mnil
Use el CICA Home Page o envfelo directamente a: catcmail@cpamail.epa.gov
ASISTENCIA DE INGENIERIA/ GUIA TECNICA
DOCUMENTOS y HERRAMIENTAS para PROGRAMAS DE
COMPUTADORA
ASSISTANCE EN LINEA
Servicios y productos del Centro de Tecnologia sobre Aire Limpio/c/ean Air
Technology Center (CATC) WWW, incluyendo la base de datos;
RACT/BACT/LAER Clearinghouse (RBLC)/ su tecnologfa de control y prevention
de la contaminacidn; Acceso a otros servicios de informacidn y la red electr6nica de
EPA/Technology Transfer Nct\vork (TTN)
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EPA-600/R-97-115
October 1997
EMISIONES AL AIKE DE LA COMBUSTION
DE LLANTAS USADAS
Preparado por:
Joel I. Reisman
E.H. Pechan & Associates, Inc.
2880 Sunrise Boulevard, Suite 220
Rancho Cordova, CA 95742
EPA Contrato No. 68-D30035
Asignaci6n de Trabajo No. Ill-Ill
Gerente de Proyecto:
Paul M. Lemieux
Air Pollution Technology Branch
Air Pollution Prevention and Control Division
National Risk Management Research Laboratory
U.S. Environmental Protection Agency
Research Triangle Park, NC 27711
Preparado para:
U.S.-Mexico Centre Informaci6n sobre Contaminaci6n de Aire/CICA
y
Office of Air Quality Planning and Standards
U.S. Environmental Protection Agency
Research Triangle Park, NC 27711
y
Office of Research and Development
U.S. Environmental Protection Agency
Washington, DC 20460
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RESUMEN
Entre dos y tres mil milliones (2-3 xlO9) de llantas usadas son dispuestas en rellenos
sanitarios y en montones a travel de los E.U.A., y aproximadamente una llanta usada por
persona es generada cada ano. Las llantas usadas representan tanto un problema de
disposici6n como un posible recurso util (es decir, como un combustible y en otras
aplicaciones). De los muchos impactos negatives ambientales, tanto como de salud, que se
asocian con las montones de llantas usadas, el presente estudio se enfoca a los siguientes
temas: (1) examinar las emisiones al aire relacionadas a la quema a cielo abierto de llantas y
sus impactos potenciales a la salud, y (2) difundir los datos de emisiones de las camaras de
combusti6n bien disenadas que ban utilizado llantas usadas como combustible.
Este estudio se trata de las emisiones al aire de dos tipos de combusti6n de llantas
usadas: combusti6n no controlada y combusti6n controlada. Las fuentes no controladas son
incendios de llantas a cielo abierto, las cuales producen compuestos insalubles llamados
"productos incompletos de combusti6n" que se liberan directamente a la atmdsfera. Las
fuentes de combusti6n controladas, que se identifican en este reporte como "combustores",
incluyen calderas y hornos especificamente disenados para la combusti6n eficiente de
combustible s61ido.
En la actualidad, hay muy poca informaci6n acerca de las emisiones que provienen de
equipos que cuentan con un diseno para utilizar llantas usadas como combustible. Estas
fuentes constan de chimeneas, estufas que queman lena, hornos chicos, incineradores chicos,
o cualquier aparato con malas caracteristicas de combusti6n. Es probable que las emisiones
al aire que provienen de estas fuentes est6n entre las de la quema a cielo abierto y las de un
combustor bien disenado. Sin embargo, hay una preocupacidn muy seria que las emisiones
sean mas parecidas a las de los incendios de llantas a cielo abierto que las de un combustor.
Se presentan datos acerca de los incendios de llantas a cielo abierto. Se presentan
datos que fueron recolectados en una seria de ensayos de laboratorio, que trataban de la
quema incontrolada de trozitos de llantas, y el monitoreo ambiental realizado alrededor de
algunos incendios de llantas a cielo abierto. Se caracterizan estas emisiones. Se comparan
las emisiones de compuestos mutag6nicos liberadas durante la quema a cielo abierto de
llantas usadas con las emisiones de compuestos mutag6nicos liberadas durante la quema de
otros combustibles en fuentes controladas y no controladas.
Se presentan una lista de 34 compuestos principales o "blancos", que representan el
mas alto de grado de efectos nocivos en la salud que arrojan los incendios de llantas al air
libre. Se puede utilizar esta lista para disenar un plan de monitoreo ambiental para evaluar
los riesgos potenciales durante incidentes futures.
ii
-------
Se revisan los metodos utilizados para prevenir y manejar incendios de llantas. Se
presentan recomendaciones para el diseno de sitios de almacenamiento, evacuaci6n de
civiles, y t^cnicas para combatir incendios.
Se examinan datos de emisiones al aire provenientes de fuentes que utilizan llantas
usadas como combustible. Se presentan los resultados de un programa de ensayos donde
cuantificaron las emisiones provenientes de la quema de "combustible derivado de llantas"
(TDF) [tire-derived fuel] en un homo rotatorio simulador de incineraci6n (RKIS). Basado en
los resultados del programa de muestras KKIS, se concluy6 que, salvo con las emisiones de
zinc, no se espera que las emisiones potenciales de la quema de TDF sean muy diferentes a
las de la combusti6n de otros combustibles f6siles convencionales, siempre que la combustion
se lleve a cabo en un combustor bien disenado, bien operado, y bien mantenido.
Se presentan datos de muestras en chimenea de 22 fuentes industrials que han
utilizado TDF: 3 hornos (2 cementeros y 1 de cal) y 19 calderas (central termica, papel, y
aplicaciones industriales generales). For lo general, los resultados indican que combustores
bien disenados que actualmente queman combustible s61ido pueden suplementar sus
combustibles tipicos (carb6n, lena, y varios combinaciones de carb6n, lena, combust61eo o
diesel, coque, y lodo organico) con 10 a 20% TDF y seguir compliendo con los limites
ambientales. Ademas, los resultados que provienen de una fuente donde queman nada mas
que TDF (100% TDF) indican que es posible tener emisiones mucho.menor de las que emiten
las calderas existentes que queman combustible solido (on a heat input basis), cuando la
fuente sea bien disenada y controlada.
in
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KECONOCIMIENTOS
Este documento fue preparado para el Sr. Paul M. Lemieux de EPA's National Risk
Management Research Laboratory (NRMRL) por el Sr. Joel I. Reisman de E. H. Pechan and
Associates, Inc., Sacramento, CA. El autor querria agradecerle al Sr. Michael Blumenthal
del Scrap Tire Management Council por su ayuda en la recoleccidn de datos de muestras en
chimenea y por sus referencias valiosas y acertados pensamientos en cuanto a la utilizaci6n
de llantas usadas para prop6sitos utiles. Tambi6n se extienden las gracias al Sr. Paul
Ruesch, EPA Regi6n 5, por proveer el autor de puntos de contacto y otros datos utiles. Los
demds profesionales que aportaron ayuda valiosa son el Sr. Rich Nickle, Agency for Toxic
Substances and Disease Registry; el Sr. Paul Koziar, Wisconsin Department of Natural
Resources; el Sr. Bruce Peirano, EPA ORD; el Sr. Alan Justice, Illinois Department of
Commerce and Community Affairs; el Sr. Jim Daloia, EPA Response and Prevention Branch,
Edison, NJ; y el Sr. Gary Foureman, EPA National Center for Environmental Assessment.
IV
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CONTENTOO
RESUMEN ii
RECONOCIMIENTOS iv
LISTA DE TABLAS Y FIGURAS vi
ABREVIACIONES Y ACRONIMOS vii
SUMARIO EXECUTIVO ix
1.0 INTRODUCCION 1
2.0 EMISIONS DE INCENDIOS DE LLANTAS A CIELO ABIERTO 2
2.1 MUESTRAS TOMADAS EN EL LABORATORIO 2
2.2 MUTAGENICIDAD DE EMISIONES DE INCENDIOS DE LLANTAS 9
2.3 MUESTRAS DE CAMPO - DATOS DEL MONITOREO DEL AIRE CERCA DE
INCENDIOS DE LLANTAS , 12
2.4 ESTUDIOS DE CASOS .. 14
2.4.1 Rhinehart Incendio de Llantas - Winchester, VA 14
2.4.2 Somerset, Wisconsin incendio de llantas 17
2.5 PREVENCION Y MANEJO DE INCENDIOS DE LLANTAS 22
2.5.1 Diseno del Sitios de Almacenamiento 22
2.5.2 Evacuation de Civiles 23
2.5.3 Tecnicas para Combatir Incendios 23
2.6 COMPUESTOS "BLANCOS" EMITIDOS DE UN INCENDIO DE LLANTAS .. 24
3.0 LLANTAS COMO COMBUSTIBLE 32
3.1 Simulaci6n en Laboratorio de Emisiones de TDF 32
3.2 Muestras en Chimenea - Centrales TSrmicas y Fuentes Industrials 40
4.0 REFERENCIAS 44
APENDICES: DATOS DE EMISIONES DE LA QUEMA CONTROLADA
DE LLANTAS A-l
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LISTA DE TABLAS Y FIGURAS
Tablas
1. EMISIONESDELAQUEMAACIELOABIERTO: COMPUESTOS ORGANICOS
VOLATILES 3
2. EMISIONES DE LA QUEMA A CIELO ABIERTO: COMPUESTOS ORGANICOS
SEMI-VOLATILES 5
3. QUEMA A CIELO ABIERTO: RESUMEN DE EMISIONES DE ORGANICOS
TOTALES 7
4. QUEMA A CIELO ABIERTO: EMISIONES DE PAH 8
5. QUEMA A CIELO ABIERTO: EMISIONES DE PARTICULAS 10
6. QUEMA A CIELO ABIERTO: EMISIONES DE METALES 11
7. QUEMA A CIELO ABIERTO: CONCENTRACIONES AMBIENTALES < 305 m
(1000ft) VIENTO ABAJO 15
8. QUEMA A CIELO ABIERTO: CONCENTRACIONES AMBIENTALES > 305 m
(1000 ft) VIENTO ABAJO 16
9. CONCENTRACIONES DE PAH EN EL PENACHO - RHINEHART INCENDIO DE LLAN-
TAS 18
10. COMPARACIONDE CONTAMINATES DETECTADOS A LOS LIMITESTLVY .
IDLH ; 20
11. CONCENTRACIONES MAXIMAS DE LOS DATOS DE LA EPA 26
12. COMPUESTOS BLANCOS FOR CRITERIO 28
13. CONCENTRACIONES MAXIMAS REPORTADAS PARA LOS COMPUESTOS
CARCINOGENICOS 29
14. COMPUESTOS CON CONCENTRACIONES MAXIMAS REPORTADAS QUE
EXCEDEN 33% DE SUS TLVs 30
15. COMPUESTOS CON CONCENTRACIONES MAXIMAS REPORTADAS QUE
EXCEDEN UN RFC SUBCRONICO O CRONICO 30
16. ANALISIS COMPARATIVA DE COMBUSTIBLE POR PESO (JONES, 1990) 33
17. ANALISIS PROXIMO Y ULTIMO DEL TDF UTILIZADO EN EL RKIS 35
18. ESTIMACIONES DE EMISIONES DE COVs - RESULTADOS DE LAS PRUEBAS
EN EL RKIS (COMBUSTIBLE DE BASE - GAS NATURAL) 36
19. ESTIMACIONES DE EMISIONES DE METALES - RESULTADOS DE LAS
PRUEBAS EN EL RKIS (COMBUSTIBLE DE BASE - GAS NATURAL) 38
20. CONCENTRACIONES DE PARTICULAS (PM) - PROGRAMA DE MUESTRAS
RKIS 39
21. EMISIONES DE CONTAMINANTES CRITERIOS DE LAS CENTRALES TERMICAS
UTILIZANDO TDF 41
Figuras
1. FACTORES DE EMISIONES MUTAGENICAS PARA VARIOS PROCESOS DE
COMBUSTION 13
VI
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ABREVIACIONES AND ACRONIMOS
ATSDR Agenda de Sustancias T6xicas y Registro de Enfennedades
[Agency for Toxic Substances and Disease Registry]
AWMA Asociaci6n de la Administraci6n de Aire y Desechos
[Air and Waste Management Association]
BaP benzo(a)pireno [benzo(a)pyrene]
BTU Unidad Termal Britanica [British thermal unit]
CTPV volatiles de brea de carb6n [coal tar pitch volatiles]
EPA Agenda de Proteccion del Medio Ambiente de los E.U.A.
[U.S. Environmental Protection Agency]
ERT Equipo de Respuesta a Emergencias [EPA's Emergency Response Team]
ESP precipitador electrostatico [electrostatic precipitator]
GC/MS cromatografia de gas/espectroscopia de masa
[gas chromatography Imass spectroscopy]
HAP contaminante t6xico [hazardous air pollutant]
HPLC cromatografia liquida de alta presi6n [high-pressure liquid chromatography]
IAFC Asociaci6n Internadonal de Jefes de Bomberos
[International Association of Fire Chiefs]
IDLH Peligro Inminente a la Vida y Salud
[Immediately Dangerous to Life and Health]
NAAQS Estandares Nadonales de Calidad del Aire Ambiental .
[National Ambient Air Quality. Standard]
NIOSH Institute Nacional para la Salud y Seguridad Ocupacional
[National Institute for Occupational Safety and Health]
NSP Northern States Power [nombre propio de companta de cenirales termicas]
PAH hidrocarburo aromatico polinuclear [polynuclear aromatic hydrocarbon]
PCB • bifenilo policlorado [polychlorinated biphenyl]
PCDD p-dibenzodi6xinas polidoradas [polychlorinated p-dibenzodioxins]
PCDF p-dibenzofuranos polidorados [polychlorinated dibenzofurans]
PIC productos de combustidn imcompleta [product of incomplete combustion]
PM particulas [particulate matter]
PM10 particulas menos de 10 um en diametro aerodinamico
[particulate matter less than 10 um in aerodynamic diameter]
PNA hidrocarburo aromatico polinuclear [polynuclear aromatic hydrocarbon]
RfC concentraci6n de referencia para inhalaci6n
[inhalation reference concentration]
RKIS horno rotatorio simulador de incineracitin [rotary kiln incinerator simulator]
STMC Consejo de Manejo de Llantas Usadas [Scrap Tire Management Council]
TDF combustible derivado de llantas [tire-derived fuel]
(a continuaci6n)
VII
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ABREVIACIONES AND ACRONIMOS (a continuacion)
TLV nivel del inicio de efectos nocivos en ambientes ocupacionales
[threshold limit value]
TPCHD Departamento de Salud del Condado de Tacoma-Pierce
[Tacoma-Pierce County Health Department]
TSP particulas suspendidas totales [total suspended particulate]
TWA promedio a travel del tiempo [time-weighted average]
UFA United Power Association [nombre propio de compania de centrales t&rmicas]
VOC compuesto organico volatile [volatile organic compound]
VOST Tren de monitoreo para compuestos organicos volatiles
[Volatile Organic Sampling Train]
WDNR Departamento de Recursos Naturales del Estado de Wisconsin
[Wisconsin Department of Natural Resources]
WP&L Wisconsin Power and Light
[nombre propio de compania de centrales t6rmicas]
Vlll
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SUMARIO E JECUTIVO
De dos a tres mil milliones (2-3 xlO9) llantas usadas son dispuestas en rellenos
sanitarios y en montones a traves de los E.U.A., y aproximadamente una llanta usada por
persona es generada cada ano. Llantas usadas representan tanto un problema de
disposici6n como un posible recurso util (es decir, como combustible y otras aplicaciones). De
los muchos impactos negatives ambientales, como de salud, que se asocian con las montones
de llantas usadas, el presente estudio se enfoca a los siguientes temas: (1) examinar las
emisiones al aire relacionadas a la quema a cielo abierto de llantas y sus impactos
potentiales a la salud, y (2) difundir los datos de emisiones de las camaras de combustion (es
decir, combustores) bien disenadas que han utilizado llantas usadas como combustible.
Este estudio se trata de las emisiones al aire de dos tipos de combustidn de llantas
usadas: combusti6n no controlada y combustion controlada. Las fuentes no controladas son
incendios de llantas a cielo abierto, los cuales producen compuestos insaludables llamados
"productos incompletos de combusti6n" que se liberan directamente a la atmosfera. Las
fuentes de combustion controladas (los combustores) incluyen calderas y hornos
especificamente disenados para la cqmbustitin eficiente de combustible solido. Las emisiones
de los combustores son mucho menor las de las fuentes no controladas, y normalmente los
combustores tienen apafatos apropiados para el control de las emisiones de particulas.
En la actualidad, hay muy poca informacitin acerca de las emisiones que provienen de
equipos que cuentan con un diseno pobre para utilizar llantas usadas como combustible.
Estas fuentes constan de chimeneas, estufas que queman lena, hornos chicos, inctneradores
chicos, o cualquier aparato con malas caracteristicas de combustion. Es probable que las
emisiones al aire que provienen de estas fuentes estSn entre las de la quema a cielo abierto y
las de un combustor bien disenado. Hay una preocupaci6n muy seria que las emisiones sean
mas parecidas a las de los incendios de llantas a cielo abierto que las de un combustor. Sin
embargo, se tendria que tomar muestras de las emisiones para confirmar esto.
Incendios de Llantas a Cielo Abierto
Se ha demostrado que las emisiones al aire provenientes de la quema de llantas a
cielo abierto son mas t6xicas, por ejemplo mutagenicas, que las provenientes de un
combustor, sin considerar el combustible. Las emisiones provenientes de la quema de
llantas a cielo abierto incluyen: contaminantes "criterio", tales como particulas, mon6xido de
carbono (CO), bi6xido de azufre (SOX), 6xidos de nitr6geno (NOX), y compuestos organicos
volatiles (COVs). Estos tambien incluyen contaminantes peligrosos "no criterio" (HAPs),
tales como hidrocarburos aromaticos polinucleares (PAHs), didxinas, furanos, cloruro de
hidr6geno, benceno, bifenilos policlorados (PCBs); y metales tales como arsenico, cadmio,
niquel, zinc, mercurio, cromo, y vanadio. Ambas formas de emisiones, criteria and HAP, de
un incendio de llantas a cielo abierto pueden representar peligros agudos (a corto plazo) y
cronicos (a largo plazo) para la salud de los bomberos y los residentes cercanos. Dependiendo
de la duration y grado de exposition, los efectos a la salud prodrian incluir irritaci6n a la
ix
-------
piel, ojos y membranas mucosas, trastornos a las vias respiratorias, sistema nervioso
central, depresi6n y cdncer. Los bomberos y trabajadores que se desempenan cercanos a un
incendio grande de llantas se deberian equipar con equipo de protecci6n personal, tales como
respiradores especiales y protectores para la piel. La exposici6n sin proteccidn al penacho
(pluma) de humos visibles se deberia evitar.
Se presentan los datos de: (1) pruebas de laboratorio de la quema a cielo abierto de
trocitos de llantas; y (2) muestras de monitoreo ambiental de incendios de llantas a cielo
abierto. Tambie'n se presentan perfiles de emisiones de estos dos tipos de fuentes. Los datos
de emisiones mutage'nicas de la quema de llantas usadas a cielo abierto se han comparado
con las emisiones de de otros tipos de combusti6n. Se ha estimado que las emisiones de las
qauemas de llantas a cielo abierto son 16 veces mds mutage'nicas que la combusti6n de
madera residencial (lena) en las chimeneas caseras y 13,000 veces mds mutage'nicas que las
emisiones de carbon mineral en un equipo eficiente de combustion con controles anti-
contamin antes.
Se ha desarrollado una lista de 34 compuestos principales, o "blancos", que
representan el impacto potencial mds grande que hay para las vias resporatorias derivadas
de los incendios de llantas a cielo abierto. La lista fue desarrrollada por medio del analisis de
pruebas de laboratorio y datos colectados de nueve incendios de llantas. El listado puede ser
usado para disenar un plan de monitoreo con el prop6sito de evaluar los riesgos potenciales a
la salud en eventos futures.
Los me'todos para la prevenci6n y manejo de incendios de llantas se presentan en este
reporte. Se presentan recomendaciones para el diseno de sitios de almacenamiento,
evacuacidn a la poblaci6n civil y tdcticas de eliminaci6n del fuego. Por ejemplo, los montones
de llantas no deberan exceder los 6 m (20 pies) y 76 m (250 pies) de ancho. Los rompefuegos
en el interior de la prdpiedad deberdn tener una anchura de 18 m (60 pies) por lo menos. Los
civiles deberdn ser evacuados cuando est6n expuestos al penacho de humo. Las tdcticas de
eliminaci6n del fuego estdn delimitadas a incidentes especificos y los bomberos deberdn
recibir entrenamiento especializado para tratarlo bien.
Otros Impactos que Provienen de la Quema de Llantas a Cielo Abierto
El alcanze de este reporte estd limitado a las emisiones arrastradas por el aire. Sin
embargo, se pueden generar cantidades significantes de liquidos y s61idos con contenidos
quimicos daninos derivadas de la fundici6n de llantas. Estos productos pueden contaminar
el suelo, la superficie del agua y los mantos aculferos. Hay que tomar precauciones
adequadas para minimizar estos impactos tambie"n.
Combustidn Controlada
Los resultados de las pruebas de laboratorio sobre incineraci6n controlada del
"combustible derivado de llantas" (TDF) en un homo rotatorio simulador de incineraci6n
(RKIS) son presentados. Se hicieron un total de 30 corridas, con el TDF variando de 0 a
21.4% del calor en la alimentaci6n. Las condiciones de las pruebas se lograron variando el
flujo del quemador del horno, el flujo de aire de combusti6n y el flujo de alimentaci6n de las
-------
llantas. La mayoria de las pruebas se llevaron a cabo en estado estable de alimentacidn de
TDF. Sin embargo, las variaciones en el modo de la alimentaci6n del TDF fueron simuladas
en dos pruebas para evaluar el impacto de cambios transitorios en las emisiones a la
atm6sfera.
Basados en los resultados del programa de pruebas del RKIS, se concluyd que, con
excepci6n de las emisiones de zinc, las emisiones potenciales del TDF no se espera que
varien mucho de la quema de combustibles f6siles convencionales, siempre que la combustion
se lleve a cabo en cdmaras de combusti6n bien disenadas, bien operadas, y bien mantenidas.
Sin embargo, como en el caso de la mayoria de los combustores que queman combustible
s61ido, es probable que se necesite un aparato para controlar las emisiones de particulas
para obtener una licencia de funcionamiento ante las jurisdicciones en los E.U.A.
Se presentan datos de pruebas de 22 industrias que ban usado TDF: 3 homos (2 de
cemento y uno de cal) y 19 calderas (centrales termicas, pulpa y papel, y aplicaciones
industriales generales). Todas las fuentes teman algiin tipo de control de particulas. Un
resumen de datos de emisiones "criterio" de 7 calderas que ban fundidio varias cantidades de
TDF como adici6n al combustible principal son presentados en la Tabla 2. En general, los
resultados indican que las camaras de combusti6n de combustibles s61idos propiamente
disenadas pueden suplementar sus combustibles normales, los cuales normalmente son de
madera, carbtin, coque, y varias combinaciones entre si, con el 10 a 20% TDF y todavia
satisfacer los limites de emisiones al ambiente. Ademds, los resultados que provienen de
una fuente donde queman nada m£s que TDF (100% TDF) indican que es posible tener
emisiones mucho menor de las que emiten las calderas existentes que queman combustible
s61ido (on a heat input basis), cuando la fuente sea bien disenada y controlada.
Dependiendo del diseno de los equipos de combustion, en ocasiones es necesario dar
otro procesamiento a las llantas antes de ser utilizadas como combustible. El procesamiento
incluye el desalambrado y trituracidn y/o algunas otras t£cnicas para ajustar el tamano. En
algunos calderas y hornos de cemento especialmente disenados, se han elaborado sistemas
de alimentacidn que acepten llantas enteras.
Se ha utilizado TDF exit6samente en combustores bien disenados con buen control de
combusti6n y equipos anti-contaminantes apropiados, particulannente controles para
particulas, tales como precipitadores electrostdticos o filtros de mangas. Las emisiones
resultantes normalmente pueden satisfacer los Ifmites ambientales vigentes aun cuando el
TDF representa hasta 10 a 20% de los requisites calorificos. Se considera que veinte por
ciento TDF es el limite tope en la mayor parte de los calderas existentes por limitaciones en
las caracteristicas del combustible o rendimiento. Sin embargo, combustores
especificamente disenados para quemar TDF como su unico combustible han logrado flujos
de emisiones mucho menor las de la mayoria de combustores de combustibles solidos.
Conclusidn
Las emisiones al aire de la quema de llantas a cielo abierto y del TDF quemado en
combustores bien disenados han sido documentadas. Se ha confirmado en estudios de
laboratorio y estudios de campo que la quema a cielo abierto produce gases toxicos que
xi
-------
pueden resultar en significantes impactos agudos y cr6nicos a la salud. Sin embargo,
estudios de campo han confirmado que se puede usar TDF satisfactoriamente, en un 10 a
20% de la demanda calorifica total, como combustible suplementario en combustores
propiamente disenados y controles anti-contaminantes, es decir precipitadores
electrostaticos o filtros de mangas. Ademas, un combustor especificamente disenado para
quemar TDF como su unico combustible ha logrado flujos de emisiones mucho menor las de
la mayorfa de combustores de combustibles s61idos.
No hubo datos disponibles para los combustores que no agregaron equipo de control
para particulas. Las pruebas de laboratorio de RKIS indicaron que la combusti6n eficiente
de TDF suplementario puede destruir muchos contaminantes volatiles y semi-volatiles. Sin
embargo, es poco probable que los combustores que queman combustible s61ido puedan
satisfacer los niveles de emisi6n requeridos en los E.U.A. sin controles para partfculas.
No hubo datos disponibles de equipos disenados empiricamente "hechizos" sin equipos
de control adicional. Las emisions al aire que se desprenden de estos equipos dependen del
diseno, tipo de combustible, me'todo de alimentaci<5n y otros parametros. Hay una
preocupaci6n muy seria concerniente a que las emisiones puedan ser mas parecidas a las que
se desprenden de las quemas de llantas a cielo abierto que las que se desprenden de los
combustores bien disenados. Sin embargo, se tendria que tomar muestras en chimenea y
analizarlas para confirmar esto.
xn
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1.0 INTRODUCCION
El propdsito de este estudio es resumir la infonnaci6n disponible acerca de las
emisiones al aire y los impactos potenciales en la salud de la combustion de llantas usadas.
El estudio se trata de la quema incontrolada, por ejemplo de incendios de llantas, y la quema
controlada, donde se utilizan llantas procesadas, o combustible derivado de llantas (TDF)
[tire-derived fuel\ como un combustible suplementario en una fuente de combusti6n como una
caldera o horno. La quema controlada implica que se ha disenado el sistema de una manera
apropriada para quemar con eficiencia y ademas podria incluir otros controles para los
contaminantes del aire, especialmente para el control de particulas.
Las emisiones al aire que produce la quema de llantas a cielo abierto incluyen los
contaminantes "criterio", tales como particulas, monoxido de carbono (CO), oxidos de azufre
(SOJ, 6xidos de nitrogeno (NO,), y compuestos organicos volatiles (COVs). Incluyen tambien
los contaminantes peligrosos "no criterio" (HAPs), tales como hidrocarburos policiclicos
aromaticos (PAHs), di6xinas, furanos, cloruro de hidr6geno, benceno, bifenilos policlorados
(PCBs); y metales como ars6nico, cadmio, niquel, zinc, mercurio, cromo, y vanadio. Cuando
se habla de incendios a cielo abierto, estas emisiones pueden representar peligros
significativos a la salud de los bomberos y la gente que vive cerca, tanto peligros agudos (de
corta duracitin) y peligros cr6nicos (de larga duraci6n). Estos efectos insaludables pueden
incluir irritacidn de la piel, ojos, y membranas mucosas, depresi6n del sistema nervioso
central, efectos respiratorios, y cancer. •
Se ha utilizado el TDF exitosamente en los combustores disenados adecuadamente
con buen control de combusti6n y controles apropiados, en particular para particulas, tales
como precipitadores electrosteticos (ESPs) o filtro de mangas. Las emisiones atmosfericas
que caracterizan la combusti6n de TDF son tipicas de la combusti6n de la mayoria de los
combustibles s61idos, como carb6n y lena. Las emisiones resultantes normalmente estan por
debajo de los limites ambientales, aun cuando el TDF representa de 10 a 20% del suministro
de combustible. Veinte por ciento de combustible suplementario en forma de TDF se estima
como el tope en la mayor parte de las calderas existentes debido a las limitaciones en el
combustible o rendimiento (Clark et al., 1991). Sin embargo, las fuentes tipo "llantas-a-
energia", las cuales estan disenadas especificamente para la quema de TDF como su unico
combustible, han logrado niveles de emisiones mucho menor de las de la mayoria de
combustores que utilizan combustible s61ido.
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2.0 EMISIONES DE INCENDIOS DE LLANTAS A CIELO
ABIERTO
Se ha sospechado desde hace mucho tiempo que las emisiones de los incendios de
llantas a cielo abierto representan un serio impacto negative a la salud y el medio ambiente.
Sin embargo, debido a la falta de datos suficientes, no se sabia a ciencia cierta cuales eran
los contaminantes emitidos, ni cuales cantidades se emitian, ni cual era el grado de
peligrosidad asociado a estas emisiones, especialmente tomando en cuenta las personas
sensibles (por ejemplo ninos y los ancianos). En los anos recientes, se ban llevado a cabo
algunos estudios de laboratorio y de campo para identificar y cuantificar estas emisiones. Se
resumen en esta secci6n los resultados de algunos estudios claves, y ademas se tocan ciertos
aspectos de la prevenci6n y manejo de incendios de llantas.
2.1 MUESTRAS TOMADAS EN EL LABORATORIO
La EPA (Ryan, 1989) condujo un programa de muestras basado en una simulaci6n
controlada con el fin de identificar y cuantificar los productos 6rganicos e inorganicos de
emisiones que se emitian durante la simulaci6n de la quema de llantas a cielo abierto. Se
dociiment6 aun mas este programa de muestras en un ponencia patrocinada por la Air and
Waste Management Association [(AWMA) Lemieux and Ryan, 1993]. Se resume en detalle
esta ponencia importante abajo.
Se quemaron cantidades pequenas de 4.5 a 9 kilogramos {kg [10 a 20 libras (lb)]} de
trozitos por debajo de dos condiciones controladas en una "choza de incendios"equipada con
un sistema de ventilaci6n y monitores que media 2.4 x 2.4 x 2.4 m [8 x 8 x 8 pies (ft)]. Se
quemaban dos tamanos de material de llantas: "trozos," que andaban entre 1/6 a 1/4 de una
llanta entera y "tira", donde los pedacitos median 5x5 centimetres {cm [2x2 pulgadas
(in)]}. Se utiliz6 el Hazardous Air Pollutants Mobile Laboratory de la EPA para monitorear
los gases fijos de combusti6n. Se tomaron muestras de gases organicos utilizando el tren de
muestreo para COVs (compuestos organicos volatiles) y otro tren de muestreo para
compuestos semi-organicos utilizando resina XAD-2 y filtros para particulas. Se tomaron
muestras de particulas para evaluar las concentraciones de metales y para cuantificar la
cantidad de particulas menos de 10 micras (^m) en diametro aerodinamico (PM10). Se
analizaron los componentes organicos utilizando cromatografia de gas/espectroscopia de
masa (GC/MS), cromatografia de gas/detector ionizador de flama, y cromatografia liquida de
alta presi6n (HPLC).
Se presentaron los resultados de este programa en las Tablas 1 a 4. Se presentan en
la Tabla 1 dos promedios de tres muestras cada uno, uno para "trozos" y el otro para "tiras".
Se tomaron las muestras utilizando un tren de muestreo para compuestos organicos volatiles
(VOST). Se tomaba cada muestra en periodos diferentes de la quema. Se emititi grandes
cantidades de benceno bajo ambas condiciones. La mayoria de las emisiones de COVs
-------
TABLA1. EMISIONESDELAQUEMAACIELOABIERTO: COMPUESTOS
ORGANICOS VOLATILES8* (SIMULACION DE LABORATORIO)
Compound
Benzaldehyde
Benzene
Benzodiazine
Benzofuran
Benzothiophene
1,3-Butadiene
Cyclopentadiene
Dihydroindene
Dimethyl benzene
Dimethyl hexadiene
Dimethyl methyl propyl
benzene
Dimethyl dihydroindene .
Ethenyl benzene
Ethenyl cyclohexane
Ethenyl dimethyl benzene
Ethenyl methyl benzene
Ethenyl dimethyl cyclohexane
Ethenyl methyl benzene
Ethyl benzene
Ethyl methyl benzene
Ethynyl benzene
Ethynyl methyl benzene
Isocyanobenzene
Limonene
Methyl benzene
Methyl cyclohexane
Methyl hexadiene
Chunk (Trozo)
Exhaust
Cone.
(mg/m3)
0.260
1.910
0.017
0.049
0.014
0.152
0.081
0.013
0.413
. 0.008
ND
0.007
0.678
0.006
0.014
0.016
ND
0.129
0.182
0.120
0.322
0.562
0.341
0.011
0.976
0.005
0.021
Emission Factor
(mass/mass tire)
mg/kg Ib/ton
299.2 0.5984
2,156.3 4.3126
13.7 0.0274
25.1 0.0502
26.3 0.0526
308.4 0.6168
48.6 0.0972
40.6 0.0812
779.7 1.559
28.3 0.0566
ND ND
22.0 0.0440
941.8 1.88
26.2 0.0524
7.2 ' 0.014
14.1 0.0282
ND ND
221.6 0.4432
460.8 0.9216
334.5 0.6690
190.0 0.3800
530.6 1.061
348 0.696
27.5 0.055
1,606 3.21
21.1 0.420
71.3 0.143
Shred (Tira)
Exhaus
Cone.
(mg/m3;
0.215
1.40
0.014
ND
0.011
0.096
ND
0.021
0.629
0.049
0.008
0.008
0.395
0:060
0.014
0.014
0.193
0.028
0.164
0.262
0.110
0.226
0.191
0.513
0.714
0.023
0.068
t Emission Factor
(mass/mass tire)
)
mg/kg Ib/ton
330 0.660
2,205 4.410
17.4 0.0348
ND ND
14.7 0.0294
160 0.320
ND ND
42.8 0.0856
1,078 2.156
90.9 0.182
14.9 0.298
17.7 0.0354
611.4 1.223
107.6 0.2152
23.7 0.0474
19.5 0.0390
350.4 0.7008
40.9 0.0818
295.1 0.5902
475.8 0.9516
131.5 0.2630
258.7 0.5174
290 0.580
893 1.79
1,129 2.26
40.1 0.080
127 0.254
(a continuation)
-------
TABLA1. EMISIONES DE LA QUEMA A CIELO ABIERTO: COMPUESTOS
ORGANICOS VOLATILES (SIMULACION DE LABORATORIO)
(a continuacion)
Compound
Methyl indene
Heptadiene
Methyl naphthalene
Methyl thiophene
Methyl ethenyl benzene
Methyl methylethenyl
benzene
Methyl methylethyl benzene
Methyl methylethyl
cyclohexane
Methyl propyl benzene
Methylene indene
Methylethyl benzene
Naphthalene
Pentadiene
Phenol
Propyl benzene
Tetramethyl benzene
Thiophene
Trichlorofluoromethane
Trimethvl benzene
TOTAT.fi
Chunk (Trozo)
Exhaust
Cone.
(mg/m3)
0.138
0.009
0.287
0.006
0.027
0.046
0.041
ND
ND
0.038
0.045
1.29
0.077
0.002
0.026
ND
. 0.023
0.158
0.022
R.fiS
Emission Factor
(mass/mass tire)
mg/kg
316
25.4
312
5.5
55.7
98.0
111
ND
ND
48.5
135
1,130
164
0.5
72.4
ND
54.6
57.6
46.9
llr1R2
Ib/ton
0.632
0.051
0.624
0.011
0.111
0.196
0.222
ND
ND
0.097
.0.270
2.26
0.388
0.001
0.145
ND
0.109
0.115
0.0938
22.364
Shred (Tira)
Exhaust
Cone.
(mg/m3)
0.087
0.028
0.135
0.007
0.045
0.373
0.165
0.086
0.020
0.022
0.092
0.607
0.680
0.016
0.046
0.130
0.021
ND
0.042
R.03
Emission
Factor
(mass/mass tire)
mg/kg
140
51.4
197
12.6
76.6
683
283
170
41.6
34.4
169
824
1,163
14.3
84.2
256
27.9
ND
74.9
1 3.0RR
Ib/ton
0.280
0.103
0.394
0.025
0.153
1.37
0.566
0.340
0.083
0.069
0.338
1.65
2.33
0.029
0.168
0.512
0.056
ND
0.150
2R.136
B Concentrations determined using system responses to toluene.
b These data are averaged over six sets of VOST tubes taken over 2 days.
ND = None detected.
-------
TABLA2. EMISIONESDELAQUEMAACIELOABIERTO: COMPUESTOS
ORGANICOS SEMI-VOLATILES
Compound
1-Methyl naphthalene
1,1' Biphenyl,methyl
1H fluorene
2-Methyl naphthalene
Acenaphthylene
Benzaldehyde
Benzisothiazole
Benz(b)thiophene
Biphenyl
Cyanobenzene
Dimethyl benzene
Dimethyl-
naphthalene
Ethyl benzene
Ethyl dimethyl
benzene
Ethynyl benzene
Hexahydro-azepinone
Indene
Isocyano- naphthalene
Limonene
Methyl benzaldehyde
Methyl benzene
Methyl indene
Chunk (Trozo)
Exhaust
Cone.
(mg/ms)
0.292
0.013
0.187
0.314
0.580
0.218
ND
0.050
0.186
0.199
0.254
0.034
0.181
ND
0.254
0.062
0.462
0.011
0.047
ND
1.105
0.093
Emission Factor
(mass/mass tire)
mg/kg Ib/ton
330.7 0.6614
11.1 0.0222
210.3 0.4206
350.7 0.7014
633.8 1.267
244.1 0.4482
ND ND
44.2 0.0884
. 209.5 0.4190
223.7 0.4474
305.0 0.6100
41.1 0.082
205.2 0.4104
ND ND
275.8 0.5516
75.1 0.150
503.4 1.007
9.4 0.019
56.1 0.112
ND ND
1,212.2 2.4244
111.8 0.02360
Shred (Tira)
Exhaust
Cone.
(mg/m3)
0.133
ND
0.183
0.255
0.318
0.180
0.094
ND •
0.193
0.300
0.544
.0.096
. 0.197
0.158
0.112
0.445
0.201
ND
1.361
0.047
0.816
0.234
Emission Factor
(mass/mass tire)
mg/kg
227.6
ND
308.4
429.2
531.1
333.9
173.9
ND
330.1
516.8
935.1
•178.1
337.6
272.4
187.4
748.5
339.2
ND
2,345.5
86.6
1,390.1
400.7
Ib/ton
0.4552
ND
0.6168
0.8584
1.062
0.6678
0.3478
ND
0;6602
1.034
1.870
0.3562
0.6752
0.5448
0.3748
1.497
0.6784
ND
4.6910
0.173
2.7802
0.8014
(a continuaci6n)
-------
TABLA2. MISIONESDELAQUEMAACIELOABIERTO: COMPUESTOS
ORGANICOS SEMI-VOLATILES (a continuacion)
Compound
Methyl methylethyl
benzene
Methylethyl benzene
Naphthalene
Phenanthrene
Phenol
Propenyl naphthalene
Propenyl methyl
benzene
Propyl benzene
Styrene
Tetramethyl benzene
Trimethyl benzene
Trimethyl
naphthalene '
TOTALS
Chunk (Trozo)
Exhaust
Cone.
(mg/m3)
0.107
0.040
1.578
0.173
0.330
0.027
ND
ND
0.605
ND
ND
ND
7.593
Emission
Factor
(mass/mass tire)
mg/kg
127.9
48.3
1,697.9
183.7
365.9
23.5
ND
ND
659.9
ND
209.4
ND
8,369.7
Ib/ton
0.2558
0.0966
3.3958
0.3674
0.7318
0.0470
ND
ND
1.320
ND
0.4188
ND
16.739
Shred (lira)
Exhaust
Cone.
(mg/m3)
0.821
0.133
0.671
0.119
0.412
ND
0.282
0.127
0.380
0.049
0.446
0.185
9.492
Emission
Factor
(mass/mass tire)
mg/kg
1,426.1
229.1
1,130.7
187.0
700.2
ND
523.6
219.6
645.5
91.9
751.4
315.8
16,293.1
Ib/ton
2.8522
0.4582
2.2614
0.3740
1.400
ND
1.047
0.4392
1.291
0.184
1.502
0.6316
32.5862
ND - None detected.
-------
TABLA3. QUEMAACEELOABIERTO: RESUMEN DE EMISIONES DE
ORGANICOS TOTALES
Organic
Component
Volatile
Semi-Volatile
Particulate
TOTALS
Exhaust
Cone.
(mg/m3)
8.53
3,514.6
4,048.0
7,571.1
Chunk (Trozo)
Emission Factor
(mass/mass tire)
mg/kg Ib/ton
11,182 22.364
9,792.0 19.584
11,223.5 22.4470
32,197.5 64.3950
Shred (Tira)
Exhaust
Cone.
(mg/ms)
8.03
8,473.0
4,151.9
12,632.93
Emission Factor
(mass/mass tire)
mg/kg Ib/ton
13,068 26.136
31,686.0 63.3720
14,888.0 29.7760
59,642.0 119.284
-------
TABLA 4. QUEMA A CIELO ABIERTO: EMISIONES DE PAH
(SIMULACION DE LABORATORIO)
Compound
Naphthalene
Acenaphthylene
Acenaphthene
Fluorene
Phenanthrene
Anthracene
Fluoranthene
Pyrene
Benz(a)anthracene
Chrysene
Benzo(b)fluoranthene
Benzo(k)fluoranthene
Benzo(a)pyrene
Dibenz(a,h)anthracene
Benzo(g,h,i)perylene
Indeno(l,2,3-cd)pyrene
TOTALS
Chunk (Trozo)
Exhaust
Cone.
(mg/ms)
0.786
0.802
0.282
0.243
0.225
0.053
0.324
0.030
0.076
0.068
0.064
0.069
0.08
0.001
0.060
0.049
3.212
Emission Factor
(mass/mass tire)
mg/kg
815.9
861.3
290.3
260.5
237.5
56.3
338.7
33.8
82.2
70.8
69.4
74.3
84.8 .
1.1
66.0
51.6
3,394.5
Ib/ton
1.632
1.722
0.5806
0.5210
0.4750
0.113
0.6774
0.0676
0.164
0.142
0.139
0.149
0.170
0.0022
0.132
0.103
6.7890
Shred (Tira)
Exhaust
Cone.
(mg/ms)
0.289
0.334
1.404
0.112
0.149
0.029
0.273
0.090
0.062
0.056
0.053
0.059
0.068
ND
0.095
0.051
3.124
Emission Factor
(mass/mass tire)
mg/kg
486.0
561.8
2,445.7
186.8
252.5
49.6
458.0
151.7
102.4
91.6
88.4 .
99.4
113.9
ND
159.4
85.5
5,332.7
Ib/ton
0.9720
1.124
4.8914
0.3736
0.5050
0.099
0.9160
0.3034
0.2048
0.183
0.177' .
0.199
0.2278
ND
0.3188
0.171
10.665
-------
pertenecen a compuestos aromaticos como alifdticos, olefinicos, o acetflnicos-sustituidos. Se
detectaron la presencia de compuestos ciclicos como alkanes, alkenes, y dienos. Butadiene,
un componente del proceso de fabricacidn de llantas, tambie'n se hizo presente. Se calcularon
las emisiones estimadas suponiendo que se agregaba un volumen constante de aire y que la
cantidad de aire a la entrada de la choza de quema equivalia la cantidad que salia. Se
suponia una condicifin de mezcla adecuada de aire tambien (por ejemplo, la muestra tomada
en el ducto es representativa de los gases dentro de la choza de quema).
Los datos de emisiones de semi-COVs se muestran en la Tabla 2. Mono-
poliaromaticos sustituidos y poliaromdticos eran los "productos de combustion incompletos"
(P/Cs) predominantes. Estos datos representan un promedio de tres muestras tomadas en el
curso de un dia de muestreo. Se presentan un resumen de las emisiones organicas en la
Tabla 3.
Se muestran los datos de emisiones de "compuestos organicos policiclicos" (PAH) en la
Tabla 4. Los 16 PAHs incluyen algunos compuestos comprobados como compuestos
carcinogenicos. En particular, la presencia y magnitud de benzo(a)pireno (BaP) es de mayor
preocupaci6n. Con frequencia se pone mucho 4nfasis en BaP durante las evaluaciones de
procesos de combusti6n, debido a su alta potencia carcinogenica.
Se tomaron muestras de particulas con tres sistemas de muestreo diferentes, un
sistema semi-COVs, colecci6n de particulas de metales en el aire, y un monitor para PM10
ambiental de volumen mediano ubicado dentro de la choza de quema [operado a 0.11 metros
cubicos por miniito (m3/min) o 4 pies cubicos por minuto (ft?/min)]. Se presentan los datos de
emisiones que produjeron estos tres sistemas en la Tabla 5. Los autores descubrieron que el
flujo de emisiones se disminuia a la par con la disminuci6n en el flujo de quema, y que se
emiten casi 100 gramos de particulas por cada kilogramo de llanta quemada.
Se utiliz6 otro sistema para analizar 17 metales que se hallaban en los residues de
cenizas que dejaron las llantas. Se muestran los resultados de los analisis en la Tabla 6.
Los unices metales significativos, en comparaci6n a los filtros testigos, eran plomo y zinc.
Los autores concluyeron que tanto la concentraci6n promedia como las emisiones estimadas
para zinc aumentan cuando se aumenta el flujo de quema.
2.2 MUTAGENICIDAD DE EMISIONES DE INCENDIOS DE LLANTAS
Lemieux and DeMarini (1992) analizaron datos de emisiones tornados en un estudio
de laboratorio para evaluar los impactos potenciales en la salud, en un estudio subsiguiente
al de Ryan en 1989. Se utiliz6 una te"cnica experimental que se llama bioassay-directed
fractionation combinada con analisis adicionales de GC/MS para evaluar la cantidad y
potencia de compuestos mutagenicos provenientes de los PICs emitidos durante la quema de
llantas a cielo abierto. El me'todo bioassay-directed fractionation utiliza pruebas de
mutagenicidad para identificar clases de compuestos y especies responsables por la
-------
TABLA 5. QUEMA A CIELO ABIERTO: EMISIONES DE PARTICULAS (SIMULACION DE LABORATORIO)
Sample
Organic
Particulate
Filter
Metal Particulate
Filter
PMio Filter a
Exhaust
Cone.
(mg/m3)
93
111.55
444.14
Chunk (Trozo)
Emission Factor
(mass/mass tire)
mg/kg Ib/ton
97,100 1,940
105,000 210
113,500 227.0
Extractable
Organic
(%)
10.6
N/A
N/A
Shred (Tira)
Exhaust
Cone.
(mg/m3)
43.75
37.9
92.85
Estimated
Emissions
mg/kg Ib/ton
73,400 147
64,500 129
149,000 298
Extractable
Organic
(%)
19.65
N/A
N/A
— N/A = not analyzed.
a The PMjo sampling filter became heavily loaded during the initial part of each run. The results are biased high due to higher
burning rates that occurred during this portion of the run.
-------
TABLA 6. QUEMA A CIELO ABIERTO: EMISIONES DE METALES
(SIMULACION DE LABORATORIO)
Metals
Aluminum
Antimony
Arsenic
Barium
Calcium
Chromium
Copper
Iron
Lead
Magnesium
Nickel
Selenium
Sodium
Titanium
Vanadium
Zinc
Exhaust
Cone.
(mg/m3)
ND
ND
ND
ND
0.0079
ND
ND
ND
0.0004
0.0012
ND
ND
0.0084
ND
ND
0.0409
Chunk (Trozo)
Emission Factor
(mass/mass tire)
mg/kg
ND
ND
ND
ND
8.54
ND
ND
ND
0.47.
1.26
ND
ND
9.51
ND
ND
31.17
Ib/ton
ND
ND
ND
ND
0.0171
ND
ND
ND
0.0094
0.00252
ND
ND
0.0190
ND
ND
0.06234
Shred (Tira)
Exhaust
Cone.
(mg/m3)
ND
ND
ND
ND
0.0028
ND
ND
ND
0.0001
0.0005
ND
ND
0.0035
ND
ND
0.0146
Emission Factor
(mass/mass tire)
mg/kg
ND
ND
ND
ND
4.80
ND
ND
ND
0.10
0.75
ND
ND
5.80
ND
ND
24.35
Ib/ton
ND
ND
ND
ND
0.00960
ND
ND
ND
0.00020
0.0015
ND
ND
0.0116
ND
ND
0.04870
ND = Not detected.
11
-------
actividad mutage'nica. Se concluy6 que: "El factor de mutagenicidad para las emisiones de
la quema de llantas a cielo abierto es mayor de cualquier otro tipo de combusti6n
previamente estudiado. For ejemplo, es 3-4 grades de magnitud mds grande que los factores
de mutagenicidad para la combusti6n de petr61eo, carb6n, o lefia en las calderas de centrales
t6rmicas. (Lemieux and DeMarini, 1992). Se define un compuesto mutag6nico como una
sustancia que causa mutaciones. Una mutaci6n es un cambio en el material gen^tico de una
celula de cuerpo humane. Estas mutaciones pueden encaminarse a defectos al nacer, abortos
espontdneos, o cdncer (ATSDR, 1990). Compuestos mutagenicos se preocupan debido a que
"la inducci6n de danos gen6ticos podria causar un incremento en la incidencia de
enfermedades geneticas en las generaciones futuras y contribuir a enfermedades somaticas
de celulas, inclusive cdncer, en la generaci6n actual" (Amdur, 1991).
Se comparan factores de emisiones mutagSnicas en el grdfico de barras presentada en Figura
1 para varios procesos de combusti6n [unidades: revertants por kilogramo (revertants/kg) de
combustible. Un revertant se representa por una colonia bacterial que se forma despues de
que se mezcle el efluente orgdnico, que sobra despues de la quema de llantas, con un tipo de
bacteria especifica. Se cuentan el numero de colonias para determinar el numero de
revertants por masa orgdnica. Los autores concluyeron que la quema a cielo abierto de
llantas, madera o lena, y pldsticos resulta en factores de emisiones mutag6mcas
extremadamente altos y que "la quema a cielo abierto, sin tomar en cuenta el tipo de
combustible, resulta en factores de emisiones mutag^nicas mds altas que la. quema
controlada que se logra en varios tipos de incineradores o calderas" (Lemieux and DeMarini,
1992).
Los autores encontraron que los factores de emisiones mutag^nicas se parecen para las
emisiones de compuestos organicos semi-voldtiles producidas por grandes (trozos) y
pequenos (tiras) pedazos de llantas. Tambie'n determinaron que los factores de emisiones
mutagenicas para particulas orgdnicas eran mucho mds altos que para los compuestos
organicos.
La conclusidn final del reporte sirve como un aviso potencialmente preocupante: "Tomando
en cuenta: (a) la relativamente alta potencia mutage'nica de particulas orgdnicas; (b) los
factores de emisiones mutagenicas altos; y (c) la presencia de muchos compuestos
mutage'nicos/carcinogenicos especialmente PAHs, en el efluente prpveniente de la quema a
cielo abierto de llantas; tales quemas presentan un riesgo indiscutible al medio ambiente y a
la salud" (Lemieux and DeMarini, 1992).
2.3 MUESTRAS DE CAMPO - DATOS DE MONITORED DEL AIRE CERCA DE
INCENDIOS DE LLANTAS
Hay una falta de datos de muestras de campo de incendios de llantas. Este es el
resultado de las dificultades inherentes que se encuentran cuando se trata de conseguir estos
datos debido a problemas de seguridad y la naturaleza variable del evento (por ejemplo,
12
-------
BOD
I •
B. o
C *"
11
800
700
600
BOO
400
« a
I I
S
200
100
100
60
0.01 0.01
S
•e
a
2
n
O
8.6
•.6
.5
15
B
O
a.
0.04
O
o
O
:=;
5
o
=
5
o
&
JS
o
B
o
3
a o
a ^
.
o
Combustion Source
FIGURA. 1. FACTORES DE EMISIONES MUTAGENICAS PARA VARIOS PROCESOS DE
COMBUSTION
-------
tamano y duraci6n del incendio, condiciones meteoro!6gicas, efectos de terreno, condiciones
de combusti6n y tareas de extinci<5n de los bomberos). Ademds, la preocupaci6n principal por
parte de los oficiales a cargo es mantener la seguridad y bienestar de la gente que pueda
encontrarse afectadas por el calor y el humo proveniente del incendio. TRC Environmental
Corporation recolectd, evalu6, y document6 los dates de monitoreo de 22 emergencias de
incendios de llantas para la EPA (TRC, 1993). Se recolectaron los datos de concentraci6n de
contaminantes principalmente para ayudar a los oficiales piiblicos identificar las zonas de
evacuaci6n en caso de vm incendio. Se analizaron 17 compuestos comunmente asociados con
incendios de llantas, y todos ellos eran COVs.
Los datos de concentraci6n ambiental se hallaron extremadamente variables. Era de
esperarse, tomando en cuenta las dificultades que se encuentran tratando de tomar
muestras confiables durante un incendio a cielo abierto de llantas. Los datos se presentan
en dos grupos, concentraciones tomadas dentro de 305 m (1000 pies) del incendio y
concentraciones tomadas mas alia de 305 m (1000 pies). Se presenta un resumen de
estadfsticas en las Tablas 7 y 8. De los 17 compuestos estudiados, benceno, tolueno, y
estireno tenfan las concentraciones mas altas. El reporte reconoce que las emisiones de
partfculas que contienen PAHs y metales pesados son contaminantes asociados con incendios
de llantas, sin embargo, por falta de datos de monitoreo de particulas, no se tomaban en
cuenta estos compuestos. Por IQ tanto, los datos disponibles no representan completamente
los riesgos potenciales a la salud relacionados a las emisiones de incendios a cielo abierto de
llantas.
2.4 ESTUDIOS DE CASOS
2.4.1 Rhinehart Incendio de Llantas - Winchester, VA
Un incendio de origen desconocido se present6 el 31 de Octubre, 1983 en un tiradero •
en Winchester, Virginia. Este evento se conoce como el Rhinehart Tire Fire. Este tiradero
contenfa aproximadamente 5 milliones de llantas usadas que cubrian un drea de 1.6-
hectareas [ha (4-acre)]. Un penacho (pluma) negro alcanz6 una altura de 910 m (3000 pies) y
se extendi6 48 - 80 kilometers [km (30 - 50 millas)]. El 2 de Noviembre, 1983, la EPA pidi6
ayuda tecnica inmediata del National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH)
para evaluar la seguridad del sitio y evaluar la exposici6n de los trabajadores a las emisiones
potencialmente peligrosas provenientes del incendio de llantas.
Higie'nicos industriales de NIOSH tomaron muestras del aire el 4 de Noviembre y el 9
de Noviembre, 1983 (NIOSH, 1984). Por las condiciones meteoroldgicas variables, no fue
posible tomar muestras cerca de las llantas incendiadas sin encontrarse en el penacho de
humo. El andlisis de las muestras tomadas en el penacho indic6 que habia niveles
potencialmente peligrosos de CO y PAHs. Las concentraciones de CO variaba entre 50 y 100
partes por milli6n (ppm). El limite recomendado por NIOSH para los trabajadores, o
Threshold Limit Value (TLV), para CO es 35 ppm [40 miligramos por metro cubico (mg/m3)]
durante un periodo de 10 horas time-weighted average (TWA). El TLV se refiere a las
concentraciones en el aire que un adulto saludable puede aguantar por hasta 10 horas
14
-------
TABLA7. QUEMAACIELOABIERTO: CONCENTRACIONES AMBIENTALES
< 305 m (1000 ft) VIENTO ABAJO
Analyte
Benzene
Toluene
Styrene
Xylenes5
m,p-Xylene
o-Xylene
Methylene chloride
Chloroform
Ethyl benzene
Trichloroethene5
1,1,2-Trichloroethane
1,1, 1-Trichloroethane
1,1-Dichloroethane
Chlorobenzene
Trichloroethane5
Carbon tetrachloride
Tetrachloroethene
No. Fires
n1 where
meas.
taken
101
94
86
41
30
49
39
33
57
45
33
43
26
33
17
31
28
21
21
14
9
6
10
10
9
12
11
• 7
12
10
11
7
10
9
Concentrations (ug/m3)
Median
121
220
85
17
76
35
8
42
49
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
90%
LCL2
33
38
20
ND
1
1
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
90%
UCL2
525
527
174
607
282
109
89
197
204
41
82
10
ND
ND
1
ND
ND
a3
17
16
15
11
9
12
10
9
12
11
9
11
8
9
7
9
9
90th
Pent4
6,375
3,766
2,320
1,424
912
336
565
533
502
425
316
39
16
2
1
ND
ND
Max
79,693
206,753
2,705
3,809
999
564
836
1,085
1,477
881
' 542
817
42
11
1
44
ND
1 n= number of measurements
2 The 90 percent confidence limits lower and upper as determined for the median.
3 Where a is the number of data values from the median to the upper and to the lower 90 percent
confidence limits.
4 The analytes in this table are arranged in order of 90th percentile (except for the o-xylene isomer).
5 Contains mixed isomers.
ND = Not detected.
15
-------
TABLA8. QUEMAACIELOABIERTO: CONCENTRACIONES AMBIENTALES
> 305 m (1000 ft) VIENTO ABAJO
Analyte
Styrene
Ethyl benzene
Toluene
Benzene
Xylene5
m,p-Xylene
o-Xylene
Chlorobenzene
1,1,1-Trichloroethane
Trichloroethane5
Carbon tetrachloride
Trichloroethene5
1,1-Dichloroethane
1 , 1,2-Trichloroethane
Chloroform
Methylene chloride
Tetrachloroethene
Ni
n1 i
45
18
45
47
20
28
38
29
30
34
8
6
7
6
3
14
8
o. Fires
where
meas.
taken
5
5
10
10
4
3
6
5
5
4
4
4
3
2
3
3
4
1 n= number of measurements
2 The 90 percent confidence limits lower and
3 Where a is the number of data values from
ennfiHenrfi limits.
Concentrations (jig/m3)
Median 90%
LCL1
1
3
5
4
ND
2
1
1
1
1
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
1
ND
ND
1
1
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
90%
UCL2
16
172
37
29
ND
9
5
1
1
1
ND
. 18
ND
ND
ND
ND
ND
upper as determined for the
the median to the upper and
a3 90th
Pent4
11
7
11
11
7
9
10
9
9
10
4
3
3 •
3
1
6
4
median.
to the lower
554
172
156
67
4
14
13
1
1
1
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
Max
2,705
1,390
634
524
20
999
521
1
7
3
ND
18
ND
ND
ND
660
ND
90 percent
4 The analytes in this table are arranged in order of 90th percentile (except for the o-xylene isomer).
5 Contains mixed isomers.
ND = Not detected.
16
-------
diarias, cinco dias a la semana, sin sentir efectos nocivos. Los TLVs son lineamientos para
determinar si un ambiente ocupacional es seguro o no, y no son estandares estrictos. El
NIOSH TLV no es aplicable a los receptores sensibles como ninos y ancianos, quienes podrian
sufrir efectos nocivos a niveles mas bajos. Se muestran las concentraciones de PAH en el
penach Se detectaron algunos compuestos PAH, o en la Tabla 9 (NIOSH, 1984). Las
concentraciones representan un promedio de una muestra tomada por aproximadamente 405
minutos. No se dispone de detalles acerca de los datos meteoroldgicos y solamente se
present6 un esquema sin escala en el reporte que describi6 la ubicacion del monitoreo con
respecto al incendio. Se tomaron muestras ocupacionales colocando bombas portatiles de
muestreo a la ropa de trabajadores, operadores de equipo, y otro personal del sitio. Sin
embargo, por problemas con la toma de muestras y el andlisis, los autores concluyeron que los
resultados de las muestras ocupacionales representaban estimaciones equivocadas (bajo) de
exposicidn. Por lo tanto, no se reportan los resultados de las muestras ocupacionales en este
documento.
Las concentraciones de plomo, hierro, y zinc en el penacho eran 11 mg/m3, 14 mg/m3, y
122 mg/m3, respectivamente. Las concentraciones de los demas metales se hallaban por
debajo de 2 mg/m3. Se tomaron las muestras de metales desde un sitio fijo ubicado en el
penacho. El metodo utilizado incluia el uso de una bomba de muestreo de bajo volumen (flujo
de flujo de 1.0 litres por minutol y un filtro de membrana de ester celulosa. Se analizaron los
filtros utilizando el metodo low temperature ashing nitric acid digestion seguido por
inductively coupled argon plasmography, atomic emission spectroscopy (aunque no se cito un
m6todo especifico, estos procediinientos van acordes con NIOSH Method 7300).
El analisis de los residues de las llantas mostr6 la complejidad de la muestra, que
contenia miles de compuestos individuates. Tambien se analiz6 una muestra de aire tomada
del espacio del tubo de ensayo (que contenia el residuo de llantas) encima del residue,
utilizando la tecnica GC/MS. '
Se detectaron concentraciones bajas de tolueno, benceno, xilenos y limoneno. Los
analisis GC/MS mds amplios mostraron alkanes, substituted benzenes, substituted hydrazines,
ketones, halogenated hydrocarbons, substituted phenols, nitriles, benzole acids, y substituted
benzene amines. Se detectaron tambien algunos PAHs, inclusive anthracene, pyrene,
naphthalene, y fluoranthene. Un ensayo Ames para determinar la mutagenicidad del residuo
de llantas mostro actividad mutagenica positiva.
2.4.2 Somerset, Wisconsin Incendio de Llantas
Stofferahn y Simon (1987) presentaron un resumen de los eventos que rodeaban el
incendio de llantas que empez6 el 13 de Octubre, 1986 cerca de Somerset, Wisconsin. Se
consumieron aproximadamente seis milliones de llantas de un inventario de ocho a nueve
milliones de llantas usadas. La pila de llantas ocupaba aproximadamente 6 hectareas (15
acres) de una propiedad de 10 hectareas (25 acres). El penacho de humo estaba visible hasta
"varias millas viento abajo". Un incendio intense dur6 tres dias, despues de que se menguo y
la amenaza de que el incendio se ampliara fuera de la propiedad se elimin6. El incendio se
apag6 despues de un periodo de aproximadamente dos semanas.
17
-------
TABLA 9. CONCENTRACIONES DE PAH EN EL PENACHO - RHINEHART
INCENDIO DE LLANTAS
PAH
Naphthalene
Acenaphthylene
Acenaphthene
Fluorene
Phenanthrene
Anthracene
Fluoranthene
Pyrene
Benz(a)anthracene
Chrysene
Benzo(b)fluoranthene .
Benzo(k)fluoranthene
Benzo(a)pyrene
Dibenz(a,h)anthracene
Benzo(g,h,i)perylene
Indenopyrene
TOTAL PAHs
Concentration
(jig/m3)*
461
ND
9
26
54
35
16
11
6
18
1
1
3
ND
ND
3
644
Limit of
Detection(pg)
5
7
1
0.5
0.2
0.3
0.005
0.1
0.005
0.10
0.003
0.005
0.005
0.05
0.05
0.02
~
*Sample duration = 405 min.
ND - Not detected
Sampling Method: Zefluor filter + ORBD 43 sorbent; flow rate 1.0 LPM.
Analytical Method: HPLC with UV detection.
18
-------
Un parque de casas sobre ruedas (trailers) se encontraba aproximadamente 0.8 km
(media milla) al norte del horde de la propiedad. Durante la etapa inicial del incendio, un
penacho de humo negro y grueso alcanz6 el parque. Los oficiales a carga decidieron evacuar
el parque, tomando en cuenta que no se sabia de la naturaleza de las amenazas potenciales a
la salud que pudieran presentarse como resultado de la exposicidn a tal penacho. La
evacuaci6n estuvo vigente por un dia, despu6s de que un cambio en la direcci6n del viento
elimin6 la exposici6n grande que ocurri6 el primer dia.
Se difundieron recomendaciones al publico por medio de las estaciones locales de
radio:
• Los que estaban experimentando malestar por el humo tendrian que evacuar el
area impactada por el penacho o quedarse dentro en casas bien selladas; y
• Cosas que normalmente se encuentran afuera, las cuales la gente suelen tocar
o usar de una manera rutinaria (por ejemplo, autos, ropa colgada despues de
lavarse, muebles de patio) o que se ingieren (por ejemplo, verduras del jardin)
deben lavarse detalladamente.
El monitoreo del aire conducido por el US EPA Emergency Response Team (ERT)
indic6 que la concentraci6n de "particulas suspendidas totales" (TSP) exceedia el estandar
primario de 260 mg/m3 [National Ambient Air Quality Standard (NAAQS)] que estaba
vigente en aquel entonces. Tambi6n el ERT concluyo que el humo se hizo visible a una
concentraci6n de aproximadamente 250 mg/m3 TSP. La relaci6n cruda entre la concentration
del humo visible y el estdndar primario result6 en la recomendaci6n al personal de respuesta
que se pusiera protecci6n respiratoria o evitara las £reas donde se viera el penacho de humo.
No se dieron detalles del metodo de monitoreo ni del analisis. .
Se analizaron muestras del aire tomadas por el Wisconsin Department of Natural
Resources (WDNR) por total coal tar pitch volatiles (CTPV). En ciertos casos, estas
concentraciones se rebasaban el threshold limit value time-weighted average (TLV-TWA) de
0.2 mg/m3.
Los autores compararon los niveles de concentraciones medidos por ERT y WDNR al
sitio Somerset a las reportadas de los dos otros incendios grandes de llantas, el de Everest,
Washington (25 de Septiembre a 10 de Octubre, 1984) y del de Rhinehart, Winchester,
Virginia, 1984 (presentado arriba). Estos resultados se presentan el la Tabla 10. Como punto
de referenda, se muestran tambien los valores de TLV-TWA y Immediately Dangerous to Life
and Health (IDLH). Las concentraciones de IDLH representan las mdximas concentraciones
desde que, en el evento de una falla en el dispositive respiratorio de un trabajador, el
trabajador podria escapar dentro de 30 minutos sin experimentar: (1) ningun tipo de dano que
podria obstaculizar su salida, o (2) un efecto nocivo irreversible a la salud.
Los autores concluyeron que "aunque no se puede asumir ninguna consistencia con
respecto a los metodos de muestreo o evaluation entre estos tres incidentes, los datos no
sugieren que se presenten amenazas severas ni agudas a la salud". Sin embargo, los
19
-------
TABLA10. COMPARACION DE CONTAMINANTES DETECTADOS A LOS LIMITES
TLVYDLH(mg/m3)
Compound
Sulfur dioxide
Carbon monoxide
Zinc
Lead
Iron
Cadmium
Chromium
Copper
Benzene
Toluene
Styrene
Xylenes
Ethyl benzene
Ethyl toluene
Methyl chloride
1,1,1-Trichloroethene
Acetone
Heptane
Hexane
Hexene
Naphthalene
Pentane
Ibiophene
Benzo(a)pyrene
TLV- IDLH
TWA
5
55
..
0.15
--
40
-
..
30
375
215
435
435
~
(350)
1,900
1,780
1,600
180
-
50
1,800
-
..
Wisconsin Washington
ERT DNR
..
..
0.013
-
„
..
~
~
0.22 -- 9.68-10.6
0.140 -- 0.03-6.70
0.043 -- 0.04-3.41
0.072 - t^y™6/
toluene
0.047 -- --
0.011
0.003
0.024
0.55-0.57
<0.02
0.18-0.21
<0.02
0.82-1.32
0.61-0.66
0.25-0.30
0.013
Virginia
--
~
0.122
0.011
0.014
-
-
--
-
-
•-
-
-
•
-
-
-
~
~
0.461
--
-
0.003
(a continuaci6n)
20
-------
TABLA10. COMPABACION DE CONTAMINANTES DETECTADOS A LOS LTMITES
TLVE DLH (mg/ms) (a continuacion)
Compound
Pyrene
Chrysene
Flourene
Anthracene
Phenanthrene
Perylene
Coal tar pitch volatiles
TLV- IDLH Wisconsin Washington
TWA
ERT DNR
„
0.446
..
„
--
2.623
0.2 400 - 4.218
Virginia
0.011
0.018
0.026
0.033
0.054
--
--
— = not measured.
+ = detected, value not reported.
() = estimated values in 1987.
21
-------
autores anotaron que, como se considera que la mezcla de polvo de carb6n y PAHs es
carcinoge'nica, el penacho de humo o sus residues podrian presentar una amenaza a la salud a
largo plazo.
2.5 PREVENCION Y MANE JO DE INCENDIOS DE LLANTAS
El Scrap Tire Management Council [(Council, o STMC) Washington B.C.] es un
organismo independiente creado por la industria norteamericana de llantas, que aboga por los
intereses de esta industria. La meta primordial del Council es crear suficiente capacidad en
el mercado para consumir todas las llantas usadas generadas anualmente. El Council provee
ayuda en el desarrollo y promoci6n de la utilizaci6n de llantas usadas como un recurso
valioso.
El Council ofrece un seminario (cobran por gastos y un aporte al STMC Education and
Research) que trata de la prevencion y manejo de incendios de llantas. En el seminario, el
Council utiliza un documento, el cual se desarrol!6 en concierto con la International
Association of Fire Chiefs (IAFC), que se llama Guidelines for the Prevention and Management
of Scrap Tire Fires [(Guidelines) IAFC y STMC, 1992]. STMC tambi6n pone a la venta este
documento. El seminario y las guias se desarrollaron con la contribuci6n de mas de una
docena de jefes de bomberos y personal de respueta crftica.
La prevenci6n y manejo de incendios de llantas es un asunto complejo. Hay que tomar
en cuenta muchos temas que tienen que ver exclusivamente con el sitio. Solamente un
numero reducido de estos temas se revisan en las siguientes sub-secciones:
2.5.1 Diseno del Sitio de Almacenamiento
Las Guias recomiendan los siguientes parametros de disefio para el sitio de
almacenamiento:
• se limita la altura de las montones de llantas a 6 m (20 pies) con dimensiones
maximas de 76 m (250 pies) por 6 m (20 pies);
• los hordes de la pila deben estar por lo menos 15 m (50 ft) de la cerca del
perimetro y esta area debe estar libre de obstaculos o vegetaci6n;
• los rompefuegos en el interior de la propiedad deben tener una anchura de 18
m (60 pies) por lo menos;
• una area que extiende 60 m (200 pies) del perimetro de los montones de llantas
deben estar libre de vegetaci6n;
• edificios, vehfculos, etcelera deben estar por lo menos 60 m (200 pies) de las
montones;
• el sitio debe ser piano, con una base de concrete o arcilla dura, y disenado para
captar y contener la escorrentla;
• No se debe ubicar el sitio de almacenamiento sobre pantanos, areas sujetas a
inundaciones, arroyos, cafiones, o cualquier superficie que cueste mucho;
• Cualquier quema a cielo abierto debe estar por lo menos 305 m (1000 pies)
alejada de la pila de llantas;
22
-------
• Los dispositivos que generan calor (por ejemplo una maquina de soldadura) no
debe utillizarse dentro de 60 m (200 pies) de la pila; y
• pararrayos deben instalarse, en un sitio alejado de los montones de llantas.
2.5.2 Evacuaci6n de Civiles
La evacuacitin de civiles debe considerarse la prioridad mas importante por parte del
jefe de los servicios de auxilio. Las Guias sugieren que se deban anticipar cuales son las areas
que ser6n sujetas a evacuaci6n durante el proceso de planificacion antes de un incendio (todos
los sitios de almacenamiento de las llantas usadas y productos de goma deben considerarse
como sitios de alto riesgo, y se debe planificar acorde a este concepto). Las Guias recomiendan
que "todo sitio expuesto al penacho de humo, o sujeto a tal exposition por un cambio en la
direcci6n del viento, debe ser evacuado como medio preventive".
Lugares de agrupamiento, tiempo de translado, y requerimientos de equipo deben ser
planificados cuidadosamente. No se debe dejar que las personas que se van a evacuar puedan
regresar al drea impactada hasta que se hayan tornado muestras ambientales y se haya
determinado que el drea este segura y habitable.
2.5.3 Tdcticas para Combatir Incendios
Por una variedad de r.azones, las t£cticas convencionales para combatir incendios son
solamente parcialmente efectivas en el control de incendios de llantas usadas. La forma de
las llantas hace que sea extremadamente dificil alcanzar todas las superficies encendidas, y
permite que el aire atrapado siga respaldando la combustidn en todas partes de la pila. El
calor intenso que se generan las llantas encendidas complica todavia mas las dificultades.
Las Guias recomiendan que el objetivo primordial cuando hablan de hacer frente al
incendio de llantas es la separaci6n de llantas todavia sin quemarse (combustible) del
combustible encendido. Se debe dejar que el combustible encendido siga quemandose lo mas
libremente pbsible. Equipo pesado (por ejemplo, front-end loaders, track excavators, mid-size
bulldozers) son necesarios para este tipo de trabajo. Se puede extraer las secciones de goma
encendidas de la pila, colocarlas en un sitio aislado, y luego extinguirlas utilizando
mangueras con boquillas ajustadas para chorrear en un patr6n "neblina" (por ejemplo, un
chorro ancho dispersado), o si hay una presa de agua disponible, sumergirlas.
La aplicacitin directa de agua no es siempre efectiva, tomando en cuenta el .calor
intenso y las caracteristicas de goma cuando este encendida. Sin embargo, si se toma la
decisi6n de utilizar tecnicas convencionales, las boquillas que emiten una neblina a presion
constante son mds efectivas que chorros de agua.
En muchos casos, el control del fuego se ha logrado cubriendo las secciones encendidas
con tierra o material similar. Sin embargo, a pesar de estar cubierto, el fuego puede seguir
quemdndose en las profundidades del mont6n por semanas. Por lo tanto, hay que seguir
vigilando y monitoreando.
Puede ser necesario formar rompefuegos y/o rutas de ingreso al monton. Los
23
-------
rompefuegos deben ser 18 m (60 pies) de ancho o mds ancho todavia si hay vientos fuertes.
Tambi^n, como los montones tienden a ser inestables, hay que proveer los bomberos de
plataformas fuertes que se estacionen encima del monton. Paletas de madera sirven bien
para tal prop6sito.
Los resumenes de algunas de Las Gufas (ve'ase arriba) solamente tratan de un numero
reducido de las cuestiones y problemas que rodean la prevenci6n y manejo de un incendio de
llantas. Para proteger efectivamente la salud, seguridad, y bienes del publico, un equipo
capacitado en las t£cnicas adecuadas para combatir incendios de llantas debe ser seleccionado
para planificar y efectuar el control de tal evento.
2.6 COMPUESTOS "BLANCOS" EMTTIDOS DE UN INCENDIO DE LLANTAS
Reconociendo los peligros a la salud y medio ambiente asociados a los incendios de
llantas, el Tacoma-Pierce County Health Department (TPCHD) condujo un estudio de los
compuestos t6xicos emitidos al aire. TPCHD public6 un reporte que identified, por medio de
una serie de pasos preliminares, un sub-grupo de 34 compuestos blancos (basado en toxicidad
y concentraciones anticipadas en el aire) que deben considerarse como candidates para
monitoreo durante un incendio de llantas (Adolfson Associates, 1994).
Se identified un potencial para una variedad de efectos a la salud provenientes de la
exposicidn a hidrocarburos, metales, gases y vapores inorganicos. Los impactos a la salud
incluyen la irritaci6n de la piel, ojos, y membranas mucosas, sistema nervioso central,
depresi6n, efectos respiratorios, y cancer.
Para desarrollar la lista de compuestos blancos, los autores recolectaron datos de
monitoreo del aire de nueve lugares que experimentaron incendios de llantas (Wisconsin,
Washington, Virginia, Arkansas, Colorado, North Carolina, New York, Pennsylvania, y Utah),
tanto como los datos de las pruebas de laboratorio que se presentaron ya en este reporte
(Ryan, 1989; Lemieux and DeMarini, 1992). Se agregaron a la lista automaticamente los
compuestos identificados como compuestos carcinog6nicos potenciales o comprobados, sin
tomar en cuenta las concentraciones medidas o niveles de emisi6n. Como grupo de
compuestos, no se reportaron por separado los PAHs en concentraciones bajas, y se us6 CTPV
como sustituto por la familia de los compuestos PAH. Sin embargo, se reportaron por
separado los compuestos individuals PAHs con concentraciones suficientemente altas para
calificarse como un compuesto bianco.
Tambien se evaluaron los compuestos desde la 6ptica de cuales tenfan concentraciones
maximas encima de 33% del TLV para ese compuesto. Si la concentraci6n maxima estaba
encima de 33% del TLV, se consideraba el compuesto un compuesto bianco. Se seleccion6 33%
del TLV para aproximar una d6sis equivalente de un trabajador, considerando que la
exposici6n a un incendio pudiera occurrir 24 horas al dia, comparado al TLV que se basa en
una exposicidn de 8 horas.
El ultimo criterio de evaluacidn que aplicaron los autores era comparar la raz6n de
valor detectado a las subchronic y chronic inhalation reference concentrations (RfC). La RfC
24
-------
es un estimado de la concentraci6n que no resulta en un riesgo apreciable a la salud. Se
ordenaron los compuestos por razones decrecientes (es decir, de la concentracidn detectada a
la RfC subcr6nica). Se agregaron los primeros 25% de los compuestos en cada juego de datos
a la lista de compuestos blancos.
Si todavfa no se identified un compuesto como un compuesto bianco acorde a los
m6todos anotados arriba, se condujo una revisi6n mas amplia. El proceso incluyti la
evaluaci6n de otros aspectos de la toxicologia y concentraciones potenciales del compuesto. Si
faltaba informacitfn, se incluyo el compuesto en la lista de compuestos blancos.
Una lista de todos los compuestos monitoreados en el campo por la EPA, y sus valores
maximos, se presentan en la Tabla 11. Se presentaron datos de las pruebas de laboratorio
para los "trozos" de llantas (considerado el mas representative de las emisiones de incendios
actuales de llantas por Adolfson en su evaluacitin) en las Tablas 1 a 6 y no se repiten en la
Table 11 (Ryan, 1989). En algunos casos, donde los datos son disponibles para el mismo
compuesto, los resultados de laboratorio podrian estar mas altos que los datos de campo
tornados por la EPA. Los autores seleccionaron la concentraci6n mas alta de entre los dos
juegos de datos.
Vale clarificar mas precisamente la referenda de Adolfson Associates. El texto del
reporte se refiere a 38 compuestos blancos, sin embargo, se presentan solamente 37. Ademas,
se presentaron datos de concentraci6n para "cloruro" y "floruro". No se reportan estos datos
en este escrito debido a que estos valores representan la concentraci6n total de cada ion
respectivo en vez de compuestos t6xicos especificos. Adolfson Associates suponi6 que los
datos para zinc eran zinc chromate, un compuesto carcinogenico, y lo reporto como un
compuesto bianco. Sin embargo, no se respaldaba esta suposici6n por los datos que veniari de
los incendios de llantas, que decian simplemente "zinc". Por lo tanto, el cual no es
carcinogenico, se elimin6 de la lista de Adolfson. El resultado neto es que se identifican
solamente 34 compuestos como compuestos bianco utilizando el metodo preliminar de
evaluaci6n de Adolfson.
Los 34 compuestos blancos y sus criterios de selecci6n se presentan en la Tabla 12.
Los compuestos blancos carcinogenicos y sus concentraciones maximas reportadas se
presentan en la Tabla 13 (se indica la fuente de los datos, es decir, "Field" para datos de
campo de la EPA, o "Lab" para pruebas de laboratorio). Se presentan los compuestos que
habian reportado concentraciones que excedfan 33% de sus TLV en la Tabla 14. Compuestos
que habian reportado concentraciones que excedian sus concentraciones de referenda
subcrdnica y/o cronica se presentan en la Tabla 15.
La compilaci6n de los datos reportados en las Tablas 11 y 13 incluyen datos de
monitoreo de campo, los cuales muchas veces se recolectan con mucha prisa y se ven
25
-------
TABLA 11. CONCENTRACIONES MAXIMAS DE LOS DATOS DE LA EPA
(mg/m3)
Compound
Concentration
Compound
Concentration
Acetone 0.3700
Anthracene 0.0330
Benz(a)anthracene 0.0018
Benzene 10.59
Benzo(a)pyrene 0.0130
Benzylchloride 0.0190
Bromochloromethane 1.1360
4-tert-Butyl toluene 0.1310
Carbon monoxide 114.00
Carbon tetrachloride 0.0500. .
Chloroform 2,0580
Chrysene 0.4460
Coal tar pitch volatiles 4.2180
Cumene 0.0940
Cyclohexane 0.0630
1,2-Dichlorobenzene 0.0696
1,4-Dichlorobenzene 0.1187
1,2-Dichloropropane 0.0350
Ethyl benzene 0.1554
Ethyl toluene 0.0540
Ethylene dichloride 0.3230
Ethyltoluene, meta 0.5800
Fluoranthene 0.0040
Iron
Lead
Methyl ethyl ketone
Methylene chloride
3-Methylstyrene
4-Methylstyrene
Methylstyrene, alpha-
Naphthalene
n-Nitrate
Nitric acid
N-octane
Orthophosphate
Pentane
N-pentane
Phenanthrene
Phosphoric acid
Pyrene
Pyrylene
Styrene
Sulfate
Sulfur dioxide
Sulfuric acid
Thiophene
0.0140
0.0110
0.5800
2.1000
0.0960
0.0500
0.0500
1.3200
220.00
0.2550
0.0850
280.00
0.6600
0.2960
0.0340
0.2650
0.0001
2.6230
5.4100
230.00
2.7000
0.7900
0.3000
(a continuaci6n)
26
-------
TABLA11. CONCENTRACIONES MAXIMAS DE LOS DATOS DE LA EPA (mg/m3)
(a continuation)
Compound
Fluorene
Heptane
n-Heptane
Hexachloroethane
Hexane
n-Hexane
Hexene
Hydrobromic acid
Hydrochloric acid
Hydrofluoric acid
Concentration
0.0260
0.0200
0.0830
0.2980
0.2100
0.1580
0.0200
0.2550
4.0000
0.2700
Compound
Toluene
1 , 1, 1-Trichloroethane
1,1,2-Trichloroethane
Trichloroethylene
Trichlorofluoromethane
m,p-Xylene
m-Xylene
o-Xylene
Zinc
Concentration
6.7000
0.0760
0.0030
1.5600
0.0510
131.00
0.8400
1,564.00
0.0130
Note: Above data was taken directly from reference; no adjustment was made to significant
digits. .
27
-------
TABLA12. COMPUESTOS BLANCOS FOR CRITERIO
Target Compound
Criteria
CA
TLV
Subchronic RfC Chronic RfC
Acenaphthene
Acenaphthylene
Arsenic
Barium
Benz(a)anthracene
Benzene
Benzo(a)pyrene
Benzo(b)fluoranthene
Benzylchloride
Butadiene
Carbon monoxide
Carbon tetrachloride
Chloroform
Chromium
Chrysene
Coal tar pitch volatiles
Cumene
1,2-Dichloropropane
Dibenz(a,h)anthracene
Ethylene dichloride
Hexachloroethane .
Hexane
Lead
Methylene chloride
Nickel
Phenol
Styrene
Sulfur dioxide
Sulfuric acid
Toluene
1,1,2-Trichloroethane
Trichloroethylene
Vanadium
o-Xylene
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
x.
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
CA = Suspected or Confirmed Human Carcinogen.
TLV = Reported Value is 33% of Threshold Limit Value.
RfC = Inhalation Reference Concentration.
28
-------
TABLA13. CONCENTRACIONES MAXIMAS REPORTADAS PARA LOS
COMPUESTOS CARCINOGENICOS
Compound
Acenapbthene
Acenapthylene
Arsenic
Benz(a)anthracene
Benzene
Benzene
Benzo(a)pyrene
Benzo(a)pyrene
Benzo(b)fluoranthene
Benzyl chloride
Butadiene
Carbon tetrachloride
Chloroform
Chromium (Assumed to be all Cr VI*)
Chrysene
Chrysene
Coal tar pitch volatiles
Dibenz(a,h)anthracene
1,2-Dichloropropane
Ethylene dichloride
Hexachloroethane
Lead (inorganic dust)
Lead (inorganic dust)
Methylene chloride
Nickel
Phenol
Styrene
Styrene
1,1,2-Trichloroethane
Trichloroethylene
Concentration
(mg/m3)
1.027
0.897
0.0002
0.226
10.59
3.872
0.481
0.013
0.344
0.019
0.314
0.052
2.058
0.012
0.446
0.368
4.218
0.007
0.035
0.323
0.298
0.0007
0.011
0.210
0.007
0.473
5.41
0.795
0.003
1.6
Data Source
Lab
Lab
Lab
Lab
Field
Lab
Lab
Field
Lab
Field
Lab
Field
Field
Lab
Field
Lab
Field •
Lab
Field
Field
Field
Lab
Field
Field
Lab
Lab
Field
Lab
Field
Field
29
-------
TABLA14. COMPUESTOS CON CONCENTRACIONES MAXIMAS REPORTADAS
QUE EXCEDEN 33% DE SUS TLVs
Compound
Carbon monoxide
Coal tar pitch volatiles
Sulfur dioxide
Sulfuric acid
Vanadium (as pentoxide)
Concentration
mg/m3
116.0000
4.2180
2.7500
0.7900
0.0175
TLV
mg/ms
29
0.2
5
1
0.05
%TLV
400.00
2,109
52.00
79.00
35.00
TABLA 15. COMPUESTOS CON CONCENTRACIONES MAXIMAS REPORTADAS QUE
EXCEDEN UN RFC SUBCRONICO O CRONICO (mg/m3)
Compound Concentration
Barium
Cumene
1,2-Dichloropropane
Hexane
Styrene
Toluene
0.0035
0.094
0.035
0,21
5.41
6.7
Subchronic RfC
0.005
0.09
0.013
0.2
none
2
Chronic RfC
0.0005
0.009
0.004
0.2
1
0.4
30
-------
afectados por los cambios en las condiciones del incendio, variaciones meteorol<5gicas, y otros
factores. Por eso hay que cuestionar la calidad de los datos, y no se hizo ningun evaluacitfn a
fondo de los datos individuales de monitoreo como parte de este estudio. Sin embargo, los
datos son utiles para identificar los compuestos que sin duda estan presentes durante un
incendio de llantas.
Se recomienda que se conduzca el monitoreo ambiental durante la primera etapa y
hasta el fin del incendio. Estos datos de monitoreo ayudarian al personal a carga tomar
decisiones acerca del tipo de equipo de protection que se llevaria y la evacuation de civiles.
Se recomiendan monitores que tomen lecturas directas para la respuesta inicial al incendio.
Este tipo de equipo puede ser util para proveer de datos inmediatos acerca de las condiciones
IDLH, niveles t6xicos de contaminantes del aire, y atm6sferas inflamables. Estos datos
permitirian al equipo de respuesta evaluar la situation y empezar a tomar decisiones
informadas. Para informaci6n mas completa acerca del tipo y concentration de
contaminantes especificos del aire durante el incendio, se deben suplementar los datos
tornados con monitores de lectura directa con la recoleccion y analisis de muestras del aire.
Un incendio de llantas se puede arder sin llama por meses. Esta fase puede producir
emisiones excesivas por el hecho de que no es una fase de quema completa y por tanto no
resulta en una combusti6n completa. Por lo tanto, hay que seguir tomando muestras del aire,
y seguir evaluando los datos, durante la fase de arder sin llama para asegurarse que se tomen
decisiones apropiadas en cuanto a la salud y seguridad.
El desarrollo de un plan de monitoreo y/o recomendaciones acerca de equipo para
tomar.muestras del aire o metodos de monitoreo estan fuera del alcance de este documento.
Sin embargo, Adolfson et al., (1994) presentan una discusion detallada de estos temas.
31
-------
3.0 LLANTAS COMO COMBUSTIBLE
Combustible derivado de llantas (TDF) ha sido exitosamente utilizado como una
fuente de energia en la fabrication de cemento y cal, la generaci6n de vapor para producir
electricidad, y otros procesos industriales. Los resultados de reportes de muestras tomadas
en chimeneas se resumen por categoria de fuente. Fuentes tipicas que ban tenido 6xito en la
integraci6n de TDF con otros combustibles son:
• Hornos cementeros;
• Molinos de pulpa y papel;
• Centrales t6rmicas (inclusive las dedicadas a la quema de llantas); y
• Calderas industriales en general.
Se ha reconocido TDF como un combustible potencial desde hace mucho tiempo. Se
compara favorablemente a carb6n, como se presenta en la Tabla 16. Tiene un valor calorifico
m£s alto que el de carb6n, y menor contenido de agua. TDF contiene mds carb6n (elemento),
un contenido de azufre parecido al de carb6n "de azufre medio", pero mucho menos nitrdgeno
enlazado al combustible.
Hay que tomar en consideraci6n varias cuestiones cuando se quema TDF en una
fuente nueva o como una modificaci6n a una fuente actual. Una consideraci6n es la necesidad
de convertir las llantas usadas a un combustible manejable. Esto se requiere un sistema para
desalambrar, y triturar, o manipular el tamano de una manera u otra, para que el combustor
pueda acomodarlo. El TDF cortado a la medida, que facilita la alimentation, generalmente
permite una combusti6n ma's eficiente. Sin embargo, algunos combustores grandes, por
ejemplo hornos cementeros, calderas con fondos mojados, y calderas tipo stoker-grate se
pueden modificar para.aceptar llantas enteras. Moficaciones al equipo, manejo de combusti6n
y/o otras prdcticas de operaci6n podrian ser necesarios para quemar TDF. Estas
modificaciones son especfficas al caso, y deben ser evaluadas por el equipo de ingenieros
cuando se considera el uso de TDF.
3.1 SIMULACI6N EN LABORATORIO DE EMISIONES DE TDF
Se condujeron pruebas de emisiones de TDF a escala pilota en un horno rotatorio
simulador de incineraci6n (RKIS) de 73 kW (250,000 BTU/hr) en el Environmental Research
Center de la EPA en Research Triangle Park, NC (Lemieux, 1994). Se ha comprobado que
este simulador exhibe las mismas caracteristicas claves que las de unidades a escala grande
con capacidades 20 a 40 veces mds grande.
Se emprendi6 el programa de pruebas para proveer a las agencias de los Estados y
agencias locales de ayuda t^cnica para establecer lineamientos para las licencias de
funcionamiento, y para evaluar las solicitudes provenientes de fuentes que querian quemar
llantas o TDF como combustible suplementario. Una lista de los compuestos blancos bajaria
los costos de tomar muestras en chimenea.
32
-------
TABLA 16. ANALISIS COMPARATIVA DE COMBUSTIBLE FOR PESO (JONES, 1990)
Fuel Composition (percent) Heating Value
Carbon Hydrogen Oxygen' Nitrogen Sulfur Ash Moisture kJ/kg Btu/lb
TDF 83.87 7.09 2.17 0.24 1.23 4.78 0.62 36,023 15,500
Coal 73.92 4.85 6.41 .1.76 1.59 6.23 5.24 31,017 13,346
-------
Los prop6sitos de este programa de pruebas eran: (1) generar un p6rfil de los
compuestos blancos para guiar el diseno de un programa de muestreo en chimenea a escala
completa, y (2) proveer una comprensidn mejor de las cuestiones t6cnicas relacionadas a la
combusti6n controlada de llantas usadas. Debido a las diferencias en escala, por ejemplo el
fen6meno de la mezcla fase-gas y otros factores especificos al equipo, Lemieux hace notar que
los factores de emisiones del RKIS no se pueden extrapolar directamente a fuentes de escala
grande.
Ademas, hay diferencias significantes entre homos y otros equipos de combusti6n, y
no se trata de estos temas en este estudio. Sin embargo, el simulador es util para examinar
los fen6menos fundamentales de combusti6n de TDF y para comprender las tendencias
cualitativas que se encontrarian en un homo rotatorio a escala grande.
El TDF que se utiliz6 en las pruebas TDF era goma "de migas" desalambrada con un
diametro <0.64 cm (
-------
TABLA17. ANALISIS PROXIMO Y ULTIMO DEL TDF UTDLIZADO EN EL RKIS
Proximate Analysis
Moisture
Volatile Matter
Ash
Fixed Carbon
Ultimate Analysis
Moisture
Carbon
Hydrogen
Kjeldahl Nitrogen 1 Nitrogen Nitro
Sulfur
Total Halogens
(calculated as chlorine)
Ash
Metals
Cadmium .
Chromium
Iron
Lead
Zinc
Heating Value
0.84%
65.52%%
7.20%
26.44%
0.84%
76.02%
7.23%
0.34%
1.75%
0.31%
7.20%
<5 ppm
<5 ppm
295 ppm
51 ppm
' 2.14%
37,177 kJ/kg
35
-------
TABLA 18. ESTIMACIONES DE EMISIONES DE COVs - RESULTADOS DE LAS PRUEBAS
EN EL RKIS (COMBUSTIBLE DE BASE - GAS NATURAL)
LO
O\
Compound
1,1,1 Trichloroethane
2-Methyl propene
2-Methyl-2-propanol benzene
Benzene
Bromomethane
Carbon disulfide
Chlorobenrene
Chloromethane
Ethylbenzene
Heptane
Hexane
lodomethane
m,p-Xylene
Nonane
o-Xylene
Styrene
Toluene
0% TDF (Natural
Gas Only)
ng/J Ib/MMBtu
2.24E-04
9.60E-04
2.13E-04
6.71E-04
2.00E-04
2.13E-04
2.13E-04
2.40E-04
2.13E-04
2.13E-04
2.01E-04
2.13E-04
6.21E-04
2.77E-04
1.85E-04
2.63E-04
3.97E-04
5.21E-07
2.23E-06
4.95E-07
1.56E-06
4.65E-07
4.95E-07
4.95E-07
5.58E-07
4.95E-07
4.95E-07
4.67E-07
4.95E-07
1.56E-06
6.44E-07
4.30E-07
6.12E-07
9.23E-07
7% TDF
(steady-state)
ng/J Ib/MMBtu
3.75E-04
2.30E-03
2.15E-04
1.25E-04
2.15E-04
3.43E-04
2.15E-04
7.15E:04
2.15E-04
2.83E-04
2.45E-04
2.15E-04
4.17E-04
7.29E-04
2.15E-04
7.85E-04
5.02E-04
8.72E-07
5.35E-06
5.00E-07
2.91E-07
5.00E-07
7.98E-07
5.00E-07
1.66E-06
5.00E-07
6.58E-07
5.70E-07 .
5.00E-07
9.70E-07
1.70E-06
5.00E-07
1.83E-06 .
1.17E-06
17% TDF
(steady-state)
ng/J Ib/MMBtu
4.41E-04
1.94E-03
1.81E-03
1.25E-04
2.58E-04
2.30E-04
2.30E-04
3.90E-03
2.70E-04
2.48E-04
2.45E-04
2.30E-04
1.06E-03
4.25E-04
3.18E-04
7.16E-04
4.64E-04
1.03E-06
4.51E-06
4.21E-06
2.91E-07
6.00E-07
5.35E-07
5.35E-07
9.07E-06
6.28E-07
5.77E-07
5.70E-07
5.35E-07
2.47E-06
9.88E-07
7.40E-07
1.67E-06
1.08E-06
19% TDF (ramp)
ng/J Ib/MMBtu
2.24E-04
7.37E-04
2.24E-04
7.36E-03
1.22E-03
2.24E-04
2.24E-04
2.38E-02
2.24E-04
2.24E-04
2.24E-04
2.35E-04
2.64E-04
2.24E-04
2.24E-04
7.03E-04
3.48E-04
5.21E-07
1.71E-06
5.21E-07
1.71E-05
2.84E-06
5.21E-07
5.21E-07
5.53E-05
5.21E-07
5.21E-07
5.21E-07
5.47E-07
6.14E-07
5.21E-07
5.21E-07
1.63E-06
8.09E-07
15% TDF (batch)
ng/J Ib/MMBtu
2.17E-04
2.33E-04
2.33E-04
2.19E-02
3.82E-04
9.43E-04
2.20E-04
5.16E-02
4.96E-04
2.33E-04
2.36E-04
2.33E-04
1.78E-03
2.71E-04
5.24E-04
7.80E-04
1.29E-03
5.05E-07
5.42E-07
5.42E-07
5.09E-05
8.88E-07
2.19E-06
5.12E-07
1.20E-4
1.15E-06
5.42E-07
5.49E-07
5.42E-07
4.14E-06
6.30E-07
1.22E-06
1.81E-06
3.00E-06
-------
Se analizaron los PAHs con un monitor continue de emisiones (GEM) de PAH. Las
emisiones de se hallaban mas o menos insensibles a la temperatura y concentracidn de
oxigeno para todas las condiciones estudiadas, sin embargo, incrementando el flujo de
alimentaci6n de TDF tendia a incrementar las emisiones de PAH para todos los niveles de
oxigeno. En general, se observe que el hecho de suplementar el gas natural con TDF tendia
a incrementar las emisiones de PAH levamente, siempre que se mantenga la combustion en
estado estable.
Los compuestos organicos semi-volatiles (SVOC) y particulas totales se recolectaron
utilizando el protocolo de muestreo isocenetico con un tren de monitoreo Modified Method 5
(MM5). Los datos indicaron que los SVOC se hallaban en concentraciones detectibles.
Lemieux (1994) concluye que cuando se quema TDF en un combustor bien disenado y bien
operado, las emisiones de SVOCs se parecen mucho a las de la quema de gas natural.
Se tomaron muestras de PCDD y PCDF durante dos condiciones de prueba: 0% TDF y
17% TDF (estado estable). No se detectaron PCDD/PCDF en estas las pruebas.
Se tomaron muestras de aerosoles de metales durante dos condiciones de prueba; 0%
TDF and 17% TDF (estado estable). Se presentan estimaciones de las emisiones de metales
provenientes de estas pruebas en la Tabla 19. La columna identificada como "TDF-only" (solo
TDF) es una extrapolaci6n lineal y se calcu!6 dividiendo los valores en la columna
"TDF+natural gas" (TDF+gas natural) por 17% (0.17). Se hallaron emisiones elevadas de
arsenico, plomo, y zinc en los gases de escape. Las concentraciones de zinc fueron
significantes.
Se tomaron muestras de particulas totales (PM) utilizando los trenes de monitoreo
MM5 y MultiMetals. Los resultados de PM se presentan en la Tabla 20. Estas emisiones de
PM representan emisiones incontroladas, tal como se encuentra antes de la instalaci6n de un
equipo de control de particulas. Como es de esperar, las emisiones de PM durante la quema
de TDF son mayores a las de la combustidn de gas natural solamente.
Los resultados de PM de la corrida donde se aliment6 el horno con lotes de goma son
los mas altos que cualquier otra corrida. Esto podria sugerir que la quema de TDF en lotes,
que se aproxima la alimentaci6n con llantas enteras, tiene el potencial para formar emisiones
transitorios significantes. Este fen6meno se podria exacerbar en un sistema que exhiba una
estratificaci6n vertical significante, o que opere a niveles bajos de aire excesivo, como los
hornos cementeros. Sin embargo, Lemieux (1994) cree que el tamafio de la fuente servira
para mitigar la intensidad de las emisiones transitorias que resultan de la carga de lotes de
TDF, debido a que para una fuente extremadamente grande, un flujo constante de llantas
enteras podria equivaler la combustidn a estado estable. A pesar de esto Lemieux (1994)
avisa que el potencial por la generaci6n de emisiones transitorias grandes no debe ignorarse,
especialmente en fuentes pequenas.
Basado en este programa de pruebas, se ha concluido que, con la excepcion de
emisiones de zinc, no se espera que las emisiones potenciales de TDF sean muy diferentes a
las de otros combustibles convencionales, siempre que la combustion se lleve a cabo en un
37
-------
U)
oo
TABLA 19. ESTIMACIONES DE EMISIONES DE METALES - RESULTADOS DE LAS PRUEBAS EN EL RKIS
(COMBUSTIBLE DE BASE - GAS NATURAL)
Metal
Antimony
Arsenic
Beryllium
Cadmium
Chromium
Lead
Manganese
Nickel
Selenium
Zinc
0% TDF (Natural Gas Only)
ng/J Ib/MMBTU
7.72E-05
4.80E-04
nd
1.76E-04
2.78E-04
3.45E-03
1.21E-03
3.00E-04
3.56E-04
1.23E-01
1.80E-07
1.12E-06
nd .
. 4.09E-07
6.46E-07
8.02E-06
2.81E-06
6.98E-07
8.28E-07
2.86E-04
17% TDF (steady-state)
ng/J Ib/MMBTU
9.05E-04
1.59E-02
2.14E-05
4.54E-04
1.66E-03
2.83E-02
2.48E-03
1.50E-03
1.93E-03
15.21
2.10E-06
3.70E-05
4.98E-08
1.06E-06
3.86E-06
6.58E-05
5.77E-06
3.29E-06
4.49E-06
3.54E-02
TDF Only (estimated)
ng/J Ib/MMBTU
5.32E-03
9.35E-02
1.26E-04
2.67E-03
9.76E-03
1.66E-01
1.46E-02
8.82E-03
1.14E-02
89.47
1.24E-05
2.17E-04
2.93E-07
6.21E-06
2.27E-05
3.86E-4
3.40E-05
2.05E-05
2.65E-05
2.08E-01
-------
TABLA 20. CONCENTRACIONES DE PARTICULAS (PM) - PROGRAMA DE
MUESTRAS RKIS
%TDF
0.00
0.00
14.97
15.50
16.95
17.14
17.30
19.18
Feed Type
Steady-state
Steady-state
Batch
Steady-state
Steady-state
Steady-state
Steady-state
Ramp
Participate Loading
(mg/Nm3)1
4.14
17.37
285.46
95.28
43.67
137.24
101.01
132.95
Nm3 is a normal cubic meter of gas at 0° C and 1 atmosphere pressure.
39
-------
combustor bien disenado, bien operado, y bien mantenido. Si las emisiones de zinc resultan
en concentraciones de particulas inaceptables, se necesitaria instalar un equipo apropiado
para controlar particulas.
3.2 MONTTOREOENCmMENEA-CENTRAI^ST^RMICASYFUENTES
INDUSTRIALES
Se han recolectado dates de monitoreo en .chimenea de una variedad de fuentes y se
presentan estos datos en la Tabla 21 y Apendice Tablas A-l a A-22. Los dates de monitoreo
de emisiones de contaminantes "criterio" de siete centrales te'rmicas se resumen en la Tabla
21. For lo general, se disminuian las particulas y NO, mientras el porcentaje de TDF se
aumentaba. Las emisiones de SOr no seguian el mismo patr6n. No hay suficientes datos de
monitoreo de CO para sacar conclusiones.
Los resumenes del monitoreo de campo se presentan en el Apendice. Empezando con
la Tabla A-l, cada tabla se divide en dos partes. La parte "a" presenta un resumen
informaci6n de la fuente, tipo de fuente, combustibles, controles anti-contaminantes,
condiciones de prueba, metodos de prueba, y datos de alimentaci6n de combustible, si son
disponibles. La parte "b" de la tabla presenta los datos de monitoreo en chimenea.
Datos para centrales te'rmicas individuals se presentan en las Tablas A-l a A-8. La
Tabla A-l presenta datos de emisiones de la central te'rmica "A", la unica fuente que utiliza
exclusivamente llantas como combustible de todas las fuentes examinadas en este reporte.
Los datos para las centrales te'rmicas B a H se presentan en las Tablas A-2 a A-8, •
respectivamente. Todas las plantas queman carb6n como combustible principal, salvo la
Planta E, que quema madera, y la Plant G, la cual quema carb6n y madera, y la Planta H, la
cual quema carbon y/o coque.
Se presentan los datos de dos hornos cementeros y un horno de cal en las Tablas A-9 a
A-ll. Los hornos cementeros queman una variedad de combustibles. La Fuente I quema gas
natural y carb6n, mientras la Fuente J quema una mezcla de carb6n y coque. La Fuente K,
un horno de cal, quema gas natural. La combinaci6n de mucho tiempo en la camara de
combusti6n y altas temperaturas hace que los hornos cementeros sean un ambiente id6neo
para TDF. Las emisiones de los hornos no se ven afectados negativamente por el uso de TDF
en comparacidn a los combustibles de base, y muchas veces el uso de TDF representa un
mejoramiento (Clark, et al., 1991).
Las emisiones de molinos de pulpa y papel se presentan en las Tablas A-12 a A-17
para las Fuentes L a Q, respectivamente. Los molinos de pulpa y papel queman una variedad
de mezclas de madera, carb6n, combust61eo o diesel, y lodo organico proveniente del sistema
de tratamiento de aguas industriales. Para los calderas utilizados por los molinos incluidos
en este reporte, particulas, zinc, y S02 tienden a incrementarse cuando se incrementa el
porcentaje de TDF agregado. Las emisiones de PAHs de la Fuente M se disminuyeron,
mientras las de la Fuente L se variaron. Se utiliza zinc en el proceso de fabricar las llantas, y
se anticipa que las emisiones de zinc se incremente mientras se incremente el porcentaje
40
-------
TABLA 21. EMISIONES DE CONTAMINANTES CRITERIOS DE LAS CENTRALES TERMICAS
UTELIZANDO TDF
Power Plant
Facility A
100% Tires
Facility B
0% TDF
5% TDF
10% TDF
Facility C
0% TDF
7% TDF
Facility D
0%TDF
5% TDF
10% TDF
15% TDF
20% TDF
Facility E
0% TDF
7% TDF
Facility F
2% TDF
Particulates (Total)
g/MJ
9.5 xlO 7
0.090
0.0064
0.004
0.22
0.060
0.027
0.0308
0.0242
0.0350
0.0195
0.036
0.133
0.073
Ib/MMBTU
2.2 xlO^
0.21
0.015
0.009
0.52
0.14
0.063
0.0717
0.0564
0.0815
0.0453
0.083
0.310
0.17
Sulfur Oxides
g/MJ
6.0 xlO'6
0.606
0.774
0.658
0.490
0.37
2.28
2.46
2.46
2.35
2.30
0.0090
0.032
2.49
IbMMBTU
1.4 xlO'5
1.41
1.80
1.53
1.14
0.87
5.30
5.73
5.71
5.47
5.34
0.021
0.074
5.78
Nitrogen Oxides
g/MJ
4.2 xlO'5
0.34
0.25
0.13
0.34
0.39
0.258
0.219
0.188
0.190
0.166
0.082
0.0537
NT
Ib/MMBTU
9.8 xlO-5
0.78
0.58
0.30
0.79
0.91
0.601
0.510
0.436
0.443
0.387
0.19
0.125
NT
Carbon Monoxide
g/MJ
3.1 xlO5
NT
NT
NT
0.654
3.12
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
Ib/MMBTU
7.2 xlO^5
NT
NT
NT
1.52
7.26
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT = Not tested or data not available.
Note: Above data taken directly from reference; no adjustment was made to significant digits.
-------
de TDF. Ademas, el 6xido de zinc tiene un diametro pequeno y es posible que un depurador
venturi no se lo controle eficazmente.
Se presentan las emisiones de calderas industriales utilizados en aplicaciones
generales en las Tablas A-18 a A-22 para las Fuentes R a V, respectivamente. Estas fuentes
queman carb6n, salvo la Fuente V que quema madera. Estas fuentes sirven para la
cogeneraci6n y la generaci6n de calor para la fabricaci6n de bienes y para el procesamiento de
comestibles.
Los dates presentados en las tablas del Ap£ndice se han recolectado de muchas
fuentes de datos y se presentan en una variedad de formates. Algunos datos se expresan en
el formato de factores de emisi6n, es decir, masa de contaminante por unidad de valor
calorifico [por ejemplo, gramos por megajoule (g/MJ) o libras por milH6n British Thermal
Units (lb/MMBTU)]. Este formato es el mas util, debido a que se pueden comparar a otros
sistema de combustion/control parecido. Sin embargo, no se debe considerar estos datos
como factores de emisi6n reconocidos, porque no se han sometido a todas las pruebas de
calidad y analisis estadistico que requereria la EPA antes de que los validara.
Debido a que se tomaron muchas de las muestras en chimenea en respuesta a un
requerimiento de su licencia de funcionamiento, se reportan como un Ifmite de emisiones en
forma de masa por unidad de tiempo (por ejemplo, kg/hr o Ib/hr). Este tipo de datos es menos
util cuando se quiere comparar con otras fuentes. En estos casos, la mejor informaci6n que se
puede sacar es una comparaci6n entre el flujo de emisiones cuando esta quemandose el TDF,
con el flujo de emisiones cuando no esta quemandose el TDF para cualquier contaminante.
En el resumen, o la Secci6n "a" de las tablas, los "metodos de prueba" [Test Methods]
pueden indicar "no se sabe" [Unknown], Aunque los detalles no est6n disponibles, todas las
fuentes con la referenda "Clark, et al., (1991)," refieren al reporte de.la EPA llamado
Burning Tires for Fuel and Tire Pyrolysis: Air Implication. La EPA revisti y comprobo la
validez de los metodos y los procedimientos utilizados en las pruebas como una condici6n
antes de incluir los datos en el reporte.
Es sumamente dificil establecer un factor de emisi6n universal, o un range de factores
de emisi6n como funci6n de la cantidad de TDF agregada, debido a la cantidad limitada de
datos de emisiones en comparaci6n a las demas variables que influencian el flujo de emisiones
de cualquier contaminante, por ejemplo:
• Combustible de base y variabilidad, por ejemplo azufre, nitr6geno, ceniza,
metales, cloro, contenido de agua, etcetera. Ademas, se tomaron muestras de
muchas fuentes que utilizaban combustibles multiples (es decir, carb6n y lena),
que hacia mas dificil identificar el impacto de TDF.
• La eficiencia del aparato de control anti-contaminantes se varfa con el tipo de
combustible. Por ejemplo, la eficiencia de un depurador venturi tipicamente
42
-------
decae cuando se trata de las particulas mas pequenas comunmente asociadas a
la quema de TDF. Filtos de mangas y precipitadores electrostaticos son
preferibles para el control de particulas emitidas de la quema de TDF.
• Diseno del combustor. Hay varies disenos para calderas; suspensidn (lecho
fluidizado y tipo cic!6n) y "quema en lecho" grate firing (traveling, reciprocating,
and chain stokers; stokers may be either spreader, underfeed, or overfeed). La
eficiencia de la combusti6n de TDF varia con cada tipo de disefio. For ejemplo,
tipicamente es diffcil quemar TDF en suspension (por ejemplo en lechos
fluidizados o calderas tipo cicldn), por su tamafio y peso. Sin embargo, se
podria remediar este problema por medio de investigaciones adicionales.
Hasta la fecha, el spreader stoker ha sido el diseno mas exitoso y mas utilizado
para quemar TDF. Sin embargo, la mayoria de combustores que queman
combustible solido, y que estdn bien mantenidos, pueden acomodar
exitosamente el TDF como combustible suplementario con un procesamiento
consistente y bien controlado (es decir, tamano y desalambramiento) de TDF.
La cantidad y tipo de procesamiento/ajuste de tamano que se utilizan para convertir
las llantas usadas a TDF. El tamano de TDF (llantas enteras, trozo, tiras, or miga de goma) y
tipo (con alambre o desalambrado) influencia el flujo y tipo de emisiones al aire.
43
-------
4.0 REFERENCIAS
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47
-------
-------
APENDICE: DATOS DE EMISIONES DE LA QUEMA
CONTROLADA DE LLANTAS
A-l
-------
LISTADETABLAS
Tablas Pagina
A-la. Fuente A - Central Te>mica Dedicada a la Quema de Llantas A-5
A-lb. Fuente A - Central Termica Dedicada a la Quema de Llantas A-6
A-2a. Fuente B - Central Termica que Quema Carb6n A-10
A-2b. Fuente B - Central Te'rmica que Quema Carb6n A-ll
A-3a. Fuente C - Central Te'rmica que Quema Carb6n A-12
A-3b. Fuente C - Central T6rmica que Quema Carbon A-13
A-4a. Fuente D - Central Termica que Quema Carbon A-14
A-4b. Fuente D - Central Te'rmica que Quema Carb6n A-15
A-5a. Fuente E - Central Termica que Quema Lena A-16
A-5b. Fuente E - Central Te'rmica que Quema Lena A-17
A-6a. Fuente F - Central Termica que Quema Carb6n A-18
A-6b. Fuente F - Central Termica que Quema Carb6n - 2% TDF A-19
A-7a. Fuente G - Central Termica que Quema Carb6n y Lena A-20
A-7b. Fuente G - Central Termica que Quema Carb6n y Lena A-21
A-8a. Fuente H - Central Te'rmica que Quema Carbbn y Coque A-23
A-8b. Fuente H - Central Te'rmica que Quema Carb6n y Coque A-24
A-9a. Fuente I - Horno Cementero A-25
A-9b. Fuente I - Horno Cementero. A-26
A-lOa. Fuente J - Horno Cementero A-27
A-lOb. Fuente J - Horno Cementero A-28
A-lla. Fuente K - Horno de Cal '.....: A-30
A-llb. Fuente K - Horno de Cal . A-31
A-12a. Fuente L - Molino de Pulpa A-33
A-12b. Fuente L - Molino de Pulpa - PNA y Emisiones de Metales A-34
A-13a. Fuente M - Molino de Pulpa y Papel A-36
A-13b. Fuente M - Molino de Pulpa y Papel - PNA y Emisiones de Metales A-37
A-14a. Fuente N - Molino de Pulpa y Papel A-39
A-14b. Fuente N - Molino de Pulpa y Papel - PM A-40
A-14c. Fuente N - Molino de Pulpa y Papel - Resultados de Muestras No-Partfculas .... A-41
A-15a. Fuente O - Molino de Papel A-43
A-15b. Fuente O - Molino de Papel A-44
A-16a. Fuente P - Molino de Pulpa y Papel A-45
A-16b. Fuente P - Molino de Pulpa y Papel A-46
A-17a. Fuente Q - Molino de Pulpa y Papel A-49
A-17b. Fuente Q - Molino de Pulpa y Papel A-50
A-18a. Fuente R - Cogeneraci6n A-51
A-18b. Fuente R - Cogeneraci6n A-52
(a continuaci6n)
A-2
-------
LISTA DE TABLAS (a continuacion)
A-19a. Fuente S - Caldera Industrial A-53
A-19b. Fuente S - Caldera Industrial A-54
A-20a. Fuente T - Caldera Industrial A-56
A-20b. Fuente T - Caldera Industrial A-57
A-21a. Fuente U - Caldera Industrial A-58
A-21b. Fuente U - Caldera Industrial A-59
A-22a. Fuente V - Caldera Industrial A-60
A-22b. Fuente V - Caldera Industrial A-61
A-3
-------
GLOSARIO INGLES/ESPANOL DE LOS TERMINOS
UTILIZADOS EN LAS TABLAS DEL APENDICE
Termino o Frase en Ingles;
air pollution control device
cement kiln
coal
cogeneration
conveyor
dedicated tire-to-energy utility boiler
fabric filter
facility
fuel handling/feeding
hammer mills
industrial boiler
lime kiln
multiclone
petroleum coke
pulp and paper mill
pulp mill
selective non-catalytic reduction
source type
Table
test conditions
test methods
total energy feed rate
wet scrubber with lime injection
whole tires
wood
wood chips
wood waste
Termino o Frase en Espanol
equipo anti-contaminante
horno cementero
carb6n
cogeneracibn
cinta transportadora
central te"rmica dedicada a la quema de
llantas
filtro de mangas
fuente
alimentaci6n de combustible
molinos de martillo
caldera industrial
orno de cal
cic!6n multiple
coque
molina de pulpa y papel
molino de pulpa
reduccidn selectiva no catalitica
tipo de combustor
Tabla
condiciones de prueba
me'todos de prueba
flujo de alimentaci6n de energia
depurador con inyecci6n de cal
llantas enteras
lena o madera
pedacitos de madera
desechos de madera
A-4
-------
Table A-la. Facility A - Dedicated Tires-to-Energy Power Plant
Source Description
Facility Name, .
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device(s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Fuel
Handling/Feeding:
Testing Company:
Environmental .
Agency:
Modesto Energy Company
Westley, CA
Utility - Dedicated Tires-to-Energy
Two Boilers (designed for 100% TDF).
December 4-5,1987, January 9 -12,1988, October 9-11,1990
None
NOX: Selective non-catalytic reduction (ammonia injection).
PM: Fabric filter with Gore-Tex® bags.
SO,: Wet scrubber with lime injection.
100% TDF
CARB Methods 5, 8,100, 421, Method 5 (metals), Modified
Method 5 (Semi-VOST), Modified Method 6 (NH3)
Whole tires up to 4 feet in diameter, 350 to 400 tires per hour
feed rate (assuming 20 Ib/tire; approximately 7,000 to 8,000
Ibs/hr), total energy feed rate 190 MMBtu.
Radian .(1988), The Almega Corp. (1990)
Stanislaus County APCD (now San Joaquin Valley Unified
APCD) .
Source Test Data Evaluation
Yes No Unknown
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
X
X
X
X
X
A-5
-------
Table A-lb. Facility A - Dedicated Tires-to-Energy Power Plant
o\
Pollutant
Criteria
CO
NO,
PM
SO,
HC
Metals
Lead
Cadmium
Chromium (total)
Mercury
Arsenic
Zinc
Chromium (hex)
Copper
Manganese
Limit
kg/day
157.4
227.2
51.36
113.6
67.44
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
Ib/day
346.4
500.0
113.0
250.0
148.4
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
1988
kg/day
112.6
174.7
14.2
57.7
0^294
0.012
0.00082
0.00050
<0.00001
0.0012
3.52
NT
0.0068
0.011
Ib/day
247.8
384.3
31.2
127
0.646
0.026
0.0018
0.0011
<0.00003 .
0.0026
7.75
• NT.
0.015
0.023
October 9-1 1,1990"
kg/day
141.6
193.0
42.32
28. lh
NT
0.003C
0.0073
0.0091
0.001
ND
0.283
ND
0.015C
0.003
Ib/day
311.5
424.6
93.12
61.9b
NT
0.006°
0.016
0.020
0.003
ND
0.623
ND
0.032°
0.007
October 9-11, 1990"
g/MJ
3.1 xlO5
4.2 xlO-5
9.4 xlO"6
6.0 xlO"*"
NT
5.5 xlO-7(c>
1.6 xlO"6
2.0 xlO*
2.9 xlO 7
ND
6.0x10^
ND
3.2 xlO*
6.9 xlO-7(c)
Ib/MMBtu
7.2 xlO"5
9.8 xlO'5
2.2 xlO'5
1.4 xlO-501'
NT
1.3 x!0^c)
3.7 xlO"6
4.7 xlO-6
6.7 xlO'7
ND
1.4 xlO-4
ND
7.5 xlO-6
1.6 xlO"*0
(Continued)
-------
Table A-lb. Facility A - Dedicated Tires-to-Energy Power Plant (Cent.)
Pollutant
Nickel
Tin
Aluminum
Iron
Beryllium
Organics
Dioxin and Furan
PAH
PCS
Naphthalene
Acenaphthylene
Acenaphthene
Fluorene
Anthracene
Fluoranthene
Limit
kg/day
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
Ib/day
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
kg/day
NT
NT
0.13
. 0.28
NT
ND
NT
NT
NT
NT
5.1 x!0-7(c)
ND
2.4 xlO-9^
7 Q vin~9'c'
l.o X1U
4.7 xlO'^
7O w"l |V9(C)
.0 xiu
9-11, 1990'
Ib/MMBtu
6.3 xlO-*"'
4.2 xlO*
2.3 xlO-Kc)
7Q »»1 rt*5(c)
.tJ A.±.\J
ND
NT
NT
NT
NT
1 2 xlO"6*0'
ND
5.6 xlO'*"0
1.7 xlO-8(c)
1.1 xlO-8(c)
1.7x10*'
(Continued)
-------
Table A-lb. Facility A - Dedicated Tires-to-Energy Power Plant (Cont.)
Pollutant
Pyrene
Benz(a)anthracene
Chrysene
Benzo(b)fluoranthene
Benzo(k)fluoranthene
Benzo(a)pyrene
Dibenzo(a,h)
> anthracene
oo
Benzo(g,h,i)perylene
Indeno
(l,2,3-cd)pyrene
Phenanthrene
Phenol
Formaldehyde
Benzene
Monochlorobiphenyl
Limit
kg/day
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
Ib/day
N/A
N/A
N/A
N/A
NA
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
1988
kg/day
NT
NT
NT
NT
NT
•NT.
NT
. NT
NT
NT
' NT
NT
NT
NT
Ib/day
NT
NT
NT -
NT-
NT
. NT
. NT
NT
NT
NT
NT
NT
• NT
NT
October 9-11, 1990'
kg/day
4.4 xlO-5(c)
ND
ND
.l.lxlO-5(c)
ND
ND
ND
ND
ND
1.1 xlO-4(c)
ND
0.334C
ND
ND
Ib/day
9.6 xlO Kc)
ND
ND
2.4 xlO'1™
ND
ND
ND
ND
ND
2.4 xlO-4^
ND
0.735C
ND
ND
October 9-11, 1990*
g/MJ
9.5 xlO*'
ND
ND
2.4 xlO'*"
ND
ND
ND
ND
ND
2.4 xlO ^
ND
7.3 xlO-^'
ND
ND
Ib/MMBtu
2.2 xlO-8^
ND
ND
5.6 xlO'^
ND
ND
ND
ND
ND
5.6 xlO-*0
ND
1.7 xlO-"(c)
ND
ND
(Continued)
-------
Table A-lb. Facility A - Dedicated Tires-to-Energy Power Plant (Cont.)
Pollutant
Dichlorobiphenyl
Trichlorobiphenyl
Tetrachlorobiphenyl
Pentachlorobiphenyl
Hexachlorobiphenyl
Heptachlorobiphenyl
Nonachlorobiphenyl
Decachlorobiphenyl
Vinyl chloride
Limit
kg/day
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
Ib/day
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
1988
kg/day
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
Ib/day
NT.
NT
NT .
NT
NT
NT
NT
NT
NT
October 9-11
kg/day
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
, 1990"
Ib/day
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
October
g/MJ
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
9-11, 1990"
Ib/MMBtu
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
a Assumed 24 hr/day operation.
b As sulfur trioxide; sulfur dioxide not reported.
c MQL or trip blank showed significant measurement*
N/A = Not applicable.
NT = Not tested or data not available.
ND = Data not determined.
-------
Table A-2a. Facility B - Coal-Fired Power Plant
Source Description
Facility Name,
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device(s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Fuel
Handling/Feeding:
Testing Company:
Environmental
Agency:
Reference:
United Power Association
Elk River, MN
Utility
Three boilers, TDF tested in 2 stoker-fired with traveling grate,
135,000 Ib steam/hr; 12 MW capacity.
May, 1979
Coal
Fabric filter
100% coal
95% coal, 5% TDF
90% coal, 10% TDF
Unknown
Coal/IDF blending system at reclaim hoppers. Variable speed
conveyor belt used to control mixture during fuel reclaim.
System worked well up to 10% TDF.
Burns & McDonnell • .
Illinois Department of Commerce and Community Affairs has
been spearheading efforts to support the use of TDF.
Clark, et al (1991)
Source Test Data Evaluation
Yes No Unknown
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
X
X
X
X
X
A-10
-------
Table A-2b. Facility B - Coal-Fired Power Plant
Pollutant
Particulate
SO2
NO,
H.SO,
Chloride (as
C1-) inlet to
fabric filter
0% TDF
kg/h
r
2.50
173
91.8
1.8
3.7
Ib/hr
5.49
380
202
4.0
8.1
g/MJ
0.0090
0.606
0.34
0.0065
0.013
lb/
MMBtu
0.021
1.41
0.78
0.015
0.029
kg/h
r
1.61
206
65.4
1.6
3.3
5% TDF
Ib/hr
3.55
454
144
3.6
7.2
g/MJ
0.0064
0.774
0.25
0.0060
0.013
lb/
MMBtu
0.015
1.80
0.58
0.014
0.029
kg/hr
1.19
195
41
1.5
3.5
10% TDF
Ib/hr
2.61
430
90
3.3
7.7
g/MJ
0.004
0.645
0.13
0.0052
0.012
lb/
MMBtu
0.009
1.53
0.30
0.012
0.027
-------
Table A-3a. Facility C - Coal-Fired Power Plant
Source Description
Facility Name, Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device(s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Fuel Handling/Feeding:
Testing Company:
Environmental Agency:
Reference:
Wisconsin Power & Light (WP&L) - Rock River Generating
Station, Beloit, WI
Utility
Two Boilers, cyclone-fired, @ 75 MW capacity; 525,000 Ib
steam/hr.
February/March 1991
Coal
ESPs
100% Coal
93% Coal, 7% TDF
Unknown
Initially, existing coal crushers did not significantly reduce
size of TDF and magnets pulled small crumb rubber from
conveyor. Additional coal yard conveyor was added to
safely blend TDF with coal downstream from coal crushing
equipment.
Unknown
Wisconsin DNR
Clark, et al (1991), Malcolm Pirnie (1991)
Source Test Data Evaluation
Yes
No
Unknown
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
some
X
X
X
X
A-12
-------
Table A-3b. Facility C - Coal-Fired Power Plant
Pollutant
Particulate Matter
Sulfur Dioxide
Nitrogen Oxides
Carbon Monoxide
Hydrocarbons (as CH4)
HC1
HF
Emissions Units
g/MJ
Ib/MMBtu
g/MJ
Ib/MMBtu
g/MJ
Ib/MMBtu
kg/hr
Ib/hr
kg/hr
Ib/hr
kg/hr
Ib/hr
kg/hr
Ib/hr
100% Coal
0.22
0.52
0.490
1.14
0.34
0.79
0.691
1.52
2.35
5.16
11.71
25.77
. 0.845
1.86
7% TDF
0.060
0.14
0.37
0.87
0.39
0.91
3.30
7.26
4.668
10.27
9.040
19.89
0.609
1.34
% Change
-73
-73
-24
-24
+16
+16
+377
+377
+99
+99
-23
-23
-28
-28
" Semivolatile organic samples at 4% TDF were lost in a lab accident; thus, baseline results are not included here.
b Baseline = 82% coal, 13% bark, 5% sludge, 0% TDF.
c TDF = 80% coal, 12% bark, 4% sludge, 4% TDF.
-------
Table A-4a. Facility D - Coal-Fired Power Plant
Source Description
Facility Name,
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device(s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Fuel
Handling/Feeding:
Testing Company:
Environmental
Agency:
Reference:
Ohio Edison
Toronto, Ohio
Utility
Boiler - Pulverized coal feed, front-fired, wet bottom,
noncontinuous tap.
May 21 - 25, 1990
Coal
ESP
0%, 5%, 10%, 15%, 20% TDF
EPA Methods 2, 3, 5, 6, 7A
Pulverized coal-fired boiler required modifications; an
additional opening was created hi the boiler wall to feed whole
tires into the boiler.
Entropy Environmentalists
Ohio EPA .
Ohio Edison (1990), Clark, et al (1991), Malcolm Pirnie (1991)
Source Test Data Evaluation
Yes No Unknown
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
X
X
X
X
X
A-14
-------
Table A-4b. Facility D - Coal-Fired Power Plant
Dayl
0%
Tires
Day 2
5%
Tires
Day 3
10%
Tires
Day 4
15%
Tires
Day5
20%
Tires
Runl
Run 2
Run3
Average
Runl
Run 2
Run 3
Average
Runl
Run 2
Run 3
Average
Runl
Run 2
Run 3
Average
Run 1
Run 2
Run 3
Average
Tire Feed
Rate
None
1 tire per
34 seconds
1 tire per
17 seconds
1 tire per
11.3 seconds
1 tire per
8.5 seconds
Particulate
g/MJ
0.0328
0.0159
0.0327
0.0271
0.0203
0.0412
0.0309
0.0308
0.0178
0.0384
0.0166
0.0243
0.0336
0.0334
0.0382
0.0350
0.0162
0.0163
0.0259
0.019
Ib/MMBtu
0.0764
0.0370
0.0760
0.0631 .
0.0472
0.0959
0.0719
0.0717
0.0414
0.0892
0.0385
0.0564
0.0781
0.0776
0.0889
0.0815
0.0377
0.0380
0.0603
0.0453
SO,
g/MJ
2.03 .
2.21
2.59
2.28
2.34
2.51
2.55
2.46
2.42
2.48
2.47
2.46
2.09
2.49
2.47
2.35
2.16
2.31
2.41
. 2.30
Ib/MMBtu
4.71
5.15
6.03
5.30
5.44
5.83
5.93
5.73
5.62
5.76
5.74
5.71
4.85
5.80
5.75
5.47
5.03
5.38
5.60
5.34
NOX
g/MJ
0.327
0.257
0.191
0.258
0.168
0.235
0.255
0.219
0.139
0.206
0.217
0.188
0.147
0.196
0.228
0.191
0.135
0.175
0.201
0.166
Ib/MMBtu
0.761
0.598
0.445
0.601
0.391
0.547
0.593
0.510
0.324
0.478
0.504
0.436
0.342
0.455
0.531
0.443
0.313
0.407
0.440
0.387
Lead
g/MJ
4.03 xlO 6
4.00 xlO *
4.39 xlO '
4.02 xlO*
4.18 xlO*
4.29 xlO *
4.34 xlO*
4.27 xlO *
4.20 xlO *
4.15x10*
4.07 xlO 5
4.14 xlO *
4.00 xlO *
4.24 xlO *
4.22 xlO *
4.15x10*
3.79 xlO =
4.02 xlO *
3.96 xlO *
3.92 xlO *
Ib/MMBtu
9.38 xlO*
9.31 xlO*
1.02 xW4
9.63 xlO*
9.73 xlO-'
9.97 xlO-*
1.01 xlO"4
9.93 xlO *
9.77 xlO B
9.66 xlO '
9.47 xlO '
9.63 xlO *
9.31 xlO '
9.86 xlO '
9.82 xlO *
9.66 xlO *
8.81 xlO *
9.34 xlO '
9.21 xlO*
9.12x10*
-------
Table A-5a. Facility E - Wood-Fired Power Plant
Source Description
Facility Name,
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device(s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Testing Company:
Environmental
Agency:
Reference:
Northern States Power Company, French Island Plant
French Island, WI
Utility
Bubbling Fluidized Bed Boiler, 150,000 Ib steam/hr capacity.
1982
Wood waste
Unknown
100% Wood waste
91% Wood waste, 9% Rubber Buffings
93% Wood waste, 7% TDF
Unknown
Unknown
Wisconsin DNR
Clark, et al (1991)
Source Test Data Evaluation
Yes No Unknown
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
X
X
X
X
X
A-16
-------
Table A-5b. Facility E - Wood-Fired Power Plant
Pollutant
Particulate
S02
NO,
CO
Aldehydes
Benzene
Phenols
Polyaromatic
hydrocarbons
100% Wood- Waste
kg/hr
NT
3
41
1,050
30.3
8.2
28
59.1
Ib/hr
NT
7
90
2,300
66.6
18
61
130
g/MJ
0.036
0.086
0.082
NT .
NT
NT
NT
NT
lb/
MMBtu
0.083
0.020
0.19
NT
NT
NT .
NT
NT
kg/hr
NT
NT
NT
1,200
6.4
NT
NT
NT
9% Rubber Buffings
Ib/hr
NT
NT
NT
2,700
14
NT
NT
NT
g/MJ
0.11"
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
lb/
MMBtu
0.25'
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
kg/hr
NT
23
22
1,000
5.5
11
6.4
77.3
7% TDF
Ib/hr
NT
50
48
2,200
12
25
14
170
g/MJ
0.13"
0.032
0.0538
NT
NT
NT
NT
NT
lb/
MMBtu
0.3 1*
0.074
0.125
NT
NT
NT
NT
NT
" Exceeds Wisconsin limit of 0.15 Ib/MMBtu.
NT = Not tested or data not available.
-------
Table A-6a. Facility F - Coal-Fired Power Plant
Source Description
Facility Name,
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device(s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Fuel
Handling/Feeding:
Testing Company:
Environmental
Agency:
Reference:
Illinois Power - Baldwin Generating Station
Baldwin, IL
Utility
Two cyclone fired boilers, universal pressure, balanced draft,
turbine rated 560 MW, capacity: 4,199,000 Ib steam/hr.
March 21, 1991
Coal
ESP (Western Precipitation)
2% TDF
Unknown
Mixing of coal and TDF occurs at front of closed conveyor
system. TDF went through hammer mills at time of test, but
size did not decrease appreciably.
Burns & McDonnell
Unknown
Clark, et al (1991)
Source Test Data Evaluation
Yes
No
Unknown
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
X
X
X
X
A-18
-------
Table A-6b. Facility F - Coal-Fired Power Plant - 2% TD
Pollutant
PM (ESP inlet)
PM (ESP outlet)
S02a
Beryllium
Cadmium
Total Chromium
Lead
Zinc (filter catch only)
kg/hr
8,147.790
419.4
NT
0.00439
0.01085
0.25565
0.03679
0.00220
Ib/hr
17,926.93
922.7
NT
0.00966
• 0.02387
0.56249
0.08095
0.00484
g/MJ
1.478
0.0740
2.27
NT
NT
NT
NT
NT
Ib/MMBtu
3.438
0.1722
5.28
NT
NT
NT
NT
NT
VO
a Stack concentration = 2,396.
NT = Not tested or data not available.
-------
Table A-7a. Facility G - Coal and Wood-Fired Power Plant
Source Description
Facility Name,
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device(s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Testing Company:
Environmental
Agency:
Reference:
Northern States Power Company, Bay Front Plant
Eau Claire, WI
Utility
Boiler - two drum (Sterling) equipped with Detroit rotograte
and spreader stoker (150,000 Ib steam/hr capacity) .
May 21 - 23, 1991
Wood chips, coal
Electrolyzed gravel bed filter (EFB, Inc., manufacturer)
100% wood chips,
95% wood chips, 5% coal,
95% wood chips, 5% TDF
For PM, SO2, CO: EPA Methods 1 - 6 and 10 CFR Title 40, Part
60, Appendix A (rev. July 1, 1990). (Method 5; front and
backhalf extraction.)
For benzene: EPA Method 18
For formaldehyde: Modified NIOSH 3500. . .
For PAHs: EPA Method 0010, using modified method 5
sampling train. Analyzed in accordance with EPA Method
8270.
Interpoll Laboratories, Inc.
Wisconsin DNR
Interpoll (1991)
Source Test Data Evaluation
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
Yf»s No Unknown
some
X
X
X
X
A-20
-------
Table A-7b. Facility G - Coal and Wood-Fired Power Plant
to
Compound
PM
S02
CO
Formaldehyde
Benzene
Benzo(a)anthracene
Benzo(b)flouranthene
Benzo(a)pyrene
Dibenzo(a,h)anthracene
Indeno(l,2,3)pyrene
Dibenzo(a,h)acridine
Emission Factor or Rate
g/MJ
Ib/MMBtu
g/MJ
Ib/MMBtu
kg/hr
Ib/hr
kg/hr
Ib/hr
kg/hr
Ib/hr
ug/sec
ug/sec
ug/sec
ug/sec
ug/sec
ug/sec
100% Wood Chips
0.0490
0.114
0.003
0.006
188
414
0.0773
0.170
0.0741
0.163
>66
>36
>14
>32
>33
>552
Wood Chips + 5% Coal
0.037
0.085
0.001
0.003
50.4
111
0.0727
0.160
<0.010
<0.022
>66
>37
>14
>33
>33
>553
Wood Chips +5% TDF
0.040
0.093
0.001
0.003
34.5
76.0
0.0477
0.105
<0.011
<0.023
>66
>37
>14
>33
>33
>553
(Continued)
-------
Table A-7b. Facility G - Coal and Wood-Fired Power Plant (Cont.)
to
to
Compound
Dibenzo(aj)acridine
7H-dibenzo(c,g)carbazole
Dibenzo(a,h)pyrene
Dibenzo(a,i)pyrene
Idenol(l,2,3-cd)pyrene
Emission Factor or Rate
ug/sec
ug/sec
ug/sec
ug/sec
ug/sec
100% Wood Chips
>552
>44
>737
• >737
. NT
Wood Chips + 5% Coal
>553
>44
>738
>738
>33
Wood Chips +5% TDF
>553
>44
>738
>738
>33
" Semivolatile organic samples at 4% TDF were lost in a lab accident; thus, baseline results are not included here.
b Baseline = 82% coal, 13% bark, 5% sludge, 0% TDF.
c TDF = 80% coal, 12% bark, 4% sludge, 4% TDF.
NT = Not tested or data not available.
-------
Table A-8a. Facility H - Coal and Petroleum Coke-Fired Power Plant
Source Description
Facility Name,
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device(s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Fuel
Handling/Feeding:
Testing Company:
Environmental
Agency:
Reference:
Manitowoc Power Station
Manitowoc, WI
Utility
Circulating fluidized bed boiler (220,000 Ib steam/hr capacity).
May 30-31, 1991, September 25-26, 1991, October 29-30, 1991
Coal, petroleum coke
Pulse jet baghouse with air-to-cloth ratio of 3:1.
Test 1: 100% Coal
Test 2: 100% Petroleum coke
Test 3: 80% Petroleum coke, 20% TDF
Unknown .
Unknown
Clean Air Engineering . .
Wisconsin DNR
CAE (1991)
Source Test Data Evaluation
Yes No
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
X
X
X
X
Unknown
X
A-23
-------
Table A-8b. Facility H - Coal and Petroleum Coke-Fired Power Plant
Pollutant
TSP
SO2
NO2
CO
VOC
HCOH
^ Benzene
•&• Metals
Be
Hg
Lead
Ni
As
Cd
Cr
Test 1 -
Coal
5/30-31/91
0.0089
0.47
0.061
0.067
0.0012
<124
<33
<1.38 xlO^
<7.10 xlO4
<2.67 xlO 3
<3.94 xlO 3
<3.13 xlO4
<1.61 xlO'3
<2.5 xlO"*
Test 2 -
Pet Coke
9/25-26/91
0.0069
0.66
0.063
0.013
NT
<32.4
<18.4
<1.0 xlO 7
<1.57 xlO'2
<4.05 xlO'3
<3.42 xlO 3
<1.35 xlO4
<1.01 xlO'3
<2.06 xlO^
Test 3 -
Pet
Coke/TDF
10/29-30/91
0.003
0.51
0.032
0.032
0.0004
<150
10.5
<9.9 xlO 7
<1.59 xlO 2
<5.87 xlO-3
<3.2 xlO 3
<5.25 xlO4
<1.19xlO-3
<2.35 xlO'3
Limit
g/MJ
0.01
0.38
0.24
0.3
0.069
NT .
NT
NT
' NT
/NT
NT
NT
NT
NT
Ib
/MMBtu
0.03
0.89
0.55
0.74
0.16
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
•NT
NT
kg/yr
NT
NT
NT
NT
NT
113
136
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
Ib/yr
NT
NT
NT
NT
NT
250
300
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
kg/hr
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
1.8 xlO 5
7.7 xlO 3
9.1 xlO 5
1.8 xlO4
1.8 xlO'3
6.4 xlO 3
0.13
Ib/hr
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
4.0 xlO 5
1.7 xlO'2
2.0 xlO4
4.0 xlO"4
4.0 xlO"3
1.4 xlO'2
0.29
Compl.
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
N
N
Y
Y
Y
NT = Not tested or not available.
-------
Table A-9a. Facility I - Cement Kiln
Source Description
Facility Name,
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device(s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Fuel
Handling/Feeding:
Testing Company:
Environmental
Agency:
Reference:
Ash Grove Cement
Durkee, OR
Cement Plant
Cement Kiln
October 18 - 20, 1989
Natural gas and coal
ESP
Unknown
Unknown
Unknown
Unknown
Oregon DEQ
Clark, et al (1991)
Source Test Data Evaluation
Yes
No
Unknown
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
some
X
X
X
X
A-25
-------
Table A-9b. Facility I - Cement Kiln
Pollutant
Particulate
S02
CO
Aliphatic compounds
Nickel
Cadmium
>
^ Chromium
Lead
Zinc
Arsenic
Chloride
Copper
Iron
g/MJ
Ib/MMBtu
g/MJ
Ib/MMBtu
ppm
g/MJ
Ib/MMBtu
ug
ug
ug
ug
ug
kg/hr
Ib/hr
ug
ug
Baseline, 0% TDF
0.417
0.969
0.119
0.276
0.046
0.00047
0.0011
. 30 .
3.0
30
ND
35
0.2
0^122
0.268
37
400
9-10% TDF
0.382
0.888
0.0950
0.221
0.036
0.0004
0.0009
ND
2.0
ND
ND
35
0.2
0.0895
0.197
13
200
% Change
-8
-8
-20
-20
-27
-18
-18
NA
-33
NA
NA
0
0
-26
-26
-65
-50
ND = Not detected.
NA = Not applicable.
-------
Table A-lOa. Facility J - Cement Kiln
Source Description
Facility Name,
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device (s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Fuel
Handling/Feeding:
Testing Company:
Environmental
Agency:
Reference:
Holnam Incorporated Industries
Seattle, WA
Cement Plant
Cement Kiln
October 15 -19 1990
Coal/coke
ESP
0%, 11%, 14% TDF (as heat input)
EPA Methods 1, 2, 3A, 4, 5 (front and backhalf extraction), 6C,
7E, 10,12, 0010 (Semi-Volatile Organic Sampling Train), TO-14
Tire chips
Am Test, Inc.
Washington DOE . •
Am Test (1991), Clark, et al (1991)
Source Test Data Evaluation
Yes No
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
X
X
X
X
Unknown
X
A-27
-------
Table A-lOb. Facility J - Cement Kiln
to
oo
Pollutant
Acenaphthalene
Acenaphthylene
Anthracene
Benzo(b)anthracene
Benzoic Acid
Benzo(a)pyrene
Benzo(g,h,i)perylene
Bis(2-
chloroethoxy)methane
Butyl Benzyl Phthalate
Dibenz(g,h)phthracene
Di-N-Butylphthalate
1,2-Dichlorobenzene
2,4-Dinitrotoluene
Fluorene
Baseline,
100% Coal,
0%TDF
108g/MJ
1.19
0.095
1.06
4.25
4.498
0.877
ND
95.641
2.57
45.877
0.959
1.38
5.749
3.29
10* Ib
/MMBtu
2.76
0.22
2.46
9.88 -
10.46
2.04
ND
222.42
5.98
106.69
2.23
3.21
13.37
7.65
106g/MJ
0.864
ND
ND
ND
ND
ND
1.34
74.583
ND
20.50
ND
ND
4.29
3.02
11%TDF
10* Ib
/MMBtu
2.01
ND
ND
ND
ND
ND
3.11
173.45
ND
47.67
ND
ND
9.97
7.03
% Change
-27
-100
-100
-100
-100
-100
NA
-22
-100
-55
-100
-100
-25
-8
10^g/MJ
0.886
ND
ND
ND
ND
ND
4.442
118.57
ND
28.88
ND
ND
3.87
3.06
14% TDF
10* Ib
/MMBtu
2.06
ND
ND
ND
ND
ND
10.33
275.75
ND
67.17
ND
ND
9.00
7.12
% Change
-26
-100
-100
-100
-100
-100
NA
+24
-100
-37
-100
-100
-33
-7
(Continued)
-------
Table A-lOb. Facility J - Cement Kiln (Cont.)
Pollutant
Hexachlorobenzene
Naphthalene
2-Nitroanaline
N-Nitrosodiphenyl-
amine
Pyrene
>
{g 1,2,4-Tricholrobenzene
4,6-Dinitro-2-
methylphenol
4-Methyl Phenol
2-Nitrophenol
4-Nitrophenol
Pentachlorophenol
Phenol
2,4,5-Trichlorophenol
Baseline,
100% Coal,
0%TDF
10*g/MJ
31.60
146.20
2.01
39.05
2.14
7.504
2.38
8.407
83.846
ND
ND
140
ND
10* Ib
/MMBtu
73.49
340.00
4.67
90.81
4.97
17.45
5.53
19.55
194.99
ND
ND
32
ND
10*g/MJ
17.38
76.944
ND
20.47
1.02
1.11
ND
3.93
72.747
. 21.34
ND
69.247
ND
11%TDF
10* Ib
/MMBtu
40.42
178.94
ND
47.60
.2.38
2.57
ND
9.13
169.18
49.62
ND
161.04
ND
% Change
-45
-47
-100
-48
-52
-85
-100
-53
-13
NA
NA
-50
NA
10*g/MJ
22.99
68.456
2.16
21.47
0.959
ND
ND
6.570
74.012
12.80
ND
131.89
ND
14% TDF
10* Ib
/MMBtu
53.46
159.20
5.02
49.92
2.23
ND
ND
15.28
172.12
29.77
ND
306.71
ND
% Change
-27
-53
+7
-45
-55
-100
-100
-22
-12
NA
NA
-4
NA
NA = Not applicable.
ND = Not detected.
-------
Table A-lla. Facility K - Lime Kiln
Source Description
Facility Name,
Location:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device(s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Fuel
Handling/Feeding:
Testing Company:
Environmental
Agency:
Reference:
Boise Cascade
Wallula, WA
Pulp and Paper Mill - Rotary Lime Kiln
May 20-21,1986
Natural Gas
Air Pol variable throat venturi scrubber (27 - 29 inches H2O,
1100 gallons water/hour).
Approximately 15% TDF by heat input
Washington DOE Methods 3 and 5
Unknown
Washington DOE
Washington DOE
Clark, et al (1991), State of Washington (1986a, 1986b)
Source Test Data Evaluation
Yes No
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
X
X
X
X
Unknown
X
A-30
-------
Table A-llb. Facility K - Lime Kiln
Pollutant
Organics"
Anthracene
Phenanthrene
Fluoranthene
Pyrene
Benzo(a)anthracene
f> Chrysene
OJ
*"* Benzo(b)fluoranthene
Benzo(k)fluoranthene
Metals
Arsenic
Copper
Zinc
Iron
Nickel
Chromium
100% Gas
lO^g/MJ
1.6
22.3
3.7
2.8
0.47
0.47
0.3
0.1
0.82
1.4
98.5
99.63
2.4
35.8
Fired
lO^lb/MMBtu
3.7
51.9
8.6
6.6
1.1
1:1 .
0.8
0.3
1.9
3.2
28.8
231.7
5.6
83.3
85% Gas,
10"g/MJ
0.77
12.5
3.8
2.7
0.47
0.47
0.3
0.2
1.5 .
1.3
183.9
72.37
1.5
137.0
15% TDF
lO^lb/MMBtu
1.8
29.1
8.8
6.2
1.1
1.1
0.8
0.4
3.5
2.9
427.7
168.3
3.5
318.6
% Change
-51
-44
+2
-6
0
0
0
+33
+84
-9
+1,385
-27
-38
+282
(Continued)
-------
u>
to
Table A-llb. Facility K - Lime Kiln (Cont.)
Pollutant
Cadmium
Lead
Vanadium
Barium
10*g/]Y
0.60
1.8
2.5
10.7
100% Gas Fired
IJ 10-"lb/MMBtu
1.4
4.1
5.7
24.9
10^g/M
0.56
0.56
1.6
22.4
85% Gas, 15% TDF
[J 10-"lb/MMBtu
1.3
1.3
3.8
52.1
% Change
-7
-31
-33
+109
" Also measured, but not detected with or without (TDF) were naphthalene, acenaphthalene, benzo(a)pyrene, dibenzo(a,h)anthracene,
benzo(g,h,i)perylene, and indeno(l,2,3-cd)pyrene.
-------
Table A-12a. Facility L - Pulp Mill
Source Description
Facility Name,
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device(s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Fuel
Handling/Feeding:
Testing Company:
Environmental
Agency:
Reference:
Port Townsend Paper Company
Port Townsend, WA
Kraft Pulp Mill
Power Boiler, No. 10. 200,000 Ib/hr steam
February 25 and March 5,1986
Hogged fuel, oil
600 tube multiclone followed by venturi scrubber. Multiclone
operated at 3.5 - 4 inch H2O pressure differential. Venturi
operated at 15 inches H2O when tires burned and 13 inches
when tires were not burned. Venturi water rate 2,500 - 2,900
gpm.
Approximately 7% TDF by heat input
Washington DOE Methods 3 and 5
Shredded tires
Washington DOE
Washington DOE
State of Washington (1986e)
Source Test Data Evaluation
Yes No Unknown
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
X
X
X
X
X
A-33
-------
Table A-12b. Facility L - Pulp Mill - PNA and Metal Emissions
Pollutant
Particulate
Metals
Arsenic
Barium
Cadmium
• Chromium
OJ
Copper
Iron
Lead
Nickel
Vanadium
Zinc
PNA's
Anthracene
Phenanthrene
Port Townsend Paper (2/25/86)
Waste Wood + 5% Oil
kg/hr
21.0
NT
NT
0.004
0.005
NT
NT
0.05
0.05
0.09
1.4
0.01
0.05
Ib/hr
46.2
NT
NT
0.009
0.01
NT
NT
0.1
0.1
0.2
3.1
0.03
0.1
g/MJ
NT
NA-
110.7
18.4
23.6
1,038.7
859.91
259.7
296.3
388.2
6,359.96
4.3
180.5
MMBTu
NT
NA
257.4
42.8
54.9
2,415.6
1,999.8
603.9
689.0
902.9
14,790.6
9.9
419.8
kg/hr
29.0
NT
NT
0.003
0.05
NT
NT
0.01
0.05
0.0005
22.2
0.05
0.09
Waste Wood + 7% TDF
Ib/hr
63.8
NT
NT
0.007
0.01
NT
NT
0.03
0.01
0.001
48.8
0.01
0.2
g/MJ
NT
NA
150.7
12.5
15.0
987.62
1,106.8
56.89
25.4
3.8
107,276.4
11.5
332.0
MMBtu
NT
NA
350.5
31.3
34.9
2,296.8
2,574.0
132.3
59.0
8.9
249,480.0
26.7
772.2
(Continued)
-------
Table A-12b. Facility L - Pulp Mill - PNA and Metal Emissions (Cent.)
Pollutant
Fluoranthene
Pyrene
Benzo(b)fluoranthene
Benzo(k)fluoranthene
Benzo(a)fluoranthene
Chrysene
TOTAL PNA's
. Port Townsend Paper (2/25/86)
Waste Wood + 5% Oil
kg/hr
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
Ib/hr
NT
NT
NT •
NT
NT
NT
NT
g/MJ
197.6
107.3
0.3
0.3
0.7
1.4
NT
lO^lb/
MMBTu
459.4
249.5
0.6
0.6
1.6
3.2
NT
kg/hr
NT
NT
NT
NT
NT
NT
0.1
Waste Wood + 7% TDF
Ib/hr
NT
NT
NT
NT
NT
NT
0.3
g/MJ
101.3
163.5
0.52
0.3
0.95
1.0
NT
lO^lb/
MMBtu
235.6
380.2
1.2
0.6
2.2
2.4
NT
NT = Not tested or data not available.
-------
Table A-13a. Facility M - Pulp and Paper Mill
Source Description
Facility Name,
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device (s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Fuel
Handling/Feeding: .
Testing Company:
Environmental
Agency:
Reference:
Crown Zellerbach
Port Angeles, WA
Pulp and Paper Mill
Wood-fired Boiler
June 10 -11,1986
Hogged fuel, oil
Multi-clone followed by venturi scrubber (scrubber uses single
pass fresh water and operated at 11 -12 inches H20 pressure
drop during test.).
Approx. 2% TDF heat input on June 11 (oil = 11% of heat input;
balance was wood).
Washington DOE Methods 3 and 5
Unknown
Washington DOE
Washington DOE
Clark, et al (1991), State of Washington (1986c, 1986d)
Source Test Data Evaluation
Yes
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
X
X
X
No Unknown
X
X
A-36
-------
Table A-13b. Facility M - Pulp and Paper Mill - PNA and Metal Emissions
Pollutant
Particulate
Metals
Arsenic
Barium
Cadmium
>
w Chromium
Copper
Iron
Lead
Nickel
Vanadium
Zinc
PNA's
Anthracene
Phenanthrene
Crown Zellerbach Corp. (6/10/86)
Waste Wood + 12% Oil Waste Wood + 2% TDF + 11% Oil
kg/hr
5.00
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
Ib/hr
11.0
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
10"g/MJ
NT
1.4
4.86
1.3
0.2
13.2
113.1
27.5
1.5
1.3
1,055.7
0.43
19.5
10"lb
/MMBtu
NT
3.3
11.3
2.9
0.5
30.7
263.1
64.0
3.5
3.0
2,455.0
1.0
45.3
kg/hr
7.00
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
1.41
NT
NT
Ib/hr
15.4
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
3.1
NT
NT
lO^g /MJ
NT
2.70
12.5
2.49
1.51
17.2
163
31.1
1.55
3.23
7,044
0.3
7.18
/MMBtu
NT
6.28
29.1
5.8
3.5
40.0
377.8
72.4
3.6
7.5
16,381.4
0.6
16.7
(Continued)
-------
Table A-13b. Facility M - Pulp and Paper Mill - PNA and Metal Emissions (Cont.)
>
oo
Pollutant
tluoranthene
Pyrene
Benzo(b)fluoranthene
Benzo(k)fluoranthene
Benzo(a)fluoranthene
Chrysene
TOTAL PNA's
Crown Zellerbach Corp. (6/10/86)
Waste Wood + 12% Oil Waste Wood + 2% TDF + 11% Oil
kg/hr
NT
NT
NT
NT
NT
NT
NT
Ib/hr
NT
NT
NT
NT
NT .
NT
NT
108g/MJ
i6.i
20.6
0.99 .
0.3
ND
ND
NT
/MMBtu
37.4
47.8
2.3
0.7
ND
ND
NT
kg/hr
NT
NT
NT
NT
NT
NT
0.009
Ib/hr
NT
NT
NT
NT
NT
NT
0.02
108g /MJ
6.11
9.33
ND
ND
ND
ND
NT
lO^lb
/MMBtu
14.2
21.7
ND
ND
ND
ND
NT
NT = Not tested or data not available.
-------
Table A-14a. Facility N - Pulp and Paper Mill
Source Description
Facility Name,
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device(s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Fuel Handling/Feeding:
Testing Company:
Environmental Agency:
Reference:
Smurfit Newsprint
Newburg, OR
Pulp and Paper Mill
Wood-fired boiler
May 28, June 3, July 16,1987
Wood
Venturi scrubber
May 28 - wood only
June 3 -1% TDF
July 16 -1.5%
Unknown
Tire chips
Horizon Engineering
Oregon DEQ
Clark, et al (1991)
Source Test Data Evaluation
Yes
No
Unknown
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
some
X
X
X
A-39
-------
Table A-14b. Facility N - Pulp and Paper Mill - PM
Date
5/28/87
5/28/87
5/28/87
11/14/89
8/14/90
% TDF
0
1
1.5
1
1
kg/hr
12.2
20.7
26.0
13.9
11.8
Ib/hr
26.8
45.6
57.2
30.5
26.0
PM Emissions
Mg/yr"
106
182
228
122
103
tons/yr*
117
200
251
134
114
Assumes 8,760 h/yr.
-------
Table A-14c. Facility N - Pulp and Paper Mill - Non-particulate Testing
Pollutant
Criteria
voca
NO,11
SO2C
C0d
Barium
Cadmium
Chromium
Copper
Iron
Date
5/28/87
5/28/87
5/28/87
11/14/89
8/14/90
11/14/89
8/14/90
11/14/89
8/14/90
11/14/89
8/14/87
11/14/89
11/14/89
11/14/89
11/14/89
11/14/89
%TDF
0
1
1.5
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
kg/hr
11.4
. 3.6
31.8
0.55
0,46
37.6
15.2
2.2
. NT
43.1
66.4 .
ND
0.0077
0.003
• 0.0091
0.118
Ib/hr
25.1
8.0
69.9
1.2
1.0
82.8
33.4
4.8
NT
94.9
146
ND
0.017
0.006
0.020
0.260
Mg/yr
99.9
31.9
278
4.8
4.0
33.0
133
19
NT
379
580
NT
NT
NT
NT
NT
tons/yr
110
35.1
306
5.3
4.4
36.3
146
21
NT
417
639
NT
NT
NT
NT
NT
(Continued)
-------
Table A-14c. Facility N - Pulp and Paper Mill - Non-particulate Testing (Cont.)
Pollutant
Lead
Zinc
Titanium
Date
11/14/89
11/14/89
11/14/89
%TDF
1.0
1.0
1.0
kg/hr
0.017
1.74
ND
Ib/hr
0.037
3.82
ND
Mg/yr
NT
NT
NT
tons/yr
NT
NT
NT
" VOC limit is 189 TPY.
b NO, limit is 2,850 TPY.
c SO2 limit is 250 TPY.
d CO limit is 570 TPY.
ND = Not detected.
NT = Not tested or data not available.
to
-------
Table A-15a. Facility O - Paper Mill
Source Description
Facility Name,
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device(s) used:
Test Conditions:
Test Sampling
Procedures:
Fuel
Handling/Feeding:
Testing Company:
. Environmental
Agency:
Reference:
Packaging Corp. of America (Formerly Nekoosa Packaging)
Tomahawk, WI
Paper Mill (Corrugated paper products)
Traveling grate spreader/stoker boilers (3)
August 4 -11,1989
Coal, bark
ESP
Tested on overall facility basis; all three boilers ducted to
common duct, then to two ESPs.
EPA Methods 1, 2, 3, 4, 5, MM5, 6, 7E, 10,12,13B, 18, 25A, and
101A.
Unknown
Clean Air Engineering (Report Date November 7,1989)
Wisconsin DNR
CAE (1989), Clark, etal (1991)
Source Test Data Evaluation
Yes No Unknown
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
X
X
X
X
X
A-43
-------
Table A-15b. Facility O - Paper Mill
Pollutant
Particulate
NO,
CO
SO2
Chromium VI
Metals
Arsenic
Cadmium
Lead
Nickel
Zinc
Mercury
Chloride
Benzene
kg/hr
8.64
51.977
50.490
82.3
0.00586
0.001
<0.0010
0.0086
<0.004
0.325
0.0002
0.44
<0.0253
0%TDF
Ib/hr
19.0 .
114.36
111.09
180.67
0.0129
0.003
<0.0023
0.019
<0.008
0.715
0.0005
0.96
<0.0557
kg/hr
9.41
48.659
66.916
121.81
0.016
0.001
<0.0010
0.0082
<0.004
0.367
0.0003
0.827
0.0303
1-2%TDF
Ib/hr
20.7
107.06
147.23
268.00
0.036
0.003
<0.0023
0.018
<0.008
0.851
0.0006
1.82
0.0665
% Change
+9
-6
+33
+48
+179
0.0
ND
-5
ND
+19
+20
+90
+20
NOTE: All three boilers are ducted to common duct and then to two ESP's.
ND = Not detected.
-------
Table A-16a. Facility P - Pulp and Paper Mill
Source Description
Facility Name,
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device(s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Fuel
Handling/Feeding:
Testing Company:
Environmental
Agency:
Reference:
Champion International, Inc.
Sartell, MN
Pulp and Paper Mill
Stoker boiler with traveling grate.
October 28 - 30, 1987
Coal, wood, sludge
Zuran multi-clone as a pre-separator followed by a Neptune
AirPol venturi scrubber.
Baseline: Approximately 55% coal, 25% tree bark, 20% sludge,
0% TDF
Unknown fuel mix, 15% TDF
Unknown fuel mix, 30% TDF
EPA Methods 1- 5, MM5, 7, 8, 25A
Unknown
Pace Laboratories, Inc.
Minnesota Pollution Control Agency (MPCA)
Pace (1988), Malcolm Pirnie (1991)
Source Test Data Evaluation
Yes No
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
X
X
X
X
Unknown
X
A-45
-------
Table A-16b. Facility P - Pulp and Paper Mill
Test Type
Participate g/dscm
gr/dscf
kg/hr
Ib/hr
g/MJ
Ib/MMBtu
Sulfur Oxides
> SO2 • g/dscm
=* gr/dscf
kg/hr
Ib/hr
g/MJ
Ib/MMBtu
H2SO4 g/dscm
gr/dscf
kg/hr
Ib/hr
Test 1, 0% TDF
0.05
0.02
8.04
17.7
0.02
0.05
0.23
0.10
35.5
78.2
0.11
0.25
0.02
0.01
4.64
10.2
Test 2, 15% TDF
0.09
0.04
13.5
29.8
0.04
0.09
0.32
0.14
47.54
104.6
0.14
0.33
0.02
0.01
4.55
10.0
Test 3, 30% TDF
0.2
0.09
33.7
74.1
0.095
0.22
0.46
0.20
75.40
165.9
0.19
0.45
0.02
0.01
4.59
10.1
(Continued)
-------
Table A-16b. Facility P - Pulp and Paper Mill (Cont.)
Test Type
g/MJ
Ib/MMBtu
Nitrogen g/dscm
Oxides
gr/dscf
kg/hr
Ib/hr
g/MJ
Ib/MMBtu
> Metals
-tx
""J Cd mg/dscm
gr/dscf
kg/hr
Ib/hr
IO-VMJ
10'2lb/MMBtu
Cr (total) mg/dscm
gr/dscf
Test 1, 0% TDF
0.01
0.03
0.589
0.257
91.4
201
0.28
0.64
0.004
1
0.001
0.001
0.0002
0.0005
0.022
, 9.61
Test 2, 15% TDF
0.01
0.03
0.631
0.276
98.2
216
0.29
0.67
0.014
6.1
0.002
0.005
0.00065
0.0015
0.010
4.37
Test 3, 30% TDF
0.01
0.03
0.484
0.212
75.9
167
0.20
0.47
0.028
12
0.004
0.009
0.0011
0.0026
0.25
109
(Continued)
-------
Table A-16b. Facility P - Pulp and Paper Mill (Cent.)
Test Type
Pb
Zn
PAH
Total
Hydrocarbons
kg/hr
Ib/hr
10-2g/MJ
10'2lb/MMBtu
mg/dscm
gr/dscf
kg/hr
Ib/hr
10'2g/MJ
10-2lb/MMBtu
mg/dscm
gr/dscf
kg/hr
Ib/hr
lO'VMJ
10-2lb/MMBtu
ppm
kg/hr
Ih/hr
Test 1,0% TDF
0.004
0.008
0.0099
0.0023
0.066
28.8
0.011
0.023
0.0031
0.0071
0,231
101
0.036.
0.080
0.011
0.025
ND
959
75.0
165
Test 2, 15% TDF
0.5
0.003
0.0004
0.0009
0.21
91.8
0.035
0.076
0.095
0.022
36.4
15,900
5.59
12.3
1.7
3.9
ND
16
1.2
2.7
Test 3, 30% TDF
0.039
0.085
0.010
0.024
0.34
149
0.055
0.12
0.014
0.032
90.0
39,300
14.1
31.0
3.7
8.6
ND
3
0.3
0.6
ND = Not detected.
-------
Table A-17a. Facility Q - Pulp and Paper Mill
Source Description
Facility Name,
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device(s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Fuel
Handling/Feeding:
Testing Company:
Environmental
Agency:
Reference:
Champion International, Inc.
Sartell, MN
Pulp and Paper Mill
Stoker boiler with traveling grate
March 12 -16,1990
Coal, wood, sludge
Zuran multi-clone as a pre-separator followed by a Neptune
AirPol venturi scrubber.
Baseline: 82% coal, 13% bark, 5% sludge, 0% TDF
TDF: 80 % coal, 12% bark, 4% sludge, 4% TDF [Clark, et al
(1991)]
Method 5, with both front and back-half catch included.
Unknown
Pace Laboratories
Minnesota Pollution Control Agency (MPCA)
Pace (1990), Clark, et al (1991)
Source Test Data Evaluation
Yes No
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
X
X
X
X
Unknown
X
A-49
-------
Table A-17b. Facility Q - Pulp and Paper Mill
>
o
Particulate
SO,
Cadmium
Chromium (total)
Lead
Mercury
Zinc
" Baseline = 82% coal,
b TTIF - fln% rnal 19.9!
0% TDF'
kg/hr
8.95
121
0.0011
0.022
0.023
1.7 xlO4
0.11
13% bark, 5% sludge, 0% TDF.
i hark 4% slndtrp Atfn TTVF
4%TDFb
Ib/hr
19.7
266
0.0025
0.048
0.050
3.8 xlO"4
0.23'
kg/hr
11.0
126
0^00082
0.0020
0.016
3.6 xlO 5
1.56
Ib/hr
24.3
277
0.0018
0.0046
0.036
8.0 xlO 5
3.43
% Change
+23
+4
-28
-90
-28
+111
+1,391
-------
Table A-18a. Facility R - Cogeneration
Source Description
Facility Name,
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device (s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Fuel
Handling/Feeding:
Testing Company:
Environmental
Agency:
Reference:
Monsanto - KG. Krummrich Plant
Sauget, IL
Industrial (Cogeneration)
Boiler - four-drum chain grate stoker
December 18-19,1990
Low-sulfur coal
ESP
80% coal, 20% TDF
Unknown
Tire chips blended with coal. Delivered to plant pre-blended
and handled as a single fuel.
The Almega Corp.
Test not conducted for environmental compliance. Test
commissioned by Illinois Department of Commerce and
Community Affairs to study feasibility of use of TDF.
Dennis (1991)
Source Test Data Evaluation
Yes No Unknown
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
X
X
X
X
X
A-51
-------
Table A-18b. Facility R - degeneration
Particulate
CO
VOC
SO2
NO,
HC1
HF
•}* Metals
to
Chromium (total)
Mercury
Zinc
Cadmium
Lead
Beryllium
kg/hr
1.64
0.17
0.473
37.7
15.8
6.14
0.42
0.00217
7.95 xlO-5
0.27
0.00165
0.045
ND
100% Coal
Ib/hr
3.60
0.38
. 1.04
83.0.
34.7 .
13.5
0.93
. 0.00478
1.75 xlO 5
0.59
0.00363
0.099 .
ND
80% Coal,
kg/hr
0.814
0.24
0.33
49.54
11.0
4.36
0.38
0.00207
7.27 xlO 5
0.20
0.00120
. 0.002
ND
20%TDF
Ib/hr
1.79
0.53
0.73
109.0
24.3
9.59
0.84
0.00456
1.60 xlO-4
0.44
0.00263
0.005
ND
% Change
-50
+40
-30
+31
-30
-29
-10
-4
-9
-25
-28
-95
NT
ND = Not detected.
NT = Not tested or data not available.
-------
Table A-19a. Facility S - Industrial Boiler
Source Description
Facility Name,
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device(s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Fuel
Handling/Feeding:
Testing Company:
Environmental .
Agency:
Reference:
University of Iowa
Iowa City, Iowa
Industrial/Commercial
Boiler (Riley -1975) with stoker and economizer (170,000 Ib
steam/hr capacity).
December 9 -14, 1991
Coal
Seven-section coldside ESP (Buell)
100% Coal
96% Coal/4% TDF
92% Coal/8% TDF
EPA Methods 1, 2, 3, 4, 5 (front and back half), 6, 7, 201A, 26,
13B, Multi-Metal Modified Method 5 (4M5), 23.
Unknown
Interpoll Laboratories, Inc.
Iowa DNR
Interpoll (1992)
Source Test Data Evaluation
Yes No Unknown
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
X
X
X
X
X
A-53
-------
Table A-19b. Facility S - Industrial Boiler
Participate1
PM10'
S02
NO,
CO
Fluoride
HC1
THC
1 Dry catch only
Dioxins
PCDD/PCDF
Metals
Arsenic
Barium
Beryllium
100%
kg/hr
14
4.2
265
68.2
3.9
0.00082
5.0
9.5
ng/sec
18
g/hr
2.97
1.25
0.04
Coal
Ib/hr
31
9.3
582
150
8.5
0.0018
11
2.1
10"lb/sec
40
10^1b/hr
6.55
2.75
0.086
96% Coal/4% TDF
kg/hr
9.5
4.1
246
66.4
6.8
0.00064
6.8
0.95
ng/sec
10
g/hr
2.08
0.93
0.03
Ib/hr
21
9.0
542
146
15
0.0014
15
2.1
10"lb/sec
22
10slb/hr
4.58 .
'2.05
0.064
Difference
-32.3%
-3.2%
-6.9%
-2.7%
76.5%
-22.2%
36.4%
0.0%
Difference
-44.4%
Difference
-30.1%
-25.5%
• -25.6%
kg/hr
13
8.6
244
64.1
5.5
0.00077
8.6
0.68
ng/sec
6.0
g/hr
11.9
3.13
0.19
92% Coal/8% TDF
Ib/hr
29
19
537
141
12
0.0017
19
1.5
10I2lb/sec
6.9
103lb/hr
26.2
6.90
0.41
Difference
-6.5%
104%
-7.7%
-6.0%
41.2%
-5.6%
72.7%
-28.6%
Difference
-82.6%
Difference
300%
151%
(Continued)
377%
-------
100% Coal
Cadmium
Chromium
Copper
Lead
Magnesium
Mercury
Nickel
Zinc
<0.19
0.92
2.13
2.02
9.730
1.42
1.41
36.40
<0.419
2.03
4.69
4.45
21.48
3.13
3.11
80.35
96% Coal/4% TDF
<0.188
0.779
2.47
2.26
7.506
1.21
1.77 '
163.56
<0.414
1.72
5.44 .
4.99
16.57
2.67
3.90
361.07
NT
-15.3%
16%
12.1%
-22.9%
-14.7%
25.4%
349%
0.45
2.11
9.100
10.32
15.57
'•• 1.15
4.34
1,575.5
92% Coal/8% TDF
0.99
4.66
20.09
22.79
34.38
2.53
9.56
3,478.0
NT
130%
328%
412%
60.1%
-19.2%
207%
4,229%
NT = Not tested or data not available.
-------
Table A-20a. Facility T - Industrial Boiler
Source Description
Facility Name,
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device(s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Fuel
Handling/Feeding:
Testing Company:
Environmental
Agency:
Reference:
John Deere Works - Waterloo
Waterloo, Iowa
Industrial
Boiler
November 6 -16,1995
Coal, oil
Unknown
100% coal
90% coal, 10% oil
84% coal, 7.4% oil, 8.9% TDF (by weight)
88% coal, 12% TDF
EPA Reference Methods 1, 2, 3, 4, 201A, 202, 6C, 7E, 10
Unknown
Compliance Services, Inc.
Iowa DNR
Compliance Services (1996)
Source Test Data Evaluation
Yes No
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
some
X
X
X
Unknown
X
A-56
-------
Table A-20b. Facility T - Industrial Boiler
100%
Pollutant
PM10
SO2
NO,
CO
kg/hr
10.484
528.22
49.90
3.0
Coal
Ib/hr
23.067
1,162.2
109.8
6.5
90% Coal/10% Oil
kg/hr
4.5814
495.81
48.54
5.18
Ib/hr
10.080
1,090,9
106.8
11.4
Diffe- 84% Coal/7.4%
rence" Oil/8.9% TDF
%. kg/hr
-57.9 . 5.4940
-5.60 449.3
-53.3 50.81
81.3 6.09
Ib/hr
12.088
988.6
111.8
13.4
Diffe-
rence*
%
-49.5
-14.5
-51.3
109
88% Coal/12%
TDF
kg/hr
4.265
527.54
56.40
6.14
Ib/hr
9.384
1,160.7
124.1
13.5
Differ-
ence*
%
-60.8
0.33
-45.8
114
* % Difference with respect to 100% coal emission rate.
-------
Table A-21a. Facility U - Industrial Boiler
Source Description
Facility Name,
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device (s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Fuel Handling/Feeding:
Testing Company: .
Environmental Agency:
Reference:
Cargill Inc. Corn Milling Division
Eddyville, Iowa
Industrial (Food Processing)
Boiler
June 30 - July 1,1993
Coal
Ten section reverse baghouse (Joy Manufacturing).
100% Coal
95% Coal, 5% TDF
EPA Methods 7,10, 201A
Unknown
Interpoll Laboratories
Iowa DNR
Interpoll (1993)
Source Test Data Evaluation
Yes No
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
some
. X
X
X
Unknown
X
A-58
-------
Table A-21b. Facility U - Industrial Boiler
Parameter
Participate
PM10
Nitrogen Oxides
Carbon Monoxide
g/dscm
gr/dscf
g/MJ
Ib/MMBtu
g/dscm
gr/dscf
kg/hr
Ib/hr
ppm.d
g/MJ
Ib/MMBtu
ppm.d
kg/hr
Ib/hr
100% Coal
0.117
0.0514
0.0424
0.0987
0.1048
0.0458
35
77
134
0.0972
0.226
4,305
1,663
3,659
5% TDF
0.0670
0.0293
0.024
0.056
0.0558
0.0244
18
40
152
0.105
0.245
2,048
789.9
1,738
-------
Table A-22a. Facility V - Industrial Boiler
Source Description
Facility Name,
Location:
Facility Type:
Source Type:
Test Dates:
Other fuel(s):
Air pollution control
device(s) used:
Test Conditions:
Test Methods:
Fuel
Handling/Feeding:
Testing Company:
Environmental
Agency:
Reference:
Dow Corning
Midland, MI
Manufacturing
Boiler
March 9 - 29, 1989
Wood
ESP
100% Wood, 0% TDF
95% Wood, 5% TDF
90% Wood, 10% TDF
85% Wood, 15% TDF
Unknown
Tire chips 2-3 inches in diameter, with wire.
Unknown.
Michigan DNR
Clark, et al (1991) and Malcolm Pirnie (1991)
Source Test Data Evaluation
Yes No Unknown
Data Expressed in Emission Factor Form
Baseline Fuel Test Data Available
Accurate Fuel Feed Rates
Multiple Baseline Fuels
Test Witnessed by or Prepared for
Governmental Agency
X
X
X
X
X
A-60
-------
Table A-22b. Facility V - Industrial Boiler
Pollutant
Particulate
Cadmium
Chromium
(total)
Zinc
Beryllium'
NO,'
S02<
ON
H-t
Pollutant
Particulate
Cadmium
Chromium
(total)
Zinc
0%TDF
Ib/hr
4.29
4.9 xlO"1
1.28 xlO-4
0.0634
ND
NT
NT
lb/
MMBtu
0.012
1.39 xlO*
3.64 xlO45
1.8 xlO4
ND
0.153
0.026
0%TDF
kg/hr
1.95
0.00022
0.000058
0.0288
gxlO*
/MJ
0.00525
5.98 xlO 7
1.57 xlO8
7.7 xlO'5
5%TDF
Ib/hr lb/
MMBtu
7.53 0.0205
NT
NT NT
NT
..
0.162 .
0.028
5% TDF
kg/hr gxlO*
/MJ
3.42 0.0088
_ •
-
_
% Change Ib/hr
+68 11.22
N/T ' -
'
N/T , -
N/T ' -
+6
+8
% Change kg/hr
+68 5.099
N/T
N/T
N/T
10% TDF
lb/ % Change
MMBtu
0.0305' +150
N/T
N/T
N/T
N/T
0.133 -13
0.037 +42
10% TDF
gxlO* % Change
/MJ
0.0131" +150
N/T
N/T
N/T
Ib/hr
38.10
0.0028
0.0019
11.32
ND
-
-
kg/hr
17.32
0.0013
0.00086
5.144
15% TDF
lb/
MMBtu
0.1130'
8.21 xlO"6
5.57 xlO*
0.03
ND
0.081
0.059
16% TDF
gxKV/MJ
0.0486'
3.53 xlO*
2.40 xlO*
0.01
% Change
+826
+491
+53
+16,567
ND
-47
+127
% Change
+826
+491
+53
+16,567
(Continued)
-------
Table A-22b. Facility V -Industrial Boiler (Cont.)
ON
to
0%TDF 5%TDF
10% TDF 15% TDF
Pollutant
kg/hr gxlO"8 kg/hr gxlO* % Change
/MJ /MJ
Beryllium1" ND ND - - N/T
NO,' - 0.0695 - 0.0697 +6
SO/ - 0.011 - 0.012 +8
B Emission limits of 0.035 Ib/MMBtu at 12 percent CO2.
b Limit for Beryllium was 7.3 xlO"5 Ib/hr.
c NO, limit is 0.7 Ib/MMBtu.
d SO2 limit is 0.8 Ib/MMBtu.
N/T = Not tested.
ND = Not detected.
Ref.: Clark, et al (1991)
O H
o a
-1
c *
c/5 a
r+ ft
3* w
3 ».
s* ^
r 3
» a
5- "
» JT
VI
VI
Si
p
SS
W
"S
1
o
!
3
n
tji
kg/hr gxlO^1 % Change kg/hr gxlO^/MJ % Change
A1J
N/T ND ND ND
0.0572 -13 - 0.035 -47
0.016 +42 - 0.025 +127
a -*
& 4^
C W
H O
X w
g co
B §
i m
w *
CO
H
m
*
~*
pij
o
o
m
-a
33
m
o
'O
z
OT
d
OJ
3D
3>
30
•^
O
f?
O
1
^
-------
TECHNICAL REPORT DATA
Please read Instructions on the reverse before completing)
1. REPORT NO.
EPA-600/R-97-115
3. RECIPIENT'S ACCESSION NO.
4. TITLE AND SUBTITLE
Air Emissions from Scrap Tire Combustion ^
(Emisiones al Aire de la Combustion de Llantas
Usadas)
5. REPORT DATE
October 1997
6. PERFORMING ORGANIZATION CODE
7. AUTHOR(S)
Joel I. Reisman
8.PERFORMING ORGANIZATION REPORT NO.
9. PERFORMING ORGANIZATION NAME AND ADDRESS
E.H. Pechan & Associates, Inc.
2880 Sunrise Boulevard, Suite 220
Rancho Cordova, California 95742
10. PROGRAM ELEMENT NO.
11. CONTRACT/GRANT NO.
68-D3-0035,W.A.III-lll
12. SPONSORING AGENCY NAME AND ADDRESS
EPA, Office of Research and Development
Air Pollution Prevention and Control Division
Research Triangle Park, NC 27711
13. TYPE OF REPORT AND PERIOD COVERED
Final: 10/96-9/97
14. SPONSORING AGENCY CODE
EPA/600/13
15. SUPPLEMENTARY NOTES
APPCD project officer is Paul M. Lemieux, Mail Drop 65, 919/541-0962.
Spanish language translation published 4/23/98.
16. ABSTRACT
The report discusses air emissions from two types of scrap tire combustion: uncontrolled and
controlled. Uncontrolled sources are open tire fires, which produce many unhealthful products of
incomplete combustion and release them directly into the atmosphere. Controlled combustion
sources (combustors) include boilers and kilns specifically designed for efficient combustion of solid
fuel. Very little data exist for devices that are not well-designed and use scrap tires for fuel. These
sources include fireplaces, wood stoves, small kilns, small incinerators, or any device with poor
combustion characteristics. Air emissions from these types of devices are likely between that of
open burning and a combustor. However, there is a serious concern that the emissions are much
more similar to those of an open tire fire than a combustor. Open tire fires are discussed. Data from
a laboratory test program on uncontrolled burning of tire pieces and ambient monitoring at open tire
fires are presented and emissions are characterized. Mutagenic emission data from open burning of
scrap tires are compared to mutagenic data for other fuels from both controlled and uncontrolled
combustion. A list of 34 target compounds representing the highest potential for health impacts
from open tire fires is presented. The list can be used to design an air monitoring plan to evaluate
risk potential.
17.
KEY WORDS AND DOCUMENT ANALYSIS
DESCRIPTORS
b. IDENTIFIERS/OPEN ENDED TERM! c. COSATI Field/Group
Pollution
Emission
Tires
Combustion
Boilers
Kilns
rireplaces
Wood
Stoves
Incinerators
Monitors
Pollution Control
Stationary Sources
Scrap Tires
Wood Stoves
13B
14G
13F
21B
13A
11L
18. DISTRIBUTION STATEMENT
Release to Public
19. SECURITY CLASS (This Report)
Unclassified
21. NO. OF PAGES
122
20. SECURITY CLASS (This Page)
Unclassified
22. PRICE
EPA Form 2220-1 (9-73)
-------
U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY
Offics of Research and Development
National RL:; F.lanagarnant Research Laboratory
TccIu't-'oQy Transfer end Support Division
Cincinnati, Ohio 45268
OFFICIAL BUSINESS
PENALTY FOR PRIVATE USE. S3OO
AN EQUAL OPPORTUNITY EMPLOYER
If your cddrcss is incorrect, please chcnga on the cbovs Icbsl
tccr cff; end return to ths cbovs cddrcss.
If you c'j not desire to continus receiving thcss technics!
reports, CHECK HERED; test off label, end return it to the
ctovc cddrcss.
Publication Wo. EPA-GOO/R-97-115
(Emisiones al Aire de la Combustion de Llantas Usadas)
------- |