في كل خطوة من العملية ، يتم تصنيع الأسمنت تأثير على البيئة. وتشمل هذه محاجر الحجر الجيري ، والتي يمكن رؤيتها من مسافات بعيدة والتي قد تغير البيئة المحلية بشكل دائم ، وانبعاثات الملوثات المحمولة جوا في شكل غبار وغازات. الضوضاء والاهتزاز عند تشغيل الآلات ؛ وتفجير في المحاجر.
جدول المحتويات
التأثيرات البيئية لإنتاج الأسمنت
يأتي ما بين 4 و 8٪ من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في العالم من الخرسانةالتي لها تأثير بيئي معقد يتأثر بتصنيعها وتطبيقاتها وتأثيراتها المباشرة على البنية التحتية والمباني. يعتبر الأسمنت ، الذي له آثاره البيئية والاجتماعية بالإضافة إلى تأثيره الكبير على الخرسانة ، مكونًا مهمًا.
1. انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وتغير المناخ
مع ما يصل إلى 5 ٪ من جميع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون التي ينتجها البشر في أعمال الأسمنت ، 2 ٪ منها تأتي من التفاعلات الكيميائية و 50 ٪ من احتراق الوقود ، فهي واحدة من أكبر منتجي الغاز في العالم التي تؤدي إلى تغير المناخ.
يبلغ الناتج المقدر لثاني أكسيد الكربون لإنتاج الخرسانة الإنشائية (بحوالي 2٪ أسمنت) 14 كجم / م 410 (أو حوالي 3 كجم / طن بكثافة 180 جم / سم 2.3) ؛ ينخفض هذا الإنتاج إلى 3 كجم / م 290 عند استخدام 3٪ من الرماد المتطاير بدلاً من الأسمنت.
مقابل كل طن من الأسمنت يتم إنتاجه ، يتم إطلاق 900 كجم من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، مما يشكل 2٪ من الانبعاثات المتعلقة بمزيج الخرسانة المتوسط. يتناسب انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن تصنيع الخرسانة بشكل مباشر مع محتوى الأسمنت المستخدم في الخلطة الخرسانية.
عندما يتم تدمير كربونات الكالسيوم حرارياً ، مما ينتج عنه الجير وثاني أكسيد الكربون ، ينتج عن إنتاج الأسمنت انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. يساهم استخدام الطاقة أثناء إنتاج الأسمنت أيضًا في هذه المشكلة ، خاصةً عندما الوقود الحفري احترقت.
حقيقة أن الخرسانة لديها طاقة مجسدة منخفضة جدًا لكل وحدة كتلة هي أحد جوانب دورة حياة الخرسانة التي تستحق الاهتمام. ويرجع ذلك في الغالب إلى توافر المكونات المستخدمة في إنتاج الخرسانة وإمكانية الوصول إليها بشكل متكرر ، مثل الماء والبوزولان والركام في الموارد المحلية.
وعليه ، يستخدم تصنيع الأسمنت 70٪ من الطاقة المتجسدة في الخرسانة ، بينما يستخدم النقل 7٪ فقط.
تمتلك الخرسانة طاقة مجسدة أقل لكل وحدة كتلة من غالبية مواد البناء الأخرى ، باستثناء الخشب ، بإجمالي طاقة مجسدة تبلغ 1.69 جيجا جول / طن. نظرًا للكتلة الهائلة للهياكل الخرسانية ، فإن هذه المقارنة لا تنطبق دائمًا على اتخاذ القرار على الفور.
من المهم أن نتذكر أن هذا التقدير يستند إلى نسب خليط الخرسانة مع ما لا يزيد عن 20٪ الرماد المتطاير. وفقًا للتقديرات ، يؤدي استبدال واحد بالمائة من الأسمنت بالرماد المتطاير إلى انخفاض بنسبة 0.7 بالمائة في استخدام الطاقة. سيؤدي ذلك إلى توفير كبير في الطاقة لأن بعض الخلطات المقترحة تحتوي على ما يصل إلى 80٪ من الرماد المتطاير.
ووفقا ل تقرير مجموعة بوسطن الاستشارية من عام 2022، فإن الاستثمارات في إنشاء أسمنت أكثر صداقة للبيئة تؤدي إلى زيادة غازات الاحتباس الحراري وفورات من الاستثمار في الكهرباء والطيران.
2. الجريان السطحي
يمكن أن تنجم الفيضانات وتآكل التربة الشديد عن الجريان السطحي ، والذي يحدث عندما تتدفق المياه من أسطح غير منفذة مثل الخرسانة غير المسامية. غالبًا ما ينتهي الأمر بالبنزين وزيت المحركات والمعادن الثقيلة والنفايات والملوثات الأخرى في الجريان السطحي للمناطق الحضرية من الأرصفة والطرق ومواقف السيارات.
بدون التخفيف ، يقلل الغطاء المحكم لمنطقة حضرية نموذجية من ترشيح المياه الجوفية وينتج عنه خمسة أضعاف كمية الجريان السطحي مثل غابة نموذجية من نفس الحجم.
بدأت العديد من مشاريع الرصف الحديثة في استخدام الخرسانة السابقة ، والتي توفر مستوى معينًا من الإدارة التلقائية لمياه الأمطار ، في محاولة لموازنة العواقب الضارة للخرسانة غير المنفذة.
يتم وضع الخرسانة بعناية مع نسب الركام المحسوبة بعناية لإنتاج الخرسانة السابقة ، والتي تسمح للجريان السطحي بالتسرب والعودة إلى المياه الجوفية.
يتم تسهيل كل من تجديد الفيضانات والمياه الجوفية من خلال هذا. يمكن أن تعمل الخرسانة السابقة وغيرها من المناطق ذات السطح المنفصل كفلتر آلي للمياه عن طريق منع مرور بعض الملوثات الخطرة مثل الزيوت والمواد الكيميائية الأخرى إذا تم بناؤها ومطليها بشكل مناسب.
للأسف ، لا تزال هناك عيوب لاستخدام الخرسانة السابقة على نطاق واسع. تقيد قوتها المنخفضة مقارنة بالخرسانة التقليدية استخدامها في المناطق منخفضة التحميل ، ويجب أن يتم تثبيتها بعناية لتقليل التعرض لتلف التجميد والذوبان وتراكم الطمي.
3. الحرارة الحضرية
ما يعرف ب جزيرة الحرارة الحضرية التأثير ناتج في الغالب عن الخرسانة والأسفلت. من المتوقع أن يضيف العالم 230 مليار متر مربع (2 تريليون قدم مربع) من المباني بحلول عام 2.5 ، وهي مساحة تعادل مخزون المباني العالمي الحالي.
وفقًا لإدارة الشؤون الاقتصادية والاجتماعية التابعة للأمم المتحدة ، من المتوقع أن يعيش 68٪ من سكان العالم في المناطق الحضرية بحلول عام 2050. ونتيجة للطاقة الإضافية التي يستخدمونها وتلوث الهواء الناتج عن ذلك ، فإن الأسطح المرصوفة تشكل تهديدًا خطيرًا .
المنطقة لديها الكثير من الفرص لتوفير الطاقة. يجب أن ينخفض الطلب على تكييف الهواء بشكل مثالي مع انخفاض درجات الحرارة ، مما يحافظ على الطاقة.
ومع ذلك ، فقد أشارت الدراسات حول كيفية تأثير الأرصفة العاكسة على الهياكل المحيطة إلى أن غياب الزجاج العاكس على المباني ، فإن الإشعاع الشمسي المنعكس على الرصيف يمكن أن يرفع درجات حرارة المبنى ، مما يزيد من الحاجة إلى تكييف الهواء.
علاوة على ذلك ، يمكن أن تتأثر درجات الحرارة المحلية وجودة الهواء بانتقال الحرارة من الأرصفة التي تغطي المدن. يمكن أن يؤدي استخدام المواد التي تمتص طاقة شمسية أقل ، مثل الأرصفة عالية البياض ، إلى تقييد تدفق الحرارة إلى البيئة الحضرية وتنظيم UHIE. تسخن الأسطح الساخنة هواء المدينة من خلال الحمل الحراري.
بالنسبة للأسطح المصنوعة من مواد الرصف المستخدمة حاليًا ، تتراوح البيدوس من حوالي 0.05 إلى 0.35 تقريبًا. تميل مواد الرصف ذات البياض البدائي المرتفع إلى فقدان الانعكاس على مدار فترة خدمة الحياة النموذجية ، في حين أن المواد ذات البياض الأولي المنخفض قد تكتسب انعكاسًا.
يعد تأثير الراحة الحرارية وضرورة اتخاذ تدابير تخفيف إضافية لا تعرض صحة المشاة وسلامتهم للخطر ، خاصة أثناء موجات الحرارة ، من العوامل الإضافية التي يجب مراعاتها. يتم حساب "مؤشر الراحة في الهواء الطلق لمنطقة البحر الأبيض المتوسط" (MOCI) أثناء ذلك
يتعرض الناس لظروف الطقس والراحة الحرارية ، لذلك لا يزال يتعين أخذ التصميمات الحضرية الشاملة في الاعتبار عند إصدار الأحكام. عند دمجها بشكل صحيح مع التقنيات والتقنيات الأخرى مثل الغطاء النباتي والمواد العاكسة وما إلى ذلك ، يمكن أن يكون لاستخدام المواد عالية البياض في المناطق الحضرية تأثيرات مفيدة.
4. غبار الخرسانة
أثناء الزلازل والكوارث الطبيعية الأخرى ، وكذلك أثناء تدمير المبنى ، كثيرًا ما يتم إطلاق الكثير من غبار الخرسانة في الغلاف الجوي. بعد زلزال هانشين العظيم ، تقرر أن السبب الرئيسي لتلوث الهواء الشديد هو غبار الخرسانة.
5. التلوث الإشعاعي والسمي
قد تنشأ مشكلات صحية من إدراج بعض المركبات في الخرسانة ، بما في ذلك المواد المضافة المرغوبة وغير المرغوب فيها. اعتمادًا على مصدر المواد الخام المستخدمة ، يمكن العثور على تركيزات مختلفة من العناصر المشعة التي تحدث بشكل طبيعي (K و U و Th و Rn) في الهياكل الخرسانية.
على سبيل المثال ، بعض الأحجار ينبعث منها غاز الرادون بشكل طبيعي ، وتستخدم نفايات المناجم القديمة لاحتواء الكثير من اليورانيوم. استخدام المركبات السامة عن غير قصد نتيجة التلوث من حادث نووي هو احتمال آخر. اعتمادًا على ما تم تضمينه في الخرسانة قبل الهدم أو التكسير ، قد يشكل الغبار من الحطام أو الخرسانة المكسورة مخاطر صحية كبيرة.
ومع ذلك ، فهي ليست بالضرورة مخاطرة بل يمكن أن تكون مفيدة لتضمين مواد سامة في الخرسانة. في بعض الحالات ، تؤدي إضافة مركبات معينة ، بما في ذلك المعادن ، إلى الأسمنت أثناء عملية الترطيب إلى شل حركتها في حالة آمنة وتمنع إطلاقها في البيئة.
6. أكسيد النيتروجين (NOx)
أكسيد النيتروجين (NOx) له عدد من الآثار السلبية على صحة الإنسان والبيئة ، بما في ذلك الأوزون على مستوى الأرض ، والأمطار الحمضية ، والاحتباس الحراري ، وتدهور نوعية المياه ، وضعف البصر. الأطفال والأشخاص الذين يعانون من مشاكل في الرئة مثل الربو هم من بين المجموعات المتضررة ، والتعرض لهذه الحالات يمكن أن يضر أنسجة الرئة لدى الأشخاص الذين يعملون أو يمارسون الرياضة في الخارج.
7. ثاني أكسيد الكبريت (SO2)
يمكن أن تؤدي المستويات العالية من ثاني أكسيد الكبريت (SO2) إلى إعاقة التنفس وتفاقم أمراض الجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية الموجودة بالفعل. مرضى الربو والأشخاص المصابون بالتهاب الشعب الهوائية أو انتفاخ الرئة والأطفال وكبار السن من بين الفئات السكانية الحساسة. السبب الرئيسي للمطر الحمضي أو الترسب الحمضي هو ثاني أكسيد الكبريت.
8. أول أكسيد الكربون (أول أكسيد الكربون)
عن طريق تقليل كمية الأكسجين التي تصل إلى أعضاء وأنسجة الجسم ، أول أكسيد الكربون (CO) يمكن أن يكون لها تأثير ضار على صحة المرء. يمكن أن يكون لها أيضًا آثار سلبية على الجهاز القلبي الوعائي والجهاز العصبي. ينتج الضباب الدخاني ، أو الأوزون الأرضي ، الذي يمكن أن يؤدي إلى مشاكل في الجهاز التنفسي ، جزئيًا عن طريق أول أكسيد الكربون.
9. الوقود والمواد الخام
اعتمادًا على المدخلات والإجراءات ، تستخدم مطحنة الأسمنت 3-6 جيجا جول من الوقود لصنع طن من الكلنكر. الوقود الأساسي الذي تستخدمه غالبية أفران الأسمنت اليوم هو الفحم وكوك البترول ، وبدرجة أقل الغاز الطبيعي وزيت الوقود.
إذا كانت تستوفي معايير صارمة ، يمكن استخدام بعض النفايات والمنتجات الثانوية ذات القيمة الحرارية القابلة للاسترداد كوقود في قمائن الأسمنت لتحل محل بعض أنواع الوقود الأحفوري التقليدية ، مثل الفحم.
في أماكن المواد الخام مثل الطين والصخر الزيتي والحجر الجيري ، يمكن استخدام بعض النفايات والمنتجات الثانوية التي تحتوي على معادن مفيدة مثل الكالسيوم والسيليكا والألومينا والحديد كمواد خام في الفرن.
لا يكون الخط الفاصل بين أنواع الوقود البديلة والمواد الخام واضحًا دائمًا لأن بعض المواد تحتوي على محتوى معدني قيم وقيمة حرارية قابلة للاسترداد.
على سبيل المثال ، تحترق حمأة مياه الصرف الصحي لإنتاج المعادن المحتوية على الرماد والتي تكون مفيدة في مصفوفة الكلنكر على الرغم من أنها ذات قيمة حرارية منخفضة ولكنها كبيرة.
الآثار البيئية لإنتاج الأسمنت - الأسئلة الشائعة
ما التلوث الذي تسببه الصناعات الأسمنتية؟
تتسبب صناعات الأسمنت بشكل رئيسي في تلوث الهواء.
ما هي كمية ثاني أكسيد الكربون التي ينتجها إنتاج الأسمنت؟
تبلغ كمية ثاني أكسيد الكربون التي ينتجها إنتاج الأسمنت حوالي 2 رطل لكل رطل من الأسمنت.
كيف يتسبب إنتاج الأسمنت في تغير المناخ؟
هذه هي الطريقة التي يتسبب بها إنتاج الأسمنت في تغير المناخ. عندما يتم تدمير كربونات الكالسيوم حرارياً ، مما ينتج عنه الجير وثاني أكسيد الكربون ، ينتج عن إنتاج الأسمنت انبعاثات غازات الاحتباس الحراري والتي بدورها تسبب تغير المناخ.
ما هي التأثيرات البيئية للخرسانة؟
الخرسانة التي يتم الحصول عليها من إنتاج الأسمنت هي أحد المولدات الرئيسية لثاني أكسيد الكربون ، وهو أحد غازات الدفيئة القوية. تتأثر التربة السطحية ، وهي أكثر طبقات الأرض خصوبة ، سلبًا بالخرسانة. تساهم الأسطح الصلبة المصنوعة من الخرسانة في الجريان السطحي الذي يمكن أن يؤدي إلى تآكل التربة وتلوث المياه والفيضانات.
وفي الختام
مما رأيناه في هذا المقال ، علمنا أنه على الرغم من أن إنتاج الأسمنت عنصر ضروري في دفع عجلة تنمية المجتمع ، إلا أنه ضار ببيئتنا. هذا يستدعي تقدمًا كبيرًا بعيدًا عن الأسمنت إلى بدائل أخرى مستدامة وصديقة للبيئة لتشييد المباني.
توصيات
- أهم 10 موارد طبيعية في بوتان
. - 11 آثار تلوث الأرض على صحة الإنسان
. - 8 الأمراض الناجمة عن تلوث الأرض
. - 10 آثار تلوث التربة على النباتات
. - أهم 5 تأثيرات بيئية للألمنيوم
. - 11 الآثار البيئية لاستخراج النفط
دعاة حماية البيئة عن ظهر قلب. كاتب محتوى رئيسي في EnvironmentGo.
أسعى لتثقيف الجمهور حول البيئة ومشاكلها.
لقد كان الأمر دائمًا متعلقًا بالطبيعة ، يجب أن نحميها لا أن ندمرها.