9 Tsemendi tootmise keskkonnamõjud

Tsemenditootmise protsessi igas etapis on keskkonnamõjuNende hulka kuuluvad lubjakivikarjäärid, mis on nähtavad kaugelt ja võivad kohalikku keskkonda jäädavalt muuta, heitkogused õhusaasteained tolmu ja gaaside kujul; müra ja vibratsioon masinate käitamisel; ning lõhkamine karjäärides.

Tsemendi tootmise keskkonnamõjud

4–8% maailma CO2 heitkogustest pärineb betoonist, millel on keeruline keskkonnamõju, mida mõjutavad selle tootmine, kasutamine ning otsene mõju taristule ja hoonetele. Tsement, millel on lisaks betooni olulisele mõjutamisele ka oma keskkonna- ja sotsiaalne mõju, on oluline komponent.

1. Süsinikdioksiidi heitkogused ja kliimamuutused

Tsemenditööstus tekitab kuni 5% kõigist inimeste tekitatud CO2 heitkogustest, millest 50% pärineb keemilistest reaktsioonidest ja 40% kütuse põlemisest, mistõttu on see üks kahest suurimast gaasitootjast maailmas, mis viib... kliimamuutused.

Konstruktsioonbetooni (umbes 2% tsemendisisaldusega) tootmisel tekkiv hinnanguline CO14 väljund on 410 kg/m3 (või ligikaudu 180 kg/tonn tiheduse 2.3 g/cm3 juures); see väljund väheneb 290 kg/m3-ni, kui tsemendi asemel kasutatakse 30% lendtuhka.

Iga toodetud tonni tsemendi kohta paiskub atmosfääri 900 kg CO2, mis moodustab 88% keskmise betooniseguga seotud heitkogustest. Betooni tootmisel tekkiv CO2-heide on otseselt proportsionaalne betoonisegus kasutatud tsemendi sisaldusega. 

Kui kaltsiumkarbonaat termiliselt laguneb, mille tulemusel tekivad lubi ja süsinikdioksiid, põhjustab tsemendi tootmine kasvuhoonegaaside heitkoguseid. Tsemendi tootmise ajal kasutatav energia aitab samuti kaasa probleemile, eriti kui fossiilsete kütuste on põletatud.

Asjaolu, et betoonil on massiühiku kohta väga madal kehastunud energia, on betooni elutsükli üks aspekt, mis väärib tähelepanu. See on peamiselt tingitud betoonitootmises kasutatavate komponentide, näiteks vee, potsolaanide ja täitematerjalide kättesaadavusest ja sagedasest ligipääsetavusest kohalikes ressurssides.

Seega kasutab tsemenditootmine 70% betoonis sisalduvast energiast, samas kui transport kasutab vaid 7%.

Betoonil on madalam kehastunud energia massiühiku kohta kui enamikul teistel ehitusmaterjalidel, välja arvatud puit, mille kogukehastunud energia on 1.69 GJ/tonn. Betoonkonstruktsioonide tohutu massi tõttu ei ole see võrdlus otsuste tegemisel alati koheselt rakendatav.

Oluline on meeles pidada, et see hinnang põhineb betoonisegu osakaalul, milles lendtuhka ei ole rohkem kui 20%. Hinnangute kohaselt vähendab ühe protsendi tsemendi asendamine lendtuhaga energiatarbimist 0.7%. See tooks kaasa märkimisväärse energiasäästu, kuna mõned kavandatud segud sisaldavad kuni 80% lendtuhka.

Vastavalt Boston Consulting Groupi aruanne aastast 2022investeeringud keskkonnasõbralikuma tsemendi tootmisse toovad kaasa suurema kasvuhoonegaas kokkuhoidu kui investeeringud elektrisse ja lennundusse.

2. Pinna äravool

Pinna äravool, mis tekib siis, kui vesi voolab maha mitteläbilaskvatelt pindadelt, näiteks mittepoorselt betoonilt, võib põhjustada üleujutusi ja tugevat pinnaseerosiooni. Bensiin, mootoriõli, raskmetallid, jäätmed ja muud saasteained satuvad sageli kõnniteedelt, teedelt ja parklatelt linna äravoolu.

Ilma nõrgenemiseta vähendab tüüpilise suurlinnapiirkonna mitteläbilaskev kate põhjavee imbumist ja põhjustab viis korda suuremat äravoolu kui tüüpiline sama suurune metsamaa.

Paljudes hiljutistes sillutusprojektides on hakatud kasutama läbilaskvat betooni, mis pakub teatud tasemel automaatset sademevee käitlemist, et tasakaalustada mitteläbilaskva betooni kahjulikke tagajärgi.

Betoon laotakse hoolikalt arvutatud täitematerjali proportsioonidega, et saada vett läbilaskev betoon, mis laseb pinnase äravoolul läbi imbuda ja põhjavette tagasi pöörduda.

See soodustab nii üleujutusi kui ka põhjavee taastumist. Läbilaskev betoon ja muud diskreetse pinnaga alad võivad toimida automaatse veefiltrina, blokeerides mõnede ohtlike saasteainete, näiteks õlide ja muude kemikaalide läbipääsu, kui need on nõuetekohaselt ehitatud ja kaetud.

Kahjuks on läbilaskva betooni laialdasel kasutamisel siiski puudusi. Selle madalam tugevus võrreldes tavapärase betooniga piirab kasutamist väikese koormusega aladel ning see tuleb paigaldada hoolikalt, et minimeerida külmumis-sulamiskahjustuste ja sette kogunemise ohtu.

3. Linnasoojus

Mis on tuntud kui linna soosaar Mõju on peamiselt põhjustatud betoonist ja asfaldist. Eeldatakse, et 230. aastaks lisandub maailmas 2 miljardit m² (2.5 triljonit ruutjalga) hooneid, mis on samaväärne pindalaga olemasoleva maailma hoonete hulgaga.

ÜRO majandus- ja sotsiaalministeeriumi andmetel elab 68. aastaks 2050% maailma elanikkonnast linnapiirkondades. Lisanduva energiatarbimise ja tekitatud õhusaaste tõttu kujutavad sillutatud pinnad endast tõsist ohtu.

Piirkonnal on palju energiasäästuvõimalusi. Ideaalis peaks kliimaseadmete nõudlus temperatuuri langedes vähenema, säästes energiat.

Siiski on uuringud selle kohta, kuidas peegeldavad kõnniteed ümbritsevaid ehitisi mõjutavad, näidanud, et hoonete peegeldava klaasi puudumisel võib kõnniteelt peegelduv päikesekiirgus tõsta hoone temperatuuri, suurendades vajadust kliimaseadmete järele.

Lisaks võib kohalikke temperatuure ja õhukvaliteeti mõjutada soojusülekanne linnade katvatelt kõnniteedelt. Päikeseenergiat vähem neelavate materjalide, näiteks kõrge albeedoga kõnniteede kasutamine võib piirata soojuse voogu linnakeskkonda ja reguleerida UHIE-d. Kuumad pinnad soojendavad linnaõhku konvektsiooni teel.

Praegu kasutusel olevate teekattematerjalide puhul jäävad albedod vahemikku umbes 0.05 kuni ligikaudu 0.35. Kõrge algalbeedoga teekattematerjalid kipuvad tüüpilise eluea jooksul peegeldusvõimet kaotama, samas kui madala algalbeedoga materjalid võivad peegeldust suurendada.

Täiendavad tegurid, mida tuleb arvesse võtta, on termilise mugavuse mõju ja vajadus täiendavate leevendusmeetmete järele, mis ei ohusta jalakäijate tervist ja ohutust, eriti kuumalainete ajal. Vahemere õuemugavuse indeksit (MOCI) arvutatakse samal ajal kui

Inimesed puutuvad kokku ilmastikutingimuste ja termilise mugavusega, seega tuleks otsuste tegemisel siiski arvesse võtta üldist linnaplaneerimist. Õigesti kombineerituna teiste tehnoloogiate ja võtetega, nagu taimestik, peegeldavad materjalid jne, võib kõrge albeedoga materjalide kasutamine linnakeskkonnas avaldada kasulikku mõju.

4. Betoonitolm

Maavärinate ja muude loodusõnnetuste ajal, aga ka hoonete hävimise ajal, paiskub atmosfääri sageli palju betoonitolmu. Pärast suurt Hanshini maavärinat tehti kindlaks, et tõsise õhusaaste peamine põhjus oli betoonitolm.

5. Radioaktiivne ja toksiline reostus

Mõnede betoonis sisalduvate ühendite, sealhulgas nii soovitud kui ka soovimatute lisandite, sisaldus võib põhjustada terviseprobleeme. Sõltuvalt kasutatud tooraine allikast võib betoonkonstruktsioonides leida erineva kontsentratsiooniga looduslikult esinevaid radioaktiivseid elemente (K, U, Th ja Rn).

Näiteks mõned kivid eraldavad looduslikult radooni ja vanade kaevanduste jäätmed sisaldasid varem palju uraani. Teine võimalus on mürgiste ühendite tahtmatu kasutamine tuumaõnnetuse tagajärjel tekkinud saastumise tagajärjel. Sõltuvalt sellest, mida betoon enne lammutamist või pragunemist sisaldas, võib prahist või pragunenud betoonist pärinev tolm kujutada endast suurt terviseriski.

Siiski ei ole mürgiste ainete betooni sisse lisamine tingimata riskantne ja võib isegi olla kasulik. Mõnel juhul muudab teatud ühendite, sealhulgas metallide, lisamine tsemendile hüdratsiooniprotsessi ajal need ohutuks ja takistab nende keskkonda sattumist.

6. Lämmastikoksiid (NO_x)

Lämmastikoksiidil (NOx) on inimeste tervisele ja keskkonnale mitmeid negatiivseid mõjusid, sealhulgas maapinnalähedane osoon, happevihmad, globaalne soojenemine, vee kvaliteedi halvenemine ja nägemishäired. Lapsed ja kopsuprobleemidega, näiteks astmaga inimesed, kuuluvad mõjutatud rühmade hulka ning kokkupuude nende seisunditega võib kahjustada kopsukude inimestel, kes töötavad või treenivad õues.

7. Vääveldioksiid (SO₂)

Kõrge vääveldioksiidi (SO2) tase võib hingamist halvendada ja süvendada juba olemasolevaid hingamisteede ja südame-veresoonkonna haigusi. Tundlike elanikkonnarühmade hulka kuuluvad astmaatikud, bronhiidi või emfüseemiga inimesed, lapsed ja eakad. Happevihmade ehk happelise sadestumise peamine põhjus on SO2.

8. Vingugaas (CO)

Vähendades keha organitesse ja kudedesse tarnitava hapniku hulka, süsinikmonooksiid (CO) võib avaldada kahjulikku mõju tervisele. Samuti võib see negatiivset mõju avaldada südame-veresoonkonnale ja närvisüsteemile. Smog ehk maapinnalähedane osoon, mis võib põhjustada hingamisprobleeme, tekib osaliselt CO-st.

9. Kütused ja toorained

Sõltuvalt sisenditest ja protsessist kasutab tsemenditehas tonni klinkri tootmiseks 3–6 GJ kütust. Enamikus tsemendiahjudes kasutatakse tänapäeval peamiselt kivisütt, naftakoksi ning vähemal määral maagaasi ja kütteõli.

Kui need vastavad rangetele kriteeriumidele, saab teatud taaskasutatava kütteväärtusega jäätmeid ja kõrvalsaadusi kasutada tsemendiahjudes kütusena, et asendada mõningaid traditsioonilisi fossiilkütuseid, näiteks kivisütt.

Selliste toorainete nagu savi, põlevkivi ja lubjakivi kohtades saab ahjus toorainena kasutada teatud jäätmeid ja kõrvalsaadusi, mis sisaldavad kasulikke mineraale nagu kaltsium, ränidioksiid, alumiiniumoksiid ja raud.

Alternatiivkütuste ja tooraine vaheline piir ei ole alati selge, sest teatud materjalidel on nii väärtuslik mineraalide sisaldus kui ka taaskasutatav kütteväärtus.

Näiteks reoveesetete põletamisel tekivad tuhka sisaldavad mineraalid, mis on klinkri maatriksis kasulikud vaatamata madalale, kuid olulisele kütteväärtusele.

Tsemenditootmise keskkonnamõjud – KKK

Järeldus

Sellest artiklist nähtu põhjal oleme teada saanud, et kuigi tsemendi tootmine on ühiskonna arengu edendamiseks vajalik koostisosa, on see meie keskkonnale kahjulik. See nõuab olulist edasiminekut tsemendilt teiste säästvate ja keskkonnasõbralike ehitusalternatiivide poole.

Soovitused

• 10 parimat loodusvara Bhutanis
  .
• 11 Maareostuse mõju inimeste tervisele
  .
• 8 Maareostusest põhjustatud haigused
  .
• 10 Mullareostuse mõju taimedele
  .
• Alumiiniumi 5 parimat keskkonnamõju
  .
• 11 Nafta kaevandamise keskkonnamõjud