9 ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการผลิตปูนซีเมนต์

ในทุกขั้นตอนของกระบวนการผลิตปูนซีเมนต์มี ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม. ซึ่งรวมถึงเหมืองหินปูนซึ่งมองเห็นได้จากระยะไกลและอาจเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมในท้องถิ่นอย่างถาวร สารมลพิษในอากาศ ในรูปของฝุ่นและก๊าซ เสียงและการสั่นสะเทือนเมื่อใช้งานเครื่องจักร และการระเบิดในเหมืองหิน

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการผลิตปูนซีเมนต์

ระหว่าง 4 ถึง 8% ของการปล่อย CO2 ทั้งหมดของโลกมาจากคอนกรีตซึ่งมีผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมที่ซับซ้อนซึ่งได้รับอิทธิพลจากการผลิต การใช้งาน และผลกระทบโดยตรงต่อโครงสร้างพื้นฐานและอาคาร ซีเมนต์ซึ่งมีผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมและสังคมในตัวเอง นอกเหนือจากที่มีอิทธิพลอย่างมากต่อคอนกรีตแล้ว เป็นองค์ประกอบที่สำคัญ

1. การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

ด้วยปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มนุษย์ผลิตขึ้นถึง 5% เกิดขึ้นในธุรกิจซีเมนต์ 2% มาจากปฏิกิริยาเคมี และ 50% จากการเผาไหม้เชื้อเพลิง จึงเป็นหนึ่งในสองผู้ผลิตก๊าซรายใหญ่ที่สุดของโลกที่นำไปสู่ อากาศเปลี่ยนแปลง.

ผลผลิต CO2 โดยประมาณสำหรับการผลิตคอนกรีตโครงสร้าง (ที่มีซีเมนต์ประมาณ 14%) คือ 410 กก./ลบ.ม. (หรือประมาณ 3 กก./ตันที่ความหนาแน่น 180 ก./ตร.ซม.) ผลผลิตนี้จะลดลงเหลือ 2.3 กก./ลบ.ม. เมื่อใช้เถ้าลอย 3% แทนซีเมนต์

สำหรับซีเมนต์ทุกๆ ตันที่ผลิตได้ CO900 2 กก. จะถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งคิดเป็น 88% ของการปล่อยที่เกี่ยวข้องกับส่วนผสมคอนกรีตโดยเฉลี่ย การปล่อย CO2 จากการผลิตคอนกรีตเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณซีเมนต์ที่ใช้ในส่วนผสมคอนกรีต 

เมื่อแคลเซียมคาร์บอเนตถูกทำลายด้วยความร้อน ทำให้เกิดปูนขาวและคาร์บอนไดออกไซด์ การผลิตซีเมนต์จะส่งผลให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก การใช้พลังงานในระหว่างการผลิตซีเมนต์ก็มีส่วนทำให้เกิดปัญหานี้เช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อ พลังงานจากถ่านหิน ถูกเผา

ข้อเท็จจริงที่ว่าคอนกรีตมีพลังงานที่หลอมรวมต่ำมากต่อหน่วยมวลเป็นแง่มุมหนึ่งของวงจรชีวิตคอนกรีตที่สมควรได้รับความสนใจ ส่วนใหญ่เป็นเพราะความพร้อมใช้งานและการเข้าถึงบ่อยครั้งของส่วนประกอบที่ใช้ในการผลิตคอนกรีต เช่น น้ำ ปอซโซลาน และมวลรวม ในทรัพยากรในท้องถิ่น

ดังนั้น การผลิตซีเมนต์จึงใช้พลังงานรวม 70% ในคอนกรีต ในขณะที่การขนส่งใช้เพียง 7%

คอนกรีตมีพลังงานก่อตัวต่อหน่วยมวลต่ำกว่าวัสดุก่อสร้างอื่นๆ ส่วนใหญ่ ยกเว้นไม้ โดยมีพลังงานก่อรูปรวมอยู่ที่ 1.69 GJ/ตัน เนื่องจากโครงสร้างคอนกรีตมีมวลมหาศาล การเปรียบเทียบนี้จึงใช้ไม่ได้กับการตัดสินใจในทันที

เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้ว่าค่าประมาณนี้ขึ้นอยู่กับสัดส่วนส่วนผสมคอนกรีตที่มีเถ้าลอยไม่เกิน 20% ตามการประมาณการ การแทนที่ซีเมนต์หนึ่งเปอร์เซ็นต์ด้วยเถ้าลอยส่งผลให้การใช้พลังงานลดลง 0.7% ซึ่งจะส่งผลให้เกิดการประหยัดพลังงานได้มากเนื่องจากส่วนผสมที่เสนอบางอย่างมีเถ้าลอยมากถึง 80%

ตาม รายงานของ Boston Consulting Group ในปี 2022การลงทุนในการสร้างปูนซีเมนต์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นส่งผลให้มากขึ้น ก๊าซเรือนกระจก ประหยัดกว่าการลงทุนด้านไฟฟ้าและการบิน

2. การไหลบ่าของพื้นผิว

น้ำท่วมและการพังทลายของดินอย่างรุนแรงอาจเป็นผลมาจากการไหลบ่าของผิวดิน ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อน้ำไหลออกจากพื้นผิวที่ไม่สามารถซึมผ่านได้ เช่น คอนกรีตที่ไม่มีรูพรุน น้ำมันเบนซิน น้ำมันเครื่อง โลหะหนัก ของเสีย และมลพิษอื่นๆ มักจะจบลงด้วยการไหลบ่าออกจากทางเท้า ถนน และลานจอดรถในเมือง

หากไม่มีการลดทอน พื้นที่ปกคลุมที่ซึมผ่านไม่ได้ของพื้นที่มหานครทั่วไปจะช่วยลดการซึมผ่านของน้ำใต้ดิน และส่งผลให้น้ำไหลบ่ามากเป็นห้าเท่าของพื้นที่ป่าทั่วไปที่มีขนาดเท่ากัน

โครงการปูพื้นล่าสุดหลายโครงการได้เริ่มใช้คอนกรีตที่ร่วนซุย ซึ่งมีการจัดการน้ำฝนโดยอัตโนมัติในระดับหนึ่ง ในความพยายามที่จะถ่วงดุลผลเสียที่ตามมาของคอนกรีตที่ไม่ผ่านการซึมผ่าน

คอนกรีตถูกวางอย่างระมัดระวังด้วยสัดส่วนมวลรวมที่คำนวณอย่างรอบคอบเพื่อผลิตคอนกรีตที่ร่วนซุย ซึ่งทำให้น้ำที่ไหลบ่าซึมผ่านพื้นผิวและกลับสู่น้ำใต้ดิน

สิ่งนี้อำนวยความสะดวกทั้งน้ำท่วมและน้ำใต้ดิน คอนกรีตที่ร่วนซุยและพื้นที่ผิวเรียบอื่นๆ สามารถทำหน้าที่เป็นเครื่องกรองน้ำอัตโนมัติได้โดยการปิดกั้นทางเดินของมลพิษที่เป็นอันตราย เช่น น้ำมันและสารเคมีอื่นๆ หากสร้างและเคลือบอย่างเหมาะสม

น่าเศร้าที่ยังมีข้อเสียในการใช้คอนกรีตที่ร่วนซุยในวงกว้าง ความแข็งแรงที่ต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับคอนกรีตทั่วไปจำกัดการใช้งานในพื้นที่รับน้ำหนักต่ำ และจำเป็นต้องติดตั้งอย่างระมัดระวังเพื่อลดความไวต่อความเสียหายจากการละลายน้ำแข็งและการก่อตัวของตะกอน

3. ความร้อนในเมือง

สิ่งที่เรียกว่า ปรากฏการณ์เกาะความร้อน ผลกระทบส่วนใหญ่เกิดจากคอนกรีตและแอสฟัลต์ โลกคาดว่าจะเพิ่มอาคาร 230 พันล้าน m2 (2.5 ล้านล้าน ft2) ภายในปี 2060 ซึ่งเป็นพื้นที่เทียบเท่ากับสต็อกอาคารที่มีอยู่ทั่วโลก

จากข้อมูลของกรมเศรษฐกิจและสังคมแห่งสหประชาชาติ 68% ของประชากรโลกคาดว่าจะอาศัยอยู่ในเขตเมืองภายในปี 2050 ผลจากพลังงานที่เพิ่มขึ้นที่พวกเขาใช้และมลพิษทางอากาศที่ผลิตขึ้น พื้นผิวที่ปูเป็นภัยคุกคามร้ายแรง .

ภูมิภาคนี้มีโอกาสมากมายในการประหยัดพลังงาน ความต้องการเครื่องปรับอากาศควรลดลงตามอุณหภูมิที่ลดลง ซึ่งเป็นการประหยัดพลังงาน

อย่างไรก็ตาม การศึกษาเกี่ยวกับผลกระทบของทางเท้าที่สะท้อนกับโครงสร้างโดยรอบได้บ่งชี้ว่าการไม่มีกระจกสะท้อนแสงบนอาคาร การแผ่รังสีแสงอาทิตย์ที่สะท้อนออกจากทางเท้าอาจทำให้อุณหภูมิอาคารสูงขึ้น ทำให้ความต้องการเครื่องปรับอากาศเพิ่มขึ้น

นอกจากนี้ อุณหภูมิและคุณภาพอากาศในท้องถิ่นอาจได้รับผลกระทบจากการถ่ายเทความร้อนจากทางเท้าซึ่งครอบคลุมเมืองต่างๆ การใช้วัสดุที่ดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์น้อยลง เช่น ทางเท้าที่มีอัลเบโดสูง สามารถจำกัดการไหลของความร้อนเข้าสู่สภาพแวดล้อมในเมืองและควบคุม UHIE พื้นผิวที่ร้อนทำให้อากาศในเมืองอุ่นขึ้นผ่านการพาความร้อน

สำหรับพื้นผิวที่ทำจากวัสดุปูผิวทางที่ใช้งานอยู่ อัลเบดอสมีค่าตั้งแต่ประมาณ 0.05 ถึงประมาณ 0.35 วัสดุทางเท้าที่มีอัลเบโดเริ่มต้นสูงมักจะสูญเสียการสะท้อนแสงตลอดอายุการใช้งานทั่วไป ในขณะที่วัสดุที่มีอัลเบโดเริ่มต้นต่ำอาจได้รับการสะท้อนแสง

ผลกระทบจากความสบายในการระบายความร้อนและความจำเป็นสำหรับมาตรการลดผลกระทบเพิ่มเติมที่ไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพและความปลอดภัยของคนเดินถนน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงคลื่นความร้อน เป็นปัจจัยเพิ่มเติมที่ต้องพิจารณา “ดัชนีความสบายกลางแจ้งสไตล์เมดิเตอร์เรเนียน” (MOCI) คำนวณในขณะที่

ผู้คนต้องเผชิญกับสภาพอากาศและสภาพอากาศที่สบาย ดังนั้นการออกแบบเมืองโดยรวมควรถูกนำมาพิจารณาด้วยเมื่อทำการตัดสิน เมื่อผสมผสานอย่างเหมาะสมกับเทคโนโลยีและเทคนิคอื่นๆ เช่น พืชพรรณ วัสดุสะท้อนแสง ฯลฯ การใช้วัสดุอัลเบโดสูงในสภาพแวดล้อมในเมืองอาจมีประโยชน์

4. ฝุ่นคอนกรีต

ในช่วงที่เกิดแผ่นดินไหวและภัยพิบัติทางธรรมชาติอื่นๆ รวมถึงในระหว่างการทำลายอาคาร ฝุ่นคอนกรีตจำนวนมากจะถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศบ่อยครั้ง หลังจากเกิดแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ที่ Hanshin มีการระบุแล้วว่าสาเหตุหลักของมลพิษทางอากาศที่รุนแรงคือฝุ่นจากคอนกรีต

5. มลพิษกัมมันตภาพรังสีและพิษ

ปัญหาสุขภาพอาจเกิดจากการรวมตัวของสารประกอบบางอย่างในคอนกรีต รวมทั้งสารเติมแต่งทั้งที่ต้องการและไม่พึงปรารถนา ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาของวัตถุดิบที่ใช้ ความเข้มข้นที่แตกต่างกันของธาตุกัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ (K, U, Th และ Rn) อาจพบได้ในโครงสร้างคอนกรีต

ตัวอย่างเช่น หินบางก้อนปล่อยเรดอนโดยธรรมชาติ และของเสียจากเหมืองเก่าเคยมียูเรเนียมจำนวนมาก การใช้สารพิษโดยไม่ได้ตั้งใจอันเป็นผลจากการปนเปื้อนจากอุบัติเหตุทางนิวเคลียร์ก็เป็นไปได้อีกทางหนึ่ง ขึ้นอยู่กับสิ่งที่รวมอยู่ในคอนกรีตก่อนการรื้อถอนหรือการแตกร้าว ฝุ่นจากเศษหรือคอนกรีตที่แตกหักอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพที่สำคัญ

อย่างไรก็ตาม ไม่จำเป็นต้องเสี่ยงและอาจเป็นประโยชน์ด้วยซ้ำที่จะฝังสารพิษไว้ในคอนกรีต ในบางกรณี การเติมสารประกอบบางอย่าง รวมทั้งโลหะ ลงในซีเมนต์ในระหว่างกระบวนการไฮเดรชั่นจะทำให้พวกมันไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ในสภาพที่ปลอดภัยและยับยั้งการปลดปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม

6. ไนโตรเจนออกไซด์ (NO_x)

ไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) มีผลเสียหลายประการต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม รวมถึงโอโซนในระดับพื้นดิน ฝนกรด ภาวะโลกร้อน คุณภาพน้ำที่แย่ลง และความบกพร่องทางสายตา เด็กและผู้ที่มีปัญหาเกี่ยวกับปอด เช่น โรคหอบหืด เป็นกลุ่มที่ได้รับผลกระทบ และการสัมผัสกับสภาวะเหล่านี้อาจเป็นอันตรายต่อเนื้อเยื่อปอดในผู้ที่ทำงานหรือออกกำลังกายกลางแจ้ง

7. ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO₂)

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) ในปริมาณสูงอาจทำให้การหายใจบกพร่องและทำให้ระบบทางเดินหายใจและระบบหัวใจและหลอดเลือดแย่ลงกว่าเดิม โรคหอบหืด ผู้ที่เป็นโรคหลอดลมอักเสบหรือถุงลมโป่งพอง เด็ก และผู้สูงอายุเป็นกลุ่มประชากรที่อ่อนไหวง่าย สาเหตุหลักของการเกิดฝนกรดหรือการสะสมตัวของกรดคือ SO2

8. คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO)

โดยการลดปริมาณออกซิเจนที่ส่งไปยังอวัยวะและเนื้อเยื่อของร่างกาย คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) อาจส่งผลเสียต่อสุขภาพได้ นอกจากนี้ยังสามารถส่งผลเสียต่อระบบหัวใจและหลอดเลือดและระบบประสาท หมอกควันหรือโอโซนระดับพื้นดิน ซึ่งอาจนำไปสู่ปัญหาระบบทางเดินหายใจ เกิดจาก CO ส่วนหนึ่ง

9. เชื้อเพลิงและวัตถุดิบ

ขึ้นอยู่กับปัจจัยการผลิตและขั้นตอน โรงสีซีเมนต์ใช้เชื้อเพลิง 3-6GJ เพื่อผลิตปูนเม็ดหนึ่งตัน เชื้อเพลิงหลักที่ใช้โดยเตาเผาซีเมนต์ส่วนใหญ่ในปัจจุบัน ได้แก่ ถ่านหิน ปิโตรเลียมโค้ก และก๊าซธรรมชาติและน้ำมันเตาในระดับที่น้อยกว่า

หากเป็นไปตามเกณฑ์ที่เข้มงวด ของเสียและผลพลอยได้บางอย่างที่มีค่าความร้อนที่กู้คืนได้จะสามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในเตาเผาซีเมนต์เพื่อทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลแบบดั้งเดิม เช่น ถ่านหิน

ในสถานที่ของวัตถุดิบ เช่น ดินเหนียว หินดินดาน และหินปูน ของเสียและผลพลอยได้บางชนิดที่มีแร่ธาตุที่เป็นประโยชน์ เช่น แคลเซียม ซิลิกา อลูมินา และเหล็กสามารถใช้เป็นวัตถุดิบในเตาเผาได้

เส้นแบ่งระหว่างเชื้อเพลิงทางเลือกและวัตถุดิบไม่ชัดเจนเสมอไป เนื่องจากวัสดุบางชนิดมีทั้งแร่ธาตุที่มีค่าและค่าความร้อนที่กู้คืนได้

ตัวอย่างเช่น กากตะกอนน้ำเสียเผาไหม้เพื่อผลิตแร่ธาตุที่มีเถ้าซึ่งเป็นประโยชน์ในเมทริกซ์ของปูนเม็ดแม้ว่าจะมีค่าความร้อนต่ำแต่มีนัยสำคัญ

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการผลิตปูนซีเมนต์ – คำถามที่พบบ่อย

สรุป

จากสิ่งที่เราได้เห็นในบทความนี้ เราทราบแล้วว่าแม้การผลิตปูนซีเมนต์จะเป็นส่วนประกอบที่จำเป็นในการขับเคลื่อนการพัฒนาสังคม แต่ก็เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม สิ่งนี้เรียกร้องให้มีความก้าวหน้าครั้งใหญ่ในการเปลี่ยนจากซีเมนต์ไปสู่ทางเลือกอื่นๆ ที่ยั่งยืนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมแทนการก่อสร้างอาคาร

แนะนำ

• 10 สุดยอดทรัพยากรธรรมชาติในภูฏาน
  .
• 11 ผลกระทบของมลพิษทางบกต่อสุขภาพของมนุษย์
  .
• 8 โรคที่เกิดจากมลภาวะทางดิน
  .
• 10 ผลกระทบของมลพิษในดินต่อพืช
  .
• ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม 5 อันดับแรกของอะลูมิเนียม
  .
• 11 ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการสกัดน้ำมัน