Vid varje steg i processen har cementtillverkning en påverkan på miljön. Dessa inkluderar kalkstensbrott, som är synliga på långt avstånd och permanent kan förändra den lokala miljön, utsläpp av luftburna föroreningar i form av damm och gaser; buller och vibrationer när man använder maskiner; och sprängning i stenbrott.
Innehållsförteckning
Miljöpåverkan av cementproduktion
Mellan 4 och 8 % av världens totala CO2-utsläpp kommer från betong, som har en komplicerad miljöpåverkan som påverkas av dess tillverkning, tillämpningar och direkta effekter på infrastruktur och byggnader. Cement, som har sina egna miljömässiga och sociala effekter utöver att väsentligt påverka betongens, är en betydande komponent.
1. Utsläpp av koldioxid och klimatförändringar
Med upp till 5 % av alla CO2-utsläpp som produceras av människor som sker i cementbranschen, varav 50 % kommer från kemiska reaktioner och 40 % från bränsleförbränning, är det en av de två största producenterna av gas i världen som leder till klimatförändringar.
Den uppskattade CO2-produktionen för produktion av konstruktionsbetong (med cirka 14 % cement) är 410 kg/m3 (eller cirka 180 kg/ton vid en densitet av 2.3 g/cm3); denna effekt minskas till 290 kg/m3 när 30 % flygaska används i stället för cement.
För varje producerat ton cement släpps 900 kg CO2 ut i atmosfären, vilket utgör 88 % av utsläppen relaterade till en genomsnittlig betongblandning. CO2-emissionen från tillverkning av betong är direkt proportionell mot cementhalten som används i betongblandningen.
När kalciumkarbonat förstörs termiskt och producerar kalk och koldioxid leder produktionen av cement till utsläpp av växthusgaser. Energianvändning vid cementproduktion bidrar också till detta problem, särskilt när fossila bränslen bränns.
Det faktum att betong har en mycket låg energi per massenhet är en aspekt av betongens livscykel som förtjänar uppmärksamhet. Detta beror främst på tillgängligheten och den frekventa tillgängligheten för de komponenter som används i betongproduktion, såsom vatten, puzzolaner och ballast, i lokala resurser.
Följaktligen använder cementtillverkning 70 % av den inbyggda energin i betong, medan transport endast använder 7 %.
Betong har en lägre inkroppsenergi per massenhet än de flesta andra byggmaterial, förutom trä, med en total inkroppsenergi på 1.69 GJ/ton. På grund av den enorma massan av betongkonstruktioner är denna jämförelse inte alltid omedelbart tillämplig på beslutsfattande.
Det är viktigt att komma ihåg att denna uppskattning är baserad på betongblandningsproportioner med högst 20 % flygaska. Enligt uppskattningar resulterar ersättning av en procent cement med flygaska i en 0.7 % minskning av energianvändningen. Detta skulle resultera i betydande energibesparingar eftersom vissa föreslagna blandningar innehåller så mycket som 80 % flygaska.
Enligt en Boston Consulting Group rapport från 2022, investeringar i att skapa mer miljövänlig cement resulterar i större växthusgas besparingar än investeringar i el och flyg.
2. Ytavrinning
Översvämningar och allvarlig jorderosion kan bli resultatet av ytavrinning, som uppstår när vatten rinner från ogenomträngliga ytor som icke-porös betong. Bensin, motorolja, tungmetaller, avfall och andra föroreningar hamnar ofta i stadsavrinning från trottoarer, vägar och parkeringsplatser.
Utan dämpning minskar ett typiskt storstadsområdes ogenomträngliga täckning grundvattensläckningen och resulterar i fem gånger så mycket avrinning som en typisk skog av samma storlek.
Många nya beläggningsprojekt har börjat använda genomtränglig betong, som erbjuder en viss nivå av automatisk dagvattenhantering, i ett försök att motverka de skadliga konsekvenserna av ogenomtränglig betong.
Betong läggs noggrant med noggrant beräknade ballastproportioner för att producera genomtränglig betong, som tillåter ytavrinning att sippra igenom och återgå till grundvattnet.
Både översvämningar och grundvattenpåfyllning underlättas av detta. Genomtränglig betong och andra diskreta ytor kan fungera som ett automatiskt vattenfilter genom att blockera passagen av vissa farliga föroreningar som oljor och andra kemikalier om de är lämpligt byggda och belagda.
Tyvärr finns det fortfarande nackdelar med att använda genomtränglig betong i bred skala. Dess lägre hållfasthet jämfört med konventionell betong begränsar användningen till områden med låg belastning, och den måste installeras noggrant för att minimera känsligheten för frys-tina skador och slamuppbyggnad.
3. Urban Heat
Det som kallas urban heat island Effekten orsakas främst av betong och asfalt. Världen förväntas lägga till 230 miljarder m2 (2.5 biljoner fot2) byggnader till 2060, vilket är en yta som motsvarar det befintliga globala byggnadsbeståndet.
Enligt FN:s departement för ekonomi och sociala frågor förväntas 68 % av världens befolkning bo i stadsområden år 2050. Som ett resultat av den extra energi de använder och de luftföroreningar de producerar utgör asfalterade ytor ett allvarligt hot .
En region har många möjligheter till energibesparingar. Efterfrågan på luftkonditionering bör helst minska när temperaturen sjunker, vilket sparar energi.
Studier av hur reflekterande beläggningar påverkar omgivande strukturer har dock visat att frånvarande reflekterande glas på byggnaderna kan solstrålning som reflekteras från beläggningen höja byggnadens temperatur, vilket ökar behovet av luftkonditionering.
Dessutom kan lokala temperaturer och luftkvalitet påverkas av värmeöverföring från trottoarer som täcker städer. Att använda material som absorberar mindre solenergi, såsom trottoarer med hög albedo, kan begränsa värmeflödet till stadsmiljön och reglera UHIE. Heta ytor värmer stadsluften genom konvektion.
För ytor gjorda av beläggningsmaterial som nu används, varierar albedos från cirka 0.05 till cirka 0.35. Trottoarmaterial med hög begynnelsealbedo tenderar att förlora reflektivitet under loppet av en typisk livstjänst, medan de med låg initial albedo kan få reflektion.
Termisk komforteffekt och nödvändigheten av ytterligare begränsningsåtgärder som inte äventyrar fotgängares hälsa och säkerhet, särskilt under värmeböljor, är ytterligare faktorer att ta hänsyn till. "Mediterranean Outdoor Comfort Index" (MOCI) beräknas medan
Människor utsätts för väder och termiska komfortförhållanden, därför bör övergripande stadsdesign fortfarande beaktas när man gör bedömningar. När de kombineras på rätt sätt med andra tekniker och tekniker som vegetation, reflekterande material etc., kan användningen av högalbedomaterial i urbana miljöer ha positiva effekter.
4. Betongdamm
Under jordbävningar och andra naturkatastrofer, såväl som vid förstörelse av byggnader, släpps ofta mycket betongdamm ut i atmosfären. Efter jordbävningen i Hanshin fastställdes det att den främsta orsaken till allvarliga luftföroreningar var betongdamm.
5. Radioaktiva och giftiga föroreningar
Hälsoproblem kan uppstå från införandet av vissa föreningar i betong, inklusive både önskade och oönskade tillsatser. Beroende på källan till de använda råvarorna kan olika koncentrationer av naturligt förekommande radioaktiva ämnen (K, U, Th och Rn) finnas i betongkonstruktioner.
Till exempel avger vissa stenar naturligt radon, och avfallet från gamla gruvor innehöll förr mycket uran. Oavsiktlig användning av giftiga föreningar till följd av kontaminering från en kärnkraftsolycka är en annan möjlighet. Beroende på vad som hade ingått i betongen före rivning eller sprickbildning kan damm från skräp eller sprucken betong utgöra stora hälsorisker.
Det är dock inte nödvändigtvis riskabelt och kan till och med vara fördelaktigt att bädda in giftiga ämnen i betong. I vissa fall, tillsats av vissa föreningar, inklusive metaller, till cement under hydratiseringsprocessen immobiliserar dem i ett säkert tillstånd och hämmar deras utsläpp i miljön.
6. Kväveoxid (NOx)
Kväveoxid (NOx) har ett antal negativa effekter på människors hälsa och miljön, inklusive marknära ozon, surt regn, global uppvärmning, försämrad vattenkvalitet och synnedsättning. Barn och personer med lungproblem som astma hör till de drabbade grupperna, och exponering för dessa tillstånd kan skada lungvävnaden hos personer som arbetar eller tränar utomhus.
7. Svaveldioxid (SO2)
Höga nivåer av svaveldioxid (SO2) kan försämra andningen och förvärra andnings- och kardiovaskulära tillstånd som redan finns. Astmatiker, personer med bronkit eller emfysem, barn och äldre är bland känsliga populationer. Den främsta orsaken till surt regn, eller surt nedfall, är SO2.
8. Kolmonoxid (CO)
Genom att minska mängden syre som levereras till kroppens organ och vävnader, kolmonoxid (CO) kan ha en skadlig inverkan på ens hälsa. Det kan också ha negativa effekter på det kardiovaskulära och nervsystemet. Smog, eller marknära ozon, som kan leda till andningsproblem, skapas delvis av CO.
9. Bränsle och råvaror
Beroende på insatserna och tillvägagångssättet använder ett cementbruk 3-6GJ bränsle för att tillverka ett ton klinker. De primära bränslena som används av de flesta cementugnar idag är kol, petroleumkoks och, i mindre utsträckning, naturgas och eldningsolja.
Om de uppfyller rigorösa kriterier kan visst avfall och biprodukter med återvinningsbart värmevärde användas som bränslen i cementugnar för att ersätta några av de traditionella fossila bränslena, såsom kol.
På platser med råvaror som lera, skiffer och kalksten kan visst avfall och biprodukter som innehåller nyttiga mineraler som kalcium, kiseldioxid, aluminiumoxid och järn användas som råmaterial i ugnen.
Gränsen mellan alternativa bränslen och råvaror är inte alltid tydlig eftersom vissa material har både värdefullt mineralinnehåll och utvinningsbart värmevärde.
Till exempel brinner avloppsslam för att producera askhaltiga mineraler som är fördelaktiga i klinkermatrisen trots att de har ett lågt men betydande värmevärde.
Miljöpåverkan av cementproduktion – Vanliga frågor
Vilka föroreningar orsakar cementindustrin?
Cementindustrin orsakar främst luftföroreningar.
Hur mycket CO2 produceras av cementproduktion?
Mängden CO2 som produceras av cementproduktion är cirka 0.9 pund för varje pund cement.
Hur orsakar cementproduktion klimatförändringar?
Det är så cementproduktion orsakar klimatförändringar. När kalciumkarbonat förstörs termiskt och producerar kalk och koldioxid resulterar produktionen av cement i utsläpp av växthusgaser som i sin tur orsakar klimatförändringar.
Vilka är miljöpåverkan av betong?
Betong som kommer från cementproduktion är en av de största generarna av koldioxid, en potent växthusgas. Matjorden, som är jordens bördigaste lager, påverkas negativt av betong. Hårda ytor av betong bidrar till ytavrinning, vilket kan leda till jorderosion, vattenföroreningar och översvämningar.
Slutsats
Av det vi har sett i den här artikeln har vi vetat att även om cementproduktion är en nödvändig ingrediens för att driva samhällsutvecklingen, är de skadliga för vår miljö. Detta kräver stora framsteg bort från cement till andra hållbara och miljövänliga alternativ till byggnadskonstruktion.
Rekommendationer
- Topp 10 naturresurser i Bhutan
. - 11 Effekter av markföroreningar på människors hälsa
. - 8 Sjukdomar orsakade av markföroreningar
. - 10 Effekter av markföroreningar på växter
. - Topp 5 miljöpåverkan av aluminium
. - 11 Miljöpåverkan av oljeutvinning
En passionsdriven miljöpartist utantill. Lead content writer på EnvironmentGo.
Jag strävar efter att utbilda allmänheten om miljön och dess problem.
Det har alltid handlat om naturen, vi borde skydda inte förstöra.