9 Environmentální dopady výroby cementu

Výroba cementu má v každém kroku procesu dopad na životní prostředí. Patří sem vápencové lomy, které jsou viditelné z velké vzdálenosti a mohou trvale změnit místní životní prostředí, emisemi znečišťující látky ve vzduchu ve formě prachu a plynů; hluk a vibrace při obsluze strojů; a odstřely v lomech.

Environmentální dopady výroby cementu

4 až 8 % celkových světových emisí CO2 pochází z betonu, který má komplikovaný dopad na životní prostředí, který je ovlivněn jeho výrobou, aplikacemi a přímými vlivy na infrastrukturu a budovy. Významnou složkou je cement, který má své vlastní environmentální a sociální účinky, kromě podstatného ovlivnění účinků betonu.

1. Emise oxidu uhličitého a změna klimatu

S až 5 % všech emisí CO2 produkovaných lidmi v cementářském průmyslu, z nichž 50 % pochází z chemických reakcí a 40 % ze spalování paliva, je jedním ze dvou největších producentů plynu na světě, který vede k změna klimatu.

Odhadovaná produkce CO2 pro výrobu konstrukčního betonu (s asi 14 % cementu) je 410 kg/m3 (nebo přibližně 180 kg/t při hustotě 2.3 g/cm3); tento výkon se sníží na 290 kg/m3 při použití 30 % popílku místo cementu.

Na každou tunu vyrobeného cementu se do atmosféry uvolní 900 kg CO2, což tvoří 88 % emisí souvisejících s průměrnou betonovou směsí. Emise CO2 z výroby betonu jsou přímo úměrné obsahu cementu použitého v betonové směsi. 

Když je uhličitan vápenatý tepelně zničen za vzniku vápna a oxidu uhličitého, výroba cementu má za následek emise skleníkových plynů. K tomuto problému přispívá i spotřeba energie při výrobě cementu, zvláště když fosilní paliva jsou spáleny.

Skutečnost, že beton má velmi nízkou vtělenou energii na jednotku hmotnosti, je jedním z aspektů životního cyklu betonu, který si zaslouží pozornost. To je většinou způsobeno dostupností a častou dostupností komponent používaných při výrobě betonu, jako je voda, pucolán a kamenivo, v místních zdrojích.

V souladu s tím výroba cementu využívá 70 % energie obsažené v betonu, zatímco doprava využívá pouze 7 %.

Beton má nižší ztělesněnou energii na jednotku hmotnosti než většina ostatních stavebních materiálů, kromě dřeva, s celkovou vtělenou energií 1.69 GJ/tunu. Vzhledem k obrovské mase betonových konstrukcí není toto srovnání vždy okamžitě použitelné pro rozhodování.

Je důležité si uvědomit, že tento odhad je založen na podílech betonové směsi s maximálně 20 % popílku. Podle odhadů má nahrazení jednoho procenta cementu popílkem za následek 0.7% snížení spotřeby energie. To by vedlo k značným úsporám energie, protože některé navrhované směsi obsahují až 80 % popílku.

Podle jednoho Zpráva Boston Consulting Group z roku 2022, investice do vytváření cementu šetrnějšího k životnímu prostředí mají za následek větší skleníkový plyn úspor než investice do elektřiny a letectví.

2. Povrchový odtok

Záplavy a silná eroze půdy mohou být důsledkem povrchového odtoku, ke kterému dochází, když voda stéká z nepropustných povrchů, jako je neporézní beton. Benzín, motorový olej, těžké kovy, odpad a další znečišťující látky často končí v městských odpadech z chodníků, silnic a parkovišť.

Bez útlumu snižuje nepropustný kryt typické metropolitní oblasti prosakování podzemní vody a má za následek pětkrát větší odtok než typický les stejné velikosti.

Mnoho nedávných projektů dláždění začalo používat propustný beton, který nabízí určitou úroveň automatického řízení dešťové vody, ve snaze vyvážit škodlivé důsledky nepropustného betonu.

Beton je pečlivě položen s pečlivě vypočítanými poměry kameniva, aby se vytvořil propustný beton, který umožňuje prosakování povrchového odtoku a návrat do spodní vody.

Usnadňuje se tím zaplavení i doplňování podzemní vody. Propustný beton a další plochy s diskrétním povrchem mohou fungovat jako automatický vodní filtr blokováním průchodu některých nebezpečných znečišťujících látek, jako jsou oleje a jiné chemikálie, pokud jsou vhodně postaveny a opatřeny nátěrem.

Je smutné, že používání propustného betonu v širokém měřítku má stále nevýhody. Jeho nižší pevnost ve srovnání s konvenčním betonem omezuje použití na místa s nízkou zátěží a je třeba jej instalovat opatrně, aby se minimalizovala náchylnost k poškození mrazem a rozmrazováním a usazování bahna.

3. Městské teplo

Co je známé jako městský tepelný ostrov efekt je většinou způsoben betonem a asfaltem. Očekává se, že do roku 230 svět přibude 2 miliard m2.5 (2 bilionu stop2060) budov, což je plocha odpovídající stávajícímu celosvětovému stavebnímu fondu.

Podle ministerstva pro hospodářské a sociální záležitosti OSN bude 68 % světové populace žít do roku 2050 v městských oblastech. V důsledku dodatečné energie, kterou spotřebovávají, a znečištění ovzduší, které produkují, představují dlážděné povrchy vážnou hrozbu .

Region má mnoho příležitostí k úsporám energie. Poptávka po klimatizaci by v ideálním případě měla klesat s poklesem teplot, což šetří energii.

Studie o tom, jak odrazové chodníky ovlivňují okolní konstrukce, však ukázaly, že chybějící reflexní sklo na budovách může sluneční záření odražené od chodníku zvýšit teplotu budovy a zvýšit tak potřebu klimatizace.

Kromě toho mohou být místní teploty a kvalita vzduchu ovlivněny přenosem tepla z chodníků, které pokrývají města. Použití materiálů, které absorbují méně sluneční energie, jako jsou chodníky s vysokým albedem, může omezit tok tepla do městského prostředí a regulovat UHIE. Horké povrchy ohřívají městský vzduch konvekcí.

U povrchů vyrobených z materiálů na vozovku, které se nyní používají, se albedos pohybuje od přibližně 0.05 do zhruba 0.35. Materiály chodníku s vysokým počátečním albedem mají tendenci ztrácet odrazivost v průběhu typické životnosti, zatímco materiály s nízkým počátečním albedem mohou odraz získat.

Vliv tepelné pohody a nutnost dodatečných zmírňujících opatření, která neohrožují zdraví a bezpečnost chodců, zejména během vln veder, jsou dalšími faktory, které je třeba vzít v úvahu. „Index středomořského venkovního komfortu“ (MOCI) se vypočítává

Lidé jsou vystaveni povětrnostním podmínkám a podmínkám tepelné pohody, proto by při rozhodování měl být stále brán v úvahu celkový urbanistický design. Při správné kombinaci s jinými technologiemi a technikami, jako je vegetace, reflexní materiály atd., může mít použití materiálů s vysokým albedem v městském prostředí příznivé účinky.

4. Prach z betonu

Při zemětřesení a jiných přírodních katastrofách, stejně jako při ničení budov, se do atmosféry často uvolňuje velké množství betonového prachu. Po velkém zemětřesení Hanshin bylo zjištěno, že hlavní příčinou silného znečištění ovzduší byl betonový prach.

5. Radioaktivní a toxické znečištění

Zdravotní problémy mohou vyvstat ze zahrnutí některých sloučenin do betonu, včetně požadovaných i nežádoucích přísad. V závislosti na zdroji použitých surovin se v betonových konstrukcích mohou nacházet různé koncentrace přirozeně se vyskytujících radioaktivních prvků (K, U, Th a Rn).

Některé kameny například přirozeně emitují radon a odpad ze starých dolů dříve obsahoval hodně uranu. Další možností je neúmyslné použití toxických sloučenin v důsledku kontaminace z jaderné havárie. V závislosti na tom, co bylo obsaženo v betonu před demolicí nebo praskáním, může prach z úlomků nebo prasklého betonu představovat velká zdravotní rizika.

Není to však nutně riskantní a mohlo by být dokonce výhodné zalévat toxické látky do betonu. V některých případech přidání určitých sloučenin, včetně kovů, do cementu během hydratačního procesu je znehybní v bezpečném stavu a zabrání jejich uvolňování do životního prostředí.

6. Oxid dusnatý (NO_x)

Oxid dusíku (NOx) má řadu negativních účinků na lidské zdraví a životní prostředí, včetně přízemního ozonu, kyselých dešťů, globálního oteplování, zhoršující se kvality vody a zhoršení zraku. Děti a osoby s plicními problémy, jako je astma, patří mezi postižené skupiny a vystavení těmto stavům může poškodit plicní tkáň u lidí, kteří pracují nebo cvičí venku.

7. Oxid siřičitý (SO₂)

Vysoké hladiny oxidu siřičitého (SO2) mohou zhoršit dýchání a zhoršit respirační a kardiovaskulární stavy, které již existují. Mezi citlivou populaci patří astmatici, lidé s bronchitidou nebo rozedmou plic, děti a senioři. Hlavní příčinou kyselých dešťů neboli kyselých depozic je SO2.

8. Oxid uhelnatý (CO)

Snížením množství kyslíku dodávaného do tělesných orgánů a tkání, oxid uhelnatý (CO) může mít škodlivý dopad na zdraví člověka. Může mít také negativní účinky na kardiovaskulární a nervový systém. Smog neboli přízemní ozón, který může vést k respiračním problémům, je částečně vytvářen CO.

9. Paliva a suroviny

V závislosti na vstupech a postupu spotřebuje cementárna na výrobu jedné tuny slínku 3–6 GJ paliva. Primárními palivy, které dnes používá většina cementářských pecí, jsou uhlí, ropný koks a v menší míře zemní plyn a topný olej.

Pokud splňují přísná kritéria, mohou být určité odpady a vedlejší produkty s využitelnou výhřevností využity jako paliva v cementářských pecích k nahrazení některých tradičních fosilních paliv, jako je uhlí.

V místech surovin, jako je jíl, břidlice a vápenec, lze jako suroviny v peci použít určitý odpad a vedlejší produkty obsahující prospěšné minerály, jako je vápník, oxid křemičitý, oxid hlinitý a železo.

Hranice mezi alternativními palivy a surovinami není vždy jasná, protože některé materiály mají jak hodnotný obsah minerálů, tak i využitelnou výhřevnost.

Například odpadní kaly spalují za vzniku minerálů obsahujících popel, které jsou prospěšné v matrici slínku, přestože mají nízkou, ale významnou výhřevnost.

Environmentální dopady výroby cementu – Nejčastější dotazy

Proč investovat do čističky vzduchu?

Z toho, co jsme viděli v tomto článku, víme, že ačkoliv je výroba cementu nezbytnou složkou pro rozvoj společnosti, škodí našemu životnímu prostředí. To vyžaduje zásadní posun od cementu k jiným udržitelným a ekologicky šetrným alternativám výstavby budov.

Doporučení

• Top 10 přírodních zdrojů v Bhútánu
  .
• 11 Účinky znečištění půdy na lidské zdraví
  .
• 8 Nemoci způsobené znečištěním půdy
  .
• 10 Účinky znečištění půdy na rostliny
  .
• Top 5 dopadů hliníku na životní prostředí
  .
• 11 Environmentální dopady těžby ropy