प्रक्रियेच्या प्रत्येक टप्प्यावर सिमेंट उत्पादनाचा पर्यावरणावर परिणाम होतो . यामध्ये दूरवरून दिसणाऱ्या आणि स्थानिक पर्यावरणात कायमस्वरूपी बदल घडवू शकणाऱ्या चुनखडीच्या खाणी, धूळ आणि वायूंच्या स्वरूपात हवेत पसरणाऱ्या प्रदूषकांचे उत्सर्जन, यंत्रसामग्री चालवताना होणारा आवाज आणि कंपने, तसेच खाणींमधील स्फोट यांचा समावेश होतो.
सिमेंट उत्पादनाचे पर्यावरणीय परिणाम
जगातील एकूण CO2 उत्सर्जनापैकी ४ ते ८% उत्सर्जन काँक्रीटमुळे होते . काँक्रीटचा पर्यावरणावर गुंतागुंतीचा परिणाम होतो, जो त्याची निर्मिती, वापर आणि पायाभूत सुविधा व इमारतींवरील थेट परिणामांवर अवलंबून असतो. सिमेंट हा एक महत्त्वाचा घटक आहे, ज्याचे काँक्रीटच्या परिणामांवर लक्षणीय प्रभाव टाकण्याव्यतिरिक्त स्वतःचे पर्यावरणीय आणि सामाजिक परिणामही आहेत.
1. कार्बन डायऑक्साइड उत्सर्जन आणि हवामान बदल
मानवाद्वारे निर्माण होणाऱ्या एकूण CO2 उत्सर्जनापैकी ५% पर्यंत उत्सर्जन सिमेंट व्यवसायात होते, ज्यापैकी ५०% रासायनिक अभिक्रियांमधून आणि ४०% इंधनाच्या ज्वलनातून येते. त्यामुळे, हवामान बदलास कारणीभूत ठरणाऱ्या जगातील दोन सर्वात मोठ्या वायू उत्पादकांपैकी हा एक आहे.
स्ट्रक्चरल कॉंक्रिट (सुमारे 2% सिमेंटसह) उत्पादनासाठी अंदाजे CO14 उत्पादन 410 kg/m3 (किंवा 180 g/cm2.3 च्या घनतेने अंदाजे 3 kg/tonne); जेव्हा सिमेंटच्या जागी 290% फ्लाय ऍश वापरली जाते तेव्हा हे उत्पादन 3 kg/m30 पर्यंत कमी होते.
तयार होणाऱ्या प्रत्येक टन सिमेंटसाठी, 900 किलो CO2 वातावरणात सोडले जाते, जे सरासरी काँक्रीट मिश्रणाशी संबंधित 88% उत्सर्जन बनवते. कॉंक्रिटच्या उत्पादनातून होणारे CO2 उत्सर्जन काँक्रीट मिक्समध्ये वापरल्या जाणार्‍या सिमेंट सामग्रीच्या थेट प्रमाणात असते.
जेव्हा कॅल्शियम कार्बोनेट उष्णतेने नष्ट होऊन चुना आणि कार्बन डायऑक्साइड तयार होतो, तेव्हा सिमेंटच्या उत्पादनामुळे हरितगृह वायूंचे उत्सर्जन होते. सिमेंट उत्पादनादरम्यान होणारा ऊर्जेचा वापर देखील या समस्येत भर घालतो, विशेषतः जेव्हा जीवाश्म इंधन जाळले जाते.
कॉंक्रिटमध्ये प्रति युनिट वस्तुमान खूप कमी मूर्त ऊर्जा असते ही वस्तुस्थिती काँक्रीटच्या जीवनचक्राचा एक पैलू आहे जो लक्ष देण्यास पात्र आहे. हे मुख्यतः स्थानिक संसाधनांमध्ये पाणी, पोझोलन्स आणि एकत्रित यांसारख्या ठोस उत्पादनात वापरल्या जाणार्‍या घटकांच्या उपलब्धतेमुळे आणि वारंवार उपलब्धतेमुळे होते.
त्यानुसार, सिमेंट उत्पादनामध्ये 70% मूर्त ऊर्जा कॉंक्रिटमध्ये वापरली जाते, तर वाहतूक केवळ 7% ऊर्जा वापरते.
काँक्रीटमध्ये लाकूड वगळता इतर बांधकाम साहित्याच्या तुलनेत प्रति युनिट वस्तुमान कमी मूर्त ऊर्जा असते, एकूण मूर्त ऊर्जा 1.69 GJ/टन असते. कॉंक्रिट स्ट्रक्चर्सच्या प्रचंड वस्तुमानामुळे, ही तुलना निर्णय घेण्याच्या बाबतीत त्वरित लागू होत नाही.
हे लक्षात ठेवणे महत्त्वाचे आहे की हा अंदाज 20% पेक्षा जास्त फ्लाय अॅश नसलेल्या कॉंक्रीट मिश्रणाच्या प्रमाणात आधारित आहे. अंदाजानुसार, एक टक्का सिमेंट फ्लाय ऍशने बदलल्यास ऊर्जेचा वापर 0.7% कमी होतो. यामुळे मोठ्या प्रमाणात ऊर्जेची बचत होईल कारण काही प्रस्तावित मिश्रणांमध्ये 80% फ्लाय अॅश असते.
बोस्टन कन्सल्टिंग ग्रुपच्या २०२२ च्या अहवालानुसार , वीज आणि विमान वाहतुकीतील गुंतवणुकीपेक्षा अधिक पर्यावरणपूरक सिमेंट तयार करण्यातील गुंतवणुकीमुळे हरितगृह वायूंची जास्त बचत होते.
2. सरफेस रनऑफ
सच्छिद्र नसलेल्या काँक्रीटसारख्या अभेद्य पृष्ठभागावरून पाणी वाहून गेल्यावर पूर आणि जमिनीची तीव्र धूप पृष्ठभागाच्या प्रवाहामुळे होऊ शकते. गॅसोलीन, मोटार तेल, जड धातू, कचरा आणि इतर प्रदूषके वारंवार शहरी भागातील फुटपाथ, रस्ते आणि पार्किंगच्या ठिकाणांवरून बाहेर पडतात.
क्षीणन न करता, सामान्य महानगर क्षेत्राच्या अभेद्य आवरणामुळे भूजलाचा पाझर कमी होतो आणि परिणामी त्याच आकाराच्या ठराविक वुडलँडपेक्षा पाचपट जास्त वाहून जाते.
अनेक अलीकडील फरसबंदी प्रकल्पांनी अभेद्य काँक्रीटचा वापर करण्यास सुरुवात केली आहे, जे काही स्तरावरील स्वयंचलित वादळाच्या पाण्याचे व्यवस्थापन प्रदान करते, ज्यामुळे अभेद्य काँक्रीटच्या हानिकारक परिणामांचा प्रतिकार करण्यासाठी.
काँक्रीट काळजीपूर्वक तयार करण्यासाठी काळजीपूर्वक गणना केलेल्या एकूण प्रमाणांसह कंक्रीट घातली जाते, ज्यामुळे पृष्ठभागाच्या प्रवाहातून बाहेर पडणे आणि भूजलाकडे परत जाणे शक्य होते.
यामुळे पूर आणि भूजल पुनर्भरण दोन्ही सुलभ होते. पर्व कॉंक्रिट आणि इतर विस्कळीतपणे पृष्ठभाग असलेले क्षेत्र काही धोकादायक प्रदूषक जसे की तेले आणि इतर रसायने योग्यरित्या बांधलेले आणि लेपित केले असल्यास ते अवरोधित करून स्वयंचलित वॉटर फिल्टर म्हणून कार्य करू शकतात.
खेदाची गोष्ट म्हणजे, व्यापक प्रमाणात पर्वियस कॉंक्रिट वापरण्यात अजूनही तोटे आहेत. पारंपारिक काँक्रीटच्या तुलनेत त्याची कमी ताकद कमी भार असलेल्या भागात वापरण्यास प्रतिबंधित करते आणि फ्रीझ-थॉ नुकसान आणि गाळ जमा होण्याची संवेदनशीलता कमी करण्यासाठी ते काळजीपूर्वक स्थापित करणे आवश्यक आहे.
3. शहरी उष्णता
शहरी उष्णता बेट परिणाम (अर्बन हीट आयलंड इफेक्ट) म्हणून ओळखला जाणारा परिणाम प्रामुख्याने काँक्रीट आणि डांबरामुळे होतो. २०६० पर्यंत जगात २३० अब्ज चौरस मीटर (२.५ ट्रिलियन चौरस फूट) इमारतींची भर पडण्याची अपेक्षा आहे, जे क्षेत्रफळ सध्याच्या जागतिक इमारतींच्या एकूण क्षेत्रफळाएवढे आहे.
युनायटेड नेशन्स डिपार्टमेंट ऑफ इकॉनॉमिक अँड सोशल अफेअर्सच्या मते, 68 पर्यंत जगातील 2050% लोकसंख्या शहरी भागात राहण्याचा अंदाज आहे. ते वापरत असलेली अतिरिक्त ऊर्जा आणि ते तयार करत असलेल्या वायू प्रदूषणाचा परिणाम म्हणून, पक्क्या पृष्ठभागांना गंभीर धोका निर्माण झाला आहे. .
एखाद्या प्रदेशात ऊर्जा बचतीसाठी भरपूर संधी आहेत. तापमानात घट झाल्यामुळे वातानुकूलित करण्याची मागणी आदर्शपणे कमी व्हायला हवी, ऊर्जा वाचवते.
तथापि, परावर्तित फुटपाथ आजूबाजूच्या संरचनेवर कसा परिणाम करतात यावरील अभ्यासाने असे सूचित केले आहे की इमारतींवर परावर्तित काच नसणे, फुटपाथवरून परावर्तित होणारे सौर विकिरण इमारतीचे तापमान वाढवू शकते, ज्यामुळे वातानुकूलित करण्याची गरज वाढते.
शिवाय, शहरांना कव्हर करणार्‍या फुटपाथमधून उष्णता हस्तांतरणामुळे स्थानिक तापमान आणि हवेच्या गुणवत्तेवर परिणाम होऊ शकतो. कमी सौरऊर्जा शोषून घेणारी सामग्री वापरणे, जसे की उच्च-अल्बेडो फुटपाथ, शहरी वातावरणात उष्णतेचा प्रवाह प्रतिबंधित करू शकतात आणि UHIE चे नियमन करू शकतात. गरम पृष्ठभाग संवहनाद्वारे शहरातील हवा गरम करतात.
आता वापरात असलेल्या फुटपाथ सामग्रीपासून बनवलेल्या पृष्ठभागांसाठी, अल्बेडोस 0.05 ते अंदाजे 0.35 पर्यंत असतात. उच्च सुरुवातीच्या अल्बेडोसह फुटपाथ साहित्य सामान्य जीवन सेवेदरम्यान परावर्तकता गमावतात, तर कमी प्रारंभिक अल्बेडो असलेल्यांना प्रतिबिंब प्राप्त होऊ शकते.
थर्मल कम्फर्ट इफेक्ट आणि पादचाऱ्यांचे आरोग्य आणि सुरक्षितता धोक्यात येणार नाही अशा अतिरिक्त शमन उपायांची आवश्यकता, विशेषत: उष्णतेच्या लाटांमध्ये, हे अतिरिक्त घटक विचारात घेतले पाहिजेत. "मेडिटेरेनियन आउटडोअर कम्फर्ट इंडेक्स" (MOCI) ची गणना करताना
लोक हवामान आणि थर्मल आरामदायी परिस्थितींच्या संपर्कात आहेत, म्हणून निर्णय घेताना एकूणच शहरी रचना विचारात घेतल्या पाहिजेत. इतर तंत्रज्ञान आणि तंत्रे जसे की वनस्पती, परावर्तित साहित्य इत्यादींशी योग्यरित्या एकत्रित केल्यावर, शहरी सेटिंगमध्ये उच्च अल्बेडो सामग्रीचा वापर फायदेशीर परिणाम देऊ शकतो.
4. कंक्रीट धूळ
भूकंप आणि इतर नैसर्गिक आपत्तींच्या वेळी, तसेच इमारतींच्या नाशाच्या वेळी, भरपूर काँक्रीटची धूळ वारंवार वातावरणात सोडली जाते. ग्रेट हॅनशिन भूकंपानंतर, हे निश्चित केले गेले की गंभीर वायू प्रदूषणाचे मुख्य कारण ठोस धूळ होते.
5. किरणोत्सर्गी आणि विषारी प्रदूषण
काँक्रीटमध्ये काही संयुगे समाविष्ट केल्यामुळे आरोग्याच्या समस्या उद्भवू शकतात, ज्यामध्ये इच्छित आणि अवांछित दोन्ही पदार्थांचा समावेश आहे. वापरल्या जाणार्‍या कच्च्या मालाच्या स्त्रोताच्या आधारावर, कॉंक्रिट स्ट्रक्चर्समध्ये नैसर्गिकरित्या उद्भवणार्‍या किरणोत्सर्गी घटकांची (K, U, Th, आणि Rn) भिन्न सांद्रता आढळू शकते.
उदाहरणार्थ, काही दगड नैसर्गिकरित्या रेडॉन उत्सर्जित करतात आणि जुन्या खाणींच्या कचऱ्यामध्ये भरपूर युरेनियम असायचे. अनवधानाने विषारी संयुगे वापरणे म्हणजे आण्विक अपघातामुळे होणारे दूषित होणे ही आणखी एक शक्यता आहे. विध्वंस किंवा क्रॅक करण्यापूर्वी काँक्रीटमध्ये काय समाविष्ट केले होते यावर अवलंबून, मोडतोड किंवा भग्न कंक्रीटमधील धूळ मोठ्या आरोग्यास धोका निर्माण करू शकते.
तथापि, ते धोकादायक नाही आणि कॉंक्रिटमध्ये विषारी पदार्थ अंतर्भूत करणे देखील फायदेशीर असू शकते. काही घटनांमध्ये, हायड्रेशन प्रक्रियेदरम्यान सिमेंटमध्ये धातूंसह काही संयुगे जोडणे त्यांना सुरक्षित स्थितीत स्थिर करते आणि वातावरणात त्यांचे प्रकाशन प्रतिबंधित करते.
6. नायट्रोजन ऑक्साईड (NOx)
नायट्रोजन ऑक्साईड (NOx) चे मानवी आरोग्यावर आणि पर्यावरणावर अनेक नकारात्मक प्रभाव पडतात, ज्यामध्ये भू-स्तर ओझोन, आम्ल पाऊस, ग्लोबल वॉर्मिंग, खराब होणारी पाण्याची गुणवत्ता आणि दृष्टीदोष यांचा समावेश होतो. मुले आणि दम्यासारख्या फुफ्फुसाच्या समस्या असलेल्या व्यक्ती प्रभावित गटांमध्ये आहेत आणि या परिस्थितीच्या संपर्कात आल्याने बाहेर काम करणाऱ्या किंवा व्यायाम करणाऱ्या लोकांच्या फुफ्फुसाच्या ऊतींना हानी पोहोचू शकते.
7. सल्फर डायऑक्साइड (SO2)
सल्फर डायऑक्साइड (SO2) ची उच्च पातळी श्वासोच्छवासात अडथळा आणू शकते आणि आधीच अस्तित्वात असलेल्या श्वसन आणि हृदय व रक्तवाहिन्यासंबंधी स्थिती वाढवू शकते. दमा, ब्राँकायटिस किंवा एम्फिसीमा असलेले लोक, लहान मुले आणि वृद्ध संवेदनशील लोकसंख्येमध्ये आहेत. आम्ल पाऊस, किंवा आम्ल जमा होण्याचे मुख्य कारण SO2 आहे.
8. कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ)
शरीरातील अवयव आणि उतींना मिळणाऱ्या ऑक्सिजनचे प्रमाण कमी करून, कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) आरोग्यावर हानिकारक परिणाम करू शकतो. त्याचे हृदय व रक्तवाहिन्या आणि मज्जासंस्थेवरही नकारात्मक परिणाम होऊ शकतात. धुरके, किंवा जमिनीच्या पातळीवरील ओझोन, ज्यामुळे श्वसनाच्या समस्या उद्भवू शकतात, ते अंशतः CO मुळे तयार होते.
9. इंधन आणि कच्चा माल
इनपुट आणि प्रक्रियेवर अवलंबून, एक टन क्लिंकर तयार करण्यासाठी सिमेंट मिल 3-6GJ इंधन वापरते. आज बहुतेक सिमेंट भट्ट्यांकडून वापरले जाणारे प्राथमिक इंधन म्हणजे कोळसा, पेट्रोलियम कोक आणि काही प्रमाणात नैसर्गिक वायू आणि इंधन तेल.
जर ते कठोर निकषांची पूर्तता करत असतील तर, पुनर्प्राप्त करण्यायोग्य उष्मांक मूल्यासह काही कचरा आणि उपउत्पादने सिमेंट भट्ट्यांमध्ये इंधन म्हणून वापरल्या जाऊ शकतात, जसे की कोळशासारख्या काही पारंपारिक जीवाश्म इंधनांच्या जागी.
चिकणमाती, शेल आणि चुनखडी यांसारख्या कच्च्या मालाच्या ठिकाणी, कॅल्शियम, सिलिका, अॅल्युमिना आणि लोह यांसारखी फायदेशीर खनिजे असलेले विशिष्ट कचरा आणि उपउत्पादने भट्टीत कच्चा माल म्हणून वापरता येतात.
पर्यायी इंधन आणि कच्चा माल यांच्यातील रेषा नेहमीच स्पष्ट नसते कारण काही पदार्थांमध्ये मौल्यवान खनिज सामग्री आणि पुनर्प्राप्त करण्यायोग्य उष्मांक दोन्ही असतात.
उदाहरणार्थ, सीवेज गाळ जाळून राख-युक्त खनिजे तयार करतात जे क्लिंकर मॅट्रिक्समध्ये कमी परंतु लक्षणीय उष्मांक मूल्य असूनही फायदेशीर ठरतात.
सिमेंट उत्पादनाचे पर्यावरणीय परिणाम – वारंवार विचारले जाणारे प्रश्न
सिमेंट उद्योगांमुळे कोणते प्रदूषण होते?
सिमेंट उत्पादनामुळे किती CO2 तयार होते?
सिमेंट उत्पादनामुळे हवामान बदल कसा होतो?
कॉंक्रिटचे पर्यावरणीय परिणाम काय आहेत?
निष्कर्ष
या लेखात आपण जे पाहिले त्यावरून आपल्याला कळले आहे की समाजाच्या विकासाला चालना देण्यासाठी सिमेंट उत्पादन आवश्यक घटक असले तरी ते आपल्या पर्यावरणास हानिकारक आहेत. यामुळे इमारत बांधकामासाठी सिमेंटपासून इतर शाश्वत आणि पर्यावरणास अनुकूल पर्यायांमध्ये मोठी प्रगती आवश्यक आहे.