પ્રક્રિયાના દરેક પગલા પર, સિમેન્ટ ઉત્પાદન પર્યાવરણ પર અસર કરે છે . આમાં ચૂનાના પથ્થરોની ખાણોનો સમાવેશ થાય છે, જે ખૂબ દૂરથી દેખાય છે અને સ્થાનિક પર્યાવરણને કાયમી ધોરણે બદલી શકે છે, ધૂળ અને વાયુઓના સ્વરૂપમાં હવામાં પ્રદૂષકોનું ઉત્સર્જન; મશીનરી ચલાવતી વખતે અવાજ અને કંપન; અને ખાણોમાં બ્લાસ્ટિંગ.
સિમેન્ટ ઉત્પાદનની પર્યાવરણીય અસરો
વિશ્વના કુલ CO2 ઉત્સર્જનના 4 થી 8% કોંક્રિટમાંથી આવે છે , જેનો પર્યાવરણ પર જટિલ પ્રભાવ પડે છે જે તેના ઉત્પાદન, ઉપયોગ અને માળખાગત સુવિધાઓ અને ઇમારતો પર સીધી અસરોથી પ્રભાવિત થાય છે. સિમેન્ટ, જેની પોતાની પર્યાવરણીય અને સામાજિક અસરો છે અને તે કોંક્રિટ પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે, તે એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે.
1. કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને આબોહવા પરિવર્તનનું ઉત્સર્જન
સિમેન્ટ વ્યવસાયમાં માનવો દ્વારા ઉત્પાદિત તમામ CO2 ઉત્સર્જનના 5% સુધી, જેમાંથી 50% રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાંથી અને 40% બળતણના દહનથી આવે છે, તે વિશ્વના બે સૌથી મોટા ગેસ ઉત્પાદકોમાંનું એક છે જે આબોહવા પરિવર્તન તરફ દોરી જાય છે.
માળખાકીય કોંક્રિટના ઉત્પાદન માટે અંદાજિત CO2 ઉત્પાદન (લગભગ 14% સિમેન્ટ સાથે) 410 kg/m3 (અથવા 180 g/cm2.3 ની ઘનતા પર આશરે 3 kg/tonne); જ્યારે સિમેન્ટની જગ્યાએ 290% ફ્લાય એશનો ઉપયોગ કરવામાં આવે ત્યારે આ આઉટપુટ ઘટીને 3 kg/m30 થાય છે.
ઉત્પાદિત દરેક ટન સિમેન્ટ માટે, 900 કિગ્રા CO2 વાતાવરણમાં છોડવામાં આવે છે, જે સરેરાશ કોંક્રિટ મિશ્રણથી સંબંધિત ઉત્સર્જનના 88% બનાવે છે. કોંક્રિટના ઉત્પાદનમાંથી CO2 ઉત્સર્જન કોંક્રિટ મિશ્રણમાં ઉપયોગમાં લેવાતી સિમેન્ટ સામગ્રીના સીધા પ્રમાણસર છે.
જ્યારે કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ થર્મલી નાશ પામે છે, ત્યારે ચૂનો અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ઉત્પન્ન થાય છે, ત્યારે સિમેન્ટનું ઉત્પાદન ગ્રીનહાઉસ ગેસ ઉત્સર્જનમાં પરિણમે છે. સિમેન્ટ ઉત્પાદન દરમિયાન ઉર્જાનો ઉપયોગ પણ આ સમસ્યામાં ફાળો આપે છે, ખાસ કરીને જ્યારે અશ્મિભૂત ઇંધણ બાળવામાં આવે છે.
હકીકત એ છે કે કોંક્રિટમાં એકમ સમૂહ દીઠ ખૂબ જ ઓછી મૂર્ત ઊર્જા હોય છે તે કોંક્રિટ જીવન ચક્રનું એક પાસું છે જે ધ્યાન આપવાને પાત્ર છે. આ મોટે ભાગે સ્થાનિક સંસાધનોમાં પાણી, પોઝોલન્સ અને એગ્રીગેટ્સ જેવા કોંક્રિટ ઉત્પાદનમાં ઉપયોગમાં લેવાતા ઘટકોની ઉપલબ્ધતા અને વારંવાર સુલભતાને કારણે છે.
તદનુસાર, સિમેન્ટ ઉત્પાદન કોંક્રિટમાં મૂર્ત ઊર્જાનો 70% ઉપયોગ કરે છે, જ્યારે પરિવહન માત્ર 7% વાપરે છે.
1.69 GJ/ટનની કુલ મૂર્ત ઊર્જા સાથે, લાકડા સિવાય, અન્ય બિલ્ડિંગ મટિરિયલ્સની તુલનામાં કોંક્રિટમાં એકમ દળ દીઠ ઓછી મૂર્ત ઊર્જા હોય છે. કોંક્રિટ સ્ટ્રક્ચર્સના વિશાળ સમૂહને લીધે, આ સરખામણી હંમેશા નિર્ણય લેવા માટે તરત જ લાગુ પડતી નથી.
એ યાદ રાખવું અગત્યનું છે કે આ અંદાજ 20% થી વધુ ફ્લાય એશ સાથે કોંક્રિટ મિશ્રણના પ્રમાણ પર આધારિત છે. અનુમાન મુજબ, એક ટકા સિમેન્ટને ફ્લાય એશ સાથે બદલવાથી ઊર્જા વપરાશમાં 0.7% ઘટાડો થાય છે. આના પરિણામે ઊર્જાની મોટી બચત થશે કારણ કે કેટલાક સૂચિત મિશ્રણોમાં 80% જેટલી ફ્લાય એશ હોય છે.
2022 ના બોસ્ટન કન્સલ્ટિંગ ગ્રુપના અહેવાલ મુજબ , વધુ પર્યાવરણને અનુકૂળ સિમેન્ટ બનાવવા માટેના રોકાણો વીજળી અને ઉડ્ડયનમાં રોકાણ કરતાં ગ્રીનહાઉસ ગેસની વધુ બચત કરે છે.
2. સરફેસ રનઓફ
પૂર અને જમીનનું ગંભીર ધોવાણ સપાટીના વહેણથી પરિણમી શકે છે, જે ત્યારે થાય છે જ્યારે બિન-છિદ્રાળુ કોંક્રિટ જેવી અભેદ્ય સપાટી પરથી પાણી વહે છે. ગેસોલિન, મોટર ઓઇલ, ભારે ધાતુઓ, કચરો અને અન્ય પ્રદૂષકો વારંવાર ફૂટપાથ, રસ્તાઓ અને પાર્કિંગની જગ્યાઓમાંથી શહેરી પ્રવાહમાં સમાપ્ત થાય છે.
એટેન્યુએશન વિના, એક સામાન્ય મેટ્રોપોલિટન વિસ્તારનું અભેદ્ય આવરણ ભૂગર્ભજળના ઝરણને ઘટાડે છે અને સમાન કદના સામાન્ય વૂડલેન્ડ કરતાં પાંચ ગણું વધારે વહેણમાં પરિણમે છે.
ઘણા તાજેતરના પેવિંગ પ્રોજેક્ટ્સે પરિવિયસ કોંક્રિટનો ઉપયોગ કરવાનું શરૂ કર્યું છે, જે અભેદ્ય કોંક્રિટના હાનિકારક પરિણામોને સંતુલિત કરવાના પ્રયાસમાં અમુક સ્તરનું સ્વચાલિત વરસાદી પાણીનું સંચાલન પ્રદાન કરે છે.
પરિવિયસ કોંક્રીટનું ઉત્પાદન કરવા માટે કાળજીપૂર્વક ગણતરી કરેલ એકંદર પ્રમાણ સાથે કોંક્રીટ કાળજીપૂર્વક નાખવામાં આવે છે, જે સપાટીના વહેણમાંથી બહાર નીકળવા અને ભૂગર્ભજળમાં પાછા ફરવા માટે પરવાનગી આપે છે.
પૂર અને ભૂગર્ભજળ બંનેની ભરપાઈ આના દ્વારા કરવામાં આવે છે. પરિવેશ કોંક્રીટ અને અન્ય વિક્ષેપિત સપાટીવાળા વિસ્તારો તેલ અને અન્ય રસાયણો જેવા ખતરનાક પ્રદૂષકોના માર્ગને અવરોધિત કરીને ઓટોમેટિક વોટર ફિલ્ટર તરીકે કામ કરી શકે છે જો તે યોગ્ય રીતે બાંધવામાં આવે અને કોટેડ હોય.
દુર્ભાગ્યે, વ્યાપક ધોરણે પરિવિયસ કોંક્રિટનો ઉપયોગ કરવામાં હજુ પણ ખામીઓ છે. પરંપરાગત કોંક્રિટની તુલનામાં તેની નીચી તાકાત ઓછા ભારવાળા વિસ્તારોમાં ઉપયોગને પ્રતિબંધિત કરે છે, અને ફ્રીઝ-થૉ નુકસાન અને કાંપના નિર્માણની સંવેદનશીલતાને ઘટાડવા માટે તેને કાળજીપૂર્વક ઇન્સ્ટોલ કરવાની જરૂર છે.
3. શહેરી ગરમી
જેને શહેરી ગરમી ટાપુ અસર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે તે મોટે ભાગે કોંક્રિટ અને ડામરને કારણે થાય છે. વિશ્વમાં 2060 સુધીમાં 230 અબજ ચોરસ મીટર (2.5 ટ્રિલિયન ફૂટ) ઇમારતો ઉમેરવાની અપેક્ષા છે, જે હાલના વૈશ્વિક બિલ્ડિંગ સ્ટોક જેટલો વિસ્તાર છે.
સંયુક્ત રાષ્ટ્રના આર્થિક અને સામાજિક બાબતોના વિભાગ અનુસાર, 68 સુધીમાં વિશ્વની 2050% વસ્તી શહેરી વિસ્તારોમાં રહેવાની આગાહી કરવામાં આવી છે. તેઓ જે વધારાની ઉર્જાનો ઉપયોગ કરે છે અને તેઓ ઉત્પન્ન કરે છે તે વાયુ પ્રદૂષણના પરિણામે, મોકળી સપાટીઓ ગંભીર ખતરો ઉભી કરે છે. .
એક પ્રદેશમાં ઊર્જા બચત માટે ઘણી તકો છે. ઉર્જા બચાવવા, તાપમાન ઘટવાથી એર કન્ડીશનીંગની માંગ આદર્શ રીતે ઘટવી જોઈએ.
જો કે, પ્રતિબિંબિત પેવમેન્ટ્સ આસપાસના માળખાને કેવી રીતે અસર કરે છે તેના અભ્યાસો દર્શાવે છે કે ઇમારતો પર પ્રતિબિંબિત કાચની ગેરહાજરી, પેવમેન્ટ પર પ્રતિબિંબિત સૂર્ય કિરણોત્સર્ગ ઇમારતનું તાપમાન વધારી શકે છે, એર કન્ડીશનીંગની જરૂરિયાતને વધારી શકે છે.
તદુપરાંત, શહેરોને આવરી લેતા પેવમેન્ટ્સમાંથી હીટ ટ્રાન્સફર દ્વારા સ્થાનિક તાપમાન અને હવાની ગુણવત્તાને અસર થઈ શકે છે. ઓછી સૌર ઊર્જાને શોષી લેતી સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવો, જેમ કે ઉચ્ચ-આલ્બેડો પેવમેન્ટ, શહેરી વાતાવરણમાં ગરમીના પ્રવાહને પ્રતિબંધિત કરી શકે છે અને UHIE ને નિયંત્રિત કરી શકે છે. ગરમ સપાટીઓ સંવહન દ્વારા શહેરની હવાને ગરમ કરે છે.
હવે ઉપયોગમાં લેવાતી પેવમેન્ટ સામગ્રીઓથી બનેલી સપાટીઓ માટે, આલ્બેડોસ 0.05 થી આશરે 0.35 સુધીની રેન્જ ધરાવે છે. ઉચ્ચ પ્રારંભિક આલ્બેડો સાથેની પેવમેન્ટ સામગ્રી સામાન્ય જીવન સેવા દરમિયાન પ્રતિબિંબ ગુમાવવાનું વલણ ધરાવે છે, જ્યારે નીચા પ્રારંભિક અલ્બેડો ધરાવતા લોકો પ્રતિબિંબ મેળવી શકે છે.
થર્મલ કમ્ફર્ટ ઇફેક્ટ અને વધારાના શમન પગલાંની આવશ્યકતા કે જે રાહદારીઓના સ્વાસ્થ્ય અને સલામતીને જોખમમાં ન નાખે, ખાસ કરીને ગરમીના મોજા દરમિયાન, ધ્યાનમાં લેવાના વધારાના પરિબળો છે. જ્યારે "મેડિટેરેનિયન આઉટડોર કમ્ફર્ટ ઇન્ડેક્સ" (MOCI) ગણવામાં આવે છે
લોકો હવામાન અને થર્મલ આરામની પરિસ્થિતિઓના સંપર્કમાં હોય છે, તેથી નિર્ણય લેતી વખતે એકંદર શહેરી ડિઝાઇનને ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ. જ્યારે વનસ્પતિ, પ્રતિબિંબીત સામગ્રી વગેરે જેવી અન્ય તકનીકો અને તકનીકો સાથે યોગ્ય રીતે જોડવામાં આવે છે, ત્યારે શહેરી સેટિંગ્સમાં ઉચ્ચ અલ્બેડો સામગ્રીનો ઉપયોગ ફાયદાકારક અસરો કરી શકે છે.
4. કોંક્રિટ ડસ્ટ
ધરતીકંપો અને અન્ય કુદરતી આફતો દરમિયાન, તેમજ ઇમારતોના વિનાશ દરમિયાન, ઘણી બધી કોંક્રિટ ધૂળ વારંવાર વાતાવરણમાં છોડવામાં આવે છે. ગ્રેટ હેનશીન ધરતીકંપ પછી, તે નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું કે ગંભીર વાયુ પ્રદૂષણનું મુખ્ય કારણ કોંક્રિટની ધૂળ હતી.
5. કિરણોત્સર્ગી અને ઝેરી પ્રદૂષણ
ઇચ્છિત અને અનિચ્છનીય ઉમેરણો સહિત, કોંક્રિટમાં કેટલાક સંયોજનોના સમાવેશથી સ્વાસ્થ્ય સમસ્યાઓ ઊભી થઈ શકે છે. વપરાયેલ કાચા માલના સ્ત્રોતના આધારે, કુદરતી રીતે બનતા કિરણોત્સર્ગી તત્વો (K, U, Th, અને Rn) ની વિવિધ સાંદ્રતા કોંક્રિટ માળખામાં મળી શકે છે.
દાખલા તરીકે, કેટલાક પત્થરો કુદરતી રીતે રેડોનનું ઉત્સર્જન કરે છે, અને જૂની ખાણોના કચરામાં ઘણો યુરેનિયમ હોય છે. પરમાણુ અકસ્માતના દૂષણના પરિણામે અજાણતા ઝેરી સંયોજનોનો ઉપયોગ કરવો એ બીજી શક્યતા છે. ડિમોલિશન અથવા ક્રેકીંગ પહેલાં કોંક્રિટમાં શું સમાવવામાં આવ્યું હતું તેના આધારે, કાટમાળ અથવા ફ્રેક્ચર્ડ કોંક્રિટમાંથી ધૂળ આરોગ્ય માટે મોટા જોખમો પેદા કરી શકે છે.
જો કે, તે જરૂરી જોખમી નથી અને કોન્ક્રીટમાં ઝેરી પદાર્થોને એમ્બેડ કરવા માટે ફાયદાકારક પણ હોઈ શકે છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, હાઇડ્રેશન પ્રક્રિયા દરમિયાન સિમેન્ટમાં ધાતુઓ સહિત અમુક સંયોજનો ઉમેરવાથી તેઓ સુરક્ષિત સ્થિતિમાં સ્થિર થાય છે અને પર્યાવરણમાં તેમના પ્રકાશનને અટકાવે છે.
6. નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ (NOx)
નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ (NOx) ની માનવ સ્વાસ્થ્ય અને પર્યાવરણ પર અસંખ્ય નકારાત્મક અસરો છે, જેમાં ગ્રાઉન્ડ લેવલ ઓઝોન, એસિડ વરસાદ, ગ્લોબલ વોર્મિંગ, પાણીની બગડતી ગુણવત્તા અને દ્રષ્ટિની ક્ષતિનો સમાવેશ થાય છે. અસ્થમા જેવી ફેફસાની સમસ્યાઓ ધરાવતા બાળકો અને વ્યક્તિઓ અસરગ્રસ્ત જૂથોમાંનો સમાવેશ થાય છે, અને જે લોકો બહાર કામ કરે છે અથવા કસરત કરે છે તેમના ફેફસાના પેશીઓને આ સ્થિતિના સંપર્કમાં નુકસાન થાય છે.
7. સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ (SO2)
સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ (SO2) નું ઊંચું સ્તર શ્વસનને બગાડી શકે છે અને શ્વસન અને રક્તવાહિની સ્થિતિને વધારે છે જે પહેલાથી હાજર છે. અસ્થમા, શ્વાસનળીનો સોજો અથવા એમ્ફિસીમા ધરાવતા લોકો, બાળકો અને વૃદ્ધો સંવેદનશીલ વસ્તીમાં છે. એસિડ વરસાદ, અથવા એસિડ ડિપોઝિશનનું મુખ્ય કારણ SO2 છે.
8. કાર્બન મોનોક્સાઇડ (CO)
શરીરના અવયવો અને પેશીઓમાં ઓક્સિજન પહોંચાડવાનું પ્રમાણ ઘટાડીને, કાર્બન મોનોક્સાઇડ (CO) વ્યક્તિના સ્વાસ્થ્ય પર હાનિકારક અસર કરી શકે છે. તે રક્તવાહિની અને નર્વસ સિસ્ટમ પર પણ નકારાત્મક અસર કરી શકે છે. ધુમ્મસ, અથવા ગ્રાઉન્ડ-લેવલ ઓઝોન, જે શ્વસન સમસ્યાઓ તરફ દોરી શકે છે, તે આંશિક રીતે CO દ્વારા બનાવવામાં આવે છે.
9. ઇંધણ અને કાચો માલ
ઇનપુટ્સ અને પ્રક્રિયાના આધારે, સિમેન્ટ મિલ એક ટન ક્લિંકર બનાવવા માટે 3-6GJ ઇંધણનો ઉપયોગ કરે છે. આજે મોટાભાગના સિમેન્ટ ભઠ્ઠાઓ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા પ્રાથમિક ઇંધણમાં કોલસો, પેટ્રોલિયમ કોક અને થોડા અંશે કુદરતી ગેસ અને બળતણ તેલ છે.
જો તેઓ સખત માપદંડોને પૂર્ણ કરે છે, તો પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય તેવા કેલરીફિક મૂલ્ય સાથે ચોક્કસ કચરો અને આડપેદાશોનો ઉપયોગ સિમેન્ટના ભઠ્ઠામાં બળતણ તરીકે કેટલાક પરંપરાગત અશ્મિભૂત ઇંધણ, જેમ કે કોલસાને બદલવા માટે કરી શકાય છે.
માટી, શેલ અને ચૂનાના પત્થર જેવા કાચા માલના સ્થળોએ, ભઠ્ઠામાં કાચા માલ તરીકે કેલ્શિયમ, સિલિકા, એલ્યુમિના અને આયર્ન જેવા ફાયદાકારક ખનિજો ધરાવતા અમુક કચરો અને આડપેદાશોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
વૈકલ્પિક ઇંધણ અને કાચા માલ વચ્ચેની રેખા હંમેશા સ્પષ્ટ હોતી નથી કારણ કે અમુક સામગ્રીમાં મૂલ્યવાન ખનિજ સામગ્રી અને પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય તેવી કેલરીફિક મૂલ્ય બંને હોય છે.
દાખલા તરીકે, ગટરના કાદવને બાળીને રાખ-ધરાવતા ખનિજો ઉત્પન્ન થાય છે જે ઓછા પરંતુ નોંધપાત્ર કેલરીફિક મૂલ્ય હોવા છતાં ક્લિંકર મેટ્રિક્સમાં ફાયદાકારક છે.
સિમેન્ટ ઉત્પાદનની પર્યાવરણીય અસરો - પ્રશ્નો
સિમેન્ટ ઉદ્યોગો કયા પ્રદૂષણનું કારણ બને છે?
સિમેન્ટ ઉત્પાદન દ્વારા કેટલું CO2 ઉત્પન્ન થાય છે?
સિમેન્ટ ઉત્પાદન કેવી રીતે આબોહવા પરિવર્તનનું કારણ બને છે?
કોંક્રિટની પર્યાવરણીય અસરો શું છે?
ઉપસંહાર
આ લેખમાં આપણે જે જોયું તેના પરથી આપણે જાણીએ છીએ કે સમાજના વિકાસને ચલાવવા માટે સિમેન્ટનું ઉત્પાદન આવશ્યક ઘટક હોવા છતાં તે આપણા પર્યાવરણ માટે હાનિકારક છે. આ સિમેન્ટથી દૂર મકાન બાંધકામના અન્ય ટકાઉ અને પર્યાવરણને અનુકૂળ વિકલ્પો તરફ મોટી પ્રગતિ માટે કહે છે.