Pada setiap langkah proses, pembuatan simen mempunyai kesan terhadap alam sekitar . Ini termasuk kuari batu kapur, yang boleh dilihat dari jarak yang jauh dan boleh mengubah persekitaran tempatan secara kekal, pelepasan bahan pencemar bawaan udara dalam bentuk habuk dan gas; bunyi bising dan getaran semasa mengendalikan jentera; dan letupan di kuari.
Kesan Alam Sekitar Pengeluaran Simen
Antara 4 dan 8% daripada jumlah pelepasan CO2 dunia datangnya daripada konkrit , yang mempunyai impak alam sekitar yang rumit yang dipengaruhi oleh pembuatannya, aplikasi dan kesan langsungnya terhadap infrastruktur dan bangunan. Simen, yang mempunyai kesan alam sekitar dan sosialnya sendiri selain mempengaruhi kesan konkrit dengan ketara, merupakan komponen yang penting.
1. Pembebasan Karbon Dioksida dan Perubahan Iklim
Dengan sehingga 5% daripada semua pelepasan CO2 yang dihasilkan oleh manusia berlaku dalam perniagaan simen, 50% daripadanya datang daripada tindak balas kimia dan 40% daripada pembakaran bahan api, ia merupakan salah satu daripada dua pengeluar gas terbesar di dunia yang membawa kepada perubahan iklim.
Anggaran pengeluaran CO2 untuk pengeluaran konkrit struktur (dengan kira-kira 14% simen) ialah 410 kg/m3 (atau lebih kurang 180 kg/tan pada ketumpatan 2.3 g/cm3); output ini berkurangan kepada 290 kg/m3 apabila 30% abu terbang digunakan sebagai ganti simen.
Bagi setiap tan simen yang dihasilkan, 900 kg CO2 dibebaskan ke atmosfera, membentuk 88% daripada pelepasan yang berkaitan dengan campuran konkrit purata. Pembebasan CO2 daripada pembuatan konkrit adalah berkadar terus dengan kandungan simen yang digunakan dalam campuran konkrit.
Apabila kalsium karbonat dimusnahkan secara terma, menghasilkan kapur dan karbon dioksida, penghasilan simen mengakibatkan pelepasan gas rumah hijau. Penggunaan tenaga semasa pengeluaran simen juga menyumbang kepada masalah ini, terutamanya apabila bahan api fosil dibakar.
Hakikat bahawa konkrit mempunyai tenaga terkandung yang sangat rendah per unit jisim adalah salah satu aspek kitaran hayat konkrit yang patut diberi perhatian. Ini kebanyakannya disebabkan oleh ketersediaan dan kebolehcapaian yang kerap bagi komponen yang digunakan dalam pengeluaran konkrit, seperti air, pozzolan, dan agregat, dalam sumber tempatan.
Sehubungan itu, pembuatan simen menggunakan 70% daripada tenaga yang terkandung dalam konkrit, manakala pengangkutan hanya menggunakan 7%.
Konkrit mempunyai tenaga terkandung yang lebih rendah bagi setiap unit jisim daripada kebanyakan bahan binaan lain, selain daripada kayu, dengan jumlah tenaga terkandung 1.69 GJ/tan. Oleh kerana jisim struktur konkrit yang sangat besar, perbandingan ini tidak selalunya terpakai serta-merta untuk membuat keputusan.
Adalah penting untuk diingat bahawa anggaran ini adalah berdasarkan perkadaran campuran konkrit dengan abu terbang tidak lebih daripada 20%. Mengikut anggaran, menggantikan satu peratus simen dengan abu terbang menghasilkan pengurangan 0.7% dalam penggunaan tenaga. Ini akan menghasilkan penjimatan tenaga yang besar kerana beberapa campuran yang dicadangkan mengandungi sebanyak 80% abu terbang.
Menurut laporan Boston Consulting Group dari tahun 2022 , pelaburan dalam menghasilkan simen yang lebih mesra alam menghasilkan penjimatan gas rumah hijau yang lebih besar berbanding pelaburan dalam elektrik dan penerbangan.
2. Larian Permukaan
Banjir dan hakisan tanah yang teruk boleh disebabkan oleh air larian permukaan, yang berlaku apabila air mengalir dari permukaan yang tidak telap seperti konkrit tidak berliang. Petrol, minyak motor, logam berat, bahan buangan dan bahan pencemar lain kerap kali berakhir di larian bandar dari kaki lima, jalan raya dan tempat letak kereta.
Tanpa pengecilan, penutup tak telap kawasan metropolitan tipikal mengurangkan resapan air bawah tanah dan menghasilkan larian lima kali lebih banyak daripada kawasan hutan biasa dengan saiz yang sama.
Banyak projek penurapan baru-baru ini telah mula menggunakan konkrit tembus, yang menawarkan beberapa tahap pengurusan air ribut automatik, dalam usaha untuk mengimbangi akibat buruk konkrit kalis air.
Konkrit diletakkan dengan teliti dengan perkadaran agregat yang dikira dengan teliti untuk menghasilkan konkrit tembus, yang membenarkan air larian permukaan meresap dan kembali ke air bawah tanah.
Kedua-dua banjir dan penambahan air bawah tanah difasilitasi oleh ini. Konkrit berlubang dan kawasan lain yang timbul secara diskret boleh bertindak sebagai penapis air automatik dengan menghalang laluan beberapa bahan pencemar berbahaya seperti minyak dan bahan kimia lain jika ia dibina dan disalut dengan sewajarnya.
Malangnya, masih terdapat kelemahan untuk menggunakan konkrit tembus pada skala yang luas. Kekuatannya yang lebih rendah berbanding dengan konkrit konvensional mengehadkan penggunaan di kawasan beban rendah, dan ia perlu dipasang dengan teliti untuk meminimumkan kerentanan terhadap kerosakan beku-cair dan pembentukan kelodak.
3. Haba Bandar
Apa yang dikenali sebagai kesan pulau haba bandar kebanyakannya disebabkan oleh konkrit dan asfalt. Dunia dijangka menambah 230 bilion m2 (2.5 trilion kaki2) bangunan menjelang 2060, yang merupakan keluasan yang setara dengan stok bangunan global sedia ada.
Menurut Jabatan Hal Ehwal Ekonomi dan Sosial Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu, 68% penduduk dunia diramalkan akan tinggal di kawasan bandar menjelang 2050. Hasil daripada tenaga tambahan yang mereka gunakan dan pencemaran udara yang mereka hasilkan, permukaan berturap menimbulkan ancaman yang serius .
Sesebuah wilayah mempunyai banyak peluang untuk penjimatan tenaga. Permintaan untuk penyaman udara sepatutnya menurun apabila suhu menurun, menjimatkan tenaga.
Walau bagaimanapun, kajian tentang bagaimana turapan pantulan mempengaruhi struktur sekeliling telah menunjukkan bahawa kaca pantulan yang tidak ada pada bangunan, sinaran suria yang dipantulkan dari turapan boleh meningkatkan suhu bangunan, meningkatkan keperluan untuk penyaman udara.
Selain itu, suhu tempatan dan kualiti udara boleh terjejas oleh pemindahan haba dari turapan, yang meliputi bandar. Menggunakan bahan yang menyerap kurang tenaga suria, seperti turapan beralbedo tinggi, boleh menyekat aliran haba ke dalam persekitaran bandar dan mengawal selia UHIE. Permukaan panas memanaskan udara bandar melalui perolakan.
Untuk permukaan yang diperbuat daripada bahan turapan yang kini digunakan, albedos berjulat dari sekitar 0.05 hingga kira-kira 0.35. Bahan turapan dengan albedo permulaan yang tinggi cenderung kehilangan pemantulan sepanjang tempoh perkhidmatan hayat biasa, manakala bahan dengan albedo permulaan yang rendah mungkin mendapat pantulan.
Kesan keselesaan terma dan keperluan untuk langkah pengurangan tambahan yang tidak membahayakan kesihatan dan keselamatan pejalan kaki, terutamanya semasa gelombang haba, adalah faktor tambahan yang perlu diambil kira. "Indeks Keselesaan Luar Mediterania" (MOCI) dikira semasa
Orang ramai terdedah kepada keadaan cuaca dan keselesaan terma, oleh itu reka bentuk bandar secara keseluruhan masih perlu diambil kira semasa membuat pertimbangan. Apabila digabungkan dengan betul dengan teknologi dan teknik lain seperti tumbuh-tumbuhan, bahan pemantul, dsb., penggunaan bahan albedo tinggi dalam persekitaran bandar boleh memberi kesan yang bermanfaat.
4. Habuk Konkrit
Semasa gempa bumi dan bencana alam lain, serta semasa kemusnahan bangunan, banyak habuk konkrit kerap dilepaskan ke atmosfera. Berikutan gempa bumi Great Hanshin, telah ditentukan bahawa punca utama pencemaran udara yang teruk adalah habuk konkrit.
5. Pencemaran Radioaktif dan Toksik
Isu kesihatan mungkin timbul daripada kemasukan beberapa sebatian dalam konkrit, termasuk kedua-dua bahan tambahan yang diingini dan tidak diingini. Bergantung kepada sumber bahan mentah yang digunakan, kepekatan unsur radioaktif yang wujud secara semula jadi (K, U, Th, dan Rn) yang berbeza boleh didapati dalam struktur konkrit.
Sebagai contoh, sesetengah batu secara semula jadi mengeluarkan Radon, dan sisa lombong lama dahulunya mengandungi banyak Uranium. Menggunakan sebatian toksik secara tidak sengaja akibat pencemaran daripada kemalangan nuklear adalah satu lagi kemungkinan. Bergantung pada apa yang telah dimasukkan ke dalam konkrit sebelum perobohan atau retak, habuk daripada serpihan atau konkrit patah mungkin menimbulkan risiko kesihatan yang besar.
Walau bagaimanapun, ia tidak semestinya berisiko malah boleh berfaedah untuk membenamkan bahan toksik dalam konkrit. Dalam sesetengah keadaan, menambah sebatian tertentu, termasuk logam, kepada simen semasa proses penghidratan menyebabkan ia tidak bergerak dalam keadaan selamat dan menghalang pembebasannya ke alam sekitar.
6. Nitrogen Oksida (NOx)
Nitrogen oksida (NOx) mempunyai beberapa kesan negatif terhadap kesihatan manusia dan alam sekitar, termasuk ozon paras tanah, hujan asid, pemanasan global, kualiti air yang semakin merosot, dan gangguan penglihatan. Kanak-kanak dan orang yang mengalami masalah paru-paru seperti asma adalah antara kumpulan yang terjejas, dan pendedahan kepada keadaan ini boleh membahayakan tisu paru-paru pada orang yang bekerja atau bersenam di luar.
7. Sulfur Dioksida (SO2)
Paras sulfur dioksida (SO2) yang tinggi boleh menjejaskan pernafasan dan memburukkan lagi keadaan pernafasan dan kardiovaskular yang sedia ada. Penghidap asma, penghidap bronkitis atau emfisema, kanak-kanak dan orang tua adalah antara populasi yang sensitif. Penyebab utama hujan asid, atau pemendapan asid, ialah SO2.
8. Karbon Monoksida (CO)
Dengan mengurangkan jumlah oksigen yang dihantar ke organ dan tisu badan, karbon monoksida (CO) boleh memberi kesan buruk kepada kesihatan seseorang. Ia juga boleh memberi kesan negatif kepada sistem kardiovaskular dan saraf. Smog, atau ozon aras tanah, yang boleh menyebabkan masalah pernafasan, sebahagiannya dihasilkan oleh CO.
9. Bahan Api dan Bahan Mentah
Bergantung pada input dan prosedur, kilang simen menggunakan 3-6GJ bahan api untuk membuat satu tan klinker. Bahan api utama yang digunakan oleh majoriti tanur simen hari ini ialah arang batu, kok petroleum, dan, pada tahap yang lebih rendah, gas asli dan minyak bahan api.
Jika ia memenuhi kriteria yang ketat, sisa dan produk sampingan tertentu dengan nilai kalori boleh pulih boleh digunakan sebagai bahan api dalam tanur simen untuk menggantikan beberapa bahan api fosil tradisional, seperti arang batu.
Di tempat bahan mentah seperti tanah liat, syal dan batu kapur, sisa dan produk sampingan tertentu yang mengandungi mineral bermanfaat seperti kalsium, silika, alumina dan besi boleh digunakan sebagai bahan mentah dalam tanur.
Garisan antara bahan api alternatif dan bahan mentah tidak selalunya jelas kerana bahan tertentu mempunyai kedua-dua kandungan mineral berharga dan nilai kalori boleh pulih.
Sebagai contoh, enap cemar kumbahan terbakar untuk menghasilkan mineral yang mengandungi abu yang bermanfaat dalam matriks klinker walaupun mempunyai nilai kalori yang rendah tetapi ketara.
Kesan Alam Sekitar Pengeluaran Simen – Soalan Lazim
Apakah pencemaran yang disebabkan oleh industri simen?
Berapa banyak CO2 yang dihasilkan oleh pengeluaran simen?
Bagaimanakah pengeluaran simen menyebabkan perubahan iklim?
Apakah kesan konkrit terhadap alam sekitar?
Kesimpulan
Daripada apa yang telah kita lihat dalam artikel ini, kita telah mengetahui bahawa walaupun pengeluaran simen adalah bahan yang diperlukan dalam memacu pembangunan masyarakat, ia berbahaya kepada alam sekitar kita. Ini memerlukan kemajuan besar daripada simen kepada alternatif lain yang mampan dan mesra alam untuk pembinaan bangunan.