プロセスのあらゆる段階で、セメント製造には 環境への影響. これらには、遠くから見える石灰岩の採石場が含まれ、地域の環境を恒久的に変える可能性があります。 大気汚染物質 ほこりやガスの形で; 機械操作時の騒音と振動。 採石場での発破。
目次
セメント生産の環境への影響
世界の総 CO4 排出量の 8 ～ 2% はコンクリートから発生しています。、その製造、アプリケーション、およびインフラストラクチャと建物への直接的な影響によって影響を受ける、複雑な環境への影響があります。 セメントは、コンクリートに大きな影響を与えるだけでなく、それ自体が環境的および社会的影響を与える重要な要素です。
1. 二酸化炭素の排出と気候変動
人間が生成する CO5 排出量全体の最大 2% がセメント事業で発生しており、その 50% が化学反応によるもので、40% が燃料の燃焼によるものです。 気候変動.
構造用コンクリート (約 2% のセメントを含む) の製造による推定 CO14 排出量は 410 kg/m3 (密度 180 g/cm2.3 で約 3 kg/トン) です。 セメントの代わりに 290% のフライアッシュを使用すると、この生産量は 3 kg/m30 に減少します。
生産されるセメント 900 トンごとに 2 kg の CO88 が大気中に放出され、平均的なコンクリート ミックスに関連する排出量の 2% を占めます。 コンクリートの製造による COXNUMX 排出量は、コンクリート ミックスに使用されるセメント含有量に正比例します。
炭酸カルシウムが熱分解されて石灰と二酸化炭素が生成されると、セメントの生成は温室効果ガスの排出につながります。 セメント生産中のエネルギー使用もこの問題の一因となります。 化石燃料 やけどを負った。
コンクリートの単位質量あたりの内包エネルギーが非常に低いという事実は、注目に値するコンクリートのライフ サイクルの XNUMX つの側面です。 これは主に、水、ポゾラン、骨材などのコンクリート製造に使用されるコンポーネントがローカルリソースで入手可能であり、頻繁にアクセスできるためです。
したがって、セメント製造はコンクリートに組み込まれたエネルギーの 70% を使用しますが、輸送は 7% しか使用しません。
コンクリートは、単位質量あたりの総エネルギーが 1.69 GJ/トンで、木材を除く他の建築材料よりも低い単位質量当たりのエネルギーを持っています。 コンクリート構造物は膨大な量であるため、この比較は常に意思決定にすぐに適用できるとは限りません。
この見積もりは、フライアッシュが 20% 以下のコンクリート混合比率に基づいていることを覚えておくことが重要です。 推定によると、セメントの 0.7% をフライアッシュに置き換えると、エネルギー使用量が 80% 減少します。 いくつかの提案された混合物にはXNUMX％ものフライアッシュが含まれているため、これはかなりのエネルギー節約につながります.
によると、 2022 年からのボストン コンサルティング グループ レポート、より環境に優しいセメントを作成するための投資は、より大きな 温室効果ガス 電気や航空への投資よりも節約できます。
2. 表面流出
洪水や深刻な土壌浸食は、非多孔質コンクリートのような不浸透性の表面から水が流れ出るときに発生する表面流出によって発生する可能性があります。 ガソリン、モーター オイル、重金属、廃棄物、およびその他の汚染物質は、歩道、道路、および駐車場から都市部に流出することがよくあります。
減衰がなければ、典型的な大都市圏の不浸透性被覆は地下水の浸透を減らし、同じサイズの典型的な森林地帯の XNUMX 倍の流出をもたらします。
最近の舗装プロジェクトの多くは、不浸透性コンクリートの有害な影響を相殺するために、ある程度の自動雨水管理を提供する浸透性コンクリートの使用を開始しています。
コンクリートは、慎重に計算された骨材比率で慎重に敷設され、透過性コンクリートを生成します。これにより、表面流出物が浸透して地下水に戻ることができます。
これにより、洪水と地下水の補充の両方が促進されます。 透水性のコンクリートやその他の個別に表面化された領域は、適切に構築およびコーティングされている場合、油やその他の化学物質などの危険な汚染物質の通過をブロックすることにより、自動水フィルターとして機能します。
残念なことに、透水性コンクリートを広範囲に使用することにはまだ欠点があります。 従来のコンクリートと比較して強度が低いため、低負荷領域での使用が制限され、凍結融解による損傷やシルトの蓄積を最小限に抑えるために慎重に設置する必要があります。
3. アーバンヒート
として知られているもの ヒートアイランド現象 影響は主にコンクリートとアスファルトによって引き起こされます。 世界では、230 年までに 2 億 m2.5 (2 兆平方フィート) の建物が追加されると予想されています。これは、既存の世界の建物ストックに相当する面積です。
国連経済社会局によると、68 年までに世界人口の 2050% が都市部に住むと予測されています。都市部で使用される追加のエネルギーと大気汚染の結果として、舗装された表面は深刻な脅威となっています。 .
地域にはエネルギー節約の機会がたくさんあります。 理想的には、気温が下がるにつれて空調の需要が減少し、エネルギーが節約されるはずです。
しかし、反射する舗装が周囲の構造物にどのように影響するかに関する研究は、建物に反射ガラスがないと、舗装から反射される太陽放射が建物の温度を上昇させ、空調の必要性を高める可能性があることを示しています。
さらに、地域の気温と空気の質は、都市を覆う舗装からの熱伝達によって影響を受ける可能性があります。 高アルベド舗装など、太陽エネルギーの吸収が少ない材料を使用すると、都市環境への熱の流れを制限し、UHIE を調整できます。 高温の表面は、対流によって都市の空気を暖めます。
現在使用されている舗装材料でできた表面の場合、アルベドは約 0.05 から約 0.35 の範囲です。 初期アルベドが高い舗装材は、典型的なライフ サービスの過程で反射率を失う傾向がありますが、初期アルベドが低い舗装材は反射を得る可能性があります。
熱的快適性効果と、特に熱波の間、歩行者の健康と安全を危険にさらさない追加の緩和策の必要性は、考慮すべき追加の要素です。 「地中海アウトドア コンフォート インデックス」（MOCI）は、
人々は天候や熱的快適性条件にさらされているため、判断を下す際には都市設計全体を考慮する必要があります。 植生や反射素材などの他の技術や技術と適切に組み合わせると、都市環境で高アルベド素材を使用すると有益な効果が得られます。
4. コンクリートダスト
地震やその他の自然災害、建物の破壊の際には、多くのコンクリート粉塵が大気中に放出されることがよくあります。 阪神淡路大震災後、深刻な大気汚染の主な原因はコンクリート粉塵であることが判明しました。
5. 放射性および有毒汚染
健康上の問題は、望ましい添加剤と望ましくない添加剤の両方を含むいくつかの化合物がコンクリートに含まれることから発生する可能性があります。 使用される原材料のソースに応じて、さまざまな濃度の天然放射性元素 (K、U、Th、および Rn) がコンクリート構造物に含まれる場合があります。
たとえば、一部の石は自然にラドンを放出し、古い鉱山からの廃棄物には多くのウランが含まれていました. 原子力事故による汚染の結果として有毒化合物を不注意に使用することも別の可能性です。 解体またはひび割れの前にコンクリートに何が含まれていたかによっては、がれきや破砕されたコンクリートからの粉塵が重大な健康リスクを引き起こす可能性があります。
ただし、必ずしも危険というわけではなく、有毒物質をコンクリートに埋め込むことが有利になることさえあります。 場合によっては、水和プロセス中に金属を含む特定の化合物をセメントに添加すると、セメントが安全な状態で固定され、環境への放出が抑制されます。
6. 窒素酸化物(NO)x)
窒素酸化物 (NOx) は、地上オゾン、酸性雨、地球温暖化、水質の悪化、視覚障害など、人間の健康と環境に多くの悪影響を及ぼします。 子供や喘息などの肺の問題を抱えている人は影響を受けるグループに含まれており、これらの状態にさらされると、外で働いたり運動したりする人の肺組織に損傷を与える可能性があります.
7. 二酸化硫黄（SO2)
高レベルの二酸化硫黄 (SO2) は、呼吸を妨げ、すでに存在する呼吸器および心臓血管の状態を悪化させる可能性があります。 喘息患者、気管支炎または肺気腫の人、子供、高齢者は、敏感な集団の中に含まれています。 酸性雨または酸性沈着の主な原因は SO2 です。
8. 一酸化炭素（CO）
体の臓器や組織に供給される酸素の量を減らすことによって、 一酸化炭素 (CO) 健康に悪影響を与える可能性があります。 また、心血管系や神経系に悪影響を及ぼすこともあります。 スモッグ、または呼吸器系の問題を引き起こす可能性のある地上オゾンは、CO によって部分的に生成されます。
9. 燃料と原材料
インプットと手順に応じて、セメント工場は 3 ～ 6GJ の燃料を使用して XNUMX トンのクリンカーを製造します。 今日、大部分のセメントキルンで使用されている主な燃料は、石炭、石油コークス、そして少量ではあるが天然ガスと燃料油です。
厳しい基準を満たせば、回収可能な発熱量を持つ特定の廃棄物や副産物をセメントキルンの燃料として利用して、石炭などの従来の化石燃料の一部を置き換えることができます。
粘土、頁岩、石灰岩などの原料の代わりに、カルシウム、シリカ、アルミナ、鉄などの有益なミネラルを含む特定の廃棄物や副産物を窯の原料として使用できます。
代替燃料と原材料の境界線は必ずしも明確ではありません。特定の材料には、貴重なミネラル含有量と回収可能な発熱量の両方が含まれているからです。
たとえば、下水汚泥は燃焼して灰分を含むミネラルを生成します。このミネラルは、発熱量は低いもののクリンカー マトリックスに有益です。
セメント生産の環境への影響 – よくあるご質問
セメント産業はどのような公害を引き起こしますか?
セメント産業は主に大気汚染を引き起こします。
セメントの生産によってどのくらいの CO2 が発生しますか?
セメント生産によって生成される CO2 の量は、セメント 0.9 ポンドあたり約 XNUMX ポンドです。.
セメント生産はどのように気候変動を引き起こしますか?
これが、セメント生産が気候変動を引き起こす方法です。 炭酸カルシウムが熱で破壊されて石灰と二酸化炭素が生成されると、セメントの生成によって温室効果ガスが排出され、それが気候変動を引き起こします。
コンクリートが環境に与える影響は？
セメント生産から得られるコンクリートは、強力な温室効果ガスである二酸化炭素の主要な発生源の XNUMX つです。 地球上で最も肥沃な層である表土は、コンクリートによって悪影響を受けます。 コンクリートでできた硬い表面は、表面流出に寄与し、土壌浸食、水質汚染、および洪水につながる可能性があります。
まとめ
この記事で見てきたことから、セメントの生産は社会の発展を推進する上で必要な要素であるにもかかわらず、それらが私たちの環境に有害であることを知っています. これには、セメントから離れて、建物建設に代わる持続可能で環境に優しい他の代替手段への大幅な進歩が必要です。
提言
熱意にあふれた環境保護主義者。 EnvironmentGo のリード コンテンツ ライター。
私は、環境とその問題について一般の人々を教育するよう努めています。
それは常に自然に関するものであり、私たちは破壊するのではなく保護するべきです。