التلوث الناجم عن صناعة الاسمنت -الباحث لؤي العرنجي

التلوث الناجم عن صناعة الاسمنت
إن صناعة الاسمنت تعتبر من الصناعات الملوثة حيث تساهم بانبعاثات غازات الدفيئة التي في مقدمتها غاز ثاني اكسيد الكربون الناتج عن عمليات الحرق وعمليات تفكك كربونات الكالسيوم
قامت الدول المتقدمة الأوربية بترحيل هذه الصناعة إلى دول العالم النامي
أولاً-الملوثات الناتجة عن صناعة الإسمنت

يمكن تقسيم الملوثات الناتجة عن صناعة الإسمنت حسب المخطط السابق ولكن سنركز فقط في هذه الفقرة على ثلاث فئات هي الملوثات الصلبة والملوثات الغازية والضجيج.

1. الملوثات الصلبة:

وهي عبارة عن الجزيئات والدقائق الصلبة الناتجة عن مختلف مراحل العمليات الإنتاجية (التفجير، التعدين، النقل، التكسير، الطحن، الحرق، التبريد، التعبئة) حيث أن كل هذه العمليات يتم من خلالها تنعيم المواد ونقلها مما يؤدي إلى انبعاث الغبار ، بالإضافة إلى كميات الغبار التي تنطلق من مداخن مصانع الإسمنت وخصوصاً عند ارتفاع نسبة غاز أول أكسيد الكربون في الفرن حيث تفصل الفلاتر الكهربائية مما يؤدي إلى انطلاق الغبار والغازات إلى الجو المحيط. كذلك هناك كميات من الغبار يتم التخلص منها في كثير من مصانع الإسمنت عن طريق المعبر الثانوي By-Pass بسبب تراكيب المواد الخام المستعملة أو نوعية زيت الوقود وهناك آثار بيئية سيئة لهذه الأغبرة وسوف نتطرق إليها فيما بعد.

هذا وتشمل الدقائق الجزيئات الصلبة الناتجة عن مختلف مراحل الإنتاج كالغبار والدخان والضباب ، ويشكل الغبار المتطاير بعد عملية الحرق 70-80% من الغبار المطروح. ونشير في هذا الصدد إلى أن حجوم الذرات ونوعية المواد المنبعثة ذات تأثير مختلف حيث يمكننا القول بإمكانية التمييز بين نوعين من الغبار حسب حجم الذرات:

أ‌- الغبار المتراكم Accumulated Dust

ويتكون من ذرات تتجاوز أقطارها 10ميكرون وتترسب في المناطق المجاورة لأماكن انبعاثها وهي ذات تأثير ضعيف على الجهاز التنفسي حيث أن الدفاعات الأنفية توقف جزءاً منها لكنها تؤثر بصورة كبيرة على العيون والمنشآت والأبنية والأشجار، وقد لوحظ ذلك على المنشآت والأبنية والأشجار القريبة من مصانع الإسمنت.

ب‌- الغبار المعلق: Suspended Dust

ويتكون من ذرات أقطارها أقل من 10 ميكرون وهي خفيفة وتبقى معلقة في الهواء لفترات طويلة وتترسب ببطء.

ويسبب الغبار المعلق الأمراض المختلفة للإنسان (الربو والتهاب الشعب الهوائية والحساسية) نتيجة ملامسة ذرات هذا الغبار للجلد والعيون وتوغلها في الجهاز التنفسي.
هذا وينبعث الغبار في مراحل الإنتاج والتصنيع المختلفة بالنوعية التالية:







مراحل الإنتاج نوعية الغبار
اقتلاع المواد الأولية: طين – رمل غبار طيني – رمل
تفجير – تعدين الحجر الجيري غبار حجر جيري
نقل وتكسير المواد الأولية غبار المواد التي يتم تكسيرها
نقل المواد الخام غبار المواد الخام
تجفيف وطحن المواد الخام غبار مواد خام مطحونة
حقول أو خزانات الخلط غبار مواد خام مطحونة
الفرن وتوابعه غبار مواد خام
تبريد كلنكر غبار كلنكر
نقل وتخزين كلنكر غبار كلنكر
طحن الكلنكر والجبس غبار كلنكر وجبس وإسمنت
تعبئة الإسمنت غبار إسمنت
نظام By-Pass إن وجد غبار مواد شبه محروقة

وتختلف دقائق الغبار المنبعث من المراحل المختلفة المذكورة من حيث الحجم والتركيب والتأثير كما تم الإشارة إلى ذلك.

هذا وقد برز الاهتمام بموضوع البيئة على مستوى عالمي في النصف الثاني من القرن العشرين وذلك بسبب زيادة التلوث وتأثر طبقة الأوزون وما يحدث باستمرار من تغيرات جوية ومناخية مما دفع إلى الاهتمام بالبيئة وتحديد الملوثات والعمل على تقليصها والتعامل معها وتم وضع الحدود العالمية المسموح بها للحد من التلوث وقد تطلب هذا استثمارات هائلة لتحقيق هذا الهدف في دول العالم غير أن نتائجه تعطي مردوداً أكبر من حيث الحفاظ على البيئة، ومنع التلوث والمحافظة على السلامة العامة ومنع هدر الموارد والعمل على إعادة تدوير المواد واستغلالها والاستفادة من المنتجات الثانوية لبعض الصناعات في صناعات أخرى، وبالتالي فإن للجانب البيئي بعداً إنسانيا واقتصادياً وصحياً ينبغي التنبه إليه والتأكيد. عليه ونورد فيما يأتي جدولاً يحدد كميات الغبار المسموح بانطلاقها إلى الجو المحيط في مصنع للإسمنت بطاقة إنتاجية 1000 طن باليوم.

الدولة الحد الأعلى للغبار المسموح بالانطلاق إلى الجو المحيط في كل متر مكعب
السعودية 150 ملليغرام/م3
سوريا 250 ملليغرام/م3
إيطاليا 300 ملليغرام/م3
فرنسا 150 ملليغرام/م3
السويد 150 ملليغرام/م3
الولايات المتحدة 70 ملليغرام/م3
ألمانيا 100 ملليغرام/م3
أستراليا 250 ملليغرام/م3
بريطانيا 100 ملليغرام/م3
جدول رقم (1)
ومن الملاحظ عند وضع المواصفات التي تحدد كمية الانبعاثات المسموح بها بأن هناك حدوداً مختلفة لكل من المصانع القديمة والمصانع الجديدة حيث أن الانبعاثات الصادرة عن المصادر الجديدة يجب أن تكون أقل وضمن الحدود العالمية وهذا ما يشير إليه الجدول رقم (1) حيث يرتفع الحد الأعلى للغبار المسموح به بالانبعاث إلى الجو المحيط في عدد من البلدان كإيطاليا، أستراليا، سوريا وهذا يعود إلى أن مصانع الإسمنت فيها قديمة ولم تكن هناك تشديدات تتعلق بالبيئة كما هو الحال عليه الآن في العالم.

2. الملوثات الغازية

تنتج الغازات عن عمليات احتراق الوقود في الأفران ويستخدم في صناعة الإسمنت، وخصوصاً في أوروبا، الوقود الصلب (الفحم الحجري) والوقود السائل (زيت الوقود) والغاز الطبيعي، ومن أهم الغازات الناتجة عن احتراق هذه الأنواع من الوقود:

- غاز ثاني أكسيد الكربون CO2
- غاز ثاني أكسيد الكبريت SO2
- أكاسيد النيتروجين NOx
- غاز أول أكسيد الكربون CO

وقد تم تحديد التراكيز المسموحة من هذه الغازات لكل متر مكعب ينطلق إلى الجو المحيط وكما هو مبين في الجدول التالي رقم (2).

التراكيز القياسية لبعض الغازات الملوثة للهواء

المادة الملوثة SO2 NOx CO
التركيز المسوح به مع كل م3 - ملغ 0.05 0.085 1.0
جدول رقم (2)

تجدر الإشارة إلى أن الملوثات الغازية المذكورة ذات آثار ضارة وسلبية على البيئة والصحة العامة وكما هو واضح من تبيان آثارها التالية:

 غاز ثاني أكسيد الكربون CO2
يعتبر غاز ثاني أكسيد الكربون مؤثراً رئيسياً على المناخ (Climate) ويؤدي إلى تسخين جو الأرض حيث لوحظ ارتفاع في درجة الحرارة في كوكب الأرض.

 غاز ثاني أكسيد الكبريت SO2
ويعتبر غاز ثاني أكسيد الكبريت من أخطر ملوثات الهواء حيث يتحول في التفاعلات الكيميائية الضوئية إلى ثالث أكسيد الكبريت SO3 ثم يتحول إلى حمض الكبريت (الكبريتوز والكبريتيك)، وبوجود الرطوبة يؤدي إلى تشكيل معلقات ثانوية في الهواء تقلل من الرؤية وذات تأثير ضار على الجهاز التنفسي.


 أكاسيد النيتروجين NOx
تنتج أكاسيد النتروجين من اتحاد النتروجين مع الأكسجين في درجات الحارة العالية، وفي التراكيز المنخفضة تؤثر أكاسيد النتروجين مسببة الحساسية الخفيفة وفي التراكيز المرتفعة فإنها تؤثر على الرؤية وعلى الجهاز التنفسي.

 غاز أول أكسيد الكربون CO
وهو غاز شديد السمية، يؤثر على الإنسان والحيوان على حد سواء. ففي حالات الإصابة البسيطة يظهر ألم في الرأس مع ضعف وضيق في الصدر وحرارة وقيء. وفي حالة الإصابة المتوسطة يظهر خلل في الحركة ويتلون الوجه بالأزرق وهي من علامات الإختناق وينخفض الإحساس والإدراك.
ويعتبر التركيز المميت من هذا الغاز 2 ملغ/لتر عند التعرض لمدة ساعة وعند ارتفاع التركيز إلى 5 ملغ/لتر فإن التعرض لمدة خمس دقائق تعتبر مميتة.



3. الضجيج Noise

الضجيج من ملوثات البيئة حيث أن الأصوات العالية بالإضافة إلى أنها مزعجة فهي تؤثر بصورة ضارة على السمع ومن حالات التعرض المستمر للضجيج الناجم عن مواقع مختلفة في صناعة الإسمنت فإن ذلك يؤدي إلى انخفاض المستوى السمعي عند المعاملين ويزداد ذلك حدة عند التعرض لفترات طويلة وبدون استعمال أدوات السلامة اللازمة ويتمثل الضجيج في صناعة الإسمنت بالمواقع التالية:

3-1. التفجير
من المعروف بأن مصانع الإسمنت يتم إنشاؤها غالباً قريبة من مناطق تواجد الحجر الجيري والذي تصل نسبة استعماله في الخلطة الخام إلى 80% ونظراً للحاجة إلى هذه الكميات الكبيرة من المواد فإن عمليات التفجير لابد منها مما يترتب عليه إصدار ضجيج مرتفع يزعج القاطنين في المناطق القريبة ، وتزداد الخطورة إذا ترافق ذلك مع وجود اهتزازات مؤثرة قد تعود بالضرر على المباني السكنية إذا كانت قريبة من مناطق التعدين وهذا بدوره يتطلب اتخاذ إجراءات عديدة لتلافي الأضرار التي قد تحدث في المصنع أو المناطق القريبة نوردها فيما يأتي:

أ‌. اتخاذ الإجراءات اللازمة مع الجهات المعنية لضمان بقاء منطقة خالية من السكان في الأراضي المحيطة بمناطق التعدين وبمسافات كافية.

ب‌. تقليص كمية المتفجرات المستعملة في التفجير لغايات عمل خلخلة وتشققات كافية لتحرير المواد بالجرافات وتكسير وتقليع الحجارة بالشاكوش الآلي من شأنه أن يحد من الآثار المترتبة عن عمليات التفجير وقد لجأ إلى ذلك العديد من مصانع الإسمنت والتي تقع في مناطق هامة سواء أثرية أو قريبة من مناطق سكنية.

ت‌. من الممكن استعمال كبسول معيق في عمليات التفجير لأجزاء من الثانية بحيث يتم تقسيم التفجيرة على دفعات مما يقلل من الآثار فتبدو وكأنها تفجيرات صغيرة وهذا يقلص من التأثير المترتب على عمليات التفجير.

ث‌. أضحى من الممكن استعمال مواد كيماوية صديقة بالبيئة بديلاً عن المتفجرات السابقة كنترات الأمونيوم وغيرها باستعمال مواد أخرى ذات آثار ضارة أقل ويعطي نفس نواتج التفجير من تفتيت الصخور.

ج‌. من المفيد أيضاً في هذا المجال ولغرض الحد من الآثار المترتبة على عمليات التفجير اللجوء إلى عمل تفجيرات صغيرة وذلك لتلافي الاهتزازات والصوت العالي المصاحب للتفجيرات الكبيرة.

3-2. ضجيج المعدات والآلات

إن استعمال الكسارات والطواحين في صناعة الإسمنت لغايات تكسير المواد الخام وطحنها يترتب عليه انبعاث ضجيج مرتفع ينبغي عدم التعرض له باستمرار ومن الضروري استخدام واقيات الأذن للحد من تأثيرات الصوت والتي قد تؤدي إلى التأثير على المقدرة السمعية للعاملين مع الوقت.

ومن الممكن الإشارة في الجدول التالي إلى الحدود القصوى للضوضاء في مناطق صناعة الإسمنت كما هو وارد:

الموقع الضجيج كحد أقصى بالديسيبل (DB)
كسارات 105
طواحين مواد خام 105
الخلط والمجانسة 95
الأفران 100
طواحين الإسمنت 105
تعبئة الإسمنت 95
نواقل مختلفة 95
ورشات العمل 90
مواضع أخرى 80
المهندس لؤي حسن العرنجي louay alaranji

ربى يحفظنا

تعمل شركات الفلترة منذ عقود على تطوير أقمشة تتحمل الحرارة العالية لاستخدامها في الفلاتر القماشية وقد نجحت كثير من الشركات في تصنيع أقمشة تتحمل الحرارة وفي أنظمة الفلترة القماشية تضع حلول تكنولوجية كادخال هواء بحرارة الجو الخارجي مما يخفض درجات الحرارة في نظام الفلترة القماشي
وأداء الفلاتر القماشية مرتفع جداً ويحقق تصفية وفلترة بحيث تكون ضمن الحدود المقبولة بيئيا
وبالنسبة لاستهلاك المياه في صناعة الاسمنت تعمل جميع الأنظمة من تبريد ومياه صناعية ضمن دارات مغلقة مما يوفر في استهلاك المياه
وبقدر ما تتم عملية صيانة شبكة المياه الصناعية تكون كميات المياه المستهلكة بحدودها الدنيا
وبالنسبة لاستهلاك الكهرباء فأن تطوير الآلات والمحركات بأخرى ذت مردود أعلى وتعتمد تقنيات تقلل من استهلاك الطاقة الكهربائية كله من شأنه تخفيض استهلاك الكهرباء في شركات الاسمنت
مع اعتماد شركات الاسمنت على الطاقات البديلة كالرياح والشمس في الحصول على الطاقة الكهربائية بشكل جزئي اضافة لاستجرار الكهرباء من الشبكة العامة
المهندس لؤي العرنجي