سوزاندن زغال‌سنگ جهت تولید الکتریسیته باعث تولید مقدار زیادی خاکستر می‌شود که با فلزات سنگین و مواد سمی همراه است. بازیافت این آلاینده حتی در دنیای پیشرفته امروز هم یکی از دشوارترین مباحث مدیریت مواد زاید است. در سال 2008 فاجعه‌ای از این دست در ایالت تنسی آمریکا رخ داد. مواد آلاینده و خاکستر در محدوده‌ای به وسعت 121 هکتار پخش شدند. رودخانه‌ها، زمین‌های اطراف و خانه‌ها به‌شدت تحت‌تأثیر این آلودگی غیرمترقبه قرار گرفتند. دولت و واحدهای صنعتی نیز به‌شدت نسبت به این مسئله واکنش نشان دادند. در بحث‌های پرتنش این دو گروه، مدیریت آتی فراورده‌های جانبی ناشی از مصرف سوخت‌های فسیلی خصوصاً در حیطه تولید برق موضوعی بود که واکنش‌های متفاوتی را برانگیخت. بهتر است ابتدا کمی بیشتر درباره خاکستر زغال‌سنگ بدانیم. خبر خوب این است که این پسماند الزاماً زباله نیست.
خاکستر زغال قابلیت بازیافت دارد و می‌توان آن را به محصولات متنوعی اعم از بتون و کود تبدیل کرد. خاکستر سبکی که از سوزاندن زغال‌سنگ تولید می‌شود یک ماده سیلیکونی پودری است که آن را به‌عنوان یک ماده زاید می‌شناسند اما در حقیقت خصوصیات فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فردی دارد که سبب شده ایده‌های خلاقانه‌ای به سمت مصرف مجدد از آن معطوف شود. مبتکران درصدد هستند که راهی جهت استفاده از آن در ساخت ماشین‌های سبک‌تر نظامی و یا حتی پاکسازی نفت ارائه دهند.
اما تصمیم‌گیرندگان در سرتاسر جهان با یک چالش بزرگ مواجه هستند: اینکه چگونه می‌توان استفاده ایمن از خاکستر زغال‌سنگ را تشویق کرد در حالی که روز‌به‌روز بر میزان زمین‌های دفن این پسماند افزوده می‌شود و در عین حال استفاده‌های نادرست و خطرساز هم متأسفانه رو‌به‌گسترش است. بدون شک استفاده نادرست و غیرایمن از این پسماند به‌دلیل توان آلایندگی بالقوه آن می‌تواند انسان و اکوسیستم را به‌شدت در معرض خطر قرار دهد. در حال حاضر خاکستر سبک و معلق زغال سنگ و سایر پسماندهایی که از سوزاندن زغال‌سنگ تولید می‌شوند، از مهم‌ترین پسماندهای ایالات‌متحده آمریکا هستند. در آمریکا سالانه بیشتر از 136میلیون تن از این مواد زاید تولید می‌شود. برآوردها نشان می‌دهد که اروپا نیز سالانه در حدود 100میلیون تن خاکستر زغال تولید می‌کند. ارقام مشابهی برای چین در دست نیست اما از آنجایی که در حال حاضر چین بیشتر از آمریکا زغال‌سنگ مصرف می‌کند، پس بدون شک تولید این پسماند در چین هم قابل توجه است. دانشمندان چینی در آکادمی مصالح ساختمانی و مؤسسه مطالعات فنی صنعت ساختمان‌سازی برآورد کرده‌اند که در چین سالانه 5/2میلیارد تن خاکستر زغال‌سنگ تولید می‌شود.
چندین سال است که منتقدین و جوامع محلی هشدار داده‌اند که روش‌های معمول دفن خاکستر خطرات بیشماری را متوجه آب‌های زیرزمینی و ساکنین محدوده‌های مجاور خواهد کرد. اهمیت این مسئله در 22 دسامبر سال 2008 زمانی که سد نیروگاه کینگستون واقع در دره تنسی فرو ریخت، بر همگان روشن شد. در حدود 4 میلیون مترمکعب خاکستر مرطوب زغال‌سنگ از این نیروگاه به بیرون فوران کرد، رودخانه‌ها و زمین‌های اطراف به‌شدت آلوده شدند، 3 خانه کلاً ویران شد و به ده‌ها خانه نیز خسارات زیادی وارد شد. این فاجعه بدترین اتفاق از این دست بود که در آمریکا رخ داد، به همین جهت آژانس حفاظت از محیط‌زیست آمریکا مجبور شد که مجدداً قانون ارزیابی زیست‌محیطی خاکستر زغال‌سنگ را مورد بازنگری دقیق قرار دهد. در تابستان گذشته، آژانس حفاظت از محیط‌زیست 2 رویکرد جدید را پیشنهاد کرد: یکی آنکه استانداردهای جدیدی تدوین شوند که بیش از پیش ایالت‌های مختلف را برای اجرای قانون در تنگنا قرار دهند. دیگر اینکه با وضع قوانین محکمتر دست آژانس حفاظت از محیط‌زیست را برای اعمال فشار بر شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات برقی باز بگذارند تا این سازمان شرکت‌های ذی‌ربط را مجبور به تصفیه خاکستر زغال‌سنگ کند. مشکل اینجاست که قانع‌کردن صنایع کار چندان راحتی نیست و بی‌شک مجادلات بسیاری را در پی خواهد داشت.
جان وارد سخنگوی انجمن بازیافت خاکستر زغال‌سنگ می‌گوید: فرض ما بر این است که بهترین راه‌حل ممانعت از بیرون ریز این پسماند است. اما مسئله اینجاست که این دقیقاً همان اتفاقی است که احتمال وقوع آن در هر جایی از کره خاکی دور از ذهن نیست. در حدود 60 درصد از خاکستر زغال‌سنگ در آمریکا روانه زمین‌های دفن زباله می‌شود اما در اروپا این رقم در حدود 50درصد است. با وجوداینکه در سال2005 دولت چین در یک اقدام متهورانه تصمیم گرفت که نرخ بازیافت را به 75درصد برساند اما این رقم در حال حاضر تنها در حدود 30درصد است.
موضوع بازیافت خاکستر زغال‌سنگ این روزها پیچیده‌تر هم شده است چرا که اکثر گروه‌های محیط‌زیستی بازیافت خاکستر را که عملاً از دیدگاه صنعتی سودآور است، محکوم کرده‌اند. در سال 2009 تنها در آمریکا حدوداً 7 میلیون تن خاکستر بازیافت شد، از این خاکستر در مواردی نظیر زیرسازی جاده‌ها، تولید کود و بستن معادن متروکه استفاده شد. دوستداران محیط‌زیست معتقدند که کلیه موارد فوق‌الذکر برای محیط‌زیست و جوامع انسانی خطرساز است. خاکستر زغال‌سنگ شامل آرسنیک، جیوه، سرب و سایر فلزات سنگین است. حتی پیش از فاجعه نشت از نیروگاه کینگستون، آژانس حفاظت از محیط‌زیست آمریکا در سال2007 حداقل 70 مورد که منجر به مرگ ماهیان یا آلودگی آب آشامیدنی و خاک شده بودند را تحت پیگرد قانونی قرار داده بود. به‌نظر آقای وارد از انجمن بازیافت خاکستر زغال‌سنگ درصورتی که خاکستر با آب تماس نداشته باشد، مشکل خطرساز بودن آن نیز رفع می‌شود. یک روش ایمن برای بازیافت این پسماند وجود دارد: ویژگی‌های شیمیایی خاکستر زغال‌سنگ آن را یک جایگزین مناسب در صنعت سیمان ساخته است و دهه‌ها است که سازندگان بتن از آن استفاده می‌کنند. خانم لورا شمویر از شرکت مهندسین مشاور غرب که در برنامه مدیریت پایدار بتون نقش تعیین کننده‌ای دارد، می‌گوید: موانع تکنیکی بیشتر از اینکه هزینه به‌دنبال داشته باشند، امکان استفاده بهینه از این محصول را فراهم می‌کنند.
هدف این است که سازندگان بتون از خاکستر زغال و سایر مصالح بازیافتی استفاده کنند تا از انتشار حجم بالای کربن به جو جلوگیری شود. با وجود اینکه خاکستر زغال محصولی مجانی است اما استفاده از آن چندان کار راحتی هم نیست. خانم شمویر می‌افزاید: یک کارخانه بتون‌سازی که هرگز از مصالح بازیافتی استفاده نکرده اگر تمایل داشته باشد که تغییر روش دهد بایستی از اساس تغییر کند. باور داشته باشید یا نه هنوز هم در آمریکا کارخانه‌های بتون‌سازی بیشماری هستند که در محصولاتشان به هیچ وجه از مواد بازیافتی استفاده نمی‌کنند. موضوع زیرساخت‌ها هم بسیار مهم است. به‌عنوان مثال خاکستر زغال‌سنگ را بایستی جدا از سایر مصالح انبار کرد، علاوه بر این سازنده بتون هم به یک منبع قابل اعتماد و همیشگی نیاز دارد چرا که نمی‌تواند روی این موضوع سرمایه‌گذاری کند مگر اینکه از منبع تولید و مسیر حمل‌ونقل آن مطمئن باشد. خانم شمویر می‌گوید: در یک دنیای ایده‌آل تمامی کارخانه‌های بتون‌سازی از حداکثر مواد بازیافتی استفاده می‌کنند، اما واقعیت با ایده‌آل تفاوت زیادی دارد.
هر تن سیمان پورتلند از حرارت دادن سنگ آهک و خاک رس تا مرز هزاران درجه ساخته می‌شود اما این پروسه 5 الی 15 تن کربن دی اکسید هم تولید می‌کند. از 62میلیون تن بتونی که در سال2010 در آمریکا تولید شد تنها میزان اندکی به سیمان پورتلند اختصاص داشت. رفته‌رفته از اتکای صنایع بر سیمان پورتلند کاسته می‌شود و این امر مزایای زیست‌محیطی آشکاری را در پی خواهد داشت. خانم شمویر می‌گوید: متأسفانه با کسادی بازار خانه‌سازی در آمریکا میزان تقاضا برای تولید بتون هم رو به کاهش است و این بدان معنا است که آمریکا هنوز هم با مازاد خاکستر زغال‌سنگ مشکل مواجه است. شاید در آینده یک شوک ناگهانی به بازار خانه‌سازی وارد شود و باعث شود که خاکسترهای زغال هم به شکلی ایمن بازیافت شوند. اما تا آن زمان بهترین راه برای دفن خاکستر سبک زغال‌سنگ چیست؟
در اینجاست که علم بایستی خلاقانه عمل کند. خاکستر زغال ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارد که آن را برای استفاده‌های عجیب و شگفت‌آور کاملاً مطلوب ساخته است. خاکستر یک ماده افزودنی مفید با کارایی مطلوب در صنعت بتون‌سازی است، حتی یک جایگزین خوب برای خاک‌رس به کار رفته در صنعت آجرسازی نیز هست. در برخی نمونه‌های آجر بازیافتی حتی تا 40 درصد هم از زغال استفاده کرده‌اند. علاوه بر این حفره‌های خالی که در اکثر فلزات ایجاد می‌کنند نیز با استفاده از همین ماده است. حفره‌های توخالی نه‌تنها فلزات خاصی را مستحکم‌تر می‌کنند بلکه حتی از وزن آنها هم می‌کاهند. نیکهیل گوپتا از مؤسسه پلی‌تکنیک دانشگاه نیویورک و پرادیپ روهاتجی از دانشگاه ویسکانسن میلواکی به مقایسه فلزاتی پرداخته‌اند که در آنها به‌جای آلومینیوم از خاکستر زغال به میزان بیشتر از 50 درصد استفاده شده است. ترکیبات فلز و خاکستر زغال که کمتر از 20الی 30درصد وزنشان را خاکستر تشکیل داده است، ترکیباتی هستند که از نظر استحکام با ماده اصلی تفاوتی ندارد اما نکته اینجاست که وزن این ترکیبات خیلی‌خیلی کمتر است. آقای گوپتا می‌گوید: یکی از کاربری‌هایی که اخیراً در حال بررسی آن هستند، استفاده از این مواد جهت ساختن کشتی‌ها و حتی وسایل نقلیه سبک‌تر است. خاکستر زغال کارایی نامتعارف دیگری هم دارد.
این کارایی نامتعارف مربوط است به ساختار شیمیایی منحصربه‌فرد ذرات آنکه می‌توانند به راحتی نفت را جذب کنند. سودیپتا سییل از دانشگاه مرکزی فلوریدا روی ذرات خاکستر زغال تغییرات اندکی ایجاد کرده و محصول جدیدی با نام اوپس را عرضه کرده که مخفف عبارت پاکسازی نفت با کمک ذرات سطحی است. بودجه تحقیقات وی را مرکز علوم ملی آمریکا اندکی پس از فاجعه نشت نفت در خلیج مکزیک تأمین کرد. این نوآوری هنوز به بازار عرضه نشده اما وعده‌هایی در این زمینه داده شده است. این ذرات می‌توانند نفت را جذب کنند اما مشکل در پسابی است که باقی می‌ماند. نحوه استفاده از آن بدین شرح است که این ماده را روی سطحی که نفت نشت کرده، می‌پاشند و سپس بایستی آن را جمع‌آوری کنند. آقای سییل می‌گوید: این ذرات نسبت به سایر تکنولوژی‌های کنونی جمع‌آوری نفت ارجحیت دارد چرا که ماده خام لازم جهت تهیه این محصول به آسانی در دسترس است و مهم‌تر از همه اینکه در نهایت نفت اشباع شده از خاکستر را می‌توان مجدداً به نیروگاه‌ها انتقال داد و از انرژی آن استفاده کرد. هرچند که آقای سییل اذعان می‌کند برای استفاده مجدد از این انرژی ابزار پیشرفته‌ای لازم است. اما وی همچنین می‌افزاید، بررسی‌ها ثابت کرده که این پروسه که وی امتیاز اختراع آن را به نام خود ثبت کرده است، به هیچ وجه مواد سمی و خطرناکی که همراه خاکستر زغال‌سنگ است را وارد آب نخواهد ساخت.
مدیریت خطرات ناشی از مصرف این محصول
مشخص است که ایده‌هایی از این دست هنوز در مراحل ابتدایی خود هستند. اما گروه‌های صنعتی بر این باورند که حتی اگر آژانس حفاظت از محیط‌زیست تصمیم بگیرد که خاکستر زغال‌سنگ را در رده پسماندهای خطرناک قرار دهد، باز هم آنها از تلاش خود دست برنخواهند داشت. آژانس حفاظت از محیط‌زیست هم این نگرانی‌ها را پیش‌بینی کرده است و لذا تصمیم گرفته که بازیافت ایمن خاکستر زغال‌سنگ را از قوانین بازدارنده بیشتر معاف کند. البته تا زمانی که ایمنی و سلامت محصولات تضمین شود. جالب است که حتی این تصمیم هم نتوانسته صاحبان صنایع را قانع کند. آقای وارد می‌گوید: تنها به این دلیل که آژانس حفاظت از محیط‌زیست درصورت بازیافت ایمن از قوانین بازدارنده بیشتر صرف‌نظر می‌کند، ما نمی‌توانیم از منافع این بازار منصرف شویم و قانع هم نشده‌ایم که با یک محصول خطرناک سروکار داریم. تام پواندز سرپرست اجرایی شرکت کال استار که یک کارخانه آجرسازی از خاکستر زغال‌سنگ است، موافق است که این برخورد آژانس حفاظت از محیط‌زیست می‌تواند بر بازار این محصول به‌شدت تأثیر داشته باشد و تصور آن هم دور از ذهن نیست. اما اسکات شلزینگر مدیر قانونی انجمن حفاظت از منابع طبیعی می‌گوید: تنش‌هایی که بخش اقتصادی تنها به واسطه منفعت اقتصادی ایجاد کرده، به هیچ وجه صحیح نیست.
تاریخ 30ساله قوانین مربوط به پسماندهای خطرناک در آمریکا که ضمانت اجرایی آن را آژانس حفاظت از محیط‌زیست برعهده دارد، نشان می‌دهد که این قوانین بیشتر مشوق فعالیت‌هایی نظیر بازیافت و استفاده مجدد هستند. اما اگر پسماندی از نوع پسماندهای خطرناک باشد، بایستی بی‌هیچ تردیدی به زمین‌های دفن مخصوص این پسماندها انتقال داده شود. هزینه این کار بالا است و این مسئله باعث می‌شود که بازیافت برای تولیدکنندگان این نوع پسماندها از جذابیت بیشتری برخوردار باشد. اینجاست که بایستی تصمیم قاطعی گرفته شود. از آنجایی که مصرف‌کنندگان گاهی حس ناخوشایندی نسبت به مواد بازیافتی دارند لذا آژانس حفاظت از محیط‌زیست قوانینی جهت راحتی خیال عموم پیشنهاد کرده است. پسماندهایی نظیر روغن موتور، مواد پاک‌کننده و باطری‌های اتومبیل از نمونه‌های این مواد هستند که بایستی برای بازیافت آنها مسائل عدیده‌ای مراعات شود.
شلزینگر می‌گوید که در طرح پیشنهادی آژانس حفاظت از محیط‌زیست آمریکا برای بازیافت خاکستر زغال‌سنگ، مطرح شده است که این پسماند یک پسماند خطرناک است. اما درصورتی که موارد و نمونه‌هایی از استفاده‌های سودمند مطرح شود، این موارد بایستی از نظر عموم مردم قابل توجیه باشد. شلزینگر می‌افزاید: بدون شک هیچ کس دیگر برای این کار پیشقدم نخواهد شد. لازم به ذکر است که این طرح پیشنهادی بسیار بحث‌برانگیز شده است. جمهوریخواهان درصدد هستند که از طریق بودجه عملاً قدرت اجرایی آژانس حفاظت از محیط‌زیست برای قانونگذاری در زمینه بازیافت خاکستر زغال را محدود کنند. ماه گذشته، آژانس تلاش کرد که قدم‌هایی برای اصلاح طرح پیشنهادی خود بردارد، اما ناظرین می‌گویند برای تصویب قوانین جدید بایستی حداقل تا بعد از انتخابات سال2012 صبر کرد.
