Telegram-logo
Instagram-logo
سنگ مصنوعی و تکنولوژی ساخت آن
سنگ مصنوعی و تکنولوژی ساخت آن

سنگ مصنوعی و تکنولوژی ساخت آن قدمت استفاده از سنگریزه‌ها و خرده‌سنگ‌ها انسان از زمان‌های دور سنگریزه‌ها را جمع می‌کرد و از آنها ابزار می‌ساخت،

آشنایی با روش ژئوفیزیک اکتشافی IP
روش ژئوفیزیک اکتشافی IP

آشنایی با روش ژئوفیزیک اکتشافی IP IP یکی از متداول‌ترین روش‌های مورد استفاده در اکتشافات معدنی و نفت و گاز می‌باشد. در اکتشافات نفت و

Baner-MineJobs
Baner-dictionary
شن و ماسه نادرتر از آن چیزی است که فکر می‌کنید

https://www.mining-eng.ir/?p=9736

فهرست مطالب

شن و ماسه نادرتر از آن چیزی است که فکر می‌کنید

شن و ماسه در سراسر جهان استخراج می‌شوند و بیشترین حجم مواد جامد استخراج شده در سراسر جهان را به خود اختصاص می‌‌دهند. این مواد که در اثر فرآیندهای فرسایشی در طول هزاران سال ایجاد شده‌اند (جان، 2009)، اکنون با نرخی بسیار بیشتر از تجدید خود استخراج می‌شوند.

همچنین نرخ استخراج شده تاثیرهای زیادی بر رودخانه‌ها، دلتاها و اکوسیستم‌های دریای و ساحلی دارد (شکل 1) که این امر موجب از دست رفتن زمین در اثر فرسایش رودخانه‌ای یا ساحلی، پایین آمدن سفره‌های آب زیرزمینی و کاهش میزان تامین رسوب می‌گردد.

با وجود کمیت عظیم شن و ماسه مورد استفاده، وابستگی فزاینده ما به آن‌ها و تاثیر قابل توجه استخراج آن‌ها بر محیط زیست، سیاست‌گذاران این امر را عمدتاً نادیده گرفته‌اند و مردم نیز تا حد زیادی از آن غافل مانده‌اند.

 

چرا این موضوع مهم است؟

در سطح جهان بین 47 تا 59 میلیارد تن ماده هر سال استخراج می‌شود (استینبرگر و همکاران، 2010) که از این میزان شن و ماسه، معروف به مواد قرضه، بیشترین سهم را دارد (بین 68% تا 85%) و میزان استخراج بیش از همه در حال افزایش است (کراوسمنن و همکاران، 2009).

جالب این جاست که هر چند میزان استخراج شن و ماسه از هر ماده دیگری بیشتر است، داده‌های معتبر در مورد استخراج آن‌ها تنها در چند کشور پیشرفته خاص و آن‌هم برای سال های اخیر موجود است (کراوسمنن و همکاران، 2009).

نبود داده‌های جهانی در مورد استخراج مواد قرضه ارزیابی زیست‌محیطی را بسیار دشوار می‌سازد و این امر در نبود آگاهی در مورد این موضوع نقش دارد. یک راه برای برآورد غیرمستقیم استفاده جهانی از مواد قرضه استفاده از داده‌های تولید سیمان برای بتن است (بتن از سیمان، آب، ماسه و شن ساخته می‌شود).

تولید سیمان توسط 150 کشور گزارش شده است که به 3/7 میلیارد تن در سال 2012 می‌رسد (USGS, 2013a). برای هر تن سیمان، به شش تا هفت تن شن و ماسه نیاز است (USGS, 2013b). بنابراین می‌توان استفاده جهانی از مواد قرضه برای بتن را بین 25/9 تا 29/6 میلیارد تن در سال تنها برای سال 2012 برآورد کرد. با این میزان بتن می‌توان دیواری به بلندی 27 متر با عرض 27 متر در امتداد استوا ساخت.

به این میزان باید مواد قرضه مورد استفاده در بازسازی زمین، توسعه خط ساحلی و خاکریزهای جاده‌ای (که برای آن آمارهای جهانی وجود ندارد) و 180 میلیون تن ماسه مورد استفاده در صنعت را افزود (USGS, 2012). همچنین مواد قرضه تا 90 درصد کف پوش آسفالت و 80 درصد جاده‌های بتنی را تشکیل می‌دهند (رابینسون و براون، 2002). چین به تنهایی 146400 کیلومتر جاده در سال می‌سازد (EDE, 2013) که نشانه ای از تقاضای جهانی برای مواد قرضه است.

 

با در نظر گرفتن تمام این موارد، برآورد محافظه‌‌کارانه برای مصرف جهانی مواد قرضه از 40 میلیارد تن در سال فراتر می رود. این میزان دو برابر میزان رسوبی است که تمام رودخانه‌های سراسر جهان حمل می‌کنند (میلیمن و سیویتسکی، 1992) که این امر انسان را به بزرگترین عامل دگرگون کننده زمین از نظر مواد قرضه تبدیل می‌کند (رادفورد، 2005).

استخراج این میزان زیاد از مواد (شکل 1) و  استفاده از آن‌ها قطعاً بر محیط زیست تاثیر می‌گذارد (سوناک و همکاران، 2006؛ کوندالوف، 1994). استخراج مواد قرضه بر تنوع زیستی، توربیدیته آب، سطوح آب زیرزمینی و چشم‌انداز (جدول 1) و از طریق انتشار دی اکسید کربن در اثر حمل و نقل بر آب و هوا تاثیر می‌گذارد. همچنین این امر اثرهای اقتصادی-اجتماعی، فرهنگی و حتی عواقب سیاسی به دنبال دارد. در برخی موارد حاد، استخراج مواد قرضه دریایی مرزهای بین‌المللی را تغییر داده است. ناپدید شدن جزایر ماسه‌ای در اندونزی نمونه‌ای از این امر است (نیویورک تایمز، 2010؛ گورین، 2003).

 

شن و ماسه نادرتر از آن چیزی است که فکر می‌کنید
شکل 1- استخراج ماسه ساحلی در سیرالئون

 

جدول 1-خلاصه پیامدهای اصلی استخراج مواد قرضه

موارد تحت تاثیر

توصیف

تنوع زیستی

تاثیر بر اکوسیستم‌های مرتبط (برای مثال شیلات)

از دست رفتن زمین

زمین‌های درون خشکی و ساحلی از طریق فرسایش

کارکرد هیدرولوژیکی

تغییر در جریان‌های آب، تنظیم سیلاب و جریان‌های دریایی

تامین آب

از طریق پایین آمدن سفره آب زیرزمینی و آلودگی

سازه‌های زیربنایی

صدمه به پل‌ها، دیوارهای خاکی رودخانه ای و سازه های زیربنایی ساحلی

آب و هوا

مستقیماً از طریق انتشارهای حمل و نقل، غیر مستقیم از طریق تولید سیمان

چشم انداز

فرسایش ساحلی، تغییرات در ساختارهای دلتایی، معادن سنگ، آلودگی رودخانه ها

رویدادهای حاد

کاهش حفاظت در برابر رویدادهای حاد (سیل، خشکسالی، طوفان)

 

یافته‌ها

تقاضا برای مواد سنگدانه‌ای گستره وسیعی از بخش‌ها را شامل می‌شود از جمله تولید شیشه، الکترونیک و هوافضا. البته بزرگترین استفاده از آن در ساخت و ساز (برای مثال به دوبی در باکس 1 مراجعه کنید) و بازسازی زمین (به مثال سنگاپور در باکس 2 مراجعه کنید) است.

روند استخراج سنگدانه‌ها را می‌توا با استفاده از تولید سیمان برآورد کرد. این میزان در 20 سال گذشته از 1/37 میلیارد تن سیمان در سال 1994 به 3/7 میلیارد تن در سال 2012 به حدود سه برابر افزایش یافته است (USGS, 2013a). این امر عمدتاً به خاطر رشد سریع اقتصادی در آسیا (UNEP و CSIRO، 2011) و توسعه چین است. توسعه چین در سال 2012 85% تولید سیمان جهان برابر با 2/15 میلیارد تن سیمان را جذب خود کرده است (شکل 2). پنج کشور: چین (58%)، هند (75/6%)، ایالات متحده (2%)، برزیل و ترکیه-70% سیمان جهان را تولید می‌کنند (USGS, 2013c). البته، تقاضای سیمان چین در 20 سال گذشته به میزان 5/437% به صورت نمایی افزایش یافته است. استفاده از آن در بقیه جهان به میزان 59/8% رشد داشته است (شکل 2).

مصرف سیمان هر شهروند چینی در حال حاضر 6/6 برابر بیش از هر شهروند آمریکایی است (USGS, 2013a). به خاطر نیاز به زیرساختارهای جدید و نوسازی زیرساختارهای موجود (پل‌ها، جاده‌ها، سدها، خانه‌ها) -که همگی به وجود مواد قرضه (سنگدانه‌ها) وابسته هستند- تقاضا هم چنان رو به افزایش است.

اخیراً ماسه در بستر رودخانه‌ها و معادن سنگ استخراج شده است؛ البته، به خاطر کاهش منابع خشکی استخراج از سنگدانه‌های ساحلی و دریایی رو به افزایش است. سنگدانه‌های دریایی و رودخانه‌ای همچنان منبع اصلی ساخت و ساز و بازسازی زمین است.

برای یتن، شن درون رودخانه‌ای به فرآوری کمتری نیاز دارد و مواد با کیفیت بالایی را تولید می‌کند (کوندالف، 1997) اما سنگدانه‌های دریایی باید به طور کامل برای برطرف کردن نمک شسته شوند. اگر سدیم از سنگدانه‌های دریایی رفع نشود، ساختمان ساخته شده از آن ممکن است چند دهه بعد به خاطر خورده شدن سازه‌های فلزی فرو بریزد (دلستراک، 2013).

بیشتر شن حاصل از بیابان‌ها را نمی‌توان برای ساخت بتن و بازسازی زمین مورد استفاده قرار داد زیرا فرآیند فرسایش بادی دانه‌های گردی را تولید می‌کند که خوب نمی‌چسبند (ژانگ و همکاران، 2006).

شن و ماسه نادرتر از آن چیزی است که فکر می‌کنید
شکل 2-سمت چپ: تولید سیمان از سال 1994 تا 2012 بر حسب میلیارد تن متریک. منبع: انتشار CO2-از تولید سیمان (CDIAC) طبق داده‌های کاوشگر داده‌های زیست‌محیطی UNEP (EDE، 2014). سمت راست: انتشار دی اکسید کربن از تولید سیمان در چین.

 

 

ثاثیر بر محیط زیست

در کشورهای در حال توسعه، مقررات استخراج و لایروبی اغلب بدون درک علمی از پیامدها وضع می‌شوند و پروژه ها بدون ارزیابی پیامد زیست محیطی اجرا می‌گردند (مایا و همکاران، 2012؛ ساویور، 2012). در نتیجه استخراج سنگدانه‌ها بر تدارک، حفاظت و مقررات خدمات اکوسیستم تاثیر گذاشته است.

 

تاثیر بر تنوع زیستی دریایی

استخراج سنگدانه‌های دریایی به صورت روزافزونی در حال افزایش است. هر چند پیامدهای استخراج زیرلایه شناخته شده نیست اما این پیامدها بسیار بزرگ هستند (شکل 3). استخراج ماسه دریایی بر گیاهان و جانوران بستر دریا تاثیر می گذارد (کرایوس و همکاران، 2012).

لایه‌روبی و استخراج سنگدانه‌ها از زون بنتیک (عمق دریا) ارگانیسم‌ها، ساکنان و اکوسیستم‌ها را تخریب می‌کند و به صورت عمیقی بر ترکیب تنوع زیستی تاثیر می‌گذارد که نهایتاً به از بین رفتن توده زیستی گیاهی (دسپرز و همکاران، 2010)  یا تغییر ترکیب گونه‌های خاص می‌شود. بازیابی بلندمدت تنها در صورتی می تواند انجام شود که ترکیب رسوب اصلی بازیابی شود (بوید و همکاران، 2005).

شن و ماسه نادرتر از آن چیزی است که فکر می‌کنید
شکل 3-عواقب مستقیم و غیرمستقیم لایروبی سنگدانه‌ها بر محیط زیست دریایی. نمودار از تیلین و همکاران، 2011 اقتباس شده است.

 

ذره‌های سنگدانه‌ای بسیار ریز که قابل استفاده نباشند در قایق‌های لایروبی بیرون ریخته می‌شوند که این امر باعث تیره شدن آب و تغییر زیاد در ساکنان آبی و رودکناری (ساحل رودخانه‌ای) در سطح وسیع می‌گردد (اشرف و همکاران، 2011).

 

تاثیر بر تنوع زیستی درون خشکی و رودخانه‌ها

استخراج سنگدانه‌ها در رودخانه‌ها (شکل 4) به تخریب شدید حوزه‌های رودخانه‌ای منجر شده است (سریبها و پادمالال، 2011)، از جمله آلودگی و تغییرات در سطوح pH (ساویور، 2012). برداشتن رسوب از رودخانه‌ها منجر می‌شود تا رودخانه کانال خود را از میان بستر کف دره (یا تخریب کانالی) در بالادست و پایین دست سایت استخراج بتراشد.

این امر منجر به درشت دانه شدن مواد بستر و ناپایداری جانبی کانال می گردد. این امر می‌تواند خود بستر رودخانه را تغییر دهد (کوندالف، 1997). برداشتن بیش از 12 میلیون تن ماسه در سال از حوضه آبریز ومباناد در هند سبب شده است تا بستر رودخانه به میزان 7 تا 15 سانتی متر در سال پایین بیاید (پادمالال و همکاران، 2008).

همچنین بریدگی ممکن است سبب پایین تر رفتن آبخوان آبرفتی و کاهش ذخیره آبخوان شود (کوندالف، 1997). همچنین این امر می‌تواند با کاهش ظرفیت تنظیم رودخانه موجب افزایش فراوانی و شدت سیلاب شود. البته پایین‌تر آمدن سطح ایستابی تهدید‌کننده‌ترین خطر برای تامین آب است (میرز و همکاران، 2000). این امر موجب تشدید رخداد و شدت خشکسالی می‌شود زیرا با رسیدن استخراج ماسه به آستانه‌های خاص سرشاخه‌های رودخانه‌های بزرگ خشک می شوند (جان، 2009).

شن و ماسه نادرتر از آن چیزی است که فکر می‌کنید
شکل 4-استخراج ماسه رودخانه‌ای در هند

 

فرسایش ساحلی و درون خشکی

فرسایش عمدتاً در اثر برداشت مستقیم ماسه از سواحل، عمدتاً از طریق استخراج غیرقانونی ماسه، رخ می‌دهد. همچنین ممکن است به صورت غیرمستقیم در نتیجه لایروبی دریایی سنگدانه‌ها در نزدیک ساحل یا در نتیجه استخراج ماسه در رودخانه‌ها رخ بدهد (کوندالف، 1997).

احداث سد و فعالیت معدنی میزان تحویل رسوب از رودخانه‌ها به بسیاری از نواحی ساحلی را کاهش می‌دهد و فرسایش ساحل را تشدید می‌نماید (کوندالف، 1997). استخراج شن و ماسه روساحلی در سیستم‌های تل ماسه‌ای ساحلی مانند مونتری بی [Monterey Bay]، کالیفرنیا، در ایالات متحده، نیز ممکن است به فرسایش بلندمدت، در این مورد، 0/5 تا 1/5 متر در سال شود (تورنتون و همکاران، 2006).

پیش‌بینی می‌شود که در سال 2100 میانگین جهانی سطح دریا در بهترین حالت (کاهش 70 درصدی انتشار گازهای گلخانه‌ای) به 0/26 تا 0/55 متر افزایش یابد و در صورت افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای به یک متر افزایش خواهد یافت (IPCC, 2013a). این مسئله بیشتر برای کشورهای کوچک جزیره‌ای که امکان عقب نشینی محدودی دارند اهمیت خاصی دارد.

در مالدیو، تعدادی از بزرگترین و مرتفع‌ترین جزیره‌ها مانند پایتخت آن شهر مایل [Male] در حال مستحکم‌سازی هستند تا بتوانند میزبان جمعیت جابجا شده از جزایر پست‌تر باشند (شکل 5). برای تقویت این شهر، میزان زیادی ماسه به مایل وارد شده است تا در ساخت برج‌های بزرگتر و حفاظت ساحلی مورد استفاده قرار بگیرد.

ماسه از جزایر ماسه‌ای دور از ساحلی گرفته می‌شود. نکته تناقض برانگیز این جاست که ماسه‌های استخراج شده برای تدابیر حفاظتی در مایل منجر به پایین آمدن برخی جزایر می‌‌شود و این امر موجب افزایش نیاز به جابجا کردن جمعیت آن‌ها می‌گردد (دلستراک، 2013).

شن و ماسه نادرتر از آن چیزی است که فکر می‌کنید
شکل 5-دیواره چهارپایی که در سال 1990 با هزینه 70 میلیون دلار آمریکا برای حفاظت از فرسایش ساحلی در امتداد کناره‌های مایل در مالدیو احداث شده است.

 

دریاچه پویانگ بزرگترین دریاچه آب شیرین در چین است که با داشتن زمین‌های مرطوب از نوع سایت رامسر، محلی ممتاز از نظر تنوع زیستی در مقیاس جهانی به شمار می‌رود. همچنین بزرگترین منبع ماسه در چین است (دی لییوو و همکاران، 2010).

با برآوردی محافظه‌کارانه هر سال 236 میلیارد متر مکعب ماسه از آن استخراج می‌شود که شاید بزرگترین سایت استخراج ماسه در جهان باشد. از نظر مقایسه‌ای، در سه سایت اول استخراج ماسه در ایالات متحده در مجموع 16 میلیون متر مکعب استخراج در سال صورت می‌گیرد (دی لییوو و همکاران، 2010).

استخراج ماسه منجر به عمیق شدن و گسترده‌تر شدن کانال دریاچه پویانگ و افزایش تخلیه آب در رودخانه یانگ تسه شده است. این امر باعث پایین آمدن سطح آب دریاچه گردیده و کاهش سطح آن در سال 2008 رکوردی تاریخی به جا گذاشته است (دی لییوو و همکاران، 2010).

باکس 1: دوبی

شهر دوبی در امارات متحده عربی دارای یکی از خیره‌کننده‌ترین معماری‌های جهان است که البته این امر فشار قابل توجهی را بر سنگدانه‌های دریایی وارد کرده است. نخل جمیرا، مجموعه‌ای مصنوعی از جزایر ماسه‌ای است که ساخت آن به 186/5 میلیون متر مکعب (385 میلیون تن) ماسه و 10 میلیون متر مکعب سنگ، و هزینه‌ای بالغ بر 12 میلیارد دلار آمریکا نیاز داشت (گروه جان دی نول، 2013).

دوبی با اتمام منابع ماسه‌ای دریایی خود از استرالیا ماسه وارد کرد تا برج خلیفه را بسازد (دلستراک، 2013) که با ارتفاع 828 متر بزرگترین برج جهان است.  هر چند این کارها بسیار چشمگیر است اما در سال 2013، 31% از فضای اداری در مرکز دوبی خالی بوده است (جونز لانگ لا سال، 2013). بعد از ساخت نخل جمیرا به سرعت پروژه نخل دوم یعنی نخل جبل علی و سپس پروژه جزیره‌های جهان (مجموعه‌ای از 300 جزیره مصنوعی که نشاندهنده نقشه جهان هستند) آغاز شد.

هزینه ساخت پروژه جهان 14 میلیارد دلار آمریکاست که به 450 میلیون تن ماسه نیاز دارد. تنها تعداد کمی از این جزایر در حال حاضر دارای سازه‌های زیربنایی هستند. در ساخت این پروژه‌های بازسازی تمامی منابع ماسه دریایی دوبی مصرف شده است (دلستراک، 2013).

شن و ماسه نادرتر از آن چیزی است که فکر می‌کنید
سمت چپ: تصویر ماهواره‌ای استر دوبی در فوریه 2002. سمت راست تصویر ماهواره‌ای دبی در ژوئیه 2012 که دو جزیره نخل در آن دیده می‌شود. ساخت جزایر مصنوعی جهان به 750 میلیون تن ماسه نیاز داشته است. پردازش و تحلیل تصاویر توسط UNEP/GRID‌-ژنو انجام شده است.
شن و ماسه نادرتر از آن چیزی است که فکر می‌کنید
برج خلیفه

تاثیر بر آب و هوا

حمل مقادیر زیادی سنگدانه، بعضاً در فواصل طولانی، تاثیر مستقیمی بر انتشار گازهای گلخانه‌ای دارد. تاثیرهای غیرمستقیم استخراج سنگدانه از تولید سیمان ناشی می‌شود. برای هر تن سیمان، متوسط 0/9 تن دی اکسید کربن تولید می‌شود (ماهاسنان و همکاران، 2003؛ USGS، 2012).

طبق برآوردهای مرکز تحلیل اطلاعات دی اکسید کربن (CDIAC)، تنها در سال 2010، 1/65 میلیارد تن دی اکسید کربن در اثر تولید سیمان منتشر شده است که تقریباً 5% کل انتشار گازهای گلخانه‌ای است (EDE, 2014). انتشار کل کربن از سیمان به حدود هشت میلیارد تن کربن (معادل 3/29 میلیارد تن دی اکسید کربن) می‌رسد و از 3% در دهه 1990 (IPCC, 2013b, p. 474) به 4% انتشار گاز گلخانه‌ای از سال 2000 تا 2009 رسیده است (IPCC, 2013b, p.489).

 

تاثیر اقتصادی

سنگدانه‌ها در بسیاری از موارد، منبع رایگانی هستند اما استخراج آن‌ها به ضرر سایر بخش‌های اقتصادی و ساکنان محلی است. فرسایش ساحل بر توریسم تاثیرگذار است (کوندالف، 1997). تخریب زیستگاه‌های کف زی بر ماهیگیری-اعم از سنتی و تجاری-ممکن است تاثیرگذار باشد (کوپر، 2013؛ دسپرز و همکاران، 2010).

تخریب زمین‌های کشاورزی در اثر فرسایش رودخانه‌ای (جان، 2009) و پایین آمدن سطح ایستابی  (کوندالف، 1997) بر کشاورزی تاثیر منفی می‌گذارد. تشدید تاثیر رویدادهای غیرمترقبه مانند سیل (کوندالف، 1997)، خشکسالی (جان، 2009) و توفان از طریق کاهش حفاظت جبهه‌های ساحلی (تورنتون و همکاران، 2006) بر بخش بیمه تاثیر می‌گذارد.

فرسایش نواحی ساحلی و کنار دریا بر خانه ها و تاسیسات زیربنایی تاثیر می‌گذارد (تورنتون و همکاران، 2006؛ جان، 2009). کاهش بار بستر یا باریک شدن کانال سبب فرسایش پایین دست از جمله فرسایش کناره و خراب شدن سازه‌های مهندسی مانند پل‌ها، دیواره‌های حفاظت جانبی و سازه‌های تامین آب می‌شود (جان، 2009؛ پادمالال و همکاران، 2008).

فقدان روش‌شناسی علمی صحیح برای برداشت ماسه رودخانه‌ای موجب برداشت‌های بی رویه ماسه از رودخانه‌ها شده است (جان، 2009). حکمرانی ضعیف و فساد نیز موجب استخراج گسترده غیرقانونی گردیده است (ساوویر، 2012؛ اشرف و همکاران، 2011). تجارت ماسه کسب و کار پرمنفعتی است و شواهدی از تجارت غیرقانونی برای مثال وجود مافیای پرنفوذ در هند وجود دارد (گوش، 2012).

در مراکش نیمی از ماسه -10 میلیون متر مکعب در سال- از استخراج غیرقانونی ماسه ساحلی به دست می‌آید (ابو فیت، 2011). قاچاقچیان ماسه ساحل بزرگ بین سافی و اسوریا را به چشم انداز سنگی بدل کرده‌اند (اکونومیست، 2005؛ خاردیجمال، 2011). ماسه اغلب برای ساخت هتل‌ها، جاده‌ها و دیگر سازه‌های زیربنایی مرتبط با توریسم از سواحل برداشته می‌شود. در برخی نقاط، استخراج مستمر موجب ایجاد وضعیت ناپایدار و تخریب جذابیت‌های طبیعی برای بازدیدکنندگان-یعنی خود سواحل-شده است.

 

این امر چه پیامدهایی را برای سیاست‌گذاری در بردارد؟

فقدان اطلاعات کافی موجب محدود شدن قانونگذاری استخراج در بیشتر کشورهای در حال توسعه شده است (سریبها و پادمالال، 2011). دسترسی به داده‌ها دشوار است و این داده‌ها نیز استانداردسازی نشده‌اند. همکاری/هماهنگی محدودی بین موسسات تحقیقات علمی دریایی و صنعت سنگدانه‌های دریایی وجود دارد (ولگارکیس و همکاران، 2010).

به استثنای اتحادیه اروپا، تلاش‌های قانونگذاری معدودی به ویژه در کشورهای در حال توسعه وجود دارد (سریبها و پادمالال، 2011). فقدان سیستم‌های نظارتی، سیاست‌های قانون گذاری و ارزیابی پیامدهای زیست‌محیطی منجر به معدنکاری بی‌رویه شده و صدمات شدیدی را بر محیط زیست و خدمات اکوسیستمی مرتبط وارد کرده است.

باکس 2: سنگاپور

سنگاپور به سرعت در حال توسعه است و جمعیت آن از سال 1960 از 1/63 میلیون به 4/84 میلیون سکنه در سال 2010 رسیده است. این کشور با توجه به مساحت پایین خود به فضای بیشتری برای توسعه ساختارهای زیربنایی نیاز دارد.

این شهر برای پاسخ به این نیاز مساحت خشکی خود را در چهل سال اخیر به میزان بیش از 20% (بیش از 130 کیلومتر مربع) افزایش داده است که عمدتاً با استفاده از سنگدانه‌ها برای تبدیل دریا به خشکی انجام شده است (به نقشه مراجعه کنید).

شن و ماسه نادرتر از آن چیزی است که فکر می‌کنید
نقشه سنگاپور که افزایش مساحت آن را از سال 1973 تا 2013 نشان می‌دهد. تحلیل سنجش از دور: UNEP/GRID-ژنو.

 

سنگاپور با وارد کردن 517 میلیون تن ماسه در 20 سال گذشته بزرگترین وارد کننده ماسه در سراسر جهان (UN کامترید، 2014؛ آکوانو، 2014) و دارای بالاترین مصرف سرانه ماسه جهان با 5/4 میلیون تن ماسه برای هر فرد محسوب می‌شود.

ماسه نوعاً از اندونزی وارد می‌شود البته واردات از دیگر کشورهای همسایه نظیر مالزی، تایلند و کامبوج نیز انجام می‌شود. گزارش می‌شود که صادرات ماسه به سنگاپور عامل ناپدیدشدن حدود 24 جزیره ماسه‌ای اندونزی بوده است. این امر موجب بروز تنش‌های سیاسی در خصوص مرزهای بین‌دریایی بین دو کشور شده است (نیویورک تایمز، 2010؛ گورین، 2003).

شن و ماسه نادرتر از آن چیزی است که فکر می‌کنید
صادرات گزارش شده ماسه اندونزی به سنگاپور در برابر واردات گزارش شده ماسه سنگاپور از اندونزی بر حسب میلیون تن. منبع داده‌ها: UN کامترید 2014 (ماسه طبیعی به استثنای ماسه مصنوعی برای استخراج مواد معدنی، 2012-1995)

 

صادرات گزارش شده ماسه از اندونزی به سنگاپور از زمان ممنوعیت موقت اعلام شده در فوریه 2002 به شدت کاهش داشته است (گورین، 2003). در حال حاضر کشورهای همسایه دیگر صادرات اندکی را به سنگاپور انجام می‌‌دهند.

در مجموع کل میزان ماسه وارد شده توسط سنگاپور (517 میلیون تن) و مجموع ماسه‌های صادر شده به سنگاپور از چهار کشور همسایه آن (637 میلیون تن) با هم تطبیق ندارند (به نمودار بالا مراجعه کنید). این امر نشاندهنده برآورد پایین میزان واردات ماسه به میزان 120 میلیون تن است. بدیهی است که این آماها واردات غیرقانونی را شامل نمی‌شوند. این امر نیاز به نظارت بهتر را مورد تاکید قرار می‌دهد. همچنین تجارت غیرقانونی ماسه نیز وجود دارد (دیده بان جهانی [Global Witness]، 2010).

با افزایش قیمت ماسه، حمل ماسه توسط مافیای محلی نیز افزایش می‌یابد (دیده بان جهانی، 2010؛ میلتون، 2010؛ هندرون، 2010). میانگین قیمت ماسه وارد شده توسط سنگاپور از 1995 تا 2001 برابر 3 دلار آمریکا بر تن بوده است اما از 2003 تا 2005 به 190 دلار آمریکا بر تن افزایش یافته است (UN کامترید، 2014).

کاهش مصرف ماسه

یک راه برای کاهش مصرف ماسه بهینه کردن استفاده از ساختمان‌ها و سازه‌های زیربنایی موجود است. مواد بازیابی شده از ساختمان و معدن سنگ را می‌توان جایگزین ماسه کرد.

با وجود ارزش بسیار بالای کانی‌های یافت شده در ماسه، این مواد عمدتاً برای بتن استفاده می‌شوند یا در زیر بزرگراه‌ها دفن می‌گردند. قطعات بتن باید برای اجتناب از استفاده از سنگدانه حداقل برای استفاده‌های با کیفیت پایین بازیابی شوند (کوندالف، 1997). بازیابی باطری‌های شیشه‌ای نیز می‌تواند مصرف ماسه را کاهش دهد.

جایگزین‌هایی برای ماسه وجود دارند. خامپوت (2006) نشان داد که غبار معدن سنگ را می‌توان در ساختمان‌های بتنی معمولی جایگزین ماسه کرد. جایگزینی ماسه با حداکثر 40% خاکستر  (incinerator) نیز سبب افزایش مقاومت فشارشی نسبت به ملات‌های بتن عادی می‌شود (الراواس و همکاران، 2005).

برخی ماسه‌های بیابانی را در صورت اختلاط با مواد دیگر می‌توان مصرف کرد (سیس [Cisse] و همکاران، 2012؛ ژانگ و همکاران، 2006). جایگزین‌هایی از قبیل چوب، علف (straw) و مواد بازیابی شده برای ساخت خانه وجود دارد. البته صنعت بتن‌سازی به سمت فن و تجهیزات بتن حرکت کرده است. آموزش معماران و مهندسان، قوانین و مقررات جدید، و انگیزه‌های مثبتی برای کاهش وابستگی ما به ماسه نیاز است. برای ساخت خانه‌ و جاده نیز لازم است از مواد بازیابی‌شده و تجدیدپذیر استفاده شود.

 

وضع مالیات بر استخراج سنگدانه برای ایجاد انگیزه مصرف مواد جایگزین

اگر قیمت‌گذاری و مالیات‌گذاری استخراج ماسه به صورت درستی انجام نشود وضعیت کنونی همچنان ادامه خواهند یافت. این کار باید انجام شود تا گزینه‌های دیگر از نظر اقتصادی امکانپذیر شود. با وجود کمیابی فزاینده ماسه، در ایالات متحده قیمت ماسه همچنان ثابت مانده است و بین 1910 و 2013 از 4/50 دلار تا 6/7 دلار بر تن نوسان داشته است [قیمت‌ها بر حسب دلار 1998 برگردان شده‌اند تا امکان مقایسه در طول زمان بدون توجه به قدرت خرید و تورم فراهم شود. البته بر حسب دلار مطلق، این قیمت در دوره مزبور دو برابر شده است.] (USGS, 2012).

چون ماسه همچنان بسیار ارزان است-خود ماسه به صورت رایگان قابل دسترسی است؛ تنها لازم است هزینه‌های استخراج پوشش داده شود. بنابراین هیچ انگیزه‌ای برای تغییر مصرف ما وجود ندارد یا این که چنین انگیزه‌ای اندک است. منابع جایگزین شن و ماسه را، که در کف سدها تجمع می‌یابد، نیز می‌توان هدفگیری کرد.

استفاده از آن‌ها مسئله تجمع این مواد را که به کاهش ظرفیت ذخیره آب سد و احتمالاً مسدود شدن آبگیری آن می‌گردد، برطرف می‌کند. سدها معمولاً برای شن مواد سنگدانه‌ای میزان زیادی آب را به بیرون می ریزند. سنگدانه‌ها را می‌توان از سدها استخراج کرد که این کار البته در حال حاضر گران‌تر است. 

 

کاهش پیامدهای منفی استخراج

در صورتی که بار بستر سالانه حساب و میزان استخراج به این مقدار یا کمتر از آن محدود شود می‌توان از پیامد زیست‌محیطی استخراج درون‌رودخانه‌ای شن و ماسه اجتناب کرد (اشرف و همکاران، 2011). برای تعریف محدوده‌های تغییرات قابل قبول باید محیط های محلی مورد مطالعه قرار گیرند (کوپر و همکاران، 2011؛ کوپر، 2013).

 

سیاست‌ها

هر چند اتخاذ تدابیر مناسب برای رهبران سیاسی از اهمیت اساسی برخوردار است، استخراج مواد سنگدانه‌ای هنوز به دستور کار سیاسی آن‌ها وارد نشده است. این امر عمدتاً به خاطر آن است که شن و ماسه هنوز به آن درجه از کمیابی نرسیده است که اقتصاد را تهدید کند.

به استثنای اتحادیه اروپا و علی‌الخصوص بریتانیا (ولگراکیس و همکاران، 2010؛ تیلین و همکاران، 2011)، تدابیر معدودی در این زمینه به مورد اجرا گذاشته می‌شوند (به باکس 3 مراجعه کنید). لازم است مقرراتی برای تنظیم استخراج ماسه در آب‌های ملی و بین‌المللی وضع شود.

کارشناسان توصیه می‌کنند که معدنکاری بزرگ مقیاس، استخراج سنگ و فعالیت‌های بازیابی بزرگ تنها بعد از ارزیابی صحیح علمی (که اثرهای محدود آن‌ها بر محیط زیست را نشان دهند) باید مجاز شمرده شوند (مایا و همکاران، 2012). اقدامات سیاست‌گذاری دیگر عبارتند از مطرح کردن عملیات‌های استخراجی علمی، که با بازسازی اکولوژیکی دنبال شود. بررسی استفاده از مواد جایگزین و استفاده پایدار می‌توان به میزان چشمگیری باعث کاهش پیامدهای منفی بر محیط زیست شود (چائوهان، 2010).

باکس 3: سیاست‌های مرتبط موجود

مقررات مبتنی بر فعالیت و حفاظت خشکی و دریا دو چارچوب سیاست‌گذاری هستند که بر استخراج مواد سنگدانه‌ای حاکم می‌باشند. نواحی حفاظت شده خشکی و دریایی دارای محدودیت‌هایی برای استخراج سنگدانه‌ها در محدوده‌های خود هستند.

البته استخراج در نزدیک این نواحی حفاظت شده می‌تواند به صورت غیرمستقیم بر این سایت‌ها تاثیر بگذارد مانند مورد استخراج ماسه در نزدیکی دریاچه پویانگ در چین (سایت رامسر) که بر سطح آب دریاچه و توربیدیتی آن تاثیر گذاشته است.

هیچ معاهده بین‌المللی در مورد تنظیم استخراج، استفاده و تجارت شن خشکی (معدن شن، سنگدانه کنار رودخانه‌ای و دریاچه‌ای) وجود ندارد. به خاطر هزینه‌های عملیاتی، بیشتر استخراج سنگدانه دریایی در فواصل کوتاهی از بندرهای خشکی و اعماق کمتر از 50 متر انجام می‌شود. چون این فعالیت‌ها در نزدیکی ساحل انجام می‌شوند معمولاً تحت قوانین ملی قرار می‌گیرند.

همین امر بری مناطق اقتصادی انحصاری یا برای سکوی قاره‌ای وجود دارد که در آن دولت‌های ساحلی حقوق حاکمیتی خود را برای اکتشاف و استخراج منابع طبیعی اعمال می‌کنند (رادزویسیوس و همکاران، 2010). در این حالت لازم است سیاست‌های مناسب ملی تدوین شود.

چند معاهده مهم بین‌المللی وجود دارد. معاهده سازمان ملل در مورد قانون دریاها (UNCLOS)، 1982، امکان محدود ساختن زون‌های دریایی و تنظیم حقوق و تعهداتی در مورد استفاده، توسعه و حفاظت این زون‌ها از جمله محدودیت‌هایی در مورد معدنکاری منابع فراهم می‌کند (رادزویسیوس و همکاران، 2010).

تعدادی از معاهدات منطقه‌ای با هدف به حداقل رساندن تاثیر فعالیت های انسانی تصویب شده‌اند که مستقیم یا غیرمستقیم شامل اشاره‌هایی به بهره‌برداری از مصالح می‌باشند. این معاهد‌ه‌ها از جمله عبارتند از معاهده‌‌‌های حفاظت از محیط دریایی اقیانوس اطلس شمالی، 1992 (کنوانسیون OSPAR)، کنوانسیون حفاظت از محیط زیست دریایی ناحیه دریایی بالتیک، 1992 (کنوانسیون هلسینکی)، کنوانسیون حفاظت از دریای مدیترانه در برابر آلودگی، 1976، و کنوانسیون حفاظت از محیط زیست دریایی و منطقه ساحلی مدیترانه، 1995 (کنوانسیون بارسلونا).

البته در کنوانسیون بارسلونا ‌راهنماهای خاصی برای مدیریت استخراج سنگدانه‌های دریایی وجود ندارد. کنوانسیون‌های دیگر عبارتند از کنوانسیون شورای بین‌المللی برای اکتشاف دریا (ICES)، 1964، کنوانسیون ارزیابی پیامد زیست‌محیطی در زمینه فرامرزی، 1991 (کنوانسیون ESPOO)، پروتکل ارزیابی زیست‌محیطی استراتژیک، 2003 (پروتکل SEA)، و پروتکل منابع زمین‌مبنا آلودگی از کنوانسیون حفاظت و توسعه محیط زیست دریایی در منطقه گسترده‌تر کارائیب (معاهده کارتاگنا). حکمرانی امری منسجم نیست و شامل چندین لایه مقررات بین کنوانسیون‌های ملی و بین‌المللی است. هیچ استاندارد جهانی در این زمینه وجود ندارد (ولگراکیس و همکاران، 2010؛ رادزویسیوس و همکاران، 2010).

نتیجه‌گیری

شن و ماسه بیشترین حجم مواد خام مورد استفاده در زمین بعد از آب را تشکیل می‌دهند. استفاده آن‌ها به میزان چشمگیری بالاتر از نرخ‌های تجدید طبیعی است. علاوه بر این، میزان استخراج آن‌ها به صورت نمایی و در نتیجه رشد سریع اقتصادی در آسیا رو به افزایش است (UNEP و CSIRO، 2011).

اثرهای منفی آن‌ها بر محیط زیست امری غیرقابل انکار است و در سراسر جهان رخ می‌دهد. این مسئله در حال حاضر آن قدر جدی است که وجود اکوسیستم‌های رودخانه‌ای در تعدادی از نقاط را در معرض تهدید قرار داده است (کوندالف، 1997؛ سریبها و پادمالال، 2011). خسارات این برداشت در حوضه ‌های آبریز کوچک شدیدتر است. همین امر برای تهدیدات برای اکوسیستم‌های کف زی در استخراج دریایی نیز صادق است (کرائوس و همکاران، 2010؛ دسپرز و همکاران، 2010؛ بوید و همکاران، 2005).

بین بزرگی این مشکل و آگاهی عمومی از آن شکاف زیادی وجود دارد. فقدان پایش جهانی استخراج سنگدانه‌ها بدون شک در این نقصان دانش نقش دارد که این امر خود را در بی‌عملی در قبال این قضیه نشان می‌دهد.

به  خاطر اهمیت نوظهور این مسئله لازم است تحقیقاتی عمقی در این باره صورت گیرد. اجرای سازوکار پایشی در خصوص استخراج جهانی سنگدانه‌ها و تجارت آن موجب روشن شدن ابعاد این مسئله و پر شدن شکاف اطلاعاتی در مورد آن می‌شود (ولگراکیس و همکاران، 2010).

همچنین این امر موجب مطرح شدن آن در دستورکارهای سیاسی شده و شاید به چارچوبی بین‌المللی برای بهبود حاکمیت استخراج شود زیرا سطح کنونی دغدغه سیاسی اصلاً با فوریت این وضعیت انطباق ندارد.

جدیدترین مطالب رو در ایمیل خود دریافت کنید

این مطلب را با دوستان خود به اشتراک بگذارید

اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در whatsapp
اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
View all comments

فرم گزارش

خواهشمند است، فرم را تکمیل و ارسال نمایید.

راهنمای دانلود

  • اگر نرم‌افزار مدیریت دانلود ندارید، قبل از دانلود هرگونه فایلی، یک نرم افزار مدیریت دانلود مانند IDM و یا FlashGet نصب کنید.
  • برای دانلود، به روی عبارت “دانلود” کلیک کنید و منتظر بمانید تا پنجره مربوطه ظاهر شود سپس محل ذخیره شدن فایل را انتخاب کنید و منتظر بمانید تا دانلود تمام شود.
  • در صورت بروز مشکل در دانلود فایل‌ها تنها کافی است در آخر لینک دانلود فایل یک علامت سوال ? قرار دهید تا فایل به راحتی دانلود شود.
  • فایل های قرار داده شده برای دانلود به منظور کاهش حجم و دریافت سریعتر فشرده شده‌اند، برای خارج سازی فایل‌ها از حالت فشرده از نرم‌افزار Winrar و یا مشابه آن استفاده کنید.
  • چنانچه در مقابل لینک دانلود عبارت بخش اول، دوم و … مشاهده کردید تمام بخش‌ها می‌بایستی حتماً دانلود شود تا فایل قابل استفاده باشد.
  • کلمه رمز جهت بازگشایی فایل فشرده عبارت www.mining-eng.ir می‌باشد. تمامی حروف را می بایستی به صورت کوچک تایپ کنید و در هنگام تایپ به وضعیت EN/FA کیبورد خود توجه داشته باشید همچنین بهتر است کلمه رمز را تایپ کنید و از Copy-Paste آن بپرهیزید.
  • چنانچه در هنگام خارج سازی فایل از حالت فشرده با پیغام CRC مواجه شدید، در صورتی که کلمه رمز را درست وارد کرده باشید. فایل به صورت خراب دانلود شده است و می‌بایستی مجدداً آن را دانلود کنید.