5 основних впливів алюмінію на навколишнє середовище

Є багато проблем щодо невідновлювані ресурси та їх вплив на навколишнє середовище. Коли ми дивимося на вплив алюмінію на навколишнє середовище, можна запитати, чи існує також вплив цього поширеного металу?

Що ж, це питання, на яке потрібно відповісти.

Алюмінієва руда, яка має відносно скромний початок як м’яка, червона, багата мінералами порода, відома як боксит, надзвичайно дорогоцінна і містить беміт, діаспор і гіббсит на додаток до глини, гідроксидів заліза та вільного кремнезему.

Щорічно у світі видобувається понад 130 мільйонів тонн бокситів, і поточні прогнози показують, що у нас достатньо запасів, яких вистачить на 400 років.

Найбільшими світовими виробниками бокситів залишаються Азія (включаючи Китай та Індію), Центральна та Південна Америка (включаючи Венесуелу, Бразилію, Ямайку, Гайану та Сурінам), Росія, Африка, Ісландія та Австралія. Боксити зустрічаються в тропічних, субтропічних і вулканічних регіонах з чудовим дренажем під залізистим поверхневим шаром.

Насправді Австралія задовольняє приблизно одну третину наших загальних глобальних потреб.

Алюмінієві вироби відомі тим, що мають тривалий термін служби та підлягають нескінченній переробці. Алюміній можна переробляти нескінченно довго без втрати якості. Це зменшує початкові інвестиції, необхідні для електроенергії під час виробничого процесу.

Алюміній є міцним, повністю переробленим і неймовірно енергоефективним матеріалом.

Процес екстракції

Робітники можуть знайти необроблені боксити за допомогою відкритого гірничого видобутку, який часто називають поверхневим, відкритим або смуговим видобутком, під час якого значні смуги бруду викопуються дуже близько до поверхні для вилучення цінних ресурсів.

Потім потрібний метал розчиняють при надзвичайно високих температурах у каустичній хімічній ванні з гідроксидом натрію після того, як матеріал було передано до плавильної або відновної установки.

Суміш фільтрують, нагрівають до 1,000 градусів Цельсія, а потім до розплавленого розчину додають кріоліт.

Зріджений алюміній потім можна успішно добути, очистити та розлити в тверді злитки за допомогою електролізу (застосування дуже сильного електричного струму). На кожні 4 тонни видобутих бокситів утворюється 1 тонна оксиду алюмінію.

Зміст

Вплив алюмінію на навколишнє середовище

Алюміній сам по собі має низький вплив на навколишнє середовище; фактично його можна переробити, але виробництво алюмінієвих стрижнів, рубанків тощо має величезний вплив на навколишнє середовище, від видобутку металу до рафінування, плавлення та формування цього металу.

1. Вплив виробництва алюмінію

Загалом, виробництво алюмінію з сирого бокситу є дуже енергоємним процесом, який використовує багато води, електроенергії та інших ресурсів (це основна причина, чому електростанції будуються виключно для підтримки алюмінієвої промисловості).

Для виробництва чистого алюмінію потрібна приголомшлива кількість електроенергії, оскільки це такий стабільний мінерал. Вугілля, одне з найбільш сумнозвісно забруднених видів палива, що існує, забезпечує половину енергії плавки.

За даними EPA, перфторвуглеці, що виділяються під час процесу плавлення алюмінію, у 9,200 разів більш шкідливі для глобального потепління, ніж вуглекислий газ.

Коли боксити виймаються із землі, процедура кар’єрного видобутку знищує всю місцеву рослинність у регіоні видобутку, що призводить до втрати їжі та середовища існування для сусідніх видів, а також до сильної ерозії ґрунту.

Залишки небезпечних шахтних хвостів і їдкого червоного шламу часто скидають у викопані шахти, звідки вони з часом просочуються у водоносні горизонти та забруднюють прилеглі джерела води.

Усі процедури переробки споживають різну кількість води та електроенергії, що може призвести до збільшення викидів вуглецю, забруднення повітря та води, а також шумового та теплового забруднення.

Вуглекислий газ, перфторвуглеці, фторид натрію, діоксид сірки, поліциклічні ароматичні вуглеводні та довгий список інших парникових газів виділяються під час плавлення та обробки, і було показано, що вони покривають навколишні регіони отруйними парами.

Побічні продукти згоряння, їдкі аерозолі, пил бокситів, вапняку, паленого вапна, глинозему та натрієвої солі – це деякі з частинок, що утворюються під час обробки, які, як відомо, погіршують якість повітря.

При переробці використаного алюмінію витрачається лише 5% енергії та виділяється лише 5% парникових газів порівняно зі створенням нового алюмінію з сирого бокситу.

Алюміній можна нескінченно переробляти і зберігає всю свою цілісність навіть після неодноразового плавлення. Крім того, весь процес переробки може бути завершений менш ніж за 60 днів.

Утилізація лише чотири ящики пива або 96 банок дозволяють заощадити електроенергію, достатню для роботи ноутбука більше місяця.

Незважаючи на коливання ціни на брухт, переробка алюмінію є економічно ефективною та забезпечує постійний потік коштів для місцевих органів влади, некомерційних організацій та інших програм соціального забезпечення.

Алюмінієві банки від напоїв продовжують викидати на звалища по всьому світу. Під час спалювання цих банок у повітря вивільняються небезпечні речовини, і для повного розкладання банок може знадобитися до 500 років.

Переробка вже виготовлених алюмінієвих виробів запобігає утворенню будь-яких нових відходів і зберігає цінний простір на звалищах.

2. Забруднення води

Алюміній є суттєвим джерелом забруднення води, хоча це рідко підсвічується. В основному це пов’язано з його широким поширенням у природі та промисловим використанням.

Завдяки своїм винятковим якостям, включаючи легкість, стійкість до корозії, тривалий термін служби та електропровідність, алюміній є корисним матеріалом. У результаті алюміній використовується в багатьох галузях промисловості, таких як лінії електропередачі, упаковка, будівництво та транспорт тощо.

Через вулканічну діяльність, кислі джерела та вивітрювання гірських порід алюміній потрапляє у водне середовище як у природному, так і в штучному вигляді. Викид антропогенного алюмінію спричинений діяльністю людини, такою як виробництво, виробництво алюмінію, сільське господарство та промислові процеси, які виробляють Стічні води і ТПВ.

У разі вивільнення необроблених галун (сульфат алюмінію калію), речовина, яка використовується для освітлення питної та стічної води, потенційно може бути джерелом алюмінію.

Велика кількість алюмінію в першу чергу міститься в прісній воді на відміну від морської, тому що рН прісної води нижчий, ніж вода океану, сприяє розчинності алюмінію.

Підвищення рівня алюмінію у воді в основному є результатом пов’язаних з промисловою діяльністю кислотних дощів, які знижують pH води та сприяють розчиненню як антропогенних, так і природних форм.

У результаті алюміній є постійним джерелом забруднення прісної води як у міській, так і в сільській місцевості, маючи шкідливий вплив на водну флору і фауну і потенціал врешті-решт досягти харчового ланцюга людини.

3. Вплив алюмінію на водну флору і фауну

Давно відомо, що алюміній (Al), присутній у великих концентраціях, тобто промислові точкові джерела багатої Al технічної води, є небезпечними для водних прісноводних істот.

Концептуальна модель, що ілюструє походження алюмінію, спосіб його транспортування та його вплив на водне життя; цифра взята з документа EPA від грудня 2018 року

Основною причиною нинішніх екологічних наслідків алюмінію є кислотні опади; це призводить до підвищення кислотності водозбірних басейнів, що підвищує кількість алюмінію в ґрунтових розчинах і прісних водах.

Доведено, що алюміній має шкідливий вплив на різноманітні корисні види прісноводних водоростей. Оскільки вони збільшують біодоступність розчиненого кисню для живих істот, прісноводні водорості є важливими для збереження здорової синергічної екосистеми.

Фізико-хімічні змінні, такі як температура води, рН і солоність, впливають на те, наскільки шкідливий алюміній для водних організмів.

З іншого боку, добре відомо, що алюміній можна використовувати для обмеження небезпечного цвітіння водоростей, запобігаючи доступності важливої поживної речовини (фосфору).

Природна екосистема знаходиться під загрозою через розташовані нижче за течією промислові джерела технічної води, багатої на алюміній, навіть якщо низька концентрація алюмінію у воді не є дуже шкідливою.

Небезпечна хімічна речовина у водному середовищі, алюміній погіршує функцію осморегуляції істот, які дихають зябрами, таких як риби та безхребетні (тобто підтримання належного тиску у воді водними організмами шляхом контролю поглинання солей та іонів з води).

Алюміній також може хімічно взаємодіяти з іншими забруднювачами води, надаючи неочікуваний вплив на біорізноманіття.

Хоча часто стверджується, що низькі концентрації не мають шкідливого впливу на водну флору і фауну, було доведено, що тривалий вплив цих рівнів є токсичним для деяких видів водних рослин, рибок даніо, товстолобиків, коловерток і равликів.

Хоча існує обмежена кількість досліджень, які вивчають вплив алюмінію на водну флору і фауну, це все ще є предметом гарячих дискусій, оскільки кількість алюмінію у воді залежить від фізичних, хімічних факторів і факторів навколишнього середовища, які впливають на водну екосистему.

Тим не менш, завжди існує ризик, якщо нормативні стандарти щодо допустимих рівнів алюмінію не дотримуються, оскільки цей важкий метал може з часом потрапити в питну воду, а потім і в харчовий ланцюг людини.

Блок-схема в нещодавно опублікованому дослідженні EPA показує походження, долю та вплив алюмінію на водне життя.

4. Вплив на птахів і ссавців

Дієтичний органічний комплексний алюміній може легко засвоюватися та перешкоджати ключовим метаболічним функціям у ссавців і птахів. Він також може мати синергічний ефект з іншими забруднювачами. Подібно до тварин, виявляється, що алюміній здебільшого впливає на ферментні системи, життєво важливі для засвоєння їжі.

5. Вплив на наземні рослини

Висока кількість неорганічного мономерного алюмінію шкодить мікоризі та тонкій кореневій системі наземних рослин. Рослини можуть збирати алюміній. Таким чином, заражені алюмінієм рослини можуть служити ланкою для потрапляння металу в наземні харчові ланцюги.

Вплив алюмінію на навколишнє середовище – Поширені запитання

Які екологічні проблеми пов’язані з виготовленням алюмінію?

Екологічні проблеми, пов’язані з виробництвом алюмінію, включають високі викиди вуглецю, повітря, воду, шум і теплове забруднення. Ці проблеми з навколишнім середовищем пов’язані з усіма процесами рафінування, пов’язаними з виробництвом алюмінію, які використовують велику кількість електроенергії та води.

Чи шкідливо виробництво алюмінію для навколишнього середовища?

Незважаючи на те, що алюміній має дуже велике значення для сучасного світу, він негативно впливає на навколишнє середовище, коли його переробляють із шахт, але переробка цього матеріалу може бути адаптованою для цілого ряду застосувань і означатиме низький вплив на навколишнє середовище.

Чи є алюміній екологічно чистим металом?

Хоча виробництво алюмінію для шахт може бути небезпечним для навколишнього середовища, цей метал є одним із найбільш екологічно чистих металів на Землі, і це тому, що алюміній можна переробляти кілька разів для створення того самого продукту.

Як алюміній у воді впливає на навколишнє середовище?

Алюміній у воді небезпечний для водних середовищ існування. вони діють як токсичний агент, який спричиняє втрату іонів плазми та гемолімфи, що призводить до порушення осморегуляції у тварин, які дихають зябрами, таких як риби та безхребетні.

Висновок

Як ми вже бачили, алюміній дуже важливий для сучасного світу, але виробництво цього металу в шахтах шкідливе для навколишнього середовища. Цей метал можна переробити. Отже, давайте запровадимо переробку алюмінію на всіх рівнях і в кожному суспільстві.