Asbestas gali būti galingas kovos su klimato kaita ginklas (skaitote teisingai)

Uždaryta asbesto kasykla San Benito kalne, netoli Koalingos, Kalifornijoje. Rogeris Ainesas, Lawrence'o Livermore'o nacionalinė laboratorija

Kaitrią šio rugpjūčio dieną Calebas Woodallas savo kastuvu valdė kaip ietį ir įsmeigė jį į sukietėjusią asbestu užpildytos duobės plutą netoli Koalingos, Kalifornijoje.

Woodallas, Masačusetso Vusterio politechnikos instituto absolventas, iškasė pavyzdžius iš asbesto kasyklos, kuri buvo uždaryta nuo 1980 m., Superfund aikštelėje, esančioje aukščiausioje valstijos Diablo kalnų viršūnėje. Jis ištraukė svarų medžiagos iš kelių vietų visame San Benito kalne, sudėjo juos į Ziploc maišus ir išsiuntė į porą laboratorijų analizei.

Jis ir jo kolegos bando nustatyti iš duobių ištrauktų medžiagų sudėtį ir struktūrą bei atsakyti į du svarbius klausimus: kiek jose yra anglies dioksido ir kiek daugiau jose galėtų sukaupti?

Didelis tam tikrų rūšių pluoštinio asbesto, kancerogeninių junginių klasės, kažkada plačiai naudoto karščiui atspariose statybinėse medžiagose, paviršiaus plotas, todėl jie ypač gerai sulaiko lietaus vandenyje ištirpusias arba oru plūduriuojančias anglies dioksido molekules.

Tai apima labiausiai paplitusią asbesto formą, chrizotilas , visame kalne surištas serpantino mineralas (serpentinas yra Kalifornijos valstijos uola). Reakcija su anglies dioksidu daugiausia gamina magnio karbonato mineralus, tokius kaip magnezitas, stabili medžiaga, kuri tūkstantmečius gali užblokuoti šiltnamio efektą sukeliančias dujas.

Woodall ir jo patarėjas Jennifer Wilcox, anglies šalinimo tyrėja , yra tarp vis daugiau mokslininkų, kurie tiria būdus, kaip paspartinti šias kitaip lėtas reakcijas, tikėdamiesi panaudoti kasybos atliekas kovai su klimato kaita. Tai patogus anglies surinkimo triukas, kuris taip pat gali būti naudojamas su kalcio ir magnio turtingais šalutiniais nikelio, vario, deimantų ir platinos kasybos produktais.

Pradinė viltis yra kompensuoti daug anglies dvideginio išmetimo iš pačios kasybos naudojant šiuos proceso metu jau išgautus mineralus. Tačiau tikroji viltis yra ta, kad šis ankstyvas darbas leis jiems išsiaiškinti, kaip efektyviai ir nebrangiai iškasti mineralus, galbūt įskaitant asbestą, ypač tam, kad iš atmosferos būtų pašalintas didžiulis šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekis.

Kasyklų dekarbonizavimas per ateinantį dešimtmetį tik padeda mums įgyti pasitikėjimą ir įgyti žinių, kaip iš tikrųjų išgauti neigiamas emisijas, sako Gregory Dipple, Britų Kolumbijos universiteto profesorius ir vienas iš pirmaujantys šios naujos srities mokslininkai .

Labai lėto ciklo pagreitis

JT klimato komisija rasta kad pagal bet kokį scenarijų, kai planeta nesušils daugiau nei 1,5 ˚C, iki amžiaus vidurio reikės beveik panaikinti išmetamųjų teršalų kiekį, taip pat šį šimtmetį iš oro pašalinti 100–1 trilijoną metrinių tonų anglies dioksido. Jei atšilimas bus žemesnis nei 2˚C, iki 2050 m. gali prireikti išsiurbti 10 milijardų tonų per metus, o iki 2100 m. – 20 milijardų tonų per metus. Nacionalinių akademijų atliktas tyrimas nustatė .

Tai toks milžiniškas kiekis, kad beveik neabejotinai turėsime naudoti įvairius metodus, kad priartėtume, įskaitant medžių sodinimą ir anglies sunaudojimo didinimą žemės ūkio dirvose. Ypatingas pažadas naudoti mineralus anglies dioksidui mažinti yra tai, kad tai galima padaryti didžiuliu mastu ir veiksmingai jį saugoti amžinai.

Caleb Woodall nusodina asbesto mėginius į užtrauktuko maišelį, kad būtų galima vėliau analizuoti.

ROGER AINES, LAWRENCE LIVERMORE Nacionalinė laboratorija

Mineralizacija jau yra pagrindinis mechanizmas, kurį gamta naudoja vadinamajame lėtame anglies cikle. Lietaus vandenyje esantis anglies dioksidas ištirpdo pagrindines uolienas, gamindamas magnį, kalcį ir kitus junginius, kurie patenka į vandenynus. Ten jūros gyvybė medžiagas paverčia kriauklėmis ir skeletais, kurie ilgainiui virsta kalkakmeniu ir kitomis uolienų rūšimis.

Mineralų yra daugiau nei pakankamai, kad surištume visą mūsų kada nors išmestą anglies dioksidą ir dar daugiau. Problema ta, kad didžioji dauguma yra uždaryti kietoje uolienoje, kuri nesiliečia su šiltnamio efektą sukeliančiomis dujomis. Net tada, kai jie atsiskleidžia uolienų atodangose, šios reakcijos užtrunka ilgai.

Tačiau įvairios intervencijos gali paversti natūralų lėtą anglies ciklą greitesniu. Tai apima fizinius procesus, tokius kaip tiesiog medžiagų iškasimas, susmulkinimas į smulkesnes daleles ir paskirstymas plonais sluoksniais, o tai padidina reaktyvų paviršiaus plotą, veikiamą anglies dioksido. Taip pat yra būdų pagreitinti chemines reakcijas pridedant šilumos arba junginių, tokių kaip rūgštys.

Tai milžiniška, neišnaudota galimybė, galinti pašalinti didžiulius CO2 kiekius, sako Rogeris Ainesas, Lawrence'o Livermore'o nacionalinės laboratorijos anglies dioksido iniciatyvos vadovas, lydėjęs Woodallą Kalifornijos išvykoje.

Teisingas receptas

Dipple tiria įvairius būdus, kaip tai padaryti.

Praėjusiais metais vykdydamas bandomąjį projektą, kurį finansavo deimantų kompanija „De Beers“ ir „Natural Resources Canada“, jis su kolegomis panaudojo Kanados šiaurės vakarų teritorijose esančios kasyklos atlieką, kad gaudytų iš rezervuaro išsiskiriantį anglies dioksidą. Tikslas buvo įvertinti galimybę panaudoti mineralus jėgainės dūmų srauto dujoms surinkti ir saugoti.

Šiuo metu komanda atlieka siūlomos nikelio gamyklos Britų Kolumbijoje bandymą. Jie sudėjo žvalgomojo gręžimo atliekas į įvairius konteinerius ir matuoja reakcijos greitį, atsirandantį naudojant skirtingus cheminius priedus ir procesus skirtingomis oro sąlygomis. Tačiau jie tikisi, kad paprasčiausiai įpylus vandens ir efektyviai apdirbus medžiagas, anglies dioksidas greitai pašalins iš oro ir susidarys tvirtas blokas, kurį bus galima palaidoti.

Kadangi siūloma operacija būtų vykdoma daugiausia naudojant hidroelektrinę, jie apskaičiavo, kad panaudojus tik 30 % reaktyviausių kasyklų atliekų, operacija taptų neutrali anglies dioksido kiekiu. Naudojant apie 50 %, anglies dioksidas būtų neigiamas.

Tačiau ne visos kasyklų atliekos yra vienodos. Atskirame projekte Wilcox ir Woodall atlieka lauko darbus platinos, paladžio ir nikelio kasykloje Montanoje, tikėdamiesi sukurti būdus, kaip pagreitinti anglies surinkimo reakcijas naudojant ne tokius idealius šalutinius produktus. Pagrindiniai mineralai ten esančiose atliekose yra plagioklazės lauko špatai, kurie sulaiko magnį ir kalcį tvirtoje cheminėje struktūroje, todėl yra mažiau reaktyvūs nei kitų rūšių kasyklų atliekos.

Grįžę į laboratoriją, jie bando, ar kaitinant kaitinant ir pridedant amonio druskų ir tam tikrų silpnų rūgščių, gali suardyti ryšiai, atlaisvinti daugiau kalcio ir magnio, kad sulaikytų anglies dioksidą.

Wilcoxas sako, kad jei galime sugalvoti receptą visoms šioms skirtingoms atliekoms, galimybės gali sprogti.

Tolesni žingsniai

Woodallas tiria asbesto vietas, nes tikisi rasti tokią, kuri galėtų gerai pasitarnauti tolesniam lauko bandymui, siekiant įvertinti būdus, kaip pagreitinti anglies įsisavinimą.

Metodai galėtų apimti medžiagos paskleidimą, kad padidėtų reaktyvaus paviršiaus plotas, ventiliatorių, kurie padidina per asbesto tekėjimą, arba tiesioginį koncentruoto anglies dioksido įpurškimą į mineralines duobes.

Laikui bėgant šie procesai turėtų sudaryti laisvai surištų uolienų ir nešvarumų, daugiausia sudarytų iš magnio karbonatų, bikarbonato ir kalcio karbonato, mišinį, kurį būtų galima tiesiog palikti vietoje, sako Ainesas. Asbesto pavertimas padėtų išvalyti ir šias vietas.

Bet ar saugu pūsti orą aplink asbestą? Ir ar tokios pastangos visiškai ištaisytų šias toksiškas vietas?

ROGER AINES, LAWRENCE LIVERMORE Nacionalinė laboratorija

Atsižvelgiant į asbesto keliamą pavojų sveikatai, kur ir ar net ar bus atliekami tolesni darbai, priklausys nuo mokslinių priežiūros tarybų ir reguliavimo pareigūnų sprendimų.

Gali būti, kad kai kurie asbesto kiekiai liks arba gali pasiskirstyti atliekant darbus, sako Aines. Tai yra vieni iš pagrindinių klausimų, kuriuos reikėtų išbandyti, priduria jis.

Dėl šios priežasties taip pat svarbu atlikti tokį darbą ribotoje vietoje ir kodėl atliekant bet kokius tyrimus ar vėlesnius viso masto pastangas reikia laikytis aiškių darbo su šiomis medžiagomis taisyklių ir procesų. Woodall pabrėžia, kad jie imtųsi visų būtinų atsargumo priemonių, įskaitant medžiagų purškimą vandeniu, kad asbestas neplūduriuotų, taip pat jutiklių naudojimas poveikio lygiui stebėti.

Artėjantys iššūkiai

Galų gale, pačios kasyklų atliekos mūsų labai toli nenuves.

Woodall apskaičiavo, kad viena asbesto aikštelė Vermonte, kurioje yra apie 30 milijonų tonų atliekų, galėtų surinkti net 12 milijonų tonų anglies dioksido. Remiantis Nacionalinių akademijų tyrimu, kasyklos visame pasaulyje gamina pakankamai mineralinių šalutinių produktų, kad per metus būtų surinkta beveik 40 milijonų tonų anglies dioksido.

Tačiau visa tai yra tik maža dalelė iš milijardų tonų anglies dioksido, kurį reikia surinkti, kad būtų galima prasmingai kovoti su klimato kaita. Taigi, norint pasiekti reikiamą mastą, reikės iškasti daugiau mineralų.

Woodall ir Aines teigia, kad jame gali būti asbesto, atsižvelgiant į jo reaktyvumą, jei lauko bandymai rodo, kad procesas yra veiksmingas ir saugus.

Tačiau ši idėja tikrai kels rimtą susirūpinimą, atsižvelgiant į asbesto keliamą pavojų sveikatai. Ir yra daug kitų mineralų variantų, net jei jie nėra tokie idealūs.

Kitos tyrimų grupės ir ne pelno organizacijos jau ieško būdų, kaip panaudoti papildomus mineralus, kai jie bus išgauti, įskaitant: paplūdimiuose paskleisdamas sumaltus olivinus arba barstyti bazalto dulkes ant dirbamos žemės, kad sugertų anglies dioksidą ir padėtų tręšti pasėlius.

Tačiau bet kokių medžiagų gavyba daug didesniu mastu susidurs su daugybe iššūkių. Pati kasyba kenkia aplinkai. Visa energija, reikalinga mineralams išgauti, sumalti, paskirstyti ir apdoroti, bus panaudota bet kokiam išmetamųjų teršalų mažinimui. Ir gali būti rimtų apribojimų turimai žemei, ypač todėl, kad gali prireikti metų, kol dauguma mineralų sureaguos su anglies dioksidu.

Pavyzdžiui, norint pašalinti 2,5 milijardo tonų CO2 per metus naudojant magnio oksidą, reikėtų 10 centimetrų storio (beveik 4 colių) sluoksnio, apimančio apie 15 000 kvadratinių kilometrų (beveik 5 800 kvadratinių mylių). liepos mėn. Nature Communications dokumentą . Tai prilygsta šiek tiek daugiau nei 5% Nevados.

Tačiau pagrindinis kliūtis yra kaina. Wilcoxas sako, kad už vieną toną gali tekti daugiau nei 200 USD, o tai yra daug brangiau nei sodinti medžius.

Gali būti, kad kai kurios medžiagos gali būti naudojamos komerciniams produktams, pavyzdžiui, betono užpildams, kad būtų padengtos išlaidos. Taip pat galėtų padėti tam tikras savanoriškas anglies dioksido kompensavimo lygis, kai žmonės ar korporacijos moka subalansuoti savo išmetamų teršalų kiekį. Tačiau dauguma stebėtojų mano, kad norint pasiekti milijardus tonų mastą, reikės agresyvios viešosios politikos, kuri padidins anglies taršos kainas arba sukurs dosnias paskatas ją pašalinti.

paslėpti