مستقبل المتفجرات الصديقة للبيئة في صناعة التعدين

The Environmental Toll of Conventional Explosives

وقد اعتمدت صناعة التعدين على ما يزيد على قرن على زيت الوقود الخافت من الأمونيوم وغيره من عوامل الإنفجار التقليدية على الصخور المجزأة، وفي حين أن هذه المتفجرات فعالة ومجدية من حيث التكلفة تحمل سعرا بيئيا ثقيلا، فإن إطلاقات الأوكسيد النيتروجينية (الموائل الشمالية _{) و}) ومركبات الكربون في الغلاف الجوي، مما يسهم في حدوث تغيرات في حدوث أمراض وتكاثرات.

فالتحول نحو الاستدامة ليس مجرد عملية علاقات عامة، بل إن شركات التعدين العاملة في المناطق التي تطبق قوانين بيئية صارمة - مثل الاتحاد الأوروبي وكندا وأجزاء من أستراليا - تستوفى حدود الانبعاثات التي لا يمكن أن تلبيها المتفجرات التقليدية، وفي الوقت نفسه، تستمر تكلفة إصلاح المواقع الملوثة في الارتفاع، وقد أدت هذه العوامل، إلى جانب التقدم في الهندسة الكيميائية، إلى التعجيل بتطوير المتفجرات الملائمة للبيئة التي تهدف إلى التقليل إلى الحد الأدنى من كل جانب من جوانب الضرر البيئي.

تحديد المتفجرات الموفدة للتكامل الإيكولوجي

وتصاغ المتفجرات الملائمة للبيئة للحد من الآثار الجانبية السلبية للانفجار التقليدي أو القضاء عليها، وتشمل هذه الفئة تكنولوجيات متعددة تستهدف مجالات محددة للتأثير: انخفاض سمية الأبخرة، وانخفاض درجة الإهتزازات، وانخفاض تلوث المياه، وتحلل بيولوجي أسرع بعد الاستخدام، ولا يوجد منتج واحد يحل كل مشكلة، ولكن هذه الابتكارات مجتمعة تمثل إعادة تفكير أساسية في كيفية إطلاق الطاقة تحت الأرض.

المتفجرات المأخوذة من المياه

(ب) المتفجرات التي تستخدم في الماء أو القذف تحل محل جزء كبير من مرحلة النفط بالماء، وهي تعمل كوسيلة للتبريد وتخفض تشكيل _x) و(C. Eulsions are also less sensitive to accidental initiation, improving safety during transport and handling. Modern water-gel explosives can be formulated to produce near-zero levels of toxic gases when properly designed.

المتفجرات القابلة للتحلل البيولوجي

وتعتمد المتفجرات القابلة للتحلل الأحيائي على البوليمرات الطبيعية، أو أجهزة التحسس النباتية، أو المصابين بالهدرائي بسرعة في البيئة، وبدلاً من استمرارها لعقود، كما يفعل نترات الأمونيوم، تخترق هذه المركبات إلى منتجات ثانوية غير مؤذية في غضون أسابيع، وقد أظهرت البحوث التي أجريت في مؤسسات مثل مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني ، تحديات التفجيرات السريعة التي تُصمّد.]

تشكيلات نانو - إنهاند

ويتيح علم النانو القدرة على تكييف ردود الفعل الخارجية على المستوى الجزيئي، وذلك بإدراج المعادن النانوية أو الأكسيدات أو المواد الحفازة، وتحقيق المخلوط المتفجرة مزيدا من الاحتراق الكامل، وإنتاج بقايا أقل سمية، فعلى سبيل المثال، يمكن أن تعزز جسيمات الكثافة الكثيفة للطاقة في التكتل، مع خفض الكتلة الكيميائية الكلية المطلوبة.

عدم مراعاة الذخائر وتحسين السلامة

وفي حين أن المتفجرات غير الحساسة من الذخائر غير الضارة لا تنفجر من الارتطام أو الحريق أو الصدمة، فإن ذلك يقلل من خطر الانفجارات العرضية أثناء التخزين والنقل، مما قد يسبب ضرراً بيئياً كارثياً، حيث أن التركيبات الحديثة للإدارة الدولية للمواد الكيميائية تستخدم أجهزة ربط وأجهزة حساسية تجعل المجمع التفجيري أقل تفاعلاً دون التضحية بالأداء، فقد كلفت وزارة الدفاع بالولايات المتحدة بتطبيقات الحماية المدنية.

التطبيقات العالمية الحقيقية ودراسات الحالات الإفرادية

وقد بدأ بالفعل الانتقال من التجارب المختبرية إلى النشر التجاري، ففي السويد، قامت شركة التعدين [(FLT:0)] [FLKAB] بشراكة مع شركات تصنيع متفجرة لاختبار اندثار منخفض في عمليات ركاز الحديد، وأظهرت النتائج انخفاضا بنسبة 50 في المائة في سمية الغاز وانخفاضا قابلا للقياس في حوادث تعرض العمال، وفي أستراليا، حلت منطقة كبيرة من ملغوم الأنفلون محله مع كمية من كمية من المصيد من المواد التي يمكن تحصتها.

ومن الأمثلة الجديرة بالذكر استخدام المتفجرات المحتوية على المياه في المناجم الذهبية الجوفية في جنوب أفريقيا، حيث تكون تكاليف التهوية مرتفعة، وبخفض حجم الأدخنة التي تلي النباتات، يمكن للألغام أن تقطع فترة التهوية بشكل كبير، وأن تنقذ الكهرباء وتخفض انبعاثات الكربون، وتظهر هذه الدراسات أن المتفجرات الصديقة للبيئة ليست نظرياً - فهي تحقق فوائد قابلة للقياس اليوم.

سائقو الخدمات الاقتصادية والتنظيمية

وكثيراً ما تكون التكلفة الأولية للمتفجرات الصديقة للبيئة أعلى من المنتجات التقليدية - أي أكثر بنسبة تتراوح بين 20 و40 في المائة للطن الواحد، غير أن التكلفة الإجمالية لتحليل الملكية كثيراً ما تفضّل البدائل الخضراء عندما تؤخذ في الحسبان العوامل الخارجية، إذ أن انخفاض متطلبات التهوية، وانخفاض تكاليف معالجة المياه، ونقصان الغرامات على انتهاكات الانبعاثات، وانخفاض المعارضة المجتمعية كلها أمور يمكن أن تسهم في حالة تجارية إيجابية، وفي الولايات القضائية التي لها قواعد لتسعير الكربون أو فترة رد صارمة على الهواء،

كما أن الأطر التنظيمية آخذة في التطور، إذ أن التوجيه المتعلق بالانبعاثات الصناعية الصادر عن الاتحاد الأوروبي يحدد تدريجياً حدوداً أشد صرامة على غير ملاحظ (_)(x) وعلى الانبعاثات الجسيمية من عمليات التعدين، وقد أضافت وكالة حماية البيئة في الولايات المتحدة تصاريح تصريف النفايات النازية بموجب قانون المياه النظيفة، وتعتمد شركات التعدين على نحو استباقي متفجرات ملائمة للبيئة لتقليل تكلفة الامتثال.

التحديات التي تواجه التبني على نطاق واسع

وعلى الرغم من الفوائد الواضحة، لا تزال هناك عدة حواجز، فالتزام الأداء هو الشاغل الرئيسي - ويمكن أن تكون التركيبات الملائمة للبيئة أكثر حساسية من درجة الحرارة والرطوبة وصعوبة الصخرة من المستوى التقليدي للقوى العاملة، وقد يحتاج لغم يتحول إلى منتج أخضر إلى تعديل أنماط الحفر والجداول الزمنية للانفجار، كما أن استقرار التخزين مسألة أخرى؛ فالمتفجرات التي يمكن تحللها أحيائياً، مما يتطلب تجديداً أكثر تواتراً، مما يزيد من تكاليف اللوجستية.

كما أن قبول الصناعة بطيء، إذ أن مهندسي التعدين لديهم خبرة طويلة في مجال المتفجرات التقليدية، وكثيرا ما يترددون في تغيير الوصفات التي ثبتت جدواها، ومن الضروري أن تُبنى الثقة المبادرات التعليمية والمظاهرات الميدانية، بالإضافة إلى أن إجراءات الاختبار التنظيمي للمتفجرات الجديدة صارمة ومكلفة - يجب أن يُصدر منتج جديد شهادات أمان متعددة قبل نشره في موقع ألغام، ويمكن أن تؤخر هذه العقبات دخول الأسواق إلى الابتكارات الواعدة.

The Road Ahead: Research and Innovation

ومن المرجح أن تركز التطورات المقبلة على ثلاثة مجالات: التوليف الأخضر، ونُهج الاقتصاد الدائري، والتفريغ الذكي.() ويستخدم التوليف الأخضر المواد الوسيطة المتجددة وعمليات التصنيع التي تتسم بالكفاءة في استخدام الطاقة للحد من آثار الكربون في إنتاج المتفجرات نفسه، وتهدف نماذج الاقتصاد العلماني إلى إعادة تدوير المخلفات بعد النضوب إلى منتجات مفيدة، مثل الأسمدة أو مواد البناء المضافة، بدلاً من السماح لها بتفريقها في البيئة.

ويدمج الإنفجار الذكي شبكات الاستشعار والتعلم الآلاتي من أجل تحقيق الحد الأمثل من حجم الشحنات وتوقيتها ووضعها في الوقت الحقيقي، إذ إن التفجير الذكي لا يؤدي إلا عند الحاجة وعلى مستوى الطاقة الدقيق اللازم، إلى الحد من استخدام المواد وتقليل الضرر الجانبي إلى أدنى حد في الصخور المحيطة، وعندما يقترن ذلك بتركيبات ملائمة للبيئة، فإن الإنفجار الذكي يمكن أن يخفض الأثر البيئي بترتيبات ذات حجم.

والتعاون عبر التخصصات أمر أساسي، إذ يجب على مهندسي التعدين والكيميائيين وعلماء البيئة والمنظمين العمل معاً على تصميم واختبار واعتماد الجيل القادم من المتفجرات، كما أن اتحادات البحوث بين القطاعين العام والخاص، مثل فريق التعدين المستدام التابع للتحالف الدولي لمكافحة التلوث الناجم عن الكوارث، ، تعمل بالفعل على تيسير هذه الشراكات، مع زيادة التمويل وزيادة الضغوط التنظيمية،

الاستنتاج: انفجار مستدام للتغيير

فالمتفجرات الصديقة للبيئة هي أكثر من مجرد نضوج - تمثل تطوراً ضرورياً لصناعة يجب أن تقلل من آثارها البيئية للبقاء، ومن الحركات القائمة على المياه إلى البوليمرات القابلة للتحلل الأحيائي والمركبات المصممة بحرياً، فإن مجموعة الأدوات التكنولوجية ستتوسع بسرعة، وستكتسب شركات التعدين التي تستثمر في وقت مبكر في هذه التكنولوجيات ميزة تنافسية: انخفاض تكاليف الامتثال، وتحسين العلاقات المجتمعية، والوصول إلى أسواق التمويل الأخضر ولكن الحقن.