Understanding the Trade-Off: Waste Incineration and Airborne Pollutants

وينتج العالم أكثر من بليوني طن متري من النفايات الصلبة البلدية سنويا، مع ما يشير إلى زيادة بنسبة ٧٠ في المائة بحلول عام ٢٠٥٠ مع ازدياد عدد سكان المدن وتفاقم أنماط الاستهلاك، ومع ذلك، فإن العديد من المدن، التي تُحدث تقلبات في مجال الطاقة، قد تحولت إلى حرق النفايات إلى طاقة كحل مزدوج الغرض: تخفيض حجم النفايات بنسبة تصل إلى ٩٠ في المائة مع توليد الكهرباء.

ما يترك الـ (ستاك) كيميائيّة الـ "كيمياء"

ويعتمد الحرق الحديث على الاحتراق العالي الحرارة الخاضعة للرقابة، الذي يعمل عادة بين 850 درجة مئوية و100 درجة مئوية 1. وفي سيناريو مثالي، يحول الاحتراق الكامل المواد العضوية إلى ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء، ولكن مجرى النفايات في العالم الحقيقي متجانس، ومحتوي على البلاستيك، والورق المعالجة، والإلكترونيات، والملوثات البيولوجية الطبية، والمواد الكيميائية المنزلية الكمالية.

ومن بين أكثر المواد المتعلقة بالملوثات ] ديوكسينات وفولاذ ]، فإن المركبات العضوية الثابتة التي تشكل عندما تحرق النفايات المحتوية على الكلور في درجات حرارة دون الأورام، لا سيما في وجود معادن متراكمة مثل النحاس.

(أ) المادة الكيميائية الأساسية (PM2.5) ) ومركبات الإيفورفينية المهينة في مادة الأشعة فوق البنفسجية (PM0.1) تفلت من مرشحات النسيج وأجهزة الإبطاء الكهروطي بمعدلات مختلفة، وتحتوي هذه الجسيمات على معادن ثقيلة مضافة إلى ثاني أكسيد الكربون والزئبق والزئبق

وتحتوي آثار كربون الترميد على تعقيدات خاصة بها، وفي حين تعوض انبعاثات الميثان التي قد تنشأ عن نفايات عضوية، فإنها تُطلق أيضاً ثاني أكسيد الكربون المستخرج من بلاستيك محترق.() وتُجري تحليلات دورة الحياة التي تنشر في ] Environmental Science " Technology ، وتشير إلى أن تحرق نفايات البلديات المختلطة تتراوح بين 0.7 و2 طن متري.

How Incineration Degrades Air Quality at Local and Regional Scales

ويعمل الملاحون كمصادر نقطة، ويطلقون الملوثات التي تفرق وفقاً لمستويات التراكم، وظروف الأرصاد الجوية، والجغرافيا، وفي المناطق الحضرية الشقيقة التي تتحول فيها درجات حرارة متكررة - في المدن الوادي مثل لوس أنجليس أو أحواض الأحواض مثل مركبتي المكسيك يمكن أن تتجمع بالقرب من مستوى الأرض لفترات طويلة، مما يكشف عن أعداد كبيرة من السكان.

وبالإضافة إلى الانبعاثات الأولية، يدفع أعمدة المحارق إلى تكوين الهباء الجوي الثانوي. ويخضع النيتروز وسادس فلوريد الكبريت للتحول في الغلاف الجوي إلى جزيئات من الكريات والكبريتات، مما يزيد من أعباء الجسيمات الإقليمية الغرامية.() وتظهر الدراسات النموذجية لمصانع رصد النفايات إلى الطاقة في شمال إيطاليا أثناء أحداث الركود الشتوية أن مساهمات المحايدة في المركبات المحلية 2.5 يمكن أن تتجاوز 5 في المائة، مما يفاق بالفعل على التلوث الحرج.

وتلوث الترسيب المعدني الثقيل التربة والمياه السطحية بالقرب من المحرقة، وتستقر الكادميوم والزئبق في الأراضي الزراعية، وتتراكم في المحاصيل وتدخل إمدادات الأغذية البشرية، وفي المناطق التي تقع فيها زراعة الكفاف بالقرب من مواقع الحرق غير الرسمية - كما شوهدت في أجزاء من الهند وأفريقيا جنوب الصحراء الكبرى - يشكل هذا الممر مخاطر كبيرة للتعرض الغذائي.

الآثار الصحية: من الأضرار المناوئة إلى الأعباء المتعلقة بالأمراض المجتمعية

وتربط المؤلفات الوبائية انبعاثات المحرقة بطائفة من الآثار الصحية تتراوح بين الالتهاب الحاد والأمراض المزمنة والآثار المتراوحة بين الأجيال، وقد ارتبط استعراض تاريخي لعام 2019 المنهجي في [FLT:] The Lancet Planetary Health بأكثر من 30 دراسة وخلص إلى أن العيش في حدود خمسة كيلومترات من محرقة للقلبات بزيادة كبيرة من الناحية الإحصائية.

(أ) النتائج التنفسية هي أكثر النتائج إلحاحاً ووثائقاً، ويؤكّد التعرض المكرر للغازات الحمضية ورطوبة الجسيمات التي تشعل مجرى الهواء في الممر، مما يؤدي إلى ارتفاع معدلات الإصابة بمرض الربو، والمرض الرئوي المزمن، والتهاب الرئوي، وقد أظهر الأطفال الذين يلتحقون بالمدارس بالقرب من المستشفى في تايوان انخفاضاً في أداء وظائف الرئة().

وتثير مخاطر الإصابة بالسرطان قلقاً عاماً طويلاً، وتُعزى إلى التعرض التاريخي للديوكسينات من المرافق القديمة إلى مخاطر مرتفعة، وقد كشفت دراسة أجريت في عام 2008 عن وجود مخاطر مرتفعة بدرجة طفيفة على معدل الإصابة بالسرطان لدى الذكور في المناطق الصغيرة في كوريا (20).

(أ) تمثل التعطل في الغدد الصماء والآثار الإنجابية [(FLT:1]) مجالاً متزايداً للتحقيق.() وتتداخل الديوكسينات وبعض المعادن الثقيلة مع مسارات الإشارة الهرمونية() وتتسبب في حدوث نقص في الوزن العصبي لدى السكان الإيطاليين الذين يعيشون بالقرب من محرقة النفايات، ولاحظ الباحثون أن معدلات الإصابة بالجنس قد تغيرت عند الولادة وارتفاع معدلات الولادة في الأجل المحدد.()

وتكثيف هذه الشواغل الصحية على الصعيد العالمي، حيث أن المرافق الصحية التي تحرقها جهات أكبر من غيرها، والتي تُعنى بمواقع ذات تأثيرات صحية محدودة، والتي تُعرض على المجتمعات المحلية ذات الدخل المنخفض والمجتمعات المحلية ذات اللون، والتي يُعترف بها في الولايات المتحدة بأن نسبة مئوية من المخاطر الصحية التي تتعرض لها الأقليات هي أكثر من 70 في المائة من إجمالي عدد المهددين في مجال الرعاية الصحية.

الضوابط التكنولوجية والأطر التنظيمية

ولا يمكن فصل الأثر الصحي للترميد عن تطور تكنولوجيا مراقبة التلوث والأطر التنظيمية التي تخول استخدامه، وفي الاتحاد الأوروبي، يحدد التوجيه المتعلق بالانبعاثات الصناعية (2010/75/EU) حدوداً ملزمة للديوكسينات والزئبق والثوكسينات والثاني أكسيد النيتروز والغبار، ويشترط وجود نظم مستمرة لرصد الانبعاثات تبلغ عن البيانات للمنظمين في الوقت الحقيقي، ونتيجة لذلك، تحقق أجهزة الحرق الحديثة مستوياتها في ألمانيا والسويد بلغت 100 مرة.

وتشمل تكنولوجيات الرقابة الرئيسية ما يلي:

  • Selective non-catalytic reduction (SNCR)] or selective catalytic reduction systems that inject ammonia or urea to convert NOx into nitrogen and water.
  • Semi-dry scrubbers using lime or sodium bicarbonate slurries to neutralize acid gases such as HCl and SO2.
  • Fabric filters (baghouses)] with polytetrafluoroethylene (PTFE) membranes capturing over 99.9% of fine particulate, including adsorbed metals.
  • Activated carbon injection] for dioxin, furan, and mercury adsorption, often followed by a secondary baghouse.
  • Multistage wet scrubbing] for final polishing of remaining acid gases and ultrafine particulate.
  • Continuous emission monitoring systems (CEMS)] that provide real-time data on key pollutants, enabling prompt detection of control equipment failures.

وتقدم اليابان مثالاً بارزاً على التنظيم الصارم، فبعد أزمة الديوكسين في أواخر التسعينات، سنّ البلد قانون التدابير الخاصة بشأن الديوكسينات، مما قلل من مجموع انبعاثات الديوكسين من الحرق بنسبة تزيد على 98 في المائة في غضون فترة زمنية طويلة من الزمن، وذلك بإعادة تصفية المحرقات الصغيرة ذات الحرارة المنخفضة، وبتدبير أفضل التقنيات المتاحة.

وعلى النقيض من ذلك، تفتقر العديد من الدول النامية إلى البنية التحتية والقدرة على الإنفاذ لتكرار هذه النجاحات، إذ إن الحرق المفتوح لحرق النفايات بحكم الواقع دون أي ضوابط - لا يزال متفشياً في أكثر من 60 بلداً، مما يولد انبعاثات الكربون الأسود والديوكسينات بأوامر تزيد عن حجمها حتى في المحرقة الصناعية القديمة، وحتى عندما توجد محطات منشأة رسمياً، فإن الرصد الدوري قد يكون متقطعاً، كما أن الإغراء في تجاوز الحد الأقصى من لصيانة للانبعاثات(23).

Global Case Studies in Contrast

الصين: Scale and the Air Quality Imperative

وتدير الصين أكثر من أي أمة أخرى محرقة للنفايات، حيث يُعالج أكثر من 600 طن من النفايات البلدية يومياً حتى عام 2023، ويقودها سياسة وطنية للحد من استخدام مدافن النفايات وتوسيع قدرة النفايات إلى الطاقة، ويظل تراكم النفايات سريعاً، غير أن متوسط الفجوة في الجودة بين النباتات التي صدرت مؤخراً تكليفات والتي تُجهز بأفضل التقنيات المتاحة والموجودات الأقدم(85) لا يزال مضروباً في عملية الإنفاذ

وقد أصبحت المعارضة العامة قوة قوية في الإدارة البيئية للصين، وقد تبرز احتجاجات " نيمبي " المتأصلة في هانغزو (2014) وغيرها من الاحتجاجات التي أرغمت حكومات البلديات على تحسين الشفافية، ووضع بيانات عامة عن الانبعاثات في الوقت الحقيقي، ونقل المرافق بعيدا عن المجموعات السكنية، ومع ذلك، فقد وجدت دراسة عن الآفة في مقاطعة هوبيي تبلغ مساحتها ٢٠٢٢ كيلو مترا من الديوكسي المختلط أن الأطفال الذين يعيشون في المناطق ذات الديوكسين - ٢.

الاتحاد الأوروبي: نموذج ارتفاع مستوى الأسعار وألعابه

ويعالج الاتحاد الأوروبي النفايات إلى الطاقة كجزء من هيكل الاقتصاد الدائري حيث لا يُفضَّل الحرق إلا بعد الوقاية وإعادة الاستخدام وإعادة التدوير، حيث حقق الاتحاد الأوروبي في ما يقرب من 500 محطة خفضاً كاملاً لانبعاثات الديوكسين بنسبة تزيد على 95 في المائة بين عامي 1990 و202020، وفي بلدان مثل الدانمرك، تُدمج أجهزة الترميم في نظم التد على مستوى المقاطعات وتتمتع بقبول عام قوي عند الإبلاغ عن الانبعاثات في عام 2020.

حتى في ظل نظام تنظيمي صارم، فإن مسائل التعرض التراكمي والآثار المنخفضة الجرعات لا تزال قائمة، وقد تعقّبت دراسة وطنية فرنسية (دراسة SA2AN) الإصابة بالسرطان حوالي 16 محرقة، ولم تجد أي فائض عام لجميع السرطانات، بل إن رابطة هامشية لسرطان الثدي بين النساء في أعلى درجة تعرض لتشويه الديوكسين، مما يبرز التحدي المتمثل في كشف الآثار النادرة في السكان المعرضين لضرائب التراكمية من النفايات.

الهند وأفريقيا جنوب الصحراء الكبرى: خطة القطاع غير الرسمي

وفي أجزاء كثيرة من الجنوب العالمي، لا يزال الحرق الرسمي جزءاً صغيراً من صورة إدارة النفايات، بل إن قطاعات إعادة التدوير غير الرسمية وانبعاثات الحرق في مواقع الدفن المفتوحة، وفي دلهي، وجدت دراسة عن تقدير المصادر أن حرق النفايات قد أسهم بنسبة تتراوح بين 12 و25 في المائة من الحرق في الشتاء، كما أن عوامل الحرق غير المتنازعة في النفايات في آسيا تعمل دون وجود تلوث وظيفي.

South Korea: Technology Leap but Community Trust Lags

وتُعرض كوريا الجنوبية حالة متوسطة، حيث ترتفع كثافة السكان ومحدودية الأراضي، استثمر البلد بشدة في الحرق الحديث؛ وتُعالج أكثر من 90 في المائة من النفايات البلدية عن طريق الحرق أو إعادة التدوير، وقد خفضت مستويات الديوكسينات المحيطة بمصانع تزيد على 80 في المائة منذ عام 2005، غير أن عدد المجلات التي تم اكتشافها في عام 2021 قد بلغ عن وجود شواغل صحية.

Moving beyond the Stack: Alternative Waste Management Strategies

كما أن توافق الآراء المتزايد بين خبراء الصحة البيئية يرى أن أكثر السبل فعالية للتخفيف من أثر جودة الهواء في الترميد هو تخفيض حجم النفايات التي تتطلب المعالجة الحرارية، كما أن استراتيجيات التخلص من النفايات - إعادة تصميم المنتجات وإعادة استخدامها وإصلاحها وإعادة تدويرها الشامل - يمكن أن تؤدي إلى خفض شديد في كمية المواد التي تحتاج إلى الترميد أو ترفيهها، كما أن برنامجي فرز النفايات في سان فرانسيسكو، على سبيل المثال، قد حولا أكثر من 80 في المائة من النفايات.

(ب) إن تكنولوجيا النفايات [الغاز المكتشفة] في طور التطور. الغزو و [الغاز المثبت في اليابان] يمكن أن تحقق انبعاثات غازات مختلطة [(FLT:3)] في بيئة مُنْطَعَة بالأكسجين لإنتاج الغازات والشحن الأحيائي، مع انخفاض تكوين الديوكسين وانبعاثات الجسيمية غير المؤهلة عندما يتم تنظيفها.

فالنفايات العضوية التي تشكل ما بين 40 و60 في المائة من النفايات البلدية في البلدان النامية، هي أفضل ملاءمة للحفر الهوائي أو التبريد، مما يولد الغازات الأحيائية ومكيفات التربة دون تلوث جوي ذي صلة بالحرق، كما أن إعادة توجيه النفايات العضوية خارج إطارات الترميد لا تؤدي فقط إلى خفض إمكانات تكوين الديوكسين (بإلغاء الرطوبة التي تقل درجة حرارة التحلل) بل تنتج أيضاً نفاياتاً.

وقد أثبتت أدوات السياسة العامة مثل مسؤولية المنتجين الموسعة، وخطط الدفع أولاً، وحظر مدافن القمامة على المعاودات التدويرية فعاليتها، وقد ساعد قانون التعبئة الألماني، الذي يكلف بارتفاع معدلات إعادة التدوير بالنسبة للبلاستيك والفلزات، البلد على الاحتفاظ بمعدل إعادة تدوير يزيد على 67 في المائة، مما يقلل بدرجة كبيرة من المسببات للحرق، وهذه التدخلات في المراحل الأولى تترجم مباشرة إلى برامج أقل حرقاً وبالتالي إلى انبعاثات أقل.

توصيات بشأن السياسات والممارسات

ويتطلب منظور عالمي حلولاً مصممة خصيصاً للسياق - في البلدان ذات الدخل المرتفع التي لها تنظيم قوي، ينبغي أن يتحول التركيز من خفض الانبعاثات التدريجي إلى الاستخدام الأمثل لدورة الحياة: إعطاء الأولوية لمنع النفايات، وتحسين معدلات التدوير، والبحث عن الآثار الصحية الطويلة الأجل للتعرض للجرعات المنخفضة من خلال برامج الرصد الأحيائي، وينبغي أن يصبح إصدار تقارير عامة آنية عن بيانات الانبعاثات وتقييمات الأثر الصحي المستقلة ممارسة معيارية.

وبالنسبة للبلدان المتوسطة الدخل التي تتوسع بسرعة في القدرة على الحرق، يجب أن تؤدي القفز مباشرة إلى أفضل التكنولوجيات المتاحة، وأن تُنشئ شبكات شفافة ومباشرة لرصد نوعية الهواء، إلى تجنب تركة التلوث التي تُشاهد في أماكن أخرى، وبناء قدرات الوكالات التنظيمية وأحكام الحق في المعرفة المجتمعية أمر أساسي، كما أن المؤسسات المالية الدولية التي تمول مشاريع البنية التحتية الدقيقة للنفايات يجب أن تؤدي دورا حاسما: ينبغي للمصارف الإنمائية أن تربط القروض بمعايير الانبعاثات القابلة للإنفاذ وتقييمات الأثر الصحي للمجتمع المحلي.

وبالنسبة للمجتمعات المحلية التي تحملها بالفعل المحاورون القائمة، تدعو مبادئ العدالة البيئية إلى رصد قوي قائم على المشاركة، والاتصال المباشر بالبيانات الصحية، وعند الاقتضاء، التخلص التدريجي من المرافق مع برامج انتقالية عادلة للعمال، وينبغي لوكالات الجودة الجوية على الصعيد العالمي أن تشمل مساهمات المحرقين صراحة في تقارير الدولة ولوحات بيانات المخاطر الصحية، بدلاً من إدراجها تحت مصادر صناعية عامة.() وتضع معايير جودة الإطار [FLT:]([)

The Road Ahead: Balancing Energy, Waste, and Health

إن الترميد ليس احتكارا؛ فالبصمة الصحية التي تطبعها هي الإرادة السياسية والمساءلة العامة، كما هو الحال بالنسبة للكيمياء والهندسة، حيث أن العالم يتصدى للاضطرابات المترابطة، وتلوث الهواء في المناطق الحضرية، وإدارة النفايات البلاستيكية البحرية، يعلقان تماما على ترابطهما، ويرمي العالم الذي يقلل من توليد النفايات، ويعيد تصميم المواد للتعميم، وينشر فقط الرموز الخفيفة.