اكتشف العلماء استخدامًا عبقريًا لبقايا نفايات الفولاذ – ويمكن أن ينقذ الأرواح

نحن جميعا نحب الفوز. حسنًا، إليك شيء أفضل – فوز محتمل للجانبين. ومن خلال استخدام ما يمكن أن يكون نفايات صناعية في أرصفة الطرق الجديدة، يمكن لمستقبل الطرق السريعة والطرق الفرعية أن يقلل من التأثيرات على تغير المناخ وربما ينقذ الأرواح. يشير تحليل جديد إلى أن الاستعاضة عن الرصف الحضري التقليدي بالطرق المصنوعة جزئياً من خبث الفولاذ المعاد تدويره من الممكن أن تقلل بشكل كبير من انبعاثات الغازات الدفيئة وتلوث الهواء، في حين تعمل أيضاً على الحد من صيانة الطرق (وبالتالي تقليل الاختناقات المرورية المزعجة المرتبطة بإصلاح الطرق أيضاً!). إذا لم تسمع من قبل عن خبث الفولاذ، فأنت لست وحدك. إنه في الواقع منتج نفايات يخرج من عملية صهر خام الحديد أو الخردة المعدنية لصنع الفولاذ. هذه المادة المتبقية عبارة عن مزيج من ثاني أكسيد السيليكون وأكاسيد المعادن ويمكن استخدامها لصنع خليط الأسفلت الإيبوكسي الخبث الفولاذي، أو SEAM. يعتبر خبث الفولاذ مثاليًا للرصف لأن قوته العالية وبنيته الزاويّة تجعله مفيدًا لإنشاء مادة طريق متينة. في هذه الدراسة، قام الباحثون بدمج SEAM مع مادة رابطة أسفلتية معدلة بالإيبوكسي، مما أدى إلى إنتاج مادة مصممة لتحمل التآكل والتشوه بشكل أفضل من الرصيف التقليدي. إن الطريق الأكثر متانة يقلل من الإزعاج الاجتماعي وتلوث الهواء الناتج عن الازدحام المرتبط ببناء الطرق. ولكن أيضا، مع تدهور الرصيف، تستخدم المركبات في الواقع المزيد من الوقود (وهو أمر مكلف في حد ذاته سواء من الناحية المالية أو من حيث الانبعاثات). لذلك، إذا تدهورت الطريق بشكل أقل، فهذا يوفر أيضًا على المركبات التي تسير عليها الغاز والديزل والتآكل. في نموذج الباحثين، شكلت جميع تأثيرات مرحلة الاستخدام هذه حوالي 95 بالمائة من الانبعاثات و60 بالمائة من تكاليف عمر الطريق في السيناريوهات الأساسية. أ) الفوائد على المستوى الوطني لنشر SEAM في الصين القارية في ظل سيناريوهات محددة. ب) توزيعات الفوائد النقدية المرتبطة بالتخفيضات في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والأضرار الصحية المرتبطة بجسيمات PM2.5 وتكاليف دورة الحياة المباشرة عبر سيناريوهات استبدال الرصيف بنسبة 25% و50% و75% و100%. (Zhang et al. Communications Earth & Environment, 2026.) على الرغم من أن معظم تكاليف أي طريق تحدث في مرحلة الاستخدام، إلا أن الباحثين يظهرون أن بناء SEAM يكلف أكثر، وينتج المزيد من الانبعاثات ويولد المزيد من التلوث بالجسيمات الدقيقة خلال السنوات الأولى من استخدامه. ولكن الأهم من ذلك، أنه عندما يحتاج سطح الطريق التقليدي إلى الاستبدال (مما يؤدي إلى توليد تلك الانبعاثات مرة أخرى)، فإن انبعاثات الطريق المستندة إلى SEAM تستمر. هذه المتانة الكبيرة للطرق القائمة على SEAM تغير المعادلة. قام الباحثون بتصميم ثلاثة إصدارات تحتوي على 20 أو 35 أو 50 بالمائة من الإيبوكسي. كان من المفترض أن يستمر الرصيف التقليدي و20 بالمائة من مادة الإيبوكسي SEAM لمدة ست سنوات، في حين استمرت نسخة الإيبوكسي بنسبة 35 بالمائة لمدة تقدر بـ 15 عامًا والنسخة بنسبة 50 بالمائة لمدة 20 عامًا. من خلال توزيع الانبعاثات وتكاليف البناء على مدى خدمة أطول – وتقليل عقوبات الوقود والصيانة المرتبطة بتدهور الطرق – يمكن للرصيف الأطول أمدا أن يعوض في نهاية المطاف عن بصمته الأولية الأعلى. وحدد الباحثون تركيبة الإيبوكسي بنسبة 35 في المائة كأفضل توازن ضمن سيناريوهاتهم النموذجية: المزيد من الإيبوكسي يطيل عمر الرصيف، ولكن بما يتجاوز 35 في المائة تقريبا، استقرت المكاسب البيئية الإضافية بينما استمرت التكاليف في الارتفاع. ثم قاموا بتوسيع نطاق النموذج ليشمل شبكة الطرق الحضرية في الصين، واختبار السيناريوهات التي تم فيها استبدال 25 أو 50 أو 75 أو 100 بالمائة من الرصيف الإسفلتي الموجود في المناطق الحضرية. وعلى أعلى مستوى استبدال، توقع النموذج تخفيضات بنحو 1.74 مليار طن من انبعاثات مكافئ ثاني أكسيد الكربون و1.23 مليار كيلوغرام من PM2.5 خلال فترة التقييم. PM2.5 هو التلوث الجسيمي الدقيق المرتبط بالوفيات الناجمة عن أمراض القلب وأمراض الكلى والخرف وارتفاع ضغط الدم وسرطان الرئة وأمراض أخرى. تتراكم هذه الأرقام لإحداث تأثير خطير جدًا. عبر سيناريوهات الاستبدال، قدر الباحثون أنه يمكن تجنب 31802 إلى 128980 حالة وفاة مبكرة نتيجة لانخفاض التعرض لـ PM2.5 وحده. وتأتي هذه الأرقام الصحية من نموذج يربط التخفيضات النموذجية في تلوث الجسيمات الدقيقة مع العلاقات القائمة بين التعرض لـ PM2.5 والوفيات. يصف المؤلفون النتائج بوضوح على أنها تقديرات على مستوى النظام وليست تنبؤات وبائية دقيقة. ولا ينبغي التغاضي عن ذلك، يمكن لـ SEAM أيضًا توفير بعض الأموال الكبيرة: يمكن أن تولد ما بين 3.48 إلى 15.01 تريليون يوان صيني (519.14 مليار دولار إلى 2.24 تريليون دولار أمريكي) وفقًا للدراسة. وكتب الباحثون في الدراسة أن هذه الأنواع من التغييرات في أداء المواد على مستوى النظام يمكن أن يكون لها آثار أكبر لأنها “قابلة للتحويل على نطاق واسع إلى اقتصادات أخرى سريعة التحضر ولديها صناعات فولاذية كبيرة”. “تنتج دول مثل الهند، إلى جانب العديد من الدول في جنوب شرق آسيا وأفريقيا، كميات كبيرة من (خبث الصلب) بينما تواجه الطلب المتسارع على النقل والقيود البيئية المتزايدة.” ومن الممكن أن تستفيد هذه البلدان أيضًا من المناخ، والصحة العامة، والمكاسب الاقتصادية التي تحققها طرق SEAM. هناك تعقيدات لوجستية يجب أخذها في الاعتبار: لا يتم إنتاج خبث الفولاذ بالتساوي في جميع أنحاء الصين، لذلك قام الباحثون بوضع نموذج لشحنه بين المقاطعات. وهذا يضيف الانبعاثات – ولكن في نموذجهم، لا يزال النقل الإضافي ينتج انخفاضًا صافيًا كبيرًا في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المكافئة والجسيمات PM2.5. كما أن الدراسة لا تضع نموذجًا لما إذا كانت البنية التحتية الصناعية الحالية قادرة على إنتاج وتوزيع ما يكفي من المواد على الفور لتلبية الطلب على مستوى البلاد. وأحد أكبر العيوب هو أن هذا الرصيف الجديد يتطلب سبعة أيام من المعالجة قبل أن يصبح مفتوحًا بالكامل أمام حركة المرور. من المثير للاهتمام الاعتقاد بأن الطريق الأكثر استدامة قد لا يكون بالضرورة هو الطريق الذي يتطلب أقل قدر من الطاقة لبناءه. يمكن أن تكون تلك السيارة التي تقضي وقتًا أطول في كونها مملة ورائعة تشبه الطريق – سلسة ومتينة وتحتاج إلى إصلاحات أقل. تم نشر البحث في مجلة Communications Earth & Environment. تم التحقق من صحة هذه المقالة بواسطة راشيل غارنر وحررت بواسطة فيونا ماكدونالد. وبينما نفخر بعمليتنا، فإننا بشر فقط. إذا اكتشفت خطأ، يرجى إعلامنا بذلك.