ცემენტის წარმოებისა და მოხმარების შედეგად, ყოველწლიურად ატმოსფეროში დაახლოებით ორი გიგატონა (2*10¹²) კგ ნახშირორჟანგი გამოიყოფა. აშშ-ის გარემოსდაცვითი სააგენტოს ანგარიშის მიხედვით, ცემენტი ყველაზე დიდი ინდუსტრიული დამაბინძურებლების სიაში მესამე ადგილს იკავებს. ახლა კი, მკვლევართა გუნდის თქმით, ცემენტით გამოწვეული ნახშირორჟანგის ემისიები შეგვიძლია საერთოდ შევაჩეროთ, ამის გაკეთებას კი ისინი ტრადიციული ცემენტის მათი ახალი, მიკროწყალმცენარეებზე დაფუძნებული ბიოგენური ცემენტით ჩანაცვლებით გვთავაზობენ.

კოლორადო ბაულდერის უნივერსიტეტის მკვლევართა გუნდმა, განახლებადი ენერგიის ეროვნული ლაბორატორიისა და ჩრდილო კაროლინას უილმინგტონის უნივერსიტეტის მეცნიერებთან ერთად, უნიკალური, ნახშირბად-ნეიტრალური მეთოდი შექმნეს, რომლის გამოყენებითაც ცემენტის დამზადება ბიოლოგიურად გაზრდილი კირქვისგან შეიძლება. ახალ მასალას შეუძლია მკვეთრად შეამციროს სამშენებლო სამუშაოებთან დაკავშირებული გარემოს დაბინძურება.

აღსანიშნავია, რომ ბეტონი, რომელიც პორტლენდცემენტის, წყლისა და ქვიშის გამოყენებით მზადდება, წყლის შემდეგ მსოფლიოში ყველაზე მოხმარებადი ნივთიერებაა. "ჩვენ იმაზე მეტ ბეტონს ვამზადებთ, ვიდრე ნებისმიერ სხვა მასალას პლანეტაზე. ეს ნიშნავს, რომ მას ყველას ცხოვრებაში უჭირავს ადგილი", — ამბობს მთავარი მკვლევარი და კოლორადო ბაულდერის უნივერსიტეტის პროფესორი, უილ სრუბარი.

მოგზაურობისას გაჩენილი იდეა

პორტლენდცემენტის კომერციული წარმოების დროს დიდი რაოდენობით კირქვის ინსინერაცია ხდება, რის შედეგადაც, ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის მასიური გამოყოფა ხდება. მეტიც, კირქვის წვის დროს ჰაერში სხვადასხვა დამაბინძურებლები და ტოქსიკური აირები გაიფრქვევა. ამ პრობლემის გადაჭრის შესახებ პროფესორ უილ სრურაბს იდეა 2017 წელს ტაილანდში მოგზაურობისას მოუვიდა.

მოგზაურობისას მან მარჯნის რიფების გარშემო კალციუმის კარბონატის ბუნებრივად აგებული სტრუქტურები დაინახა. მან იცოდა, რომ კირქვაც კალციუმის კარბონატისგან მზადდება. CaCO₃-ის დეპოზიტებზე დაკვირვებით კი კითხვა გაუჩნდა: იქნებ, კირქვის გაზრდაც შეიძლება ბუნებრივად, კარიერებიდან მისი მოპოვების გარეშე? "თუ ბუნებას შეუძლია კირქვის გაზრდა, ჩვენ რატომ ვერ შევძლებთ?"

როდესაც ის აშშ-ში დაბრუნდა, სრუბარმა და მისმა მკვლევართა გუნდმა მიკროწყალმცენარეების — კოკოლითოფორების კულტივაცია გადაწყვიტეს. ეს წყალმცენარეები ბიოგენურ კირქვას ფოტოსინთეზის გვერდით პროდუქტად კალციუმის კარბონატის გამოყოფით წარმოქმნიან. მკვლევრებმა შეამჩნიეს, რომ ბუნებრივი კირქვისგან განსხვავებით, კოკოლითოფორებით ბიოგენური კირქვის შექმნა რეალურ დროში, ბევრად სწრაფად შეიძლება.

კოკოლითოფორები კალციუმის კარბონატს იმაზე სწრაფად ქმნიან, ვიდრე მარჯნის რიფები, რომლებსაც პროფესორი სრუბარი ტაილანდში დააკვირდა. ზღვის წყალში ბიოგენური კირქვის ჩამოყალიბებისთვის მხოლოდ გახსნილი ნახშირორჟანგი და მზის სინათლეა საჭირო. ასევე, ვინაიდან მიკროწყალმცენარეებს არსებობა შეუძლიათ როგორც მარილიან, ასევე მტკნარ წყალში, მათი საშუალებით კირქვის გაზრდა მსოფლიოში თითქმის ყველგან შეიძლება.

ახალი, მდგრადი მშენებლობის ერა?

მკვლევრების მტკიცებით, კოკოლითოფორებისგან კირქვის გაზრდა იმდენად მოსახერხებელია, რომ მთელი აშშ-ის ცემენტზე მოთხოვნის დასაკმაყოფილებლად 800 000 ჰექტარ წყლით დაფარულ ტერიტორიაზე კოკოლითოფორების აყვავებაც საკმარისია. ეს ქვეყანაში ხელმისაწვდომი მიწის მხოლოდ 0.5%-ია.

აღსანიშნავია ისიც, რომ ცემენტის წარმოება ბიოგენური კირქვისგან არამხოლოდ ნახშირბად ნეიტრალურია, მეტიც, ამცირებს კიდევაც ნახშირბადის კონცენტრაციას ატმოსფეროში, რადგან მიკროწყალმცენარეები ნახშირორჟანგს გარემოდან შთანთქავენ და მას კალციუმის კარბონატის ფორმით ასაწყობებენ. აქედან გამომდინარე, ასეთი ცემენტისგან მიღებული ბეტონი მსოფლიოში ახალი, მდგრადი მშენებლობის ერის დაწყებას შეუწყობს ხელს.

სრუბარის თქმით, მას და მის გუნდს სჯერა, რომ მათი ინოვაცია ცემენტისა და ბეტონის ინდუსტრიისთვის ნახშირბადის პრობლემის გადაჭრის საქმეში საუკეთესო გამოსავალს წარმოადგენს.

ამ შესანიშნავი ინოვაციისთვის პროფესორ სრუბარს ეროვნულ მეცნიერებათა ფონდის CAREER ჯილდო 2020 წელს გადაეცა. ახლა კი, მისმა გუნდმა, აშშ-ის ენერგიის დეპარტამენტისგან 3.2 მილიონი დოლარის გრანტი მიიღო. გარდა ამისა, ბიოგენურ კირქვასთან დაკავშირებული კვლევისა და წარმოების აქტივობების მასშტაბის გასაზრდელად მათ კერძო კომპანიებთან დაიწყეს თანამშრომლობა.

პროფესორ სრუბარსა და მის კოლეგებს სჯერათ, რომ მათ რევოლუციურ მასალას აქვს პოტენციალი, კარიერებიდან მოპოვებული კირქვა ჩაანაცვლოს და პლანეტა იმ ზიანისგან დაიცვას, რომელსაც ამ უკანასკნელის მოპოვება და მოხმარება იწვევს.