یکی از مسائل مطرح در محیط زیست ارزیابی اثرات زیان آور و غبار آزبست یا پنبه نسوز است. در سال های اخیر، آزبست به عنوان یکی از آلاینده های بالقوه خطرناک، در جوامع صنعتی موجب وحشت و هراس گردیده است. کشورهای صنعتی تا حدود 20 تا 30 سال قبل، آزبست را به عنوان ماده ای شگفت انگیز با خواصی نادر، به وفور استفاده می کردند. لیکن امروزه کاربرد آن را تحت قوانین و مقررات بسیار دقیق قرار داده و به دلیل اثبات خطرات آزبست به لحاظ علمی، 40 کشور دنیا آن را به طور کامل از محصولات خود حذف کرده اند. این در حالی است که همچنان در عمده صنایع ایران، در تولید بسیاری از محصولات از جمله لنت ترمز و صفحه کلاچ خودرو از آزبست برای استحکام بخشی و عایق حرارتی استفاده می شود.
سرطان زا بودن ترکیبات آزبست بر هیچ کس پوشیده نیست. براساس مشاهدات و گزارش های مستند علمی، افرادی که به طور مداوم با آزبست و ترکیبات حاوی این الیاف در تماس هستند دچار عوارض آزبست و بیماری هایی مانند سرطان می شوند. آزبست بعد از سرب و جیوه، خطرناک ترین ماده برای محیط زیست و سلامت انسان محسوب می شود. میزان خطر این ماده، با تغییر روش های کاربردی آن در تولیدات کاهش پیدا نمی کند بلکه تنها راه حل برای مقابله با آثار سوء آن، حذف کامل از کلیه صنایع است. در حال حاضر به واسطه کاربرد وسیع محصولات حاوی آزبست در جامعه ما، این ماده به عنوان یک خطر عمده شغلی و یا یک آلاینده محیطی بسیار خطرناک می تواند بهداشت و سلامتی افراد جامعه را به خطر اندازد.
آزبست نام مشترکی است که به تعدادی از کانی های طبیعی اطلاق می شود که طی فرآیندهایی، سیلیکات های آن ها هیدراته می شوند. این کانی ها، ساختمانی بلوره ای داشته و در هوا غیر قابل احتراق می باشند، ولی الیاف تشکیل دهنده اش جداشدنی و تفکیک پذیرند. ساختار آزبست را ملکول های غول پیکر یک بعدی ایجاد نموده اند. ملکول های غول پیکر آزبست زنجیره درازی از اتم ها است و این ملکول ها پهلو به پهلوی هم جای گرفته اند.
ساختار ملکولی آزبست
کانی های آزبست خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردی دارند. این کانی ها دارای الیافی بی نهایت باریک بوده و قابلیت ارتجاعی دارند که حتی در حرارت های بالا این خاصیت را از دست نمی دهند. ظاهرا اغلب الیاف آن نرم بوده و به علت قابلیت ارتجاعی پذیرای تابیده شدن و بافتن هستند.
آزبست در طبیعت بیشتر به صورت الیاف معدنی و سنگ یافت می شود. بیشترین استفاده آزبست در صنعت به دلیل مقاومت بالای این ماده در برابر گرما و سایش می باشد، که باعث شده این ماده به عنوان مواد نسوز شناخته شود. گاهی به این ماده پشم شیشه نیز گفته می شود. در ساختمان آزبست، عناصری مانند سیلیس، منیزیم و آهن وجود دارد. الیاف آزبست بدون بو بوده و با چشم غیر مسلح دیده نمی شوند. آزبست در درجه حرارت حدود 800 درجه سانتی گراد با از دست دادن آب شروع به تغییر می کند و به سیلیکات منیزیم آهن تجزیه می شود که به عنوان فورستریت شناخته می شود. نقش فورستریت در رابطه با اثرات بهداشتی به خوبی ثبت شده است. جهت کسب اطلاعات بیشتر می توانید به مقاله تفاوت پشم شیشه و آزبست مراجعه نمایید.
ساختار ملکولی آزبست
از آزبست به صورت گسترده استفاده می شود، چون ماده ای نسبتا ارزان بوده و خواص شیمیایی و فیزیکی ویژه آن تقریبا باعث فناناپذیری اش شده است. مهم ترین صنایعی که از آزبست استفاده می کنند و مهم ترین کاربرد آزبست عبارت اند از:
این صنایع بزرگ ترین صنایع مصرف کننده آزبست در جهان را شامل می شوند. به طوری که در مجموع 65 تا 80 درصد آزبست تولیدی جهان در صنایع آزبست سیمانی به کار می رود. این صنایع شامل ورقه های تخت تا صفحه ای می باشد که جهت پوشش سقف یا به عنوان سقف کاذب، آجرهای آزبست سیمان، لوله های انتقال مایع با فشار بالا و ورقه های کف پوش ساختمان و ناودان به کار می رود. علت عمده مصرف آزبست در صنایع سیمانی به شرح زیر است:
1 - غیرقابل احتراق بوده و عایق حرارت و الکتریسیته خوبی می باشد
2 – موجب افزایش ظرفیت جذب کنندگی سیمان می شود.
مهم ترین خواص محصولات آزبست سیمانی خواص مکانیکی آن هاست که شامل مقاومت در برابر خردشدگی و مقاومت خمشی و مقاومت در برابر ضربه و مقاومت در مقابل ترکیدن آن می باشد که تمام این خواص به طول الیاف آزبست بستگی دارد. هرچه طول الیاف آزبست به کار رفته بیشتر باشد مقاومت محصول بالاتر خواهد رفت و در نتیجه محصول دارای کیفیت بهتری خواهد بود. با این حال ورق های سیاه و گالوانیزه مقاومت بالایی داشته و در نتیجه قیمت ورق گالوانیزه نیز بالاتر می باشد. میزان الیاف آزبستی که در این صنایع به کار می رود 10 تا 16 درصد می باشد و عمده ترین الیاف آزبستی که در این صنایع مورد استفاده قرار می گیرد کریزوتیل، آموسیت و کروسیدلیت می باشند. کریزوتیل 92 درصد و آموسیت و کروسیدولیت 8 درصد مصرف در این صنایع را تشکیل می دهند.
در جدول زیر خواص مکانیکی کروسیدولیت و کریزوتیل و آموسیت در صنایع آزبست سیمان نشان داده شده است.
لوله آزبست سیمانی در مصارف لوله کشی و انتقال مایع ها در شبکه های انتقال نفت، فاضلاب و لوله های زیرزمینی مصرف می شود و این محصول در مقابل حرارت تا 400 درجه سلسیوس مقاوم بوده و قابلیت هدایت حرارتی و الکتریکی پایینی داشته و همچنین در برابر نفوذ آب و یخ زدگی مقاومت زیادی دارد. این لوله ها به دلیل خواص ویژه ای که دارند برای انتقال فاضلاب با ترکیب شیمیایی و PH مختلف و آب هایی که دارای مقادیر بالایی نیترات و فسفات هستند مورد استفاده قرار می گیرند. آزبست در ساخت لوله های سیمان آزبستی برای افزایش مقاومت شیمیایی، حرارتی و مقاومت در برابر فشار و کشش بالا و قابلیت نسوزندگی آن به کار می رود.
این ورق ها در پوشش بام ساختمان ها و پوشش کناره های ساختمانی به کار می روند و ورق های پهن آن در پوشش داخلی و خارجی دیوارها، دیوارک ها و پانل ها و سقف ها و به عنوان پوشش کلاهک و عایق دیگ های بخار و کوره ها استفاده می شوند. ورق های موج دار عمده ترین گروه تولید شده از انواع ورق های سیمان آزبستی را تشکیل می دهند و طی 50 سال گذشته به طور وسیع در پوشش سقف ها و نیز زوایای ساختمان به کار گرفته شده است.
در کاشی های کف پوش وینیل، آزبست به عنوان یک ماده تقویت کننده مورداستفاده قرار می گیرد. این نوع کاشی ها در ساختمان های تجاری و نمایشگاه ها کاربرد زیادی دارد. یک نوع کاشی کف پوش دیگر نیز به علت داشتن دانه های درشت و زبر، در کف پوش کارخانه ها و نیز ستون ها مورد استفاده قرار می گیرد.
در صنایع نساجی عمدتا کریزوتیل و کروسیدولیت مورد استفاده قرار گرفته و در ساخت طناب های آزبستی و فتیله های آزبستی و پارچه های ضد حریق به کار می رود. فتیله های آزبستی معمولا قطر 6 میلی متر دارد و برای درزگیری استفاده می شود و از الیاف به هم تابیده شده، ساخته شده است. طناب های آزبستی نسبت به فتیله های آزبستی قطر بیشتری دارند و با پیچیدن چندین رشته فتیله آزبستی به هم ساخته می شوند. پارچه های آزبستی در تهیه لباس های نسوز و پرده های ضدحریق تئاتر و سینما و پتوهای مخصوص مهار آتش به کار می روند. برای ساختن نوعی نمد نیز به کار می رود که کاربرد اصلی این نمدها به دلیل خاصیت ضد رطوبتی آن هاست. 80 تا 90 درصد نمدهای آزبستی را الیاف کوتاه کریزوتایل تشکیل می دهند. فرآیند تولید منسوجات آزبستی نساجی، مانند منسوجات پنبه ای است با این تفاوت که برای تهیه آن ابتدا الیاف آزبست مانند فرآیند پشم ابتدا به وسیله ماشین های ویژه ای پرداخت و آماده می شوند به طوری که این ماشین ها الیاف آزبست را با برس هایی در جهات مختلف شانه می زنند. منسوجات آزبستی معمولا به صورت مخلوط با پنبه تهیه می شوند، چون الیاف آزبست نسبت به پنبه دارای خاصیت ریسندگی کمتری هست.
در درزگیرهای آزبستی فشرده شده از الیاف کریزوتایل که با ترکیبات پلاستیکی مقاوم در برابر حرارت ساخته می شود و تحت فشار بخار به صورت ورقه ای با ضخامت یکنواخت در می آید، استفاده می شود. این درزگیرها بیشتر در بین بست های اتصالات به کار می روند و از خروج سیالات جلوگیری می کنند. نوع دیگر درزگیرها فشرده نبوده و توزیع الیاف آزبست در تمام طول ورق نسبت به درزگیرهای آزبستی فشرده، بهتر انجام می شود. این نوع درزگیرها در جاهایی که سطح پست ناهموار دارند، عملکرد بهتری نسبت به نوع فشرده شده دارند. این نوع درزگیرها به وسیله نوعی صمغ مصنوعی قابل ارتجاع و مقاوم در برابر حرارت و همچنین روغن چسبانده می شوند تا مقاومت بهتری در برابر سیالات محبوس شده ایجاد کنند. درزگیرهای آزبستی فشرده شده در اتصالات لوله ها، دریچه ها، سوپاپ ها، دیگ های بخار و همچنین اتصالاتی که در صنایع شیمیایی و نفت کاربرد دارند و در نصب موتورهای احتراق، آون ها، اتوکلاوها و مخازن مورد استفاده قرار می گیرند.
وزق های آزبستی از دیرباز در صنعت نفت و گاز برای محافظت لوله ای فلزی در مقابل ساییدگی مورد استفاده قرار می گیرند. تخته ها و کاغذهای آزبستی برای اهداف عایق کاری در صنایع الکتریکی و برای پوشش زغال و هادی ها به کار برده می شوند. تخته های آزبستی از الیاف سیمان پرتلند تحت فشار هیدرولیکی ساخته می شود که به صورت ورق هست و به عنوان عایق کاری مورد استفاده قرار می گیرد. این تخته های آزبستی به رنگ خاکستری خال دار و رنگ های مختلف در بازار به فروش می رسد و برای دیوارسازی استفاده می شود. ضخامت این تخته ها 5، 6 و 20 سانتی متر می باشد و تا دمای 540 درجه سانتی گراد مقاوم هستند. از دیگر محصولات آن می توان مقوای آزبستی را نام برد که با چسب آلی همراه با پرکننده دیاتومیتی در انواع نرم یا سخت ساخته می شود. این محصول برای عایق کاری در دمای 430 تا 540 درجه سلسیوس مناسب است.
آزبست به عنوان عامل تقویت کننده در پلاستیک ها مورد استفاده قرار می گیرد. آزبست موردنیاز در این صنعت از نظر قیمت گران تر و از الیاف طویل کریزوتیل و طی فرآوری پرهزینه به دست می آید که دارای ضریب انبساط پایین و مقاوم در برابر حرارت های بالا و از سخت شدگی خوبی برخوردار است.
در ساخت لنت ترمز و صفه کلاچ از آزبست استفاده می شود. در ساخت مواد اصطکاک زا اصولا از کریزوتیل استفاده می شود، چون کریزوتایل نسبت به سایر آزبست های آمفیبول خاصیت اصطکاکی بهتری دارد. آزبست لنت های ترمز سبب خاصیت استحکام و سخت شدگی می شود و باعث جلوگیری از خط افتادگی آن ها می شود. لنت های ترمز بر اثر ساییدگی و اصطکاک ایجاد غبار می کنند که در اثر حرارتی که اصطکاک ایجاد می کند بیشتر آزبست به فورستریت تبدیل می شود. لنت های ترمز ممکن است پارچه های بافته اشباع شده یا الیاف متراکم شده به هم چسبیده با چسب مقاوم در مقابل گرما باشد. چسب ممکن است یک سیلیکات یا پلاستیک یا کائوچو باشد. ضریب اصطکاک پارچه آزبستی در برابر فولاد در لنت های ترمز 0.27 تا 0.38 می باشد. این ضریب با چسب افزایش یافته و با سیم پیچ کاهش می یابد. لنت های ترمز از تابیدن الیاف آزبست با رشته های سیمی نازک و آمیختن با محلول سیلیکاتی و سپس بافتن به صورت پارچه و اشباع با کائوچو با چسب و تحت فشار و حرارت دادن ساخته می شوند.
از سال 1336 با راه اندازی کارخانه ایرانیت حدود 66 هزار تن در سال، آزبست مصرف می شود که این روند تاکنون سیر صعودی داشته است. کل مصرف کارخانجات ایران در سال 1374 بیش از 88 هزار تن بوده است که 5 درصد آن معادل آزبست ایرانی بوده است.
جمع بندیآزبست یکی از مواد پرخطر در صنایع مختلف بوده با این حال دارای کابردهای فراوانی در صنعت و ساخت و ساز اعم از لوله های آزبستی سیمانی و لنت ترمز می باشد. امروزه به دلیل خطرات آزبست سعی در محدود نمودن استفاده از این ماده در صنایع مختلف می گردد. در این مقاله به بررسی کاربرد و خطرات آزبست پرداخته ایم.