1

شهرهای جهان در تلاش هستند تا پاک‌تر، خنک‌تر و مقاوم‌تر شوند. با این حال، بیشتر راهکارهای فعلی تنها یک مشکل را هدف می‌گیرند. یک مقاله چشم‌انداز جدید استدلال می‌کند که یک ماده کم‌تکنولوژی و پربازده می‌تواند چندین چالش شهری را به صورت هم‌زمان حل کند. این ماده بایوچار است.

بایوچار با حرارت‌دادن پسماندهای آلی در شرایط کم‌اکسیژن تولید می‌شود. این فرایند کربن را در شکلی پایدار قفل می‌کند و امکان استفاده از بایوچار در کاربردهای مختلف شهری را فراهم می‌سازد، از آسفالت و بتن گرفته تا باغچه‌های شهری و بسترهای گیاهی.

نویسندگان مقاله با بررسی پروژه‌هایی از نیویورک، سنگاپور، پکن، اسکندریه و توکیو، یک نقشه راه عملی برای ادغام بایوچار در زندگی شهری ارائه کرده‌اند.

از زباله تا ابزار شهری: اقتصاد چرخشی بایوچار

داستان بایوچار از اساس بر مبنای اقتصاد چرخشی شکل گرفته است. این ماده می‌تواند از بقایای کشاورزی، پسماند سبز، ضایعات غذایی و حتی برخی محصولات جانبی صنعتی تولید شود. نتیجه یک ماده جامد متخلخل و غنی از کربن است که صدها سال پایداری دارد.

این پایداری اهمیت زیادی دارد. به جای اینکه زباله‌های آلی در محل دفن زباله تخمیر شوند و متان آزاد کنند، کربن در قالب ماده‌ای ذخیره می‌شود که به زیرساخت‌ها و اکوسیستم‌های شهری نیز ارزش افزوده می‌بخشد.

پاک‌سازی هوا از دل آسفالت‌های داغ

اگر آسفالت را ریه سیاه شهر بدانیم، باید گفت این ریه در زمان موج گرما یا عملیات روکش‌سازی دچار سرفه می‌شود. در چنین شرایطی، ترکیبات آلی فرّار (VOCs) آزاد می‌شوند که به آلودگی هوا و مشکلات تنفسی دامن می‌زنند.

مطالعات آزمایشگاهی و پایلوت نشان می‌دهد که بایوچار مهندسی‌شده، خصوصاً نمونه‌هایی با سطح ویژه بالا یا ترکیبات معدنی خاص، قادر است بخش قابل توجهی از این آلاینده‌ها را جذب کند.

در برخی آزمایش‌ها، بایوچار توانسته تا ۷۶ درصد VOCهای آزادشده از آسفالت را جذب کند. افزودن آن به درزگیرها یا لایه‌های زیرین آسفالت نه‌تنها آلودگی را کاهش می‌دهد بلکه عمر روسازی را نیز افزایش می‌دهد، زیرا بایوچار به کاهش تنش‌های حرارتی و اکسیداسیون کمک می‌کند.

بتنی که کربن را ذخیره می‌کند

ساختمان‌سازی یکی دیگر از حوزه‌های مهم برای استفاده از بایوچار است. ترکیب این ماده با سیمان و بتن، آن را به یک اسکلت میکروسکوپی تبدیل می‌کند.

سطوح فعال بایوچار واکنش‌های کربناته‌شدن را تقویت می‌کند و باعث می‌شود بتن در طول زمان CO2 بیشتری را به دام اندازد. در نتیجه، سازه‌ها به مخازن آهسته اما پایدار کربن تبدیل می‌شوند.

مزایای جانبی نیز چشمگیر هستند: افزایش مقاومت سازه، کاهش ترک‌خوردگی و بهبود مدیریت رطوبت. این ویژگی‌ها به‌ویژه برای شهرهای گرم، مرطوب یا ساحلی اهمیت بالایی دارند.

احیای خاک شهری و بهبود عملکرد کشاورزی

خاک شهرها معمولاً متراکم، فقیر و فاقد مواد مغذی است. ساختار سلولی بایوچار با ایجاد فضا برای هوا و آب، نگه‌داشت بهتر عناصر غذایی و پشتیبانی از فعالیت میکروبی، کیفیت خاک را ارتقا می‌دهد.

در یکی از مطالعات، ترکیب بایوچار با کمپوست توانسته عملکرد محصول را به طور چشمگیری افزایش دهد. در یک آزمایش، تولید فلفل چیلی حدود ۵۰ درصد بیشتر شد.

برای باغ‌های شهری، درختان خیابانی و پارک‌های کوچک، این مزایا به معنای گیاهان سالم‌تر با مصرف کمتر آب و کود است.

آب پاک‌تر با کمک بایوچار

در حوزه تصفیه آب، بایوچار به عنوان یک فیلتر تطبیق‌پذیر عملکرد بسیار خوبی دارد. ویژگی‌های سطحی آن را می‌توان به گونه‌ای تنظیم کرد که فلزات سنگین، رنگ‌دانه‌ها، مواد مغذی و حتی آلاینده‌های نوظهوری مانند PFAS را جذب کند.

در برخی سیستم‌ها، فیلترهای بایوچار توانسته‌اند بیش از ۷۰ درصد سرب محلول و تا ۹۵ درصد آلودگی‌های رنگی را حذف کنند.

افزون بر این، بایوچار درون هاضم‌های بی‌هوازی نیز عملکرد مثبتی دارد. افزودن مقدار اندکی از آن موجب افزایش بیش از ۲۷ درصد تولید متان شده و بازده انرژی حاصل از پسماندهای آلی را تقویت کرده است.

بایوچار و کاهش گرمای شهری

تنوع پروژه‌های ارائه‌شده در مقاله نشان‌دهنده ظرفیت ویژه بایوچار برای سازگاری با نیازهای متفاوت شهرها است.

• در نیویورک، خاک‌های تقویت‌شده با بایوچار در زیر درختان خیابانی آزمایش می‌شوند تا نفوذپذیری آب و بقای گیاه افزایش یابد.
• سنگاپور از بایوچار در بام‌باغ‌ها و بسترهای کاشت برای کاهش دما و تصفیه رواناب استفاده می‌کند.
• پکن و توکیو به دنبال ترکیب بایوچار با مصالح ساختمانی و استفاده از سامانه‌های تبدیل زباله به بایوچار هستند.
• اسکندریه نیز از بایوچار برای بهبود کارایی آبیاری و بازسازی خاک در مناطق کم‌آب بهره می‌گیرد.

در تمام این نمونه‌ها، الگوی مشترک روشن است: تولید بایوچار از ضایعات محلی و بازگرداندن آن به بافت سبز و خاکستری شهر.

همه بایوچارها یکسان نیستند

در کنار مزایا، چالش‌هایی نیز وجود دارد. بایوچار یک ماده یکنواخت نیست. نوع ماده اولیه، دمای پیرولیز و روش پردازش، همگی خصوصیات محصول نهایی را تغییر می‌دهند. بدون استانداردهای مشخص، نتایج متفاوت خواهد بود و اعتماد عمومی کاهش پیدا می‌کند.

موضوع اقتصاد نیز مهم است. شهرها به دستورالعمل‌های تدارکات، شاخص‌های عملکرد و مشوق‌هایی نیاز دارند که ذخیره کربن و مزایای زیست‌محیطی را ارزش‌گذاری کند نه فقط هزینه اولیه را.

در نهایت، برای اثرگذاری در مقیاس شهری، تولید بایوچار باید ماژولار، قابل اعتماد و مرتبط با جریان‌های پسماند شهری باشد.

بایوچار برای شهرهای هوشمند و پایدار

بایوچار چندین هدف کلیدی شهری را هم‌زمان محقق می‌کند. این ماده کربن را در هوا کاهش می‌دهد، آلاینده‌ها را از آب و هوا دور نگه می‌دارد، رطوبت را در خاک حفظ می‌کند و به استحکام سازه‌ها کمک می‌کند.

اگر بایوچار در برنامه اقتصاد چرخشی شهرها گنجانده شود، مزایای آن چندبرابر خواهد شد. استفاده در پروژه‌های عمرانی، زیرساخت سبز و سیستم‌های آب و پسماند می‌تواند منجر به کاهش انتشار، محله‌های پاک‌تر، زیرساخت‌های مقاوم‌تر و اکوسیستم‌های شهری سالم‌تر شود.

شهرها به ندرت ابزاری پیدا می‌کنند که این تعداد نیاز را پوشش دهد. بایوچار جایگزین انرژی پاک یا حمل‌ونقل پایدار نمی‌شود اما یک استراتژی مادی ارزشمند و چندمنظوره است.

با استانداردهای هوشمند و سیاست‌گذاری درست، این پودر سیاه و متخلخل می‌تواند به ستون پنهان طراحی شهری آماده برای آینده تبدیل شود.

منبع: مقاله منتشر شده در مجله Biochar X

اگر این موضوع برای شما جذاب است، تجربه خود را درباره راهکارهای اقلیمی شهری در بخش نظرات بنویسید یا این مقاله را با دیگر علاقه‌مندان به محیط‌زیست به اشتراک بگذارید.