סביבה ובריאות הערכת סיכונים

אפר פחם (מרחף ותחתית) משמש בבנייה כחומר גלם לייצור קלינקר, כתוסף לקלינקר בשלב הטחינה (מרחף) וכמחליף חלקי לצמנט ולחול בבטון (מרחף) ולחול בבלוקים (תחתית). שימושים אלו קיימים בעולם זה עשרות שנים. בישראל החל השימוש באפר בצמנט החל מ- 1982, בבטון החל מ- 1998 ובמוצרי בנייה החל מ- 2007. השימוש באפר מרחף בבנייה מותנה בעמידת המוצר בדרישות הטכנולוגיות-הנדסיות של ת"י 1209 – תקן אפר מרחף לבטון, ת"י 466 – חוקת הבטון ות"י 118 – בטון: דרישות, תפקוד וייצור), ובמגבלת החשיפה לקרינה מהמוצר המכיל אפר מרחף או תחתית על פי ת"י 5098 – תכולת יסודות רדיואקטיביים טבעיים במוצרי בנייה. הקרינה כוללת רכיב קרינת גמא שמקורה בתכולת היסודות הר"א במוצר (לרבות היסודות הנתרמים ע"י האפר) ורכיב קרינת אלפא שמקורה בפליטת גז ראדון, תוצר התפרקות הרדיום, מהמוצר בחלל מבנה או בסביבה פתוחה, בה הסיכון מחשיפה לגז באוויר הפתוח הינו זניח.

היבט קרינה מייננת – הסיכון הבריאותי הנגרם מתרומת אפר פחם לקרינה ממוצרי בנייה זניח.

פחם מכיל יסודות רדיואקטיביים ככל חומרי הגלם שמקורם בקליפת כדור הארץ. האפר המתקבל כתוצאה משריפת הפחם מועשר ביסודות אלו הכוללים איזוטופים של רדיום (226Ra), תוריום (232Th) ואשלגן (40K). התפרקות יסוד רדיואקטיבי משמעותה פליטת קרינה העלולה להזיק לבריאות: קיים מופע קרינה חיצונית של קרינת גמא ומופע קרינה פנימית של קרינת אלפא הנגרמת מהתפרקות גז הראדון (תוצר התפרקות רדיום) בתוך הגוף. מאחר ותכולת היסודות הר"א באפר גבוהה יותר מאשר בחול שאותו הוא מחליף בבטון, האפר גורם לעליה במנת קרינת גמא מהבטון, אולם במקביל נוכחות האפר מפחיתה בדרך כלל את שפיעת הראדון. ההסבר לכך הוא "כליאת" הראדון בכדורים הזכוכיתיים-אמורפיים שמהם מורכב האפר והצטופפות הבטון כתוצאה מהוספת חלקיקי האפר (הדקים יותר מחלקיקי החול) והריאקציה הפוצולנית של האפר עם מים וסיד מימי, המעכבת את מעבר גז הראדון בבטון.

בין השנים 1998 – 2011 בוצעו מחקרים ובדיקות מעבדה של קרינה מבטונים ומוצרי בנייה (בלוקים) המכילים אפר פחם בממ"ג-שורק, במכון הלאומי לחקר הבנייה בטכניון ובמעבדות מוסמכות בארץ. כמו כן, נערכו בדיקות מקבילות בחו"ל (מעבדת NRG, הולנד), לצורך בקרת ממצאי הבדיקות שבוצעו בארץ. החל מ- 2012 מבוצע סקר קרינה מבטונים נפוצים המכילים אפר מרחף בשיעור 100 ק"ג/מ"ק (מכס' מותר 160 ק"ג/מ"ק לפי ת"י 118) מכלל מקורות הפחם המיובא לישראל, בהשוואה לבטון ייחוס שאיננו מכיל אפר מרחף. כל הדוגמאות שנבדקו עומדות בתקנים הרלבנטיים: מתחת למנה המותרת לפי ת"י 5098 (בהקשר למוצרי בנייה) ומתחת לרמת הפטור לפי התקן הבינלאומי להגנה מקרינה (בהקשר לתשתיות). תרומת אפר הפחם לקרינה מבטון מצויה בתחום ההשתנות של הקרינה הטבעית ונחשבת זניחה במונחי ICRP - הועדה הבינלאומית לבטיחות קרינה. כאמור לעיל, הוספת אפר אף מפחיתה במידה מסוימת את הסיכון מהחשיפה לקרינה הפנימית כיוון שהאפר מצופף את הבטון וכתוצאה מכך מקטין את פליטת הראדון ממנו.

היבט המזהמים - אין סיכון ממשי לסביבה מזליגת מזהמים לקרקע ולמים כתוצאה משימוש באפר מרחף כמרכיב בבטון (ראה גם פרק תשתיות).

להלן סקירת המחקרים והעבודות המשמשים רקע מדעי להערכת הסיכונים ולתנאים הסביבתיים-בריאותיים בשימושי אפר פחם בבנייה:

חשיפה לקרינה ממוצרי בנייה חשיפה לקרינה מבטון שטיפת יסודות קורט ממוצרי בנייה המכילים אפר מרחף
  • אין חשש ממשי לסביבה משחרור מתכות מאפר פחם מרחף כאשר הוא מוסף בשיעור גבוה לתערובות צמנטיות בחנ"מ (CLSM – Controlled Low Strength Material) וגראוט – בחינת פוטנציאל שחרור מתכות מתערובות צמנטיות המכילות אפר מרחף: בחנ"מ וגראוט, דר' נדיה טויטש, אולגה ברלין, המכון הגיאולוגי, 2013.

בטבלה שלהלן מובא סיכום של כלל ההיבטים הסביבתיים-בריאותיים לעיל, בחינתם בראי התקינה המקומית והבינלאומית והפניה לממצאי עבודות המנהלת במסגרתן נבחן כל היבט.

שימוש
סוג אפר
חשיפה סביבתית-בריאותית
ממצאי עבודות
היבט חשיפה
תנאים ודרישות
רמת החשיפה בפועל
חומר גלם לקלינקר
מרחף ותחתית
חשיפת דיירי מבנים עשויים בטון עם אפר לקרינת גמא וגז ראדון הנפלטים מקירות המבנים.
מחליף חרסית כמקור לאלומינה עד 18% מהקלינקר
התרומה המשולבת של השימוש באפר פחם כח"ג בייצור קלינקר וכתוסף לצמנט לקרינה מבטון היא קצת פחות מ- 0.01 mSv/y.
ניירות עבודה של מנהלת אפר פחם.
תוסף לצמנט
מרחף
חשיפת דיירי מבנים עשויים בטון עם אפר לקרינת גמא וגז ראדון הנפלטים מקירות המבנים.
הוספת עד 10% אפר מרחף להרכב צמנט CEMII המיושם בארץ.
---
תוסף לבטון מובא
מרחף
חשיפת דיירי מבנים עשויים בטון עם אפר לקרינת גמא וגז ראדון הנפלטים מקירות המבנים.
ת"י 5098 – תכולת יסודות רדיואקטיביים טבעיים במוצרי בנייה. תוספת מרבית מותרת של 0.3 mSv/y מעל מנת קרינת ייחוס של 1.1 mSv/y המשקפת רמת קרינה בבתים שנבנו לפני שנות האלפיים.
ת.י. 118 – בטון: דרישות, תפקוד וייצור . מחייב עמידה בדרישות ת.י. 5098 ומגביל שימוש באפר פחם מרחף כתוסף לבטון לסך 160 ק"ג/מ"ק
תרומת אפר הפחם למנת הקרינה לה נחשף אדם מן הציבור במבנה מגורים טיפוסי גבוהה בממוצע במקצת מ- 0.01 mSv/y ובמבנים רבים אף פחות ממנה. ההערכה מבוססת על מנת קרינה המתקבלת במונחי התקן (שהייה של 7000 שעות בשנה בממ"ד), בממוצע מעט פחות מ- 0.04 mSv/y, המהווה כעשירית מתוספת המנה המותרת
(0.3 mSv/y) מעל קרינת הייחוס.
מנות קרינה אלו, שהינן בתחום השתנות קרינת הרקע הטבעית, נחשבות זניחות מבחינה בריאותית.
תוסף למוצרי בטון לשימושים חיצוניים ולתערובות צמנטיות לייצוב מתקנים בתת הקרקע
מרחף
חשיפת הציבור לתוספת קרינה במוצרי בטון המשמשים לפיתוח.
הגבלת תכולת אפר פחם במוצרי בטון המשמשים לפיתוח ל- 15%.
תרומת אפר הפחם בפועל אפסית כיוון שהרכב תערובות הבטון המיועדות לפיתוח דומה להרכבן במבנים ושיעור החשיפה מחוץ למבנים נמוך בהרבה מאשר בתוכם.
זיהום מי תהום בשל חלחול מי גשמים דרך החומר המייצב ושחרור יסודות קורט לתשטיף.
עמידה בערכי סף בתשטיף לפסולת ממוצקת לא מסוכנת מסוג מונולית לפי הרגולציה האנגלית להטמנת פסולות -
ריכוזי היסודות בתשטיפים מתערובות צמנטיות מסוג בחנ"מ וגראוט נמוכים מהקריטריון האנגלי לפסולת מונוליתית לא מסוכנת (הקריטריון היחיד הקיים כיום), וחלקם אף מתחת לסף המדידה.
אגרגט לייצור בלוקים ומוצרי בנייה לשימושים פנימיים
תחתית
חשיפת דיירי מבנים עשויים בלוקי בטון עם אפר תחתית לקרינת גמא וגז ראדון הנפלטים ממוצר הבנייה.
ת"י 5098.
מנת הקרינה מבלוקי בטון המכילים אפר תחתית בשיעור של בין 5 ל- 20%, נעה בין 0.27 mSv/y, המהווים כ- 12% עד 19% מהמנה המותרת בתקן (0.85 mSv/y). תרומת אפר הפחם לתוספת מנת קרינה בהשוואה לבלוקים שאינם מכילים אפר נמצאת בבדיקה.
דוחות בדיקת קרינה בבלוקים עם אפר תחתית