رؤية خبرائية: تُبرز المعايير المُراجعة لجودة الهواء المحيط أهمية التحكم في تسرب الأمونيا والمادة الجسيمية القابلة للتكثيف

وبينما تستعد الصين لتنفيذ معايير جودة الهواء المحيط المنقحة في ١ مارس ٢٠٢٦، يدخل قطاع مراقبة الانبعاثات الصناعية مرحلةً جديدةً من الإدارة الأعمق والأكثر شمولاً لتلوث الهواء. وفي هذا العدد من سلسلة تفسير السياسات البيئية لمجموعة «ميرشاين»، تشارك البروفيسورة قوي تشين زهانغ، الخبيرة الأساسية في معهد «ميرشاين» للبحوث الإيكولوجية والمشرفة على رسائل الماجستير في جامعة شاندونغ للهندسة المعمارية، رؤيتها المهنية حول آثار هذه المعايير المنقحة والاتجاه المستقبلي لتطوير تقنية إزالة ثاني أكسيد الكبريت من غازات العادم باستخدام الأمونيا.

وتتمتع البروفيسورة زهانغ بخبرة تمتد لعقود في مجال علوم البيئة الجوية ومكافحة تلوث الهواء، وقد أجرت دراسات واسعة النطاق حول تقنيات معالجة غازات العادم الناتجة عن احتراق الفحم ووضع السياسات البيئية. ويوفر تحليلها توجيهاتٍ قيّمةً للمنشآت الصناعية التي تسعى للامتثال على المدى الطويل للوائح البيئية المشددة بشكل متزايد.

تشير المعايير الأكثر صرامة لجزيئات PM2.5 إلى مرحلة جديدة في مكافحة تلوث الهواء

ومن أبرز التغييرات التي أُدخلت على معايير جودة الهواء المحيط المُراجعة، تشديد الحد الأقصى السنوي لتركيز جزيئات PM2.5 من 35 ميكروغرام/م³ إلى 25 ميكروغرام/م³.

ووفقاً للبروفيسور تشانغ، فإن هذا التعديل يمثل أكثر بكثير من مجرد تعديل عددي؛ بل يعكس انتقال الصين من مراحل مكافحة التلوث التقليدية إلى مرحلة أعمق وأدق لإدارة جودة الهواء.

وقال البروفيسور تشانغ: «إن تشديد أي معيار بيئي يتطلب تقدّماً متناسباً في تقنيات مكافحة الانبعاثات الصناعية. ففي قطاعات مثل معالجة المواد الكيميائية الفحمية، وتوليد الطاقة الحرارية، وإنتاج الكوك، لم يعد الامتثال فقط للحدود الحالية للانبعاثات كافياً بعد الآن. بل يجب أن تتبنّى المؤسسات تقنيات استباقية قادرة على التكيّف مع التطورات التنظيمية المستقبلية.»

وبينما تواصل الحكومات السعي لتحقيق هواء أنقى وتخفيض تركيز الجسيمات الملوثة، من المتوقع أن تتعرض المرافق الصناعية لمزيد من التدقيق فيما يتعلّق بانبعاثات الملوثات الأولية والثانوية على حدٍّ سواء.

التحديات الخفية: تسرب الأمونيا والمادة الجسيمية القابلة للتكثيف

ورغم أن تقنيات معالجة غازات العادم التقليدية حقّقت تقدّمًا كبيرًا في التحكم في انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت (SO₂) وأكاسيد النيتروجين (NOₓ) والمادة الجسيمية القابلة للترشيح، شدّد البروفيسور تشانغ على ضرورة إيلاء قطاع الصناعة اهتمامًا أكبر لملوثَيْن غالبًا ما يُهمَلان: تسرب الأمونيا والمادة الجسيمية القابلة للتكثيف (CPM).

ويُعترف اليوم بشكل متزايد بأن هذين الملوثين يسهمان بشكل جوهري في تكوّن الجسيمات الثانوية ذات القطر الأصغر من ٢٫٥ ميكرون (PM2.5)، وقد يصبحان عاملين رئيسيين يؤثران في الامتثال البيئي المستقبلي.

في أنظمة إزالة النيتروجين باستخدام تقنية SCR والعمليات التقليدية لإزالة الكبريت من الغازات العادمة الرطبة، قد يتسرب الأمونيا غير المتفاعلة مع تيار الغاز العادم. وعند إطلاقه في الغلاف الجوي، يمكن أن يتفاعل الأمونيا مع ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين وغيرها من المركبات الحمضية لتكوين أerosols ثانوية مثل كبريتات الأمونيوم ونترات الأمونيوم. وهذه الجسيمات الدقيقة تُعدّ مساهمةً رئيسيةً في تلوث الجسيمات العالقة في الهواء بقطر أقل من 2.5 ميكرون (PM2.5).

وتُشكّل المواد الجسيمية القابلة للتكثيف تحديًّا إضافيًّا. فعلى عكس المواد الجسيمية التقليدية، توجد المادة الجسيمية القابلة للتكثيف (CPM) في الغالب على هيئة غازية داخل تيار الغاز العادم، ما يجعل من الصعب عادةً احتجازها باستخدام معدات جمع الغبار القياسية. وبعد خروج هذه المركبات الغازية عبر المدخنة، تبرد وتتكثف في الغلاف الجوي، مشكِّلةً جسيمات صلبة أو سائلة دقيقة تساهم مباشرةً في تركيزات الجسيمات العالقة في الهواء بقطر أقل من 2.5 ميكرون (PM2.5).

وأشار البروفيسور تشانغ إلى أنه حتى المنشآت التي تُظهر أداءً ممتازًا في انبعاثات الجسيمات التقليدية قد لا تزال تواجه صعوبة في تحقيق خفض ذي مغزى في الجسيمات الدقيقة PM2.5 إذا لم يتم التحكم بشكل صحيح في تسرب الأمونيا وانبعاثات الجسيمات الدقيقة.

وأكدت كذلك أن الجهات التنظيمية قد أدخلت بالفعل منهجيات الاختبار والمعايير الانبعاثية المستهدفة لهذه الملوثات. كما أن الإشراف البيئي يتوسع تدريجيًّا من التحكم في الملوثات التقليدية نحو الإدارة الشاملة للملوثات.

أما بالنسبة للمؤسسات الصناعية، فإن الاستثمار الاستباقي في تقنيات مكافحة الملوثات الثانوية أصبح يشكّل متطلبًا للامتثال فضلًا عن كونه ميزة تنافسية.

المزايا الفريدة لتقنية إزالة الكبريت باستخدام الأمونيا

واستنادًا إلى تحليلها الساسي، بحثت البروفيسور تشانغ دور تقنية إزالة الكبريت باستخدام الأمونيا في ظل الإطار التنظيمي المتغير.

على عكس عمليات إزالة الكبريت التقليدية، تستخدم عملية إزالة الكبريت من غازات العادم القائمة على الأمونيا الأمونيا كمادة ماصة، مع إمكانية التحكم في آنٍ واحد في ثاني أكسيد الكبريت وانزلاق الأمونيا والجسيمات الدقيقة القابلة للتكثّف من خلال تصميم نظام مُحسَّن.

وبفضل هياكل المعدات المحمية ببراءة اختراع ومواصفات العمليات المصمَّمة بدقة، يمكن لأنظمة إزالة الكبريت القائمة على الأمونيا تحقيق التحكم في ملوِّثات متعددة دون الحاجة إلى مرافق معالجة نهائية واسعة النطاق إضافية.

وتُظهر البيانات التشغيلية المستخلصة من المشاريع المنفذة في قطاعات الكيماويات الفحمية، والطاقة الحرارية، وإنتاج الكوك، والمواد المتقدمة أداءً بيئيًّا ممتازًا. وفي هذه التطبيقات، ظلَّت تركيزات انزلاقات الأمونيا باستمرار أقلَّ بكثير من الحد التنظيمي البالغ ٣ ملغ/م³، كما حقَّقت انبعاثات الجسيمات الدقيقة القابلة للتكثّف مستويات رائدة على مستوى القطاع.

وشدَّد البروفيسور تشانغ على أن هذه التكنولوجيا توفِّر مزايا اقتصادية كبيرة بالإضافة إلى فوائدها البيئية.

أولاً، تعمل عملية إزالة الكبريت باستخدام الأمونيا دون إنتاج مياه صرف ناتجة عن إزالة الكبريت، مما يلغي الحاجة إلى الاستثمار الرأسمالي وتكاليف التشغيل المرتبطة بمعالجة مياه الصرف هذه وأنظمة التصريف الصفري للسوائل.

ثانياً، تقوم هذه العملية بتحويل ثاني أكسيد الكبريت إلى كبريتات الأمونيوم، وهي منتج سمادي قيّم يمكن بيعه تجارياً، ما يُمكّن من إعادة تدوير موارد الكبريت وتحقيق عوائد بيئية واقتصادية معاً.

اتجاهات القطاع: ستعتمد القدرة التنافسية المستقبلية على التحكم الشامل في الملوثات

وبالنظر إلى المستقبل، يرى البروفيسور تشانغ أن تشديد معايير الجسيمات العالقة ذات القطر الأصغر من ٢٫٥ ميكرون (PM2.5) سيُعيد تشكيل المشهد التنافسي لضوابط الانبعاثات الصناعية جذرياً.

«لن يُحدَّد مستقبل معالجة غازات المداخن في المستقبل بمجرد قدرة الشركة على الامتثال لمعايير الانبعاثات»، كما شرحت. «أما التحدي الحقيقي فهو تحقيق هذا الامتثال مع آثار بيئية أقل وكفاءة اقتصادية أعلى.»

ستصبح القدرة على التحكم الفعّال في تسرب الأمونيا، والجسيمات القابلة للتكثيف، وثاني أكسيد الكبريت، وغيرها من الملوثات الناشئة مؤشّرًا رئيسيًّا لتقدُّم التكنولوجيا.

تدعم بيانات المراقبة الحديثة المستخلصة من مشاريع إزالة الكبريت باستخدام الأمونيا هذه الاستنتاجات بشكلٍ أكبر.

وقد حقَّقت التركيزات المقاسة لثاني أكسيد الكبريت (SO₂)، وأكاسيد النيتروجين (NOₓ)، والمادة الجسيمية متطلبات الانبعاثات الفائقة الانخفاض باستمرار.

وبقيت تركيزات المادة الجسيمية التي تم الحصول عليها عبر أخذ العينات من نفق التخفيف — والتي تشمل كلًّا من المادة الجسيمية القابلة للترشيح (FPM) والمادة الجسيمية القابلة للتكثيف (CPM) — دون ٥ ملغ/م³. وكانت النتائج أعلى فقط بمقدار ٠٫٢–٠٫٥ ملغ/م³ مقارنةً بتلك التي حصل عليها باستخدام طرق القياس التقليدية الوزنية وأشعة بيتا، ما يدل على مستويات منخفضة جدًّا من المادة الجسيمية القابلة للتكثيف (CPM).

وفي الوقت نفسه، ظل تركيز الأمونيا دون ٢٫٠ ملغ/م³، وهو أقل بكثير من الحد التنظيمي البالغ ٣٫٠ ملغ/م³، مما يُظهر فعالية استراتيجيات التحكُّم الدقيق في حقن الأمونيا.

تستمر شركة ميرشين في تطوير تقنيات الهواء النظيف

وبصفتها مقدمة رائدة لحلول إزالة الكبريت القائمة على الأمونيا، طورت شركة ميرشين للبيئة تقنيات ملكية تركز على التحكم المنسق في تسرب الأمونيا والمادة الجسيمية القابلة للتَّكثُّف.

ومن خلال سنوات الخبرة الهندسية المكتسبة عبر قطاعات صناعية متعددة، اكتسبت شركة ميرشين خبرة واسعة في مساعدة العملاء على تحقيق انبعاثات منخفضة جدًّا مع تحسين الكفاءة التشغيلية والأداء البيئي.

ويتماشى خارطة الطريق التكنولوجية للشركة بشكل وثيق مع الاتجاهات التنظيمية المستقبلية والطلب المتزايد على الإدارة الشاملة للملوثات.

وفي المرحلة المقبلة، ستواصل شركة ميرشين الاستثمار في الابتكار التكنولوجي والحلول الهندسية العملية، داعمةً بذلك القطاعات الصناعية في جميع أنحاء العالم لتحقيق انبعاثات أنظف، وكفاءة أعلى في استخدام الموارد، وأهداف التنمية المستدامة.