החיים המודרניים תלויים בצריכה של עשרות סוגי מתכות, למגוון עצום של מטרות. אך מתכות אלה הן משאב מוגבל, והכרייה שלהן פוגעת בסביבה ובבריאות של רבים. מחקר חדש שהתפרסם בכתב העת המדעי Nature Sustainability חושף את הקצב המדאיג של בזבוז המתכות שאנו כורים, וקורא לייעל את ניצול המתכות ולצמצם את הכרייה הבעייתית.
הצורך שלנו במתכות גדל בקצב מסחרר עם הגידול באוכלוסיית העולם וההתפתחות הכלכלית והטכנולוגית. בחישוב לפי משקל, ברזל הוא המתכת העיקרית שאנו כורים: מדי שנה נכרים כמעט שני מיליארד טונות של ברזל, המשמש בעיקר לבנייה ולייצור מכונות וכלי רכב. מתכות אחרות משמשות גם לייצור מכשירים אלקטרוניים ולמגוון שימושים טכנולוגיים אחרים. תהליכי ההפקה של המתכות מהמחצבים המכילים אותן דורשים השקעת אנרגיה רבה, בעיקר כדי לחמם את המחצבים הגרוסים ולהתיך את המתכות שבהם, והם אחראים לכ-8 אחוזים מהפליטות השנתיות של גזי חממה ברחבי העולם. במקרים רבים, המכרות גם מזהמים את סביבתם ומזיקים למערכות אקולוגיות ולבני אדם על ידי פגיעה פיזית בסביבה, העלאת חומציות המים והקרקע ושחרור מתכות רעילות כמו עופרת, קדמיום וארסן.
אם נשרטט תמונה מלאה של האופן שבו אנו צורכים מתכות, נוכל לקדם ביתר קלות מדיניות של פיתוח בר-קיימא, שיענה על צרכינו תוך שמירה על המערכות הטבעיות שיאפשרו לענות גם על צרכינו העתידיים. ״[אולם] עד כה מרבית המחקרים שניסו להעריך את היקף אובדן המתכות בחנו מתכות מסוימות בלבד, בלי לבחון את התמונה כולה״, מסביר תומס גרידל (Graedel), אקולוג תעשייתי מאוניברסיטת ייל שלא היה מעורב במחקר. ״במחקר הנוכחי החוקרים השוו מידע מכמה ענפי תעשייה ובדקו כמה זמן משתמשים בכל מתכת, איך קורה אובדן המתכות ועד כמה הן ממוחזרות״.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
המרוץ המדעי נגד הקורונה: עדכון
זיהום סביבה קטלני
האם מכוניות חשמליות ידידותיות יותר לסביבה?
להאריך את חיי המתכות
החוקרים בחנו 61 מתכות הנמצאות בשימוש מסחרי, ומצאו כי משך החיים של רובן, החל מהכרייה ועד יציאתן מכלל שימוש, קטן מעשור. זהב וברזל זוכים למשך החיים הארוך ביותר, של כ-200 וכ-150 שנים בהתאמה, כי הם מנוצלים ביעילות, והמוצרים המיוצרים מהם זוכים לשימוש ממושך. לעומת זאת, משך החיים של שש מתכות, ובהן גליום וסלניום, הוא פחות משנה. הארכת משך חיי המתכות תפחית את היקפי הכרייה וכפועל יוצא גם את ההשפעות השליליות שלה.
אובדן המתכות מתחיל כבר בשלב הכרייה וההפקה שלהן. בעבור מתכות המופקות מתוצרי הלוואי של כריית מתכות אחרות, זהו השלב שבו אובדת הכמות הגדולה ביותר: בעבור 15 מתכות, 99-50 אחוזים מהמתכת הולכת לאיבוד ואינה מנוצלת. רבות ממתכות אלו נחשבות מתכות קריטיות בארצות הברית ובאיחוד האירופי, כלומר מתכות שיש חשש להפרעה בהספקתן אשר תגרום לפגיעה כלכלית משמעותית; רובן מנוצלות לשימושים טכנולוגיים. למשל, המתכת גליום, המצויה במעבד של הטלפון הנייד שלכם, מופקת בעיקר ממחצבים הנִכרים לצורך הפקת אלומיניום. גרמניום, שהוא מרכיב חשוב של סיבים אופטיים, מופקת בעיקר ממחצבים הנִכרים לצורך הפקת אבץ. הפקת אלומיניום ללא הפקת הגליום, או הפקת אבץ ללא הפקת הגרמניום, גורמות לאובדן המתכות החשובות האלה.
לאחר הפקת המתכות, חלקן אובדות בגלל עיבוד בלתי יעיל, למשל אובדן שאריות לא מנוצלות בעת הפקת המוצר. חלק נוסף אובד בשל פיזור של המוצר המכיל את המתכת במהלך השימוש. למשל, דשן המכיל מגנזיום מתפזר בסביבה, ומוצרי ברזל מחלידים ומתפוררים. אך בעבור מרבית המתכות, עיקר איבוד המתכת נובע מכך שלא ממחזרים את המתכת כאשר המוצר המכיל אותה יוצא מכלל שימוש. גורם זה אחראי ל-84 אחוזים מכלל איבוד המתכות.
מדוע איננו ממחזרים את המתכות? אחת הסיבות היא היעדר תשתית לאיסוף ולמיון של פסולת, שתאפשר את מיחזורן. אך יש סיבה נוספת: קושי טכנולוגי שמונע חילוץ של המתכות מהמוצרים המכילים אותן, משום שהמתכות מעורבבות בחומרים אחרים. למשל, יש שהמתכות נמצאות במוצר בצורת סגסוגת, כלומר תערובת של מתכות, או שהן נמצאות בתוך מבנים מורכבים, כגון שבבי מחשב. כדי להגביר את מיחזור המתכות, אפשר לפתח מוצרים שקל יותר למחזר אותם, או לחייב יצרנים להשתמש במתכות ממוחזרות. האיחוד האירופי, למשל, בוחן את האפשרות לחייב תעשיינים להשתמש במתכות ממוחזרות לייצור סוללות, ובכלל זה סוללות של כלי רכב חשמליים.
המחקר הנוכחי מדגיש שכדי לצמצם את בזבוז המתכות, יש לפעול לאורך כל שלבי החיים שלהן. השלבים הראשונים חשובים במיוחד בעבור מתכות הנחוצות למעבר לאנרגיות מתחדשות, משום שהן מופקות מתוצרי לוואי של כריית מתכות אחרות. מיחזור המתכות יעניק להן חיים חדשים ויאפשר לנו לפתח כלכלה המשמרת את המתכות למען הדורות הבאים.
ד"ר יובל רוזנברג, מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
