18 شهریور 1394 منتشرشده در مقالات نوشته شده توسط 

ارزیابی چرخه حیات استراتژی های مدیریت پسماند شهر ماهدشت - قسمت اول

این مورد را ارزیابی کنید
(0 رای‌ها)

 چکیده

در سيستم مديريت مواد­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ زايد­­­­­­­­­­­جامد، با توجه به ميزان توليد و تر­كيب پسماند، گزينه­هاي مختلفي براي مديريت آن وجود دارد كه علاوه بر هزينه­هاي اقتصادي، بار محيط­زيستي مختلفي دربردارند. در این مقاله به بررسی تولید و انتشار گازهای گلخانه­ای، مه دود فتوشیمیایی و خروجی های سمی در گزینه­های مدیریتی مختلف پسماند شهری در شهر ماهدشت استان البرز به روش ارزیابی چرخه حیات(LCA) با کاربرد نرم­افزار IWM پرداخته شده است. به اين منظور، ٢ سناريو شامل (١) انتقال کامل و مستقيم پسماند به محل دفن و (٢) انتقال ٧٦% پسماند به محل دفن(٢٠% کمپوست و ٤% بازیافت) در نظر ­گرفته شد. داده­هاي مورد نيازسياهه­نويسي چرخه حيات با بررسي منابع و طرح­هاي پژوهشي پايان­يافته، تهيه پرسش­نامه و تكميل آن به وسيله پرسنل و نيز كار صحرايي جمع­آوري شد. سپس، نتايج به دست آمده از سياهه نويسي به ۵ طبقه اثر شامل مصرف انرژي، گازهاي گلخانه اي، گازهاي اسيدي، مه دود فتوشيميايي و خروجي هايسمي تخصيص داده شد .از نقطه نظر محيط­زيستي، نتايج اين مطالعه نشان داد كه كمپوست كردن به عنوان يكي ازگزينه­هاي مديريتي و نيز عملیات بازیافت، نقش مهمي در كاهش بار آلاينده ها و نيز مصرف انرژي ناشي از سامانه مديريت پسماند دارد. با توجه به اینکه میزان گازهای گلخانه ای در سناریوی دوم(تلفیقی از بازیافت، تهیه کود کمپوست و دفن) با تولید حدود ٦٨٠١  تن در مقایسه با سناریوی اول(فقط دفن) با تولید حدود٩٢١٨ تن مقدار قابل توجهی کاهش را نشان می دهد، این­طور نتیجه­گیری می­شود که در صورتی که از روش تلفیقی( سناریوی دوم) استفاده شود، می­تواند منجر به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای  به میزان ٢٦% شود.

 

مقدمه

   استفاده از روشهای ارزیابی برای استفاده د ر تصمیم گیریهای کلان امری اجتناب ناپذیر است(پیرسی و برن،1997). از این رو با وجود تاثیر گذاری پارامترهای غیر زیست محیطی در نتایج ارزیابی ، همانند پارامترهای اجتماعی، سیاسی و غیره، نقش انکار ناپذیر این ارزیابی ها کاملا مشهود است . تکنیک های ارزیابی زیست محیطی مانند ارزیابی بر اساس اثرات زیست محیطی وارزیابی بر اساس بهترین گزینه اجرایی زیست محیطی و ارزیابی بر اساس شاخص های اثرات زیست محیطی از روشهای متداول ارزیابی می باشند که هر یک با دارا بودن مزایا و معایب خاص درموارد متعدد کاربرد خوبی از خود نشان داده اند . با این حال روش جدید ارزیابی مبتنی بر چرخه حیات فرآیندی روشی جامع بوده و معایب روشهای ارزیابی پیشین را پوشش می دهد(علیزاده اصانلو و کی نژاد،1387).

   در چند دهه اخير، آگاهي در مورد مسائل زيست محيطي به شدت افزايش يافته و عموم مردم بر اين باورند كه مصرف محصولات و استفاده از انواع خدمات تاثيرات زيادي بر منابع و كيفيت محيط زيست خواهد داشت و اين اثرات مي توانند در كليه مراحل چرخه عمر يك محصول يا خدمت ازاستخراج مواد خام تا توليد، توزيع، مصرف و مديريت ضايعات آن روي دهد.  ارزيابي چرخه عمر(LCA) از ۳۰ سال گذشته به عنوان ابزار تجزيه تحليل اثرات زيست محيطي توسعه يافت(لوندی و پترس،2005). از اين ابزار حتي مي توان جهت برنامه ريزي و تعيين نقاط ضعف چرخه حيات فرآيند توليد محصول و انتخاب گزينه مناسب و بهينه در بين انواع گزينه ها استفاده نمود.  از نتايج LCA حتي مي توان در بهبود تطابق پذيري محصول يا خدمت بامحيط زيست سود جست(انجمن انرژی جهانی،2004) .   در قرن بيستم، فن آوري هاي مد يريت پسماند توسعه قابل توجهي داشته است . تا قبل از سال ۱۹۵۰  ميلادي دربيشتر نقاط جهان، پسماند شهري به طور عمده درگودال هاي روباز دفع مي شد. اما امروزه مديريت پسماند شهري شامل فن آوري هاي پيشرفته است كه سلامت اجتماع و محيط زيست را بيشتر تامين مي كند (دياز و واريث ، ۲۰۰۵.(  مديريت جامع مواد زايد جامد (IWM[1]) راهكار اصلي در برخورد با پسماند شهري است . در مديريت جامع پسماند، علاوه بر دفن بهداشتي وزباله سوزها روش هاي ديگري مانند كمپوست و باز يافت هم استفاده مي شود (بوویا و پاول ، ۲۰۰6.(

   شكل ١ نشان دهنده سامانه مديريت جامع مواد زايد جامد شهر ي([2]MSW) است (دياز،۲۰۰۴).

   هدف از مديريت جامع پسماند ، بهينه كردن سامانه مديريت پسماند است . انتخاب اجزاي سامانه مديريت جامع و تعيين درصد سهم هريك از اجزاء در سامانه مديريت مواد زايد جامد به عوامل مختلف وابسته است )بوتول و همکاران،2007 (.

   تعيين اجزاء و درصد هر يك ازبخش هاي نظام مديريت جامع نيازمند سامانه پشتيبان تصميم گيري ([3]DSS)  است كه به طور كمي و بر اساس آثار محيط زيستي و اقتصادي هر يك از اجز اء، مديران وتصميم گيران را در انتخاب اجزاء و ساما ن دهي نظام مديريت ياري دهد(آبراستینر و همکاران،2007). مديريت پسماند، به عنوان يكي ازمسايل كليدي محيط زيستي مطرح است و به همين سبب تقاضاي روز افزوني براي تجزيه و تحليل و مقايسه كارايي و اثرات محيط زيستي و فني سياست هاي مختلف مديريت پسماند وجود دارد . چنين كاري را مي توان با ابزارهاي ارزيابي محيط زيستي انجام داد(مندس و همکاران،2004).

 

                                                                      شکل١اجزای سامانه جامع مدیریت پسماند شهری (دیاز،۲۰۰۴)

 

پیشینه تحقیق LCA:

   اولين بار ، ارزيابي چرخه حيات در سال ١۹۶۹در مورد قوط ي هاي نوشيدني انجام شد . مهم ترين هدف اين مطالعه، تعيين انواع قوطي هاي نوشيدني بود كه كمترين اثر را بر منابع طبيعي و محيط زيست داشتند (هانت و همكاران،١۹۹۲(  اوزلر و همكاران ) ۲٠۰۵( براي مقايسه روش هاي مختلف مديريت پسماند در آنكارا رويكرد ار زيابي چرخه حيات را به كار بردند . در اين مطالعه ۵ سناريوي مختلف مديريت پسماند موردنظر قرار گرفت، سپس بار زيست محيطي هر سناريو، سياهه نويسي و ارايه شد . در اين مطالعه ارزيابي اثرات چرخه حيات انجام شد و با مقايسه نتايج به دست آمده از سياهه نويسي چرخه حيات گزينه مناسب مديريتي انتخاب و در اختيار تصميم گيران قرار گرفت . در اين پژوهش كاهش از مبدا كمترين اثرات زيست محيطي را داشت و به عنوان بهترين روش مديريت پسماند شهري معرفي شد . بوويا و پاول  (۲٠۰۵)  به منظور مشخص كردن نقش ايستگاه هاي انتقال  در بخش جمع آوري و انتقال پسماند شهر در كاهش بار زيست محيطي بخش حمل ونقل، رويكرد ارزيابي چرخه حيات را به كار بردند . در اين پژوهش دو سناريو جهت حمل ونقل در نظر گرفته شد . سناريوي اول حمل بدون ايستگاه انتقال و سناريوي دوم حمل به كمك ايستگاه انتقال بود.  مقايسه نتايج ارزيابي چرخه حيات نشان داد كه به كارگيري ايستگاه انتقال ١۶.8درصد در كاهش بار زيست محيطي نقش دارد. اسكورديليس (۲۰٠۴) نظام جامع مديريت پسماند جامد در يك جزيره توريستي را ارايه كرد . در اين مطالعه معيار هاي مختلف مالي، فني و اجتماعي و زيست محيطي در انتخاب نوع مديريت پسماند موردنظر قرار گرفت.  در تجزيه و تحليل معيارهاي زيست محيطي در انواع مختلف مديريت از رويكرد ارزيابي چرخه حيات استفاده كرد و نتايج اين مطالعه نشان داد كه مؤثرترين روش در كاهش بار زيست محيطي و در عين حال كاهش هزينه ها، تهيه كمپوست از بخش آلي آن مي باشد. فينودن و اكوال ) ١۹۹۸ ( دو شيوه مد يريتي بازيافت يا سوزاندن كاغذهاي جعبه هاي بسته بندي را مورد مطالعه قرار دادند. در اين مطالعه از ارزيابي چرخه حيات به عنوان ابزار پشتيبان تصميم گيري، در نظام مديريت پسماند استفاده شد . دو سناريو مورد نظر از نقطه نظر محيط زيستي مورد توجه قرار گرفت و بار محيط زيستي مراحل مختلف چرخه آن سياهه نويسي شد . نتايج نشان داد كه چنان چه سوخت جايگزين در مورد كوره هاي زباله سوز كاغذ،سوخت هاي فسيلي باشد، سوزاندن كاغذ و توليد انرژي از مي شود . چنان چه سوخت CO2 آن موجب كاهش بار جايگزين بيوگاز حاصل شده از محل دفن باشد سوزاندن كاغذ بستگي به تصميم گيري هاي طولاني مدت اتخاذ شده در سامانه مديريت پسماند در ارتباط با بازيافت يا كاهش از مبدا دارد. چايا و گيوالا ( ۲۰٠۶) در مطالعه دو گزينه توليد انرژي از پسماند در تايلند از نقطه نظر محيط زيستي رويكرد ارزيابي چرخه حيات را مورد استفاده قر ار دادند . در اين مطالعه توليد انرژي در كوره هاي زباله سوز و نيز هضم هوازي  مورد نظر قرار گرفت . نتايج اين مطالعه نشان داد كه آثار بالقوه كور ه هاي زباله سوز در مقابل توليد انرژي الكتريكي يكسان بيشتر از هضم هوازي است . شوراي محيط زيست و صنعت پلاستيك[4]  در كا نادا به  كمك دانشگاه وا ترلو به منظور كمك به تصميم گيران، مدل IWM-1 را ارايه كرد (هايت، ۲۰٠۴ ). اين مدل بر پايه ارزيابي چرخه حيات مديريت پسماند شهري طرح ريزي و ار ايه شده و در اختيار كاربران قر ار گرفت . دياز و واريث (۲٠۰۵ ) به منظور ار ايه مدل كامل تر در ارزيابي چرخه حيات مديريت پسماند جامد شهري مدل   WASTEDرا ار ايه نمودند . اين مدل با هدف در اختيار گذاردن مدل رايانه اي ارزيابي چرخه حيات پسماند شهري ارايه شد.واعظ زاده و همکاران در سال ٢٠١١به  بررسی میزان تولید و انتشار گازهای گلخانه ای(CO2-CH4) حاصل از   مدیریت پسماند شهری به روش ارزیابی چرخه حیات(LCA) در شهر بردسکن خراسان رضوی پرداختند و بدین نتیجه رسیدند که اجرای عملیاتی چون کمپوست و بازیافت به میزان زیادی در کاهش تولید گازهای گلخانه ای و مصرف انرژی موثر است. رفیعی و همکاران نیز در سال٢٠٠٩ به بررسی پسماند شهر مشهد به روش ارزیابی چرخه حیات پرداختند و بدین نتیجه رسیدند که ایجاد ایستگاههای انتقال و همچنین عملیاتی چون کمپوست و بازیافت کمک شایانی در مدیریت صحیح و بهینه پسماند این شهر می کند. نقیب و همکاران درسال ٢٠١1به بررسی پسماند شهر تهران با تکنیک ارزیابی چرخه حیات پرداخت و به نتیجه رسید که کمپوست و بازیافت نقش مهمی در کاهش شیرابه ها و مصرف سوخت دارند.

 

محدوده مطالعاتی

شهر ماهدشت واقع در شهرستان کرج و بخش مرکزی با جمعیتی در حدود 55000 نفر و مساحت۶۱۱۶٫۷هکتار می­باشد. ارتفاع از سطح دریا این شهر1150 متر و مختصات جغرافیایی آن35° 43′ 44.04″ Eو50° 48′ 46.08″ N است.

 

شکل2: موقعیت جغرافیایی ماهدشت

وضعیت کنونی شهر ماهدشت: در شهر ماهدشت یک ایستگاه انتقال از نوع زمین باز به مساحت ۵٠٠٠ متر مربع وجود دارد. در ماهدشت مسئولیت زباله های عفونی و بیمارستانی بر عهده مسئولین بیمارستان است و تنها زباله های آشپزخانه و بی خطر بیمارستان ها توسط شهرداری جمع آوری می شود. نوع و تعداد ماشین آلات جمع آوری پسماند شهر ماهدشت به ترتیب زیر است:

جدول1- نوع و تعداد ماشین آلات جمع آوری پسماند شهرماهدشت

 

گاری دستی

وانت نیسان

کامیون

خاور روباز

تراکتور

تعداد

۲۸

۳

۱

۱

۱

ظرفیت (kg)

۹٠

۲٠٠٠

۷٠٠٠

۳٠٠٠

_

   

روش جمع آوری زباله و ساعات جمع آوری:

   این شهر فاقد سیستم مکانیزه جمع آوری زباله بوده و ٦٠% آن به صورت نیمه مکانیزه و ٤٠% آن به صورت سنتی جمع آوری می شود. تعداد دفت جمع آوری ۷ مرتبه در طول هفته می باشد که ۳٠% آن ها بین ساعات ۹-۶ و ۷٠% آن ها بین ساعات ۶-۲۱ جمع آوری می گردد.

   هیچ گونه سرمایه گذاری و بهره برداری از سیستم های ذخیره سازی در این شهر صورت نگرفته (سطل های فلزی و پلاستیکی، بشکه و سایر ظروف) و ۱٠٠% زباله ها در کیسه های پلاستیکی نگهداری می شوند.

  هیچ گونه مطالعات مدیریتی تاکنون برای این شهر در نظر گرفته نشده است و مدیریت جمع آوری به عهده بخش خصوصی می باشد. فاصله ایستگاه انتقال تا محل دفن زباله (حلقه دره) ۱۸ کیلومتر می باشد که توسط یک کامیون با ۳ سرویس در روز صورت می گیرد(پرسش های میدانه ای).

 

مواد و روش­ها

هدف LCA مقایسه بازه گسترده­ای از آثار زیان­بار اجتماعی و محیط­زیستی محصول (مانند گرمایش جهانی حاصل از گازهای گلخانه­ای، باران­های اسیدی، مه­دود فتوشیمیایی، تخریب لایه ازن، خوراک­وری بوم­سازگان­های آبی، تخریب زیستگاه­ها، بیابان­زایی و ... ) و انتخاب گزینه­­­هایی است که کمترین آثار مخرب را داشته باشد(چروبینی و همکاران،2009).

   عبارت " چرخه حیات " به ارزیابی کلی اشاره دارد که نیازمند برآورد تولید مواد خام، تولید، توزیع، استفاده و دفع مواد زائد آن محصول می باشد. مجموع این مراحل ، چرخه حیات یک محصول را تشکیل می دهد. نتیجه این ارزیابی ، بهینه سازی عملکرد یک محصول یا عملکرد محیط­زیستی یک شرکت می باشد. بنابراین می­توان این­گونه نتیجه­گیری نمود که LCA شامل دو مرز کلی از چرخه حیات یک محصول است: مرز تولید محصول؛ از استخراج مواد خام تا زمانی که از دسترس مصرف­کننده خارج می شود (پسماند) و مرز تولید پسماند؛ زمانی که از دسترس مصرف­کننده خارج می­شود تا زمانی که به مواد تشکیل­دهنده اولیه برمی گردد(بانار و همکاران،2008).

 

تعيين اهداف و برد

در این کار ٢سناریو(حالت مدیریتی) برای شهر ماهدشت تعریف شد:

سناریوی اول: در سناریوی اول اینگونه فرض شده است که تمامی پسماند تولید شده(٨٣٩٥تن) جمع آوری و به مرکز دفن زباله ها در١٨کیلومتری شهر منتقل می شود(وضعیت فعلی شهرماهدشت).

سناریوی دوم: در سناریوی دوم فرض بر این است که با احداث کارخانه کود کمپوست بخشی از زباله تولید شده (حدود ٢٠% از کل پسماندها معادل ١٦٧٩ تن در سال) به کودکمپوست تبدیل شده و حدود ٤% آن (معادل٣٣٦ تن در سال) بازیافت شده مابقی زباله شهر حدود ٧٦% و معادل ٦٣٨٠ تن به مرکز دفن زباله در ١٨کیلومتری شهر ماهدشت منتقل می­شود.

 

 

 

شکل 3 نمایش سناریوی اول

 

                                                         

 

                  شکل 4- نمایش سناریوی دوم

مولفه هاي        [5]LCA 

   ارزيابي جامع چرخه حیات در برگيرنده سه مرحله الف ) موجودي چرخه حیات ، ب) ارزيابي اثرات چرخه حیات  و ج)تجزيه تحليل چرخه حیات مي باشد. در مرحله نخست اثرات زيست محيطي به شكل كمي بيان شده(ميزان انتشار آلاينده ها، توليد ضايعات و... ) و در مرحله دوم اثرات زيست محيطي هر يك از آنها ارزيابي مي گردد. مرحله آخر تجزيه تحليل فرصت هاي موجود جهت كاهش يا تخفيف تبعات زيست محيطي در كل چرخه توليد محصول يا فرآيند به شمار مي رود. اين فرآيند مشتمل بر كليه اقدامات (چه كيفي و چه كمي) شده و مواردي مانند تغيير در طراحي محصول، چگونگي مصرف مواد خام و مديريت ضايعات را شامل مي گردد(مرکز ملی جلوگیری از آلودگی،1995).

   اولين گام درارزيابي چرخه حیات، تعيين موجودي[6](LCI) به شمار مي رود. نتيجه اين فرآيند، فهرستي ازكليه آثار زيست محيطي طي دوره عمر يك محصول يا فناوري است . اين فهرست پايه و اساس ارزيابي چرخه حیات محسوب مي گردد. لازم به ذكر است كه تعيين مرز بين تعيين موجودي و ارزيابي چرخه حیات دشوار مي باشد(بالداسانو و همکاران،2003) .

 

روش اجرایی ارزیابی چرخه حیات

   تاریخچه این روش به دهه ١۹٧٠میلادی بر می گردد که در آن زمان محاسبات ساده ای مانند مواد زائد جامد و میزان انرژی مورد نیاز برای پردازش آن مبنای اصلی این روش محسوب می گردید .اصلاح و بهبود این روش در زمان اوج گیری بحران نفتی اواخر دهه ١۹٧٠ میلادی و گسترش روزافزون صنایع انجام یافته است. روش عمومی انجام ارزیابی به روش ارزیابی چرخه حیات طی سالیان گذشته تغییر فراوانی یافته است . در دهه ۱۹۸٠میلادی روش ارزیابی چرخه حیات با تشخیص اجزای جدید در مقایسه با اجزای آثارزیست محیطی بوجود آمده و واقعی اصلاح شده و در دهه ۱۹۹٠ میلادی بود که در این روش ارتباط ارزیابی زیست محیطی با مدیریت منابع و آلاینده های منتشر یافته به محیط پیرامون و غیره بصورت مقادیر کمی وارد شده و مبنای ارزیابی کامل تر و دقیق تری از فعالیتها را فراهم نماید . از دهه ۱۹۹٠ میلادی انجمن سم شناسی و شیمی محیط زیست ایالات متحد در صدد یکنواخت سازی و استاندارد نمودن روش ارزیابی چرخه حیات بر آمده است . سازمان جهانی استاندارد نیز بر اساس تکمیل روش مورد تایید انجمن سم شناسی، روشی شبیه به آن و با جزییات تحلیلی بیشتر و با نمایه های زیر منتشر نموده است(لی و همکاران،2007):

  استاندارد ISO 14040 در مورد استفاده از روش ارزیابی چرخه حیات فرایندها در سیستمهای مدیریت زیست محیطی (اصول و چارچوب)

  استاندارد ISO 14041 در مورد شناسایی و تحلیل بر اساس روش فوق (تعريف اهداف و برد و تحليل سياهه)

  استاندارد ISO 14042در مورد روش ارزیابی اثرات زیست محیطی بر اساس روش فوق ( ارزيابي اثرات چرخه حيات)

 

 

شکل 5- مراحل کلی اجرایی ارزیابی چرخه حیات

همان گونه که در شکل مشخص می باشد، تعیین اهداف و برنامه ها به عنوان عامل کلیدی روش ارزیابی در نظر گرفته شده و با تمامی اجزای آن ارتباط دارد . در قسمت تحلیل یافته ها مقادیر کمیتی مانند موازنه جرم و انرژی مواد ورودی و محصولات و مقادیر انتشار آلاینده ها به هوا ، آب و خاک برای کلیه فرایندهای مورد مطالعه شناسایی گردیده و برای اصلاح اهداف و برنامه های کاری مورد استفاده قرار می گیرند. در قسمت ارزیابی اثرات روش چرخه حیات نیز عملیات شناسایی کمی و کیفی فرایندها، تعیین مشخصه های موثراستاندارد ISO 14043در مورد روش اجرایی ارزیابی چرخه حیات فرایندها (تفسير)آنها و در نهایت ارزیابی این شاخصها با توجه به تاثیر آن ها در محیط زیست انجام می گیرد.

   به عبارت دیگر طبق استاندار ISOبه طوركلي ارزيابي چرخه حیات شامل ٤ گام است که  می توان به طور خلاصه به شکل زیر نشان داد: 

 

  

شکل 6- چهار گام در انجام ارزیابی چرخه حیات و نحوه ارتباط آنها با یکدیگر .ارتباط دو طرفه تفسیر با ۳ گام اول به این مفهوم است که تفسیر در هر مرحله می تواند انجام شود و روند راتصحیح کند.

 

مطالعه قسمت دوم

آخرین ویرایش در چهارشنبه, 18 شهریور 1394 ساعت 06:29

ارتباط با ما

آدرس

ایران - تهران - دانشگاه علم و صنعت - دفتر مرکز پژوهش و فناوری علم و توسعه.

تلفن و فکس

77240664 - 021

021 - 77240667

ایمیل

این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید