بخشی از مقاله


ارزیابی زیست محیطی چرخه حیات سامانه مدیریت پسماند شهري اصفهان


چکیده

پسماند از تولیدات غیر قابل اجتناب هر جامعه و مدیریت پسماند یکی از نیازهاي اصلی آن جامعه است. از این رو، استقرار سامانه مدیریت پسماند ضروري است. در سیستم مدیریت مواد زاید جامد، با توجه به میزان تولید و ترکیب پسماند، روشهاي مختلفی براي مدیریت آن وجود دارد که علاوه بر هزینههاي اقتصادي، بار محیط زیستی مختلفی در بر دارند. ابزارهاي زیادي براي ارزیابی اثرات زیستمحیطی روشهاي مختلف مدیریت پسماند وجود دارد، اما یکی از

رایجترین روشهاي مورد استفاده، ارزیابی چرخه حیات (LCA) است. از روش ارزیابی اثرات چرخه حیات و مدلهاي

مختلفی که براي انجام این ارزیابی وجود دارد میتوان براي انتخاب و مقایسه گزینههاي مختلف مدیریت پسماند استفاده کرد و بهترین و مؤثرترین گزینه را براي اجرا، هم از لحاظ زیست محیطی و هم اقتصادي، انتخاب کرد. در مطالعه حاضر، از این رویکرد به منظور بررسی وضعیت حاضر سامانه مدیریت پسماند شهر اصفهان استفاده گردید. به این منظور، 5

سناریوتعریف گردید. دادههاي مورد نیاز سیاهه نویسی چرخه حیات با بررسی منابع و طرحهاي پژوهشی پایان یافته،

تهیه پرسش نامه و تکمیل آن به وسیله پرسنل و نیز کار صحرایی جمع آوري شد. سیاهه نویسی چرخه حیات به کمک مدل IWM-2 صورت پذیرفت. سپس نتایج به دست آمده از مرحله سیاهه نویسی چرخه حیات به 5 طبقه اثر شامل

مصرف انرژي، گازهاي گلخانهاي، گازهاي اسیدي، مه دود فتوشیمیایی و خروجیهاي سمی تخصیص داده شد. مقادیر سیاهه شده در فاکتورهاي ویژگی سازي ضرب گردید و در نهایت نمایه بوم شناختی براي هر یک از سناریوها به دست

آمد. از نقطه نظر محیط زیستی و اقتصادي نتایج این مطالعه نشان داد که سناریوي (4)، به عنوان گزینه مناسب مدیریتی،

علاوه بر صرفهجویی اقتصادي، نقش مهمی در کاهش بار آلایندهها و نیز مصرف انرژي ناشی از سامانه مدیریت پسماند
دارد.

واژههاي کلیدي: ارزیابی چرخه حیات، مدیریت پسماند شهري، شهر اصفهان.

-1 سرآغاز

مدیریت پسماند یکی از نیازهاي اصلی، جوامع انسانی است. از این رو، استقرار سامانه مدیریت پسماند ضروري است. در سیستم مدیریت مواد زاید جامد، با توجه به میزان تولید و ترکیب پسماند، گزینههاي مختلفی براي مدیریت آن وجود دارد که علاوه بر هزینههاي اقتصادي، بار محیط زیستی مختلفی را در بر دارند. امروزه دیگر نمیتوان کلان شهرهاي کشور را با روشهاي سنتی و مدیریت غیر علمی و مهندسی اداره کرد. مدیریت و مهندسی مواد زائد جامد شهري امروزه یکی از علوم پیشرفته در کشورهاي جهان اول و برخی از کشورهاي در حال توسعه محسوب میشود و توجه و به کار گیري دانش فنی روز جهان و استفاده از فن آوریهاي نوین بین المللی در اداره مدیریت شهري یکی از ارکان اصلی تعیین استراتژيها و سیاستهاي بهداشتی و زیست محیطی در آن کشورها میباشد. تولید انواع زایدات جامد و بروز انواع ناسازگاريهاي اجتماعی، اقتصادي و زیست محیطی مربوط به آنها، مدیریت خدمات شهري را با مشکلات عدیده اي در زمینه جمع آوري، حمل و نقل، پردازش و دفع این گونه زایدات مواجه ساخته است، از آن جا که بیش از %20 هزینههاي سالیانه شهرداريها به مدیریت مواد زاید مربوط میشود، ارزیابی این سیستم و شناخت تأثیرات متقابل آن بر دیگر عناصر موظف در مدیریت مواد زاید جامد، نقش به سزایی در کاهش و حل مشکلات مدیریت خدمات شهري به دنبال خواهد داشت. در نتیجه این نیاز، امروزه ارزیابی آثار زیست محیطی ناشی از فعالیتهاي انسانی و روشهاي مختلف ارزیابی، گسترش فراوانی یافته است. ابزارهاي زیادي براي ارزیابی اثرات زیستمحیطی روشهاي مختلف مدیریت پسماند وجود دارد، اما یکی از رایج-

ترین روشهاي مورد استفاده، ارزیابی چرخه حیات 1(LCA) است. از روش ارزیابی اثرات چرخه حیات و مدلهاي مختلفی که براي انجام این ارزیابی وجود دارد میتوان براي انتخاب و مقایسه گزینههاي مختلف مدیریت پسماند استفاده کرد و بهترین و مؤثرترین گزینه را براي اجرا، هم از لحاظ زیست محیطی و هم اقتصادي، انتخاب کرد.

 


کاربرد روش ارزیابی چرخه حیات (LCA) براي ارزیابی سیستمهاي مدیریت زباله جامد شهري، به خصوص در زمینه فرایند تصمیم گیري، طراحی استراتژيها و روشهاي مختلف دفع، رو به افزایش است(عبدلی .(1372

ارزیابی چرخه حیات (LCA) روش استانداردي است که مطابق با استانداردهاي 2 ISOدر سال 1998 و 2006 ایجاد شد. بر اساس استاندارد ISO، ارزیابی چرخه حیات (LCA) از چهار بخش زیر تشکیل شده است که این مراحل عبارتند:((1 تعریف اهداف و قلمرو مطالعات(2) 3 تهیه فهرست چرخه حیات 4(LCI)
(3) ارزیابی آثار بالقوه در چرخه حیات 5(LCIA) و (4) تفسیر نتایج در ارتباط با هدف6
میلوت و استانسکی 7(2010) از LCA براي ارزیابی سیستمهاي مدیریت زباله در لیتوانی استفاده کرد.

هدف در این مطالعه مقایسه گزینههاي مختلف مدیریت زباله جامد در منطقه آلیوس لیتوانی بود و دامنه برد آن در بر گیرنده 5 سناریو مختلف: سناریو -1 لندفیل -2 بازیافت، کمپوست و لندفیل -3 بازیافت، کمپوست، تجزیه مکانیکی - زیستی و زباله سوز -4 بازیافت و زباله سوز -5 بازیافت، تجزیه مکانیکی -

زیستی و زباله سوزي بود. واحد کار این پژوهش، تولید 45150 تن زباله در یک سال (2005) بود. فهرست نویسی چرخه حیات با استفاده از نرم افزار WAMPS ونیز مقالات و نشریات مربوطه به واحد زباله، سوز بدست آمد. براي این مطالعه محدوده زمانی 10 ساله فرض شد؛ و نیز فرض شد تمامی روشهاي مدیریت ذکر شده در این منطقه انجام میشود. LCIA بر اساس 4 طبقه اثر: گرمایش جهانی، اسیدي ته شدن، پر غذایی و تشکیل اکسید فتوشیمیایی انجام شد. نتایج نشان داد، در مقایسه گزینههاي دیگر، گزینه لندفیل بدترین اثر را بر محیط زیست داشت به علاوه وقتی که زبالههاي قابل تجزیه زیستی جدا شوند، دیگر گزینه کمپوست نسبت به زباله سوز به همراه بازیافت انرژي گزینه مناسبی نیست (میلوت .(2010

هانگ و دیگران(2010) 8 چهار سناریو مدیریت زباله جامد را با هدف بررسی تأثیر تکنولوژيهاي مختلف بر محیط زیست با رویکرد LCA در کشور چین ارزیابی کردند، سناریوهاي آنها عبارت بود: (1)

لندفیل (2) سوزاندن (3) کمپوست کردن بعلاوه لندفیل کردن (4) کمپوست کردن بعلاوه سوزاندن. آنها پی بردن که تکنولوژيهاي مورد استفاده نظیر زباله سوزها نقش خیلی کمی بر طبقه اثر سرطان زایی، اثرات تنفسی و سمیت دارند. در ارتباط با طبقه اثر گرمایش جهانی (تغییر اقلیم) بالاترین پتانسیل اثرات را در

 


لندفیل مشاهده کردند زیرا که لندفیل به طور مستقیم گازمتان را انتشار می دهند. بعلاوه، بازیافت برق از گازمتان یک فاکتور کلیدي براي کاهش پتانسیل اثرات گرمایش جهانی محسوب میشوند(هانگ .(2010
ژاو و همکاران(2011) 9 براي مقایسه روشهایی مختلف مدیریت پسماند رویکرد ارزیابی چرخه حیات را براي بررسی سیستم مدیریت پسماند جامد در شهر بیجینگ (چین) به کار بردند. در این مطالعه 3

سناریوي مختلف مدیریت پسماند مورد نظر قرار گرفت، سپس بار زیست محیطی هر سناریو، سیاهه نویسی و ارائه شد. سناریو (1) بر سیستم مدیریت زباله جامد رایج شهر بیجینگ یعنی دفن کامل زبالهها در لندفیل تمرکز داشت. سناریو (2) براي مدیریت کوتاه مدت سیستم مدیریت پسماند، که روش کوره سوزانی بود طراحی شد. سناریو (3) براي روش تفکیک در مبدأ زبالههاي، به همراه انجام روش هضم بی هوازي و نیز استفاده از روش کوره سوزانی براي دوره بلند مدت طراحی شد. در این مطالعه ارزیابی اثرات چرخه حیات توسط مدل EASEWASTE انجام و با مقایسه نتایج به دست آمده از فهرست نویسی چرخه حیات گزینه مناسب مدیریتی انتخاب و در اختیار تصمیم گیران قرار گرفت. در این پژوهش، سناریو (3) به عنوان بهترین گزینه براي سیستم مدیریت زباله جامد شهر بیجینگ معرفی شد(ژاو .(2011

تاکنون تنها چهار پژوهش در ارتباط با سیستم مدیریت زباله جامد شهري به وسیله روش ارزیابی چرخه حیات در ایران انجام گردیده است. رفیعی و دیگران (1388) براي مقایسه روشهایی مختلف مدیریت پسماند در شهر مشهد رویکرد ارزیابی چرخه حیات مدل 10 IWM -1را به کار بردند به این منظور،

3 سناریو شامل: (1) انتقال مستقیم پسماند، (2) کمپوست کردن و (3) انتقال غیرمستقیم از راه ایستگاههاي انتقال در نظر گرفته شد. سیاهه نویسی چرخه حیات به کمک مدل (IWM -1) صورت پذیرفت. سپس نتایج حاصل از سیاه نویسی به 5 طبقه اثر، شامل مصرف انرژي، گازهاي گلخانهاي، گازهاي اسیدي، مه دود فتوشیمیایی و خروجیهاي سمی تخصیص داده شد. از نقطه نظر محیط زیستی، نتایج این مطالعه نشان داد که کمپوست کردن به عنوان یکی از گزینههاي مدیریتی و نیز کاربرد ایستگاههاي انتقال پسماند در مواردي که محل دفن و سایر تأسیسات سامانه مانند کارخانه بازیافت و کمپوست در فواصل دور از نقاط ثقل تولید قرار میگیرند، نقش مهمی در کاهش بار آلایندهها و نیز مصرف انرژي ناشی از سامانه مدیریت پسماند دارد

(رفیعی و دیگران .(1388

قنبر زاده لک و دیگران (1389) در مطالعهاي تحت عنوان ارزیابی چرخه عمر سناریوهاي دفع پسماند شهري در جزیره سیري، 3 سناریو براي سیستم مدیریت پسماند شهري، تعریف کردند. این سه سناریو عبارتند از: (1) زباله سوزي به همراه استحصال انرژي و دفن خاکستر؛ (2) دفن بهداشتی و جمعآوري گاز


مرکز دفن به منظور استحصال انرژي؛ و (3) دفن بهداشتی بدون جمعآوري گاز مرکز دفن. نتایج این مطالعه نشان داد سناریو اول یعنی روش زباله سوزي به همراه جمع آوري انرژي نسب به دو سناریوي دیگر برتري دارد( قنبر زاده لک و دیگران .(1389

عبدلی و دیگران (1390) با استفاده از ارزیابی اثرات چرخه حیات 2 سناریو مختلف مدیریت زباله در تهران را مقایسه و ارزیابی کردند. اهداف و دامنه برد این مطالعه، مقایسه اثرات زیست محیطی 2 روش مدیریت زباله بود. دامنه این مطالعه شامل 2 سناریو -1 لندفیل کردن و -2 سناریو کمپوست بعلاوه لندفیل کردن بود. واحد کار در این مطالعه 1 تن زباله در روز بود. فهرست نویسی چرخه حیات (LCI) در این مطالعه از داده هاي بدست آمده از کاربرد واقعی این روش ها در تهران، مقالات و نشریات منتشر شده مربوطه و نیز پایگاه داده مدل LAND Gem استفاده شد. در این مطالعه براي فهرست نویسی از هیچ نرم افزاري استفاده نشد؛ و فرض شد لندفیل داراي سیستم جمع آوري گاز با کارایی %50 است. ارزیابی اثرات چرخ حیات (LCIA) در این مطالعه شامل 5 طبقه اثر (در ارتباط با اثرات زیست محیطی مدیریت زباله در تهران مورد بررسی قرار گرفت) تغییرات اقلیمی، اسیدي ته شدن، اثرات تنفسی، سرطان زایی، سمیت زیستی، تهی سازي لایه اوزن و استخراج انرژي مازاد بر مصرف آینده بود. نتایج نشان داد سناریو 2 (کمپوست بعلاوه لندفیل) براي تهران و این مطالعه اثرات زیست محیطی بیشتري در مقایسه سناریو لندفیل داشت؛ با وجود این حقیقت که اجزاي آلی زباله بیشتر باشد (%67,8) (عبدلی و دیگران .(1390

حسنی و دیگران (1391) با استفاده از ارزیابی اثرات چرخه حیات 2 سناریو مختلف مدیریت زباله در شهر اصفهان را مقایسه و ارزیابی کردند. اهداف و دامنه برد این مطالعه، مقایسه اثرات زیست محیطی 2

روش مدیریت زباله بود. دامنه این مطالعه شامل 2 سناریو -1 جمع آوري و لندفیل کردن و -2 تفکیک در مبدأ، جمعآوري، کمپوست و لندفیل کردن بود. واحد کار، آلاینده تولید شده و انرژي مصرف شده به ازي پسماند مدیریت یافته و چارچوب زمانی مورد مطالعه سال 1388 بود. سیاهه نویسی چرخه حیات به کمک مدل (IWM -1) صورت پذیرفت. در این مطالعه ارزیابی اثرات چرخه حیات انجام نشد و فقط با مقایسه نتایج به دست آمده از سیاهه نویسی چرخه حیات، گزینه مناسب مدیریتی انتخاب و در اختیار تصمیم گیران قرار گرفت. در این پژوهش سناریوي دوم کاهش از مبدأ به علاوه کمپوست و لندفیل کمترین اثرات زیست محیطی را داشت و به عنوان بهترین روش مدیریت پسماند شهري معرفی شد (حسنی و دیگران .(1391)


-2 مواد و روش بررسی
-1-2 منطقه مورد مطالعه

براي انجام ارزیابی چرخه حیات زبالههاي شهري، به تعریف و اجراي سناریوهایی مختلف نیاز است. با توجه به اینکه در سیستم مدیریت زباله جامد شهري اصفهان در حال حاضر روشهاي بازیافت، کمپوست و لندفیل (ذخیره موقت 11(RDF در حال اجراست، علاوه بر تعریف سناریو براي روشهاي کنونی مدیریت در شهر اصفهان، امکان تعریف سناریوهایی با در نظر گرفتن روشهاي دیگر مدیریت پسماند، از جمله روش زبالهسوز و روش هاضم هاي بی هوازي براي سیستم مدیریت پسماند شهر اصفهان ، قابل اجراست.

مرور منابع نشان دهنده این است که تاکنون مطالعهاي در مورد سیستم مدیریت زباله شهر اصفهان انجام نشده، منطقه مورد مطالعه براي این پژوهش شهر اصفهان انتخاب گردید.

شهر اصفهان با طول جغرافیایی 51 درجه و 39 دقیقه و 40 ثانیه شرقی و عرض جغرافیایی 32 درجه و

38 دقیقه و 30 ثانیه شمالی و ارتفاع 1575 متر از سطح دریا مرکز شهرستان و استان اصفهان است. این شهر با وسعتی در حدود47700 هکتار و طول و عرض حدود 15 در 15 کیلومتر در جلگهاي از آبرفت هاي زاینده رود و بر دامنههاي شرقی کوههاي زاگرس قرار دارد. بر اساس سرشماري 1390 سازمان آمار و نفوس مسکن، برآورد جمعیت شهرستان اصفهان در سال 1390 برابر 349،120،2 نفر و جمعیت شهر اصفهان 169،904،1 نفر است و از این میزان 554،044،1 نفر آن مرد و 792،075،1نفر آن زن میباشد؛ و نیز از این میزان معادل 84 درصد جمعیت، شهرستان و37درصد جمعیت استان میباشد. تعداد خانوارهاي شهر اصفهان برابر854،621 و بعد خانوار در شهر اصفهان 3/4 میباشد (جدول .(1


جدول -1 جمعیت شهر اصفهان در سال [1]1390

-2-2 مطالعه و بررسی وضعیت موجود مدیریت پسمانده شهر اصفهان

در زیر به طور خلاصه وضعیت موجود تولید پسماند در شهر اصفهان با توجه به اطلاعات و دادههاي بدست آمده از معاونت خدمات شهرداري اصفهان، نشان داده می شود. طبق آمار شهرداري اصفهان، سرانه تولید زباله در شهر اصفهان به طور متوسط 580 گرم در روز است که این رقم در مناطق مختلف شهر به


نسبت وضعیت اقتصادي مردم متفاوت است. به طور متوسط روزانه 1090 تن پسماند در شهر اصفهان تولید میشود. که از این مقدار 140 تن آن بویسله تفکیک و بازیافت در مبدأ کاهش مییابد، باقیمانده آن که حدود 950 تن است روزانه وارد کارخانه کمپوست میشوند که باز از این مقدار روزانه حدود 30 تن در محل کارخانه بازیافت و حدود 260 تن آن در سرند اول جدا و تحت عنوان ریجکت به سایت دفن موقت شرق (سگزي) منتقل میشوند و در آنجا به صورت موقت و به عنوان RDF (سوخت مشتق شده از زباله)

دفن میگردند. لازم به ذکر است که ارزش حرارتی این 260 تننسبتاً بالا و حدود 11500کیلو ژول بر کیلوگرم است. باقی مانده زبالهها که روزانه حدود 660 تن هستند، وارد فرایند تولید کود کمپوست می-

گردند. که در طی فرایند کمپوست سازي روزانه از این 660 تن حدود 410 تن آن به دلایل تبدیل به گاز شدن (متان)، تولید شیرابه و تبخیر کاهش پیدا میکند. روزانه حدود 250 تن باقیمانده زبالهها وارد فرایند کمپوست سازي میشوند که از این مقدار 65 تن روزانه در مرحله سرند دوم تحت عنوان ریجکت از جریان زباله جدا و به سایت ذخیره موقت شرق منتقل میگردند در نهایت روزانه حدود 170 تن کود کمپوست ریز و درشت در کارخانه کمپوست اصفهان تولید میشود. به طور کلی می توان گفت از هزار تن پسماند تولیدي شهر اصفهان 300 تن پسماند قابل بازیافت است که 160 تن آن بازیافت میشود، بیش از 650 تن 65)

درصد) از این زبالهها را مواد آلی در بر گرفته است. در شکل زیر (شکل(1 به صورت خلاصه مسیر جریان روزانه پسماند شهر اصفهان نشان داده میشود .

شکل -1 مسیر روزانه جریان پسماند شهر اصفهان

شناخت کمیت و کیفیت زائدات تولیدي بهره برداران از سیستم مدیریت مواد زائد جامد را قادر خواهد ساخت تا طرحهاي نظارتی و کنترلی خود را در زمینههاي زائدات تولیدي در صنایع، اماکن تجاري و اداري،


ساختمانی، شهري، شبه شهريهاي خطرناك را تبیین و در نهایت با شناخت کامل، نسبت به اجراي سایر برنامههاي خود از قبیل پردازش زائدات تولیدي از منابع مختلف تولید، دفع و دفن زائدات تولیدي از منابع مختلف تولید و اخذ تعرفه از منابع مختلف تولید اقدام نمایند. جهت شناسایی کیفیت و کمیت پسماند جامد شهر اصفهان، انجام آنالیز فیزیکی و شیمیایی زباله از اهمیت ویژه برخوردار میباشد. آنالیز فیزیکی زباله جداول زیر در اردیبهشت ماه سال 1390 توسط سازمان بازیافت و تبدیل مواد شهرداري اصفهان و به روش نمونه برداري از وسایل نقلیه ویژه حمل و نقل صورت گرفت. آنالیز فیزیکی انجام پذیرفته زباله شهر اصفهان موید این نکته است که به طور میانگین72/07 درصد از پسماندهاي خانگی شهر اصفهان را پسماندهاي غذایی و باقیمانده آنرا پسماندهاي خشک تشکیل داده است (جدول شماره .(2 همچنین در جداول 3 تا 4 نتایج انجام آنالیزهاي شیمیایی، بیولوژیکی و میکروبی پسماند شهر اصفهان در سال 1390

نشان داده میشود ( سازمان بازیافت شهرداري اصفهان .(1390


جدول -2 آنالیز فیزیکی پسماند شهر اصفهان [9]


جدول -3 آنالیز شیمیایی پسماند شهر اصفهان [9]

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید