تاثیر فاضلاب بر افزایش گازهای گلخانه ای
ارسال شده: 10 سپتامبر 2010 23:24
[JUSTIFY]● مقدمه
▪ گرم شدن زمین
این پدیده عبارتست از تغییر زمین در اثر فعالیتهای بشری که با تغییرات طبیعی آن متفاوت است در طول ۱۰۰ سال گذشته کره زمین بطور غیر طبیعی ۴/۰ درجه سانتیگراد گرمتر شده است.
که البته با توجه به افزایش ۵/۱۲% تولید co۲ ارتباط مستقیمی بین این دو مقوله احساس می شود.با توجه به این امر و حساسیت موضوع،کاهش تولید این گونه گازها طی برنامه ای تحت عنوان تسهیلات جهانی زیست محیطیGEF (Global Envaironmental Facilities) در سازمان ملل متحد مد نظر قرار گرفت.
▪ گازهای گلخانه ای:
تولید و انتشار گازهای گلخانه ای در اتمسفر کره زمین از پیامدهای نامطلوب فعالیتهای بشر در قرن بیستم است.
به مجموعه ای از گازها که مقداری از انرژی خورشید را در جو نگه می دارد و باعث گرم شدن جو زمین می شوند گازهای گلخانه ای گویند.
بخار آب(H۲O)،دی اکسیدکربن(CO۲)،دی اکسید نیتروژن(N۲O)و متان(CH۴) از جمله مهمترین گازهای گلخانه ای هستند.اگر این گازها در جو نبود انرژی گرمائی خورشید دوباره به جو بر می گشت و به این ترتیب هوای زمین ۳۳ درجه سانتیگراد می شد.
▪ تاثیر انسان بر تولید گازهای گلخانه ای
پس ازانقلاب صنعتی و اختراع انواع ماشین آلات صنعتی انسانها با فعالیت ها یشان چهره زمین را تغییر دادند غلظت گازهای گلخانه ای از ۲۷۰ واحد به ۳۶۷ واحد در ۲۰ سال اخیر افزایش یافته است.
● تاثیر گازهای گلخانه ای بر انسان:
طبق آمار ارائه شده از سازمان ملل متحد هر ساله ۳ میلیون نفر بر اثر بیماری هایی همچون سرطان پوست و آب مروارید که ناشی از آلودگی هوا است می میرند که این آمار ۵% از کل مرگ و میر سالانه مردم دنیاست.بنابر آمار سازمان ملل ۵۰ هزار گونه از موجودات زنده در حال نابودی هستند که بیش از ۱۰۰۰ برابر نرخ نابودی است.
خشکی مفرط،فرسایش،تخریب خاک،نابودی زمین کشاورزی،تغییر کامل در الگوی سنتی کشت و بالاخره پیشروی آب اقیانوس ها و دریا ها در خشکی و وقوع طوفان های مهیب تاثیرات مهمی است که بیشترین تخریب را در کشورهای جهان سوم بر جا می گذارد.
اغلب این تاثیرات در نتیجه فعالیتهای صنایعی نظیر کارخانجات روغن نباتی،مواد پاک کننده،کنسرو سازی و... است.
از میان انواع گازهای گلخانه ای CO۲ بالاترین و بخار آب به جهت درصد بالایی که بخود اختصاص می دهند.یعنی حدود ۳۰% از کل گازهای گلخانه ای مهمتر از بقیه هستند.
▪ دی اکسید کربن(Co۲):
یک نیروگاه ۱۰۰۰ مگاواتی با سوخت مایع در فرآیند احتراق بطور متوسط ۱۵ تن گاز Co۲ در ساعت و معدل ۲/۲ تن اکسید ازت(Nox) و حدود ۱۰۵ کیلوگرم هیدروکربن های نیم سوخته وارد اتمسفر می کند.
▪ بخار آب(H۲o):
در جو فوقانی بخار آب به واسطه تحریک در تشکیل ابرهای قطبی که عامل کمک به آلاینده هایی نظیر اکسیدهای نیتروژن و هالو کربن ها در تخریب لایه ازون می باشند.برای این لایه مضر است.
برخی از دانشمندان معتقدند بخار آب در جو میانی (ترپوسفر ۱۶-۲ کیلومتری سطح)عامل اثر گاز گلخانه ای است.و برخی دیگر بخار آب در جو تحتانی را عامل این اثر می دانند.ولی اعتقاد عموم بر این است که بخار آب کمترین تاثیر را نسبت به تاثیر گازهای گلخانه ای حاصل از احتراق سوخت ها دارد.
▪ متان(CH۴):
متان حاصل فرآیند پوسیدگی است،علیرغم درصد کم آن در مقایسه با دی اکسید کربن۱۰-۵ بربر مستعدتر از این گاز در جذب حرارت می باشد.متان در اتمسفر بطور سالانه ۱% افزایش می یابد.که برابر ۲برابر درصد افزایش دی اکسید کربن است.پتانسیل افزایش حرارت کره زمین توسط متان ۲۵-۳۵ برابر Co۲ است.گاز متان نتیجه فعالیتهای شالیکاری،دفع زباله،سوختهای بیومس،دامداری،تخلیه گازهای طبیعی در هنگام استخراج و حمل و نقل و استخراج ذغال سنگ و احتراق ناقص تولید می شود و نشانه نا کارآمد بودن شرایط سوختن است.
۹۰%متان موجود در جو تحتانی در فعل و انفعالات شیمیائی با Hydroxyl radicals نابود می شود.اگر چه میزان این ماده در جو بسیار کم است.ولیکن اصلی ترین عامل از بین برنده متان است.این ماده در اثر تجزیه بخار آب و واکنش شیمیائی بین بخار آب و سایر گازهای موجود در جو تولید می شود.کارآمد بودن شرایط احتراق در کاربردهای صنعتی سرعت این انتشار را بسیار پایین می آورد.
در منابع احتراق کوچکتر سرعت انتشارمعمولاًبالاتر می رود.بالاترین سرعت انتشار CH۴ ناشی از سوختن سوخت در مصارف خانگی است.
انتشار متان از منابع متحرک هم بسیار بالاست در خودروهایی که کنترل کننده انتشار متان ندارد.متان در مقدار زیاد اما با سرعت آرام منتشر می شود.
▪ دی اکسید نیتروژن(N۲o):
از انواع موثر و غیر مستقیم گازهای گلخانه ای است که ۱۵۰ سال تا ۱۸۰ سال در جو باقی می ماند.و بطور طبیعی تا جو فوقانی بالا رفته و باعث تخریب لایه ازون می شود.درصد افزایش آن در سال ۲/۰ تا ۳/۰ درصد است و بیشتر در مناطق حاره تولید می شود ولی بطور متوسط ۲% آن در اثر کودها و محصولات شیمیایی و احتراق سوخت های فسیلی است.استفاده از کاتالیست ها برای کنترل انتشار این گاز نقش موثر تری یافته.(استفاده از کودها برای برای رشد بهتر ذرت در تولید سوخت اتانول یکی از عمده ترین عوامل انتشار اکسیدهای نیتروژن است.N۲o ناقص هم تولید می شود.این گاز به گاز خنده مشهور است.
▪ کلروفلوروکربن(CFC):
محصول فرآیند خنک سازی هوا برای وسایل مختلف است.این گازها در سال ۵/۰ درصد افزایش مییابد.و بین ۷۵ تا ۱۸۰ سال در اتمسفر باقی می ماند.همچنین ۲۰۰۰۰ برابر مستعد تر از دی اکسید کربن در جذب گرما هستند.ترکیبات CFC هر چند در محدوده تروپسفر بی اثرند ولی با ورود به استراتوسفر فعال شده و در نتیجه قادرند لایه ازون را نابود کنند.
● احتراق:
الف)منابع و فعالیت ها:
سیستم های تولید انرژی به شدت توسعه می یابد و به یکی از اجزای گسترده اقتصاد ملی تبدیل می شود.تهیه مجموعه ای از اطلاعات کامل در مورد کمیت های مصرف شده از هر نوع سوخت در فعالیتهای خاص از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
گازهای گلخانه ای به واسطه تولید یک محصول خاص یا تغییر و تحول و جابجایی مواد اولیه و مصرف سوخت به محیط منتشر می شود.
▪ منابع احتراق ثابت:
صنعت انرژی شامل فعالیت هایی مثل تولید الکتریسیته،پالایش نفت،استخراج انرژی به اشکال مختلف انتشار انرژی کارخانجاتی مثل کارخانجات شیمیایی،خمیر کاغذ و مواد چوبی،کارخانجات تهیه مواد غذایی،آشامیدنی و دخانیات.فرآیند های تهیه محصولات آهن دار،استخراج فولاد وسایر فلزات
▪ منابع احتراق سیار:
هواپیمای شخصی یا شهری،حمل و نقل جاده ای(ماشین)،کامیون های سبک . سنگین،اتوبوس ها،موتور سیکلت ها،خطوط ناوبری،خطوط آهن و سایر فعالیتهای حمل و نقل مثل خطوط انتقال گاز انبارهای بین المللی سوخت که شامل کشتیرانی ،هواپیمائی
ب)مراحل مختلف انتشار
▪ انتشار Co۲:
ناشی از اکسیداسیون کربن در طی فرآیند احتراق سوخت هاست(در واقع طی شرایط احتراق حجم کربن در مجموع سوخت به Co۲ تبدیل می شود.البته احتراق ناقص باعث ایجاد Co۲ می شود.کسر کوچکی از کربن به Co۲ تبدیل می شود و بخش اعظم به CH۴ و Co تبدیل می شود.
کربن در مولکولهایی به جزء Co۲ بطور اعم ۲برابر می شود چون نهایتاً بصورت مولکول Co۲ تغییر می یابد.بخش هایی از کربن نیز بصورت دوده و خاکستر به جا می ماند.
در گازهای طبیعی بطور کلی کمتر از ۱% از کربن بصورت غیر قابل احتراق باقی می ماند که این بخش بصورت دوده در کوره ها و دودکش ها باقی می ماند.
نفت در حدود ۵/۱ % از این سوخت بدون اینکه اکسید شود می سوزد.
ذغال سنگ مقداری از کربن های غیر اکسید شده که در ابتدا بصورت خاکستر توسط تکنولوژی های مختلف احتراق با کارایی بالا تولید می شود.
انرژی گرما سازی بصورت بالقوه درون سوخت ها وجود دارد و وابسته به ترکیب شیمیایی سوخت است.همینطور ارزش گرمازائی وابسته به حجم کربن موجود در سوخت است.
▪ سایر ترکیبات کربن دار:
به دلیل احتراق ناقص ترکیبات هیدروکربنی نسبت کوچکی از کربن بصورتCo ،CH۴ در می آید.همه این اکسیدها سرانجام بصورت Co۲ ،CH۴ در می آید.همه این اکسیدها سرانجام بصورت Co۲ وارد جو می شوند.به علاوه احتراق باعث انتشار و N۲o و Nox موثر است.برخلاف Co۲ ارزیابی انتشار CH۴ ، N۲o ، Nox ،Co نیازمند اطلاعت دقیق مراحل مختلف است.
ـ ترکیبات فرار غیر متان:
مثل آلفین،آلدهید و...محصولاتی از احتراق ناقص اند که از طریق منبع متحرک و مناطق مسکونی تولید می شود.
● کشاورزی:
ترکیبات متان تولید شده توسط علف خواران بصورت یک محصول فرعی از تخمیر روده ای آنها تولید می شود.فرآیند گوارشی آنها بصورت زیر است که کربوهیدرات ها به وسیله میکروارگانیسم بصورت مولکول ساده شکسته می شود.البته این فرآیند برای جذب شدن و وارد شدن به گردش خون رخ می دهد.این فرآیند هم در حیوانات نشخوار کننده و غیر نشخوار کننده که CH۴ تولید می کنند اتفاق می افتد.
حیوانات گزارش شده شامل گونه های زیر است:
بز،شتر،اسب،قاطر،خر،ماکیان
CH۴ ،N۲o از تجزیه کودهای شیمیایی تحت اکسیژن کم با شرایط بی هوازی تولید می شود.این شرایط معمولاً زمانی رخ می دهد که تعداد زیادی از حیوانات در یک فضای محدود نگهداری شود.
مثل مزرعه ای که محصولات لبنی تولید می کند.یا کشتارگاههای گاوهای گو.شتی و یا مزرعه پرورش ماکیان که کودهایی که بطور نمونه به آنها داده می شود بصورت تالاب های بزرگی تبدیل می شود.
تجزیه بی هوازی مواد آلی در زمان جاری شدن سیل در زمین های شالیکاری متان تولید می کند و به جو می فرستد و این انتشار بصورت حباب از سطح آب خارج می شود.
عوامل اصلاح کننده خاک مثل کودهای آلی باید بصورت کاربردی و در صورت نیاز مصرف شود.هرگونه انتشار N۲o از طریق استفاده از کودهای نیتروژن دار در زمین های شالیکاری باید کنترل شود.کودهای شیمیایی چه در کشورهای بسیار پیشرفته و صنعتی و چه در کشورهای در حال توسعه استفاده می شود.و در این تردیدی نیست که مصرف کود شیمیایی در کشورهای جهان سوم است.
انتشار CH۴،N۲o یا جابجایی آنها از زمین و خاکهای کشاورزی به دلیل برداشت محصول است.انتشار N۲o ممکن است هم به دلیل استفاده از کودهای آلی و هم از کودهای غیر آلی باشد.یا فعالیت تثبیت نیتروژن و یا بازگشت تفاله محصول به زمین.
انتشار گازهای گلخانه ای که حاویCo۲ نیستند از سوزاندن محصول و بخشهای دیگر فاضلاب کشاورزی بدست می آید.باقیمانده محصولات چوبی(باقیمانده محصولات غلات،برنج،گندم،ساقه ذرت)و باقیمانده محصولات سبز(بادام زمینی و سویا)احتراق فاضلاب کشاورزی برای کسب انرژی در این بخش محاسبه نمی شود و زیر مجموعه ای از بخش احتراق است.
● تغییرات کاربریو جنگل داری(LUCF):
کاربری یعنی فعالیتهایی که روی زمین های معمولی مثل جنگ،زمین های درو شده و علفزار انجام می شود.
IPPC هیات دولتی بین المللی در تغییرات آب و هوائی
IPCC در راهنمای ۱۹۹۶ به منابع تولید گازهای گلخانه ای هم در بخش انتشار و هم در بخش جابجایی اشاره دارد:
۱) تغییر کاربری سرزمین (پاکتراشی جنگل ها برای کشاورزی،تسطیح جنگل ها برای کشاورزی)
۲) میزان بیومس موجود بر کل بیومس تاثیر می گذارد البته فقط در یک منطقه خاص (جنگل ها،درختان روستا)و میزان کربن انباشته شده در خاک.
▪ کاربری زمین،تغییر کاربری زمین و جنگل داری(LULUCF)
این بخش شامل انتشار و جابجایی گازهای گلخانه ای در نتیجه کاربری های سرزمین است(شامل تغییر کاربریهایی مثل جنگل های طبیعی،جایگزین شده با جنگل های مصنوعی)و تغییرات کاربری های زمین شامل (تبدیل علفزار به جنگل یا تبدیل جنگل به جای زمین زراعی)
▪ منابع تولید کنند
هر فرآیند یا فعالیتی که گازهای گلخانه ای مثلCO۲ و CH۴ به داخل اتمسفر آزاد کند و یا تعریف دیگری داریم:
یک منبع کربنی منبعی است که کربن را به جو وارد می کند.اگر مقدار کربن روان شده به درون منبع مشخص باشدنتیجتاًهمان مقدار کم هم دوباره از منبع خارج و به محیط وارد می شود.
● نشت کردن به درون محیط:
هر فرآیند یا مکانیسمی که گازهای گلخانه ای را در محیط و اتمسفر جابجا کند.یک منبع معین می تواند کربن جوی را ته نشین کنداگر در زمان معین و کوتاه جریان کربن بیشتری به درون آن وارد شود و در نتیجه به خارج آن منبع روان می شود.
● فعالیت آماری
اطلاعات در مورد فعالیت انسانی برای انتشار و جابجایی گازهای گلخانه ای در یک دوره زمانی معین جمع آوری می شود.
● عوامل جابجایی
سرعت جابجایی گازهای گلخانه ای که از جو باز پس گرفته و یا وارد آن می شود توسط سیستم های زمینی و تفکیک کننده که در بیومس به ویژه در خاک کار گذاشته می شود.اندازه گیری می شود.
▪ نقش بخش LUCF در افزایش گازهای گلخانه ای:
تغییرات در کاربری سرزمین ها و مدیریت آنها بر مقدار کربن در بیومس گیاهی و خاک تاثیر میگذارد.سهم بخشIUCF در انتشار کربن در جهان در حدود GTC ۶/۱ ارزیابی شده است(سالیانه).در دهه ۱۹۹۰ قطع درختان منبع اصلی تلقی می شود برای انتشار CO۲.
▪ فاضلاب(جامدو مایع)
سیکل کربن و نیتروژن جهانی در بخش زایدات:
ـ سیکل کربن ک
ربن بصورت بخشی از ترکیبات آلی و غیر آلی مثل گازهای گلخانه ای CO۲
ـ CH۴
بصورت چرخه ای در اتمسفر اقیانوس ها و بخش قابل زیست کره زمین وجود دارد.
بزرگترین تبادل طبیعی بین اتمسفر و بخش قابل زیست کره زمین رخ می دهد اما تاثیر و نفوذ انسان باعث افزایش آن می شود.مخصوصاً بعد از تحولات صنعتی گیاهان CO۲ را از اتمسفر به واسطه مکانیسم فتوسنتز جذب می کنند.
دی اکسید کربن به وسیله تنفس مخلوقات به اتمسفر بازگردانده می شود.CO۲ به وسیله سوختن سوختهای فسیلی و تغییرات کاربری زمین نیز به محیط وارد می شود.
می توان گفت نقش فاضلاب در انتشار دی اکسید کربن به واسطه سوزاندن زایدات محاسبه می شود.فاضلاب گاهی CO۲ را بصورت یک محصول فرعی وارد محیط می کند و یا از تجزیه هوازی از فاضلاب های انباشته شده در زمین تولید ی کند.
عملکرد فاضلاب های مایع شاید مسبب ۱۰% انتشار متان به جو می باشد.
تقریباً ۱۰-۲۳% از متان آزاد شده به اتمسفر به دلیل فرآیند هایی تکاملی انسان و بر خورد آن با طبیعت است.آزاد شدن متان در طبیعت بصورت یک محصول فرعی از سوی فاضلاب های انباشته شده در زمین است.
فاضلاب صنایعی مثل خمیر کاغذ سازی،صنعت نوشابه سازی و ... مسئولیت تولید مقدار زیادی ازCH۴را به عهده دارد.
▪ چرخه نیتروژن
نیتروژن بصورت فراورده های آلی و غیر آلی مثل گازهای گلخانه ای N۲O است و سیکل آن بین اتمسفر اقیانوسها و بیوسفر می باشد.
بیشترین تبادل نیتروژن بین اتمسفر و بیوسفر است.رفتارهای انسان تولید نیتروژن را افزایش می دهد(استفاده از سوختهای فسیلی مخصوصاً موتورها یا فعالیتهای کشاورزی)انتشار N۲O از فاضلاب های انسانی یا سوزاندن زباله ها خیلی مهم تلقی نشده اند.
برای بخش های ذکر شده در بالا کمتر از ۱% سهم انتشار در نظر گرفته شده است.
▪ نقش فاضلاب(زایدات و زباله ها)
تغییرات ناشی از مدیریت ضایعات و فاضلاب اساساً بطور عمده بر انتشار CH۴ تاثیر مستقین دارد.سهم بخش فاضلاب در انتشار جهانی CH۴ در حدود ۹۰ میلیون تن در طول سال ارزیابی شده است.
در طول سال ۱۹۹۰ مدیریت فاضلاب و زباله های جامد یک منبع مهم برای جلوگیری از انتشار CH۴ است.سهم سایر گازها در مجموع کوچکتر است که این گازها شامل:CO۲،N۲۰و ترکیبات آلی فرار غیر متانی است.
بخش فاضلاب اثر قابل توجهی بر انتشار CH۴ در سطح جهانی دارد البته به ویژه در کشورهای در حال توسعه همینطور گازN۲O از این دسته مستثنی نیست.
بر اساس راهنمای ارائه شده توسط IPCC سه اصل مهم در تعیین نقش فاضلاب گاز گلخانه ای وجود دارد.
۱) مقدار جریان یافته CH۴ به اتمسفر بطور تقریبی برابر مجموع انتشار از بخش زایدات جامد،فاضلاب و فرآورده حاصل از سوزاندن زباله هاست.
۲) مقدار جریان یافتهN۲O به اتمسفر بطور تقریبی برابر مجموع انتشار گاز از فاضلاب و بخش سوزانده شده آن است.
۳) میزان CO۲ می تواند از روی تصفیه اولیه ارزیابی شود.
انتشار CH۴ از همه بخش های فاضلاب (جامد،مایع)وقتی سوزاندن زایدات جامد تولید می شود.
N۲O بیشتر از بخش زایدات انسانی تولید می شود و بخشی از آن هم از سوزانیدن زایدات CO۲ فقط از سوزاندن زایدات تولید می شود.
● انباشت زباله به روش فوکوکا
از آنجا که مراکز دفن زایدات جامد یکی از مهمترین منابع تولید گازهای گلخانه ای می بشند.به منظور کاهش تولید این گازها از چیزی پیش طرحی تحت عنوان انباشت زباله به روش فوکوکا در جنوب غرب تهران به اجرا در آمده است.این روش بر خلاف روشهای سنتی و معمول دفع زباله که روشهای بی هوازی هستند یک روش نیمه هوازی است که بمدت ۱۰ سال در شهرهای مختلف ژاپن اجرا شده است.
از مزایای این طرح می توان به موارد زیر اشاره کرد:
۱) کاهش تولید و انتشار گاز متان به میزان ۴۵%در مقایسه با روش بی هوازی به علت حضور اکسیژن
۲) کاهش حجم شیرابه
۳) اصلاح کیفی شیرابه تولیدی
۴) بالا رفتن سرعت هضم بیولوژیکی به دلیل وجود جریان هوا
۵) بهره دهی بالای اقتصادی
▪ اساس روش فوکوکا
بررسی ها و تحقیقات در این مورد از اوایل دهه ۱۹۶۰ نقش میکروارگانیسم ها در خود پالایی لایه های دفن را روشن نموده است.هنگامی که لایه های دفن را روشن نموده است،هنگامی که زباله های جامد محتوی ترکیبات فساد پذیری (آلی)فرصت مناسبی جهت انحام فرآیند بیولوژیکی پیدا کنند،نتایج زیر حاصل می گردد:
۱) مقدار زیادی حرارت در داخل لایه های زباله ایجاد می شود(اختلاف دما لایه ها به ۱۰۰ درجه سانتیگراد می رسد).
۲) مجموعه ای از گازها از جمله دی اکسید کربن و متان به عنوان گاز عمده تولید می شود.
۳) یک پساب آلوده(شیرابه) تولید می شود.
تجمع و تراکم گاز متان باعث انفجارات ناگهانی و آتش سوزی می گردد.مقادیر بیش از حد این گاز نیز بسیار خطرناک می باشد.از آنجا که پتانسیل افزایش حرارت کره زمین توسط گاز متان ۲۵تا۳۵ برابر گاز دی اکسید کربن باید در مراکز عمده تولید اینگونه گازها تمهیداتی جهت کاهش تولید و انتشار این گاز انجام پذیرد.همچنین شیرابه تولید شده در جایگاههای دفن زباله در صورتیکه در محیط زها شود،با نفوذ به داخل خاک و آبهای زیرزمینی و سطحی باعث آلودگی منابع آب شده بعضاً خسارت جبران ناپذیری را ببار می آورد که شاید بارزترین مورد آن نفوذ شیرابه به رودخانه جاجرود در جاده آبعلی که باعث کشته شدن تعداد زیادی ماهی شد و تعادل زیست محیطی منطقه را به خطر انداخت.
روش فوکوکا بر پایه همرفت بنا شده است به این معنی که بخاطر ایجاد گرما در داخل لایه های زباله و وجود اکسیژن پدیده همرفت ایجاد می شود و تماس اکسیژن با زباله ها و جابجایی آن باعث کاهش تولید گاز متان و در عوض تولید بیشتر CO۲ و همچنین بهبود کیفیت شیرابه می گردد.برای این کار از شبکه لوله های عمودی و افقی استفاده می شود.روش فوکوکا یک روش دفعی سطحی است و با استفاده از این روش محل دفن از عمق به ارتفاع کشیده می شود.
● آماده سازی محل دفن:
۱) تسطیح و شیب بندی
جهت آماده سازی زمین عمل تسطیح بندی انجام می شود و برای ایجاد گرادیان هیدرولیکی مناسب جهت جریان یافتن شیرابه و آبهای سطحی رها شده،شیب ۱% در دو جهت عمود بر هم ایجاد می گردد.
۲) لایه بندی زمین
برای کاهش نفوذ پذیری خاک و ایجاد حائل برای جلوگیری از نفوذ شیرابه به عمق زمین یک لایه ۳۰ تا ۶۰ سانتیمتری از رس با دانه بندی ریز بر روی کف زمین ایجاد می گردد.
۳) ایجاد زهکش آبهای سطحی و حوضچه ویژه جمع آوری شیرابه
در ۴ ضلع زمین کانال هایی حفر می شود،تا ضمن جلوگیری از نفوذ آبهای سطحی به جایگاه ویژه دفن ،شیرابه را به حوضچه ای که در پایین دست شیب اصلی و در امتداد محور مرکزی زمین ایجاد شده است هدایت کند.
۴) دیواره سازی
عملیات نهایی ساخت دیواره در حواشی زمین استواین دیواره بمنظور استحکام و ثبات و با توجه به نوع خاک دارای شیبی ۱:۱ تا۳:۱ می باشد.فشرده سازی لایه های خاک به کار برده شده در ساخت این دیواره بسیار مهم است.بهتر است برای کاهش هزینه های حمل و نقل خاک جهت دیواره سازی،از خاک مازاد حاصل از عملیات تسطیح و حفاری کانال های زهکشی کناری استفاده شود.نقش عمده این دیوار،ایجاد محدوده بسته برای تخلیه زایدات و جلوگیری از پخش زایدات به محیط اطراف است.
● پایش زیست محیطی
برای کنترل صحیح و بهداشتی مراکز دفن لازم است سیستم از نقطه نظر کمیت و کیفیت مواد زائد،شیرابه تولیدی،کیفیت آبهای زیرزمینی و سطحی،گازهای منتشره مورد کنترل و پایش مداوم قرار گیرد.
این پایش ها عمدتاًجهت تعیین میزان اثر سیستم دفن زباله در محیط زیست اطراف و تعیین استانداردی که سیستم بر اساس آن اجراء شده است،انجام می پذیرد.این کنترل ها عمدتاًمتناوب بوده و در کلیه سیستم های دفن مشابه است.
۱.دکتر رضا مرندی، ۲.مهندس حمید رضا ریحانیان* ۱: هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال ۲: مشاور جوان اداره کل حفاظت محیط زیست استان همدان،کارشناس محیط زیست منابع ۱:www.huppa.com ۲:www.agr.com ۳:کنفرانس بین المللی گازهای گلخانه ای سازمان ملل متحد ۴:گزارش کنفرانس جهانی محیط زیست ۵:مجله عمران دانشگاه صنعتی شریف-مقاله انباشت زباله های فساد پذیر شهری[/JUSTIFY]
▪ گرم شدن زمین
این پدیده عبارتست از تغییر زمین در اثر فعالیتهای بشری که با تغییرات طبیعی آن متفاوت است در طول ۱۰۰ سال گذشته کره زمین بطور غیر طبیعی ۴/۰ درجه سانتیگراد گرمتر شده است.
که البته با توجه به افزایش ۵/۱۲% تولید co۲ ارتباط مستقیمی بین این دو مقوله احساس می شود.با توجه به این امر و حساسیت موضوع،کاهش تولید این گونه گازها طی برنامه ای تحت عنوان تسهیلات جهانی زیست محیطیGEF (Global Envaironmental Facilities) در سازمان ملل متحد مد نظر قرار گرفت.
▪ گازهای گلخانه ای:
تولید و انتشار گازهای گلخانه ای در اتمسفر کره زمین از پیامدهای نامطلوب فعالیتهای بشر در قرن بیستم است.
به مجموعه ای از گازها که مقداری از انرژی خورشید را در جو نگه می دارد و باعث گرم شدن جو زمین می شوند گازهای گلخانه ای گویند.
بخار آب(H۲O)،دی اکسیدکربن(CO۲)،دی اکسید نیتروژن(N۲O)و متان(CH۴) از جمله مهمترین گازهای گلخانه ای هستند.اگر این گازها در جو نبود انرژی گرمائی خورشید دوباره به جو بر می گشت و به این ترتیب هوای زمین ۳۳ درجه سانتیگراد می شد.
▪ تاثیر انسان بر تولید گازهای گلخانه ای
پس ازانقلاب صنعتی و اختراع انواع ماشین آلات صنعتی انسانها با فعالیت ها یشان چهره زمین را تغییر دادند غلظت گازهای گلخانه ای از ۲۷۰ واحد به ۳۶۷ واحد در ۲۰ سال اخیر افزایش یافته است.
● تاثیر گازهای گلخانه ای بر انسان:
طبق آمار ارائه شده از سازمان ملل متحد هر ساله ۳ میلیون نفر بر اثر بیماری هایی همچون سرطان پوست و آب مروارید که ناشی از آلودگی هوا است می میرند که این آمار ۵% از کل مرگ و میر سالانه مردم دنیاست.بنابر آمار سازمان ملل ۵۰ هزار گونه از موجودات زنده در حال نابودی هستند که بیش از ۱۰۰۰ برابر نرخ نابودی است.
خشکی مفرط،فرسایش،تخریب خاک،نابودی زمین کشاورزی،تغییر کامل در الگوی سنتی کشت و بالاخره پیشروی آب اقیانوس ها و دریا ها در خشکی و وقوع طوفان های مهیب تاثیرات مهمی است که بیشترین تخریب را در کشورهای جهان سوم بر جا می گذارد.
اغلب این تاثیرات در نتیجه فعالیتهای صنایعی نظیر کارخانجات روغن نباتی،مواد پاک کننده،کنسرو سازی و... است.
از میان انواع گازهای گلخانه ای CO۲ بالاترین و بخار آب به جهت درصد بالایی که بخود اختصاص می دهند.یعنی حدود ۳۰% از کل گازهای گلخانه ای مهمتر از بقیه هستند.
▪ دی اکسید کربن(Co۲):
یک نیروگاه ۱۰۰۰ مگاواتی با سوخت مایع در فرآیند احتراق بطور متوسط ۱۵ تن گاز Co۲ در ساعت و معدل ۲/۲ تن اکسید ازت(Nox) و حدود ۱۰۵ کیلوگرم هیدروکربن های نیم سوخته وارد اتمسفر می کند.
▪ بخار آب(H۲o):
در جو فوقانی بخار آب به واسطه تحریک در تشکیل ابرهای قطبی که عامل کمک به آلاینده هایی نظیر اکسیدهای نیتروژن و هالو کربن ها در تخریب لایه ازون می باشند.برای این لایه مضر است.
برخی از دانشمندان معتقدند بخار آب در جو میانی (ترپوسفر ۱۶-۲ کیلومتری سطح)عامل اثر گاز گلخانه ای است.و برخی دیگر بخار آب در جو تحتانی را عامل این اثر می دانند.ولی اعتقاد عموم بر این است که بخار آب کمترین تاثیر را نسبت به تاثیر گازهای گلخانه ای حاصل از احتراق سوخت ها دارد.
▪ متان(CH۴):
متان حاصل فرآیند پوسیدگی است،علیرغم درصد کم آن در مقایسه با دی اکسید کربن۱۰-۵ بربر مستعدتر از این گاز در جذب حرارت می باشد.متان در اتمسفر بطور سالانه ۱% افزایش می یابد.که برابر ۲برابر درصد افزایش دی اکسید کربن است.پتانسیل افزایش حرارت کره زمین توسط متان ۲۵-۳۵ برابر Co۲ است.گاز متان نتیجه فعالیتهای شالیکاری،دفع زباله،سوختهای بیومس،دامداری،تخلیه گازهای طبیعی در هنگام استخراج و حمل و نقل و استخراج ذغال سنگ و احتراق ناقص تولید می شود و نشانه نا کارآمد بودن شرایط سوختن است.
۹۰%متان موجود در جو تحتانی در فعل و انفعالات شیمیائی با Hydroxyl radicals نابود می شود.اگر چه میزان این ماده در جو بسیار کم است.ولیکن اصلی ترین عامل از بین برنده متان است.این ماده در اثر تجزیه بخار آب و واکنش شیمیائی بین بخار آب و سایر گازهای موجود در جو تولید می شود.کارآمد بودن شرایط احتراق در کاربردهای صنعتی سرعت این انتشار را بسیار پایین می آورد.
در منابع احتراق کوچکتر سرعت انتشارمعمولاًبالاتر می رود.بالاترین سرعت انتشار CH۴ ناشی از سوختن سوخت در مصارف خانگی است.
انتشار متان از منابع متحرک هم بسیار بالاست در خودروهایی که کنترل کننده انتشار متان ندارد.متان در مقدار زیاد اما با سرعت آرام منتشر می شود.
▪ دی اکسید نیتروژن(N۲o):
از انواع موثر و غیر مستقیم گازهای گلخانه ای است که ۱۵۰ سال تا ۱۸۰ سال در جو باقی می ماند.و بطور طبیعی تا جو فوقانی بالا رفته و باعث تخریب لایه ازون می شود.درصد افزایش آن در سال ۲/۰ تا ۳/۰ درصد است و بیشتر در مناطق حاره تولید می شود ولی بطور متوسط ۲% آن در اثر کودها و محصولات شیمیایی و احتراق سوخت های فسیلی است.استفاده از کاتالیست ها برای کنترل انتشار این گاز نقش موثر تری یافته.(استفاده از کودها برای برای رشد بهتر ذرت در تولید سوخت اتانول یکی از عمده ترین عوامل انتشار اکسیدهای نیتروژن است.N۲o ناقص هم تولید می شود.این گاز به گاز خنده مشهور است.
▪ کلروفلوروکربن(CFC):
محصول فرآیند خنک سازی هوا برای وسایل مختلف است.این گازها در سال ۵/۰ درصد افزایش مییابد.و بین ۷۵ تا ۱۸۰ سال در اتمسفر باقی می ماند.همچنین ۲۰۰۰۰ برابر مستعد تر از دی اکسید کربن در جذب گرما هستند.ترکیبات CFC هر چند در محدوده تروپسفر بی اثرند ولی با ورود به استراتوسفر فعال شده و در نتیجه قادرند لایه ازون را نابود کنند.
● احتراق:
الف)منابع و فعالیت ها:
سیستم های تولید انرژی به شدت توسعه می یابد و به یکی از اجزای گسترده اقتصاد ملی تبدیل می شود.تهیه مجموعه ای از اطلاعات کامل در مورد کمیت های مصرف شده از هر نوع سوخت در فعالیتهای خاص از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
گازهای گلخانه ای به واسطه تولید یک محصول خاص یا تغییر و تحول و جابجایی مواد اولیه و مصرف سوخت به محیط منتشر می شود.
▪ منابع احتراق ثابت:
صنعت انرژی شامل فعالیت هایی مثل تولید الکتریسیته،پالایش نفت،استخراج انرژی به اشکال مختلف انتشار انرژی کارخانجاتی مثل کارخانجات شیمیایی،خمیر کاغذ و مواد چوبی،کارخانجات تهیه مواد غذایی،آشامیدنی و دخانیات.فرآیند های تهیه محصولات آهن دار،استخراج فولاد وسایر فلزات
▪ منابع احتراق سیار:
هواپیمای شخصی یا شهری،حمل و نقل جاده ای(ماشین)،کامیون های سبک . سنگین،اتوبوس ها،موتور سیکلت ها،خطوط ناوبری،خطوط آهن و سایر فعالیتهای حمل و نقل مثل خطوط انتقال گاز انبارهای بین المللی سوخت که شامل کشتیرانی ،هواپیمائی
ب)مراحل مختلف انتشار
▪ انتشار Co۲:
ناشی از اکسیداسیون کربن در طی فرآیند احتراق سوخت هاست(در واقع طی شرایط احتراق حجم کربن در مجموع سوخت به Co۲ تبدیل می شود.البته احتراق ناقص باعث ایجاد Co۲ می شود.کسر کوچکی از کربن به Co۲ تبدیل می شود و بخش اعظم به CH۴ و Co تبدیل می شود.
کربن در مولکولهایی به جزء Co۲ بطور اعم ۲برابر می شود چون نهایتاً بصورت مولکول Co۲ تغییر می یابد.بخش هایی از کربن نیز بصورت دوده و خاکستر به جا می ماند.
در گازهای طبیعی بطور کلی کمتر از ۱% از کربن بصورت غیر قابل احتراق باقی می ماند که این بخش بصورت دوده در کوره ها و دودکش ها باقی می ماند.
نفت در حدود ۵/۱ % از این سوخت بدون اینکه اکسید شود می سوزد.
ذغال سنگ مقداری از کربن های غیر اکسید شده که در ابتدا بصورت خاکستر توسط تکنولوژی های مختلف احتراق با کارایی بالا تولید می شود.
انرژی گرما سازی بصورت بالقوه درون سوخت ها وجود دارد و وابسته به ترکیب شیمیایی سوخت است.همینطور ارزش گرمازائی وابسته به حجم کربن موجود در سوخت است.
▪ سایر ترکیبات کربن دار:
به دلیل احتراق ناقص ترکیبات هیدروکربنی نسبت کوچکی از کربن بصورتCo ،CH۴ در می آید.همه این اکسیدها سرانجام بصورت Co۲ ،CH۴ در می آید.همه این اکسیدها سرانجام بصورت Co۲ وارد جو می شوند.به علاوه احتراق باعث انتشار و N۲o و Nox موثر است.برخلاف Co۲ ارزیابی انتشار CH۴ ، N۲o ، Nox ،Co نیازمند اطلاعت دقیق مراحل مختلف است.
ـ ترکیبات فرار غیر متان:
مثل آلفین،آلدهید و...محصولاتی از احتراق ناقص اند که از طریق منبع متحرک و مناطق مسکونی تولید می شود.
● کشاورزی:
ترکیبات متان تولید شده توسط علف خواران بصورت یک محصول فرعی از تخمیر روده ای آنها تولید می شود.فرآیند گوارشی آنها بصورت زیر است که کربوهیدرات ها به وسیله میکروارگانیسم بصورت مولکول ساده شکسته می شود.البته این فرآیند برای جذب شدن و وارد شدن به گردش خون رخ می دهد.این فرآیند هم در حیوانات نشخوار کننده و غیر نشخوار کننده که CH۴ تولید می کنند اتفاق می افتد.
حیوانات گزارش شده شامل گونه های زیر است:
بز،شتر،اسب،قاطر،خر،ماکیان
CH۴ ،N۲o از تجزیه کودهای شیمیایی تحت اکسیژن کم با شرایط بی هوازی تولید می شود.این شرایط معمولاً زمانی رخ می دهد که تعداد زیادی از حیوانات در یک فضای محدود نگهداری شود.
مثل مزرعه ای که محصولات لبنی تولید می کند.یا کشتارگاههای گاوهای گو.شتی و یا مزرعه پرورش ماکیان که کودهایی که بطور نمونه به آنها داده می شود بصورت تالاب های بزرگی تبدیل می شود.
تجزیه بی هوازی مواد آلی در زمان جاری شدن سیل در زمین های شالیکاری متان تولید می کند و به جو می فرستد و این انتشار بصورت حباب از سطح آب خارج می شود.
عوامل اصلاح کننده خاک مثل کودهای آلی باید بصورت کاربردی و در صورت نیاز مصرف شود.هرگونه انتشار N۲o از طریق استفاده از کودهای نیتروژن دار در زمین های شالیکاری باید کنترل شود.کودهای شیمیایی چه در کشورهای بسیار پیشرفته و صنعتی و چه در کشورهای در حال توسعه استفاده می شود.و در این تردیدی نیست که مصرف کود شیمیایی در کشورهای جهان سوم است.
انتشار CH۴،N۲o یا جابجایی آنها از زمین و خاکهای کشاورزی به دلیل برداشت محصول است.انتشار N۲o ممکن است هم به دلیل استفاده از کودهای آلی و هم از کودهای غیر آلی باشد.یا فعالیت تثبیت نیتروژن و یا بازگشت تفاله محصول به زمین.
انتشار گازهای گلخانه ای که حاویCo۲ نیستند از سوزاندن محصول و بخشهای دیگر فاضلاب کشاورزی بدست می آید.باقیمانده محصولات چوبی(باقیمانده محصولات غلات،برنج،گندم،ساقه ذرت)و باقیمانده محصولات سبز(بادام زمینی و سویا)احتراق فاضلاب کشاورزی برای کسب انرژی در این بخش محاسبه نمی شود و زیر مجموعه ای از بخش احتراق است.
● تغییرات کاربریو جنگل داری(LUCF):
کاربری یعنی فعالیتهایی که روی زمین های معمولی مثل جنگ،زمین های درو شده و علفزار انجام می شود.
IPPC هیات دولتی بین المللی در تغییرات آب و هوائی
IPCC در راهنمای ۱۹۹۶ به منابع تولید گازهای گلخانه ای هم در بخش انتشار و هم در بخش جابجایی اشاره دارد:
۱) تغییر کاربری سرزمین (پاکتراشی جنگل ها برای کشاورزی،تسطیح جنگل ها برای کشاورزی)
۲) میزان بیومس موجود بر کل بیومس تاثیر می گذارد البته فقط در یک منطقه خاص (جنگل ها،درختان روستا)و میزان کربن انباشته شده در خاک.
▪ کاربری زمین،تغییر کاربری زمین و جنگل داری(LULUCF)
این بخش شامل انتشار و جابجایی گازهای گلخانه ای در نتیجه کاربری های سرزمین است(شامل تغییر کاربریهایی مثل جنگل های طبیعی،جایگزین شده با جنگل های مصنوعی)و تغییرات کاربری های زمین شامل (تبدیل علفزار به جنگل یا تبدیل جنگل به جای زمین زراعی)
▪ منابع تولید کنند
هر فرآیند یا فعالیتی که گازهای گلخانه ای مثلCO۲ و CH۴ به داخل اتمسفر آزاد کند و یا تعریف دیگری داریم:
یک منبع کربنی منبعی است که کربن را به جو وارد می کند.اگر مقدار کربن روان شده به درون منبع مشخص باشدنتیجتاًهمان مقدار کم هم دوباره از منبع خارج و به محیط وارد می شود.
● نشت کردن به درون محیط:
هر فرآیند یا مکانیسمی که گازهای گلخانه ای را در محیط و اتمسفر جابجا کند.یک منبع معین می تواند کربن جوی را ته نشین کنداگر در زمان معین و کوتاه جریان کربن بیشتری به درون آن وارد شود و در نتیجه به خارج آن منبع روان می شود.
● فعالیت آماری
اطلاعات در مورد فعالیت انسانی برای انتشار و جابجایی گازهای گلخانه ای در یک دوره زمانی معین جمع آوری می شود.
● عوامل جابجایی
سرعت جابجایی گازهای گلخانه ای که از جو باز پس گرفته و یا وارد آن می شود توسط سیستم های زمینی و تفکیک کننده که در بیومس به ویژه در خاک کار گذاشته می شود.اندازه گیری می شود.
▪ نقش بخش LUCF در افزایش گازهای گلخانه ای:
تغییرات در کاربری سرزمین ها و مدیریت آنها بر مقدار کربن در بیومس گیاهی و خاک تاثیر میگذارد.سهم بخشIUCF در انتشار کربن در جهان در حدود GTC ۶/۱ ارزیابی شده است(سالیانه).در دهه ۱۹۹۰ قطع درختان منبع اصلی تلقی می شود برای انتشار CO۲.
▪ فاضلاب(جامدو مایع)
سیکل کربن و نیتروژن جهانی در بخش زایدات:
ـ سیکل کربن ک
ربن بصورت بخشی از ترکیبات آلی و غیر آلی مثل گازهای گلخانه ای CO۲
ـ CH۴
بصورت چرخه ای در اتمسفر اقیانوس ها و بخش قابل زیست کره زمین وجود دارد.
بزرگترین تبادل طبیعی بین اتمسفر و بخش قابل زیست کره زمین رخ می دهد اما تاثیر و نفوذ انسان باعث افزایش آن می شود.مخصوصاً بعد از تحولات صنعتی گیاهان CO۲ را از اتمسفر به واسطه مکانیسم فتوسنتز جذب می کنند.
دی اکسید کربن به وسیله تنفس مخلوقات به اتمسفر بازگردانده می شود.CO۲ به وسیله سوختن سوختهای فسیلی و تغییرات کاربری زمین نیز به محیط وارد می شود.
می توان گفت نقش فاضلاب در انتشار دی اکسید کربن به واسطه سوزاندن زایدات محاسبه می شود.فاضلاب گاهی CO۲ را بصورت یک محصول فرعی وارد محیط می کند و یا از تجزیه هوازی از فاضلاب های انباشته شده در زمین تولید ی کند.
عملکرد فاضلاب های مایع شاید مسبب ۱۰% انتشار متان به جو می باشد.
تقریباً ۱۰-۲۳% از متان آزاد شده به اتمسفر به دلیل فرآیند هایی تکاملی انسان و بر خورد آن با طبیعت است.آزاد شدن متان در طبیعت بصورت یک محصول فرعی از سوی فاضلاب های انباشته شده در زمین است.
فاضلاب صنایعی مثل خمیر کاغذ سازی،صنعت نوشابه سازی و ... مسئولیت تولید مقدار زیادی ازCH۴را به عهده دارد.
▪ چرخه نیتروژن
نیتروژن بصورت فراورده های آلی و غیر آلی مثل گازهای گلخانه ای N۲O است و سیکل آن بین اتمسفر اقیانوسها و بیوسفر می باشد.
بیشترین تبادل نیتروژن بین اتمسفر و بیوسفر است.رفتارهای انسان تولید نیتروژن را افزایش می دهد(استفاده از سوختهای فسیلی مخصوصاً موتورها یا فعالیتهای کشاورزی)انتشار N۲O از فاضلاب های انسانی یا سوزاندن زباله ها خیلی مهم تلقی نشده اند.
برای بخش های ذکر شده در بالا کمتر از ۱% سهم انتشار در نظر گرفته شده است.
▪ نقش فاضلاب(زایدات و زباله ها)
تغییرات ناشی از مدیریت ضایعات و فاضلاب اساساً بطور عمده بر انتشار CH۴ تاثیر مستقین دارد.سهم بخش فاضلاب در انتشار جهانی CH۴ در حدود ۹۰ میلیون تن در طول سال ارزیابی شده است.
در طول سال ۱۹۹۰ مدیریت فاضلاب و زباله های جامد یک منبع مهم برای جلوگیری از انتشار CH۴ است.سهم سایر گازها در مجموع کوچکتر است که این گازها شامل:CO۲،N۲۰و ترکیبات آلی فرار غیر متانی است.
بخش فاضلاب اثر قابل توجهی بر انتشار CH۴ در سطح جهانی دارد البته به ویژه در کشورهای در حال توسعه همینطور گازN۲O از این دسته مستثنی نیست.
بر اساس راهنمای ارائه شده توسط IPCC سه اصل مهم در تعیین نقش فاضلاب گاز گلخانه ای وجود دارد.
۱) مقدار جریان یافته CH۴ به اتمسفر بطور تقریبی برابر مجموع انتشار از بخش زایدات جامد،فاضلاب و فرآورده حاصل از سوزاندن زباله هاست.
۲) مقدار جریان یافتهN۲O به اتمسفر بطور تقریبی برابر مجموع انتشار گاز از فاضلاب و بخش سوزانده شده آن است.
۳) میزان CO۲ می تواند از روی تصفیه اولیه ارزیابی شود.
انتشار CH۴ از همه بخش های فاضلاب (جامد،مایع)وقتی سوزاندن زایدات جامد تولید می شود.
N۲O بیشتر از بخش زایدات انسانی تولید می شود و بخشی از آن هم از سوزانیدن زایدات CO۲ فقط از سوزاندن زایدات تولید می شود.
● انباشت زباله به روش فوکوکا
از آنجا که مراکز دفن زایدات جامد یکی از مهمترین منابع تولید گازهای گلخانه ای می بشند.به منظور کاهش تولید این گازها از چیزی پیش طرحی تحت عنوان انباشت زباله به روش فوکوکا در جنوب غرب تهران به اجرا در آمده است.این روش بر خلاف روشهای سنتی و معمول دفع زباله که روشهای بی هوازی هستند یک روش نیمه هوازی است که بمدت ۱۰ سال در شهرهای مختلف ژاپن اجرا شده است.
از مزایای این طرح می توان به موارد زیر اشاره کرد:
۱) کاهش تولید و انتشار گاز متان به میزان ۴۵%در مقایسه با روش بی هوازی به علت حضور اکسیژن
۲) کاهش حجم شیرابه
۳) اصلاح کیفی شیرابه تولیدی
۴) بالا رفتن سرعت هضم بیولوژیکی به دلیل وجود جریان هوا
۵) بهره دهی بالای اقتصادی
▪ اساس روش فوکوکا
بررسی ها و تحقیقات در این مورد از اوایل دهه ۱۹۶۰ نقش میکروارگانیسم ها در خود پالایی لایه های دفن را روشن نموده است.هنگامی که لایه های دفن را روشن نموده است،هنگامی که زباله های جامد محتوی ترکیبات فساد پذیری (آلی)فرصت مناسبی جهت انحام فرآیند بیولوژیکی پیدا کنند،نتایج زیر حاصل می گردد:
۱) مقدار زیادی حرارت در داخل لایه های زباله ایجاد می شود(اختلاف دما لایه ها به ۱۰۰ درجه سانتیگراد می رسد).
۲) مجموعه ای از گازها از جمله دی اکسید کربن و متان به عنوان گاز عمده تولید می شود.
۳) یک پساب آلوده(شیرابه) تولید می شود.
تجمع و تراکم گاز متان باعث انفجارات ناگهانی و آتش سوزی می گردد.مقادیر بیش از حد این گاز نیز بسیار خطرناک می باشد.از آنجا که پتانسیل افزایش حرارت کره زمین توسط گاز متان ۲۵تا۳۵ برابر گاز دی اکسید کربن باید در مراکز عمده تولید اینگونه گازها تمهیداتی جهت کاهش تولید و انتشار این گاز انجام پذیرد.همچنین شیرابه تولید شده در جایگاههای دفن زباله در صورتیکه در محیط زها شود،با نفوذ به داخل خاک و آبهای زیرزمینی و سطحی باعث آلودگی منابع آب شده بعضاً خسارت جبران ناپذیری را ببار می آورد که شاید بارزترین مورد آن نفوذ شیرابه به رودخانه جاجرود در جاده آبعلی که باعث کشته شدن تعداد زیادی ماهی شد و تعادل زیست محیطی منطقه را به خطر انداخت.
روش فوکوکا بر پایه همرفت بنا شده است به این معنی که بخاطر ایجاد گرما در داخل لایه های زباله و وجود اکسیژن پدیده همرفت ایجاد می شود و تماس اکسیژن با زباله ها و جابجایی آن باعث کاهش تولید گاز متان و در عوض تولید بیشتر CO۲ و همچنین بهبود کیفیت شیرابه می گردد.برای این کار از شبکه لوله های عمودی و افقی استفاده می شود.روش فوکوکا یک روش دفعی سطحی است و با استفاده از این روش محل دفن از عمق به ارتفاع کشیده می شود.
● آماده سازی محل دفن:
۱) تسطیح و شیب بندی
جهت آماده سازی زمین عمل تسطیح بندی انجام می شود و برای ایجاد گرادیان هیدرولیکی مناسب جهت جریان یافتن شیرابه و آبهای سطحی رها شده،شیب ۱% در دو جهت عمود بر هم ایجاد می گردد.
۲) لایه بندی زمین
برای کاهش نفوذ پذیری خاک و ایجاد حائل برای جلوگیری از نفوذ شیرابه به عمق زمین یک لایه ۳۰ تا ۶۰ سانتیمتری از رس با دانه بندی ریز بر روی کف زمین ایجاد می گردد.
۳) ایجاد زهکش آبهای سطحی و حوضچه ویژه جمع آوری شیرابه
در ۴ ضلع زمین کانال هایی حفر می شود،تا ضمن جلوگیری از نفوذ آبهای سطحی به جایگاه ویژه دفن ،شیرابه را به حوضچه ای که در پایین دست شیب اصلی و در امتداد محور مرکزی زمین ایجاد شده است هدایت کند.
۴) دیواره سازی
عملیات نهایی ساخت دیواره در حواشی زمین استواین دیواره بمنظور استحکام و ثبات و با توجه به نوع خاک دارای شیبی ۱:۱ تا۳:۱ می باشد.فشرده سازی لایه های خاک به کار برده شده در ساخت این دیواره بسیار مهم است.بهتر است برای کاهش هزینه های حمل و نقل خاک جهت دیواره سازی،از خاک مازاد حاصل از عملیات تسطیح و حفاری کانال های زهکشی کناری استفاده شود.نقش عمده این دیوار،ایجاد محدوده بسته برای تخلیه زایدات و جلوگیری از پخش زایدات به محیط اطراف است.
● پایش زیست محیطی
برای کنترل صحیح و بهداشتی مراکز دفن لازم است سیستم از نقطه نظر کمیت و کیفیت مواد زائد،شیرابه تولیدی،کیفیت آبهای زیرزمینی و سطحی،گازهای منتشره مورد کنترل و پایش مداوم قرار گیرد.
این پایش ها عمدتاًجهت تعیین میزان اثر سیستم دفن زباله در محیط زیست اطراف و تعیین استانداردی که سیستم بر اساس آن اجراء شده است،انجام می پذیرد.این کنترل ها عمدتاًمتناوب بوده و در کلیه سیستم های دفن مشابه است.
۱.دکتر رضا مرندی، ۲.مهندس حمید رضا ریحانیان* ۱: هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال ۲: مشاور جوان اداره کل حفاظت محیط زیست استان همدان،کارشناس محیط زیست منابع ۱:www.huppa.com ۲:www.agr.com ۳:کنفرانس بین المللی گازهای گلخانه ای سازمان ملل متحد ۴:گزارش کنفرانس جهانی محیط زیست ۵:مجله عمران دانشگاه صنعتی شریف-مقاله انباشت زباله های فساد پذیر شهری[/JUSTIFY]