پایان نامه دستورالعمل دفع زائدات شیمیایی خطرناک مایع (مطالعه موردی برکه‌های تبخیری)

پايان نامه كارشناسي ارشد

رشته مهندسي محيط زيست-‌ آب و فاضلاب

سال 1385

چكيده

دفع مواد زائد خطرناك مايع يكي از مباحث جدي و عمدة دانش و تكنولوژي محيط زيست مي‌باشد. و اين دفع مي‌بايست بر شالودة قوانين و راهكارهاي مهندسي و استانداردهاي دقيق و روشن مبتني باشد. از اين رو قبل از دفع اين مواد بررسي رو شماي مختلف دفع با توجه به شرايط محلي و موقعيتهاي مكاني و اقليمي و شرايط اقتصادي براي انتخاب يك روش مناسب و بهينه جهت دفع حائز اهميت مي‌باشد.

در اين تحقيق پس از شناسايي و طبقه‌بندي پسابهاي خطرناك مايع اثراث زيست محيطي آنها و همچنين قوانين و استانداردهاي بين‌المللي به طور اجمالي بررسي شد. و پس روشهاي مختلف دفع پسابهاي خطرناك مايع تشريح گر ديد و از ميان روشهاي مختلف دفع اين موارد، لاگونهاي تبخيري به عنوان يكي از راهكارهاي مهندسي و فني دفع اين مواد با توجه به شرايط آب و هوايي و اقتصادي ايران مورد بررسي‌هاي فني و اقتصادي قرار گرفت و در آخر سيستم تبخيري فوق با توجه به آمار بارش و تبخير شهر اصفهان و فاضلاب فرض شدة ورودي 14300 متر مكعب در سال، طي دورة 10 ساله طراحي و مدل‌سازي كامپيوتري گشت و نتايج بدست آمده از مدل كامپيوتري حوضچة تبخيري با ابعاد 60×120 متر و عمق 5/2 متر با شيب 2 به 1 بود كه لاگون طرح شده پس از چك شدن حداكثر عمق فاضلاب در طول بهره‌برداري 10 ساله برابر 81/1 متر بود كه اين رقم بيانگر  طراحي مناسب و بهينه حوضچه با توجه به شرائط جوي و داده‌هاي مفرض مي‌باشد و در آخر سه سيستم لايه‌بندي جهت نفوذ ناپذير ساختن حوضچه‌ها معرفي گرديد كه با توجه به برآورد هزينه و نوع زائدات خطرناك دفع شده در حوضها بهترين گرينه جهت دفع سپابهاي بسيار خطرناك صنايع سيستم لايه بيندي ژئوسنتتيكي همراه با بتن مسلح پيشنهاد گشت كه هزينه نصب و تهية و آزمايشان هر متر مربع آن با توجه به فهرست‌هاي انبيه سازمان مديريت و برنامه‌ريز كشور در سال 1383 و مذاكرات با شركتهاي سازند، 142950 ريال برآورد شد.

 

فصل اول

مقدمه

توليد پسماند، پيامد ناگزير و وجه مشترك تمامي فرآيندهاي توليد، توزيع و مصرف مداد و انرژي در جوامع كنوني است. بخشي از اين پسماندها به دليل آثار و عوارض حاد و يا مزمني كه بر سلامت انسان و كيفيت محيط زيست بر جاي مي نهند، تحت عنوان پسماندهاي زيانبار، پسماندهلاي خطرناك يا پسماندهاي ويژه تعريف و دسته‌بندي شده‌اند. بزرگترين بخش از اينگونه پسماندها از توليد و مصرف ميليونها ماده شيميايي سرچشمه مي‌گيرند كه در قرن حاضر به جوامع و طبيعت معرفي شده‌اند و مكانيزم دفاعي طبيعي براي مقابله با آنها وجود ندارد.

در سال 1983 حداقل  365 ميليون تن پسماند خطرناك در كشور امريكا توليد شده‌است. كه معادل با 3/4 كيلوگرم به ازاء هر نفر در روز مي‌باشد.

[salcedo, R.N, 1989]

تا پنجاه شاه پيش از اين، توجهي به مسأله پساندهاي خطرناك نمي‌شد. وقوع برخي  حوادث در كشورهاي صنعتي سبب شد كه افكار عمومي نسبت به اين مساله حساسيت نشان دهد و اين حساسيت موجب وضع قوانين و مقرارت پيچيده و معضل براي مديريت جامعه فرآيندهاي توليد، نگهداري، حمل و دفع اين مواد شده است.

از جمله اين حوادث مي‌توان به واقعه لاو كانال در امريكا و سوسو در ايتاليا اشاره كرد كه هر دو منجر به آلودگي شديد محيط و مرگ انسانها شدند.

حل و فصل مشكلات ناشي از توليد پسماندهاي خطرناك بسيار پرهزينه است. ميزان هزينه‌هايي كه در عرصه مديريت پسماندهاي خطرناك در كشورهاي توسعه‌يافته به مصرف مي‌رسيد بين 1 تا 10 دلار به ازاء هر نفر در سال متغيير مي‌باشد.

[ Yakwitz, Harvy, 1988]

در كشورهاي در حال توسعه، مصرف بي‌رويه مواد شيميايي از قبيل سموم كشاورزي سوختها و مواد نفتي، كودها و داروها و ساير مواد (كه گاه با سوبسيدهاي دولتي عرضه مي‌شوند)، فقدان مقرارت و آگاهي و حساسيت عمومي و فقدان دانش و تخصص در نهادهاي دولتي موجب پديد آمدن ناهنجاريهاي فراوان در مديريت پسماندهاي خطرناك شده است. ريخت و پاش مواد شيميايي خطرناك و دفع نامناسب اين مواد همراه با زباله‌هاي شهري و فاضلابها در كشور ما امري است كاملاً مشهود، روزمره و فراگير. در عين حال، بخشي قابل توجهي از مشكلات مربوط به پسماندهاي شيميايي از كشورهاي پيشرفته به كشورهاي در حال توسعه منتقل مي‌شود به عنوان مثال عليرغم منع شديد مصرف بي‌فنيلهاي پلي كلره در كشورهاي پيشرفته، هنوز هم اين مواد به كشور ما وارد مي شود و در صنعت توليد و انتقال نيروي برق به مصرف مي‌رسد. از اين رو راهكار و روش دفع اين پسماندها به دليل خطرناك بودنشان حائز اهميت مي‌باشد لذا هر كدام از راهكارهاي دفع پسماندهاي خطرناك مي‌بايست تمام مراحل دفع اين مواد را در برگيرد و در اين ميان دفع به روش لاگونهاي تبخيري به عنوان يكي از روشهاي دفع در مناطق گرمسير؛ به دليل توجيه اقتصادي و سهولت عمليات ساخت و سادگي دفع از اهميت ويژه برخوردار است. از اين رو در اين تحقيق پس از مرور اجمالي بر روشهاي مختلف دفع مواد زائد خطرناك، روش لاگونهاي تبخيري به عنوان يكي از روشهاي دفع پسابهاي خطرناك با توجه به شرايط اقليمي، جغرافيايي و اقتصادي ايران مورد بررسي فني و اقتصادي قرار گرفته شده است.

علت انتخاب موضوع:

با توجه به اينكه برخي از صنايع آلودگي‌ها و پسابهاي خطرناكي كه ايجاد مي‌كند كه اثرات مخرب زيست محيطي دارند لذا لاگونهاي تبخيري يكي از راه‌حل‌هاي پيشنهادي براي دفع پسابهاي خطرناك مايع مي‌باشد؛ كه در مناطق گرمسير كاربرد دارد و با توجه به اينكه هيچ دستورالعملي براي طراحي و ساخت بركه‌هاي تبخيري در داخل كشور وجود ندارد لذا هدف از اين تحقيق ارائه راهكار مناسب جهت دفع مواد زائد خطرناك شيميايي مايع به روش لاگون تبخيري مي‌باشد.

اهداف تحقيق:

اين مساله براي دست يافتن به اهداف زير، پيشنهاد و توصيه شده است

1- مروري اجمالي بر شناسايي و شيوه دفع مواد زائد شيميايي خطرناك مايع،‌ آنگونه كه در ساير كشورها اعمال مي‌شود و ايجاد زمينه‌هاي ذهني لازم براي انتخاب گزينة بركه‌هاي تبخيري در ايران

2- ارائه روشهاي مناسب و دستورالعمل طراحي بركه‌هاي تبخيري در ايران و دستيابي به راهكار مناسب جهت پوشش لاگونهاي تبخيري در داخل كشور؛ با توجه به شكل هندسي و جنسي بستر آنها و برآورد هزينه اقتصادي هر يكا از اين گزينه‌ها به تفكيك مي‌باشد.

3- ارائه يك برنامة‌ كامپيوتري جهت طراحي بركه‌هاي تبخيري

1-1-1) شناسايي مواد زائد خطرناك (تقسيم‌بندي)

1-1-1-1) تعاريف و دسته‌بندي مواد زائد خطرناك

بسياري از كشورها پسماندهاي زيانبار را در قوانين ملي خود تعريف كرده‌اند بررسي اين تعريف‌ها نشان دهنده عدم شباهت كامل آنها با يكديگر است

[ Yakwitz, Harvey, 19887]

سازمان‌هاي جهاني و بين‌المللي دست اندركار در مقولة محيط زيست تعاريف چندي را اعلام كرده‌اند. ذيلاً برخي از اين تعريف‌ها را نقل مي‌كنيم.

1- بنا به تعريف سازمان بهداشت جهاني (WHO)[1] ضايعات خطرناك عبارتند از:

مواردي كه بدليل داشتن خصوصيات فيزيكي، شيميايي يا بيولوژيكي خاص مي‌بايست به هنگام كار با آنها، براي ممانعت از صدمه زدن به انسان محيط زيست، از روش‌هاي حمل و نقل و دفع ويژه‌اي بهره‌گيري كرد. ] مهستي، پژمان، 1373[

2- تعريف UNEP:[2]

هر نوع پسماندي كه حاوي مقدار قابل توجهي از ماده‌اي باشد كه (1) در صورت انتشار به محيط زيست براي زندگي يا سلامت جانداران خطرناك باشد؛ (2) رفتار مناسب با آن در مراكز دفع سبب وارد آمدن آسيب بر ايمني انسان يا تجهيزات گردد. ]1991، nuep [

3- تعريف آژانس حفاظت محيط زيست آمريكا:

پسماند جامدي كه (1) واحد يكي از خصوصيات قابليت اشعال، قدرت خورندگي، فعاليت شيميايي و سميت باشد، (2) در فهرست پسماندهاي زيانبار قيد شده باشد،؟ (3) مخلوطي از پسماندهاي جامد بوده و حاوي يك يا چند ماده از پسماندهاي مذكور در فهرست فوق باشد. ديه مي‌شود كه در اين تعريف اصطلاح «پسماند جامد» يك عبارت حقوقي است و شامل مواد نيمه جامد و حتي مايعات نيز مي‌شود.

4- تعريف جامعه اقتصادي اروپا:

«پسماندهاي سمي و خطرناك» عبارتند از پسماندهاي حاوي تركيبات يا مواد مذكور در فهرست ضميمه دستورالعمل مربوط يا موادي كه داراي شرايط يا كميت يا غلظتي باشند كه بهداشت يا محيط زيست را در معرض خطر قرار دهند. ] فردوسي، سعيد، 1372[

برخي كشورها از جمله انگليس، به جاي استفاده از اصطلاحاتي همچون «پسماند سمي» يا «پسماند زيانبار» «پسماند خطرناك»، آن دسته از پسماندها را كه به دليل احتمال آسيب‌رساني- حاد يا دراز مدت - نيازمند به اعمال مراقبت و كنترل ويژه‌اي مي‌باشند تحت عنوان «پسماندهاي ويژه» مي‌نامند.

1-1-1-2) طبقه‌بندي مواد زائد زيان آور:

الف: طبقه‌بندي بر اساس نحوه توليد

1- ضايعات بيولوژيك: منشاء توليد اين ضايعات بيمارستانها، درمانگاه‌ها، مراكز تحقيق پزشكي و درماني و بيولوژيك بوده و توانايي آلوده ساختن موجودات زنده و توليد سم يا Toixn از خواص اين ضايعات مي‌باشد.

2- ضايعات شيميايي: كه عمدتاً در اثر فعاليت صنايع و كارخانجات توليد شده، به چهار زير گروه تقسيم مي‌شوند: مواد آلي مصنوعي، نمكها، اسيدها، بازها و فلزات

3- ضايعات راديواكتيو: به موادي كه اشعه يونيزه از خود ساطع نمايند راديو اكتيو اتلاق شده و در اثر تماس مداوم با تشعشعات آنها ضايعات و صدماتي را در ارگانيسم‌هاي زنده برجود مي‌آورند. مواد راديو اكتيو از اين رو قابل توجه‌اند كه قادرند طي زمانهاي بسيار طولاني پايدار بمانند. نيروگاه‌هاي هسته‌اي با مراكز تحقيقات و كاربرد هسته‌اي جهت مقاصد مختلف پزشكي، دندان پزشكي، كشاورزي و تسليحات از جمله منابع مولد اين ضايعات مي‌باشد. راهنماي فني دفع مواد زائد خطرناك، 1378

ب: طبقه‌بندي بر اساس نحوه تأثير مواد زيان آور

1- مواد قابل انفجار (Explosive)

2- مواد اكسيد كننده (Oxidizing)

3- مواد قابل اشتغال ((imflammable)

4- مواد محرك و سوزش آور (irritating)

5- مواد زيان آور (Harmful)

6- مواد سرطان زا (Carcingogenic)

7- مواد خورنده (Corrosive)

8- مواد بيماري‌زا (Corrosive)

9- مواد مسموميت‌زاي محيط (Ecotoxic)

10- مواد جهش‌زا (Mutagenic)     ] راهنماي فني دفع مواد زائد خطرناك، 1378[

فهرست‌هاي متعدد و گوناگوني براي شناسايي و دسته‌بندي پسماندهاي زيانبار عرضه شده‌اند. تمامي فهرستهاي  تهيه شده توسط كشورهاي مختلف زير مجموعه‌هاي از فهرست ارائه شده توسط كد بين‌المللي شناسايي پسماندها[3] مي‌باشند.

1-1-1-3) فهرست مواد زائد خطرناك ارائه شده توسط جامعه اقتصادي اروپا (EEC)[4] [ Andrew portecus, 1985]

جامعه اقتصادي اروپا در سال 1980 اقدم به تهيه و ارائه فهرستي از پسماندهاي خطرناك نموده منتهي هيچگونه دستور يا رهنمودي درباره غلظت و شكل زيانبار مواد شيميايي، ارائه نداده است. به عبارتي تدوين روشهاي سنجش و آزمايش مواد مندرج در فهرست، بر عهده هر يك از كشورهاي عضو قرار داده شده. البته بعضي از اين كشورها تقسيم بنديهاي مفصل‌تر و اختصاصي‌تري را به كار مي‌گيرند.

فهرست ارائه شده به قرار زير مي‌ باشد.

1- آرسنيك و تركيبات آن                        2- جيوه و تركيبات آن

3- كادميوم و تركيبات آن                         4- تاسيم و تركيبات آن

5- بريليم و تركيبات آن                            6- تركيبات كروم شش ظرفيتي

7- سرب و تركيبات آن                            8- آنتيموان و تركيبات آن

9- فنل‌ها و تركيبات فنلي                         10- سيانيدهاي آلي و معدني

11-ايزو سيانات‌ها                                  12- تركيبات آلي هالوژنه

13- حلالهاي كلردار                               14- حلالهاي آلي

15- آفت كشها و مواد مورد مصرف در گياه پزشكي

16- تركيبات دارويي                              

17- مواد قطراني حاصل از پالايش و باقيمانده قطران حاصل از تقطير

18- پراكسيدها، كلراتها، پركلراتها و آزيدها  

19- اترها

20- مواد شيميايي آرمايشگاهي غير قابل تعريف و يا جديد كه تأثير آنها بر محيط زيست ناشناخته باشد.

21- آزبست (غبار و فيبر)                        22- سلنيم و تركيبات آن

23- تركيبات آروماتيك چند حلقه‌اي (با اثرات سرطانزا)

24- كربنيل‌هاي فلزي                              25- تركيبات محلول مس

26- اسيدها و يا مواد قليايي مورد مصرف در پرداختكاري سطوح فلزي

1-1-1-4) طبقه‌بندي مواد زائد خطرناك در اتريش: ] مجموعهه مقالات مواد زائد جامد، 1371[

در اتريش مواد زائد خطرناك را بر اساس نوع فعاليتي كه منجر به توليد چنين زائداتي مي‌گردد، در 11 گروه اصلي به قرار زير طبقه‌بندي كرده‌اند:

1-مواد زائد حيواني و كشتار گاهي             

2- مواد زائد معدني باستناء مواد زائد فلزي

3- مواد زائد فلزي

4- اكسيدها و هيدروكسيدها و مواد زائد آنها

5- مواد زائدها حاصل از سموم دفع آفات

6- مواد زائد حاصل از توليدات معدني كه پايه نفتي دارند.

7- مواد زائد حاصل از محلول‌هاي آلي، رنگي، لاكها، چسب‌ها و رنگ دانه‌ها

8- مواد زائد پلاستيكي و لاستنيك

9- مواد زائد منسوج (طبيعي و مصنوعي)‌

10- ساير مواد زائد شيميايي و توليدات مصنوعي

11- ضايعات بيمارستاني ويژه

 

[1] WHO:

[2] NNEP: United Nations Environment Programme.

[3] IWIC: International waste Identification code

[4] EEC: European Economic Community

منابع  :