ارزیابی و مدیریت ریسک در آلودگی منابع آب زیرزمینی- سیداحمد سجادی؛ مجید خلقی-مرکز مهندسی عطران

0

چکيده

 توسعه کشور‌ها، از جمله ایران موجب بهره برداری بیش از پیش و استفاده نادرست از منابع آب زیرزمینی شده است. در کنار این مساله، عدم رعایت در کنترل آلاینده‌ها که به دلایل مختلف ایجاد شده‌اند، باعث  آلودگی این منابع ارزشمند شده است. یکی از علل وجود این موارد، روش‌های مدیریتی نادرست است. یکی از روش‌های مدیریت کارآمد برای حفظ منابع، روش‌های مبتنی بر ریسک است.

در این مطالعه روش ارزیابی و مدیریت ریسک  به همراه مراحل انجام، به منظور کنترل و حذف آلودگی در منابع آب زیرزمینی، معرفی گردیده است. ارزیابی ریسک برآورد احتمالی یک رخداد به همراه اثرات زیست محیطی، اجتماعی، فرهنگی و اقتصادی است. مدیریت ریسک روشی به منظور انتخاب راه‌هایی مناسب برای کاهش و حذف آلودگی در راستای بهره برداری پایدار از منابع آب زیرزمینی می‌باشد.

.

كليد واژه‌ها : منابع آب زیرزمینی، آلودگی، ارزیابی ریسک، مدیریت ریسک

 

1مقدمه

یکی از مهم‌ترین منابع آبی که در چند قرن اخیر مورد استفاده بیش از حد بشر بوده، منابع آب زیر‌زمینی است. ایران نیز به طور سنتی، با به کارگیری روش‏هایی مانند حفر قنات و چاه از این منبع جهت تامین نیاز آبی خود استفاده می‏نموده است. به دلیل نیاز بالا و محدود بودن این منبع که در دسته منابع تجدید پذیر جای دارد، استفاده از روش­های صحیح در مدیریت بهره‌برداری آنها، از اهمیت بسزایی برخوردار است.

با وجود این امر عواملی نظیر توسعه شهر­نشینی، افزایش فعالیت­های صنعتی و استفاده از کود­های شیمیایی در کشاورزی، مسائل گسترده آلودگی آب را ایجاد کرده است که آلودگی منابع آب زیرزمینی از نگرانی‌های سازمان‌ها و دولت‌ها برای سلامت در دهه اخیر بوده است( محمودیان شوشتری، 1392). این آلاینده‌ها شامل فاضلاب‌های شهری، آلودگی‌های کشاورزی، آلودگی‌های صنعتی و یا ترکیبات و مواد موجود در خاک ( آلودگی طبیعی ) می‌باشند. اثر هر آلاینده به غلظت و نوع آن بستگی دارد.

آلودگی‌های موجود نه تنها ممکن است با تغییرات فیزیکی و بیولوژیکی همراه باشد، بلکه بدلیل حل شدن فزاینده مواد سمی و نامطلوب در آب، آلودگی شیمیایی نیز ممکن است، ایجاد گردد. آلودگی‌ها با ایجاد تغییرات مذکور موجب کاهش کیفیت آب می‌شوند و در مراحلی آب را برای اغلب مصارف غیر قابل استفاده ‌می‌کنند. برخی از آلودگی‌ها زوال پذیرند و به آسانی تجزیه شده و یا تقلیل داده می‌شوند مانند مواد زائد کشاورزی، ولی بعضی آلاینده‌ها زوال ناپذیرند مانند فلزات سنگین کادمیوم، سرب، آرسنیک و غیره(عطایی آشتیانی و کتابچی، 1393).

نهایتا این آلودگی‌ها موجب وارد شدن آسیب‌هایی به انسان و محیط زیست می گردد. شایان ذکر است که مشکلات آلودگی کشوری نظیر ایران، همانند سایر کشور‌های در حال توسعه، بواسطه رشد جمعیت و افزایش فعالیت‌های انسانی روز به روز افزایش می‌یابد و لزوم توجه بیشتری را می‌طلبد. حال دو مساله مطرح می‌گردد نخست اینکه برای یک منطقه مشکوک به آلودگی، چگونه شدت و اثرات آلودگی را مورد ارزیابی قرار داد و مساله دوم چگونگی انتخاب مناسب‌ترین روش برای حذف یا کاهش آلودگی می‌باشد. یکی از روش‌های مدیریتی برای ارزیابی وضعیت یک منطقه آلوده، استفاده از روش‌های مبتنی بر ریسک[1] است.

2- مفهوم ریسک

مفهوم ریسک را می‌توان احتمال و شدت یک عامل مخرب به همراه پیامد‌های آن در یک محیط تعریف کرد(Rees, 2002). عوامل مخرب می‌تواند ناشی از هر گونه فعالیت شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی باشد که تاثیر سوء بر روی انسان و محیط زیست دارد. به عبارت دیگر، در ریسک فرآیند برآورد احتمالی یک رخداد و اثرات زیست محیطی، اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی آن در یک دوره مشخص انجام می‌گردد.

عوامل مذکور هر یک دارای ماهیت جداگانه‌ای هستند که برای اطلاع رسانی و بیان یکپارچه به گروداران می‌توان همه را با استفاده از روابط منطقی به یک شکل بیان نمود. تجزیه و تحلیل ریسک همراه با درک مناسب از محیط زیست و مشکلات آن، می‌تواند یک ابزار مناسب برای رتبه بندی، تعیین اولویت ها و تخصیص منابع باش( O’Neill  و همکاران،1989). مدیریت مبتنی بر ریسک برای سایت‌های آلوده شامل دو مرحله ارزیابی ریسک[2] و مدیریت ریسک[3] است.

3- ارزیابی ریسک

 تعریف ارزیابی ریسک بر پایه سلامت انسان، ارزیابی اثرات سوء بهداشتی ناشی از خطرات زیست محیطی برای انسان می‌باشد. ارزیابی شامل میزان ریسک و اهمیت آن برای انسان می باشد. ارزیابی برای مواجه با اثرات حاد[4]( غیر سرطان‌زا[5]) و اثرات مزمن[6]( سرطان‌زا[7]) که به ترتیب در کوتاه مدت و بلند مدت خود را نشان می‌دهند، انجام می‌گیرد. مقصود از مطرح شدن ارزیابی ریسک، مشخص شدن مسائلی از قبیل نوع ماده شیمیایی، میزان سمیت[8]،  اثرات سو ناشی از  سمیت و شناسایی افراد در معرض خطر، بوده است.

در واقع برای انجام هر ارزیابی در یک  منطقه آلوده، بایستی شناخت کافی از آلاینده موجود، منبع ، میزان سمیت  و اثرات آن بر روی جامعه وجود داشته باشد، تا بتوان یک ارزیابی مناسب و قابل قبول را انجام داد. با مد نظر قرار دادن موارد مطرح شده چهار مرحله برای انجام ارزیابی ریسک تعریف شده است که عبارتند از شناسایی خطر[9]، ارزیابی ظهور [10] ، ارزیابی سمیت [11] و توصیف ریسک [12]( USEPA 1989 ، Asante-Duah 1998 و King 2009). مراحل مذکور بایستی به ترتیب بیان شده انجام شوند.

 در مرحله شناسایی خطر، نمونه برداری و تعیین غلظت مواد شیمیایی انجام می‌شود. علاوه بر آن بایستی خصوصیات آبخوان از جمله هدایت هیدرولیکی، منابع و گیرنده‌های آلودگی هم  بررسی گردد. در واقع این مرحله بر پایه‌ی سمیت آلاینده، تداوم زیست محیطی و غلظت استوار است. مانند هیدروکربن‌های کلر با ویژگی‌های سمیت و غلظت بالا، می‌تواند از نگرانی‌ها باشد(Lee  و همکاران 2002). در مرحله دوم منظور از ظهور، تماس انسان با یک عامل شیمیایی یا فیزیکی با اثر سوء در طول زمان است.

در ارزیابی ظهور، اندازه و ماهیت آلاینده، زمان و نرخ[13] آشکار شدن خطر برای گیرنده( فرد ) و یا گروه‌های حساس(جامعه) مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد. به عبارت دیگر در این قسمت، به سوالاتی از قبیل اینکه چه کسانی در معرض آلودگی هستند؟ راه‌های انتقال آلودگی به چه صورت ( تماس با پوست یا آشامیدن ) است؟ پاسخ داده خواهد شد(USEPA ، 2000). با توجه به اینکه ظهور در طول زمان رخ می‌دهد، می توان با تقسیم بریک دوره زمانی مشخص نرخ متوسط قرار گرفتن در معرض خطر را در واحد زمان بدست آورد، این نرخ را می توان به صورت تابعی از وزن فرد بیان کرد.

دوره زمانی مناسب را هم می‌توان سن فرد در نظر گرفت. این پارامتر بدست آمده مقدار مصرف[14] (ID ) نام‌گذاری شده و واحد آن میلی گرم ماده شیمیایی بر کیلوگرم وزن فرد در روز است. نحوه بدست آوردن آن در رابطه (1) نشان داده شده است، که در آن C غلظت آلاینده ( میلی گرم بر لیتر )،  CR نرخ مصرف ( لیتر به ازای  هر نفر )، EF فراوانی قرار گرفتن در معرض آلاینده ( روز بر سال )، ED زمان قرار گرفتن در معرض آلودگی ( سال )،BW  وزن فرد (کیلوگرم) و AT زمان متوسط ( روز) می باشند(USEPA، 1989).

(1)

در مرحله سوم اثرات بهداشتی بالقوه ناشی از مواد شیمیایی و ظهور آلاینده که موجب به خطر افتادن سلامتی انسان می‌شود، مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. یعنی میزانی که موجب اثرات سوء برای فرد در معرض خطر می‌شود، بررسی می‌گردد. این مقدار بهتر است که یک برآورد قابل قبول از احتمال پاسخ در واحد مصرف یک ماده شیمیایی در طول عمر یک فرد با جرم مشخص باشد. به این مقدار برای مواد سرطان‌زا که نتیجه از یک عمر تماس فرد با ماده است، فاکتور شیب[15] می‌گویند.

نهایتا مرحله آخر که مهم‌ترین و اساسی‌ترین بخش ارزیابی می‌باشد که نقش بسزایی در مدیریت دارد، همانطور که در شکل (1) نشان داده شده، پل ارتباطی بین ارزیابی و مدیریت ریسک می‌باشد. در این مرحله، ارزیابی سمیت و ظهور با یکدیگر از لحاظ کمی و کیفی برای بیان ریسک ترکیب می‌شوند( USEPA ، 1989، Asante-Duah ،2000 و  Lee  و همکاران، 2002).

سپس، احتمال اثرات مضر آلاینده برای جامعه محاسبه می‌گردد. به عبارت دیگر، یکسان سازی اطلاعات در ارزیابی برای تصمیم‌گیری و مدیریت ریسک انجام می‌گیرد. برای این کار از رابطه (2) برای محاسبه ریسک استفاده می‌شود. ضمنا ارزیابی هم بایستی به صورت محافظه کارانه باشد تا کم‌ترین آسیب به فرد یا جامعه برسد.

شکل 1- مراحل انجام ارزیابی و مدیریت ریسک

 

4- مدیریت ریسک

در مقابل ریسک چه اقداماتی بایستی انجام داد؟

در واقع هدف از مدیریت ریسک، پاسخ دادن به پرسش بالا است. تصمیم‌گیری‌های مدیریت ریسک برای انتخاب راه‌هایی برای جلوگیری از قرار گرفتن در معرض آلودگی و حذف ریسک آلودگی می‌باشد. در تصمیم‌گیری و مدیریت بایستی چند معیار از قبیل حفاظت از سلامت انسان و محیط زیست، قابلیت اجرا، اثر طولانی و مداوم، هزینه، آثار کوتاه مدت، کاهش سمیت و حجم آلودگی از طریق پالایش و نهایتا مورد پذیرش بودن جامعه در نظر گرفته شود(US EPA ، 1989).

با معیار‌های مذکور با توجه به شرایط زمان و مکانی می‌توان یک مدیریت مناسب و کارآمد را انجام داد.Zhao  و Kaluarachchi (2002) روی خصوصیات جمعیت ارزیابی ریسک سایت آلوده مطالعه کردند که در آن چند عامل را در نظر گرفتند: الف) تغییرات غلظت ناپایدار در نظر گرفته شد، ب) خصوصیات جمعیت، معرف خصوصیات فردی قرار گرفت، ج) دسته‌بندی خصوصیات جمعیت، بر اساس سن و جنسیت افراد انجام شد و د) از مدل رشد جمعیت استفاده کردند.

نتایج آن‌ها نشان داد، که متغیر‌های بر پایه سن افراد از اهمیت بیشتری نسبت به جنسیت افراد در خصوصیات جمعیت ریسک دارد و ریسک جمعیت وابستگی شدیدی به توزیع جمعیت بر اساس سن و اندازه افراد در طول رشد دارد. Khadam   و Kaluarachchi (2003) برای مدیریت منابع آب زیرزمینی آلوده به بنزن از آنالیز‌های بر پایه هزینه و آنالیز‌های بر پایه ریسک با استفاده از تصمیم‌گیری چند معیاره استفاده کردند و روش حذف آلودگی انخاب شده پمپاژ تصفیه بوده است،

که در آن تاثیر هزینه موثر به تنهایی برای حذف آلودگی خوب نشان داده نشد، اما اثر همزمان هزنیه موثر و ریسک نتایج قابل قبول و خوبی را نشان داد. Nguyen و همکاران (2009) در یک مطالعه موردی در شمال ویتنام ارزیابی ریسک را انجام دادند که به آرسنیک آلوده بوده و برای حذف آلودگی از فیلتر ماسه‌ای استفاده کردند، اگر چه این روش در بسیاری از موارد آرسنیک را به مقدار قابل قبولی کاهش نمی‌دهد اما در این مورد نتایج قابل قبولی حاصل گردیده است. تحقیقات مذکور نشان دادند، که روش‌های برخورد و مدیریت به آلاینده به شرایط منطقه و ویژگی‌های جامعه و بستگی دارد.

5- نتيجه‌گيري

در این مطالعه هدف، معرفی روشی برای محافظت از منابع آب زیرزمینی در راستای بهره‌برداری پایدار بوده است. یکی از این روش‌ها برای منابع آب زیرزمینی آلوده، ارزیابی و مدیریت ریسک است. در این روش آلودگی‌های حاد و مزمن مورد ارزیابی قرار می‌گیرند. در حین انجام ارزیابی‌ها توصیه می‌شود که اهداف به طور دقیق تعریف گردند و اولویت بندی آلاینده‌ها انجام گیرد، تا بتوان یک ارزیابی قابل قبول و با حداقل میزان خطا انجام داد.

مدیریت ریسک برای سایت‌های آلوده، مدیریت بخشی نبوده و دید مدیریتی جامع و کامل به مسئله دارد. مدیریت صحیح و کامل سایت آلوده با در نظر گرفتن تمامی شرایط از لحاظ مکانی و زمانی و رعایت حق بهره وران امکان‌پذیر است. پیشنهاد می‌گردد، هنگام بررسی روش‌های مدیریتی بایستی اولویت بندی کاهش ریسک آلاینده و سایر عوامل مخرب انجام شود.

6- مراجع

عطایی آشتیانی، ب. و کتابچی، ح. (1393). ” هیدرولیک و آلودگی آب‌های زیرزمینی.”، انتشارات دانشگاه صنعتی شریف، 1030 ص.

محمودیان شوشتری، م. (1392). ” هیدرولیک آب­های زیرزمینی.”، انتشارات دانشگاه شهید چمران  اهواز، 600 ص.

Asante-Duah, K. (1998). “Risk assessment in environmental management. A guide for managing chemical contamination problems.” John Wiley & Sons, Chichester, England.

Asante-Duah, K.(2002). “Public health risk assessment for human exposure to chemical.” Springer, Dordrecht, Netherlands.

Khadam. I. M., and Kaluarachchi. J. J. (2003). “Multi-criteria decision analysis with probabilistic risk assessment for the management of contaminated ground water.” Environmental Impact Assessment Review, 23(6), 683-721.

King, H. (2009). “Site contamination: Guidelines for the assessment and remediation of groundwater contamination.” Environmental protection authority, Adelaide, Australia.

Lee, L. J. H., Chan, C. C., Chung, C. W., Ma, Y .C., Wang, G. S., and Wang, J. D. (2002). “Health risk assessment on residents exposed to cholinated hydrocarbons contaminated in groundwater of a hazardous waste site.” J. Toxicology and Environmental Health, Part A: 65(3-4), 219-235.

Nguyen. V. A., Bang. S., Viet. P. H., and Kim. K. W. (2009). “Contamination of groundwater and risk assessment for arsenic exposure in Ha Nam province, Vietnam.” Environment international, 35(3), 466-472.

O’Neill, R. V., Grander, R. H., Barnthouse, L. W., Suter, G. W., Hilderbrand, S. G., and Gehrs, C. W. (1982). “Ecosystem risk analysis: A new methodology.” Environmental Toxicology And Chemistry, (1), 167-177.

Rees, J. A. (2002). “Risk and integrated water management.” Global water partnership, Stockholm, Sweden.

US EPA. (1989). “Risk Assessment Guidance for Superfund Volume I, Human Health Evaluation Manual (Part A), interim final.” Office of Emergency and Remedial Response, U.S. Environmental Protection Agency, Washington DC, USA.

US EPA. (2000). “Presenter’s Manual for Superfund Risk Assessment and How You Can Help.” Office of Solid Waste and Emergency Response. Washington DC, USA.

Zhao. Q., and Kaluarachchi. J. J. (2002). “Risk assessment at hazardous waste-contaminated sites with variability of population characteristics.” Environment international, 28(1-2), 41-53.

[1]  Risk

[2]  Risk assessment

[3]  Risk management

[4]  Acute

[5] Non-carcinogenic

[6] Chronic

[7] Carcinogenic

[8] Toxicity

[9] Hazard identification

[10] Exposure assessment

[11] Toxicity assessment

[12]  Risk characterization

[13]  Rate

[14]  Intake dose

[15]  Slope factor

اشتراک:

درباره نویسنده

نظرات بسته اند

Call Now Button