بررسی اثرات زیست محیطی فن آوری شیرین سازی آب دریا- لاله عباسپور دواسی؛ مرضیه درخشان- مرکز مهندسی عطران

0

محدودیت آب شیرین در جهان و افزایش جمعیت و آلودگی منابع آب سطحی و زیرزمینی از معضلات جهان آب تلقی می شود. با توجه به کمبود منابع آب شیرین و موقعیت ناگوار منابع آب در آینده ، بمنظور  مقابله با این مشکل ، تولید آب از طریق شیرین سازی آب دریا به یک صنعت مهم تبدیل شده است. آب شیرین کن ها به منظور پالایش و تصفیه آب های شور و دریایی بمنظور  تولید و شیرین سازی آب مورد استفاده قرار می گیرند.  این فرایند صنعتی علیرغم سودمندیهای زیست محیطی، دارای اثرات منفی بر روی محیط زیست نیز می باشد که می توان به  اثرات ناشی از احداث تاسیسات شیرین سازی آب،اثرات ناشی از مصرف انرژی،اثرات بر محیط زیست دریایی،اثرات بر توسعه اشاره نمود.

در این مقاله که مبتنی بر مطالعه کتابخانه ای است ، اثرات زیست محیطی حاصل از فعالیت آب شیرین کن های صنعتی مورد بررسی قرار گرفته شده و راهکارهای تقلیل اثرات سوء آنها ارائه گردیده است. نیاز روزافزون جوامع ساکن در حوزه خلیج فارس به آب شیرین از یک سو و کاهش روزافزون منابع طبیعی آب شیرین از سوی دیگر، استفاده از صنعت شیرین سازی آب دریا را اجتناب ناپذیر نموده است. اما راه بهره برداری پایدار از این صنعت، رعایت الزامات زیست محیطی پیش از آغاز به احداث و در حین بهره برداری است. بنابراین بمنظور مدیریت و کاهش اثرات آلودگی حاصل از فعالیت تاسیسات شیرین سازی وجود چارچوب های قانونی و مدیریت قوی و جامع زیست محیطی در منطقه ضروری می باشد.

کلمات کليدي: زیست محیطی ، خلیج فارس ، آب شیرین کن ، آلودگی .

 مقدمه

ذخائر آب جهان در حدود 305/1 میلیارد کیلومتر مکعب است که از این مقدار 97 درصد آن را آبهای شور دریاها و اقیانوسها و 3 درصد آنرا آبهای شیرین تشکیل می دهند. کمبود آب شیرین در جهان 2 میلیارد نفر را از آب آشامیدنی سالم محروم نموده است .(, Axworthy, T.S., Sandford, B, 2012) دسترسی به آب شیرین  بویژه در مناطق خشک و نیمه خشک که با پدیده خشکسالی مواجه هستند مشکلات متعددی را ایجاد کرده است. محدودیت آب شیرین و افزایش جمعیت از یک‌سو و آلودگی منابع سطحی و زیرزمینی از سوی دیگر ، تولید آب از طریق شیرین سازی آب دریا به یک صنعت مهم تبدیل شده است .

آب شیرین کن ها به منظور پالایش و تصفیه آب های صنعتی (آب شور و دریایی) و تولید و شیرین سازی آب مورد استفاده قرار می گیرد. تا سال 2015 در حدود  18426  سیستم آب شیرین کن در جهان وجود دارد که ظرفیت جهانی آنها 86.8  میلیون متر مکعب در روز است(,Henthorne, Lisa,2012 ) . حدود 45 درصد آب شیرین کن های جهان در خلیج فارس ایجاد شده اند(Lattemann S. and Hoepner T, ، 2008 ) بر اساس تیپولوژی جمعیت –منبع-تکنولوژی مناطق جهان ، خلیج فارس در محدوده بیابان شمالی زمین واقع شده است که دارای جمعیت کم و تکنولوژی ضعیف و بیلان منفی آب می باشد ( , Eales, A., Clifford, M2013)

و این وضعیت خلیج فارس را در رتبه  فقیرترین مناطق سرانه آب و بالاترین هزینه سرانه آب قرار داده است که منجر به معرفی  تکنولوژی آب شیرین کن به عنوان یک منبع قابل اعتماد جایگزین در این منطقه شده است . ( Alsharhan و همکاران ، 2001)

آب شیرین کن ها به منظور پالایش و تصفیه آب های شور و دریایی بمنظور  تولید و شیرین سازی آب مورد استفاده قرار می گیرند. این فرایند صنعتی علیرغم سودمندیهای زیست محیطی، دارای اثرات منفی بر روی محیط زیست نیز می باشد که می توان به  اثرات ناشی از احداث تاسیسات شیرین سازی آب، اثرات ناشی از مصرف انرژی، اثرات بر محیط زیست دریایی، اثرات بر توسعه اشاره نمود.

 روش کار

در این مقاله که مبتنی بر مطالعه کتابخانه ای است ، اثرات زیست محیطی حاصل از احداث آب شیرین کن های صنعتی مورد بررسی قرار گرفته شده است.

  • تعریف فناوری نمک زدایی

نمک زدایی عبارت است از اعمال چندین مرحله متفاوت روی آب شور یا بد مزه جهت زدودن نمک اضافی و بقیه مواد معدنی از آن و یا بطور کلی تر نمک زدایی شامل زدودن نمک ها و مواد معدنی است . آب به گونه ای به آب شیرین برگردانده می شود که جهت مصرف یا آبیاری مناسب باشد . بعضی مواقع محصول فرایند نمک زدایی ،فراوردن نمک خوراکی است که این فراورده در بسیاری از کشتی ها و زیر دریایی ها مورد استفاده قرار می گیرد .

بیش تر توجه در نمک زدایی بر روی راه های موثرتر تهیه آب شیرین متمرکز شده است و البته برای استفاده بشر و در نواحی که در آنجا دسترسی به آب محدود است .( قاسمی ، اشرف زاده ،  1391)

فرایند صنعتی علیرغم سودمندیهای زیست محیطی، دارای اثرات منفی بر روی محیط زیست نیز میباشد بطور کلی ایجاد آلودگی از نوع شوری (پساب شور)، تاثیر در بالابردن دمای آب ساحل، اشغال ساحل جهت نصب تاسیسات کارخانه بجای کاربریهای تفریحی و توریستی، اثرات منفی بر سفره های آب، آلودگی صوتی، نشت مواد نفتی از تاسیسات کارخانه به ساحل، آلودگی هوا و … مهمترین اثرات زیست محیطی کارخانه های آب شیرین کن هستند.

  • مفهوم آلودگي

طبق تعريف كنوانسيون كويت آلودگي دريايي عبارت است از : وارد نمودن مواد و انرژي به طور مستقيم يا غير مستقيم به محيط زيست دريايي كه منتج يا احتمالاً موجب آثار مخربي مانند : زيان به منابع زنده، ضرر به سلامت انسان، ايجاد مانع براي فعاليت هاي بشر از جمله ماهيگيري و صدمه به كيفيت آب از لحاظ استفاده از دريا و كاهش آسايش انسان مي شود.

  • پروژه های آب شیرین کن در حوزه خلیج فارس

کشور های خاورمیانه بزرگترین کاربران استفاده از آب شیرین کن های صنعتی را دارند و نزدیک به 45 درصد از ظرفیت آب شیرین کن  های جهان در این منطقه کار گذاشته شده است . ظرفیت کل آب شیرین کن های خلیج فارس 11 میلیون متر مکعب در روز است . Lattemann S. and Hoepner T) ، 2008)

درمنطقه، ٣٥‌درصد آب شیرین کن‌ها به امارات متحده عربی، ٣٤‌درصد به عربستان، ١٤‌درصد به کویت، ٨‌درصد به قطر، ٥‌درصد به بحرین، ٤‌درصد به عمان اختصاص داد. این رقم تا‌ سال 2030 میلادی به 9000‌ مترمکعب در سال افزایش یابد . ( Mohamed A. Dawoud1 and Mohamed M. Al Mulla، 2012)

  • اثرات ناشی از فعالیت تاسیسات شیرین سازی

استحصال آب شیرین که شاید مهم‌ترین محصول تولیدی تأسیسات نمک زدایی است ولی بدون تردید تنها محصول آنها نیست! شورابه یا تلخاب به‌جای ‌مانده از تولیدات آب شیرین، آبی است بسیار گرم‌تر از آب دریا، که میزان املاح آن (نمک طعام و دیگر نمک‌های معدنی) نیز بسیار بالاتر از میزان شوری آن است که اثرات مخرب زیست محیطی را در اطراف محل دفع پساب ایجاد خواهد کرد،

دفع پساب گرم و شدیداً شور شده کارخانه های آب شیرین کن مشکل اساسی و عظیمی بوده که منجر به مخاطرات زیستی محیطی شدیدی نظیر شور شدن نواحی خشکی و دریایی اطراف این تاسیسات و انقراض بسیاری از گونه ها و به هم خوردن توازن طبیعی این اکوسیستم ها و نهایتاً مشکلات گسترده در محیط زیست می گردد.

از جمله تاثیرات حاصل از افزایش شوری برای ماهیان و سایر جانوران ساکن در محیط دریا در پی خواهد داشت که می تواند موجب از بین رفتن و یا فرار آنها از منطقه گردد .  از سوی دیگر آب‌شيرين‌كن‌ها آب را با فشار به درون لوله ها پمپاژ می کنند که در این مسیر بسياری از موجودات ميكروسكوپی درياها (همچون پلانكتون‌ها)‌ و حتی سخت‌پوستان كوچك يا ماهی‌های ريز در برابر اين فشار سهمگين و مكندگی شديد آب نمی‌توانند مقاومت كنند و به درون آب شيرين‌كن رفته و از بين می‌روند. زمانی اين مسئله جدی‌تر می شود كه بدانيم بسياری از اين موجودات ميكروسكوپی سرآغاز زنجيره حيات در درياها هستند.( نادری و همکاران، 1391)

همچنین این دستگاه ها برای فعالیت به انرژی زیاد نیاز دارند که تولید این انرژی انتشار گازهای گلخانه ای را به همراه دارد.

از آنجایی که محل احداث آب شیرین کن ها در نزدیک سواحل دریاها و خروج پساب های آن در محل های کم عمق دریا صورت می گیرد که مکان اصلی رشد و تکثیر موجودات دریایی است این موجودات با خطر جدی انقراض رو به رو هستند و از آنجایی که بخش عمده ای از آب های خلیج فارس متعلق به کشور ما است در نتیجه محیط زیست کشور از اثرات مخرب آب شیرین کن ها در امان نخواهد بود. .

عقب‌نشینی خطوط ساحلی و شورشدن آب دو تأثیر مهم استفاده از آب شیرین کن‌ها در منطقه هستند. این دو عامل برکشورهای همسایه ازجمله ایران نیز تاثیرگذار است. هم‌اکنون 60 درصد آب موردنیاز خاورمیانه از طریق شیرین‌کردن آب دریا تأمین می‌شود، این درحالی است که ایران به‌عنوان یکی از بزرگترین کشورهای منطقه آب شیرین کن‌های محدودی دراختیار دارد. با این وجود نمی‌توان ادعا کرد از تأثیر آب شیرین کن‌های موجود در منطقه در امان بماند.

  • الزامات زیست محیطی در احداث آب شیرین کن ها
    • پرهیز از مجاورت با مراکز جمعیتی

احداث تاسیسات آب شیرین کن ها در مجاورت مراکز با جمعیت بالا ، اثرات منفی را بر محیط زیست انسانی ساکنان منطقه از جمله آلودگی صوتی و گازی وارد می نمایند. استفاده از سازه های آکوستیک به عنوان یکی از موارد اجرا شده در کشورهای پیشرفته به جای سازه های ذخیره اسمزی بمنظور کاهش آلودگی صوتی ، پیشنهاد است.

همچنین انتشار گازهای مونوکسید کربن، اکسید نیتریک، دی اکسید نیتروژن، و دی اکسید گوگرد از دیگر آثار سوء احداث این تأسیسات در نواحی سکونتگاهی به شمار می آید. همچینین نگرانی های جدی در زمینه ذخیره مواد شیمیایی مورد استفاده در این تأسیسات وجود دارد که نشت این مواد شیمیای ایجاب می کند که ذخیره آنها در نقاطی دور از واحی مسکونی باشد.

  • کاهش اثرات سوء زیست محیطی

تأسیس سازه های این صنایع می تواند موضوعی زمان بر، مخرب، همراه با ایجاد آلودگی صوتی و گسیختگی منابع طبیعی زیست محیطی باشد. بهتر است که این سازه ها تا حد امکان در سطحی کمتر ساخته و طراحی شوند. اگر منابع سوخت فسیلی، الکتریسیته، و خطوط ارتباط آب در کمترین فاصله از یک طرح در دست احداث باشد، کمترین مساحت ساخت و ساز را در پی خواهد داشت. طرح های مدیریت احداث  مبتنی بر محیط زیست می بایست در ابتدا و ادامه بهره برداری به طور دقیق اجرا و پایش طرح نیز باید پایش طرح نیز باید مرحله به مرحله صورت گیرد.

از آنجا که زه آب شیرین در بسیاری از نقاط حاشیه خلیج فارس در سواحل ایرانی بالاست، خطر آلایندگی این منابع در اثر حفاری برای تعبیه لوله های انتقال آب بمنظور مصرف در تاسیسات شیرین سازی وجود دارد. علاوه بر آن نشت سیستم های انتقال آب دریا به طرح ها می تواند باعث آلودگی این منابع طبیعی گردد. لذا، تعبیه سنسورهای نشت بر روی لوله های انتقال امری ضروری به نظر می رسد.

  • مدیریت پساب

توجه به پساب به همان اندازه آب شیرین ضرورت دارد. مهمترین شاخصه های پساب تولید شده، عبارتند از  مواد جامد محلول، دما و چگالی یا وزن مخصوص.

پساب همچنین ممکن است حاوی درصدی از مواد شیمیایی مورد استفاده در مراحل پیش و پس از فراوری باشد. ویژگی های پساب بسته به نوع و تکنولوژی مورد استفاده در صنعت شیرین سازی متفاوت است. استفاده از تکنولوژی های کارامد در زمینه کاهش اثر سوء مرتبط با هریک از سه ویژگی فوق، با الگو برداری از کشورهای پیشرو در این زمینه می تواند راهکاری مؤثر در بهینه سازی این صنعت باشد.

در حال حاضر بخش عمده ای از پساب تولید شده توسط آب شیرین کن ها، به دریا رها می شود. با این وجود، روش های دیگری نیز در رهاسازی امکان پذیر است که به نسبت سهم کمتری از پساب رها شده را برخوردارند.

تزریق در چاه های عمیق، استفاده از زمین، حوضچه های تبخیر و تخلیه مایع صفر از آن جمله اند. هر یک از انواع روش های اشاره شده در دفع پساب دارای مزایا و معایبی است که طراحان این تأسیسات می بایست بهترین و مناسب ترین روش را برای تخصیص سهم پساب تولید شده به هر روش برگزینند.

  • نتيجه­ گيري

همانگونه که اشاره شد، نیاز روزافزون جوامع ساکن در حوزه خلیج فارس به آب شیرین از یک سو و کاهش روزافزون منابع طبیعی آب شیرین از سوی دیگر، استفاده از صنعت شیرین سازی آب دریا را اجتناب ناپذیر نموده است. اما راه بهره برداری پایدار از این صنعت، رعایت الزامات زیست محیطی پیش از آغاز به احداث و در حین بهره برداری است. با این وجود، به نظر می رسد که طرح شیرین سازی آب دریا تنها برای تأمین آب شرب مصرفی ( همچون بسیاری از کشورهای دنیا) قابل پیاده سازی و دارای توجیه اقتصادی است.

کشور ما که در ابتدای راه توسعه این صنعت قرار داشته و نسبت به کشورهای عربی از سهم کمتری از این تأسیسات برخوردار است، با مدیریت دقیق و مبتنی بر اصول توسعه پایدار زیست محیطی می تواند با به حداقل رساندن اثرات سوء مترتب صنایعی از این دست، در مسیر درست استفاده از خلیج فارس، این موهبتی که به دست ما به ودیعه گذاشته شده است، گام بردارد.

استراتژی های پیشنهادی شامل در این راستا :

  • سیاست گذاری در راستای صنعت آب شیرین کن پایدار و ایجاد قوانین پایدار محلی، منطقه ای و جهانی.
  • ظرفیت سازی پژوهش های علمی در زمینه صنعت آب شیرین کن.
  • رعایت به اشتراک گذاری مستندات بین ذینفعان و ساماندهی گزارش های سالانه از وضعیت پایش اکوسیستم دریایی و تاثیرات آب شیرین کن ها به ذینفعان.
  • ظرفیت سازی رویکرد جامع مشارکتی زیست محیطی بین کشورهای حوزه خلیج فارس.
  • توسعه ارتباط بین سیاستگذاران و جوامع محلی ساحل نشین.

منابع

قاسمی ع، اشرف زاده م. ح. پیش بینی و مدیریت -اثرات زیست محیطی فرآیند های نمک زدایی با رویکرد پویایی سیستم. چکیده مقالات اولین کارگاه بین المللی و همایش تخصصی نمک زدایی آب های ، شور، لب شور و تصفیه پساب، ایران، خرداد  1391، تهران ص 39

نادری، م، خانجانی، م. ج، منتظمی، ر، 1392 ، بررسی نحوه تخلیه پساب سایت آب شیرین کن بندر خمیر به کمک روابط تجربی، فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، سال سوم، شماره دوازدهم، . تابستان 1392

Alsharhan, Rizk, Z.A., Nairn, A.E.M., Bakhit, D.W., Alhajari, S.A., (2001). Hydrogeology of an Arid Region: The Arabian Gulf and Adjoining Areas. Elsevier, Amsterdam.

Axworthy, T.S., Sandford, B., (2012). The global water crisis: framing the issue. In: Bigas, H. (Ed.), the Global Water Crisis: Addressing an Urgent Security Issue. InterAction Council, UNU-INWEH, Hamilton, Canada.

Eales, A., Clifford, M., (2013). Sustainability and Engineering. University of Nottingham, Smashwords, United Kingdom

Henthorne, Lisa (2012). The Current State of Desalination. International Desalination Association. Retrieved 2012. Check date values in: |access-date= (help)

Lattemann S. and Hoepner T,(2008) Environmental impact and impact assessment of seawater desalination”Desalination , vol.220,issue 1-3,pp.1 –15

Lattemann S. and Hoepner T. (2008), “Impact of desalination plants on marine coastal waterquality, In: Barth”, Abuzinada, Krupp and Böer (Eds.), Marine Pollution in the Gulf

Environment, Kluwer Academic Publishers, Netherlands

Mohamed A. Dawoud1 and Mohamed M. Al Mulla, (2012)Environmental Impacts of Seawater Desalination: Arabian Gulf Case Study, ISSN 1927‐9566 | Vol. 1 No. 3, pp. 22‐37

 

اشتراک:

درباره نویسنده

نظرات بسته اند

برچسب‌ها : % % % % % % % % % % % % % % % % % %