الهام ابراهیمی؛ لاله ابراهیمی
چکیده
سابقه و هدف: روش ارزیابی چرخه حیات (LCA)1 از روش‌های جامع ارزیابی است که امکان تخمین اثرهای محیط زیستی تجمعی ناشی از همه مرحله های چرخه حیات یک فعالیت را فراهم می‌آورد. نبود توجه کافی به الگوی مصرف نهاده های تولیدی در بخش کشاورزی به عنوان مصرف کننده اصلی آب در ایران، می تواند سبب تشدید چالش های محیط زیستی شود. اتلاف نهاده ...
بیشتر
سابقه و هدف: روش ارزیابی چرخه حیات (LCA)1 از روش‌های جامع ارزیابی است که امکان تخمین اثرهای محیط زیستی تجمعی ناشی از همه مرحله های چرخه حیات یک فعالیت را فراهم می‌آورد. نبود توجه کافی به الگوی مصرف نهاده های تولیدی در بخش کشاورزی به عنوان مصرف کننده اصلی آب در ایران، می تواند سبب تشدید چالش های محیط زیستی شود. اتلاف نهاده هایی مانند کودهای شیمیایی برای افزایش بهره وری، سبب آلودگی منابع آب و خاک می شود. از سوی دیگر در مطالعات مربوط به ارزیابی اثرهای محیط زیستی، محصول های زراعی به مراتب بیشتر از محصول های باغی مورد توجه قرار گرفته است، حال آنکه محصول های باغی آببر تر هستند.مواد و روش ها: با توجه به اینکه ایران به عنوان کشوری نیمه خشک با بحران کم آبی مواجه است، در این مطالعه ارزیابی فعالیت های کشاورزی و محصول های انگور و سیب با استفاده از جاپای بوم شناختی و ارزیابی چرخه حیات بهعنوان راهکار مناسبی برای برنامه ریزی های آینده در جهت کاهش فشارهای محیطی و تأمین نیازهای مصرفی در راستای نیل به هدف های توسعه پایدار مدنظر قرارگرفته است. برای اطلاعات مربوط به تولید نهاده ها و تجزیه وتحلیل اثرهای محیط زیستی محصول های انگور و سیب، از نرم‌افزار Simapro 9.0.0.49 استفاده شده است. محاسبات به ازای یک واحد کارکردی معادل با یک کیلوگرم انجام شد. تأثیر چرخه حیات ارزیابی و در شش گروه تأثیر تقاضای انرژی تجمعی، جاپای بوم‌شناختی، جاپای آب، پتانسیل گرمایش جهانی، پروتکل گازهای گلخانه‌ای و سنجه زیستی (شامل گازهای گلخانه ای، لایه اوزون، اسیدی شدن، تغذیه گرایی، فلزهای سنگین، آفت کش و منابع انرژی) دسته بندی شد.نتایج و بحث: براساس نتایج، سنجه کمیابی آب براساس جاپای آب برای سیب حدود 7/1 برابر انگور است. مقدار جاپای بوم‌شناختی کربن دی اکسید و اشغال سطح برای محصول سیب به ترتیب 3/1 و 65/4 برابر محصول انگور می‌باشد. پتانسیل گرمایش جهانی که براساس تجمع گازهای کربن دی‌اکسید، متان و نیتروژن اکسید به دست می آید، تفاوت فاحشی در بین این دو محصول نداشته و مقدار آن برای سیب 3/1 برابر انگور می باشد. تولید گازهای گلخانه‌ای و نیز آسیب ناشی از استفاده از آفت‌کش‌ها برای محصول سیب به ترتیب با نسبت 29/1 و 24/4 بیشتر از محصول انگور است. مقدار مصرف منابع انرژی برای یک واحد عملکردی از دو محصول سیب و انگور به ترتیب برابر 1/10 و 13/9 مگاژول ارزش حرارتی خالص می باشد. نتیجه گیری: به طور کلی ارزیابی اثرهای محیط زیستی تولید دو محصول سیب و انگور نشان داد که در بیشتر سنجه های مورد مطالعه، محصول سیب آسیب بیشتری به محیط‌زیست وارد می‌کند. حال‌آنکه میزان کاهش دی کسید کربن برای یک کیلوگرم محصول سیب 44 برابر همین میزان محصول انگور است. بسته به وضعیت محیط زیستی منطقه مطالعاتی، می‌توان درمورد ترجیح کشت این دو محصول تصمیم‌گیری نمود. با توجه به منابع محدود آب در ایران، تغییر و بهبود الگوی کشت در مقیاس خرد و کلان می تواند تأثیر قابل‌توجهی بر وضعیت محیط زیست بگذارد. روش های مدیریت زراعی مانند کاربرد نهاده های آلی، گیاهان تثبیت کننده نیتروژن و مدیریت خاکورزی می توانند به منظور کاهش اثرهای محیط زیستی مدنظر قرار بگیرند. استفاده از روش های کنترل بیولوژیک آفت ها می تواند از مصرف بیرویه آفت کش ها و سم ها جلوگیری و سبب آسیب کمتر به محیط زیست شود.
علی احمدی ارکمی؛ مریم ملک پور
چکیده
سابقه و هدف:دفن پسماند در لندفیل‌ها افزون بر ایجاد آلودگی، سبب تولید گازهای گلخانه‌ای نیز می‌شود. یکی از بهترین روش‌ها جهت بررسی میزان اثرهای محیط‌زیستی لندفیل، محاسبه و مقایسه سنجه‌های ارزیابی چرخه حیات (LCA) جهت تعیین پایداری نسبی است. هدف از این پژوهش، ارزیابی اثرهای محیط‌زیستی و ملاحظات اقتصادی روش‌های مختلف مدیریت بیوگاز ...
بیشتر
سابقه و هدف:دفن پسماند در لندفیل‌ها افزون بر ایجاد آلودگی، سبب تولید گازهای گلخانه‌ای نیز می‌شود. یکی از بهترین روش‌ها جهت بررسی میزان اثرهای محیط‌زیستی لندفیل، محاسبه و مقایسه سنجه‌های ارزیابی چرخه حیات (LCA) جهت تعیین پایداری نسبی است. هدف از این پژوهش، ارزیابی اثرهای محیط‌زیستی و ملاحظات اقتصادی روش‌های مختلف مدیریت بیوگاز لندفیل سراوان در شهر رشت از سال 1400 شمسی به بعد است تا پایدارترین روش مدیریت گازهای لندفیل سراوان تعیین شود.مواد و روش‌ها:جهت تخمین میزان انتشار گازهای لندفیل، دو سناریو در نظر گرفته شد که در سناریوی اول، سال ۱۴۰۳ بهعنوان سال پایان بهره‌برداری از لندفیل در نظر گرفته شد و در سناریوی دوم، فرض شد که لندفیل بهمدت ۲۰ سال دیگر (تا سال 1423 شمسی) نیز بهره‌برداری شود. میزان انتشار گازهای لندفیل با استفاده از نرم افزار LandGem، تخمین زده شد و صحت نتایج آن با روش موازنه جرم بررسی شد. مطالعه LCA برای سه حالت مختلف کنترلی، حالت پایه بدون کنترل، استفاده از فلرینگ و تولید الکتریسته در نرم افزار openLCA انجام گرفت. انتقال پسماند جامد به لندفیل، انباشت زباله در لندفیل و مدیریت گاز لندفیل بهعنوان فرایندهای مؤثر در ارزیابی چرخه حیات در این پژوهش در نطر گرفته شدند و از فرایند مدیریت شیرابه با توجه به تأثیر نداشتن در سنجه‌های محیط زیستی مورد مطالعه صرف‌نظر شد. از نتایج نرم افزار LandGem، ضرایب انتشار بین‌المللی و داده‌های موجود در پایگاه داده ELCD v2.3جهت تخمین میزان انتشار گازها به جو در ارزیابی چرخه حیات استفاده شد.نتایج و بحث:نتایج محاسبات نشان داد که در سناریوی اول و دوم مقدار کل بیوگاز تولیدی در لندفیل به ترتیب بالغ بر 6600 و 10500 گیگاگرم است. هچنین مقدار خطای نسبی نرم افزار LandGem نسبت به روش موازنه جرم در پیش‌بینی مقدار متان تولیدی برابر با 3.3 % برآورد شد. گاز استحصال در سناریوی اول و دوم و از سال ۱۴۰۰ به بعد بهطور متوسط برابر با 1500 فوت مکعب در دقیقه است. جهت مدیریت بیوگاز، دو روش فلرینگ و تولید برق توسط موتور احتراق داخلی به ترتیب با سرمایه اولیه ۶۳۹ و ۷۱۲۰ هزار دلار پیشنهاد شد. هزینه سالانه آنها نیز به ترتیب برابر با ۱۸ و ۹۱۸ هزار دلار برآورد شد. بررسی چهار سنجه در مطالعه ارزیابی چرخه حیات نشان داد که با بهکارگیری دو تکنولوژی فلرینگ و تولید برق توسط موتور احتراق داخلی، پتانسیل گرمایش جهانی کمابیش به اندازه 30% نسبت به حالت پایه لندفیل کاهش می‌یابد. بهطوریکه میزان انتشار گاز دیاکسیدکربن معادل برای حالت پایه، استفاده از فلر و تولید الکتریسته به ترتیب برابر با 3245، 2311 و 2276 کیلوگرم دیاکسیدکربن به ازای یک مگاگرم زباله ورودی به لندفیل تخمین زده شد. همچنین پتانسیل تولید اکسنده‌های فتوشیمیایی در حالت پایه (0.7 کیلوگرم اتیلن معادل به ازای یک مگاگرم زباله) بسیار بیشتر از مقدار سنجه در دو حالت دیگر است. اما مقدار سنجه پتانسیل اسیدی شدن در حالت تولید الکتریسته نسبت به دو حالت پایه و استفاده از فلر بیشتر است. این در حالی است که پتانسیل تخلیه لایه ازن در هر سه حالت مدیریتی یکسان است.نتیجه‌گیری:با توجه به سنجه‌های LCA و ارزیابی اقتصادی، تولید الکتریسته توسط موتورهای احتراق داخلی بهعنوان مناسب‌ترین روش جهت مدیریت گاز بعد از سال 1400 پیشنهاد شد که افزون بر کاهش 30 % در سنجه گرمایش جهانی، سالانه به میزان ۱۱۰۰۰ مگاوات ساعت برق تولید می‌کند. این میزان کمابیش معادل میانگین مصرف سالانه برق توسط ۵۵۰۰ خانوار گیلانی و یا 4000 خانوار در شهرستان رشت است.
جبراییل تقی نژاد؛ عادل واحدی؛ فیاض رنجبر
چکیده
سابقه و هدف: بشر بدون توجه به نوع انرژی مصرفی، همیشه برای تأمین نیازهای اولیه غذایی خود مجبور به صرف انرژی بوده است. انرژی فسیلی فراوان سبب شده است که تأمین غذای جمعیت رو به گسترش ممکن شود. رشد جمعیت در سطح بالایی باقی‌مانده ولی منبعهای انرژی بویژه انرژی فسیلی در حال کاهش است بنابراین جوامع نیازمند برنامه‌ریزی‌های اساسی در ...
بیشتر
سابقه و هدف: بشر بدون توجه به نوع انرژی مصرفی، همیشه برای تأمین نیازهای اولیه غذایی خود مجبور به صرف انرژی بوده است. انرژی فسیلی فراوان سبب شده است که تأمین غذای جمعیت رو به گسترش ممکن شود. رشد جمعیت در سطح بالایی باقی‌مانده ولی منبعهای انرژی بویژه انرژی فسیلی در حال کاهش است بنابراین جوامع نیازمند برنامه‌ریزی‌های اساسی در قبال مدیریت مصرف انرژی هستند. این پژوهش با هدف ارزیابی مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای نهاده های حاصل از مصرف ورودی برای تولید گندم آبی در استان اردبیل انجام شد. مواد و روش‌ها: جامعه آماری این تحقیق شامل 100 نمونه از کشاورزان گندم‌کار استان اردبیل است که از سه شهرستان بیله سوار، پارس‌آباد و اردبیل که بیش از 70 درصد سطح زیر کشت را داشتند انتخاب گردید. دادهها در سال زراعی 97-1396 با استفاده از روش تصادفی، نمونه‌برداری گردید. برای رسیدن به هدف ها، سامانه تولید گندم آبی بر اساس شاخص‌های کارایی، بازده انرژی، سهم انرژی‌های مستقیم و غیرمستقیم و تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر ارزیابی گردید. نتایج و بحث:
نتایج نشان داد کل انرژی ورودی حدود MJ ha-38755.34 بود. در بین نهاده‌های ورودی میزان کود نیتروژن و سوخت دیزل بترتیب با 37.38% و 19.03% بیشترین سهم را داشتند. سهم انرژی مصرفی مستقیم و غیرمستقیم بترتیب حدود 39.88% و 60.12% و انرژی‌های تجدیدپذیر و غیرتجدیدپذیر بترتیب 31,01% و 68.99% از کل انرژی‌های ورودی بود. کارایی مصرف انرژی برای تولید دانه و عملکرد بیولوژیکی گندم آبی بترتیب 1.67 و 1.99 به دست آمد. بهره‌وری انرژی نیز بترتیب 0.611و kg Mj-0.242 برآورد گردید. کل انتشار CH4,N2o و CO2 از مزرعه های گندم آبی بترتیب517.14، 1.65و 1271.25 کیلوگرم در هکتار بود. ارزش ناخالص تولید و کل هزینه‌ای تولید گندم آبی در استان اردبیل بترتیب 59268792 و 39015747 ریال در هکتار و نسبت فایده به هزینه 1.52برآورد گردید که هزینه‌های ثابت و متغیر بترتیب 54.45 و 45.6 درصد بود. نتیجه‌گیری: پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) kg CO2eq ha-161620.14 تخمین زده شد. سود خالص حاصل از تولید گندم آبی نیز 23691299ریال بود که نشان دهنده توجیه اقتصادی تولید گندم آبی در استان اردبیل بود. با توجه به نتایج و به منظور کاهش اثرات زیست محیطی نظام تولید گندم به نظر می رسد که می توان از روش های مختلف مدیریت نظام زراعی همچون کاربرد نهاده های آلی، تناوب، کم خاکورزی و بی خاکورزی بر مبنای بهره گیری از اصول کم نهاده برای کاهش این اثرات زیست محیطی بهره جست.
اسداله اکرم؛ مجید خانعلی؛ مهدیه محمدنیا گالشکلامی؛ هما حسین زاده بندبافها
چکیده
سابقه و هدف: توسعه پایدار ایجاب می کند که تأمین انرژی مورد نیاز بصورت پایدار، با هزینه ای قابل قبول و با کمترین اثرهای منفی اجتماعی و محیط زیستی صورت گیرد. بنابراین بهینه‌سازی مصرف انرژی و در نتیجه کاهش انتشار آلاینده های محیط زیستی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد. هدف از این پژوهش بررسی میزان مصرف انرژی و انتشار آلاینده ...
بیشتر
سابقه و هدف: توسعه پایدار ایجاب می کند که تأمین انرژی مورد نیاز بصورت پایدار، با هزینه ای قابل قبول و با کمترین اثرهای منفی اجتماعی و محیط زیستی صورت گیرد. بنابراین بهینه‌سازی مصرف انرژی و در نتیجه کاهش انتشار آلاینده های محیط زیستی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد. هدف از این پژوهش بررسی میزان مصرف انرژی و انتشار آلاینده ها و در نهایت بهینه سازی مصرف انرژی با استفاده از روش های مرسوم بهینه سازی از جمله تحلیل پوششی داده ها و الگوریتم ژنتیک با هدف کاهش انتشارات محیط زیستی در صنعت تولید کیک در استان گیلان بود. مواد و روش ها: با استفاده از مدل های تحلیل پوششی داده ها، واحدهای کارا و ناکارا در مصرف انرژی شناسایی شدند. براساس الگوی مصرف انرژی واحدهای کارا، الگوی مصرف بهینه انرژی برای دیگر واحدها بیان شد و ارزیابی محیط زیستی براساس الگوی بهینه انجام شد. درنهایت، با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک و با در نظر گرفتن دو تابع هدف بمنظور افزایش عملکرد و کاهش شاخص گرمایش جهانی، الگوی بهینه مصرف انرژی در دیگر واحدهای تولید کیک بیان شد. نتایج و بحث: نتایج این پژوهش نشان داد که میزان 260532.25 مگاژول انرژی برای تولید روزانه 4157.14 کیلوگرم کیک مصرف شده است. بیشترین سهم انرژی مصرفی به گاز طبیعی با 128582.1مگاژول اختصاص داشت. همچنین سنجه گرمایش جهانی برای تولید هر تن کیک kg CO2 eq.13099.49 تعیین شد. بر اساس نتایج تحلیل پوششی داده ها، از مجموع 21 واحد تولیدی کیک، 17 واحد براساس مدل بازگشت به مقیاس متغیر کارا شناخته شدند. براساس نتایج مدل های تحلیل پوششی دادهها، میزان کل انرژی موردنیاز در حالت مصرف بهینه نهاده ها، درصد صرفه‌جویی انرژی و کاهش سنجه گرمایش جهانی بترتیب برابر 254929.28 مگاژول در روز، 2.15 درصد و kg CO2 eq. 550.18 به ازای تولید یک تن کیک تعیین شدند. همچنین الگوی مصرف انرژی بیان شده توسط الگوریتم ژنتیک چند هدفه منجر به کاهش 36.30 درصدی در مصرف انرژی شد که بیشترین درصد صرفه جویی در انرژی مربوط به نیروی کارگری بود. بر اساس نتایج بهینه سازی چندهدفه، میزان گرمایش جهانی به ازای تولید یک تن کیک برابر kg CO2 eq. 10038.44 تعیین شد. نتیجه گیری: بهینه‌سازی چندهدفه با الگوریتم ژنتیک در مقایسه با بهینه سازی با تحلیل پوششی داده ها، منجر به کاهش بیشتر انرژی مصرفی، گرمایش جهانی، هزینه های تولید و بارهای محیط زیستی و همچنین افزایش بیشتر درآمد شد. بنابراین استفاده از روش الگوریتم ژنتیک، راه را برای رسیدن به توسعه پایدار در صنعت تولید کیک و باقیماندن در عرصه رقابت با دیگر صنایع غذایی هموار خواهد کرد.
علیرضا شکیبا؛ علی اکبر متکان
دوره 3، شماره 9 ، مهر 1384
چکیده
یکی از سوالات کلیدی و مهم در مبحث تغییرات اقلیمی در مقیاس جهانی،تغییرات در میزان مواد آلی موجود در خاک در صورت ادامه گرمایش جهانی است.این مقاله تلاش دارد تا تاثیر چنین نغییرات احتمالی را بر ذخایر کربن موجود در خاکهای جهان بررسی نماید. تحقیق حاضر بر مبنای یکی از داده های مدل های اقلیم جهانی (GCM) انجام پذیرفته است داده های درون یابی شده ...
بیشتر
یکی از سوالات کلیدی و مهم در مبحث تغییرات اقلیمی در مقیاس جهانی،تغییرات در میزان مواد آلی موجود در خاک در صورت ادامه گرمایش جهانی است.این مقاله تلاش دارد تا تاثیر چنین نغییرات احتمالی را بر ذخایر کربن موجود در خاکهای جهان بررسی نماید. تحقیق حاضر بر مبنای یکی از داده های مدل های اقلیم جهانی (GCM) انجام پذیرفته است داده های درون یابی شده حاصل از مدل GCM داده های بارندگی و دمای خاک مدل شده به همراه داده های رقومی خاک و پوشش گیاهی در مقیاس جهانی در یکی از متداول ترین مدل های تعیین و پیش بینی رفتار و تغییرات کربن وارد شده تا بدان وسیله شرایط مطالعه تاثیر احتمالی تغییرات اقلیمی را بر روی کربن آلی خاک(SOM) در طی صد سال آینده و تحت شرایط سناریوی متفاوت تغییر اقلیم فراهم سازد. این سه سناریو عبارتند از: سناریوی کنترل، سناریوی افزایش گازهای گلخانه (GHG) و سناریوی تاثیر مشترک گازهای گلخانه ای و هواویزها(4SO+GHG) نتایج این تحقیق نشان می دهد که مناطق مختلف جهان نسبت به تغییرات اقلیمی واکنش های متفاوتی را نشان داده و هر یک متناسب با سناریوی تبیین شده از دامنه تغییرات متفاوتی برخوردار می باشند. بر اساس این نتایج ، سطح مواد آلی موجود در خاک های جهان در نتیجه تغییر در میزان دما و بارندگی در هر سه سناریو، روندی کاهش خواهد داشت، البته میزان تغییرات کربن در اکوسیستم بر اساس سناریوهای متفاوت می باشد،به طوریکه میزان این تغییرات تحت تاثیر سناریوی (GHG) نسبت به دو سناریوی دیگر بیشتر می باشد. اگر چه نتایج این تحقیق کاهش سطح مواد آلی موجود در خاک های جهان را با توجه به تغییرات دما و باران بیان می نماید،کماکان مجهولات متعدد در خصوص چنین تحقیقاتی به لحاظ مدل و داده های حاصل از آن مطرح می باشد.
