نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده محیط‌زیست، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 گروه مهندسی محیط‌زیست، پردیس بین المللی کیش، دانشگاه تهران، کیش، ایران

10.29252/envs.33920

چکیده

سابقه و هدف:
اﻣﺮوزه ﺗﻮﻟﯿﺪ اﻧﻮاع مواد زاید جامد شهری و ﺑﺮوز اﻧﻮاع ﻧﺎﺳﺎزﮔﺎری‌ﻫﺎی محیط‌زیستی ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ آﻧﻬﺎ، ﻣﺪﯾﺮﯾﺖ ﭘﺴﻤﺎﻧﺪﻫﺎی ﺷﻬﺮی را ﺑﺎ ﻣﺸﮑﻼت ﻋﺪﯾﺪه‌ای در زﻣﯿﻨﻪ دﻓﻊ اﯾﻦ زاﯾﺪات ﻣﻮاﺟﻪ ﺳﺎﺧﺘﻪ اﺳﺖ. دفع پسماندها حاوی آلاینده‌های مختلف که هر روز بر میزان و تنوع آنها افزوده می‌شود، علاوه بر نیاز به مدیریت واحد و اصولی، می‌بایست به روشی انجام شود که حداقل خسارت‌ها را بر محیط‌زیست وارد سازد. ارزیابی چرخه حیات یک ابزار ارزشمند به منظور برنامه‌ریزی مدیریت جامع پسماند از منظر محیط‌زیستی است که جنبه‌ها و پیامدهای بالقوه محیط‌زیستی را از مرحله جمع‌آوری تا دفن پسماند در بر می‌گیرد. لذا کاربرد این روش، می‌تواند نقش بسزایی در کاهش و حل مشکلات مدیریت پسماند ایفا کند. هدف از انجام این مطالعه، ارزیابی چرخه حیات سناریوهای مختلف سامانه پردازش و دفن مواد زاید جامد در شهرستان بابل، به منظور انتخاب سازگار‌ترین گزینه با محیط‌زیست می‌باشد.
مواد و روش‌ها:
ابتدا ویژگی‌های کمی و کیفی مواد زاید جامد تولیدی و روش دفع کنونی آنها در شهرستان بابل، مورد بررسی قرار گرفت. سپس، نتایج حاصل برای ارزیابی چرخه حیات شش سناریوی مختلف مدیریت پسماند شامل ترکیب چهار روش دفع بصورت کمپوست، بازیافت، زباله‌سوزی بهمراه استحصال انرژی و دفن، استفاده شد. سیاهه‌نویسی چرخه حیات با کمک مدل IWM-2 صورت گرفت. در نهایت، نتایج بدست آمده از سیاهه‌نویسی به دو طبقه اثر شامل مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه‌ای اختصاص یافت.
نتایج و بحث:
یافته‌ها نشان داد روزانه حدود ۲۵۰ تن مواد زاید جامد شهری از سطح شهرستان بابل جمع‌آوری می‌شود. زایدات تولیدی توسط ماشین‌های حمل پسماند به ایستگاه‌ انتقال برده شده و از آنجا با تریلرهای مخصوص به مرکز دفن پسماند شهرداری بابل، منتقل می‌شوند. درصد بالایی از ترکیب مواد زاید جامد شهری بابل را زایدات غذایی تشکیل می‌دهند (۶۵.۳ درصد). نتایج حاصل از ارزیابی اثرات محیط‌زیستی مشخص کرد که با افزایش سهم کمپوست و بازیافت در سناریوی چهارم به میزان ۶۰ و ۲۰ درصد، در مقایسه با سناریوی پایه شامل ۴۶ درصد کمپوست و ۱۰ درصد بازیافت، از مقدار پسماندهای ورودی به محل دفن کاسته شده و بنابراین میزان انرژی مصرفی جهت دفن پسماندها نیز کاهش می‌یابد. اگرچه پردازش مجدد مواد بازیافتی انرژی بیشتری مصرف می‌کند، اما افزایش مقدار نسبت جانشینی مواد خام باعث جبران بیشتر انرژی شده و انرژی مصرفی خالص را کاهش می‌دهد. همچنین در این سناریو، با توجه به افزایش مقدار مواد جهت بازیافت و باز استفاده و همچنین جلوگیری از انتشارات ناشی از تولید مواد اولیه، میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای (CO2، CH4 و NOx) نیز بطور قابل توجهی کاهش پیدا می‌کند.
نتیجه‌گیری:
براساس نتایج حاصل، موثرترین روش در کاهش بار محیط‌زیستی، تهیه کمپوست از بخش آلی زایدات می‌باشد. بطوریکه با اجرای سناریوی چهارم (کمپوست ۶۰ درصد + بازیافت ۲۰ درصد + دفن ۲۰ درصد) انتشار گازهای گلخانه‌ای و انرژی مصرفی به ترتیب به میزان ۵۴ و ۱۹ درصد، نسبت به سناریوی پایه، کاهش پیدا خواهد کرد. با توجه به اینکه درصد بالایی از ترکیب مواد زاید جامد شهری بابل را پسماندهای فسادپذیر تشکیل می‌دهند، افزایش نرخ کمپوست می‌تواند گزینه‌ مناسبی به منظور مدیریت بهینه زایدات در این شهرستان باشد و نقش مهمی در کاهش بار آلایندگی گازهای گلخانه‌ای و نیز مصرف انرژی، ایفا کند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Comparetive life cycle assessment of alternarive scenarios for municipal solid waste management (case study: Babol, Iran)

نویسندگان [English]

  • Gholamreza Nabi Bidhendi 1
  • Maryam Rabiee Abyaneh 2
  • Omid Hassanzadeh Moghimi 2

1 School of Environment, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran

2 Department of Environmental Engineering, Kish International Campus, University of Tehran, Kish, Iran

چکیده [English]

Introduction:
Sustainable management of increasing amounts of municipal solid waste (MSW) has become a major environmental concern because improper MSW management leads to substantial negative environmental impacts and health and safety problems. Life cycle assessment (LCA) method has been recognized as an indispensable tool to support systematic and accurate decisions taken on waste management systems. LCA can make a comparison between different scenarios of waste management systems performance from top to bottom to assess the environmental impacts and consumption of resources. This paper aims to determine the environmental aspects of a less impactful MSW management scenario in Babol, Iran through LCA methodology.
Material and methods:
In order to achieve this goal, first, the composition study was conducted in Babol. The results are to be utilized as a reliable data source in comparison the environmental impacts of MSW management scenarios with a life cycle perspective. System boundaries included collection and transportation of MSW and its treatment and disposal by composting, recycling, incineration with energy recovery, and landfilling methods. Data on the process was evaluated with IWM-2 model by the means of energy consumption and global warming.
Results and discussion:
 Babol estimated to be generating 91 thousand tonnes of waste in a year. On an average, the generation of waste per capita in Babol is about 606 gr/person/day. After being collected throughout the city, the MSW are discharged at the stations to transfer to the heavy vehicles and transported to Anjil-Si complex waste process and disposal. The main component of the waste stream in Babol is food waste (65.3%). The IWM-2 model was run for each scenario based on the data gathered at the inventory analysis stage.The comparative analysis of the six scenarios underscores the fact that the lower potential environmental loads are related to the 4th scenario in all the impact categories. In particular, the lowest energy use was obtained in scenario 4. In this scenario, composting (60%) and recycling (20%) were included in the waste management plan and resulted in a reduction in the amount of waste disposal as well as energy consumption in landfilling. As excess energy was produced in scenario 4 from the composting and recycling stages (by replacing the produced material with raw material consumed in the life cycle, and also by composting and producing other by-products), less amount of enegy was consumed in this scenario. In case of global warming impact category, the least burden was originating from scenario 4, due to reduction of greenhouse gas emissions by energy generation as a result of the composting and recycling.
Conclusion:
According to the results, 4th scenario (composting 60%, recycling 20% and landfilling 20%) has been confirmed as the best waste final disposal alternative. In particular, CO2 emissions decrease of 54% and the energy consumption decrease of 19%, when the alternative scenario, including the recalled features is compared to the base-case one. Majority of the MSW of Babol consists of food waste. With a detailed investigation on organic waste, it is possible to benefit from the composting process as an ideal disposal method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Babol
  • Greenhouse gases emission
  • IWM
  • 2 model
  • Life cycle assessment
  • Solid waste management