بررسی کاربرد طراحی آزمایش ها در حوزه های زیست محیطی

بررسی کاربرد طراحی آزمایش ها در حوزه های زیست محیطی

فهرست:

• مقدمه
• تعریف محیط انجام آزمایش ها
  • پسماند
  • خاک
  • آب
  • فاضلاب
  • هوا
• شبیه سازی محیط
• غربالگری پارامترهای آزمایش
• تعیین پیچیدگی های طراحی آزمایش ها در حوزه مهندسی محیط زیست
• تعیین اهداف آزمایش
• تعیین متغیرهای اصلی و حدود متغیرها (بر اساس ۱± و α±)
• انتخاب روش طراحی بر مبنای
• تحلیل نتایج و مدل سازی

مقدمه

مهندسی محیط زیست عبارت از کاربرد مجموعه ای از علوم و فنون مهندسی در رابطه با مطالعه و ارزیابی شرایط و بهبود و بهسازی محیط زیست است. این علوم و فنون، در امور اجرائی و ساختمانی مربوط به بخش های مختلف محیط زیست، بخش های فرآیندی، چرخه عمر، آلایندگی و روش های تصفیه، ارزیابی اثرات و اندر کنش ها کاربرد دارند. تخریب محیط های طبیعی و افزایش درصد آلودگی های مختلف ناشی از اجرای طرح های زیربنایی و صنعتی به خصوص در نواحی شهری و روستائی و به مخاطره انداختن منابع طبیعی و انسانی، از مسائلی است که در کاربرد مهندسی محیط زیست در جلوگیری و یا راه کاریابی برای رفع یا حداقل سازی آلودگی، مورد توجه است. مهم ترین وظیفه متخصصین این رشته، تعریف پروژه های زیست محیطی مربوطه بر پایه انجام برخی آزمایش ها پایلوت و بهینه سازی فرآیندهای تصفیه ای است. از جمله این پروژه ها می توان به شناخت و کنترل آلودگی خاک و پسماند، آب و فاضلاب، هوا، طراحی تأسیسات آب و فاضلاب شهری و روستایی و مدیریت طرح های زیست محیطی اشاره نمود.

در این بخش، به منظور آشنایی هرچه بیشتر با حوزه های مختلف مهندسی محیط زیست و نحوه ی اصولی به کار گیری طراحی آزمایش ها در آزمون روش ها و راهکارهای کنترلی و تصفیه ای، مطالب کاربردی ارائه می گردد.

– تعریف محیط انجام آزمایش ها

ارکان اصلی محیط زیست شامل خاک، آب و هوا است که هر یک می تواند مورد آسیب آلاینده هایی همچون پسماند، فاضلاب و دود قرار گیرد. به همین منظور، جهت آشنایی با محیط های مذکور، در این بخش هر یک به تفصیل مورد بررسی قرار می گیرد.

– پسماند: پسماند (Wase) یا زباله به مواد جامد، مایع و گاز (غیر از فاضلاب) گفته می شود که به طور مستقیم یا غیرمستقیم، حاصل فعالیت انسان بوده و از نظر تولید کننده زائد تلقی می شود.

پسماند به مجموعه مواد ناشی از فعالیت های انسان و حیوان که معمولا جامد بوده و به صورت ناخواسته و یا غیر قابل استفاده دور ریخته می شود نیز اطلاق می گردد. این تعریف، به صورت کلی در برگیرنده همه منابع، انواع طبقه بندی ها، ترکیب و خصوصیات مواد زائد بوده و به سه دسته کلی زباله های شهری، زباله های صنعتی و زباله های خطرناک تقسیم می شوند.

از دیدگاه تخصصی جهت انجام پروژه مدیریت پسماند، پسماندها به پنج گروه تقسیم می گردد:

پسماندهای عادی: به پسماندهایی گفته می شود که به صورت معمول از فعالیت های روزمره انسانها در شهرها، روستاها و خارج از آنها تولید می شود. از قبیل زباله های خانگی و نخاله های ساختمانی

پسماندهای پزشکی: به کلیه پسماندهای عفونی و زیان آور ناشی از بیمارستانها، مراکز بهداشتی، درمانی، آزمایشگاه های تخصصی طبی و سایر مراکز مشابه گفته می شود.

پسماندهای ویژه: به کلیه پسماندهایی گفته میشود که به دلیل بالا بودن حداقل یکی از خواص خطرناک از قبیل سمی بودن، بیماری زایی، قابلیت انفجار یا اشتعال، خورندگی و مشابه آن به مراقبت ویژه نیاز داشته باشد.

پسماندهای کشاورزی: به پسماندهای ناشی از فعالیت های تولیدی در بخش کشاورزی گفته می شود. از قبیل: فضولات، لاشه حیوانات، محصولات کشاورزی فاسد یا غیر قابل مصرف.

پسماندهای صنعتی: به کلیه پسماندهای ناشی از فعالیت های صنعتی و معدنی، پسماندهای پالایشگاهی، صنایع گاز، نفت و پتروشیمی و نیروگاهی و امثال آن گفته می شود. از قبیل: براده ها، سرریزها و لجن های صنعتی

مدیریت پسماندهای عادی بر عهده شهرداری ها است و عموما به روش دفع در مناطق حومه شهر و سوزاندن، از بین می روند؛ اما بسیاری از این پسماندها به روش های عادی مدیریت نمی شود و اصطلاحا به آنها پسماندهای خطرناک یا پسماندهای ویژه گفته می شود. پسماندهای ویژه یا پسماندهای خطرناک، موادی هستند که حداقل یک یا چند خاصیت خطرناک داشته باشند. برخی از خواص پسماند خطرناک به شرح زیر است:

• قابلیت انفجار
• حاوی مواد بیماری زا
• حاوی انواع سموم روغن آسکارل
• حاوی مواد خورنده
• دارای مواد قابل اشتعال
• پسماندهای بیمارستانی، پزشکی و عمومی

پسماندهای ویژه یا خطرناک، به طور عمده از صنایع شیمیایی و صنایع وابسته به وجود می آیند و امحاء پسماندهای ویژه، نیاز به مدیریت خاص و ویژه دارد که برای تهیه سناریوی مدیریتی و ارائه راهکار بی خطرسازی و یا پردازش، به انجام طرح پایلوت و طراحی آزمایش نیاز است. هم اکنون در دنیا روش های مختلفی برای مدیریت انواع پسماندهای ویژه وجود دارد؛ از جمله استفاده از زباله سوزهای ویژه، انواع روش های خنثی سازی پسماندها و … که بر اساس نوع و شرایط پسماند، انجام طراحی آزمایش و بررسی نتایج حاصل از آن، از بهترین روش استفاده می گردد.

به صورت سنتی، روش دفع پسماند و زباله در ایران، دفن است. به این معنا که مجموعه پسماندهای جمع آوری شده بدون کمترین تفکیک و پردازشی، در زمین دفن می شوند. متأسفانه این روش پیامدهای ناگوار فراوانی دارد. برای مثال باعث می شود حجم قابل توجهی از موادی که قابل استفاده مجدد هستند نابود شوند. همچنین این شیوه دفع، موجب تولید شیرابه و آلودگی شدید خاک، آبهای زیرزمینی و حتی آبهای سطحی می گردد. جهت تبدیل این فرآیند به یک روش اصولی و همچنین کنترل پیامدهای مختلف آن از جمله تصفیه شیرابه و مدیریت با یوگاز حاصل از آن، از طراحی آزمایش استفاده می شود.

پارامترهای قابل اندازه گیری در آزمایش ها پسماند شامل: دانسیته خشک و تر، میزان رطوبت، pH، فلزات سنگین، مواد آلی و معدنی است.

– خاک

آشنایی با اصول اساسی نظریه ها و پدیده های فیزیکی حاکم بر رفتار مکانیکی خاک ها

آلاینده های موجود در هوا و آب، به تدریج وارد خاک می شوند. به همین علت، معمولا میزان آلاینده های موجود در خاک اطراف مراکز صنعتی و شهرها قابل اغماض نیست. هرچند به علت آنکه آلودگی خاک قابل مشاهده نیست، افراد عادی متوجه این موضوع نشده و در سطح جامعه نیز حساسیتی نسبت به آن وجود ندارد. با این حال، پژوهشگران محیط زیست و متخصصین خاک شناسی، بر این موضوع واقف هستند و انجام آزمایش های خاک را برای مشخص شدن میزان آلودگی توصیه می نمایند. آزمایش های خاک در محیط های مختلف از جمله:

• پایش خاک کشاورزی، بوستان ها و پارک ها
• پایش خاک اطراف مراکز صنعتی
• پایش خاک اطراف جاده ها، خطوط ریلی و فرودگاه ها
• ارزیابی اثرات زیست محیطی طرح های عمرانی و صنعتی
• کنترل فرآیند دستگاه های بی خطرسازی زباله (پسماند) بیمارستانی
• کنترل فرآیند واحدهای تولید کمپوست و کنترل فرآیند واحدهای تولید ورمی کمپوست
• کنترل عملکرد دستگاه های زباله سوز شهری و بیمارستانی قابل انجام است.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ آشنایی با روش های طراحی آزمایش ها در آزمایشگاه

⇐ بهینه سازی و تجزیه و تحلیل نتایج آماری آزمایشگاه

⇐ آشنایی با روش های محلول سازی در آزمایشگاه