تحقیق مقاله تاثیر کارخانجات بر آلودگی محیط زیست

تاثیر کارخانجات بر آلودگی محیط زیست :

 مقدمه

مسأله آلودگی یکی از مهمترین و حادترین مسائل ناشی از تمدن انسانی در جهان امروز به شمار می رود چرا که از اعماق چند هزار متری زمین گرفته تا معادن ، آبهای تحت الارضی، بیوسفر، تروپوسفر و حتی در داخل هواپیماهای بلند پرواز و جو خارجی زمین ، چرخه و سیستم حیات را مورد تهدید قرار داده است . مولکول آلاینده ای که امروز از کارخانه یا منبع آلوده کننده دیگری مثلاَ در اروپا، وارد محیط می شود اگر تجزیه نشود یا تغییر شکل ندهد احتمالاَ بعد از چندی می تواند در ریه انسانهایی که در قلب جنگلهای آفریقا یا دشتهای وسیع آسیا زندگی می کنند وارد شود .

محیط زیست کنونی انسان در اثر فعالیتهای آدمی همواره در معرض آلودگیهای مختلف قرار دارند و با توجه به اختلافاتی که انسان پرتعدادتر و پرمصرف تر از گذشته ، بر منابع محیطی وارد می آورند لازم است به بررسی مختصری از انواع، منابع و عوارض آلوده کننده های محیطی بر روی انسان ، نبات، حیوانات و مواد مختلف پرداخته شود .

آلودگی برای افراد مختلف مفهوم و معنی متفاوتی دارد . مردم معمولی ممکن است تحریک چشم ناشی از یک گاز یا آب آلوده را آلودگی به حساب آورند . برای کشاورزی که یک عامل به گیاهان یا حیواناتش آسیب می رساند آلودگی محسوب می شود اما هر گاه بخواهیم تعریف جامع و کلی برای آلودگی محیط زیست در نظر بگیریم چنین می توان گفت که آلودگی محیط عبارت است از «وجود یک یا چند ماده آلوده کنند در محیط زیست به مقدار و مدتی که کیفیت یا چرخه طبیعی را بطوری که مضر به حال انسان یا حیوان، گیاه و یا اثار و ابنیه باشد تغییر دهد . به بیان ساده تر هر گاه ماده یا موادی بیگانه با غلظتی خاص وارد عناصر محیطی شوند  و تعادل طبیعی آنها را بر هم بزنند صحبت از آلودگی می شود . برای کنترل و یا حذف آلودگی می بایستی منشاء تشکیل دهنده آلودگی را شناسایی کرده و راهکارهای لازم برای رفع آنرا بیابیم. [1]

آلودگی محیط زیست

یکی از بحران های امروزی که آن را بیشتر زاییده ی گسترش تکنولوژی و پیشرفتهای صنعتی و کشاورزی می دانند ، آلودگی محیط زیست است . اگر کنترلی برروند رشد تصاعدی این پدیده انجام نگیرد با فاجعه محیط زیست روبرو خواهیم شد. در یک تعریف ساده، آلودگی محیط زیست عبارتست از هرگونه تغییر در ویژگیهای اجزای محیط زیست به طوری که استفاده پیشین از آنها را ناممکن کند و به طور مستقیم یا غیرمستقیم حیات موجودات زنده را به مخاطره اندازد. محیط زیست را می توان آب، خاک، هوا و موجودات زنده دانست.

آلودگی آب [2]

آب، مایعی حیاتی است که نقش بسیار مهمی در حفظ و بقای موجودات زنده دارد و انجام بیشتر واکنش های شیمیایی نیز مستلزم وجود محیط آبی است. با توجه به خواص ویژه و منحصر به فرد که این ماده از آن برخوردار است، می توان گفت نقش تنظیم کننده ای در طبیعت داشته و مانع تغییرات ناگهانی دما در محیط می شود. این در حالی است که بخش قابل توجهی از آب مصرفی در محیط های خانگی، صنعتی و مزارع کشاورزی تبدیل به پساب می شود که می تواند منجر به آلودگی آب های سطحی و منابع زیرزمینی و همچنین آلودگی محیط زیست شود. به طور کلی ، اثر آلوده کننده های آب بر آبهای سطحی بیشتر مشهود است ، زیرا از طرفی تخلیه ی فاضلابهای صنعتی باعث تغییر ترکیب آب می شود و از سوی دیگر ، بارندگیهای شدید در هوای آلوده و همچنین شست و شوی زمینهای زراعتی آغشته به کودها و آفت کشها باعث ورود بسیاری مواد شیمیایی در آبهای سطحی و حتی آبهای زیر زمینی می شود.

پسابهای گرم صنعتی گرچه فاقد مواد شیمیایی هستند ، اما به علت به هم زدن شرایط زندگی آبزیان ، نوعی آلودگی معروف به آلودگی گرمایی در آب بوجود می آورند.

 فاضلاب های صنعتی، فاضلاب هایی هستند که ترکیب شیمیایی آنها به نوع فعالیت صنعتی ایجادکننده این نوع فاضلاب ها بستگی دارد. ورود فاضلاب های صنعتی به دریاها سبب آلودگی آب و در نتیجه مرگ آبزیان خواهد شد. کارخانه ها و فرآورده های تولیدی آنها سبب آلودگی شیمیایی پساب های صنعتی می شود. آرسنیک، جیوه و سرب از مهم ترین ترکیبات شیمیایی موجود در پساب کارخانه های تولید کاغذ، پلاستیک و مواد شیمیایی دفع آفات گیاهی هستند که سبب آلودگی محیط زیست و آب های جاری و سطحی می شوند. در سال های گذشته بسیاری از رودخانه ها با ترکیبات شیمیایی که در کارخانه های پلاستیک سازی به عنوان ماده اولیه مورد استفاده قرار می گرفتند، آلوده شدند که بر اثر آن افراد ساکن در مناطق اطراف این رودخانه ها به علت تجمع جیوه در بافت های بدنشان به بیماری های مختلفی مبتلاشدند و علاوه بر این به علت آلودگی آب آشامیدنی با مواد شیمیایی موجود در پساب این کارخانه ها، هزاران نفر جان خود را از دست داده و یا هزاران کودک، زندگی در این کره خاکی را با بیماری ها و نواقص مادرزادی آغاز کردند. یکی از مهم ترین پیامدهای نامطلوب ناشی از تخلیه فاضلاب های صنعتی در آب های سطحی، مرگ ومیر حیوانات آبزی بخصوص ماهی هاست که متلاشی شدن اجساد و بقایای این موجودات نیز سبب افزایش آلودگی های زیست محیطی در آن منطقه خواهد شد.

اگرچه فاضلاب های صنعتی و پساب ناشی از فعالیت کارخانه ها با توجه به نوع فرآورده های تولیدی در کارخانه های مختلف متفاوت است، اما افزایش ترکیبات شیمیایی سمی در فاضلاب کارخانه ها در مقایسه با فاضلاب های خانگی و همچنین برخورداری از ویژگی های قلیایی و اسیدی بیشتر که محیط نامناسبی را برای وجود موجودات زنده به وجود می آورد، باعث شده است ضرورت عدم تخلیه فاضلاب های صنعتی به آب های سطحی و منابع آب زیرزمینی بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد. در فاضلاب برخی از کارخانه ها مانند کارخانه های بهره برداری از معادن و کارخانه های تولید مواد شیمیایی، مواد معدنی بیشترین مواد آلاینده را به خود اختصاص می دهند و این در حالی است که در کارخانه های تهیه مواد غذایی، مواد آلی بیشترین آلاینده موجود در پساب کارخانه ها هستند. با توجه به وجود مواد آلی و معدنی مختلف در پساب های صنعتی می توان گفت این نوع پساب ها در مقایسه با فاضلاب های کشاورزی و خانگی بیشترین تاثیر را در آلودگی آب ها و سلامت موجودات زنده خواهند داشت. [3]

سمی بودن بسیار بالای جیوه موجود در پساب های صنعتی یکی از بزرگ ترین نگرانی های زیست محیطی است. پیوند جیوه با گروه های سولفید ریل آنزیم ها و پروتئین منجر به غیرفعال سازی سلول های حیاتی خواهد شد و پیامدهای نامعلومی در شیوع بیماری های مزمن و حتی مرگ موجودات زنده به همراه خواهد داشت. وجود جیوه در آب خطرات قابل توجهی را به وجود می آورد، به عنوان مثال جیوه موجب تشکیل ترکیبات ارگانومتالیک یا آلی فلزی مانند متیل جیوه می شود که این ترکیبات می تواند به مدت طولانی در بدن موجودات زنده تجمع یافته و باقی بماند. به علت بالابودن فشار بخار جیوه، این ماده بسرعت در محیط پراکنده و با حرکت مناسب هوا جذب گیاهان و جانوران می شود.

 بررسی ها و آزمایش ها، آلودگی منطقه ای و جهانی جیوه و مسمومیت ناشی از آن را در این مناطق تایید کرده است. با توجه به این موضوع در سال های اخیر استفاده از مواد جدید به منظور حذف فلزات سنگین از پساب ها مورد توجه قرار گرفته است که در این میان، نانوذرات به عنوان یکی از مناسب ترین جاذب ها برای حذف فلزات سنگین شناخته شده اند. با توجه به این که نانوذرات ارزان و غیرسمی بوده و به میزان قابل توجهی در دسترس هستند، فرآیند جذب آلاینده ها با استفاده از این ذرات، جایگزین جدید و مناسبی برای عمل تصفیه پساب خواهد بود. بعلاوه نانوذرات نه به علت مقدار بالای مصرف، بلکه به علت داشتن اشکال کریستالی منحصربفرد و داشتن آرایش شبکه ای از واکنش پذیری بسیار بالایی برخوردارند.

جیوه فلزی است که در ساخت بسیاری از لوازم خانگی مانند فشارسنج، دماسنج و لامپ های فلورسنت از آن استفاده می شود. جیوه موجود در این لوازم، در فضایی محصور شده است، بنابراین عارضه ای ایجاد نخواهد کرد. اما اگر دماسنج بشکند، مقدار زیادی از جیوه موجود در این فضا از طریق تنفس و در مدت زمان کوتاهی از طریق تبخیر وارد بدن خواهد شد که آثار مضر بسیاری در بدن ایجاد خواهد کرد.

جیوه به اعصاب مغز و کلیه ها آسیب می رساند و سبب سوزش چشم و ریه و همچنین تحریک پوست بدن و اسهال و استفراغ خواهد شد. اگرچه جیوه به طور طبیعی در مواد غذایی یافت نمی شود، اما می تواند از طریق جانوران کوچک مانند ماهی ها که بخشی از مواد غذایی مصرفی انسان ها هستند، وارد زنجیره غذایی ما شود. معمولاغلظت جیوه موجود در ماهی ها از غلظت جیوه موجود در آبی که ماهی ها در آن زندگی می کنند، بیشتر خواهد بود. افزایش تجمع جیوه در بدن ماهی ها سبب افزایش قرمزی رنگ بدن آنها خواهد شد. جیوه بر تمرکز اعصاب اثر نامطلوبی داشته و سبب کاهش بینایی و ایجاد اختلال در هماهنگی حرکات ماهیچه های بدن می شود که ناشی از تغییرات ایجاد شده در مغز و نخاع است. [4]

تأ ثیر فاضلاب وپس ابهای صنعتی کارخانجات بر آبزیان

بطور کلی ضایعات وپس آبهای صنعتی کارخانجات به صورت: مواد آلی گیاهی وجانوری    ( اجسادوبقایای آنها ) _مواد آلی شیمیای( شامل: سموم گیاهی ، پاک کننده ها وهیدروکربنها) _ عناصروترکیبات معدنی _رسوبات _ مواد رادیواکتیو _حرارت _فلزات سنگین وغیره ...می باشند .

اثرات ایجاد شده ناشی از فاضلابهای صنعتی در منابع آبی شور وشیرین تا حدودی یکسان است که برخی از انها بطور خلا صه به قرار زیر می باشد .

فاضلا بهای صنعتی کا رخانجا ت شستشوی الیاف و پس ما نده های کارخانجات شیمیای که منشأ الی دارند . به شدت آبها را قلیای کرده ، بی.ا. دی. آب را افزایش می دهند .

کارخانجات گوشت ،لبنیات ،نی شکر، به همراه تقطیر وکنسرو کردن آنها در آ بها به علّت تجزیه باکتریها ، بی.ا.دی. را افزایش واکسژن محلول را کاهش میدهند . [5]

فاضلاب کارخانجات تولید کاغذ که محتوی تکه های چوپ –پنتا کلروفنل –پنتا کلروفنات سدیم-متیل مرکاپتان وسولفات ها ، هستند به شدت خورنده بوده وسمّ مهلکی برای ما هیان ایجاد میکنند . همچنین باکتریهای تولید کننده گاز با استفاده از سولفاتهای حاصله از تولید کاغذ ، محیط آب را آلوده وکم اکسیژن می کنند .

دسته های ماهی وقتی در چنین آب وشرایطی قرار می گیرند ،یا کوچ کرده ویا به کلی نابود می شوند.

نیروگاههای اتمیو هسته ای با ایجاد ضایعات مواد رادیو اکتیوی در کمترین زمان بالا ترین مقدار آلودگی وتغیرات را در آب وماهی ها ایجاد میکنند . این ترکیبات با تغیرات ژنتیکی ما هیان منجر به مشکلات فراوان می شوند.

فاضلاب کار خانجات متالوژی مثل : [6]

کار خانه های ذوب آهن که از آب برای سا ختن ذغال کک استفاده می کنند ، بسیار اسیدی بوده ومواد سمّی فراوانی مانند : فنل ، سیا نوژن ، سرباره ، کک و جامدات بسیار ریز محلول در خود را وارد منا بع آبی کرده ،باعث تغیرات و مرگ ومیر ماهیان می شوند .

بطور کلی کلّیه فاضلاب های صنعتی کارخانجات که از طرق فراوان وارد محیطهای آبی می شوند،

در مرحله اول منجر به تغیرات ،در پارا مترهای فیزیکوشیمیا ی آب شده سبب بروز مشکلات عدیدهایمی شوند .

گونه های مختلف آبزیان وماهی ها ،دامنه های محدودی از این تغیرات را می توا نند تحمّل نما یند.

همچنین برای رشد وحفظ سلامتی خود به حد معینی از پارامتر هاِی مانند : پی.اچ - درجه حرارت- اکسیژن – سختی - و..... نیاز دارند .

از بین این عوامل محیطی ، درجه حرارت اب و دامنه تغیرا ت آن مهمترین نقش را در زندگی آبزیا ن داراست . بدلیل آنکه تمام فعالیت های فیز یولوژیکی ماهیان ، اعم از تغذ یه ،رشد، تکثیر ومقاومت در برابر بیماریها متأثر از آن است. بنا بر این درجه حرارت آب از لحاظ کمّی وکیفی ، بایستی در دامنه مطلوب ومورد نیاز آبزیان باشد.

اکثر کارخانجات مانند: کارخانه های تولید انرژی الکتریکی ، از آب برای سرد کردن تأ سیسات خود

استفاده می کنند ،که فاضلاب این نوع کارخانجات دارای آبهای با درجه حرارت بالا هستند. که افزایش درجه حرارت خود نوعی آلودگی به حساب میآید . زیرا این گونه فاضلابهای گرم وقتی

وارد منا بع آبی میشوند ،باعث گرم شدن آبهای مسیر و خود آن منبع آبی میشوند.

این گرما باعث کاهش وزن مخصوص و ویسکوزیته آب میگردد، در نتیجه ظرفییت حمل اکسیژنی آن کاهش می یابد . یعنی آب زودتر به حالت اشباع رسیده و اکسیژن کمتری را برای رسیدن به حد اشباع قبول میکند . همچنین نسبت رسوب شدن در این گونه آبها به شدّت افزایش می یابد ، تبخیر نیز سریع شده ،شوری افزایش پیدا می کند. در این شرایط اکثر ماهیها وآبزیان در برابر این تغیرات اگر هم جزیء باشد ، واکنش نشان میدهند. به عبارت دیگر اگر این تغیرات کم ولی دایمی باشد ، می تواند فون وفلور منطقه را تغیر دهد .

با توجّه به این که اکثر آبزیان در منابع آبی با یک درجه حرارت معین ومخصوص به خودشان رشد و تولید مثل میکنند، در اثر این تغیرات ، ماهیها یا جلوتر از حد معمول تخم ریزی میکنند ، یا اینکه هرگز تخم ریزی نخواهند کرد .

از طرف دیگر لاروهای که زودتر بدنیا آمدند ،غذا بدست نیاورده ازبین خواهند رفف بنابراین دراین شرا یط تعادل زندگی آبزیان به هم خورده و پوشش آب توسط اجتماعات آبزی به کلی دگرگون میشود. برخی آبزیان مانند ماهیان سردآبیهم خیلی سریع تر به مرحله مرگ ومیر می رسند.

بنابراین اکثر پس آبهای کارخانجات باعث می شوند که اجتماعات آبزی تغیر کرده ومواد غذای آب تغیرکند اکثر آنها باعث می شوند که اجتماعات آبزی تغیر نمایند ومواد غذای آب تغیر کند.

گاهی اوقات این تغیرات در دریا ودریاچه ها فراتر می شوند. یعنی باعث تغیرات ساختمانی آب آنها می گردند .

بطوری که در این گونه آبها با شدّت گرفتن رسوب گذاری آلگها، مواد آلی ومعدنی رسوب پیدا می کنند که تجزیه کامل آنها در کف باعث مسطح تر شدن بستر آنها می شوند .در اثر این فرایند رسوب گذاری لاروها وتخم آبزیان نابود می گردند . همچنین در بعضی از نقاط ارتفاع آب کاهش یافته وماهیان دیگر قادر نخواهند بود که در آنجا به زیست خود ادامه دهند.

رویش گیاهان باتلاقی افزایش پیدا میکند و بتدریج کل دریاچه به زمین باتلاقی مبدل میشود. بنا براین اگر از این تغیرات جلو گیر نشود .یعنی رسوبات از کف خارج نشوند ،محیط آبی به مرداب باتلاقی مبدل خواهد شد. فلزات وتأثیر آلودگی آنها اثرات آلودگی بعضی ازفلزات ( ناشی از حمل آنها درپس آبها ی صنعتی ) مانند : مس ،سرب وجیوه شناخته شده است. ولی اثرات بعضی از فلزات دیگر مانند: کرم ، کادمیم ، کبالت ،نیکل ، کاملا مشحص نمی باشد . بنابراین وجود برخی از این مواد در گوشت ماهیها ،صدفها وغیره بعد از مصرف آن توسط انسان ،ایجاد ناراحتیهای بسیار شدیدی می کند که بایستی از ورود این گونه آبهای صنعتی آلوده به محیطزیست آبزیان جلوگیری شود .

ماهی ها این فلزات را یا از طریق برانشی ها جذب کرده ویا از طریق تغذیه کردن وارد بدن خود میکنند.

برخی از این مواد مانند متیل جیوه دربدن ماهیها بعد از تجمع ذخیره می شوند . مثلا نوع ماهی پیکرل حدود پنج جزء در میلیون (۵ppm ) جیوه وترکیبات آن را در خود جمع و ذخیره می کند . مصرف این نوع ماهیان توسط انسان ، به مرور زمان سبب کوری ، کرولالی و در آخر مرگ می شود .

ترکیبات سرب در آب از طریق زئو پلانکتون ها جذب وسپس وارد زنجیرهء غذای آبزیان میشوند که به نوبهء خود سمّی وبرای ماهیها ایجاد مشکل می نماید ودر انسان سیستم عصبی را مختل و عضلات را شل می کند .مس وترکیبات آن در ماهیها وصدفها ، باعث سبز یا آبی شدن آنها می شوند . مقدار یک میکروگرم این ترکیبات برای آبزیان کشنده است ودر نهایت در انسان باعث بروز مشکلات فراوان می گردند. [7]

راهکارها

باتوجه به مطالب گفته شده در مورد آثار مخرّب پس آبهای صنعتی ،که اکثر آنها آلودگی حرارتی ایجاد می کنند . بایستی قبل از ورود انها به اکو سیستمها ی مختلف آبی وایجاد هر گونه تغیرات ، از طریق متدهای گو ناگون تصفیهء آب ( مهمترین آنها تصفیه های بیو لوژیکی ) پاکسازی اولیه گردند .  فاضلاب های صنعتی برای استفاده مجدد و بازگشت به طبیعت به تصفیه نیاز دارند و عموما از روش های مختلفی با توجه به مصرف آب و آلودگی آن برای تصفیه پساب ها استفاده می شود. بسیاری از پساب های صنعتی و بخصوص پساب های ایجاد شده در مجتمع های پتروشیمی آلودگی بسیار بالایی از فلز جیوه دارند که سبب اختلال در رشد موجودات آبزی و دیگر موجودات زنده خواهد شد.

با توجه به پیامدهای آلایندگی فلزات سنگین، از روش های مختلفی برای تصفیه پساب های صنعتی استفاده می شود که از بین آنها می توان به استفاده از جاذب های مختلف برای جذب جیوه موجود در پساب های صنعتی اشاره کرد. عبور پساب های صنعتی از ستون های جاذب سبب جذب سطحی آلاینده ها می شود تا پس از اشباع مواد جاذب، ستون های جاذب در معرض فرآیند دفع قرار گیرند و یا مواد جاذب جدیدی جایگزین آنها شود. علاوه بر این برای تصفیه فاضلاب های صنعتی می توان از روش های بیولوژیکی نیز استفاده کرد که هریک از این روش ها دارای معایب و مزایایی هستند. از مهم ترین معایب روش های متداول در تصفیه فاضلاب های صنعتی می توان به هزینه بالای آنها اشاره کرد؛ چرا که در بسیاری از روش های موجود ملزم به استفاده از نوعی ماده بخصوص با توجه به نوع آلودگی شیمیایی ایجاد شده در پساب های صنعتی هستیم که موانع و مشکلات بسیاری را به همراه خواهد داشت.

اما محققان بر این باورند که استفاده از فناوری نانو می تواند بسیاری از این موانع را از میان برداشته و به عنوان روشی مناسب در صنعت آب و فاضلاب مورد استفاده قرار گیرد. یکی از مهم ترین ویژگی های فناوری نانو مقرون به صرفه بودن این روش در مقایسه با روش های دیگر مانند استفاده از سیستم های آب شیرین کن است. علاوه بر این نبود پسماند و شیرابه های ناشی از تصفیه آب و فاضلاب در روش های مبتنی بر فناوری نانو سبب شده است این روش ها به عنوان روش های سبز دوستدار محیط زیست مورد توجه قرار گیرد. [8]

[1] Starting from [1] Pollution - Definition from the Merriam-Webster Online Dictionary

[2] Air Pollution, Heart Disease and Stroke from the website of the American Heart Organization January 5, 2008

[3] National Research Council: Committee on Air Quality Management in the United States, Board on Environmental Studies and Toxicology, Board on Atmospheric Sciences and Climate, Division on Earth and Life Studies (2004). Air Quality Management in the United States. National Academies Press. ISBN 0-309-08932-8. 

[4] Estimated deaths & DALYs attributable to selected environmental risk factors, by WHO Member State, 2002

[5] Study links traffic pollution to thousands of deaths" (in English), The Guardian (London, UK), Guardian Media Group (2008-04-15). Retrieved on 15 April 2008. 

[6] Davis, Devra (2002). When Smoke Ran Like Water: Tales of Environmental Deception and the Battle Against Pollution. Basic Books. ISBN 0-465-01521-2. 

[7] Christopher H. Goss, Stacey A. Newsom, Jonathan S. Schildcrout, Lianne Sheppard and Joel D. Kaufman (2004). "Effect of Ambient Air Pollution on Pulmonary Exacerbations and Lung Function in Cystic Fibrosis". American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 169: 816-821. doi:10.1164/rccm.200306-779OC. 

[8] Michael Kymisis, Konstantinos Hadjistavrou (2008). "Short-Term Effects Of Air Pollution Levels On Pulmonary Function Of Young Adults". The Internet Journal of Pulmonary Medicine 9 (2), http://www.ispub.com/ostia/index.php?xmlFilePath=journals/ijpm/vol9n2/pollution.xml.