با آنکه کره زمین به یک کره آبی معروف می باشد و بیش از ۹۷ درصد سطح زمین را دریاها و اقیانوس ها پوشانده است کمتر از یک درصد از موجودي کل آب را منابع قابل استفاده براي مصارف شرب، کشاورزي و صنعت تشکیل میدهد. بر طبق گزاش فائو تا سال ۲۰۲۵ در حدود ۹/۱میلیارد نفر از جمعیت جهان در کشورها با کمبود آب مطلق و در حدود دو سوم مردم جهان تحت تنش ناشی از کمبود آب خواهند بود. بنابراین وجود این شرایط رقابت بر سر برداشت بیشتر از منابع محدود را افزایش خواهد داد و بی شک بر مناسبات سیاسی ، اقتصادي و اجتماعی حاکم بر ملت ها و دولتها تاثیر خواهد گذاشت، که از آن به جنگ آب یاد می شود.
از آثار این بحران می توان به خشک شدن دریاچه ها و تالابها ، آسیبهاي جدي بر محیط زیست، شور شدن و کاهش کیفیت منابع آب هاي زیر زمینی، ظهور پدیده ریزگردها به خصوص در استانهاي غربی کشور، فرو نشست زمین و دشت ها و گسترش جابجایی مردم و مهاجرت ها اشاره نمود.
معرفی شاخص های
توسعه ی پایدار در بخش منابع آبی
مفهوم توسعه ی پایدار و کاربرد آن در مدیریت منابع آب، از مباحثی است که در سال های اخیر روی آن تاکید فراوان شده است. از این منظر نیاز به بهبود بازخوردهای مرتبط با منابع آب که توسط توسعه ی شاخص ها و معیارها پایه ریزی شده اند، ضروری به نظر میرسد.برخی از شاخص هایی که میتوان جهت بررسی میزان پایداری منابع آبی مطرح نمود عنوان شده است: راندمان آبیاری در بخش کشاورزی، میزان مصرف سرانه ی آب در کشور جهت مصارف شرب نسبت به متوسط جهانی،شاخص صادرات آب مجازی
درصد کنترل آب های سطحی،
درصد بازیافت پسابهای شهری.
اصول توسعه پایدار بیان می نماید که تا حد امکان باید فشار بر منابع تجدید پذیر کم و سپس مهار گردد تا امکان استفاده براي نسل هاي آینده نیز فراهم گردد .راهکارهاي متعددي در راستاي نیل به اهداف توسعه پایدار مطرح می گردد که از آن جمله میتوان به :مدیریت منابع آبهاي سطحی و کاهش استفاده از آبهاي زیر زمینی، افزایش بهره وري دربخش کشاورزي، توجه به اصلاح قیمت آب، توجه به مهار آب هاي بخش هاي مرزي و استفاده از پساب هاي برگشتی نام برد.
استفاده از پساب فاضلاب تصفیه شده تولیدي در تصفیه خانه هاي فاضلاب خانگی و صنعتی )بازیافت آب از فاضلاب (و بازچرخانی آن به سیستم براي استفاده مجدد یکی از راهکارهایی است که در سال هاي اخیر مورد توجه قرار گرفته است .بکارگیري این روش نه تنها کمک شایانی به حفظ منابع آبی محدود می نماید بلکه می تواند راهکاري به منظور جبران هزینه هاي پرداخت شده ناشی از فرآیند تصفیه در تصفیه خانه هاي فاضلاب خانگی و صنعتی گردد .
باتوجه به روند افزایش جمعیت در شهرهای بزرگ که خود به صورت طبیعی باعث افزایش میزان فاضلاب شهری میگردد زمینه تشکیل سیستم جمع آوری و تصفیه فاضلاب شهری امری لازم و ضروری به نظر میرسد. در تصفیه خانه های فاضلاب حدود ۷۰ درصد از فاضلاب وروردی تبدیل به پساب میشود و از لحاظ بهداشتی دارای ویژگی هایی است که میتوان در فرآیندهای صنعتی یا در برخی از موارد کشاورزی بدون اینکه ضرری داشته باشد از آن استفاده کرد.
بررسی اطلاعات مشخص می نماید که میزان پساب تصفیه شده دردو بخش فاضلاب خانگی و صنعتی ۲۲۴۷۱۹۵۷ متر مکعب در ماه می باشد، که عددي بسیار قابل توجه براي بازچرخانی و استفاده مجدد در فعالیت هاي گوناگون متفاوت می باشد .بدیهی است که مدیریت صحیح پساب هاي تصفیه شده با توجه به شدت بحران کم آبی کمک شایانی به حفظ و احیاء منابع تجدید شونده و جلوگیري از فشار بیش از حد بر این منابع می نماید .
بند ج قانون بخش منابع آب در برنامه ی پنجم توسعه ماده ۱۴۲ بیان می دارد – به منظور جمع آوری آب های سطحی و هرز آب های پراکنده و نیز استفاده و جمع آوری نزولات آسمانی در فصل های غیر زراعی برای بهبود کشاورزی، وزارت نیرو موظف است در دو سال اول برنامه نسبت به احیاء آب بندان های شناخته شده اقدام و در صورت نیاز آببندانهای جدید احداث نماید.
همچنین در سیاست های کلی برنامه ششم توسعه ابلاغی از طرف مقام معظم رهبری در بخش امور اقتصادی بیان میدارد که: در بخش امور اقتصادی: اولویت دادن به حوزه های راهبردی صنعتی از قبیل صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، حمل و نقل، مواد پیشرفته، ساختمان، فناوری اطلاعات و ارتباطات، هوا فضا، دریا، آب و کشاورزی و افزایش ضریب نفوذ فناوری های پیشرفته در آنها.
در کشورهای مختلف دنیا از پساب تصفیه شده به عنوان آب مناسب صنعت و کشاورزی استفاده شده که در ذیل به بررخی از آن ها اشاره می شود:
در آفریقاي جنوبی ۳۲ درصد پساب تصفیه شده در تصفیه خانه ها در بخشهاي مختلف استفاده می شود .کشور آلمان ۸۸۰۰۰ هکتار از زمین هاي کشاورزي را در سال ۱۹۹۷ با پساب تصفیه شده آبیاري نموده است .در ایالات متحده آمریکا فقط در دو ایالت کالیفرنیا و فلوریدا به ترتیب ۶۷/۱ و ۵۲/۱ میلیون متر مکعب پساب تصفیه شده حاصل می شود که از این مقدار در ایالت کالیفرنیا ۵۹ درصد در آبیاري محصولات کشاورزي و فضاي سبز و ۲۱ درصد در ایالت فلوریدا براي کشاورزي استفاده می شود .در کشور چین در حدود ۳ میلیون هکتار از مزارع با پساب تصفیه شده آبیاري می شوند.
مسلما تصفیه فاضلاب تولید شده در بخش صنعتی و خانگی و بازگرداندن آن به چرخه مصرف یکی از اصول توسعه پایدار در حفظ منابع آبی می باشد .دلایل بازچرخانی آب در بخش هاي خانگی را می توان در موارد زیر خلاصه نمود:
-در خیلی از مناطق هزینه هاي انتقال آب به بخش هاي صنعتی به علت نیاز به احداث زیر ساخت ها بسیار زیاد می باشد مخصوصاً اگر فاصله انتقال آب از منبع تا صنعت طولانی باشد
– در خیلی از مکان ها، گزینه انتقال آب ممکن است یک انتخاب اقتصادي باشد ولی کمبود منابع آب و دوام و هر چند پایداري آن ها، تأمین دراز مدت آب را تردیدهاي جدي مواجه نموده است
با توجه به اینکه بشر از کمبود منابع آب زیرزمینی آگاه شده است، دائماً به دنبال یافتن راه حل هاي جایگزین می باشد که مسلماً بازچرخانی آب یکی سطحی از گزینه هاي محبوب می باشد.
راه حل دوم برای تامین آب برای مصارف مختلف از جمله شرب، کشاورزی و صنعت، شیرین سازی آب های شور مانند آب دریا می باشد که در سال های اخیر توجه زیادی به آن شده است. با توجه به اهمیت بسیار زیاد فرآیندهای نمک زدایی آب، روش های متعددی برای این منظور مورد استفاده قرار میگیرند که هر یک دارای مزیا و معایب خاص خودشان می باشند. برخی از روش های نمک زدایی مثل تقطیر فلش چند مرحله ای (MSF)، تقطیر چند اثره (MED) و استفاده ازروش های غشایی می باشد.
امروزه سهم اسمز معکوس در تولید آب شیرین در جهان ۵۳ درصد می باشد و میزان انرژی لازم برای این فرایند ۱۲ کیلو وات ساعت بر مترمکعب می باشد. بالا بودن هزینه ساخت تأسیسات آب شیرین کن سبب شده که رشد و توسعه فناوری اسمز معکوس (RO) به دلیل عدم تمایل دولتها در استفاده از این تجهیزات تصفیه آب صنعتی با مشکل مواجه شود. گاهی این هزینه‌ها آن‌قدر بالاست که هیچ‌گاه ساخت واحدهای تصفیه آب دریا به سوددهی نمی‌رسد.
هزینه های تولید آب شیرین در واحدهای آب شیرین کن دریایی مشتمل به دو گروه هزینه های بهـره برداری و نگهداری(OpEx) و هزینه سرمایه گذاری اولیه(CapEx) است. هزینه های بهره برداری و نگهداری مشتمل بر کلیه هزینه های تولید آب شیرین است. هزینه های دستمزد نیروی انسانی، برق مصرفی، مواد شیمیایی، مواد مصرفی، قطعات یدکی، تعمیرات و غیره از مهمترین عناوین هزینه های مرتبط با تولید آب شیرین هستند. شوری آب خلیج فارس به عنوان یکی از دریاهای آزاد، حتی از ۴۸۰۰۰ میلیگرم در لیتر در برخی مناطق تجاوز می کند که شیرین سازی آب این خلیج را دشوارتر از دیگر دریاهای آزاد یا اقیانوس ها می کند.
هزینه سرمایه گذاری اولیه برای واحدهای بزرگ آب شیرین کن RO (بیش از ۵۰ هزار مترمکعب در روز) مشتمل بر هزینه های برداشت آب خام، پیش تصفیه، واحد اسمز معکوس، تصفیه نهایی و دفع شورابه، از ۱/۱ تا ۸/۱ میلیون دلار برای تولید هر ۱۰۰۰ متر مکعب آب شیرین در روز، متغیر است. این بدان معناست که هزینه سرمایه گذاری اولیه(CapEx) برای احداث یک آب شیرین کن با ظرفیت ۵۰،۰۰۰ مترمکعب در روز در سواحل خلیج فارس برابر با ۷۰ تا ۸۵ میلیون دلار خواهد بود. (این برآورد سرمایه گذاری، هزینه های مربوط به تولید انرژی الکتریکی به صورت محلی را شامل نمی شود.) این در حالی است که به علت بالاتر بودن کیفیت آب دریا، هزینه سرمایه گذاری اولیه برای احداث آب شیرین کن با همین ظرفیت در دریای مدیترانه تا ۱۵ درصد پایینتر است.
بهای تمام شده شیرین سازی آب دریا با بهره گیری از مدل های حسابداری و مالی و با لحاظ کلیه هزینه های مستقیم و غیر مستقیم تولید آب شیرین محاسبه می شود. هزینه استهلاک سرمایه ثابت و هزینه های بهره برداری و نگهداری، مشخص کننده بهای تمام شده آب شیرین هستند. در حال حاضر بهای تمام شده آب شیرین در کارخانه های بزرگ آب شیرین کن صنعتی از ۹۵/۰دلار تا ۴۵/۱ دلار برای هر مترمکعب، متغیر هست.
از دیگر معایب سیستم های شیرین سازی در کشور ما طولانی بودن مسیر انتقال آب از جنوب ایران به مناطق مرکزی بوده که این انتقال هزینه گزافی را در بر خواهد داشت. همچنین از این سیستم ها تنها برای مصارف شرب و برخی صنایع قابل استفاده بوده و جهت کشاورزی در حال حاضر مقرون به صرفه نمی باشد.
آبشیرین کن ها با توجه به نوع روش شیرین سازی و نحوه بهره برداری از آنها در کوتاه مدت و بلند مدت میتوانند آثار زیست محیطی مختلفی را بر محیط اطراف خود داشته باشند. پساب آبشیرین کن ها به علت وجود سه عامل شوری، حرارت و مواد شیمیایی آثار زیست محیطی نامطلوبی را بر محیط پیرامون خود ایجاد می نمایند، ازجمله آنها موارد زیر قابل ذکرمی باشد: آلودگی هوا، آلودگی صوتی، گسستگی شن و ماسه کنار دریا و ایجاد فرسایش، پراکندگی پرندگان و پستانداران دریایی و سایر گونه های آبزی و خشکی زی منطقه و ایجاد اغتشاش در زیستگاه آن ها، تخریب چشم انداز منطقه توسط مصنوعاتی چون ماشین آلات و ساختمان های مرتفع به طورکلی تقلیل اثرات فعالیت های ساختمانی نیازمند راهکارهای کاهش اثرات می باشد، به نحوی که این راهکارها به صورت هماهنگ با یکدیگر وارد عمل گردند.
نتیجه گیری
باتوجه به بررسی های انجام شده در مقایسه ی بین استفاده از پساب های تصفیه شده فاضلاب خانگی و شیرین سازی آب از منظر محیط زیستی و اقتصادی، استفاده از پساب تصفیه شده دارای صرفه اقتصادی می باشد. همچنین استفاده از این آب ها در محل های تولید و یا نزدیک به آن در راستای توسعه پایدار بوده که به عنوان اصل پیشرفت نظام اقتصادی و اجتماعی مطرح می باشد.
محمد مهرعلیان
دکتری بهداشت محیط