تأثیر دفن زباله های شهری بر آلودگی آبهای زیرزمینی - عینکی متفکر

به گزارش عینکی متفکر، هرودوت، مورخ یونانی در 2600 سال پیش گفت: ایرانیان مردمانی هستند که در رودخانه قضای حاجت نمی نمایند. حتی دستانشان را در آن نمی شویند و به دیگران هم اجازه ی چنین کاری را نمی دهند، چرا که آنان برای آب احترام زیادی قائلند . (2)و این امر چقدر با رفتار نسل کنونی از تمدن بشری در تناقض است!

تأثیر دفن زباله های شهری بر آلودگی آبهای زیرزمینی

هرودوت، مورخ یونانی در 2600 سال پیش گفت: ایرانیان مردمانی هستند که در رودخانه قضای حاجت نمی کنند. حتی دستانشان را در آن نمی شویند و به دیگران هم اجازه ی چنین کاری را نمی دهند، چرا که آنان برای آب احترام زیادی قائلند . (2)و این امر چقدر با رفتار نسل کنونی از تمدن بشری در تناقض است!

چکیده:

این تحقیق به منظور آنالیز اثرات دفن زباله بر کیفیت آب های زیرزمینی و ارائه راه چاره هایی برای کاهش آلودگی های ناشی از ورود شیرابه به آبهای زیرزمینی انجام گرفته است. آبهای زیرزمینی به وسیله فرآیندهای طبیعی مانند شستشوی خاک و اختلاط با منابع آب زیرزمینی آلوده و یا به وسیله فعالیت های انسانی، از قبیل دفع مواد زاید، معدن کاری و فعالیت های کشاورزی در معرض آلودگی قرار می گیرند. یکی از مهمترین عواملی که سهم بسزایی در آلودگی منابع آب زیرزمینی دارد، دفع مواد زائد جامد و زباله های شهری، است. دفع غیر اصولی زباله های شهری علاوه بر آلودگی های آب های زیرزمینی تبعات زیست محیطی دیگری از جمله آلودگی آب های سطحی، تغییر راهنمایی هیدرولیکی آبخوان و آلودگی منابع معدنی را هم در پی خواهد داشت.

1- مقدمه

آب مهمترین احتیاج انسان برای زیستن است که در سطح زمین و زیرزمین وجود دارد و نگهداری آن بسیار اهمیت دارد. بهره گیری نامناسب از آن ممکن است موجب آلوده شدن و در نتیجه زیان بخش بودن آن شود که بسیار خطرناک خواهد بود.

بنابراین، توجه به چشمه ها، رودها و سیلاب، دریاها، دریاچه ها، آبخوان های زیرزمینی، و هم راه های آلوده شدن آنها و جلوگیری از آلودگی، در آنالیز های زیست محیطی اهمیت بسزایی دارند.

منابع و عوامل آلاینده آبهای زیرزمینی از نظر هندسی به آلاینده های نقطه ای و غیر نقطه ای تقسیم می شوند. آلاینده های نقطه ای از یک منبع قرار گرفته در یک نقطه منشأ می گیرند، حال آنکه آلودگی غیرنقطه ای به وسیله یک منبع آلاینده در امتداد یک خط صورت می گیرد. (11)

نهرها، جوی ها، رودخانه ها، دریاچه ها، دریاها و منابع آبهای زیرزمینی به وسیله ورود مواد زاید انواع مختلف آلودگی های بیولوژیکی و شیمیایی را دریافت می کنند و می توانند در انتشار عوامل بیماری زا نقش بسزایی داشته باشند. انباشتن مواد زاید در محیط به وسیله نشت شیرابه، به آلودگی آبهای زیرزمینی و سطحی منجر می شود.

مواد زیاد شهری آلوده به میکروارگانیسم (موجودات ذره بینی= میکروب) می باشند و می توانند منابع آب را آلوده کنند. به اسم مثال در هر 100 میلی لیتر شیرابه زباله در حدود (10 به توان 8) کلی فرم (میکروب) وجود دارد که می تواند حجم زیادی از آب را آلوده نماید. در بعضی از ایستگاه های موقت زباله و محل های دفن، آبهای سطحی و شیرابه بدون توجه به عواقب آن به چاه های جاذب راهنمایی می شوند. این آب به راحتی می تواند به آبهای زیرزمینی نفوذ کند و آلودگی را در سطح وسیعی منتشر نماید.

در این مقاله آثار منفی شیرابه به سفره های آب زیرزمینی آنالیز شده و در انتها راه چاره هایی جهت جلوگیری از آلوده شدن آبهای زیرزمینی ذکر شده است.

2- اثر شیرابه بر کیفیت آب های زیرزمینی

عمده ترین مشکل گودال های دفن زباله، مسأله آلودگی آبهای زیرزمینی در اثر نفوذ شیرابه است که به دلیل عدم رعایت اصول دقیق مهندسی پدید می آید. در این محل ها، آبهای سطحی به تدریج بعضی مواد زباله را در خود حل کرده و با شیرابه زباله ها مخلوط شده و مایعی بسیار آلوده کننده ای تشکیل می شود. (8)

شیرابه مایعی است که از میان مواد زائد جامد تراوش شده و حاوی مقایر زیاد مواد محلول و معلق است. طبق تحقیقات انجام گرفته، در ایران بیشتر مواد زاید را سبزیجات، به جای مانده میوه ها و مواد غذایی تشکیل می دهند، در نتیجه میزان مواد محلول و مایع زباله های خانگی بالاست. عناصری همچون سدیم، کلسیم، آهن، مس، آلومینیوم، سرب، روی، نیکل، کادیوم، کروم و انادیم در شیرابه یافت می شوند. (10)

شیرابه حالت اسیدی دارد و میزان PHآن بستگی به غلظت اسیدهای موجود در ترکیبات زباله و co2 حاصل از اکسیداسیون مواد دارد. به دلیل خطرناک بودن ورود شیرابه ها به آبهای زیرزمینی، باید بیشترین کوشش برای حذف یا محدود کردن آنها صورت گیرد. پیدایش و ظهور شیرابه می تواند همزمان با دفن زباله و یا دیرتر و تا 20 سال بعد هم ادامه داشته باشد.

اکسیژن مورد احتیاج جهت اکسیداسیون یک شیرابه، فاضلاب و پس آب معیار مناسبی برای آگاهی از میزان مواد آلوده کننده موجود در آنهاست. دو روش تعیین میزان آلودگی که بر اساس موارد یاد شده، تحت عناوین BOD و COD شناخته شده اند:

BOD (biochemical Oxygen Demand یک شیرابه، عبارت است از میزان اکسیژن مورد احتیاج میکروارگانیسم ها در اکسیداسیون بیوشیمیایی مواد آلی موجود در آن، در حقیقت BOD تعیین کننده میزان اکسیژن مورد احتیاج برای ثبوت بیولوژیکی مواد آلی نمونه مورد نظر خواهد بود. اگر BOD آبی در حدود 1 میلی گرم در لیتر باشد، آب خوب و اگر به حدود 3 برسد، مشکوک و بیشتر از 5 میلی گرم در لیتر، آلوده است. (5)

COD (biochemical Oxygen Demand یک شیرابه، عبارت است از میزان اکسیژن مورد احتیاج برای اکسیداسیون مواد قابل اکسیداسیون موجود در آن است. میزان COD معمولا با استفاده از یک عامل اکسید کننده قوی در محیط اسیدی قابل میزان گیری است. تعیین BOD با وجود ارزش فراوان به همراه دو نکته ضعف اساسی است: اولی طولانی مدت بودن آزمایش و دومی امکان مسموم شدن به میکروارگانیسم های مورد نظر در تماس با مواد آلوده در این مدت زمان طولانی است. از این رو تعیین COD با صرفه تر از تعیین BOD است. (5)

شیرابه زباله به شدت آلوده است به طوری که BOD آن بین 20 تا 30هزار میلی گرم در لیتر و COD آن حدود 30 تا 45 میلی گرم در لیتر متغیر است.

تخریب بیولوژیکی مواد زائد در محل دفن معمولاً غیرهوازی است، مگر در قسمت هایی که اکسیژن فراوان در دسترس باشد. تجزیه غیرهوازی منجر به فراوری کربن دی اکسید، متان، آمونیاک، هیدروژن، الکل و مواد آلی با BOD و COD بالا می شود، در حالیکه تجزیه هوازی فراوری کربن دی اکسید، نیترات، سولفات و آب می نماید.(9) . این مواد به همراه سایر عناصر خطرناک، تأثیرات نامطلوبی را بر کیفیت آبهای زیرزمینی می گذارند.

3- اثر گاز زباله ها بر کیفیت آبهای زیرزمینی

یکی از محصولات تخمیر زباله های گاز است که عمده آن گاز متان (CH4) و گاز دی اکسید کربن (CO2) می باشد. میزان گاز فراوری شده مستقیما با رطوبت، دما و ترکیب زباله ارتباط دارد. میزان گاز فراوریی در حدود 2 لیتر برای هر 1 کیلوگرم زباله خشک می باشد که این گاز روزانه بنی 6/5 تا 24 سانتی متر به طور عمودی و 7/5 تا 42/5 سانتی متر به طور افقی در زمین حرکت می نماید. (3) کربن دی اکسید سختی آبهای زیرزمینی را بالا می برد و بعلاوه به دلیل پائین آمدن PH خورندگی آب را افزایش می دهد.

4- مطالعات زمین شناسی قبل از تعیین محل دفن زباله

مکانی که برای دفن زباله ها انتخاب می شود، در ابتدا باید از جهات مختلف مورد آنالیز قرار گیرد، برای مثال در مطالعات اولیه باید نقشه برداری انجام شده و وضع منطقه از نظر توپوگرافی تعیین شود. بعلاوه مطالعات زمین شناسی، هیدرولوژی، زهکشی طبیعی منطقه، خاک پوششی، شرایط دسترسی به محل، مکان سنجی و ... انجام گیرد.

قبل از انتخاب قطعی یک مکان برای دفن زباله ها، شرایط آب های زیرزمینی باید تعیین شود و نوع استفاده از آبهای زیرزمینی منطقه تعیین شود. در صورتی که لازم است از سفره های زیرزمینی برای مصارف شرب و شستشو و... استفاده شود. باید دقت کافی به خرج داد تا از فراوری شیرابه، جلوگیری به عمل آید.

در رابطه با آلودگی آبهای زیرزمینی و امکان نفوذ شیرابه به داخل آنها همیشه باید قدرت تصفیه پذیری و برطرف آلودگی در هنگام حرکت شیرابه از لایه های مختلف زمین را مد نظر قرار داد. از طرف دیگر، با توجه به احتیاج روزافزون جامعه به آبهای زیرزمینی و امکان استفاده از این آبها برای شرب، آلودگی آنها حتی به میزان کم، می تواند مشکل آفرین باشد. به دلیل جریان آهسته آبهای زیرزمینی، قدرت خود پالایی آنها به مراتب کمتر از آبهای سطحی است. (10)

برترین مکان آنهایی هستند که عوامل طبیعی در آن محل ها شرایط خوبی را برای دفن مواد زائد به وجود آورده باشند. برترین مکان ها، در نقاط خشک و نیمه خشک قرار دارند. در چنین مکان هایی عمدتا به دلیل وجود زمین کافی و پایین بودن عمق آب های زیرزمینی شرایط دفن نسبتا ایمن می باشند. (شکل1)

با توجه به اینکه در منطقه ها مرطوب زباله ها در نزدیکی سطح آبهای زیرزمینی دفن می شود، حتی علی رغم وجود خاک نسبتاً غیرقابل نفوذ رس و سیلت، هرگونه شیرابه فراوریی در محل دفن تجمع یافته و در اثر فیلتراسیون طبیعی و تبادل یونی بین خاک رس و شیرابه، به آبهای زیرزمینی وارد می شود. این موضوع در خصوص صندلی های دفن زباله سایر منطقه های که در آنها سطح آبهای زیرزمینی بالا باشد، هم صدق می نماید. بنابراین، حداقل ارتفاع خاک غیرقابل نفوذ، بین قسمت تحتانی محل دفن و سطح آب باید 10 متر باشد. اگر ضخامت خاک غیرقابل نفوذ کمتر از 10 متر باشد، جنس صخره های بستر باید مورد مطالعه قرار گیرد.

در صورتی که محل دفن در بالای سطح آبهای زیرزمینی باشد و فاصله بین محل دفن و سطح آبهای زیرزمینی از سیلت و شن و صخره های ترکدار تشکیل شده باشد، پتانسیل آلودگی شدید، بسیار کم است. (شکل2)زیرا شیرابه به هنگام عبور از صخره های ترک دار، به صورت طبیعی فیلتر شده و تجزیه می شود. به علاوه، آلاینده ها فقط در صخره های ترک دار پخش خواهند شد. به هر حال، در صورتی که سطح آبهای زیرزمینی بالاتر باشد و یا ضخامت مواد نفوذ پذیر بالای سطح آب زیرزمینی کمتر باشد، آبهای زیرزمینی شدیدا آلوده خواهند شد.

در صورتی که مواد زائد جامد در زمین شنی نفوذ پذیر، دفن شوند و سطح آبهای زیرزمینی زیر این لایه های شنی قرار گرفته باشد، آبها سریعا آلوده خواهند شد. (شکل3)

5- مدیریت و تصفیه شیرابه در محل دفن

در مراکز دفن مواد زائد جامد در صورتی که شیرابه و انتشار گاز در آنها کنترل نشود اثرات زیست محیطی مختلفی را ممکن است از خود بروز دهند. برای تصفیه شیرابه از روش های مختلفی استفاده می شود که تعدادی از آنها عبارتند از:

* گردش مجدد شیرابه در زباله های دفن شده (تصفیه در جا)

* تبخیر شیرابه

* تخلیه درفاضلاب شهری و تصفیه مخلوط هر دو

* تصفیه بیولوژیکی هوازی و بی هوازی

* تصفیه فیزیکی - شیمیایی

* اسمز معکوس

* حذف آمونیاک

* کمینه سازی شیرابه (Leachate Minimization)

در زیر به شرح بعضی از این روشها می پردازیم:

گردش مجدد شیرابه: یک روش مؤثر برای تصفیه شیرابه، جمع آوری و بازگردش شیرابه از محل دفن می باشد. هنگامی که شیرابه به محل دفن برگردانده می شود غلظت اجزاء ترکیبی آن در اثر فعالیت های بیولوژیکی و سایر واکنش های فیزیکی و شیمیایی در درون محل دفن زباله اتفاق می افتد، کاهش می یابد. مزیت عمده بازگردش شیرابه به محل دفن، بهبودی گاز محل دفن است که حاوی متان می باشد. (6)

تبخیر شیرابه:

در این روش شیرابه را وارد برکه های تبخیر کرده تا به مرور زمان تبخیر شود. این روش یکی از ساده ترین سیستم های مدیریت شیرابه است.

تخلیه به تصفیه خانه ی فاضلاب:

در جاهایی که محل دفن نزدیک شبکه جمع آوری فاضلاب واقع شده یا جاهایی که فاضلابرو تحت فشار برای اتصال سیستم جمع آوری شیرابه محل دفن به یک سیستم جمع آوری فاضلاب می تواند استفاده شود، اغلب شیرابه به شبکه جمع آوری فاضلاب تخلیه می شود. دربسیاری از موارد یک عمل پیش تصفیه یا استفاده از چند روش تصفیه برای کاهش میزان ترکیبات آلی شیرابه قبل از اینکه به فاضلابرو تخلیه شود، لازم است. (7)

تصفیه بیولوژیکی هوازی و بی هوازی:

با تصفیه بیولوژیکی می توان به میزان قابل توجهی BOD را کاهش داد. ولی تصفیه شیرابه زباله های کهنه به دلیل داشتن مولکول های بزرگ همچوناسید هومیک و اسید فلویک، مشکل تر می باشد.

6- نتیجه گیری

از آنجایی که نفوذ شیرابه در سفره های آب زیرزمینی باعث افزایش مواد مضر و آلاینده در آنها می شود، در مراکز دفن زباله باید با بکارگیری یکی از روش های پیشنهادی در این مقاله و سایر روش ها، از ورود شیرابه به آبهای زیرزمینی جلوگیری کرده و آن را دفع یا تصفیه کنند.

منابع:

1- فتائی، ا.، 1385، مدیریت مواد جامد زائد، انتشارات مهد تمدن.

2- راهن، پری، ترجمه: فاطمی، م.، رضایی، پ.، 1383، زمین شناسی مهندسی از دیدگاه محیطی، انتشارات دانشگاه هرمزگان

3- غیاث الدین، م.، داویدیان، م.، 1365، اثر دفن زباله بر آبهای سطحی و زیرزمینی منطق کهریزک و جاجرود، مجله محیط شناسی - سال سیزدهم - شماره 14

4-غصبان،ف.، 1385، زمین شناسی زیست محیطی، انتشارات دانشگاه تهران

5- www.daneshnameh.ir

6- دانش، شهناز - تیرماه 1385، طرح تحقیقاتی شناخت و ارائه راهکارهای کاهش بو در محل دفن زباله و کمپوست زباله های شهر مشهد

7- صفری، الف.، 1384، کاهش درجای بار آلی شیرابه در محل دفن زباله کهریزک، مجله محیط شناسی، سال سی و دوم، شماره 35

8- Cameron، robertD. 1987The effects of solid waste land fill leachates on receving waters journal of american water works association 173-176

9- salvato. j.A. wike. G. william 1971.sanitary land-fill leaching prevention and control, wrolater pullution control fedration vol. 43،10،pp.2048 2100.

10- Tchobanglous, G.thisen, h. fliassen R.1977.solid wastes engineering principle and management pp.322, McGraw- hill Book Company Newyork.

11- Todd, D.K.AND Larry, W.M., 2005,Groundwater Hydrology. John Wiley & Sons Publications

منبع: ماهنامه اطلاعات علمی شماره 366

منبع: راسخون