نیشکر این شهر منجر به ایجاد بیماریهای قارچی و باکتریایی گردیده که نگرانیهای زیادی ایجاد کرده است.
هارلی65 (2013) با بررسی وضعیت آلودگی سیستم کشت نیشکر و پذیرش آن در آفریقا بیان کردند پذیرش و گسترش کشت نیشکر تحت تاثیر عواملی همچون قیمت نهاده‌ها و نیروی کار و مقدار آلودگی تولیدی در کشت این محصول میباشد.
سجاد و همکاران (2012) با بررسی آلودگی هوای ناشی از سوزاندن مزارع نیشکر در پاکستان و تاثیرش بر اکوسیستم گیاهی بیان کردند آتش زدن مزارع نیشکر قبل از برداشت نیشکر بر حشرات، پرندگان و گونههای گیاهی و اکوسیستم اطراف مزارع نیشکر سوزانده شده تاثیر معناداری داشته است.
کامپوس مارتین66 و همکاران (2004) بیان کردند که سولفور موجود در سوخت‌ها و روغن‌های مصرفی در ماشین‌ها موجب ایجاد آلودگی محیط زیست مانند باران‌های اسیدی و آلودگی هوا می‌شود. امروزه بسیاری از کشورها در قوانین محیط زیستی خود محدودیت‌هایی برای وجود سولفور در سوخت‌های مورد استفاده در حمل و نقل دارند (میت67و همکاران، 2003). احتراق سوخت‌های فسیلی بزرگترین انتشار دهنده آلاینده‌ها، مصرف آن‌ها رشد سریعی از سال 1970 تاکنون داشته است. انتشار جهانی گاز دی اکسید کربن از سال 1970 تاکنون سریع‌تر از هر زمان دیگر بوده است (بی‌نام، 2007).
کک68و همکاران (2006) شاخص انرژی را به دو دلیل عمده به عنوان نشانگر محیط زیستی پایداری عنوان می کنند: اول اینکه مصرف انرژی بر روی سه عامل محیط زیستی فرسایش منابع اثرات زیست محیطی منطقهای (همچون باران‌های اسیدی) و اثرات جهانی (همچون اثرات گلخانه‌ای) تأثیر گذار است. دوم اینکه شاخصهای آماری انرژی بهترین اطلاعات محیط‌زیستی میباشند و امکان محاسبه انرژی در رابطه با میزان مصرف را فراهم میآورند (سامی، 1389).
کارادمیر69 (2005) در تحقیقی آلودگی هوا بالقوه از احتراق سوخت در بویلرهای صنعتی در شهرکاکیلی70 ترکیه در سال 2005 ارزیابی کردند که بیان کردند عوامل انتشار محاسبه شده برای آلایندههایی شامل PM، NO2، SO2،CO و فرمالدهید قابل مقایسه با داده‌های دیگر کشورها میباشد.
سزمریکسانی71 (1994) و ریپولی72و همکاران (2000) افزایش قابل ملاحظهای در میزان مونواکسیدکربن و ازون در اتمسفر اطراف نیشکر در سائوپائولو (برزیل) در زمان سوزاندن پیش از برداشت را گزارش دادند (کایرشهف73 و همکاران، 1991). در ارتباط با ارائه الگوها توسط ویر74، پارک و همکارانش75 (1998) گزارش کردند که سوزاندن نیشکر قبل از برداشت بزرگترین منبع تولید و انتشار گازهای گلخانه‌ای در کشت نیشکر استرالیا است.در برزریل، آلاینده‌های انتخاب شده در اتمسفر شهر و نیز اطراف مزارع گوتاکازس76 را بررسی کردند، و نتیجه گرفتند که دود وسایل نقلیه و سوزاندن باگاس و بقایای نیشکر دو منبع بزرگ آلودگی هوا بودند (داسسانتوس77، 2002).
نارایان78 (1999) مشاهده کرد که گسترش سوزاندن نیشکر در فیجی از 19 درصد به 62 درصد بین سالهای 1968 و 1977 افزایش یافته و باعث عدم کارایی عظیمی در این صنعت شده است. مشکل بو مربوط به پساب کارخانه شکر توسط محققین زیادی گزارش شده است (یانگ79 و همکاران، 1991 در هاوایی ؛ سینا80، 1993 در هند). ممکن است که هنگام عملیات خشک کردن و نیز مناطق انبار کردن بهدلیل تجزیه باقیماندههای نیشکر و مواد آلی دیگر رخ دهد (یونیپ، 1982). هیندی81 (1990) گزارش کرده است که کارخانه قند (در نزدیکی یکی از مناطق مسکونی) تنها منبع آلودگی هوای یکی از مناطق ابوکارکاس82 در مصر بوده است.
مطالعات زیادی به بررسی رابطه بین مصرف انرژی و سایر عوامل با آلاینده‌های محیط‌زیستی پرداختند. تونک83 و همکاران (2007) برای مشخص کردن رابطه بین تولید، سوخت و انتشار گاز دی اکسید کربن در 43 صنعت ترکیه از نسبت خروجی به ورودی استفاده کردند.
لیس84 (2006) انتشار گاز دی اکسید کربن را از سال 1980 تا 2003 مورد بررسی قرار داد و نتیجه گرفت که انتشار گاز دی اکسید کربن در دهه 1980 و 1990 افزایش یافته است ولی در همین زمان افزایش شدت انرژی موجب کاهش مقدار کم انتشار این گاز شده است.
مطالعات زیست محیطی در کشاورزی ایران
نوروزی و همکاران (1389) طی تحقیقی نقش چشمهها و چاهکهای انتشار گاز گلخانه‌ای متان در پدیده گرمایش جهانی را بررسی کردند و بیان کردند که با توجه به رشد بالای جمعیت و افزایش نیاز به محصولات کشاورزی بخصوص برنج و همچنین توسعه دامداریها تمرکز متان یکی از مهمترین معضلات جامعه جهانی خواهد.
نظری قهرودی (1384) در تحقیقی عوامل انتشار الایندههای نیروگاههای با سوخت فسیلی را بررسی کردند که نتیجه گرفتند که عوامل انتشار گاز مونواکسیدکربن در نیروگاههای با سوخت مازوت از بین نیروگاههای مورد مطالعه دارای بیشترین مقدار و عامل انتشار SO4 در نیروگاههای با سوخت گاز طبیعی دارای حداقل مقدار خود بوده و فاکتور انتشار آلاینده NOX در تمام نیروگاه‌ها بیشترین مقدار را در نیروگاه صرفا با گاز طبیعی و کمترین مقدار را در نیروگاه با سوخت مازوت دارد.
واردی و همکاران (1377) طی تحقیقی با بررسی خصوصیات فیزیکیشیمیایی آب رودخانه قرهسو در استان مازندران دریافتند که این رودخانه از لحاظ فاکتورهای دما، PH، سختی، کلسیم، منیزیم، کلرور، نیترات، آمونیوم و سیلیس در وضعیت مطلوبی جهت پرورش ماهیان گرمایی بوده است.
مطالعات زیست محیطی تولید نیشکر در ایران
سرانه انتشار NOx، SO2 و CO2 به ترتیب از 4/2، 1/4 و 607 کیلوگرم به ازای هر نفر در سال 1346 به 3/19، 9/11 و 7/6881 کیلوگرم در سال 1386 افزایش یافته است (بی‌نام، 1391). کن85 (2007) بیان می‌کند که گاز دی اکسید کربن یکی از مهمترین گازهای گلخانه‌ای است که در قرن گذشته به بالاترین مقدار تمرکز آن در اتمسفر رسیده است. این افزایش بیشتر به دلیل استفاده ناپایدار از سوخت‌های فسیلی و تغییر در استفاده از زمین بوده است (بی‌نام، 2001). بخش حمل و نقل با تولید 2/47 درصد از کل انتشار NOx، 8/28 درصد SO2، 1/97 درصد CO، 3/78 درصد از ذرات معلق، دارای بیشترین سهم در انتشار انواع گازها در میان بخش های مصرف کننده‌ی انرژی کشور در سال 1390 بوده است. لازم به ذکر است که بخش نیروگاهی و حمل و نقل بیشترین میزان انتشار SO2 و بخش‌های خانگی، تجاری و عمومی و نیروگاهی بیشترین میزان انتشار CO2 را به خود اختصاص دادند. بخش‌های حمل و نقل، نیروگاه‌ها و صنایع، سهم به سزایی در تولید دی اکسید گوگرد و اکسیدهای ازت دارند، به طوری که به ترتیب حدود 05/85 و 73/85 درصد از انتشار کل این گاز در ایران مربوط به این بخشها است (بی‌نام، ج، 1392).
قدرتی (1391) طی تحقیقی با بررسی میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای متان و دیاکسیدکربن کارخانه خمیرمایه دعبل میزان گاز متان را 93/1 و گاز دیاکسیدکربن 17/124766 تن در سال محاسبه کردند.
بهنود و همکاران (2013) با بررسی میزان آلودگی روغن ناشی از فرآوری نیشکر با کاربرد اندازههای مختلف ذرات باگاس جهت جذب روغن موجود در سطح آب بیان کردند که ذرات باگاس برای جذب روغن مفید بوده و با کاهش اندازه ذرات باگاس، قدرت جذب لایههای روغن موجود در آب بیشتر بوده و مقدار جذب هر گرم باگاس 6 تا 8 گرم روغن و بیشترین مدت زمان هر جذب 5 دقیقه بوده است.
امینصالحی و همکاران (2012) با بررسی وضعیت آلودگی تولید اتانول از باگاس بیان کردند که به لحاظ وضعیت آلودگی بیش از حد شهرهایی بزرگ بهتر است سوخت اتانول جایگزین سوخت‌های معمول گردد.
بر اساس گزارش بانک جهانی در سال 2007، از بین چندین آلاینده هوا که موجب تغییرات آب و هوا می‌شوند، گاز دی اکسید کربن 8/58 درصد آن‌ها را تشکیل می‌دهد. برنامه‌ریزی مناسب و تقلیل آثار سوء ناشی از مصرف انواع حامل‌های انرژی، توجه به میزان انتشار انواع آلودگی‌ها را ضروری می سازد.
در مورد آلودگی‌های زیست محیطی سیستم تولید شکر و نیز مقایسه بودجه انرژی مصرفی در کشت و صنعت‌های استان خوزستان تاکنون تحقیق جامعی صورت نگرفته است. محدود تحقیقات انجام گرفته عمدتا در جهت اندازهگیری انرژی مصرفی در سطح مزرعه و در سطح یک واحد تولیدی بوده است (نصیریان، 1383؛ زارعی شهامت، 1389؛ کریمی، 1387؛ احمدی، 1388؛ غدیریانفر، 1392). بنابراین بررسی و برآورد میزان انتشار گازهای آلاینده از بخش‌های مختلف مصرف‌کننده انرژی در تولید شکر ضروری به نظر می‌رسد.
فصل سوم
مواد و روش‌ها
موقعیت تحقیق
این تحقیق در شرکتهای کشت و صنعت نیشکر کارون واقع در شمال رودخانه کارون و کشت و صنعت میزاکوچکخان واقع در غرب رودخانه کارون، صورت گرفت که موقعیت دقیق آن‌ها به شرح ذیل است.
کشت و صنعت کارون: در طول جغرافیای ’43 °48 شرقی و عرض جغرافیایی ‘5 و °32 شمالی در 18 کیلومتری شهر شوشتر با داشتن 40000 هکتار اراضی که 25000 هکتار اراضی آن زیر کشت بوده و در قالب چهار واحد کشاورزی به مقدار 6250 هکتار تقسیم بندی شده که متوسط اندازه قطعات مزرعه بین 25-20 هکتار میباشد.
کشت و صنعت میرزاکوچکخان: در 75 کیلومتری جنوب غربی اهواز در حدفاصل رودخانه کارون و جاده اهواز – خرمشهر با 12000 هزار هکتار مزارع با مشخصات جغرافیایی حد شمالی’ 15 °31، حدجنوبی’ 46 °30، حد شرقی’ 3 °48 (رودخانه کارون) حد غربی’ 12 °48 (جاده اهواز- خرمشهر) میباشد.
روش جمع آوری اطلاعات
داده‌های مورد نیاز در اين تحقيق، ميزان مصرف نهاده‌‌های تولید شکر (كود و مواد شيميايي، قلمه، ساعات استفاده از نيروي كارگر، ساعات استفاده از ماشين‌ها و نوع ماشین، میزان مصرف سوخت، میزان مصرف برق و هزينه معادل آن‌ها) و نیز داده‌های زیستمحیطی از شركت‌هاي کارون و میرزا کوچکخان به صورت جداول آمار، اطلاعات ساليانه، مصاحبه و مشاهده گردآوری شد. به منظور تحلیل انرژی از شاخص‌هاي نسبت انرژی، بهره‌وری انرژی، انرژی ویژه و خالص انرژی استفاده شد که برای محاسبه آن‌ها ابتدا میزان انرژی مصرفی در تولید نیشکر به شرح زیر محاسبه شد.
مجموع انرژیهای ورودی
انرژی در کشاورزی به صورت مستقیم (انرژی لازم برای انجام کار) و غیر مستقیم (انرژی مصرف شده برای تولید نهاده‌ها) استفاده می‌شود.
انرژیهای مستقیم86
منظور نوعی از انرژی است که به صورت مستقیم و بی واسطه منجر به انجام کار یا فعالیت می‌شود.نیروی انسانی، دام، محتوای انرژی سوخت‌ها و همچنین برق جزء منابع انرژی مستقیم به شمار میروند (دارلینگتون87، 1997).
انرژیهای غیر مستقیم88
منظور نوعی انرژی است که قبل از مزرعه برای تولید نهاده‌ها مصرف شده است. مانند انرژی مصرفی برای تولید ماشین‌ها، کود و مواد شیمیایی، بذر و کودهای آلی (دارلینگتون، 1997).
برای تعیین انرژی مصرفی در تولید شکر و بهینه بودن و مناسب بودن انرژی مصرفی معمولا از یکسری شاخص‌هایی مانند نسبت انرژی، بهره‌وری انرژی، شدت انرژی و انرژی خالص تولید شکر در یک واحد تولیدی شکر استفاده می‌کنند که در زیر به اختصار توضیح هرکدام آورده شده است.
همارز انرژی
معادل کمی لحاظ شده برای نهاده‌ها یا ستاندهها (محصول) در واقع مبین مقدار انرژی میباشد که در فرآیند تولید وارد یا خارج می‌شود.
محاسبه نسبت (کارایی) و بهره‌وری انرژی
نسبت انرژی89
برای هر سیستم کشاورزی نسبت انرژی خروجی به انرژی ورودی مصرفی (غیر از انرژیهای طبیعی مثل انرژی خورشید، مواد غذایی موجود در خاک، باران و غیره) متناسب با نسبت انرژی میباشد. در صورتی که کارایی انرژی (بازده انرژی) نسبت انرژی مفید خروجی ناشی از تولید به کل انرزی ورودی برای تولید (انرژی ورودی) تعریف شده است (دارلینگتون،1997).
کارایی به وضعیت عملیات، تجهیزات و ادوات و یا فرآیندها بستگی داشته و در طول زمان نوسان دارد. کارایی یک وسیله یا فرآیند، نسبت بین انرژی مفید طراحی و انرژی مفید عملی را نشان داده که انرژی مفید شکلی از انرژی بوده که نهایتا مورد نیاز مصرف کننده است.
براي محاسبه نسبت انر‍‍‍‍‍‍‍ژي
