پایان نامه ارشد رایگان درباره دی اکسید کربن، انرژی مصرفی، آلودگی هوا

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