زیست توده

ارزیابی دقیق زیست توده به منظور مدیریت جنگل و درک نقش آن به عنوان منبع کربن، اهمیت بسیار دارد. از آنجا که 50 درصد زیست توده جنگل ها مشتمل بر کربن است، لذا برآورد مقدار زیست توده جنگل ها، از جنبه بررسی مقدار انرژی ذخیره شده در جنگل ها و همچنین تغییرات آب و هوایی در کانون توجه قرار می گیرد. بهترین راه برای برآورد دقیق زیست توده، ایجاد مدل های تخمین براساس داده های محلی جمع آوری شده است. امروزه استفاده از تکنیک های سنجش از دور با کمک داده های محدود زمینی، تحولی شگرف را در تدوین و بهره برداری از اطلاعات مربوط به زیست توده جنگل شکل داده است. نبود معادلات محلی زیست توده و ابهام در برآورد دقیق آن براساس معادلات جهانی، این مقاله را به سمت تکوین و توسعه معادلات زیست توده برای جنگل های گیلان ـ واقع در شمال ایران ـ رهنمون ساخته است. در این مقاله بدین منظور به نمونه برداری از جنگل و اندازه گیری پارامترهای مختلف همچون ارتفاع و قطر درخت در 28 پلات با ابعاد 30 30 متر (900 متر مربع) در منطقه مورد مطالعه پرداخته می شود؛ و با استفاده از روش غیرمخرب، مقدار زیست توده مربوط به این پلات ها محاسبه می گردد. سپس با بهره گیری از تصاویر نوری و راداری ماهواره ALOS، بین اطلاعات سنجش از دور و مقدار زیست توده جنگل، از طریق معادلات رگرسیون چندمتغیره، ارتباط برقرار می شود. گفتنی است که بهترین مدل تخمین با استفاده از آنالیز رگرسیون چندمتغیره، براساس گونه درخت با ضریب تعیین 731/0 و (ton/he) 88/13=RMSE برآورد شده است.

در این پژوهش پسماندهای کشاورزی مناسب در ایران برای تولید سوخت های زیستی و استان های دارای پتانسیل احداث پالایشگاه زیستی مشخص گردید. بیشترین تولید زراعی ایران غلات است. ایران با داشتن سهم 0.86 درصدی در تولید غلات و 0.9 درصدی در تولید پسماندهای کشاورزی جهان، پتانسیل تولید سوخت های زیستی را دارد. در میان 10 کشور اول تولید کننده ی سوخت زیستی، تولیدات پسماند غلات ایران بیش تر از هلند است. به ترتیب استان های خوزستان، فارس، تهران، قزوین، خراسان رضوی، سیستان و بلوچستان، همدان، مازندران، گلستان، اصفهان، کرمان، آذربایجان غربی، آذربایجان شرقی، اردبیل، لرستان، کرمانشاه و مرکزی دارای پتانسیل تولید سوخت های زیستی از پسماندهای کشاورزی هستند.

توسعه اقتصادی و افزایش تقاضا برای انرژی، استفاده از منابع انرژی بی خطر و تجدیدپذیر را ضروری می نماید. پسماند جامد روستایی به عنوان یکی از منابع زیست توده به طور قابل توجهی در ایجاد یک منبع انرژی تجدید پذیر کمک می نماید. بررسی ها نشان می دهد که انرژی زیست توده می تواند یکی از گزینه های مناسب برای جایگزینی با سوخت فسیلی باشد. چراکه افزون بر آثار مخرب کمتر بر محیط زیست، می توان آن را به عنوان منبع پایان ناپذیر انرژی محسوب نمود. هدف کلی از این پژوهش تبیین چارچوب مفهومی-کاربری استفاده از انرژی تجدید پذیر در مناطق روستایی با محوریت منابع زیست توده است که به منظور عملیاتی شدن هدف مذکور، با بررسی منابع معتبر داخلی و خارجی در زمینه موضوع تحقیق، چارچوب مفهومی طراحی و سپس با استناد به چارچوب مفهومی تحقیق، میزان انرژی قابل استحصال روستا در بخش های باغی، زراعی، دامی و خانگی موردمحاسبه قرار گرفت. در ادامه با توجه به محاسبات پایه انرژی در منطقه موردمطالعه، به ارائه سناریوهای کاربردی در این زمینه پرداخته شد. نتایج حاصل نشان داد که میزان کل انرژی حاصل از زیست توده برابر با 1/ 70857266 کیلوژول است که با تعریف سناریوهای متعدد و میزان انرژی محاسبه شده از بخش زیست توده می توان 17/ 17 در صد مصرف برق خانگی ،60/ 2 درصد مصرف گاز ، 58/68 درصد در تأمین انرژی موردنیاز بخش روشنایی معابر عمومی روستا، 67/54 درصد در تأمین برق پمپ آب رسانی روستا به اراضی منابع طبیعی با ارتفاع 131 متر، 70/3 درصد در تأمین برق آبیاری بارانی و یا 60/42 برق موردنیاز آبیاری قطره ای اراضی روستای موردمطالعه را تأمین نمود.

هدف اصلی این مطالعه استخراج تاثیرات کوتاه مدت و بلندمدت رشد تولیدات کشاورزی بر تولید زیست توده در منطقه خاورمیانه و بویژه ایران است. در این مطالعه با استفاده از داده های پانلی 11 کشور واقع در منطقه خاورمیانه برای دوره 1980 الی 2013 دو هدف اصلی مورد بررسی قرار گرفت. نخست آزمون وجود یا عدم وجود منحنی زیست محیطی کوزنتس بین زیست توده و رشد اقتصادی در منطقه خاورمیانه و ایران. در گام بعد به بررسی اثر رشد تولیدات کشاورزی بر تولید زیست توده پرداخته شد. در این مطالعه از سطح زیر کشت اراضی کشاورزی بعنوان معیاری از تولیدات بخش کشاورزی استفاده و آزمون ریشه واحد و تحلیل های همجمعی پنلی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج مطالعه نشان داد که در هر دو جامعه آماری ایران و منطقه خاورمیانه فرضیه منحنی زیست محیطی کوزنتس میان تولید زیست توده و رشد اقتصادی وجود دارد. همچنین نتایج حاکی از تاثیر کوتاه مدت و بلند مدت رشد تولیدات بخش کشاورزی بر تولید زیست توده در منطقه خاورمیانه و ایران است.

در حال حاضر در کشور سهم تولید انرژی از زیست توده بسیار ناچیز و در حد 56/10 مگاوات می باشد. یکی از نیروگاههایی که در فرایند تولید انرژِی زیست توده نقش دارد. نیروگاه سازمان پسماند شهرداری مشهد است که به منظور بهینه کردن تولید این نیروگاه، تکنیک جاروب کشی بیوگاز تولیدی با آب به صورت ثقلی پلکانی در آن اجرا شد نتایج مبین این مسئله است؛ که خالص سازی بیوگاز از سولفید هیدروژن بسته به شرایط بین 31 تا 97 درصد بوده است و متوسط درصد میزان حذف سولفید هیدروژن برابر60 درصد بوده است. در این تکنیک با استفاده از آب بدون سیرکولاسیون در سیستم باز هر مترمکعب آب قادر به تصفیه حدود 630 مترمکعب بیوگاز بوده است. از طرف دیگر بررسی ها نشان داد؛ اگر زباله ها قبل از دفن تفکیک شوند و بیوگاز تولیدی از آن خالص سازی شود. ارزش ریالی انرژِی تولیدشده به میزان 7/27 درصد افزایش خواهد یافت هزینه این تکنیک با اتکا به تجهیزات داخل کشور در مقایسه با نمونه مشابه خارجی در حدود 89 درصد کمتر خواهد شد.

استفاده از روش ها و فناوری های جدید از جمله تولید بیوگاز برای تأمین انرژی مورد نیاز روستاها نه تنها از نظر اقتصادی بلکه از نظرهای اجتماعی و زیست محیطی نیز حائز اهمیت است. با توجه به تنوع منابع زیست توده موجود در روستاهای کشور از جمله فضولات دامی، پسماند آلی خانگی و لجن تخمیری امکان تولید بیوگاز در این مناطق وجود دارد. زیست توده کود حیوانی، از مقدار ارزشمندی از گاز متان قابل احتراق تشکیل شده است که می تواند با هضم در یک گوارنده مخزن ثابت، در اجاق گاز ساده برای پخت و پز و یا تأمین برق استفاده شود. مقاله حاضر، راهنمایی کاربردی برای تأمین انرژی مورد نیاز برای نواحی روستایی با کمک بیوگاز است که اثر زیادی در کاهش مصرف سوخت های فسیلی خواهد داشت، ضمن اینکه هزینه انرژی خانوارهای روستایی را کاهش می دهد. در این مقاله با توجه به آنکه در ساخت و احداث واحدهای بیوگاز توجه به تعداد و نوع حیوانات و مقدار پسماندهای آلی قابل تجزیه، محل احداث واحد و درجه حرارت محیط بسیار اهمیت دارد، منطقه طینوج قم به عنوان مورد مطالعاتی انتخاب شده است که در آن واحدهای صنعتی و سنتی دام و طیور به صورت متمرکز فعالیت می نمایند و از نظر جمع آوری فضولات مشکلاتی دارند. به علاوه مدیریت کاربرد این فضولات به منظور تولید انرژی برای ایجاد حرارت و روشنایی از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این قبیل روستاها با تعداد مناسبی از دام می توان گوارنده هایی با ظرفیت های کوچک در مقیاس خانگی و محلی احداث نمود. از دیگر موارد با اهمیت توجه به درجه حرارت محیط برای عملیات رآکتور است، زیرا فرایند هضم بی هوازی در درجه حرارت های بالاتر یعنی ۳۰ تا ۵۰ درجه سانتیگراد بهتر عمل می کند و نیاز به هزینه بیشتر برای عملیات عایق کاری بسیار زیاد و صرف انرژی بیشتر برای گرمایش رآکتور نیست. مطالعات پتانسیل سنجی منابع زیست توده نشان می دهند که در اکثر روستاهای کشور می توان در دو مقیاس خانگی و نیمه صنعتی دستگاه های بیوگاز را توسعه داد و از آن ها بهره گرفت.

گسترش روستاها و تغییر در کیفیت زندگی مردم روستا موجب تغییر در کمیت و کیفیت پسماند تولیدی در روستاها شده است. با توجه به این تغییرات، شناسایی و بررسی پتانسیل بازیافت به منظور حفظ ایمنی، بهداشت و محیط زیست روستاییان اهمیت دوچندان می یابد. لذا در این مقاله ابتدا به بررسی مفهومی سیستم مدیریت پسماند و کیفیت و کمیت زباله تولیدی در روستاهای استان بوشهر بر اساس مطالعات میدانی و توزیع پرسشنامه پرداخته می شود و بر اساس تحلیل نتایج به دست آمده پتانسیل بازیافت در منطقه و راهکارهای اجرایی متناسب ارائه می گردد. در 94 درصد روستاها مردم با مشکل عدم مشارکت در تفکیک، جمع آوری و دفع زباله مواجه و 5/62 درصد روستاها با مشکل رها شدن زباله ها توسط اهالی روستا مواجه هستند. در 41 درصد موارد، مردم روستا، در صورت عدم مشاهده نتیجه کار، حاضر به همکاری در فرآیند تولید بیوگاز نیستند. با استفاده از آزمون ویلکاکسون با اطمینان 95 درصد، فرضیه پژوهش مبنی بر اینکه اغلب مدیریت های اجرایی پسماندها در محدوده روستاهای استان از حداقل سازماندهی و مدیریت اولیه در زمینه پسماندها برخوردارند تایید می شود. سه عنصر موظف حمل و نقل، بازیافت و دفع به منظور کاهش هزینه و افزایش راندمان می باید به صورت مشترک و منطقه ای به اجرا در آید.