خطرات ناشی از آلودگی شیمیایی در محیطزیست دریایی
از هشت میلیون ماده شیمیایی شناختهشده بیش از یکمیلیون آن مواد و کالاهای خطرناکی هستند که در سرتاسر جهان تولیدشده و حدود 50 هزار مورد ...
از هشت میلیون ماده شیمیایی شناختهشده بیش از یکمیلیون آن مواد و کالاهای خطرناکی هستند که در سرتاسر جهان تولیدشده و حدود 50 هزار مورد از آنها بهصورت تجاری از طریق دریا حمل میشود. بر اساس تعریف موجود در پروتکل OPRC HNS، مواد خطرناک و سمی هر مادهای غیر از نفت ازجمله انواع مشتقات نفتی، مواد مایع سمی یا خطرناک، گازهای مایعشده، مایعات با حداکثر نقطه اشتعال 60 درجه سانتی گراد و مواد بستهبندی خطرناک و مضر که در صورت ورود به محیطزیست دریایی خطراتی را برای سلامت انسان ایجاد میکند، به منابع زنده و حیات دریایی لطمه وارد میکند یا دیگر استفادههای مشروع از دریا را مختل مینماید. در این مطالعه ضمن معرفی ترکیبات خطرناک و سمی، روشهای حمل مواد سمی خطرناک، اثرات سمی این ترکیبات در محیطزیست دریا و روشهای عمومی واکنش به نشت این مواد، موردبررسی قرار خواهد گرفت.
معرفی مواد شیمیایی خطرناک
تقسیمبندیهای متفاوتی برای مواد شیمیایی خطرناک وجود دارد. در مواد شیمیایی خطرناک بهصورت جامد میتوان به انواع کودهای شیمیایی تامین کننده مواد مغذی برای رشد گیاه ازجمله نیترات سدیم و پتاسیم، گوگرد و فسفات بهطور عمده برای تولید اسید فسفریک و نیترات آمونیوم که در تولید کود و مواد منفجره استفاده میشود، اشاره کرد. مواد مایع شامل ترکیبات شیمیایی ارگانیک می باشند، بهعنوانمثال متانول، زایلین و استایرن و ترکیبات شیمیایی غیر ارگانیک مانند اسیدسولفوریک، اسید فسفریک و مضر است. تمامی گازهای مایعشده که بهصورت فله حمل میشوند مانند گاز طبیعی مایعشده، آمونیاک، اتیلن، بوتادین بهعنوان مواد سمی خطرناک طبقهبندی میشود. در جدول زیر درصد حوادث مختلف منجر به نشت مواد شیمیایی عنوانشده است.
| حوادث مختلف | درصد نشت مواد شیمیایی |
| تخلیه و بارگیری | 7 درصد |
| آسیب بدنه کشتی | 18 درصد |
| شرایط بد آب و هوایی و مواج بودن دریا | 16 درصد |
| تصادم کشتیها | 13 درصد |
| به گل نشستن کشتی در دریا | 11 درصد |
| آتشسوزی محموله کشتی | 9 درصد |
| عوامل ناشناخته | 26 درصد |
چارچوبهای بینالمللی موجود برای حملونقل مواد مضر و خطرناک در دریا
ازجمله چارچوبهای بینالمللی برای حملونقل مواد مضر خطرناک شامل ضمیمه دوم کنوانسیون مارپل است. این ضمیمه برای کلیه کشتیهایی که مایعات مضر را بهصورت فله حمل میکنند، اعمال میشود. بر اساس این ضمیمه، موادی که ممکن است باعث صدمه به محیطزیست دریایی شوند، تخلیه آنها به دریا ممنوع و باقی مانده این مواد باید به بندر تحویل داده شود. ضمیمه سوم کنوانسیون بینالمللی مارپل نیز الزامات برای پیشگیری از آلودگی توسط مواد مضر به شکل بستهبندی است. بر اساس این ضمیمه حملونقل مواد مضر ممنوع است، مگر بر اساس شرایط معینشده مانند موارد بستهبندی، علامتگذاری، برچسبزنی، وجود اسناد و مدارک کافی، چیدمان کالا و موارد مرتبط با ایمنی کشتی و حفاظت از جان افراد در دریا باشد.
فصل هفتم کنوانسیون سولاس در خصوص حمل کالاهای خطرناک به شکل بستهبندی است که شامل دو بخش است:
1- مواد جامد به شکل بستهبندی: این بخش شامل الزاماتی برای دستهبندی، علامتگذاری، برچسبزنی و روشهای انبار کردن است.
2- مواد جامد به شکل فله: این بخش شامل اطلاعات نگهداری، الزامات تفکیک مواد جامد و الزامات برای گزارشدهی حوادث است.
روشهای خطرناک حمل مواد شیمیایی در دریا
انواع محمولههای مواد شیمیایی خطرناک را میتوان بهصورت فله و یا فرم بستهبندی در دریا حمل کرد. انواع کشتیهای حملکننده مواد شیمیایی شامل:
کشتیهای حملکننده مواد شیمیایی بهصورت مایع که محموله فله مایع را منتقل میکند. ظرفیت حمل این کشتیها در حدود سه هزار تا 50 هزار تن است. این کشتیها دارای چندین مخازن جداگانه از جنس فولاد است که امکان جابهجایی همزمان چندین مواد شیمیایی بهصورت مایع را فراهم میکند.
کشتیهای کانتینردار که محموله بستهبندیشده را حمل میکند و اساسا برای محمولههای خشک (مواد شیمیایی جامد ازجمله مواد پودری) طراحیشده است.
کشتیهای حملکننده مواد شیمیایی جامد بهصورت فله که دارای ظرفیت حمل 35 هزار تا 400 هزار تن هست.
تانکرهای حمل گاز مایع برای حمل گاز تحتفشار یا سرد شده استفاده میشود. ظرفیت حمل این کشتیها در حدود 225 هزار مترمکعب گاز مایعشده است.
روشهای معمول واکنش به نشت آلودگی شیمیایی در دریا
مواد شیمیایی خطرناک با توجه به دامنه وسیع تنوع شیمیایی رفتارهای متنوعی در محیط آبی نشان میدهند و برعکس نفت که در مقابله با آب بر روی آن پخش میشود، روش کنترل آن تقریبا سادهتر از مواد شیمیایی است. مواد شیمیایی در زمان نشت در محیط آبی ممکن است در آب حل شود و یا اینکه بهصورت شناور بر روی آب باقی بماند و یا تبخیر شده و به گاز تبدیل شود و یا مجموعهای از خواص گفتهشده را به نمایش گذارند. چهار بخش اصلی در مورد روشهای واکنش به سوانح نشت مواد شیمیایی خطرناک شامل موارد زیر است:
1- ارزیابی اولیه ی حادثه شامل مشخص کردن محل وقوع حادثه، مشخصات کشتی و نحوه ی بارچینی کالا، نوع و مقدار کالای حمل شده و نشت یافته به داخل دریا، پیشبینی شرایط آب و هوایی محل وقوع حادثه، نزدیکی محل وقوع حادثه به مناطق حساس دریایی و اقتصادی
2- گزارش دهی پس از مشاهده آلودگی
3- واکنش به حادثه نشت مواد شیمیایی و کنترل منبع آلودگی با استفاده از تجهیزات مقابله با آلودگی و جمعآوری مواد زاید
4- انتقال مواد زاید جمعآوریشده به بندر و انتقال به سایت بازیافت
مقابله با ابرهای گازی محلول و غیر محلول در آب
برای مقابله با ابرهای گازی محلول در آب ازجمله آمونیاک و دیاکسید گوگرد از پمپها و وسایل آتشنشانی مستقر در کشتی و اسپری آب استفاده میشود. برای گازهای غیر محلول در آب ازجمله متان، بوتان و بوتادین اسپری کردن آب خطر آتشسوزی و انفجار را با خنک کردن سطوح داغ یا خاموش کردن جرقهها و تقلیل شعلهها کم میکند. جهت کاهش تبخیر و جلوگیری از بخارات منتشرشده سمی در مناطق بندری در مرحله اول فضایی که ابر سمی در آن تشکیلشده است محدود میشود و در مرحله بعد از غلظت بخاراتی که ابرهای سمی تولید کردهاند با استفاده از اسپری آب کاسته میشود. جهت کاهش میزان تبخیر، لایه فوم بر روی آلایندهها پاشیده میشود. برای مهار و فیلتراسیون حلالهای سمی در آب در مناطق بندری حوضچه dry dock و یا آببند sluice gates ایجاد میشود و در مرحله بعد مواد با استفاده از کامیونهای مخصوص مجهز به پمپ که آب آلوده را با سرعت به داخل فیلترهای بزرگ جهت جداسازی مواد سمی از آب دریا میفرستد، جمعآوری میشود.
مقابله با مواد شیمیایی نشت یافته شناور بر سطح آب
برای ترکیبات شیمیایی شناور بر روی سطح آب که نه تبخیر و نه در آب حل میشود و یا ترکیباتی که به آهستگی تبخیر شده و به میزان ناچیزی در آب حل میشود روشهای زیر استفاده میشود:
1- استفاده ازکف برای کاهش تبخیر و کاهش خطر آتشسوزی و انفجار
2- استفاده از مواد جاذب
3- محصور کردن آلودگی با استفاده از بومها وجمع آوری با استفاده از اسکیمر
مقابله با مواد شیمیایی نشت یافته در عمق
نشت ترکیبات شیمیایی که در بستر آب فرو میروند به میزان زیادی رسوبات بستر را آلوده میکند. جهت بازیابی مواد شیمیایی نشت یافته در مناطق ساحلی و بندری موادی که در عمق تهنشین شدهاند با استفاده از شناورها و یا بارج های مجهز به بیل مکانیکی، عملیات لایروبی بستر، انجام و مواد زاید به سایت بازیافت مواد در خشکی انتقال داده میشوند.
مقابله با مواد شیمیایی نشت یافته در سطح آب
مواد شیمیایی خطرناک شناور که بهصورت یک لکه ضخیم و پیوسته بر روی آب قرارگرفتهاند با استفاده از بومهای شناور و اسکیمر در شرایطی که دریا آرام و فاقد موج است جمعآوری میشود. درزمانی که دریا متلاطم و دارای موج است از دیسپرسنت برای پراکنده کردن آلایندهها در ستون آب استفاده میشود. این مواد سرعت تجزیه و جذب طبیعی آلایندههای شیمیایی را در محیطزیست دریایی افزایش میدهند. درصورتیکه مواد آلاینده شیمیایی در مقیاس کوچکتر مناطق ساحلی و بندری را تحت تاثیر قرار دهد از پدهای جاذب برای جمعآوری مواد استفاده میشود. از پدهای جاذب برای ترکیبات شناور بر روی سطح آب ازجمله فتالات، روغنهای چربی و اتیل هگزانول هم استفاده میشود. برای آلایندههای چسبناک در مناطق دور از ساحل، هدایت مواد نشت یافته با تور ترال و پاکسازی از سطح آب با استفاده از شناور، روش مناسبی است. نشت اسیدها و بازها در مناطق آبی باید سریعا مکانیابی، نقشهبرداری و سپس با استفاده از عوامل خنثیکننده پاکسازی شود زیرا چنین نشتی حتی اگر لحظهای بوده و یا در زمان کوتاهی روی دهد ابری نسبتا غلیظ به وجود میآورد و تمام ستون آب را تحت تاثیر خود قرار خواهد داد. برای تراوشات اسیدی از سدیم اسید کربنات و برای تراوشات بازی از سدیم دی هیدروژن فسفات استفاده میشود.
درزمانی که مواد شیمیایی جامد بستهبندیشده و یا کانتینرهای حاوی مواد شیمیایی در دریا رها شود، نظارت بر آلودگی، جمعآوری اطلاعات کافی در مورد محموله و هماهنگی بین مقامات مسئول در خشکی دارای اهمیت است. از نرمافزارهای کامپیوتری برای مدلسازی و انجام عملیات جستجو محل آلودگی و مکانی که مواد آلاینده شناور و یا غوطهور در ستون آب (بهعنوان یک خطر برای حملونقل دریایی و محیطزیست دریا و جمعیتهای ساحلنشین) به آنجا منتقلشدهاند، استفاده میشود. جستجوی کالای بستهبندیشده بر روی سطح آب بهصورت بصری و یا با استفاده از رادارهای هوابرد و رادارهای موجود بر روی کشتی انجام میشود. برای جستجوی کانتینرهایی که در عمق آب غرقشدهاند از کشتیهای مجهز به سونار، مگنومتر و دوربینهای زیرآبی و ساطع کنندههای صوتی اولتراسونیک به نام Pinger استفاده میشود. در مواقعی که پاکسازی کانتینرها بهطور سریع قابل انجام نیست با استفاده از یک آهنربا و بویههای ردیاب متصل به ماهواره، علامتگذاری میشود.
کانتینرها و بستههای رهاشده در آب دریا توسط غواصان به کابل و زنجیر متصل و با استفاده از شناور به مکانی ایمن و مناسب منتقل میشود. ممکن است در مراکز بازیافت مواد زائد شیمیایی جمعآوریشده با آهک، سیمان، خاکرس و یا کربن فعالشده ترکیب و در خاک دفن میشود. این روش مقرونبهصرفه میباشد. در برخی موارد مواد زاید را در دمای بین یک هزار و 200 تا 4 هزار درجه سانتیگراد ذوب میکنند که به نسبت روش قبل، پرهزینه هست. برخی از زبالهها قابل بازیافت نمیباشند و به مکانهای ذخیرهسازی فرستاده میشوند. در این مکانها هر سلول از آببندهایی برای جلوگیری از آلودگی آبهای زیرزمینی و خاک ساختهشده است و شامل شبکه زهکشی برای تخلیه شیرابه زباله است که حوضچه دفن نامیده میشود. بعد از پر شدن هر سلول یک پوشش ضد آب بر روی آن قرار میدهند بازرسی زیستمحیطی به مدت 30 سال انجام میشود.
در صورت عدم وجود آلودگی، محموله کانتینری را در عمق آب غرق میکنند. بهعنوانمثال در سال 1989 کشتی کانتینری Perintis در کانال انگلیس با هشت تن آفتکش در دریا غرق شد و کانتینرها ظرف مدت شش هفته به عمق آب فرستاده شدند. آفتکشها حلالیت کمی در آب دریادارند و در صورت نشت تنها محدوده کوچکی را تحت تاثیر قرار میدهند. درصورتیکه محموله در طی عملیات واکنش، دستنخورده باقی بماند پس از طی مراحل قانونی جهت استفاده در صنایع انتقال داده میشود.
روش بعدی منهدم کردن محموله تحت شرایط کنترلشده میباشد. در سال 1979 محموله کشتی Sandbad در دریای شمال با 51 مخزن حاوی کلرین غرق شد. در طی عملیات بازیابی، بخش کوچکی از محموله به سطح آورده شد. پنج سال بعد با استفاده از دستگاه سونار موقعیت مخازن شناسایی و با اتصال مواد منفجره به مخازن تحت شرایط کنترلشده محموله منهدم شد. روش دیگر استفاده از میکرو ارگانیسمها است که قادر به شکستن برخی از محصولات شیمیایی هستند. در برخی موارد نیز زبالههای جمعآوریشده به کارخانههای زبالهسوز صنعتی خاص فرستاده میشود. مزیت آن کاهش حجم زباله، بازیابی انرژی و کاهش ماهیت خطرناک مواد زاید سمی است.
اثرات سمی ترکیبات خطرناک مواد شیمایی خطرناک
اثرات مواد سمی خطرناک بر روی انسانها و محیطزیست شامل اثرات کوتاهمدت و طولانیمدت است. درجه سمی بودن این مواد به مقدار مواد نشت یافته، نوع مواد شیمیایی و مدتزمان وقوع نشت و مسیرهای تماس با بدن و شرایط آب و هوایی غالب بر منطقه بستگی دارد. مواد شیمیایی از طریق مختلف وارد بدن انسان میشود. تنفس مسیر اصلی ورود گازها و ذرات به داخل بدن انسان است. در هنگام تنفس مواد شیمیایی، احتمال صدمه رسانی به سایر اندامها علاوه بر ششها وجود دارد. هضم غذا و آب آلوده در جمعیتهای انسانی بعد از نشت موادسمی خطرناک خطر احتمالی محسوب میشود. مواد شیمیایی از طریق پوست بهصورت مستقیم جذب میشود این مواد از طریق جریان خون به اندامهای داخلی انتقال مییابد و اثرات مخربی را به دنبال دارد. مواد سمی خطرناک، علاوه بر اثرات مستقیم بر اکوسیستم دریا، باعث تجمع زیستی این مواد در بافتهای چرب بدن آبزیان ازجمله ماهیان و پستانداردان دریایی میشود و درنهایت به سطوح بالاتر زنجیره غذایی منتقل میشود. از اثرات دیگر میتوان به کاهش جمعیت ساحلنشینان و مهاجرت آنها، ممنوع شدن صید آبزیان و کاهش ذخیره آبزیان در مناطق ساحلی، کاهش فعالیتهای تفرجی ازجمله قایقرانی، کاهش توریست در مناطق ساحلی و کاهش میزان اکسیژن در آب دریا و مرگومیر آبزیان اشاره کرد. در جدول زیر اثرات و آسیبشناسی برخی مواد شیمیایی خطرناک عنوانشده است.
نویسنده مقاله :نسرین اتابک ، محمد حسنی| نویسندگان/گردآورندگان: |
| سیدناصر سعیدی |
| امیرسعید نورامین |
| منصور جوادپور |
| امیرحسین مطهری |
