مقدمه:

لغت یونانی اینسی نریت( Incinerate ) به معنی سوزاندن و به خاکستر تبدیل کردن، امروزه معانی گسترده تری پیدا کرده است. به طور کلی هر فرآیندی که بتواند با سوزاندن مواد زائد جامد حجم یا وزن آنها را کاهش بدهد و به شکل مواد کم ضرر تبدیل کند، زباله سوز نامیده میشود. بسیاری از مواد زائید قابل نوراندن بوده و محصول احتراق نیز گازهای بی ضرر است که به راحتی از دودکشها از اتمسفر فرستاده میشود و معمولا در چنین مواردی زباله سوز برای دفع مواد زائید روش بی خطری است. وجود زباله های بیمارستانی و عدم کاربرد صحیح دستگاههای زباله سوز بیمارستاتی به علت فقدان کادر فنی و مشکلات مالی و نیز سوزاندن بسیاری از زباله های دور ریختنی از کارخانجات کمپوست و یا تاسیسات بازیافت زباله که آتیه نزدیک بخشی از برنامه های دفع زباله های کشور را تشکیل میدهد. ایجاب میکند که موضوع ایجاد کارخانه های زباله سوز نیز مورد مطالعه قرار گیرد. سرمایه گذاری در زمینه ایجاد کارخانه های زباله سوز شهری به منزله انهدام زباله های خانگی را که در کشور ما از نظر بازیافت حائز اهمیت است امری غیر اصولی تلقی میشود، اما در مورد سوزاندن زباله های بیمارستانی باید گفت: در صورتیکه این موارد از نظر کمی و کیفی بخوبی مورد مطالعه قرار گیرد و طبق موازین بهداشتی در محل و تولید با کارخانه منحصر به خود سوزانده شوند، پاسخگوی بسیاری از مشکلات خواهد بود. (1)

      تولید انرژی از باله های شهری نیز بازیافت محسوب میشود. این مورد زباله سوزهای بزرگ که بدین منظور طراحی شده اند امکان پذیر خواهد بود. امروزه علاوه بر زباله سوزها، پیرولیز زباله و تولید RDF نیز برای تولید انرژی از زباله های شهری مورد استفاده قرار گرفته است. این فن آوری با افزایش قیمت انرژی در کشورهایی صنعتی اخیرا مورد توجه قرار گرفته است. (2)

      در صورتیکه که کوره زباله سوزی بخوبی طراحی و ساخته  شود و به طرز صحیحی مورد بهره برداری واقع گردد مسئله دفع زباله های قابل احتراق را حل خواهد کرد. باکتریها و حشرات نیز در جریان گاز نابود شده و خاکستر و فلزات باقیمانده از نظر دفع، اهمیت بهداشتی کمتر دارند. (3)

تاریخچه:

      اولین تجربه سوزاندن زباله به انگلستان نسبت داده شده است که توسط دو مهندس امریکایی به نامهای هرنیک و گریلی در سال 1874 و با احداث یک زباله سوز شهری در ناتینگهام صورت گرفت نخستین کارخانه زباله سوز آلمانی طی سالهای 1894 تا 1096 و در پی ایجاد اپیدمی وبا تاسیس گردید و بعد از سال 1960 ساخت این کارخانه ها در آلمان توسعه یافت. به طوری که در سال 1950 تعداد آن به 14 مورد رسید. تکنولوژی برتر برای تبدیل مواد زائد به انرژی از اواسط دهه 1970 ابلاغ گردید و در دهه آخر قرن بیستم گسترش زیاد یافت. (17)

اما محدودیت کنترل آلودگی از سال 1984 به بعد موجب رکود این صنعت شد. در بیشتر شهرهای جهان، تا سال های پیش از 1970 ، سوزاندن زباله که در هوای آزاد تلنبار شده بود معمول بوده است. و لیکن در سالهای اخیر سوزاندن زباله با دستگاههای زباله سوز که نوعی روش شیمیایی برای کاهش زباله است، انجام میشود. (1)

وضعیت زباله سوزها در ایران:

-         تعداد کل بیمارستانها حدود: 750

-         تعداد بیمارستان های دولتی وابسته به وزارت بهداشت حدود: 500

-         تعداد زباله سوزها: 190 دستگاه

-         انواع زباله سوزهای موجود: عمدتا غیر استاندارد (منبع 5)

مشکلات زیست محیطی کارخانه های زباله سوز:

       کارخانه های زباله سوز مدرن شهری باید به شکل اتوماتیک م تحت کنترل با توجه به استانداردهای زیست محیطی قابل اطمینان طراحی شوند. بنابراین ممکن است این صنایع در اماکن نزدیک به تولید زباله استقرار یابد. با وجود این چنین تاسیساتی معمولا از طرف گروه های تخصصی محیط زیست مورد انتقاد شدید قرار میگرند. (1)

      به ازای هر تن زباله سوزانده شده حدود 6000 مترمکعب گاز خروجی از دودکش و 2/0 تا 4/0 متر مکعب خاکستر و کمتر از یک متر مکعب فاضلاب تولید میشود. (16)

      این مواد در طول زمان به اتمسفر، مجراهای فاضلاب یا منابع آب و خاک وارد شده و عواقب نامطلوبی را در محیط به وجود می آورد. عمده ترین مساله کارخانه های زباله سوز ایجاد هوای آلوده در اطراف کارخانه است که معمولا توسط گازهای تولیدی، دود و بوی تعفن بوجود می آید. (1)

      عمده ترین مشکل زیست محیطی مربوط به آلاینده های متعدد و مختلفی است که به مقدار زیاد وارد هوا میشود و این مشکل باعث میشود که هزینه های گزافی به سیستم زباله سوز تحمیل شود تا استانداردهای مجاز خروجی که در برخی شرایط حصول آن دشوار است برابر شود. همچنین خاکستر باقی مانده علیرغم اینکه عاری از مواد آلی و عوامل مزاحم دیگر است اما احتمال حضور فلزات سنگین در آن استفاده های بعدی از آن بخصوص در خاک و کشاورزی را با مشکل و محدودیت روبه رو میکند بعلاوه در شرایطی که ما مجبور هستیم از شوینده های تر (اسکرابرها) استفاده کنیم، تصفیه فاضلاب اسیدی تولیدی نیز هزینه بر و مشکل می باشد. و حتی باید استاندارهای تخلیه به آبهای سطحی و زیر زمینی را دارا باشد. از دیگر معضلات زیست محیطی مربوط به زباله سوزها میتوان آلودگی صوتی، تاثیر بر جنبه های زیبا شناختی محل و کاربری زمین را نام برد که بخصوص در مواردی که کارخانه در داخل یا نزدیک محیط های شهری می باشد  دارای اهمیت و تاثیر بیشتری دارد. (17)

      اشتعال عناصر آلی گازهائی از قبیل بخار آب، دی اکسید کرین، اکسیدهای نیتروژن و مواد سمی (ازقبیل فلزات و اسیدهای هالوژن دار) را به همراه باقیمانده های جامد تولید مینماید اگر شرایط اشتعال به درستی کنترل نگردد، مونو اکسیدکرین که گازی است سمی نیز تولید میگردد. خاکستر و آب پس مانده تولید شده در فرایند نیز شامل عناصر سمی است که بایستی به درستی با آن برخورد شود تا از بروز اثرات مخرب بر سلامتی و محیط زیست جلوگیری گردد. (13)

•       آلودگی هوا

آلودگی هوا در صنایع زباله سوز به علل زیر بوجود می آید :

1-   ایجاد بو ، گرد و غبار و پراکندگی مواد هنگام تخلیه ، انبار کردن و جابجایی زباله ها .

2-  هوای اولیه احتراق که از بستر مواد زائد عبور می کند ، ممکن است خاکستر ، گرد و غبار و مواد معلق را به طرف جریان گاز خروجی هدایت نماید.

3-  مواد تقطیری که از تجزیه حرارتی زباله بوجود می آید به دلیل فقدان اکسیژن و خاموش شدن شعله،به طور ناقص می سوزد و به صورت گاز های مونوکسیدریال، مواد آلی فرار و ذرات دوده از دودکش خارج و در محیط پراکنده می شوند.

4-  اکسیژن و ازت هوا ممکن است در حرارت زیاد شعله با یکدیگر ترکیب شده و اکسید ازت تشکیل دهد که در الودگی هواد موثر است .

5-  ممکن است فلزات و نمکهای موجود در کوره بخار شده و در قسمت های سردتر دودکش به صورت آئروسل ، ذرات میکروبی فراوانی ر ا بوجود آورند (1)

6-  مواد زائد جامد محتوی ترکیباتی نظیر کلر، فلوئور، گوگرد، ازت و سایر عناصر هستند که احتراق آنها به تولید برخی گازهای سمی و خورنده از جمله HF  ، HCL ، SOx  ، NOx  منجر می شود . هم چنین گازهای مختلفی در اثر احتراق ناقص تشکیل می شوند که از جمله می توان به دی اکسین ها و فوران ها اشاره نمود .

سه تئوری برای تشکیل این گازها ی سمی ود خطرناک مطرح می باشد که عبارتند از:

1-وجومد اجزای نادر از این مواد در زائدات .

2-تولید آنها در اثر سوزاندن پیش سازهایی (Precursors  ( مثل بنزن های کلرمینه ، پنتا کلروفنل ها ، دی فنیل اتروهای برم دار و .... یا احتراق پلاستیک یا سایر مواد آلی کلردار و ....

3-تولید آنها در اثر واکنش هایی که بین عناصر C  ، H ، O و CL رخ می دهد و بنام سنتز جدید نامیده می شود. این ترکیبات در درمای 200 تا 450 درجه سانتیگراد تولید می شوند. (2)

مطالعه انجام گرفته توسط آقای دکتر جنیدی و همکاران تحت عنوان (( اندازه گیری بعضی آلاینده های هوای خروجی از زباله سوزهای بیمارستانی در شهر همدان در سال 1380 )) نشان داد فلزات سنگین، هیدروکربن های آروماتیک، گازهای منو اکسیدکربن و دی اکسید گوگرد و ذرات معلق خروجی از زباله سوزها در همه موارد چند برابر بیشتر از استاندارد های EPA بوده است . لذا به دلیل انتشار آلاینده های ناشی از زباله سوزها استفاده از روش های استریل کردن زباله قبل از دفع توصیه شده است .(7)

میزان گازهای خروجی از دستگاههای زباله سوز (1)

نوع گاز   فرم یا شکل گاز     درصد / مقدار

CO2     به صورت حجمی   12-6 درصد

CO       به صورت حجمی   1/. > درصد

O2       به صورت حجمی   14-7 درصد

CL¯      ( به شکل HCL )  3 Mg/m2000  - 400

F¯        (به شکل HF)       3 Mg/m  2- 5/.

No+No2           ( بیشتر به شکل No)         3 Mg/m 400  -100

So2+So3           ( بیشتر به شکل So2)        3 Mg/m  1000- 900

DUST   گرد غبار  3 gr/m   15-2

منبع (1)

گرد و غبار زباله :

در زباله های شهری میزان گرد و غبار گازهای خام خروجی از دودکش 2 تا 15 گرم در متر مکعب است که در طراحی 10 تا 15 گرم در متر مکعب محاسبه می شود . این میزان معادل 25 تا 50 کیلوگرم گرد وغبار در یک تن زباله است . (1)

کوره های زباله سوز به علت ایجاد گرد و غبار ، سرو صدا و آلودگی هوا موجب ازت و آزار ساکنین اطراف آنها می شوند . کوره های زباله سوز کوچک محلی به علت احتراق غیر کامل مواد آلی باعث تولید بوهای نامطبوع و دود می کند . (6)

انتشار آلاینده ای آلی مقاوم :(pops) Persistent Organi Pollutants

آلاینده های آلی مقاوم یک دسته از آلاینده ها بوده که اخیراً تعریف مشخصی شده است و شامل مواردی مثل دی اکسین ها، فوران ها،  و آفت کشهای آلی کلر دار مثل D.D.T می شود. این آلاینده ها در طبیعت مقاوم بوده و نیم عمر طولانی دارند. مهمترین اثر این آلاینده ها اختلال در تولید مثل و سرطان زایی است دی اکسین ها حدود 210 ترکیب آلی را در بر دارد مهمترین منشاء این الاینده ها احتراق ناقص و مواد پلاستیکی مثل است .(4)

سوزاندن زباله در درجه حرارت پایین یا سوزاندن پلاستیک های حاوی P.V.C باعث تولید دی اکسین ها و فوران و دیگر آلوده کننده های سمی هوا بعنوان خروجی و خاکستر فرار یا خاکستر باقیمانده زباله سوزها می گردد.

حتی در زباله سوزهای با درجه حرارت بالای 800 درجه سانتیگراد،درجه حرارت یکنواخت نیست و دی اکسین ها و فوران می تواند در محفظه هایی خنک کننده (cooler pocket) یا در زمان شروع بکار یا خاموش کردن زباله سوز تشکیل شود . (9)

زباله سوزهای بیمارستانی آلوده کننده های مختلفی شامل دی اکسین ها ، فوران ها،فلزات سنگین( شامل سرب  ، جیوه و کادیوم ) ذرات،  گازهای اسیدی ( HCL,CO2)، منو اکسیدکربن و اکسیدهای نیتروژن وارد هوا می نمایند. این آلوده کننده ها بر روی سلامت عمومی و محیط تاثیر دارند . برای مثال دی اکسین ها باعث سرطان ، اختلال در سیستم ایمنی ، دیابت ، آسیب پذیری نوزادان و دیگر اثرات بهداشتی بر روی انسان دارند. خاکستر باقیمانده در زباله سوزها محتوی فلزات سنگینی هستند که بایستی تخلیه شوند همچنین ممکن است دی اکسین ها و فوران ها در خاکستر زباله سوزها وجود داشته باشد.(11)

منبع اصلی دی اکسین ها، فوران ،PCBs  وHCB  زباله سوزها هستند. این موضوع در کنوانسیون استکهلم مطرح گردید و بر طبق مفاد آن فرآیند های غیر سوز باید بجای زباله سوز ها انتخاب و بکارگیری شوند.(10)

تفاوت این دو ماده ( دی اکیسن وفوران) با 10 ماده دیگر مشمول کنوانسیون استکهلم این است که این دو به طور ناخواسته و در اثر برخی فرآیند های احتراقی هم چون احتراق زباله در کوره های زباله سوزی بیمارستان ها تولیدمی شوند.دی اکسین ها یک ماده سمی سرطانزا است که بمدت طولانی می تواند در محیط باقی بماند و هرلیتر آن برای نابودی یک میلیون نفر انسان و معلول ساختن یک میلیون نفر دیگر کافی است دی اکسین ها در آب و چربی حل نمی شوند و عمدتاً در بافت های چربی بدن انسان و حیوانات تجمع می کند و سم بسیار ناپایداری است که در خاک هم به مدت طولانی باقی می ماند و بتدریج درنتیجه افزایش پراکندگی آن در خاک باعث آلودگی محیط زیست می شود.(14)

EPA  ،در سال 1988 ،گزارشی به عنوان زنگ خطر در اثر وجود بسیاری از دی اکسین ها ، سرب و کادمیوم در خاکستر دستگاههای زباله سوز منتشر کرد که بر اساس آن مواد سمی موجود در خاکستر فرار نسبت به خاکستر سنگین دارای غلظت بیشتری بوده است .(15)

اندازه گیری رسوباتی که می توانند دی اکسین را در خود تجمع کنند تقریباً 90 ٪ منشاء دی اکسین هایی که مجدداً به هوا ، آب و زمین وارد می شوند و به جای نشات گرفتن از منابع جدید ، حاصل از منابع ثابت ( زباله سوزها) ، منابع متحرک ( اگزوز اتومبیل ها، تامین کننده های گرمای خانه ، کشیدن سیگار) و رها ساختن دی اکسین ها در حوادث ( آتش سوزی ها ، آتش زدن چوب های آلوده) می باشند.(8)

درمطالعه ای تحت عنوان (( Medical Waste Autoclave Sterilization))

منتشر شده در سایت (( www.komarindustrics.com)) محصولات خطرناک و مضر ثانویه تولیدی از زباله سوزها و غیر سوزها و هم چنین هزینه های مرتبط در دو روش فوق مقایسه شده است به طوری که در جدول ملاحظه می گردد تولید محصولات جانی مضر و هزینه های مرتبط در زباله سوزها به مراتب بالاتر از سیستم های غیر سوز می باشد. و هزینه ها و تولیدات محصولات مضر در اتوکلاو از سایر روش ها پایین تر نشان داده شده است