Behdad Shadidi

کشاورزی غذا را در دسترس و مقرون به صرفه میکند، تولید غذا را افزایش میدهد، اما در عین حال باعث مشکالت محیطزیستی وافزایش آالینده هانیز میشود،در تحقیق حاضر با رویکردی تلفیقی و با استفاده از ارزیابی چرخه حیات به بررسی و ارزیابی فرآیند تولید خیار به دوروش گلخانه ای وکشت روباز در دشت همدان بهار پرداخته شد. محاسبه اطالعات سیاهه چرخه حیات )شامل سه قسمت،نهاده های مصرفی، انتشارات مستقیم و غیرمستقیم( پس از جمع آوری اطالعات اولیه انجام شد. بعد از به دست آوردن انتشارات غیر مستقیم )انتشارات به آب، انتشارات به هوا و انتشارات به خاک( در این پژوهش به ارزیابی اثرات زیست محیطی کشت خیار به دو صورت کشت روبازوگلخانه ای بااستفاده از نرم افزارسیما پرو پرداخته شد.دراین ارزیابی بعد ازحضوردر مزرعه وگلخانه بامصاحبه وپرکردن پرسشنامه از تعداد30نفرکشاورزکشت روباز و26نفرکشاورز گلخانه داردردشت همدان-بهارسال زراعی 1402-1401اطالعات الزم جمع آوری گردید.درتحلیل داده هااز نرم افزار Excelوسیماپرو استفاده شد. نتایج بر اساس یک تن مشخص گردید که محصول تولید شده در کشت روباز اثرات زیست محیطی کمتری نسبت به کشت گلخانه ای به دلیل عملکرد بیشتر و انرژی ورودی کمتر داشت . در تولید خیارگلخانه ای اثرات زیست محیطی بیشتری نسبت به کشت روباز داشته که بیشتر به دلیل مصرف گاز و برق بیشتر در سیستم گرمایش و میزان مصرف سوخت دیزل بیشتر است.مقدارگرمایش جهانی در تولید یک تن خیار روباز 95/1کیلوگرم معادل2CO ودرکشت گلخانه ای نیز111کیلوگرم 2COمحاسبه شد که بیشترین سهم این فرایند در انتشارات داخل گلخانه و استفاده بیشترکود نیتروژنه محاسبه شد. مقدار شاخص های زیست محیطی مثل مواد آلی تنفسی، سمیت زیست محیطی آبزیان، اسیدی زمین به ترتیب دردوکشت روباز ،0/00094 3e2/28 0/351،و گلخانه ای ،0/0172 3e4/26 0/566،کیلوگرمBD( دی کلروبنزن( می باشد که استفاده از ماشین آالت کشاورزی در عملیات کاشت، داشت، برداشت و مصرف کود نیتروژن در هر دو کشت سهم بیشتری در میزان این آلودگی دارد. میزان شاخص اوتریفیکاسیون در پژوهش انجام شده در کشت روباز 0/003254گرم ودرکشت گلخانه ای0/004629معادل 4poبرآورد شد، که کود نیتروژن سهم بیشتری داشته است. درشاخص تخریب الیه ازون برای یک تن خیارروباز -e4/18 06ودرکشت گلخانه ای-06e7/48گرمeq-11CFC محاسبه شد که در آن سوخت دیزل و استفاده از علفکش ها اثر زیادتری بر زیست محیط دارند برای بهبود عملکرد زیست محیطی با جایگزینی تراکتور های فرسوده با تراکتور های جدید می توان از انتشار NOXوSOX ناشی از احتراق سوخت دیزل را کاهش داد. بیشترین سهم گرم شدن کره زمین در این پژوهش متعلق به آفتکش با 2/9177گرم در کشت روباز و در کشت گلخانه ای متعلق به سوخت دیزل با 2/5676گرم می باشد. و همچنین بیشترین سهم انرژیهای تجدیدناپذیر در این پژوهش متعلق به آمینواسید با 74/79383گرم در کشت روباز و در کشت گلخانه ای نیز متعلق به آمینواسید با 256/5131گرم میباشد

تقاضای جهانی انرژی به دلیل رشد جمعیت و صنعتی شدن در حال افزایش است. به‌منظور برآورده ساختن تقاضای انرژی با در نظر گرفتن نگرانی جهانی، یافتن منابع سوخت جایگزین ضروری است. بیودیزل به دلیل پتانسیل بسیار زیاد آن برای تبدیل‌شدن به بخشی از ترکیب انرژی در آینده نزدیک و همچنین قابلیت کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای یکی از بهترین انتخاب‌هاست. در میان افزودنی‌های موردمطالعه برای سوخت‌های بیودیزل و دیزل، نانو ذرات به‌عنوان افزودنی‌های جدید ظاهرشده‌اند، افزودن نانو ذرات بیولوژیکی به سوخت دیزل می‌تواند فرآیند احتراق را بهبود بخشد. اخیراً در کشورهای توسعه‌یافته از نانوبیوچار به‌عنوان افزودنی در موتورهای احتراق داخلی برای ارزیابی عملکرد و انتشار آلاینده‌های زیست‌محیطی استفاده می‌شود. نانوبیوچار یک کاندید عالی برای جایگزینی افزودنی‌های سوخت مبتنی بر فلزات معمولی است. لذا در این پژوهش، عملکرد و آلاینده‌های یک موتور دیزل تک سیلندر با استفاده نانوبیوچار در3 غلظت ( ppm30، 60 و 90) و در 3 سرعت مختلف (rpm2900، 3100 و 3300) به‌عنوان افزودنی در مخلوط سوخت دیزل-بیودیزل مورد بررسی قرار گرفت و با سوخت دیزل- بیودیزل به عنوان سوخت پایه مقایسه گردید. نتایج نشان داد که با استفاده از مخلوط‌های سوخت نانو بیوچار توان موتور به طور متوسط به میزان 65/2 تا %68/6 و گشتاور موتور نیز به میزان 66/1 تا %4/9 افزایش پیدا کرد که این امر می‌تواند به دلیل اکسیژن دار بودن سوخت و احتراق کامل‌تر باشد. مصرف سوخت ویژه نیز از 31/17 تا %73/35 درصد کاهش پیدا کرده است که میتواند به این دلیل باشد که نتیجه کاتالیزوری نانوذرات باعث افزایش اکسیداسیون سوخت می‌شود که منجر به کاهش مصرف سوخت ویژه می‌شود. همچنین نتایج نشان داد که مخلوط سوخت B20-90 دارای بهترین عملکرد و کمترین مصرف سوخت ویژه می‌باشد. هم چنین آلاینده‌های خروجی اگزوز، هیدروکربن‌های نسوخته، منوکسید کربن اندازه گیری شد و نتایج کاهش مقادیر این آلاینده ها به ترتیب 26/6- تا %70/61- و 9/8- تا 81/36- را در مخلوط های سوخت نانو بیوچار نشان داد. این کاهش عمدتاً به دلیل افزایش نسبت سطح به حجم نانوذرات و در نتیجه افزایش سرعت انتقال حرارت است. همچنین انتشار اکسیدهای نیتروژن و دی اکسید کربن در مخلوط‌های سوخت نانو بیوچار به ترتیب 23/19- تا %99/60- و 03/15- تا %94/47- کاهش یافت.

همان‌طور که می‌دانیم تولیدات کشاورزی بیشترین سهم در انتشار آلاینده‌های زیست‌محیطی را به همراه دارد و باعث ایجاد مشکلات زیادی در زیست‌بوم شده است. در این پژوهش به ارزیابی اثرات زیست‌محیطی کشت گوجهفرنگی به دو صورت کشت روباز و گلخانهای در استان همدان شهرستان نهاوند با استفاده از نرم‌افزار سیما پرو پرداخته شد. اطلاعات موردنیاز برای این ارزیابی با استفاده از حضور در مزرعه و گلخانه و با مصاحبه و پرکردن پرسش‌نامه از تعداد 31 نفر کشاورز در کشت روباز و 24 نفر کشاورز گلخانه دار شهرستان نهاوند در سال زراعی 1401-1402 جمع‌آوری گردید. در تحلیل داده‌ها از نرم افزار Excel و سیماپرو استفاده شد. نتایج این پژوهش بر اساس یک تن گوجه‌فرنگی مشخص گردید که تولید گوجهفرنگی گلخانهای اثرات زیست‌محیطی بیشتری نسبت به کشت روباز داشته که بیشتر به دلیل مصرف گاز و برق بیشتر در سیستم گرمایش و میزان مصرف سوخت دیزل بیشتر است. مقدار گرمایش جهانی در تولید یک تن گوجهفرنگی روباز 4/94 کیلوگرم معادل CO2 ودر کشت گلخانهای نیز 107 کیلوگرم CO2 محاسبه شد که بیشترین سهم این فرایند در انتشارات داخل گلخانه و استفاده بیشتر کود نیتروژنه محاسبه شد. مقدار شاخص‌های زیست‌محیطی مثل مواد آلی تنفسی، سمیت زیست‌محیطی آبزیان، اسیدی زمین به ترتیب در دو کشت روباز 0114/0، 3e69/2 ،389/0 و گلخانه‌ای0165/0، 3e91/5 ،54/0 کیلوگرم BD (دی کلروینزن) میباشد که استفاده از ماشین‌آلات کشاورزی در عملیات کاشت، داشت، برداشت و مصرف کود نیتروژن در هر دو کشت سهم بیشتری در میزان این آلودگی دارد. میزان شاخص اوتریفیکاسیون در پژوهش انجام شده در کشت روباز 00378/0 گرم و درکشت گلخانهای 00512/0 معادل po4 برآورد شد، که کود نیتروژن سهم بیشتری داشته است. در شاخص تخریب لایه ازون برای یک تن گوجهفرنگی روباز 6-e52/4 و در کشت گلخانهای 6-e39/7 گرم eq11CFC- محاسبه شد که در آن سوخت دیزل و استفاده از علف‌کش‌ها اثر زیادتری بر زیست محیط دارند. برای بهبود عملکرد زیست‌محیطی با جایگزینی تراکتورهای فرسوده با تراکتورهای جدید می‌توان از انتشار NOX و SOX ناشی از احتراق سوخت دیزل را کاهش داد. بیشترین سهم گرم‌شدن کره زمین در این پژوهش متعلق به آفت‌کش با001080/0 گرم در کشت روباز و در کشت گلخانهای متعلق به سوخت دیزل با 00145/0 گرم می‌باشد. و همچنین بیشترین سهم انرژی‌های تجدیدناپذیر در این پژوهش متعلق به آمینواسید با 3043 گرم در کشت روباز و در کشت گلخانهای نیز متعلق به آمینواسید با 9/10 گرم می‌باشد.

افزایش رشد جمعیت سبب افزایش تقاضا برای محصولات کشاورزی و باغی شده و باتوجه‌به محدودیت‌های زمین‌های زراعی باید به دنبال راهبرد افزایش تولید در واحد سطح بود. این راهبرد مستلزم به‌کارگیری انواع نهاده‌های شیمیایی در پرورش محصولات مختلف بوده که استفاده از این نهاده‌ها به دنبال خود آثار زیان‌بار فراوانی به همراه خواهند داشت. پژوهش حاضر به بررسی اثرات زیست‌محیطی (با استفاده از نرم‌افزار SimaPro) و چرخه CO2 در طول دوره رشد یک‌ساله میوه هلو در شمال ایران (استان مازندران) می‌پردازد. در این مطالعه با استفاده از روش ارزیابی چرخه حیات و به‌کارگیری روش IMPACT 2002+ نقاط داغ در 11 شاخص زیست‌محیطی در تولید میوه هلو تعیین گردید. داده‌های ورودی با استفاده پرسش‌نامه و داده‌های خروجی با استفاده از پایگاه‌داده Ecovent موجود در نرم‌افزار 9.00.48 SimaPro و روش‌ها و استانداردهای مورداستفاده توسط پژوهشگران در مطالعات قبلی تعیین گردید. بررسی شاخص‌های زیست‌محیطی برای تولید یک تن میوه هلو نشان داد که بالاترین و پایین‌ترین مقدار میزان گرمایش جهانی مصرف کود نیتروژن و ماشین‌آلات با مقادیر 9.3 و 7.1 بر حسب CO2 eq، بیشترین سهم برای مواد سرطان‌زا مربوط به ماشین‌آلات و آفت‌کش با مقادیر 2/0 و 104/0 بر حسب C2H4 cl eq، بیشترین سهم تخریب لایه ازون مربوط به سوخت دیزل و آفت‌کش‌ها می‌باشد. که با مقادیر 00000466/0 و 000000608/0 برحسب CFC-11eq ، بیشتر سهم برای مواد معدنی تنفسی مربوط کود نیتروژن و ماشین‌آلات با مقادیر 0112/0 و 0108/0 بر حسب PM2.5 eq، بیشترین سهم برای سمیت آبی مربوط به کود نیتروژن و پمپ با مقادیر 226000 و 188000 TEG، بیشترین سهم برای تشعشعات یونیزان مربوط به سوخت دیزل و علف‌کش با مقادیر 169 و 58 معادل C-14 eq، بیشترین سهم برای اسیدی زمین مربوط به کود نیتروژن و سوخت دیزل با مقادیر 139/0 و 00195/0 برحسب SO2 eq، بیشترین سهم اسیدی شدن مربوط کود نیتروژن و سوخت دیزل با مقادیر 139/0 و 0352/0 معادل SO2، بیشترین سهم برای اوتریفیکاسیون مربوط سوخت دیزل ماشین‌آلات با مقادیر 00195/0 و 00168/0 برحسب po4 p-lim ، بیشترین سهم برای تخریب منابع غیرآلی مربوط سوخت دیزل و کود نیتروژن با مقادیر 387 و 285 برحسبMJ primary، مهم‌ترین عوامل در میزان شاخص‌های زیست‌محیطی برای تولید یک تن میوه هلو در طی یک سال، کود نیتروژن، استفاده ماشین‌آلات کشاورزی و همچنین سوخت دیزل مورد استفاده در باغ بوده است. با توجه به نتایج به دست آمده و همچنین تحقیقات صورت گرفته در این زمینه، کود نیتروژن عامل اصلی در شاخص‌های زیست‌محیطی بوده است.

چکیده: تامین انرژی یکی از مهمترین مسائل جهان امروز است. بیشترین مصرف سوخت های فسیلی در موتورهای احتراق داخلی است. افزایش قیمت جهانی سوخت های فسیلی و افزایش هشدارهای زیست محیطی در سطح جهان باعث شده تا محققان به دنبال پیدا کردن منابع تجدیدپذیر برای این نوع سوخت ها باشند. یکی از این روش ها استفاده از سوخت های زیستی است ک شامل مخلوط های سوخت اصلی با اتانول و متانول و بوتانول می باشد. این مطالعه با هدف ارزیابی تراز انرژی یک موتور چهارسیلندر بنزینی با سوخت های زیستی اتانول و بوتانول در درصد های حجمی مختلف در سه دور مختلف rpm 1000، 1500، 2000 انجام شد. نتایج آزمایش نشان داد که توان ترمزی موتور مورد آزمایش در ترکیبات سوخت که حاوی الکل های زیستی هستند نسبت به سوخت بنزین خالص افزایش می یابد. همچنین می توان نتیجه گرفت با افزایش سرعت موتور آزمایشی توان ترمزی ترکیبات سوخت افزایش داشته است که در دورrpm 2000 ترکیب سوخت G70E15B15 دارای بیشترین توان ترمزی kw2/47 می باشد. توان ترمزی با افزایش درصدحجمی ترکیبات و افزایش سرعت موتور افزایش 8/37 درصدی را دارا بود. همچنین تلفات حرارتی اگزوز در ترکیبات سوخت زیستی نسبت به بنزین خالص افزایش داشته و با افزایش دور موتور نیز تلفات حرارتی موتور افرایش می یابد که برای ترکیب G100 (بنزین خالص) در دورrpm 1000 شاهد کمترین تلفات حرارتی اگزوزkw 98/3 هستیم و برای ترکیب G70E15B15 در دورrpm 2000 نیز بیشترین تلفات حرارتی اگزوزkw 38/6 می باشد. سوخت بنزین خالص نسبت به سایر ترکیبات سوخت مورد آزمایش، تلفات سیستم خنک کننده کمتری دارد و با افزایش سرعت از 1000 تا 2000 دور بر دقیقه میزان تلفات سیستم خنک کننده کاهش می یابد. بنابراین ترکیب G70E15B15باkw 01/11 و ترکیب G100 (بنزین خالص) باkw 89/2 به ترتیب بیشترین و کمترین تلفات سیستم خنک کننده را داشتند. در تلفات حرارتی محاسبه نشده با افزایش دور شاهد کاهش تلفات هستیم و این تلفات در ترکیب سوخت های زیستی نیز نسبت به بنزین خالص کاهش می یابد. کمترین تلفات محاسبه نشده مربوط به ترکیب G70E15B15 در دورrpm 2000 باkw 72/1 و بیشترین تلفات محاسبه نشده مربوط به ترکیب G100 (بنزین خالص) در دورrpm 1000 باkw 44/23 می باشد.

سوخت های فسیلی منبع اصلی آلودگی هوا مانند CO2، CO، NOX و HC هستند اما هنوزهم به طور گسترده در سراسر جهان استفاده می شوند . با توجه به افزایش جمعیت و نیاز روز افزون به انرژی های پاک تقاضا برای سوخت های تجدیدپذیر مانند استفاده از الکل های زیستی در موتورهای احتراق داخلی روبه افزایش و امری ضروری است. لذا در این پژوهش به بررسی عملکرد موتور و انتشار آلاینده های یک موتور چهار سیلندر بنزینی آب خنک با استفاده از ترکیب بنزین و الکل های اتانول، بوتانول، پروپانول و پنتانول در درصدهای حجمی مختلف در سه دورrpm 1000،1500،2000 پرداخته شد. به دلیل وجود اکسیژن اضافی در ساختار پنتانول ، توان موتور به میزان kw 5/61 افزایش یافت؛ گشتاور موتور با افزایش سرعت از rpm 1000تا 2000 بهبود یافت و به بالاترین میزان یعنی N/M 294 رسید. مصرف سوخت موتور به دلیل ارزش حرارتی بالای الکل ها در مقایسه با بنزین خالص به میزان بهبود یافت. مصرف سوخت ویژه ی موتور در ترکیب های مورد مطالعه با افزایش دور کاهش می یابد. فشار گازهای درون سیلندر در زمان احتراق و دمای بالا منجر به تولید NOX در محفظه ی احتراق می شود. هرچقدر میزان بوتانول و پروپانول موجود در سوخت کمتر باشد میزان HC تولیدی کمتر است که می تواند به دلیل بهبود کیفیت احتراق یاشد. بالاترین مقدار HCدر مخلوط سوخت شماره 2 در دور rpm 1500به میزان ppm 2476 می باشد. افزایش دمای احتراق به دلیل وجود الکل ها می تواند باعث تغییراتCO شود. انتشارCO تولیدی نیز وابسته به میزان پروپانول و بوتانول بود که در ترکیباتی با 10درصد بوتانول و پروپانول میزانCO بیشتری تولید می کنند. بالاترین میزان CO2 مربوط به ترکیب سوخت شماره 1 به میزان 37/17 درصد است.