بررسی مصرف انرژی و آلودگی های زیست محیطی در تولید شکر

1 فصل اول

مقدمه و کلیات

1-1 مقدمه

با رشد روز افزون جمعیت جهان و بالا رفتن سطح زندگی و تمایل به سمت مصرف بیشتر، نیاز به مواد غذایی در حال افزایش است. نقش و اهمیت بخش کشاورزی به عنوان مهمترین بخش در تامین مواد غذایی به خوبی روشن می‌باشد. تامین نیاز غذایی و سایر احتیاجات این جمعیت در حال رشد سریع، فقط از طریق افزایش تولید محصولات در واحد سطح و واحد زمان امکان‌پذیر خواهد بود و رسیدن به این هدف نیاز به مدیریت و برنامه ریزی دقیق دارد.

امروزه بخش کشاورزی به منظور پاسخ‏گویی به نیاز غذا برای جمعیت رو به رشد کره زمین و فراهم کردن مواد غذایی کافی و مناسب، به میزان زیادی وابسته به مصرف انرژی[1] می‏باشد. توجه به منابع طبیعی محدود و اثرات سوء ناشی از عدم استفاده نامناسب از منابع مختلف انرژی روی سلامتی انسان و محیط زیست، لزوم بررسی الگوهای مصرف انرژی را در بخش کشاورزی حیاتی ساخته است (هاتریلی[2] و همکاران 2005).

با توجه به بحران انرژی و انتشار گازهای گلخانه‎ای ناشی از مصرف بی‏‏‏‏‏رویه سوخت‏های فسیلی تمام تلاش‏ها بر آن است که مصرف انرژی تا حد امکان کاهش یابد. بخش کشاورزی نیز از این موضوع مستثنی نیست. اکثر کشورهای پیشرفته و در حال توسعه، انرژی وارد شده در واحد سطح برای تولید محصولات مختلف کشاورزی را بررسی و با محاسبه شاخص کارایی انرژی سعی کرده‏اند سیستم کشاورزی خود را از نظر مصرف انرژی بهینه کنند (نصیری و همکاران، 1387) .. بخش کشاورزی هر چند در مقایسه با صنعت به لحاظ مصرف انرژی سهم کمتری در کل انرژی کشور دارد، ولی با اندکی تامل و دقت مشخص می‏شود که میزان انرژی‏های ورودی در آن بسیار بالا و چشمگیر بوده و به دلیل فراوانی و ارزان بودن نسبی انرژی در ایران متاسفانه توجه چندانی به استفاده بهینه از آن نمی‎شود (محمدیان‏صبور، 1386؛ قاسمی کردخیلی و همکاران، 1392).

نظر به اینکه بخش کشاورزی از یک طرف با محدودیت منابع تولید روبرو بوده و از سوی دیگر تامین کننده امنیت غذایی جمعیت در حال رشد می‏باشد، باید تعادل و توازنی بین جریان برداشت و بهره‏برداری از منابع تولید و مقدار تولید محصولات کشاورزی ایجاد شود. در واقع روند استفاده از منابع تولید باید به گونه‏ای باشد که علاوه بر رفع نیازهای غذایی نسل کنونی، امنیت غذایی نسل آینده نیز تهدید نشود. این مسئله مبنای آنچه را امروزه به آن کشاورزی پایدار گفته می‏شود، تشکیل می‏دهد.

افزایش انتشار گازهای گلخانه‏ای در جهان ناشی از مصرف بی‏رویه انواع مختلف حامل‏های انرژی است. این مسئله سبب بروز پیامدهای منفی برای محیط زیست از جمله گرمایش جهانی شده و اثرات زیست محیطی زیادی بر مناطق مختلف داشته است. آثار سوء این پدیده به ویژه در نواحی گرمسیر و نیمه گرمسیر، نظیر ایران نمود بیشتری دارد، مواردی چون گسترش نواحی بیابانی، افزایش نیاز به آب برای کشاورزی و افزونی برخی بیماری‏ها، از جمله پیامدهای زیست‏محیطی آن است (شاه‏حسینی، 1389). اکسیدهای‏گوگرد (SOx)،‏ اکسیدهای‏نیتروژن (NOx)،‏‏‏ مونواکسیدکربن ‏(CO)، ذرات‏معلق ‏(PM)،‏ هیدروکربن‏ها (HC) و دی‌اکسیدکربن (CO2) از جمله گازهای آلاینده و گلخانه‏ای هستند که در اثر فعالیت‏های بخش انرژی به‏ویژه احتراق سوخت‏های هیدروکربنی به جو راه می‏یابند. گازهای گلخانه‏ای مانند CO2 سبب بروز پدیده تغییر آب و هوا و گرمایش جهانی شده و از بعد جهانی حائز اهمیت می‏باشند. در صورتی که گازهای آلاینده‏ای مانند NOx، SOx و COسبب بارش باران‏های اسیدی، بروز مخاطرات بهداشتی و سلامتی برای انسان و سایر موجودات گردیده و عمدتا از دیدگاه منطقه‏ای و ملی مورد توجه قرار می‏گیرند (بی‏نام، 1391).

کشاورزی بزرگترین و قدیمی‏ترین صنعت جهان

کشاورزی بزرگترین و قدیمی‏ترین صنعت جهان است. تولید، فرآوری و توزیع مواد غذایی همگی محیط زیست را تغییر می‏دهند. به دلیل عظمت و وسعت این صنعت اثرات آن بر محیط زیست غیر قابل اجتناب بوده و می‏تواند جنبه‏های مثبت و یا منفی داشته باشد. برای مثال علف‌کش‏ها و آفت‏کش‏های جدید در کوتاه مدت انقلابی در کشاورزی بوجود آورده‏اند. اما در دوره‏های طولانی اثرات نامطلوب بر محیط زیست ثابت شده است. کشاورزی دارای اثرات اولیه و ثانویه بر محیط زیست بوده که اثرات اولیه آن تاثیراتی است که در محل کشاورزی به‏وقوع می‏پیوندد و اثرات ثانویه در محل صورت نگرفته بلکه توسط باد و جریان‏های سطحی یا زیرزمینی آب بر محیط وارد می‏گردد که اثرات کشاورزی شامل سه گروه محلی، منطقه‏ای و جهانی است.

اثرات محلی در مکان‏هایی که کشاورزی انجام می‏گیرد، بوجود می‏آید و شامل فرسایش، از دست رفتن خاک و افزایش رسوبات در رودخانه‏های محلی می‏باشند. اثرات منطقه‏ای از ترکیبی عملیات کشاورزی در مناطق بزرگ ناشی می‏شود که شامل به‏وجود آمدن بیابان‏ها، آلودگی در مقیاس زیاد، افزایش رسوبات در رودخانه‏های اصلی و دهانه رودخانه‏ها و تغییرات در حاصلخیزی شیمیایی خاک‏ها در مناطق بزرگ می‏باشند.

اثرات جهانی آنهایی‏اند که باعث تغییرات اقلیمی و نیز تغییرات وسیع بالقوه در چرخه‏های شیمیایی می‏گردند. مشکلات اصلی ناشی از کشاورزی در زمینه مسائل زیست‏محیطی شامل جنگل‏زدایی، کویرزدایی، فرسایش خاک، چرای مفرط، تخریب منابع آبی، تجمع فلزات سنگین، ترکیبات آلی سمی، آلودگی آب و رشد بیش از حد جلبک‏ها می‏باشند (پاینده،1380).

1-2 اهمیت شکر

نیشکر از مهمترین گیاهان قندی جهان بوده که از پتانسیل تولید شکر بالا و به مقدار زیاد در واحد سطح زمین را داراست و با داشتن مسیر فتوسنتزی C4، سرعت رشد بیشتر از 40 گرم در مترمربع در روز را دارد (خواجه پور، 1377). نیشکر خاص مناطق گرمسیری بوده که مقدار قند نیشکر اغلب در حد 12-10 درصد و در مواردی تا 17 درصد می‏باشد (مصباحی، 1385).

شکر به عنوان ماده غذایی انرژی‌زا تنها ماده غذایی است که به طور خالص می‌توان آن‏را تولید کرد و با توجه به ارزانی این منبع تامین انرژی در مقایسه با سایر مواد غذایی، تقاضا برای مصرف آن در ایران و سایر کشورهای در حال توسعه روبه افزایش است و در زمره یکی از کالاهای استراتژیک همواره مورد توجه و حمایت دولت‌ها می‏باشد.

قیمت بسیار ارزان شکر در مقایسه با مقدار کالری که ایجاد می‏نماید این کالا را به منبع اساسی تأمین انرژی جامعه‏های فقیر مبدل ساخته است. از طرفی دیگر شکر برای بعضی از کشورهای صادر کننده مانند کشور کوبا به عنوان مهم‏ترین منبع تامین درآمد ارزی محسوب می‏گردد (سیفی‏پور، 1390). حدود 60 درصد قند تولیدی جهان از نیشکر و مابقی از چغندرقند تامین می‌شود.

تولید جهانی شکر در سال 1984 معادل 1320 هزار تن بوده و در سال 2000 به 6767 هزار تن افزایش یافت که از این میزان 3945 هزار تن آن مربوط به چغندر و2822 هزار تن دیگر از نیشکر استخراج شده بود و در سال 2013 تولید جهانی شکر به 181000 هزار تن شکر خام رسید (بی‏نام، ب، 1392). نقش شکر به‌عنوان یکی از عمده‌ترین محصولات کشاورزی در تجارت جهانی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این محصول در 69 کشور گرم استوایی و نیمه گرم تا مدار 32 درجه زیر کشت قرار دارد (بهادری و کلاه‌چی، 1388).

[1]. Energy

[2]. Hatrili