به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، شهرها به‌عنوان مراکز اصلی تولید پسماند، مسئول بخش عمده‌ای از انتشار گازهای گلخانه‌ای جهانی هستند و در همین راستا، مدیریت کارآمد محل‌های دفن زباله به یکی از چالش‌های کلیدی تبدیل شده است. متان، گازی که از تجزیه مواد آلی در این محل‌ها متصاعد می‌شود، ۸۴ برابر قوی‌تر از دی‌اکسیدکربن در گرمایش زمین عمل می‌کند. این مسئله، ضرورت استفاده از فناوری‌های نوین را برای کاهش انتشار گازها و تبدیل پسماند به منابع انرژی آشکار می‌سازد.
بر اساس گزارش برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد، سالانه دو میلیارد تن پسماند شهری در جهان تولید می‌شود که انتظار می‌رود این رقم تا سال ۲۰۵۰ در نیم‌کره جنوبی، به میزان دوسوم افزایش پیدا کند. نبود زیرساخت‌های کافی در این کشورها اغلب مانع جمع‌آوری صحیح، تفکیک و دفع ایمن زباله‌ها می‌شود و به تجمع آنها در محل‌های دفن زباله می‌انجامد.
فناوری‌های پیشرفته راهکارهای امیدوارکننده‌ای در زمینه مدیریت پسماند و سایت‌های دفن زباله ارائه کرده‌اند. سیستم‌های جذب گاز از طریق شبکه‌های لوله‌کشی زیرزمینی، متان را جمع‌آوری و به نیروگاه‌های تولید برق یا گرمایش شهری هدایت می‌کنند. نمونه موفق این فناوری در پروژه «تبدیل گاز به انرژی» کالیفرنیا اجرا شده که قادر است برق مورد نیاز هزاران خانه را تأمین کند.
دیجیتالی‌سازی نیز تحول چشمگیری در این زمینه ایجاد کرده است؛ به این ترتیب که الگوریتم‌های هوش مصنوعی مسیرهای جمع‌آوری زباله را بهینه می‌کنند، حسگرهای اینترنت اشیا بر عملکرد کامیون‌ها نظارت لحظه‌ای دارند و پلتفرم‌های داده‌محور الگوهای تولید پسماند را تحلیل می‌کنند. در حوزه تفکیک زباله، ربات‌های مجهز به دوربین‌های سه‌بعدی و طیف‌سنج مادون‌قرمز قادر هستند انواع پلاستیک، فلزات و شیشه را با دقت ۹۹ درصد شناسایی کنند. این فناوری توسط شرکت‌هایی همچون ای‌ام‌پی رباتیکس به کار گرفته شده است.
کاهش انتشار گاز از محل‌های دفن زباله شهری
در سطح جهانی، سالانه ۲٫۰۱ میلیارد تن پسماند جامد شهری تولید می‌شود که حداقل ۳۳ درصد آن از نظر تأثیرات زیست‌محیطی مدیریت‌نشده باقی می‌ماند. کشورهای با درآمد بالا، که تنها ۱۶ درصد از جمعیت جهان را تشکیل می‌دهند، مسئول حدود ۳۴ درصد از پسماندهای شهری هستند. شهرهای سراسر جهان از طریق شبکه‌هایی همچون شهرهای سی ۴۰ با یکدیگر همکاری می‌کنند تا شیوه‌های مدیریت پسماند را با تمرکز ویژه بر کاهش انتشار متان، بهبود بخشند. برای دستیابی به این اهداف، شهرها پروژه‌های کلیدی همچون احداث محل‌های دفن زباله مجهز به فناوری‌های جذب گاز (از جمله متان) و تبدیل آن به منبع انرژی برای تولید برق یا گرما را اجرا می‌کنند.
فناوری‌های دیجیتال نقش حیاتی در بهینه‌سازی مسیرهای جمع‌آوری، ردیابی خودروها و جریان مواد در زنجیره تأمین، طبقه‌بندی پسماندها و شناسایی مکان‌های مناسب برای تأسیسات مدیریت پسماند ایفا می‌کنند. علاوه بر این، هوش مصنوعی به‌طور گسترده برای پیش‌بینی ترکیب پسماندها، شناسایی و طبقه‌بندی مواد، کاهش ضایعات و هدررفت مواد غذایی و پیش‌بینی کانون‌های آلودگی در محیط‌های دریایی ناشی از پسماندها استفاده می‌شود.
با ادغام رباتیک، سیستم‌های دید رایانه‌ای و حسگرهای هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیا با هوش مصنوعی، دقت بیشتری در طبقه‌بندی پسماندها، فرایندهای بازیافت کارآمدتر و هدایت بهتر زباله‌ها به مکان‌های دفع مناسب حاصل می‌شود. بازوهای رباتیک مجهز به الگوریتم‌های هوش مصنوعی و حسگرهای پیشرفته قادر هستند انواع مختلفی از پسماندها از جمله فلزات، پلاستیک، شیشه، کاغذ و حتی انواع پلاستیک‌های سخت‌تفکیک‌پذیر را شناسایی کنند که سیستم‌های سنتی اغلب در تشخیص آنها با مشکل روبه‌رو هستند.
مدیریت محل‌های دفن زباله با هوش مصنوعی
هوش مصنوعی (AI) در حال دگرگون‌سازی مدیریت محل‌های دفن زباله با حل چالش‌های زیست‌محیطی و بهینه‌سازی فرایندهای مدیریت پسماند است. این فناوری به کاهش انتشار گاز متان، پیشگیری از آلودگی آب و استفاده کارآمدتر از زمین کمک می‌کند. کاهش نشت شیرابه و متان، حیات آبزیان و کیفیت خاک را بهبود می‌بخشد و از اکوسیستم‌ها حفاظت می‌کند. کاهش ۲۰ درصدی هزینه‌های عملیاتی از طریق نگهداری بر پایه پیشگیری و بهینه‌سازی منابع، موجب صرفه‌جویی اقتصادی می‌شود و با افزایش بازیافت مواد اولیه، وابستگی به استخراج منابع طبیعی را کاهش می‌دهد.
هوش مصنوعی با تحلیل داده‌های محیطی همچون دما، رطوبت و ترکیبات شیمیایی خاک، الگوی تولید و انتشار متان را در محل‌های دفن زباله پیش‌بینی می‌کند. این سیستم‌ها با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین، نقاط بحرانی تولید گاز را شناسایی می‌کنند و به اپراتورها امکان می‌دهند شبکه‌های لوله‌کشی جذب گاز را در مناطق استراتژیک نصب کنند. در پروژه‌های پیشرفته، گاز جمع‌آوری‌شده به نیروگاه‌های مجاور منتقل می‌شود و در تولید برق یا گرمایش شهری استفاده می‌شود. این فرایند نه‌تنها انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش می‌دهد، بلکه هزینه‌های انرژی شهری را نیز به‌طور چشمگیری کم می‌کند.
علاوه بر این، هوش مصنوعی قادر است با شبیه‌سازی سناریوهای مختلف، تأثیر تغییرات اقلیمی یا افزایش حجم پسماند بر تولید متان را مدل‌سازی کند. این قابلیت به شهرها کمک می‌کند تا برنامه‌های بلندمدت کاهش ردپای کربن خود را با دقت بیشتری طراحی کنند. بعضی شهرهای اروپایی با استفاده از این فناوری، انتشار متان را طی پنج سال گذشته تا ۵۰ درصد کاهش داده‌اند.
ربات‌های مجهز به بینایی رایانه‌ای و الگوریتم‌های یادگیری عمیق، می‌توانند انواع مواد قابل بازیافت را با دقت بی‌سابقه‌ای شناسایی کنند. این سیستم‌ها با استفاده از پایگاه‌های داده عظیم، حتی پلاستیک‌های مشابه را از طریق الگوهای طیفی مادون‌قرمز تشخیص می‌دهند. در بعضی تأسیسات پیشرفته، ربات‌ها تا ۸۰ قلم در دقیقه پردازش می‌کنند و خطاهای انسانی در تفکیک را به صفر نزدیک می‌کنند.
از سوی دیگر، هوش مصنوعی امکان استخراج مواد ارزشمند از محل‌های دفن قدیمی را فراهم کرده است. به‌عنوان نمونه، در آلمان از فناوری‌های تشخیص تصویر برای شناسایی فلزات گران‌بها در زباله‌های دفن‌شده طی دهه‌های گذشته استفاده می‌شود. این فرایند نه‌تنها فشار بر منابع طبیعی را کاهش می‌دهد، بلکه اقتصاد چرخشی را تقویت می‌کند.
حسگرهای اینترنت اشیای نصب‌شده روی سطل‌های زباله، سطح پر بودن آنها را به‌صورت لحظه‌ای به مراکز کنترل گزارش می‌دهند. هوش مصنوعی با تحلیل این داده‌ها و ترکیب آنها با اطلاعات ترافیکی، الگوهای تولید زباله در محله‌های مختلف را شناسایی و کارآمدترین مسیرهای جمع‌آوری را طراحی می‌کند. به‌عنوان مثال، این فناوری در بارسلونا، موجب کاهش ۳۰ درصدی مسافت طی‌شده توسط کامیون‌ها و کاهش ۱۵ درصدی انتشار دی‌اکسید کربن شده است.
سیستم‌های پیش‌بینی هوشمند می‌توانند افزایش موقت زباله همچون شرایط پس از رویدادهای عمومی را پیش‌بینی کنند و نیروی انسانی و تجهیزات مناسب را به‌طور پویا تخصیص دهند. این انعطاف‌پذیری، هزینه‌های عملیاتی شهرداری‌ها را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد.
مدیریت مواد خطرناک
شیرابه، مایع سمی ناشی از تجزیه زباله‌ها، یکی از مخرب‌ترین عوامل آلودگی آب‌های زیرزمینی و خاک است. حسگرهای مجهز به اینترنت اشیا که در عمق محل‌های دفن نصب می‌شوند، به‌صورت لحظه‌ای، ترکیبات شیمیایی شیرابه (همچون آمونیاک و فلزات سنگین) را رصد می‌کنند. این داده‌ها توسط الگوریتم‌های پیشرفته تحلیل می‌شود و در صورت تشخیص نشت یا افزایش غلظت مواد خطرناک، به اپراتورها هشدار داده می‌شود.
در پروژه‌های نوین، هوش مصنوعی قادر است با استفاده از تصویربرداری ماهواره‌ای و داده‌های هیدروژئولوژی، مسیر حرکت شیرابه در خاک را پیش‌بینی و روش‌های مهار آن همچون نصب دیوارهای آب‌بند را پیشنهاد کند. به‌عنوان مثال، در یک پروژه آزمایشی در ژاپن، این فناوری موفق شد نشت شیرابه به رودخانه‌های اطراف را تا ۹۰ درصد کاهش دهد.
هوش مصنوعی با تحلیل داده‌های تاریخی و پیش‌بینی الگوهای آب‌وهوایی، احتمال وقوع حوادثی همچون سیل یا طوفان را پیش‌بینی می‌کند که می‌توانند مواد سمی را از محل دفن زباله منتشر کنند. برای مثال، سیستم‌های هوشمند در فلوریدا قادر هستند ۴۸ ساعت قبل از وقوع طوفان، دستورالعمل‌های ایمنی همچون تقویت پوشش محل دفن را به اپراتورها اعلام کنند.
علاوه بر این، بعضی فناوری‌ها از مدل‌های سه‌بعدی برای شبیه‌سازی انتشار مواد شیمیایی در هوا استفاده می‌کنند. این مدل‌ها به شهرها کمک می‌کنند تا برنامه‌های تخلیه اضطراری دقیق‌تری طراحی و سلامت شهروندان را تضمین کنند. با وجود این پیشرفت‌ها، چالش‌هایی همچون هزینه بالای نصب سیستم‌ها (حدود ۱.۵ میلیون دلار برای هر هکتار) و کمبود دانش فنی در کشورهای در حال توسعه وجود دارد. برای غلبه بر این موانع، مشارکت بخش خصوصی از طریق مدل‌های مالی ترکیبی و آموزش اپراتورها با پلتفرم‌های مجازی پیشنهاد می‌شود. نوآوری‌های آینده شامل استفاده از نانومواد برای جذب گازهای سمی و بیوراکتورهای هوشمند برای تسریع تجزیه پسماند است.
گزارش بانک جهانی نشان می‌دهد که با به‌کارگیری فناوری‌های موجود، می‌توان تا سال ۲۰۳۰، انتشار متان را تا ۴۵ درصد کاهش داد. ادغام فناوری‌هایی همچون اینترنت اشیا، هوش مصنوعی و بیوتکنولوژی نه‌تنها محل‌های دفن زباله را از معضل به منبع انرژی تبدیل می‌کند، بلکه گامی اساسی برای دستیابی به اهداف اقلیمی جهانی محسوب می‌شود. موفقیت این راهکارها نیازمند همکاری بین‌المللی، سرمایه‌گذاری هدفمند و بازنگری در سیاست‌های مدیریت پسماند است تا آینده‌ای پایدار برای شهرها رقم بخورد.
شهرهای پیشرو در استفاده از فناوری در مدیریت پسماند
شهرهای پیشرویی همچون هلسینکی، اورنج کانتی و سنگاپور الگوهای موفقیت‌آمیزی در این راستا ارائه داده‌اند. شهر هلسینکی در فنلاند مطالعه‌ای درباره قابلیت ردیابی ارائه‌شده توسط فناوری بلاکچین انجام داده است. این شهر با استفاده از فناوری بلاکچین، برای مصالح ساختمانی شناسنامه دیجیتال ایجاد کرده است که تاریخچه مواد اولیه را ثبت و به این ترتیب، فرایند بازیافت را تسهیل می‌کند. این پروژه تاکنون ۳۰ درصد از ضایعات ساختمانی را کاهش داده است.
سنگاپور با ساخت جزیره مصنوعی سماکائو، الگوی جهانی مدیریت پسماند را بازتعریف کرده است. این جزیره مصنوعی پسماندها را با فناوری‌های نوین، به انرژی تبدیل می‌کند و خاکستر باقیمانده از سوزاندن ۹۵ درصد از پسماندها در نیروگاه‌های پیشرفته زباله‌سوزی را به‌صورت ایمن دفن می‌کند. نیروگاه‌های زباله‌سوزی روزانه هزاران تن زباله را به برق تبدیل می‌کنند و دودهای سمی را با فیلترهای ویژه پاکسازی می‌کنند. سنگاپور از فناوری‌های نوین همچون گازی‌سازی پلاسما در بعضی تأسیسات خود استفاده می‌کند که زباله را در دمای بالای چهار هزار درجه سانتی‌گراد به گاز سنتز تبدیل می‌نماید. این گاز قابلیت تولید برق پاک دارد و به کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی کمک می‌کند. با ترکیب سیستم‌های پنوماتیک جمع‌آوری زباله و برنامه‌ریزی یکپارچه، سنگاپور به مدلی پیشرو در مسیر «زباله‌صفر» تبدیل شده و کمتر از ۵ درصد پسماند نهایی خود را دفن می‌کند.
اورنج کانتی در ایالت کالیفرنیای آمریکا، با استفاده از راه‌حل‌های ترکیبی پهپادهای مجهز به سنسور متان و تصویربرداری حرارتی، انتشار گازها را در محل‌های دفن زباله تا ۴۰ درصد کاهش داده است. برنامه محل دفن هوشمند اورنج کانتی با استفاده از تحلیل داده‌های لحظه‌ای، کارایی را از طریق خودکارسازی اطلاعات و تجهیزات حیاتی افزایش می‌دهد. این رویکرد پیشرفته، نظارت و مدیریت دقیق‌تر عملیات دفن زباله را ممکن می‌سازد و در نهایت منجر به کاهش انتشار متان و آلاینده‌ها می‌شود. هدف این برنامه انطباق با قانون کالیفرنیا است که کاهش ۷۵ درصد پسماندهای ارگانیک ارسالی به محل‌های دفن زباله را تا سال ۲۰۲۵ الزامی می‌داند.
