ارزیابی و انتخاب روش‌های نوین برای حذف آلاینده‌های دیرپای محیطی در منابع آب با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

شرکت آب و فاضلاب استان مرکزی، اراک، ایران

چکیده
هدف: ظهور آلاینده‌های دیرپای محیطی در منابع آب، به‌عنوان یکی از چالش‌های جدی زیست‌محیطی، سلامت انسان و اکوسیستم‌ها را تهدید می‌کند. این پژوهش با هدف بررسی، تحلیل و انتخاب کارآمدترین روش‌های نوین تصفیه آب برای حذف این آلاینده‌ها با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی انجام شده است.
مواد و روش‌ها: این مطالعه، کاربردی و توصیفی-تحلیلی، با مرور منابع علمی مختلف و جمع‌آوری داده‌ها از طریق نظرات 19 خبره محیط‌زیست و مهندسی آب صورت پذیرفت. ساختار سلسله‌مراتبی شامل چهار معیار اصلی (کارایی حذف آلاینده‌ها، هزینه اقتصادی، سازگاری محیط‌زیستی و قابلیت اجرا) و چهار گزینه برای حذف آلاینده ها (فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته، فناوری‌های غشایی، جذب با نانومواد و روش‌های زیستی) طراحی و تحلیل داده‌ها با نسخه 11 نرم‌افزار Expert Choice انجام شد.
نتایج: بر اساس تحلیل داده‌ها، معیار "کارایی حذف آلاینده‌ها" با وزن نسبی 42/0 به‌عنوان مهم‌ترین معیار شناخته شد. از میان گزینه‌های مورد بررسی، فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته به‌عنوان بهترین روش حذف آلاینده ها از منابع آب از حیث معیارهای پژوهش، شناسایی گردید. تحلیل حساسیت نشان داد که تغییر وزن معیارها تأثیر قابل توجهی بر نتایج رتبه‌بندی ندارد، و نتایج به‌دست‌آمده با نظرات مستقل کارشناسان نیز مطابقت دارد.
نتیجه گیری: فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته به‌ عنوان یکی از بهترین گزینه‌ها برای حذف آلاینده‌های دیرپای محیطی معرفی شدند. نتیجه گیری این پژوهش می‌تواند مبنای مناسبی برای سیاست‌گذاری و مدیریت منابع آبی با هدف کاهش آلاینده‌های دیرپای محیطی و ارتقاء کیفیت آب باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Evaluation and selection of modern methods for removing persistent environmental pollutants in water resources using the analytic hierarchy process

نویسنده English

Abbas Jahangiri
Water and Wastewater Company of Markazi Province, Arak, Iran
چکیده English

Objective: The emergence of persistent environmental pollutants in water resources poses a serious environmental challenge, threatening human health and ecosystems. This study aims to evaluate, analyze, and select the most efficient modern water treatment methods for the removal of these pollutants using the Analytic Hierarchy Process (AHP).
Methods: This applied, descriptive-analytical study was conducted through a review of various scientific sources and data collection from 19 experts in the fields of environmental science and water engineering. The hierarchical structure included four main criteria (pollutant removal efficiency, economic cost, environmental compatibility, and feasibility) and four alternatives for pollutant removal (advanced oxidation processes, membrane technologies, adsorption with nanomaterials, and biological methods). Data analysis was performed using Expert Choice software version 11.
Results: Based on the data analysis, the criterion "pollutant removal efficiency" with a relative weight of 0.42 was identified as the most important factor. Among the alternatives evaluated, advanced oxidation processes were identified as the best method for pollutant removal from water resources based on the research criteria. Sensitivity analysis revealed that changes in the weights of the criteria had no significant impact on the ranking results, and the findings aligned with independent expert opinions.
Conclusions: Advanced oxidation processes were identified as one of the best options for removing persistent environmental pollutants. The findings of this study can serve as a solid foundation for policymaking and water resource management aimed at reducing persistent environmental pollutants and improving water quality.

کلیدواژه‌ها English

Advanced oxidation processes
Analytical Hierarchy Process
Persistent environmental pollutants
Water resource quality
Water treatment
Expert Choice software
اصغری, ع؛ جعفری, س. م. 1403. بررسی تأثیر نگهداری و تعمیرات مبتنی بر قابلیت اطمینان بر پمپ‌های تصفیه‌خانه آب (مطالعه موردی: تصفیه‌خانه بزرگ آب گیلان). مجله آب و فاضلاب, 35, 86-102.
عسگری لجایر، ب.،  مقیسه، ا.،  فرشچیان اسماعیلی، م.،  عابدپور، م. ع.، باقریان آزیری، ن. 1397. بررسی پتانسیل فن‌آوری‌های نوین زیستی در حذف آلاینده‌های نوظهور از فاضلاب. فصلنامه آب و توسعه پایدار، 5، 11-24.
قربانی، ع.، نورمرادی، ز. 1401. بررسی و اولویت بندی ریسک های چرخه حیات پروژه های آب و فاضلاب با استفاده از تکنیک فرآیند تحلیل سلسله مراتبیAHP ( مطالعه موردی پروژه های آب و فاضلاب استان ایلام).نشریه عمران و پروژه, 4, 11-24.
کسری کرمانشاهی، ر.، مبارک، ا. 1403. کاربرد باکتری‌های عامل خوردگی در پاکسازی آلاینده‌های محیط زیست (ترکیبات شیمیایی، آفت‌کش‌ها، شوینده‌ها، پلاستیک‌ها). زیست شناسی میکروبی، 13، 41-56.
Asgari lajayer, b., Moghiseh, A., Farshchian esmaeelee, M., Abedpoor, M.A., Bagherian Aziri, N. 2019. Study of the Potential of New Biological Technologies to Remove Emerging Contaminants from Wastewater. Journal of Water and Sustainable Development, 5(2), 11-24 (In Persian).
Asghari, A., Jafari, S.M. 2024. Investigating the Influence of Reliability Centered Maintenance on Water Treatment Plant Pumps (Case Study: Guilan Water Treatment Plant). Journal of Water and Wastewater; Ab va Fazilab (in persian), 35(1): 86-102 (In Persian).
 
Bhagat, J., Singh, N. & Shimada, Y. 2024. Southeast Asia’s environmental challenges: emergence of new contaminants and advancements in testing methods. Frontiers in Toxicology, 6, 1322386.
Bharath, G., Banat, F. & Haija, M. A. 2023. Photoelectrochemical advanced oxidation processes for simultaneous removal of antibiotics and heavy metal ions in wastewater using 2D-on-2D WS2@ CoFe2O4 heteronanostructures. Environmental Pollution, 339, 122753.
Cardoso, I. M., Cardoso, R. M. & Da Silva, J. C. E. 2021. Advanced oxidation processes coupled with nanomaterials for water treatment. Nanomaterials, 11, 2045.
Chen, C.-H. 2020. A novel multi-criteria decision-making model for building material supplier selection based on entropy-AHP weighted TOPSIS. Entropy, 22, 259.
Fang, C., Ou, T., Wang, X., Rui, M. & Chu, W. 2020. Effects of feed solution characteristics and membrane fouling on the removal of THMs by UF/NF/RO membranes. Chemosphere, 260, 127625.
Fujioka, T., Takeuchi, H., Tahara, H., Murakami, H., Boivin, S. 2024. Effects of functional groups of polyfluoroalkyl substances on their removal by nanofiltration. Water Research X, 24, 100233.
Ghorbani, A. and Z. NoorMoradi. 2022. Investigating and Prioritizing Life Cycle Risks of Water and Sewage Projects Using AHP Hierarchical Analysis Process Technique (Case Study of Water and Sewage Projects in Ilam Province). Civil and Project, 4(6), 11-24. (In Persian).
Kasra Kermanshahi, R. and E. Mobarak. 2024. Applications of corrosion-causing bacteria in cleaning environmental pollutants (chemical compounds, pesticides, detergents, plastics). Journal of Microbial Biology, 13(50), 41-56. (In Persian).
Kumar, M., Chen, H., Sarsaiya, S., Qin, S., Liu, H., Awasthi, M. K., Kumar, S., Singh, L., Zhang, Z., Bolan, N. S. 2021. Current research trends on micro-and nano-plastics as an emerging threat to global environment: a review. Journal of Hazardous Materials, 409, 124967.
Loganathan, P., Vigneswaran, S., Kandasamy, J., Nguyen, T. V., Cuprys, A. K., Ratnaweera, H. 2023. Bisphenols in water: Occurrence, effects, and mitigation strategies. Chemosphere, 328, 138560.
Madzík, P., Falát, L. 2022. State-of-the-art on analytic hierarchy process in the last 40 years: Literature review based on Latent Dirichlet Allocation topic modelling. Plos One, 17, e0268777.
Najafinejad, M. S., Chianese, S., Fenti, A., Iovino, P., Musmarra, D. 2023. Application of electrochemical oxidation for water and wastewater treatment: an overview. Molecules, 28, 4208.
Nasrollahzadeh, M., Sajjadi, M., Iravani, S., Varma, R. S. 2021. Carbon-based sustainable nanomaterials for water treatment: state-of-art and future perspectives. Chemosphere, 263, 128005.
Pai, C.-W., Leong, D., Chen, C.-Y.,Wang, G.-S. 2020. Occurrences of pharmaceuticals and personal care products in the drinking water of Taiwan and their removal in conventional water treatment processes. Chemosphere, 256, 127002.
Shekar, P. R. & Mathew, A. 2023. Integrated assessment of groundwater potential zones and artificial recharge sites using GIS and Fuzzy-AHP: a case study in Peddavagu watershed, India. Environmental Monitoring and Assessment, 195, 906.
Wang, Z., Cheng, Y., Wang, C., Guo, R., You, J., Zhang, H. 2023. Optimizing the performance of Fe-based metal-organic frameworks in photo-Fenton processes: mechanisms, strategies and prospects. Chemosphere, 339, 139673.
Xu, J., Cao, Z., Zhang, Y., Yuan, Z., Lou, Z., Xu, X., Wang, X. 2018. A review of functionalized carbon nanotubes and graphene for heavy metal adsorption from water: Preparation, application, and mechanism. Chemosphere, 195, 351-364.
Yadav, D., Rangabhashiyam, S., Verma, P., Singh, P., Devi, P., Kumar, P., Hussain, C. M., Gaurav, G. K. Kumar, K. S. 2021. Environmental and health impacts of contaminants of emerging concerns: Recent treatment challenges and approaches. Chemosphere, 272, 129492.
Zhang, H., Shen, N., Li, Y., Hu, C., Yuan, P. 2023. Source, transport, and toxicity of emerging contaminants in aquatic environments: A review on recent studies. Environmental Science and Pollution Research, 30, 121420-121437.