ارزیابی چرخه‌حیات و برآورد انتشار آلاینده‌های زیست‌محیطی در تولید نیشکر (Saccharum officinarum L.) با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی

Abstract

این بررسی با‏ هدف ارزیابی چرخه‌حیات تولید نیشکر (Saccharum officinarum L.) و هم‌چنین مدل‌سازی و پیش‌بینی میزان انتشار شاخص‌های زیست‌محیطی بر اساس نهاده‌های ورودی در مزارع پلنت و مزارع راتون به‌طور جداگانه با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی در استان خوزستان بررسی شد. اطلاعات لازم برای انجام این مطالعه به‌شکل 92 پرسش‌نامه و بررسی حضوری از شرکت کشت و صنعت امام خمینی (ره) استخراج شد. دروازه مزرعه و یک‌تن محصول تولیدی به‌ترتیب به‌عنوان مرز سامانه و واحد عملکردی انتخاب شدند. گروه‌های اثر مورد مطالعه شامل تخلیه مواد غیرآلی، اسیدی شدن، اختناق دریاچه‌ای، پتانسیل گرمایش جهانی، نقصان لایه ازن، مسمومیت انسان‌ها، مسمومیت آب‌های سطحی، مسمومیت آب‌های آزاد، مسمومیت خاک، اکسیداسیون فتوشیمیایی بود. به‌منظور ارزیابی اثرات زیست‌محیطی از نرم‌افزار Simapro V8.0.3.14 استفاده شد. نتایج حاصل از اثرات زیست‌محیطی نشان داد که در بخش‌های گروه‌های اثر مورد مطالعه، الکتریسیته، کود نیتروژن و ماشین‌های کشاورزی بیشترین تأثیر بر انتشار آلایندگی در تمام گروه‌ها داشته‌اند. مجموع شاخص زیست‌محیطی نیشکر تولید شده در مزارع پلنت برابر با 45/0 EcoX به‌ازای یک تن نیشکر تولیدی محاسبه گردید که حدود 32 درصد بالاتر از مجموع این شاخص در مزارع راتون می‌باشد. نتایج مدل‏سازی نشان داد که بهترین ساختار برای شبکه عصبی جهت پیش‌بینی آلاینده‌های زیست‌محیطی تولید نیشکر، ساختار 10- 5- 10- 9 برای مزارع پلنت و ساختار10- 6- 9- 7 برای مزارع راتون تخمین زده شد. R2 برای شاخص مسمویت انسان‌ها و مسمویت آب‌های آزاد با 960/0 کمترین مقدار، و برای شاخص اسیدی شدن و اختناق دریاچه‌ای با 992/0 بیشترین مقدار در مزارع پلنت و هم‌چنین در مزارع راتون، R2 برای شاخص اختناق دریاچه‌ای با 985/0کمترین مقدار، و برای شاخص اسیدی شدن 995/0بیشترین مقدار، محاسبه گردید. بنابراین شبکه عصبی می‌تواند به‌خوبی میزان نشر آلاینده‌های زیست‌محیطی را در مزارع نیشکر پیش‌بینی و مدل‌سازی کند.

Keywords

• ارزیابی چرخه حیات
• شاخص‌های زیست‌محیطی
• شبکه عصبی مصنوعی
• مدل‏سازی
• مزارع نیشکر