یکی از نقاط آسیبپذیر در حوادث کلر، محیط زیست اطراف تاسیسات کلر است. از این رو هر نوع ارزیابی ریسک و شناخت نقاط آسیبپذیر، علاوه بر اماکن حساس جمعیتی، صنعتی و …، باید شامل شناسایی نقاط حساس زیست محیطی نظیر پوشش گیاهی اطراف، وجود پارکهای ملی و مناطق حفاظت شده، دریاچهها، جنگلها، محیطهای محل زندگی انواع گونههای گیاهی، آبزی و جانوری حفاظت شده و … نیز باشد. به طور کلی نیز یکی از مزایای برنامهریز و پیادهسازی یک طرح ایمنی و امنیتی تاسیسات کلر محافظت از کارکنان، مردم و محیط زیست است [۱].
هرچند کلر یک گاز سمی برای همه گونههای جانوری است اما آثار مخرب زیستمحیطی آن آن به اندازه مشکل گسترده گازی نظیر H2S نیست [۲]. همچنین گاز کلر یا عنصر کلر، بر خلاف مواردی نظیر H2S در هیچ فرآیند صنعتی متعارفی به عنوان بخشی از خروجی یک دودکش دائمی وجود ندارد و شاید به همین دلیل است که در متون قانونی زیستمحیطی ملی نیز هیچ حد مجازی برای کلر نشر شده به هوا یا کلر ورودی از هوا یا پساب به خاک اعلام نشده است. ذکر این نکته لازم است که کلر منتشر شده در هوا، در روز به دلیل واکنشهای آغاز شده با نور خورشید و منجر به شکست مولکولهای کلر به اتمهای کلر، و به طور کلی به دلیل واکنش با اغلب مواد آلی یا معدنی در گیاهان یا خاک واکنش داده و به مرور از محیط حذف میشود [۳].
تنها متون قانونی ملی که در آن به حد مجاز کلر اشاره شده است استانداردهای مربوط به انواع آب، فاضلاب و پساب، و نه هوا، است. مطابق با این استانداردها حداکثر مجاز غلظت کلر آزاد در خروجی فاضلاب برای تخلیه به آبهای سطحی و چاه جاذب برابر با ۱ میلیگرم در لیتر و برای تخلیه به آب با مصارف کشاورزی و آبیاری ۰/۲ (دو دهم) میلیگرم بر لیتر است [۴]. همچنین غلظت کلر باقیمانده در جریانهای مایع تخلیه شده به دریاهای ایران از منابع و فعالیتهای انسان ساخت نیز نباید بیش از ۱ میلیگرم در لیتر باشد [۵]. البته این مقادیر غلظتهای مجاز در خروجی فاضلابها یا پسابها را نشان میدهند و حداکثر مجاز کلر در خود اکوسیستم آبی مناسب برای هر دو گروه ماهیان سردآبی و گرمآبی بسیار کمتر و برابر با ۰/۰۰۵ میلیگرم در لیتر است [۶]. صنایع مختلف موظف هستند در صورتی که غلظت کلر باقیمانده در خروجی فاضلاب یا پساب آنها بیش از حدود مجاز استاندارد باشد با استفاده از روشهای مختلف غیر شیمیایی و شیمیایی مقدار اضافی کلر را از پساب حذف کنند [۷].
در خصوص آثار زیانبار کلر نشت کرده در هوا و آثار آن بر موجودات و همچنین گیاهان، خاک و اکوسیستمهای آبی موارد زیر قابل توجه هستند [۸].
مقادیر سمیت کلر برای پرندگان مشخص نیست. البته آنچه به خوبی شناخته شده است این است که پرندگان نسبت به انسان به سموم حساستر هستند و به همین دلیل نیز به طور تاریخی از قناریها به عنوان تشخیص دهنده گاز در معادن زغال سنگ بهرهگیری میشده است.
بر اساس رابطه تقریبی بین وزن بدن، فرض شده است که پرندگان تقریباً شش برابر بیشتر از انسان به کلر حساس هستند. مقادیر سمیت کلر برای پستانداران بزرگ، نظیر دامها، مشابه با انشان در نظر گرفته میشود. این مقادیر برای پستانداران کوچک مشابه با پرندگان در نظر گرفته خواهد شد. به این ترتیب؛
- ۵۰% از جمعیت پستانداران بزرگ که به مدت بیش از ۳۰ دقیقه در معرض (ppm) 127 گاز کلر نشت کرده در هوا قرار بگیرند کشته خواهند شد.
- ۱% از جمعیت پستانداران بزرگ که به مدت بیش از ۳۰ دقیقه در معرض (ppm) 60 گاز کلر نشت کرده در هوا قرار بگیرند کشته خواهند شد.
- ۵۰% از جمعیت پرندگان و پستانداران کوچک که به مدت بیش از ۳۰ دقیقه در معرض (ppm) 20 گاز کلر نشت کرده در هوا قرار بگیرند کشته خواهند شد.
- ۱% از جمعیت پرندگان و پستانداران کوچک که به مدت بیش از ۳۰ دقیقه در معرض (ppm) 10 گاز کلر نشت کرده در هوا قرار بگیرند کشته خواهند شد.
در خصوص دیگر آثار زیست محیطی کلر نیز باید گفت؛
- بسته به بزرگی حادثه و مقدار کلر نشت کرده ممکن است ابر کلر وسیع و گستردهای به صورت طولانی مدت در هوا پخش شود. در این شرایط همه پستانداران بزرگی که نتوانند قبل از کاهش غلظت ابر کلر به (ppm) 127 از آن فرار کنند کشته خواهند شد. به همین ترتیب همه پرندگانی هم که نتوانند قبل از کاهش غلظت ابر کلر به (ppm) 20 از آن فرار کنند نیز کشته خواهند شد.
- کلر نشت کرده در هوا، به جز تشکیل کلریدها، که در غلظت بالا میتوانند حاصلخیزی خاک را کاهش دهند، هیچ تأثیر شناخته شدهای بر روی خاک ندارد.
- کلر نشت کرده در هوا در حد (ppm) 127 ذکر شده در بالا، تنها ممکن است در چند میلیمتر اول عمق خاک با برخی مواد آلی ترکیب شود بنابراین کلر هیچ تاثیری بر بذرها و جوانههای زیر خاک ندارد.
- کلر نشت کرده در هوا و در تماس با خاک، در خاک باقی نمیماند (در غلظتهای بسیار بالای کلر نشت کرده در هوا و در تماس با خاک ممکن است کلر به صورت کلر باقیمانده در آب داخل خاک مشاهده شود [۳]).
- هر چه غلظت کلر نشت کرده در هوا بیشتر باشد آسیب آن به گونههای گیاهی بیشتر میشود. در مقادیر کم آسیب ممکن است چند روز بعد ظاهر شود. در مقادیر زیاد ممکن است حتی قسمت چوبی گیاه نیز آسیب ببیند و بهبود گیاه نیز به طول بیانجامد (آثار غلظتهای بالای کلر بر زیست توده گیاه و رشد برگی برخی گیاهان ممکن است طولانی مدت بوده و از ۴ تا ۷ سال باقی بماند [۹]).
- کلر و مواد شیمیایی تولید شده در اثر واکنش آن با آب شیرین (یعنی اسید هیپوکلرو و یون هیپوکلریت) به شدت برای ماهیها و دیگر گونههای آبزی سمی هستند. اما در حال حاضر اطلاعات دقیقی در خصوص مقدار کلر ورودی به آب ناشی از تماس ابر کلر با سطح آب در دسترس نیست. اما با توجه به اینکه حتی در صورت انتقال کلر از فاز گاز به فاز مایع (ورود از هوا به آب)، کلر بلافاصله درگیر واکنشهای شیمیایی با عوامل مختلف موجود در آب خواهد شد غلظت آن احتمالا به راحتی به بیش از مقدار کشنده برای آبزیان نخواهد رسید.
- در صورت رسیدن ابر کلر به سطح آب و در میان گروههای موجودات آبزی کوچکتر، مانند پلانکتونها و ماهیهای کوچک، احتمال مرگ و میر وجود خواهد داشت. البته اثرات محصولات سمی ناشی از واکنشهای کلر در آب موقتی و کوتاه مدت در نظر گرفته میشوند و انتظار میرود که ورود مجدد آب از مسیرهای بالادست به پاکسازی محیط کمک کند.
- با توجه به وابسته بودن کامل رفتار ابر کلر به شرایط آب و هوایی و دمای محیط، در ارزیابی ریسکهای زیست محیطی شرایط آب و هوایی و دما کاملا موثر است.
- در خصوص اثر ابر کلر بر پوشش گیاهی و با توجه به وضعیت متفاوت گیاهان در فصول مختلف، مثلا هنوز زیر خاک بودن جوانهها یا رشد کردن آنها، فصل نشت احتمالی کلر نیز در ارزیابی ریسکهای زیست محیطی موثر است.
- هرچند نشت گسترده کلر تخریب گسترده اکوسیستم گیاهی اطراف را نیز به دنبال خواهد داشت اما هر چه اکوسیستم گیاهی متراکمتر باشد یا مواد آلی بیشتری در خاک باشند کلر بیشتر مصرف شده و از مخاطرات آن کاسته خواهد شد [۱۰].
۱. Site Security Guidelines for U.S. Chemical Industry. 2001, American Chemistry Council.
2. Hindawi, I.J., Environmental effects of chlorin. 1975.
3. Coder, K., Chlorine Gas Exposure & Trees. 2017 (Last Updated: 2021).
4. استاندارد خروجی فاضلابها. سازمان حفاظت محیط زیست.
۵. استاندارد تخلیه به دریاهای ایران (خلیج فارس دریای عمان دریای خزر). ۱۳۹۹, سازمان حفاظت محیط زیست.
۶. استاندارد کیفیت آبهای ایران. سازمان حفاظت محیط زیست.
۷. AWWA, Water Chlorination/Chloramination Practices and Principles, M20 2ed. 2006: American Water Works Association (AWWA).
8. Figueira, C. and N. Harrison. Environmental Risks from Bulk Chlorine Storage Installations Used in the Water Industry. in IChemE Hazards 26 – Process Safety Conference. 2016. Edinburgh, UK: IChemE.
9. Schreuder, M.D.J. and C.A. Brewer, Persistent Effects of Short-term, High Exposure to Chlorine Gas on Physiology and Growth of Pinus ponderosa and Pseudotsuga menziesii. Annals of Botany, 2001. 88(2): p. 197-206.
10. Feature Article: Journal Highlights Groundbreaking S&T Research on Chlorine Spread. 2020.