راهبردهای علوم مهندسی و مدیریت سیستم های پایدار

راهبردهای علوم مهندسی و مدیریت سیستم های پایدار

ارزیابی و انتخاب روش مناسب مقابله با لکه های نفتی در دریای عمان

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان
گروه برنامه ریزی، مدیریت محیط زیست و HSE، دانشکده محیط‌زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
چکیده
کرانه‌های نیلگون دریای عمان از نظر جغرافیایی از خلیج گواتر تا ساحل شرقی بندرعباس امتداد یافته و یکی از مهم‌ترین پهنه‌های دریایی جنوب ایران به شمار می‌رود. این ناحیه با طولی در حدود 545 کیلومتر، به دلیل برخورداری از منابع غنی شیلاتی، ظرفیت‌های بالای حمل‌ونقل دریایی، تجارت، گردشگری و ورزش‌های آبی، نقش مهمی در توسعه اقتصادی و اجتماعی کشور ایفا می‌کند. با این حال، تردد مداوم کشتی‌های تجاری، نفتکش‌ها و شناورهای مختلف، احتمال وقوع آلودگی‌های نفتی را در این منطقه افزایش داده است. نشت نفت و فرآورده‌های نفتی می‌تواند پیامدهای گسترده‌ای بر اکوسیستم‌های دریایی، سواحل، آبزیان، صنعت شیلات و فعالیت‌های گردشگری بر جای بگذارد. ازاین‌رو، انتخاب روشی مناسب و کارآمد برای مقابله با لکه‌های نفتی، با در نظر گرفتن شرایط محیطی منطقه، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. هدف این پژوهش، انتخاب بهینه‌ترین روش مقابله با لکه‌های نفتی در دریای عمان با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله‌مراتبی (AHP) و تحلیل مبتنی بر هوش مصنوعی است. در این راستا، مهم‌ترین پارامترهای فیزیکی آب دریا به‌عنوان معیارهای تصمیم‌گیری تعیین و سپس روش‌های مختلف مقابله با آلودگی نفتی بر اساس این معیارها رتبه‌بندی شدند. به‌منظور ارزیابی اعتبار نتایج، از نرم‌افزار SPSS نسخه 26 استفاده شد و آزمون همبستگی پیرسون برای بررسی ارتباط بین وزن‌های به‌دست‌آمده و آزمون رگرسیون خطی برای ارزیابی قابلیت پیش‌بینی وزن روش‌های کنترلی بر اساس پارامترهای فیزیکی آب انجام گرفت. نتایج نشان داد که در میان پارامترهای مورد بررسی، دمای آب بیشترین وزن را به خود اختصاص داده و بر همین اساس، روش جذب سطحی به‌عنوان مناسب‌ترین گزینه برای مقابله با آلودگی نفتی در دریای عمان بیشترین امتیاز را کسب کرد. همچنین، نتایج آزمون‌های آماری با مقدار P-value < 0.05 بیانگر وجود همبستگی معنادار و توان پیش‌بینی مناسب مدل پیشنهادی بوده و کارایی رویکرد ترکیبی AHP و هوش مصنوعی را در پشتیبانی از تصمیم‌گیری‌های زیست‌محیطی تأیید می‌کند.

تازه های تحقیق

  • روش AHP برای اولویت‌بندی شش پارامتر فیزیکی آب دریا و انتخاب روش مناسب مقابله با لکه نفتی به کار گرفته شد.
  • دما با وزن ۰/۴۰ مهم‌ترین معیار و پس از آن شوری، کدورت، سرعت جریان، عمق و اکسیژن محلول قرار گرفتند.
  • نرخ ناسازگاری ماتریس مقایسات CR = 0/0416 به دست آمد که نشان‌دهنده سازگاری قابل‌قبول مقایسات است.
  • بر اساس معیار غالب دما، روش جذب (Adsorption) با وزن ۰/۳۵۴ در رتبه نخست قرار گرفت.
  • نوآوری کاربردی پژوهش، ارائه یک چارچوب سیستماتیک برای تطبیق روش واکنش به نشت نفت با شرایط محیطی دریای عمان است؛ البته رتبه‌بندی نهایی صرفاً بر اساس معیار غالب دما انجام شده و تلفیق هم‌زمان هر شش معیار نیست.

کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Assessment and Selection of an Appropriate Oil Spill Response Method in Gulf of Oman

نویسندگان English

saeed karimi
Ehsan Talebi
Mahnaz Jadidi
Department of Environmental Planning, Management and HSE, Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran.
چکیده English

The coastline of the Oman Sea extends from Gwadar Bay to the eastern coast of Bandar Abbas and represents one of the most important marine regions in southern Iran. With a coastline of approximately 545 km, this area plays a vital role in the country's economic development through its rich fisheries, maritime transportation, international trade, tourism, and water-based recreational activities. However, the continuous movement of commercial vessels, oil tankers, and other ships has increased the risk of oil pollution in this sensitive marine ecosystem. Oil spills can cause extensive damage to marine habitats, coastal environments, fisheries, biodiversity, and tourism, making the selection of an effective oil spill response strategy a critical environmental management challenge. The aim of this study was to identify the optimal oil spill response method for the Oman Sea by integrating the Analytic Hierarchy Process (AHP) with artificial intelligence-based analysis. First, the most important physical parameters of seawater were identified and weighted as decision-making criteria. Subsequently, different oil spill response methods were evaluated and ranked according to these criteria. To validate the reliability of the obtained weights, SPSS version 26 was employed. Pearson's correlation analysis was conducted to examine the relationship between the calculated weights, while linear regression analysis was performed to evaluate the predictive capability of the physical water parameters for estimating the weights of the response methods. The results indicated that water temperature received the highest weight among the evaluated physical parameters. Based on this criterion, the adsorption method achieved the highest overall ranking and was identified as the most suitable technique for oil spill response in the Oman Sea. Furthermore, the statistical analyses yielded P-values < 0.05, confirming both the significance of the correlations and the predictive capability of the proposed model. These findings demonstrate that the integrated AHP and artificial intelligence framework provides a reliable decision-support tool for selecting appropriate oil spill response strategies and can contribute to more effective environmental management and protection of the Oman Sea ecosystem.

کلیدواژه‌ها English

Oil pollution
Oman Sea
Adsorption method
Decision support system
Analytical Hierarchy Process (AHP)

مقدمه

دریای عمان، به‌عنوان یکی از پهنه‌های مهم آبی جنوب ایران، از نظر جغرافیایی در محدوده‌ای از خلیج گواتر تا سواحل شرقی بندرعباس امتداد دارد و با طولی در حدود 545 کیلومتر، از ظرفیت‌های قابل‌توجه اقتصادی، زیست‌محیطی و گردشگری کشور برخوردار است. وجود منابع شیلاتی، ظرفیت‌های بالقوه گردشگری و امکان توسعه فعالیت‌های مرتبط با ورزش‌های آبی، به‌ویژه در فصول سرد سال، بر اهمیت اقتصادی و اجتماعی این پهنه آبی افزوده است (Al-Shidhani et al., 2026). با این همه بروز آلودگی نفتی حاصل از حمل‌و‌نقل کشتی‌ها و همچنین آب توازن می‌تواند از جمله عوامل آسیب‌رسان مطرح باشد (AlKaabi et al., 2020; Haridharan et al., 2022; Ratchagar & Hemalatha, 2013). چراکه علاوه‌بر اثرات مخرب بر بوم­سازگان و بروز آلودگی منظر می‌تواند موجبات مشکلات اقتصادی را فراهم سازد. بنابراین در زمان بروز آلودگی نفتی ناگزیر می‌بایست در جهت پاسخ به‌موقع اقدام نمود چراکه رسیدن لکه نفتی به ساحل و بروز تاربال[1] شرایط را بغرنج می‌نماید. در زمینه مقابله با آلودگی نفتی روش‌های مختلفی وجود دارد که از آن‌جمله می‌توان به روش‌های بیولوژیکی فیزیکی و شیمیایی اشاره نمود که در میان آن‌ها روش مکانیکی به لحاظ پاسخ به‌موقع در شرایط اضطراری دارای مرتبه بالاتری است. با این حال انتخاب روش بهینه پاسخ قطعی به لکه نفتی همیشه با چالش‌هایی روبه‌رو می‌باشد (Chitrakar et al., 2019; Nabavi et al., 2021; Wang et al., 2015).

امروزه روش‌هایی مثل سوزاندن درجا که زمانی تنها برای لکه‌های نفتی دور از ساحل مورد استفاده قرار می‌گرفتند تحت شرایطی خاص به‌عنوان جایگزینی برای روش‌های مکانیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در زمینه سوزاندن درجا روش‎هایی مانند پایروبوم[2] که عملکرد خود را در پاسخ به لکه نفتی دیپ واتر ‌هاریزون[3] در خلیج مکزیک به اثبات رسانده‌اند دارای کارایی منحصربه‌فردی می‌باشند و تنها ابزاری است که کارایی خود از قطب تا مناطق گرمسیری به اثبات رسانده‌است. یا از دیگر روش‌های مقابله با آلودگی نفتی زیست‌پالایی است که در این روش می‌توان نفت را با استفاده از میکروارگانیسم‌های تجزیه‌کننده نفت به ترکیباتی با خطر کمتر تبدیل کرد (Bôto et al., 2021; Kabyl et al., 2022; Mabile, 2018). براساس تحقیقات انجام شده باکتری‌هایی چون Alcanivorax وMarinobacter, Oleispria, Cycloclasticus, Pseudomonas در پالایش آلودگی‌های نفتی نقش دارند. مواد پخش‌کننده شیمیایی از دیگر روش‌های مقابله با آلودگی نفتی هستند. این مواد شامل بر حلال‌ها و سورفاکتانت‌ها هستند، در این میان حلال‌ها کمک می‌کنند مواد شیمیایی مخلوط شده و در نفت حل شود و سورفاکتانت‌ها روند ترکیب نفت و آب با یکدیگر را تسهیل می‌کنند (Baqar, 2024; Lessard & DeMarco, 2000; Macaulay & Rees, 2014).

روش دیگر در مقابله با لکه نفتی استفاده از جاذب‌ها است که در این میان مواد نانو حفره‌ای به دلیل ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فرد خود کاربرد فوق‌العاده‌ای در این زمینه دارند. با این همه انتخاب روش مناسب از میان روش‌های مذکور کاری مشکل به نظر می‌رسد. چرا که علاوه‌بر اینکه هر روش کارایی خود را دارد شرایط محیطی در دریای عمان نیز ویژگی‌های خاص خود را دارا می‌باشد. تحلیل سلسله‌مراتبی (AHP) از روش‌های کارآمد در زمینه وزن‌دهی و انتخاب گزینه‌های بهینه است که در این تحقیق، جهت انتخاب بهترین روش جهت مقابله با آلودگی نفتی در دریای عمان مورد استفاده قرار گرفته‌است. در ادامه به تعدادی پژوهش‌های صورت‌گرفته با این روش که دال بر اهمیت و کارایی آن دارد اشاره خواهد ‌شد (Guidi et al., 2016; Ha, 2018; Khodadoust et al., 2026).

برخی مطالعات صورت‌گرفته با استفاده از روش AHP

روش AHP دارای کارایی منحصربه‌فردی در تصمیم‌سازی در زمینه‌های مختلف ایمنی بهداشت و محیط‌زیست است. در زمینه تحقیقات انجام‌شده با استفاده از این روش (Moradirad et al., 2019) با هدف انتخاب بهترین روش کنترل صدا در یک پالایشگاه، از روش تحلیل سلسله‌مراتبی فازی FAHP استفاده کردند. آن‌ها ابتدا منابع اصلی تولید صدا در پالایشگاه را شناسایی نموده، سپس با استفاده از پرسشنامه و روش دلفی 5 معیار و 10 روش کنترل صدا را تعیین نمودند و در ادامه با کمک روش FAHP وزن هر معیار و امتیاز هر روش کنترل را محاسبه نمودند. نهایتا نتایج نشان داد که کارایی مهم‌ترین معیار برای انتخاب روش کنترل صدا است. (Tarkian et al., 2014) در مطالعه‌ای در پژوهشگاه صنعت نفت با هدف انتخاب مناسب‌ترین روش تصفیه فاضلاب، از روش تحلیل سلسله‌مراتبی AHP و نرم‌افزار Expert Choice استفاده نمودند. در این مقاله چهار گزینه شامل برMBR، SBR ثابت،  MBRچرخان و لجن فعال با هوادهی گسترده را براساس معیار‌های زیست‌محیطی، اقتصادی، فنی و مدیریتی مورد ارزیابی قرار دادند. نتایج نشان داد که MBR چرخان مناسب‌ترین گزینه بوده‌است و درجه ناسازگاری 07/0 نشان‌دهنده سازگاری خوب مقایسه‌ها بوده‌است. (Chompook et al., 2023) در پژوهشی به انتخاب روش بهینه فناوری تصفیه فاضلاب با استفاده از روش AHP در چارچوب تصمیم‌گیری چند معیاره پرداختند. در این مقاله تمرکز اصلی ایشان بر روی بهینه‌سازی فرآیند تصفیه فاضلاب در شهرداری دجران در مقدونیه شمالی بوده است. در این مقاله سه راهکار مختلف برای بهبود ظرفیت تصفیه فاضلاب بررسی شدند که معیارهای انتخاب شامل بر تحلیل وضعیت سیستم در فصل گردشگری و غیر از آن ارزیابی عملکرد تصفیه خانه فعلی و ترکیب آن با یک تصفیه خانه جدید، کارایی تصفیه با فناوری‌های مختلف، فضای مورد نیاز و پارامترهای مالی است. در این مقاله کاربرد روش AHP نشان می‌دهد که فناوری راکتور بیوفیلمی بستر متحرک MBBR[4]  به‌عنوان یک راهکار مدرن و موثر برای تصفیه فاضلاب با قابلیت حذف مواد آلی، فسفر و نیتروژن و با فضا و مشکلات کمتر نسبت به سیستم‌های سنتی، انتخاب مناسبی است (Ćetković et al., 2023). (Nabavi et al., 2021) در مطالعه­ای با هدف انتخاب بهترین روش برای تصفیه شیرابه حاصل از ضایعات مزارع تره‌بار، از فرآیند تحلیل AHP استفاده کردند. آن‌ها با بررسی معیارهایی مانندBOD ، COD، TSS، TDS، PH،TOC  و زمان روش‌های مختلف تصفیه را ارزیابی و مقایسه نمودند. نتایج نشان داد در صورت بی‌اهمیت بودن زمان، روش‌های زیستی عملکرد بهتری دارند. اما زمانی‌که سرعت تصفیه اهمیت دارد. روش‌های شیمیایی به‌ویژه ازن بعلاوه GAC و ازن به‌علاوه H2O2 موثرتر هستند. این مطالعه نشان می‌دهد که استفاده از AHP می‌تواند تصمیم‌گیری بهینه در انتخاب روش‌های تصفیه شیرابه را تسهیل نماید.

با توجه به تأثیر شرایط محیطی بر رفتار لکه‌های نفتی و کارایی روش‌های مختلف مقابله با آلودگی، انتخاب روش مناسب برای مقابله با لکه‌های نفتی در دریای عمان نیازمند رویکردی نظام‌مند و چندمعیاره است. ازاین‌رو، هدف اصلی پژوهش حاضر، تعیین و اولویت‌بندی مناسب‌ترین روش مقابله با لکه‌های نفتی در دریای عمان با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله‌مراتبی (AHP) و با در نظر گرفتن شرایط فیزیکی آب دریا است. در این راستا، معیارهای فیزیکی آب دریا شامل دما، شوری، کدورت، سرعت جریان، عمق و اکسیژن محلول مورد ارزیابی قرار گرفته و اهمیت نسبی هر یک از معیارها تعیین می‌شود. سپس، روش‌های مختلف مقابله با آلودگی نفتی بر اساس معیار دارای بیشترین اهمیت اولویت‌بندی می‌شوند. همچنین، به‌منظور بررسی رابطه میان پارامترهای فیزیکی آب دریا و وزن‌های محاسبه‌شده و ارزیابی قابلیت پیش‌بینی وزن‌ها بر اساس این پارامترها، از آزمون همبستگی پیرسون و رگرسیون خطی استفاده می‌شود. در نهایت، پژوهش حاضر با هدف ارائه چارچوبی نظام‌مند برای انتخاب روش مناسب مقابله با آلودگی نفتی متناسب با شرایط محیطی دریای عمان انجام شده است.

 

روش‎شناسی پژوهش

در پژوهش حاضر، به‌منظور انتخاب مناسب‌ترین روش مقابله با آلودگی نفتی در دریای عمان، از رویکرد تصمیم‌گیری چندمعیاره مبتنی بر فرآیند تحلیل سلسله‌مراتبی (AHP) و تحلیل‌های آماری استفاده شد. در این راستا، ابتدا معیارهای فیزیکی مؤثر بر شرایط محیط دریایی شناسایی و سپس اهمیت نسبی آن‌ها و تأثیرشان بر انتخاب روش مقابله با آلودگی نفتی مورد ارزیابی قرار گرفت. مراحل اجرای پژوهش به شرح زیر است.  با توجه به اهمیت شرایط محیطی در رفتار لکه نفتی و کارایی روش‌های مقابله با آلودگی، شش معیار فیزیکی شامل دما، شوری، کدورت، سرعت جریان، عمق و اکسیژن محلول به‌عنوان معیارهای مؤثر در فرآیند تصمیم‌گیری در نظر گرفته شدند. انتخاب این معیارها بر اساس اهمیت آن‌ها در تعیین شرایط فیزیکی محیط دریایی و تأثیر احتمالی آن‌ها بر انتشار، جابه‌جایی و کنترل لکه نفتی انجام شد.

در مرحله نخست، ماتریس مقایسه زوجی معیارهای فیزیکی تشکیل شد. در این ماتریس، اهمیت نسبی هر یک از معیارها در مقایسه با سایر معیارها تعیین گردید. برای انجام مقایسه‌های زوجی از مقیاس نه‌درجه‌ای AHP، در دامنه 1 تا 9، استفاده شد (Tayebi & Fetanat, 2023). در این مقیاس، عدد 1 بیانگر اهمیت یکسان دو معیار و اعداد بالاتر نشان‌دهنده افزایش اهمیت نسبی یک معیار نسبت به معیار دیگر هستند. پس از تشکیل ماتریس مقایسه زوجی، وزن نسبی معیارهای فیزیکی محاسبه شد. این وزن‌ها بیانگر میزان اهمیت هر یک از پارامترهای محیطی در فرآیند تصمیم‌گیری برای مقابله با آلودگی نفتی هستند. در ادامه، با استفاده از تحلیل مبتنی بر هوش مصنوعی، رابطه میان معیارهای فیزیکی و وزن‌های محاسبه‌شده مورد بررسی قرار گرفت و معیار دارای بیشترین اهمیت به‌عنوان معیار ارجح برای مرحله انتخاب روش مقابله با آلودگی نفتی تعیین شد.

پس از تعیین معیار دارای بیشترین وزن، روش‌های مختلف مقابله با آلودگی نفتی بر اساس معیار منتخب مورد ارزیابی قرار گرفتند. در این مرحله، ماتریس مقایسه زوجی مربوط به گزینه‌های مقابله با آلودگی نفتی تشکیل شد و گزینه‌های موجود بر اساس میزان انطباق با شرایط محیطی و معیار منتخب با یکدیگر مقایسه شدند. در نهایت، وزن و اولویت هر یک از روش‌ها محاسبه و مناسب‌ترین روش برای مقابله با لکه نفتی در شرایط مورد مطالعه تعیین شد.

به‌منظور بررسی روابط بین معیارهای فیزیکی آب دریا و وزن‌های محاسبه‌شده، تحلیل‌های آماری با استفاده از نرم‌افزار SPSS نسخه 26 انجام گرفت. ابتدا آزمون همبستگی پیرسون به‌منظور تعیین شدت و جهت رابطه بین متغیرهای مورد مطالعه به کار گرفته شد. سپس، با استفاده از رگرسیون خطی، قابلیت پیش‌بینی وزن‌های محاسبه‌شده بر اساس متغیرهای فیزیکی آب دریا ارزیابی شد. در تحلیل رگرسیون، میزان ارتباط متغیرهای مستقل با متغیر وابسته و توان مدل در پیش‌بینی تغییرات متغیر وابسته مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این تحلیل‌ها در کنار نتایج حاصل از AHP، به‌منظور ارزیابی نقش معیارهای فیزیکی در انتخاب روش مناسب مقابله با آلودگی نفتی مورد استفاده قرار گرفتند (Hung et al., 2018; Vafai et al., 2013).

 

یافته‌ها و بحث

مشخصات ماتریس زوجی برای متغیرهای فیزیکی آب دریا از قبیل اکسیژن محلول، عمق آب، سرعت جریان آب دریا، کدورت آب، شوری و دما به شکل زیر محاسبه شد.

 

جدول 1. ماتریس مقایسات زوجی معیارهای فیزیکی آب دریا در فرآیند تحلیل سلسله‌مراتبی (AHP)

Table 1. Pairwise Comparison Matrix of Seawater Physical Parameters in the Analytical Hierarchy Process (AHP)

اکسیژن

عمق

سرعت جریان

کدورت

شوری

دما

متغیر

9

5

7

5

3

1

دما

7

3

5

3

1

3/1

شوری

5

1

3

1

3/1

5/1

کدورت

3

3/1

1

3/1

5/1

7/1

سرعت جریان

5

1

3

1

3/1

5/1

عمق

1

5/1

3/1

5/1

7/1

9/1

اکسیژن

 

به‌منظور ارزیابی سازگاری قضاوت‌های انجام‌شده در ماتریس مقایسه زوجی، نرخ ناسازگاری[5] (CR) محاسبه شد. ابتدا بزرگ‌ترین مقدار ویژه ماتریس مقایسه زوجی برابر با 6/2578 به دست آمد. سپس، شاخص سازگاری[6] (CI) از رابطه زیر محاسبه شد:


CI=\frac{\lambda_{\max}-n}{n-1}

 

که در آن، (\lambda_{\max})  بزرگ‌ترین مقدار ویژه ماتریس و (n) تعداد معیارها است. با توجه به شش معیار مورد بررسی، مقدار CI برابر با 0/0516 محاسبه شد. سپس با در نظر گرفتن مقدار شاخص تصادفی سازگاری (RI) برابر با 1/24 برای ماتریس شش‌معیاره، نرخ ناسازگاری از رابطه زیر به دست آمد:


CR=\frac{CI}{RI}

 

بر این اساس، مقدار نرخ ناسازگاری برابر با 0416/0 (16/4 درصد) به دست آمد. از آنجا که مقدار CR کمتر از 10/0 است، میزان سازگاری مقایسه‌های زوجی قابل‌قبول ارزیابی شد. وزن‌های محاسبه‌شده برای متغیرهای فیزیکی آب به قرار زیر می‌باشد که پارامتر دما دارای بیشترین وزن تعیین‌شده می‌باشد.

 

جدول 2. وزن نهایی متغیرهای فیزیکی آب دریا بر اساس فرآیند تحلیل سلسله‌مراتبی  (AHP)

Table 2. Final weight of seawater physical variables based on the Analytic Hierarchy Process (AHP)

وزن

معیار

457/0

دما

242/0

شوری

111/0

کدورت

111/0

سرعت جریان

051/0

عمق

027/0

اکسیژن محلول

 

اگرچه دریای عمان از نظر میانگین دمای سالانه لزوماً گرم‌ترین پهنه دریایی محسوب نمی‌شود و دمای آب آن در محدوده تقریبی 25 تا 27 درجه سانتی‌گراد قرار دارد، اهمیت معیار دما در پژوهش حاضر به مقدار مطلق دمای منطقه یا مقایسه آن با سایر مناطق جغرافیایی محدود نمی‌شود. در چارچوب فرآیند تحلیل سلسله‌مراتبی (AHP)، وزن هر معیار بیانگر اهمیت نسبی آن در مسئله تصمیم‌گیری مورد مطالعه است. بنابراین، وزن 40 درصدی دما حاصل مقایسه‌های زوجی معیارهای مورد بررسی و نشان‌دهنده اهمیت نسبی این پارامتر در انتخاب روش مقابله با آلودگی نفتی است.

از نظر فرآیندهای مرتبط با سرنوشت لکه نفتی، دما می‌تواند از طریق تأثیر بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی نفت، از جمله ویسکوزیته و نرخ تبخیر ترکیبات فرار، بر رفتار و پراکنش لکه نفتی اثرگذار باشد. همچنین، تغییرات دما می‌تواند بر کارایی برخی روش‌های مقابله با آلودگی نفتی، از جمله جذب سطحی، پراکنش شیمیایی و زیست‌پالایی، تأثیر بگذارد. به‌ویژه در روش زیست‌پالایی، دما یکی از عوامل مؤثر بر فعالیت و رشد میکروارگانیسم‌های تجزیه‌کننده هیدروکربن‌ها محسوب می‌شود. از این منظر، اهمیت بالاتر دما در مدل حاضر را می‌توان ناشی از نقش چندوجهی آن در فرآیندهای مؤثر بر سرنوشت و کنترل آلودگی نفتی دانست، نه صرفاً بالا بودن دمای آب دریای عمان. با این حال، وزن 40 درصدی دما باید به‌عنوان یک نتیجه وابسته به ساختار مقایسه‌های زوجی و چارچوب تصمیم‌گیری این پژوهش تفسیر شود و نمی‌توان آن را به‌صورت یک رابطه عمومی و مستقل از شرایط محیطی به همه مناطق دریایی تعمیم داد.

با توجه به نتایج حاصل از وزن‌دهی معیارهای فیزیکی، دما با وزن 40/0 به‌عنوان معیار دارای بیشترین اهمیت نسبی تعیین شد. بنابراین، در مرحله دوم فرآیند تصمیم‌گیری، گزینه‌های مختلف مقابله با لکه نفتی بر اساس معیار دما مورد مقایسه و اولویت‌بندی قرار گرفتند. در نتیجه، رتبه‌بندی ارائه‌شده در جدول 3 حاصل مقایسه گزینه‌ها بر مبنای معیار دما است و نشان‌دهنده رتبه‌بندی تلفیقی گزینه‌ها بر اساس هر شش معیار فیزیکی آب دریا نیست.

 

جدول 3. اوزان نهایی روش‌های مقابله با لکه نفتی در دریای عمان بر اساس معیار دما و روش (AHP)

Table 3. Final weights of oil spill response methods in the Sea of Oman based on temperature and AHP criteria

وزن نهایی

روش

354/0

جذب سطحی

271/0

پخش کننده های شیمیایی

209/0

روش های مکانیکی

113/0

سوزاندن

057/0

زیست پالایی

 

بر این اساس، روش جذب سطحی با وزن 354/0 در رتبه نخست، پخش‌کننده‌های شیمیایی با وزن 271/0 در رتبه دوم، روش‌های مکانیکی با وزن 209/0 در رتبه سوم، سوزاندن با وزن 113/0 در رتبه چهارم و زیست‌پالایی با وزن 057/0 در رتبه پنجم قرار گرفتند. بنابراین، بر اساس ساختار تصمیم‌گیری این پژوهش و با در نظر گرفتن دما به‌عنوان معیار منتخب، روش جذب سطحی بالاترین اولویت را برای مقابله با لکه نفتی نشان داد.

لازم به ذکر است که رتبه‌بندی ارائه‌شده در جدول 3 بر اساس معیار دما به‌عنوان معیار غالب انتخاب‌شده در مرحله نخست انجام شده است و نباید به‌عنوان رتبه‌بندی تلفیقی گزینه‌ها بر اساس تمامی شش معیار فیزیکی تفسیر شود.

 

نتیجه‎گیری

در این پژوهش استفاده از روش تحلیل سلسله‌مراتبی AHP به‌عنوان رویکردی چندمعیاره برای وزن‌دهی به متغیرهای فیزیکی آب دریای عمان و اولویت‌بندی روش‌های مقابله با آلودگی نفتی، نتایج مهمی را ارائه نمود. نتایج ماتریس زوجی پارامترهای فیزیکی نشان داد که دما به‌‌عنوان پارامتری کلیدی بیشترین وزن را در ساختار تصمیم‌گیری به خود اختصاص داده‌است (Hung et al., 2018; Vafai et al., 2013). این امر با توجه به نقش دما در تغییر خصوصیات ترمودینامیکی نفت و فرآیندهای انتقال جرم در محیط آبی از جمله انحلال، تبخیر و فرآیندهای بیوشیمیایی وابسته به دما کاملا توجیه‌پذیر است. از سوی دیگر در ارزیابی روش‌های مقابله با آلودگی نفتی، روش جذب سطحی یا Adsorption  از نظر معیار دما بیشترین اولویت را کسب کرده‌است. این یافته با توجه به توانایی بالای روش جذب سطحی در حذف ترکیبات نفتی با توجه به وابستگی فرآیند جذب به شرایط دمایی، حاکی از برتری این روش نسبت به سایر روش‌ها مانند استفاده از پخش‌کننده‌های شیمیایی، جمع‌آوری مکانیکی، سوزاندن و زیست‌پالایی است. این موضوع تاکیدی است بر ضرورت تطبیق روش مقابله‌ای با شرایط محیطی متغیر به‌ویژه پارامتر دما که می‌تواند کارایی فرآیندهای مهار آلودگی را تحت‌تاثیر قرار دهد (Askari et al., 2025; Tian et al., 2025). در این مقاله همچنین تحلیل همبستگی بین وزن‌های تخصیص‌یافته به پارامترهای فیزیکی و روش‌های مقابله با آلودگی نفتی با نرم‌افزار SPSS26  انجام شد. نشان‌دهنده وجود رابطه معنی‌دار آماری P-value <0/05 بین این دو مجموعه متغیر است. این همبستگی بیانگر آن است که وزن‌های تعیین‌شده برای هر روش مقابله‌ای قابلیت پیش‌بینی قابل اتکایی براساس متغیرهای فیزیکی آب داشته و در واقع می‌توان از مدل‌های تصمیم‌گیری چند‌معیاره به‌عنوان ابزاری جامع برای تطبیق بهینه روش‌های مهار آلودگی با شرایط محیطی بهره برد (Hazar et al., 2025; Hung et al., 2018; Vafai et al., 2013). در این مقاله یافته‌ها بر اهمیت ارزیابی جامع پارامترهای فیزیکی آب و تاثیرات متقابل آن‌ها بر روی کارایی روش‌های مقابله با آلودگی نفتی تاکید دارد. همچنین نتایج حاکی از این است که توسعه مدل‌های تصمیم‌گیری براساس AHP  به همراه تحلیل آماری می‌تواند نقش موثری در بهینه‌سازی استراتژی‌های مدیریت آلودگی دریایی به‌ویژه در اکوسیستم‌های حساس و متغیر مانند دریای عمان ایفا نماید (Hazar et al., 2025; Lee et al., 2023; Luan et al., 2019; Wang et al., 2023; Wei et al., 2014).



[1] - Tarball

[2] - PyroBoom

[3] - Deepwater Horizon

[4] - Moving Bed Biofilm Reactor

[5] - Consistency Ratio

[6] - Consistency Index

Al-Shidhani, M., Al-Masroori, H., & Dutta, S. (2026). Socio-economic and environmental assessment of marine recreational fishing in the Sultanate of Oman. Discover Sustainability. https://doi.org/10.1007/s43621-025-02537-3
AlKaabi, N., Al-Ghouti, M. A., Jaoua, S., & Zouari, N. (2020). Potential for native hydrocarbon-degrading bacteria to remediate highly weathered oil-polluted soils in Qatar through self-purification and bioaugmentation in biopiles. Biotechnology Reports, 28, e00543. https://doi.org/10.1016/j.btre.2020.e00543
Askari, E., Alipour, V., & Rahmanian, O. (2025). Synthesis and Application of Adsorbent Pads for Removal of Oil Pollutants from Water. Heliyon, 11, e42885. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2025.e42885
Baqar, M. (2024). Circumstances of Oil Spills in Libyan Coastal Waters: Recent Advancement for Cleanup Techniques. 5(10), 13-23.
Bôto, M. L., Magalhães, C., Perdigão, R., Alexandrino, D. A., Fernandes, J. P., Bernabeu, A. M., Ramos, S., Carvalho, M. F., Semedo, M., & LaRoche, J. (2021). Harnessing the potential of native microbial communities for bioremediation of oil spills in the Iberian Peninsula NW coast. Frontiers in microbiology, 12, 633-659. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.633659
Ćetković, J., Knežević, M., Vujadinović, R., Tombarević, E., & Grujić, M. (2023). Selection of wastewater treatment technology: AHP method in multi-criteria decision making. Water, 15(9), 1645. https://doi.org/10.3390/w15091645
Chitrakar, P., Baawain, M. S., Sana, A., & Al-Mamun, A. (2019). Current status of marine pollution and mitigation strategies in arid region: a detailed review. Ocean Science Journal, 54(3), 317-348. https://doi.org/10.1007/s12601-019-0027-5
Chompook, P., Roemmontri, J., & Ketsakorn, A. (2023). The application of analytic hierarchy process (AHP) for selecting community problems: Multicriteria decision-making approach on environmental health aspects. Journal of Sustainability Science and Management, 18(10), 138-149. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2022.107619
Guidi, G., Sliskovic, M., Violante, A. C., & Vukic, L. (2016). Best available techniques (BATs) for oil spill response in the Mediterranean Sea: calm sea and presence of economic activities. Environmental science and pollution research, 23(2), 1944-1953. https://doi.org/10.1007/s11356-015-5543-y
Ha, M.-J. (2018). Modeling for the allocation of oil spill recovery capacity considering environmental and economic factors. Marine pollution bulletin, 126, 184-190. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.11.006
Haridharan, N., Sundar, D., Kurrupasamy, L., Anandan, S., Liu, C. H., & Wu, J. J. (2022). Oil spills adsorption and cleanup by polymeric materials: A review. Polymers for Advanced Technologies, 33(5), 1353-1384. https://doi.org/10.1002/pat.5636
Hazar, C., Mollaoglu, M., & Töz, A. C. (2025). Fuzzy-Based Evaluation of the Air Bubble Barrier as an Alternative Oil Spill Response Equipment. Water, Air, & Soil Pollution, 236(8), 485. https://doi.org/10.1007/s11270-025-08115-7
Hung, P. V., Kim, K.-S., Tien, L. Q., & Cuong, N. M. (2018). Distribution of oil spill response capability through considering probable incident, environmental sensitivity and geographical weather in Vietnamese waters. Journal of International Maritime Safety, Environmental Affairs, and Shipping, 2(1), 31-41. https://doi.org/10.1080/25725084.2018.1511240
Kabyl, A., Yang, M., Shah, D., & Ahmad, A. (2022). Bibliometric analysis of accidental oil spills in ice-infested waters. International Journal of Environmental Research and Public Health, 19(22), 15190. https://doi.org/10.3390/ijerph192215190
Khodadoust, H., Vafaie, F., & Hadipour, V. (2026). Evaluating shoreline vulnerability to oil spills using multi-criteria approaches: The case of Bushehr Province, Iran. Marine pollution bulletin, 222, 118865. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2025.118865
Lee, J., Piao, L., & Park, H. (2023). Characterization of the physical and weathering properties of low sulfur fuel oil (LSFO) and its spreading on water surface. Journal of hazardous materials, 453, 131444. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.131444
Lessard, R. R., & DeMarco, G. (2000). The significance of oil spill dispersants. Spill Science & Technology Bulletin, 6(1), 59-68. https://doi.org/10.1016/S1353-2561(99)00061-4
Luan, G., Chu, S., Li, X., & Ma, G. (2019). Comprehensive Evaluation of Oil Sorbent Based on AHP Method. International Conference on Sustainable Development of Water and Environment,  Environmental Science and Engineering. https://doi.org/10.1007/978-3-030-16729-5_12
Mabile, N. (2018). In-Situ Burning Operations during the Deepwater Horizon Spill. In In-Situ Burning for Oil Spill Countermeasures (pp. 247-284). CRC Press. https://doi.org/10.1201/9780429506376-4
Macaulay, B. M., & Rees, D. (2014). Bioremediation of oil spills: a review of challenges for research advancement. Annals of environmental Science, 8, 9-37.
Moradirad, R., Haghighat, M., Yazdanirad, S., Hajizadeh, R., Shabgard, Z., & Mousavi, S. M. (2019). Selection of the most suitable sound control method using fuzzy hierarchical technique. J Health Saf Work, 8 (4) :371-382. http://jhsw.tums.ac.ir/article-1-5960-en.html
Nabavi, E., Sabour, M., & Dezvareh, G. A. (2021). Selection of the best leachate treatment method for the waste of leek fields using Analytic Hierarchy Process (AHP). Advances in Environmental Technology, 7(3), 153-170. 10.22104/aet.2021.4967.1339. https://doi.org/10.22104/aet.2021.4967.1339
Ratchagar, N. P., & Hemalatha, S. (2013). Study of Oil Spill on the Sea Surface in the Presence of Thermal and Concentration Buoyancy Effects. International Journal of Mathematical Modelling & Computations, 3(3), 157-168. (in persian). https://civilica.com/doc/1590142
Tarkian, F., Ghaderi, S., Isfahani, M., Sharifi, A., & Mashhoon, F. (2014). Selection of the best wastewater treatment alternative for RIPI based on analytical hierarchy process (AHP) and expert choice software. Journal of Water and Wastewater; Ab va Fazilab, 25(2), 114-121. (in persian). https://www.wwjournal.ir/article_4565.html?lang=en
Tayebi, M., & Fetanat, A. (2023). Sustainability and capability-based assessment of marine oil spill response technologies using a decision support system under decomposed fuzzy set. Environmental Monitoring and Assessment, 195(12), 1455. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.08.229
Tian, L., Zhang, Y., Liu, Y., & Zhang, S. (2025). Polyimide nanofiber aerogel with hierarchical porosity: a novel platform in high-temperature oil absorption. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 114, 287-295. https://doi.org/10.1007/s10971-025-06694-9
Vafai, F., Hadipour, V., & Hadipour, A. (2013). Determination of shoreline sensitivity to oil spills by use of GIS and fuzzy model. Case study–The coastal areas of Caspian Sea in north of Iran. Ocean & Coastal Management, 71, 123-130. https://doi.org/10.1016/j.ocecoaman.2012.10.001
Wang, H., Ren, J., Yang, J., & Wang, J. (2015). Evaluating the effectiveness of ERS for vessel oil spills using fuzzy evidential reasoning. Ocean Systems Engineering–An International Journal, 5(3), 161-179. https://doi.org/10.12989/ose.2015.5.3.161
Wang, Y., Tang, C., Du, P., Liu, B., Li, Y., & Chen, C. (2023). Spatial Differentiation Assessment of the Vulnerability of Marine Protected Areas to Oil Spill Stress in the Bohai Sea. Journal of Marine Science and Engineering, 11(10), 1877. https://doi.org/10.3390/jmse11101877
Wei, D. M., Zheng, H. B., & Zhang, S. S. (2014). The capacities evaluation of oil absorption materials. Applied Mechanics and Materials, 535, 666-670. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.535.666