الاختبار البيئي

اختبار بييي

Environment test - Essais environnementaux

الاختبار البيئي

محمد سمير الفقير

أنواع الاختبارات البيئية

وسائل الاختبارات البيئية ووسائطها ومختبراتها وتجهيزاتها

نظام الجودة في مختبرات الاختبارات البيئية

المعايير والمواصفات الناظمة

مختصو الاختبارات البيئية

يتأثر الإنسان بالطبيعة والبيئة المحيطة به، ويؤثر فيها منذ وجد على هذه الأرض، ومع نمو الحضارة الإنسانية وازدياد تعقد الحياة وتطور الصناعات ونموها ازداد التأثير المتبادل بين البيئة والإنسان، وبدأ يظهر تأثير التلوث في صحته وفي النظام الحيوي الذي يحيط به، نتيجة الإصدارات الضارة المختلفة ونشاطات الإنسان وممارساته اليومية، واستخدامه النفط والفحم الحجري في الكثير من الصناعات والمنتجات، كما أثر ذلك في الشروط المناسبة لاستمرار الحضارة البشرية وتطورها. ولقد أدى الاستنزاف الجائر لموارد الطبيعة وتدهور المنظومات الحيوية البيئية ecosystems الناجم عن تلك النشاطات إلى تهديد صحة الإنسان والحيوان، لذا فقد تداعت المجتمعات البشرية إلى عقد الاتفاقات الدولية التي أدت بالنتيجة إلى ترسيخ مفاهيم التنمية المستدامة التي تسعى إلى المضي قدماً في التنمية مع المحافظة على موارد الطبيعة وعلى المنظومات الحيوية للحفاظ على البيئة النظيفة والآمنة للإنسان في حياته الحاضرة وللأجيال القادمة؛ عن طريق إعادة تدوير المواد الأولية القابلة لذلك، وإطالة العمر الزمني للمنتجات عن طريق تحقيق زيادة جودة المنتجات ومقاومتها للتقادم والمؤثرات البيئية من رطوبة وتغيرات درجات الحرارة والاهتزاز وتلوث المياه المستخدمة والهواء بالمواد الكيميائية والغبار التي تؤدي مجتمعة إلى تسريع تلف المنتجات وتأكّل مكوناتها. ولذلك كان لا بـد من خضوع هذه المنتجات لما يسـمى بالاختبارات البيئية أو المحيطية environmental tests. تسعى هذه الاختبارات إلى تقييم تأثير البيئة في المنتجات والتعمق في معرفة سلوك المواد ودورة حياة المنتجات في مختلف مراحلها انطلاقاً من تصنيعها من المواد الأولية، ومواصفات كل منها، وتأثرها عبر المراحل اللاحقة لإنتاجها، وتاريخ الحياة الحراري للمنتج في أثناء التصنيع والتشكيل، ثم تأثير تغيرات الطقس ودرجات الحرارة والرطوبة والضغوط والإجهادات المختلفة في المنتج النهائي في أثناء التخزين والاستثمار والاستهلاك. ويتطلب تحسين جودة المنتج ومقاومته لتلك المؤثرات وتخفيف تأثيرها تصميم ما يسمى دورة الحياة  life cycle engineering  للمنتجات المصنعة  وهندستها؛ حيث تشكل الاختبارات البيئية أحد العناصر والمعطيات الأساسية في هذه الهندسة، في حين تهدف التحاليل والقياسات البيئية environmental measurements  إلى تحديد مدى تلوث الهواء والتربة والمياه والإصدارات المختلفة الناجمة عن النشاطات الحضرية وتقييم تأثيرها في البيئة ونظامها الحيوي.

أنواع الاختبارات البيئية :

الشكل (1) غرفة الاختبارات البيئية المخصصة لدراسة المواد القابلة للتبخر من العينات

تتنوع المحاور والتوجهات والخدمات التي يمكن أن تقدمها الاختبارات البيئية، حيث يمكن استخدامها لتقييم المنظومة الفيزيائية physical system أو هندسة المنتج لتمثيل عامل أو أكثر من العوامل البيئية التي يمكن أن تضر وتؤثر فيهما، أو يمكن أن تؤثر في أداء المنتج، والتي غالباً ما تجري دراستها في أثناء تطوير المنتجات الجديدة؛ بحيث تحقق أفضل أداء يتناسب مع شروط الاستثمار، وأقل تقادم لتحقيق ديمومة durability أطول ووثوقية reliability أفضل من حيث المواصفات والأداء والأمان والمتانة ومقاومة الشروط البيئية المحيطة بالمنتج في أثناء الاستثمار. ويسعى بعضها إلى التنبؤ عن أفضل شروط المحيط البيئي لحفظ المقتنيات الثمينة من لوحات ورسوم وتحف أثرية في المتاحف. كذلك يمكن أن توجه الاختبارات البيئية إلى توصيف المنتجات بهدف وضع الدلائل والقرائن والشروط الفضلى لاستثمارها من قبل المستثمر؛ لكي يحافظ على المنتج ويطيل عمره الخدمي في مرحلة الاستثمار إلى أكبر قدر ممكن، أو التنبؤ عن التاريخ الوسطي لانتهاء صلاحية المنتج وخروجه من الاستثمار. وكذلك تسعى بعض توجهات الاختبارات البيئية إلى دراسة إمكان امتزازdesorption  المواد العضوية القابلة للتبخرvolatile organic compounds  والخطرة على الصحة في أثناء استثمار المنتج؛ عن طريق أخذ عينات من المواد المدروسة خلال مرحلة التطوير واختبارها بوضعها في غرف اختبار بيئي مخصصة لهذه الغاية  (الشكل 1).

وتؤدي قوى السوق market forces والمنافسة في تسويق المنتجات دوراً مهماً في التوصل إلى منتجات تحقق الجودة المطلوبة من قبل المستثمر لتحقيق شروط الاستثمار، حيث تخضع المنتجات المدنية والعسكرية، كالبرادات وأنواع الوقود الخاصة ومكونات الأجسام الطائرة التي تتطلب مقاومة عالية للشروط الجوية والمناخية إلى بعض أنواع الاختبارات البيئية قبل أن تعرض للبيع أو توضع في الخدمة. وكذلك فإن المنافسة في تسويق المنتجات هي التي تقف وراء تشجيع تحقيق دورة حياة للمنتج موثوقة وعالية الأداء والمتانة والديمومة خلال المدة المتوقعة للاستثمار، وقد أدى ذلك إلى التوسع في الاختبارات البيئية في عالم الإنتاج. يضاف إلى ذلك أن تقييم تحمل المنتج النهائي للضغوط والإجهادات وتأثيرات الشروط المحيطة باستثمار المنتج في أثناء الاستثمار يُعدّ في كثير من الأحيان جزءاً مهماً من إضبارة مراقبة الجودة لبعض اختبارات مراقبة الجودة من أجل تحقيق جودة المنتجات وضمانها. وفي مرحلة تطوير المنتج تسمح مثل هذه الاختبارات للمنتجين بالتخفيف من تكاليف إعادة التصميم الباهظة في دورة التصميم/التطوير design/development cycle سواء للمنتج أم لمراحل إنتاجه المختلفة، والتي يمكن أن يستدعيها فيما بعد السعي نحو تفادي التأثيرات المحتملة للعوامل البيئية المحيطة وتأثيرها في المنتج ومراحل تصنيعه. هذا، ويمكن النظر إلى المنتج أحياناً على أنه منظومة يتحدد أداؤها بأداء مكوناتها المختلفة، ولذا يمكن أن تسعى الاختبارات البيئية عليها وعلى مكوناتها إلى تحسين أدائها ودورة حياة المنتج عن طريق تحسين أدائها وديمومتها ومتانة أجزائها ومكوناتها المختلفة.

وسائل الاختبارات البيئية ووسائطها ومختبراتها وتجهيزاتها :

تتعلق نتائج الاختبارات البيئية بالعوامل البيئية المؤثرة فيها، لذا لا بد لكي يُحصل على نتائج موثوقة من التحكم بدقة في العوامل البيئية التي يمكن بوساطتها تعريف الاختبار، كدرجة الحرارة ومستوى الاهتزاز أو الارتفاع. ولذا فإن تنفيذ الاختبارات البيئية يجري عادة بوسائل ووسائط خاصة من تجهيزات ومختبرات أو غرف تمثيل للشروط البيئية، كغرف الاختبارات المحيطية environmental chambers، أوغرف الاختبارات المناخية climatic chambers المبينة بالشكل(2). حيث يمكن لغرف الاختبارات المحيطية أن توفر الشروط المطلوبة للاختبار البيئي؛ من ارتفاع مفرط أو منخفض لدرجات الحرارة مع مستويات الرطوبة المطلوبة. في حين يمكن لأنواع أخرى من الغرف تمثيل بيئات تأكّل المواد corrosive environments بترذيذ محاليل ملحية عليها كتلك التي يجب أن تقاومها المنتجات التي هي قيد التطوير، كذلك تسمح تجهيزات الاختبار المناخية بتمثيل الشروط الجوية التي يمكن أن تؤثر في تقادم المواد كالبوليمرات- بحيث يمكن اختبار تأثير الشروط القاسية فيها- لمعرفة إمكان استدامة عملها في مثل هذه الشروط. ومن العوامل التي يمكن تمثيلها ضمن أجهزة الاختبارات البيئية ما يلي:

1- تأثير الارتفاع الشديد أو الانخفاض الشديد لدرجات الحرارة.

2- تأثير تغيرات الضغط.

3- تأثير الرطوبة والمياه والمطر الحامضي، وتأثير الجفاف، وتأثير تشكل الضباب.

4- تأثير نوع الغاز المحيط وتركيبه، كتأثير الهواء المحتوى على نسبة محددة من الأوزون.

5- تأثير الإشعاع، كالأشعة فوق البنفسجية.

6- تأثير عوامل الرياح والتأكّل بالرمل.

الشكل (2) أمثلة على غرف الاختبارات المناخية المخصصة لأعمال البحث والتطوير

يشار هنا عموماً إلى أن غرف الاختبارات البيئية يمكن أن تشتمل على طيف واسع من الاختبارات كتحديد الحالة الحرجة للانفجار أو الالتهاب، ومقاومة نمو الفطور أو الأشنيات على المواد، وتأثير تشكل الجليد، وتأثير ارتفاع الأصوات، في حين لا تحتاج بعض الاختبارات الأخرى إلى غرف اختبارات بيئية، وإنما إلى تجهيزات اختبارات ميكانيكية خاصة للوقوف على تأثير التسارع، ودورات الإجهاد والتعب المطبقة على المواد، ووسائل تمثيل تأثير عمليات نقل المنتجات، أو تأثير الصدم والطرق والاهتزاز. أما حجوم غرف الاختبارات البيئية؛ فيمكن أن تكون أقل من متر مكعب لاختبار المكونات (كتعريض عينة من إطارات الحافلات لتأثير الأوزون)، في حين يمكن أن يصل حجمها إلى مليون متر مكعب، كما في حالة اختبار تأثير شروط البلل والبرد cold-soak conditions على الطائرات بالكامل. وتتوفر أيضاً بعض التجهيزات والأدوات الصغيرة المحمولة لإدارة تأثير الرطوبة واحتمال نمو الفطور، ومراقبة الحشرات واصطيادها في المكتبات والمتاحف، ومستودعات الأرشيف الورقي المهمة (الشكل3):

الشكل (3) بعض التجهيزات والأدوات المحمولة لاختبار تأثير الرطوبة واحتمالية نمو الفطور ومراقبة الحشرات واصطيادها في المكتبات والمتاحف

ونظراً للتكاليف الباهظة وتنوع التجهيزات المتخصصة بالاختبارات البيئية، والمحافظة على صلاحيتها ودقتها في القياس، والتي غالباً ما تتجاوز الإمكانات المالية للمنتجين؛ فقد أدى ذلك إلى ظهور مؤسسات متخصصة بالاختبارات البيئية لتقديم الخدمات إلى مؤسسات التطوير أو الإنتاج. كما أدى تزايد الاهتمام بوسائل الاختبارات ووسائطها إلى تزايد الإنفاق على تجهيزات الاختبارات البيئية اللازمة.

نظام الجودة في مختبرات الاختبارات البيئية:

تتعلق صحة الاختبارات البيئية المنجزة في المخابر ودقتها ووثوقيتها عادة بعدد من العوامل والمؤثرات  :

- العوامل والأخطاء البشرية.

- الشروط المحيطة والتكييف.

- طرائق الاختبارات المستخدمة، واعتمادية الطريقة.

- نوعية التجهيزات المستخدمة.

- مقدار تلاؤم العوامل المقيسة مع متغير معيّن measurement traceability قابل للقياس.

- طرائق أخذ العينات ( الاعتيان (sampling  وتداولها.

واستناداً إلى ما سبق يجب على المختبرات المتخصصة بالاختبارات البيئية أن تكون معتمدة من جهات عالمية موثوقة لتطبيق نظام الجودة quality system؛ وهو مجموعة من الإجراءات والقواعد يمارسها المخبر، ويوجه من خلالها نشاطاته بحيث يتمكن من تقديم الخدمات إلى الزبائن بمعطيات وقياسات عالية الدقة والوثوقية ومستحصلة وفق طرائق عيارية معتمدة عالمياً؛ بحيث يمكن الاستناد إليها في صنع القرار. ويتضمن هذا النظام مختلف العمليات وطرائق القياس المعيارية المناسبة لتحقيق الغايات والأداء المطلوب، ومن ذلك طرائق الاعتيان وتداول العينات sample handling ونقلها، ويفرض على المختبر المعتمد عادة توثيق نظام الجودة في دليل الجودة للمخبر المذكور laboratory’s quality manual، ويجب عليه أيضاً أن يتوخى الخبرة في انتقاء الأشخاص المناسبين والمختصين في الاختبارات البيئية وتوفير التدريب المناسب لهم؛ لكي يقوموا بإنجاز الاختبارات المطلوبة بكفاءة عالية وفق المنهجيات والطرائق المعتمدة في نظام الجودة الخاص بالمخبر؛ ويجب عليه- لضمان وثوقية نتائجه- الاشتراك على الأقل مّرة كل عام في برامج المقارنة المشتركة مع مخابر عالمية شهيرة ومعتمدة، والهدف من ذلك تحديد مستوى أداء المخبر ومقارنته ببرامج المقارنات الدولية والمحلية المشتركة؛ حيث يمكن الاستعانة بالقيم المتوسطة المقيسة لعينات المقارنة إضافة إلى العينات المرجعية والمعيارية لضبط دقة طرائق القياس المستخدمة.

المعايير والمواصفات الناظمة :

تتعرض التجهيزات والمنتجات التي يفترض توفر المواصفات العالية فيها والدقة في الأداء  لتأثير الشروط القاسية من العوامل البيئية المحيطة بها في أثناء الاستثمار، ولذا لضبط هذا الأداء يتم وضع بعض المعايير والمواصفات الناظمة الخاصة بها واعتمادها بغية التمكن من تقييمها واختبارها ومعايرتها، والتي يتم توثيقها ضمن وثائق معتمدة للمعايير والمواصفات. حيث يمكن أن تعتمد الشركات أو مؤسسات الإنتاج  كمصانع السيارات نظم جودة معتمدة عالمياً كنظام الجودة من سلسلة  ISO 9000 الذي أقرته المنظمة الدولية للمعايير  International Organization for Standardization. ويعتمد نظام الجودة المذكور حالياً الآلاف من مؤسسات الإنتاج في العالم، ويتضمن نظام الجودة  ISO 9003  التزامات ضمان الجودة  quality assurance obligations. أما المخابر المعتمدة التي تنجز الاختبارات البيئية على مختلف التجهيزات؛ فيجري اعتمادها من قبل هيئات دولية مختصة، بالاعتماد على نظام الجودة للمخابر  ISO 17025 ، ويتضمن نظام الجودة المستخدم فيما يخص الاختبارات البيئية الاعتماد على استخدام بعض المعايير الخاصة بالاختبارات البيئية  كالمعيار  MIL STD-810 ، والمعيار  ASTM  رقم  (Reapproved 2003) B 827 – 97  الخاص بالممارسة المعيارية للاختبارات البيئية في تيار لمزيج من الغازات. 

مختصو الاختبارات البيئية:

نظراً لضرورات إنجاز الاختبارات البيئية بوثوقية ودقة عالية وفق قرائن ومعايير وطرائق معتمدة؛ فقد صار لها تخصص هندسي. فالمختص بالهندسة البيئية  environmental engineering specialist  يمتلك الخبرة في واحد أو أكثر من  تخصصات الهندسة البيئية، وتتضمن بعض هذه التخصصات الحصول على الخبرة في دراسة تأثير البيئة الطبيعية أو المصطنعة في المواد واختباره، والخبرة في قياس الشروط البيئية المطبقة حقلياً وتحليلها، وتوصيف الاختبار البيئي وتشكيله ، وتحديد متى يمكن أن  تكون الاختبارات البيئية المخبرية  صالحة ومناسبة؛ لكي تكون بديلاً من الاختبارات البيئية الحقلية الطبيعية، وكذلك التمكن من تقييم مدى تأثير مؤثرات بيئية نوعية معّينة في المواد والتجهيزات.  

التصنيف :

المجلد: المجلد الأول

رقم الصفحة ضمن المجلد : 375

آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية