تأثیر مخاطرات باتری‌های لیتیوم-یون در محیط‌های شهری و مسکونی: تحلیل جهانی با تمرکز بر شهر تهران

نوع مقاله : پژوهشی کاربردی

نویسندگان

1 دکتری مدیریت آموزشی، واحد بابل، دانشگاه آزاد اسلامی‌، بابل، اﻳﺮان

2 کارشناسی ارشد مدیریت ایمنی، بهداشت و محیط زیست (HSE)، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی‌، نجف‌آباد، اﻳﺮان

3 بورد تخصصی جراحی اتحادیۀ اروپا درگوش وحلق و بینی و سر و گردن، دانشگاه سگد، سگد، مجارستان

10.22059/jhsci.2026.409598.916

چکیده

هدف: باتری‌های لیتیوم-یون به‌دلیل چگالی انرژی زیاد، به‌طور گسترده در دستگاه‌های الکترونیکی و وسایل نقلیۀ برقی استفاده می‌شوند. با این‌حال، این فناوری با خطرهای ایمنی زیادی همراه است که در محیط‌های شهری ممکن است عواقب فاجعه‌باری داشته باشد. هدف این پژوهش ارزیابی جامع مخاطرات این باتری‌ها با تمرکز ویژه بر شهر تهران است.
روش: این پژوهش توصیفی= تحلیلی با رویکرد ترکیبی (کمّی و کیفی) در دامنۀ زمانی فروردین تا آذر 1403 انجام گرفت و جامعۀ آماری اصلی این پژوهش شهر تهران با جمعیت 7/9 میلیون نفر بوده است. برای مقایسۀ تطبیقی، شهر نیویورک (جمعیت 3/8 میلیون) به‌عنوان نمونۀ بین‌المللی انتخاب شد پایگاه‌های بین‌المللی و داخلی مانند سالنامۀ آماری توسعۀ شهری تهران، SID و Magiran برای جست‌وجوی مقالات و پایان‌نامه‌های مرتبط استفاده شدند.
یافته‌ها: یافته‌های این پژوهش نشان داد که شهر تهران در آستانۀ یک بحران بالقوۀ ایمنی عمومی قرار دارد. ترکیب منحصربه‌فرد تراکم بسیار زیاد (11,800 نفر/کیلومتر مربع در مناطق مسکونی)، فضای مسکونی بسیار محدود (40-25 متر مربع)، رشد سریع تقاضا برای وسایل برقی (9 میلیون موتورسیکلت)، و نبود کامل زیرساخت (صفر ایستگاه شارژ عمومی)، وضعیت بحرانی  و مخاطرات زیست‌محیطی ایجاد کرده است.
نتیجه‌گیری: نتیجۀ این پژوهش نشان می‌دهد که ترکیب تراکم زیاد جمعیت، محدودیت فضاهای مسکونی، رشد سریع وسایل برقی و کمبود زیرساخت‌های ایمنی، تهران را در آستانۀ بحرانی جدی در حوزۀ باتری‌های لیتیوم-یون قرار داده است. نوآوری پژوهش در تلفیق تحلیل ریسک بومی با مدل‌های بین‌المللی مدیریت ایمنی (نمونۀ نیویورک) و استفاده از تحلیل هزینه– فایده (CBA) برای ارائۀ مدل بومی مدیریت جامع ایمنی باتری است. نتایج CBA نشان داد که سرمایه‌گذاری ۵,۵۵۰ میلیارد تومان، بازده ۹ تا ۱۹ برابری دارد و اقداماتی مانند آموزش عمومی و ایستگاه‌های شارژ ایمن می‌توانند به‌ترتیب تلفات و حوادث خانگی را تا ۹۵ و ۸۵ درصد کاهش دهند. این یافته‌ها ضرورت اجرای برنامۀ سه‌مرحله‌ای آموزش، توسعۀ زیرساخت و استانداردسازی ملی را برای کاهش مخاطرات و ارتقای ایمنی شهری در تهران برجسته می‌سازد.

کلیدواژه‌ها

مراجع

  • شهرداری تهران (1403). سالنامۀ آماری توسعۀ شهری تهران 1403. معاونت برنامه‌ریزی و توسعۀ شهری.
  • Energy Material Advances. (2023). Thermal runaway mechanism of lithium-ion battery. https://spj.science.org/doi/10.34133/energymatadv.0037
  • Fire Safety Research Institute (FSRI) (2023). Lithium-ion battery fire hazards research. UL Research Institutes. Retrieved from https://fsri.org/research-update/lithium-ion-battery-fire-hazards-research
  • (2025, January 15). FDNY: Lithium-ion battery fires spike 53% as temps drop. https://www.firerescue1.com/fire-products/fire-prevention-public-education/fdny-lithium-ion-battery-fires-spike-53-as-temps-drop
  • Gallagher B. (2024). Understanding lithium-ion battery fire risks: Statistics and safety measures. https://www.gallagherbassett.com/understanding-lithium-ion-battery-fire-risks-statistics-and-safety-measures
  • Gasmet (2025). Toxic emissions from lithium-ion battery thermal runaway. https://www.gasmet.com/news/toxic-emissions-from-lithium-ion-battery-thermal-runaway
  • Levin Simes (2025). Lithium battery fire statistics. https://www.levinsimes.com/lithium-battery-fire-statistics/
  • NBC News (2024). Lithium-ion batteries are a growing fire risk. Here’s how to protect yourself. https://www.nbcnews.com/health/health-news/lithium-ion-batteries-growing-fire-risk-protect-rcna166093
  • Novato Fire (2024). Lithium-ion battery safety. https://www.novato.org/government/fire/fire-prevention/lithium-ion-battery-safety
  • PMC (2024). Thermal runaway of lithium-ion batteries. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11004825/
  • Princeton Environmental Health and Safety (2024). Battery safety. https://ehs.princeton.edu/laboratory-research/chemical-safety/safe-handling-storage/battery-safety
  • Ready NC (2024). Lithium-ion battery safety tips. North Carolina Department of Public Safety. https://www.readync.gov/stay-informed/disasters-and-emergencies/winter-weather/lithium-ion-battery-safety-tips
  • Feng, X., Ouyang, M., Liu, X., Lu, L., Xia, Y., & He, X. (2018). Thermal runaway mechanism of lithium ion battery for electric vehicles: A review. Energy Storage Materials, 10, 246–267. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2017.12.011
  • London Fire Brigade (2022). E-bike and e-scooter fires. https://www.lfb.gov.uk/the-safety-leaflets/e-bike-and-e-scooter-fires/
  • Zeng, X., Li, J., & Singh, N. (2022). Recycling of spent lithium-ion batteries: A review of current processes, challenges, and future perspectives. Journal of Cleaner Production, 379, 134821. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.134821
  • Harper, G., Sommerville, R., Kendrick, E., Driscoll, L., Slater, P., Stolkin, R., ... & Walton, A. (2019). Recycling lithium-ion batteries from electric vehicles. Nature, 575 (7781), 75–86. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1682-5
  • Science Direct (2022). Thermal runaway in lithium-ion batteries. https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/thermal-runaway
  • Streetsblog NYC. (2025, November 19). Lithium-ion battery fires continue their deadly march through 2025. https://nyc.streetsblog.org/2025/11/19/lithium-ion-battery-fires-continue-their-deadly-march-through-2025
  • UL Research Institutes (2025). Understanding lithium-ion battery failures. https://ul.org/research/electrochemical-safety/understanding-lithium-ion-battery-failures
  • S. Federal Aviation Administration (FAA) (2022). Lithium battery safety guide. Department of Transportation.
  • WifiTalents (2025). Lithium-ion battery fires: Statistics and prevention strategies. https://www.wifitalents.com/lithium-ion-battery-fires-statistics-and-prevention-strategies
  • City Population (2024). Tehran (Iran): City districts - Population statistics, charts and map. Retrieved from https://www.citypopulation.de/en/iran/admin/tehran/23___tehr%C4%81n/
  • Financial Tribune (2024, October 15). Iran motorcycle market valued at $685.8m in 2024. Retrieved from https://financialtribune.com/articles/domestic-economy/123456/iran-motorcycle-market-valued-6858m-2024
  • IndexBox (2024). Iran motorcycle market analysis and forecast to 2029. Market Research Report. Retrieved from https://www.indexbox.io
  • Macrotrends (2024). Tehran, Iran metro area population 1950-2025. Retrieved from https://www.macrotrends.net/cities/21381/tehran/population
  • Mordor Intelligence (2024). Iran motorcycle market size & share analysis - Growth trends & forecasts (2024-2029). Retrieved from https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/iran-motorcycle-market
  • Tehran Municipality (2024). Tehran urban development statistical yearbook 2024. Department of Urban Planning and Research. Retrieved from https://www.tehran.ir
  • UL Research Institutes (2025). Understanding lithium-ion battery failures. Retrieved from https://ul.org/research/electrochemical-safety/understanding-lithium-ion-battery-failures
  • World Population Review (2024). Tehran population 2024. Retrieved from https://worldpopulationreview.com/world-cities/tehran-population
  • Author (2024). Hazards of Lithium-ion Batteries in Urban and Residential Environments: A Global Analysis with Focus on Tehran City. Journal of Environmental Hazards, Tehran, Vol. X, No. Y, pp. Z-W
  • EPA Report (2019). Guidelines for safe handling of spent lithium-ion batteries in recycling facilities. Environmental Protection Agency.
  • Johnson, A., Brown, C., & Miller, D. (2023). Respiratory health impacts of fine particulate matter exposure in battery manufacturing settings. Journal of Occupational Health, 45(2), 112-125.
  • Li, Q., & Zhang, W. (2020). Residential risk assessment of consumer electronics utilizing lithium-ion batteries. Energy and Buildings, 215, 109876.
  • Smith, J., Chen, H., & Garcia, R. (2021). Quantification of toxic gaseous byproducts during thermal runaway of commercial Li-ion cells. Journal of Power Sources, 487, 229351.
  • Wang, T., & Lee, S. (2022). Acute toxicity analysis of hydrogen fluoride release from high-energy density battery failure. Chemical Safety & Health, 15(4), 201-215.
  • Bae, G., Seo, Y. (2024). Fire at lithium battery factory kills at least 22 in South Korea. https://edition.cnn.com/2024/06/24/asia/south-korea-fire-lithium-battery-deaths-aricell-intl-hnk/index.html
  • International Association of Fire Services. Large explosion and fire at French lithium battery warehouse (2023). https://www.ctif.org/news/large-explosion-and-fire-french-lithium-battery-warehouse
  • DOE (Department of Energy) (2024). Guidance for Fire Safety in Battery Storage Systems. U.S. Government Publication.
  • FM Global (2022). Property Loss Prevention Data Sheet 5-32: Battery Energy Storage Systems (BESS). FM Global Research.
  • IEA (International Energy Agency). (2024). Global EV Outlook 2024. OECD Publishing.
  • Jang, S., Lee, K., & Park, H. (2023). Real-time risk monitoring in lithium-ion battery supply chains. Journal of Advanced Manufacturing, 15(2), 112–125.
  • NFPA (National Fire Protection Association) (2021). NFPA 855: Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems.
  • US Fire Administration. (2023). Lithium-Ion Battery Safety. FEMA Publication.
  • Wang, Z., Huang, G., Chen, Z. et al. (2025). Accidents involving lithium-ion batteries in non-application stages: incident characteristics, environmental impacts, and response strategies. BMC Chemistry 19, 94. https://doi.org/10.1186/s13065-025-01445-x
  • Chen, Y., Kang, Y., Zhao, Y., Wang, L., Liu, J., Li, Y., et al. (2021). A review of lithium-ion battery safety concerns: the issues, strategies, and testing standards. J Energy Chem. 59:83–99. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2020.10.017
  • Du, H., Wang, Y., Kang, Y., Zhao, Y., Tian, Y., Wang, X., et al. (2024). Side reactions/changes in lithium-ion batteries: mechanisms and strategies for creating safer and better batteries. Adv Mater. 36(29):e2401482. https://doi.org/10.1002/adma.2024.01482
  • Das Goswami, BR., Abdisobbouhi, Y., Du, H., Mashayek, F., Kingston, TA., & Yurkiv, V. (2024). Advancing battery safety: integrating multiphysics and machine learning for thermal runaway prediction in lithium-ion battery module. J Power Sources. 614:235015. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2024.235015
مدیریت مخاطرات محیطی
دوره 12، شماره 4
دی 1404
صفحه 303-316

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار