مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آب یک سرمایه ملی است . تا بیست سال پیش مهمترین سرمایه ملی کشورها ، انرژی بود اما در اینده ای نه چندان دور آب را با نفت معاوضه خواهند کرد. برای آنکه این تصور از اینده ، زیاد دور از ذهن نباشد کافی است که به این نکته توجه کنیم که برای انرژی ، بجز نفت ، جایگزین های نه چندان ارزان تر در دسترس بشر است اما جایگزینی برای آب فعلا وجود ندارد و امروزه تاکید بر صرفه جویی و استفاده از منابع آبی است. 72 درصد حجم بدن انسان از آب تشکیل شده است و این خود نشان دهنده اهمیت آب در زندگی انسان است.
Water purification system
آب ناسالم، یک معضل جهانی

همزمان با رشد جمعیت در جهان و ایجاد توسعه در صنایع مختلف، آلودگی آب آشامیدنی، تبدیل به یکی از اساسی ترین مشکلات جهان شده است. مسئله تامین آب شرب سالم، در آینده ای نه چندان دور یکی از اصلی ترین چالش های جهانیان خواهد شد. نتایج تحقیقات نشان می دهد که امروزه سفره های آب زیرزمینی، خصوصا در شهرهای بزرگ و پرجمعیت دنیا، دارای مشکلات فراوانی است که دلیل این معضلات، نفوذ فاضلاب های صنعتی، وجود چاههای جذبی دفع فاضلاب انسانی، استفاده بی رویه از مواد شوینده و پاک کننده شیمیایی، نفوذ کودهای شیمیایی و حیوانی به اعماق زمین است. آب رودخانه ها، چاهها، دریاچه ها و حتی آب ناشی از ذوب شدن یخ ها و برفها دارای آلاینده های صنعتی بسیاری است که خود ما انسانها باعث شده ایم.

بسیاری از این آلاینده ها در آب حل شده اند و جدا کردن آنها از آب نیاز به فناوری های پیچیده و گران قیمتی نظیر اسمزمعکوس دارد که استفاده از آن در مقیاس های بزرگ برای تصفیه حجم بالای آب، برای هیچ دولتی مقرون به صرفه نیست. چرا که بررسی های آماری نشان می دهد که میانگین مصرف آشکار در کشورهای پیشرفته برای هر نفر در روز 300 لیتر است. حال آنکه حجم اعظمی از این مقدار، جهت استحمام، شستشوی ظروف و البسه، شستشوی دست و صورت، آبیاری باغچه های کوچک و ... مصرف می شود و تنها حدود 2 لیتر از آن جهت مصرف خوراکی هر نفر استفاده می شود. لذا امروزه دولت ها فقط قادر به تامین آب بهداشتی و عاری از میکروب، از طریق فرآیند کلرزنی می باشند. این درحالی است که معضل آلاینده های محلول در آب هنوز به قوت خود باقی است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

و من الماء کل شیء حی
همه اشیاء از آب زنده‌اند
● مقدمه
الف) همان‌طور که می‌دانید آب بیش از سه‌چهارم سطح کره زمین را پوشانده است. ۲/۹۷ درصد از آب‌های موجود در این سیاره در اقیانوس‌ها و دریاها انباشته شده‌اند، لیکن تنها حدود ۸/۲ درصد از آب‌های موجود قابل شرب می‌باشد. مقدار قابل توجهی از کل آب‌های سطح کره زمین به‌صورت مناطق قطبی، یخچال‌های طبیعی، رطوبت هوا و خاک می‌باشد که عملاً غیرقابل دسترسی است و تنها ۶۲/۰ درصد از آن در رودخانه‌ها جاری بوده و یا به‌صورت دریاچه‌های آب شیرین و منابع زیرزمینی قرار گرفته‌اند و انسان‌ها آب آشامیدنی خود را از این منابع تأمین می‌نمایند.
ب) امروزه این منابع محدود آب شیرین قابل دسترس در معرض انواع آلودگی‌های میکروبی و شیمیائی قرار گرفته‌، و آلاینده‌های فراوانی از طریق فاضلاب‌های صنعتی و کودهای شیمیائی منابع حیاتی انسان‌ها را به‌طور جدی تهدید می‌نماید.
۱) متأسفانه با توسعه تمدن جدید و صنعتی شدن جوامع، فاضلاب‌های صنعتی، مواد سمی، (فلزات سنگین) و آلودگی‌های مضر که برای سلامتی موجود تهدید به حساب می‌آید، از قبیل اسیدیته آزاد، مواد قلیائی، گازهای سمی، مواد رادیواکتیو، میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا، چربی و روغن و ... را وارد آب‌های شیرین قابل دسترس می‌نمایند.
۲) مواد شوینده که در عصر ما بسیار توسعه یافته و حجم وسیعی را تشکیل می‌دهد، هر روز و هر ساعت از طریق چاه‌های فاضلاب وارد آب‌های زیرزمینی گردیده و مولکول‌های کربن‌دار حلقوی (هیدروکربورها) موجود در آن که به آسانی قابل استحاله و تغییر نیستند، را وارد آب‌های زیرزمینی می‌گردانند و آلودگی‌ شیمیائی ایجاد می‌نمایند. متأسفانه با تمام تلاشی که به عمل آمده در حال حاضر فقط ۲۵ درصد از پاک‌ کننده‌ها (دترجنت‌ها) در شرایط معمولی تجزیه می‌گردند (جزء انواع تجزیه شونده می‌باشند) و ۷۵ درصد آنها استحاله نمی‌گردد و مولکول‌های حلقوی کربن‌دار آنها شکسته نمی‌شوند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

بهسازی چشمه هاي آب آشاميدني

Springs   sanitation

 

 

 

 

 حفاظت چشمه ها از آلودگي از اهميت بالائي برخوردار است و استفاده از اتاقكها براي اين منظور يكي از روشهاي مناسب مي باشد.

البته ساختن چنين سازه اي

استفاده از اتاقك در بهسازي چشمه ها زماني مفيد است كه :

1-  از آن به عنـوان يك حوض ته نشيني ساده براي جدا كردن ذرات شن استفاده شود. 

2- استفاده از آن به عنوان مخزن ذخيره براي چشمه هايي كه در آنها ماكزيمم مصرف و نياز جامعه بيشتر از جريان آب چشمه ها باشد .

3- روشي براي حفاظت آب چشمه ها از آلودگي باشد .

4- روشي براي جمع آوري آب چشمه از طريق يك مسير مناسب و آسان از لايه هاي آبهاي زيرزميني به داخل يك مسير انحرافي است .

 با توجه به مطالب فوق مجازيم اتاقك را حذف كنيم :

-      اگر بتوانيم آب را از يك چشمه بدون اتاق حفاظت و جمع آوري كنيم .

-      واگر ذخيره نمودن آب لازم نباشد چون جريان آب چشمه به اندازه كافي بود و يا ماكزيمم مصرف نياز آب اجتماع  را طبق مي نمايد .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

همانطور که می دانید، منابع تامین آب مصرفی ما انسانها(اعم از رودخانه ها، چاهها، چشمه ها، سدها و ...) آلوده به میکروب ها و میکروارگانیزمهایی هستند که استفاده از این آبها را بدون ضدعفونی کردن، برای ما غیر ممکن می سازند. سازمانهای آب و فاضلاب شهری برای از بین بردن میکروارگانیزمهای بیماری زا و تامین آب مصرفی بهداشتی برای شهروندان، اقدام به اضافه کردن کلر به آب می کنند.

کلرزنی امروزه به عنوان متداولترین روش گندزدایی آب آشامیدنی در دنیا مورد استفاده قرار می گیرد. اما استفاده از کلر علیرغم اینکه مزایا و فواید بسیاری به همراه دارد، دارای معایب و مضراتی نیز هست. به همین دلیل متخصصان ضمن توصیه روشهای جایگزین کلرزنی، تاکید دارند که کلر باقیمانده در آب شهری، در نقطه مصرف و درست قبل از نوشیدن، از آب حذف شود.

در این مقاله سعی می کنیم علاوه بر توجه به مزایای فرآیند کلرزنی، به مضرات آن نیز اشاره کنیم.
کلرزنی
كلر ابتدا در سال 1908 در شیكاگو به یك سیستم آب همگانی افزوده شد و در از بین بردن بسیاری انواع بیماری های منتقل شده آبی مثل وبا و تب تیفوئید قابل استفاده بود. پیش از كلرزدن بسیاری شهرهای عمده دارای آمار مرگ و میر 1 در 1000 نفر به تنهایی از تیفوئید بودند. كلر برای گندزدایی كردن آب شهرداری به مدت بیش از 80 سال استفاده شده و دارای اثرات مثبت بر بهداشت همگانی بوده است.

هرچند كه كلرزنی یكی از متداولترین روشهای شیمیایی گندزادایی است ، اما ازن زنی در فرانسه ، آلمان ، كانادا و شوروی سابق معمول است. در كشورهای اروپایی از دی اكسید كلر برای ضدعفونی كردن استفاده میشود. به طور كلی ماده ضد عفونی كننده شیمیایی ممكن است به دو صورت زیر عمل كند :

1. اكسیداسیون و یا پاره كردن دیواره سلول و نهایتا تجزیه میكروارگانیزم
2. نفوذ به داخل سلول و اختلال در فعالیت سلولی

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مديريت كلرزني آب آشاميدني
               
گندزدايي آب آشاميدني با هدف انهدام عامل‌هاي ميكروبي بيماري‌زا، كنترل ميكروارگانيسم‌هاي مزاحم، ممانعت از رشد مجدد ميكروبي در شبكه‌هاي آب‌رساني و حذف يا تقليل رنگ، طعم و بوي آب به انجام مي‌رسد. نيل به موفقيت در اين امر، تمهيدهاي ويژه‌اي از حوضه‌ي آبريز تا مصرف‌كننده را طلب مي‌كند و نخستين شرط تحقق آن، پيش‌بيني تمهيدهاي مديريتي و فني براي ممانعت و يا تقليل ورود آلاينده‌ها به منابع آب است. در رويكردهاي نوين مديريت كيفيت آب نيز، حفاظت منابع آب، به كارگيري فرآيندهاي مناسب و حفاظت از آب توليد شده در مراحل ذخيره‌‌سازي و توزيع و سرانجام گندزدايي آب، به عنوان راهبردهاي نيل به سلامت آب آشاميدني اعلام و براي كنترل كيفيت آب در منابع تأمين، شاخص‌هاي كدورت، رشد جلبك‌ها، رنگ، هدايت الكتريكي و رخدادهاي هواشناسي، در تصفيه‌خانه‌ها، شاخص‌هاي غلظت و زمان تماس عامل گندزدا، pH، كدورت و رنگ و در شبكه‌ي توزيع، شاخص‌هاي كلر باقي‌مانده، كدورت، اشريشياكلي‌گرماپاي، شمارش جمعيت ميكروبي(HPC) و فشار آب توصيه شده است.
به دليل مزاياي متعدد كلرزني در تحقق سلامت ميكروبي آب، سازمان جهاني بهداشت به صراحت اعلام كرده است كه”پيامدهاي بهداشتي ناشي از فرآورده‌هاي جانبي كلرزني، در مقايسه با عدم كفايت انجام آن، بسيار جزيي است و كلرزني آب بدون توجه به كنترل فرآورده‌هاي جانبي حاصل از آن بايد انجام ‌شود”. مطالعه‌‌هاي اپيدميولوژي محققان نيز نشان مي‌دهد كه احتمال ابتلا به سرطان ناشي از فرآورده‌هاي جانبي كلرزني در استخرهاي شنا 25 و در آب آشاميدني، 6 در ميليون است.
در كلرزني فاضلاب نيز هر چند به اعتقاد سازمان جهاني بهداشت، كلرزني پساب فاضلاب‌ها به دلايل متعدد دشوار بوده و دستيابي به كيفيتي از پساب كلرينه شده كه همواره شاخص‌هاي بهداشتي را تأمين كند، به تقريب ناممكن و غيراقتصادي است، اما با اين حال، در شرايط خاص، موفقيت در كلرزني پساب فاضلاب را منوط به نيل به شاخص‌هاي BOD كمتر از 20 و به ترجيح كمتر از 10، COD كمتر از 40 و TSS كمتر از 10 ميلي‌گرم بر ليتر دانسته است.
نگاه اجمالی
برای اینکه آبی قابل استفاده باشد، علاوه بر حذف انواع آلاینده‌ها از آب و خارج کردن یونها و مواد رسوبی و کلوئیدی ، باید برای مصارف خانگی و بهداشتی ، عاری از باکتریها و ویروسها‌ی مضر باشد. برای پاک کردن آب از اینگونه آلودگی‌ها معمولاً به یک اکسید کننده قویتر از  نیاز داریم.
فرآیند حذف باکتریها و ویروسها از آب توسط یک اکسید کننده را گندزدایی می‌نامند. برای اینکار معمولا از ازن یا ترکیبات کلردار استفاده می‌شود.

استفاده از ازن در گندزدایی آب
برای انجام عمل گندزدایی ، هوای غنی شده از ازن را از درون آب عبور می‌دهند. حدود 10 دقیقه تماس کافیست تا ازن بر روی آلودگی تاثیر کرده و آنها را از بین ببرد. از آنجا که طول عمر مولکولهای ازن کوتاه است، هیچگونه حفاظت زمینه‌ای برای محافظت آب از آلوده شدن در آینده وجود ندارد. یکی دیگر از اشکالات این روش ، عمر کوتاه  است که نمی‌توان آن را ذخیره کرد و یا از مکانی به مکان دیگر حمل کرد. باید آن را در محل استفاده بوسیله فرآیندی نسبتا گران شامل تخلیه الکتریکی در هوای خشک تولید کرد.
استفاده از ترکیبات کلردار برای گندزدایی آب
متداولترین عامل تصفیه آب که در اکثر کشورهای پیشرفته استفاده می‌شود، استفاده از اسید هیپوکلرو است. این ترکیب کووالانسی و خنثی با عبور از درون غشاء موجودات ذره‌بینی آنها را می‌کشد.  هم مانند ازن پایداری کمتری دارد و نمی‌توان آن را ذخیره کرد.
در مراکز بزرگ تصفیه آب ، هیپوکلرواسید را با حل کردن گاز کلر در آب در PH متوسط تولید می‌کنند. بنابراین محلول رقیق کلر در آب ، دارای مقدار کمی  است و چنانچه  محیط واکنش زیاد باشد، اسید هیپوکلرو به یون هیپوکلریت که خاصیت گندزدایی کمتری دارد، تبدیل می‌شود.

روش جلوگیری از ایجاد یون هیپوکلریت
در استخرهای شنا ، معمولاً برای تولید هیپوکلرو اسید از نمک کلسیم‌هیپوکلریت یا محلول آبی سدیم‌هیپوکلریت استفاده می‌شود. با انجام واکنش اسید - باز بیشتر درون آب ، یون هیپوکلریت به اسید هیپوکلرو تبدیل می‌شود. برای جلوگیری از تجزیه اسید ، باید PH محیط به دقت کنترل شود تا بیش از اندازه قلیایی نباشد، چون برای جلوگیری از خوردگی مواد ساختمانی استخر در محیط اسیدی ، معمولاً PH را بالاتر از 7 نگه می‌دارند. حفظ PH قلیایی ، همچنین مانع از تبدیل آمونیاک حل شده به کلر آمینها ، مخصوصا  (که باعث تحریک چشم است) ، می‌شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

کلر استخرها موجب فراوانی آسم و خس خس کردن سینه در کودکان می شود و خطر ابتلا به آسم و آلرژی را تشدید می‌کند .
نتایج یک تحقیق جدید در دانشگاه لووین بروکسل نشان می دهد که شنا کردن در استخرهایی که با کلر ضدعفونی می‌شوند کودکان را در معرض ابتلا به آسم و انواع آلرژی‌ها قرار می‌دهد.

به گزارش خبرنگار سایت پزشکان بدون مرز ،   در این تحقیق نشان داده شد: کودکان و نوجوانانی که بیش از ۱۰۰۰ ساعت در این استخرها چه به شکل سرپوشیده و چه به صورت باز شنا می‌کنند بیش از هشت برابر در معرض ابتلا به آسم هستند. در حالی که شنا کردن در استخرهایی که با روش مس ـ نقره ضد عفونی شده‌اند، این خطر را در پی ندارد.

محققان در بلژیک اطلاعات ‪ ۱۹۰‬هزار نوجوان ‪ ۱۳‬تا ‪ ۱۴‬ساله را در ‪ ۲۱‬کشور تجزیه و تحلیل کردند. از این نوجوانان خواسته شده بود مشکلات تنفسی، تب یونجه و اگزما حساسیتی خود را شرح دهند.

محققان در این مطالعه متوجه فراوانی آسم و خس خس کردن سینه در شهرهای کوچک و بزرگی شدند که تراکم استخرهای سرپوشیده در آنها زیاد است . بطوری که میزان آسم و خس خس کردن سینه به ترتیب به ازای افزایش هر واحد استخر سرپوشیده ‪ ۲/۷۳‬تا ‪ ۳/۳۹‬درصد افزایش می‌یابد. در این مطالعه دیده شد شیوع این مشکلات در غرب اروپا بیشتر از شرق اروپا است که خود نشان‌دهنده شمار بیشتر استخرها در بخش غربی این قاره است.

آلفرد برنارد پروفسور سم شناسی، استاد بهداشت عمومی و رییس تحقیقاتی دانشگاه کاتولیک لووین در بروکسل، پایتخت بلژیک تصریح کرد: وجود کلر در آب استخر تاثیر بسیار مهمی روی درصد بروز بیماری‌های آلرژیک در گروه تحت مطالعه داشته است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

گندزدايي آب آشاميدني با هدف انهدام عامل‌هاي ميكروبي بيماري‌زا، كنترل ميكروارگانيسم‌هاي مزاحم، ممانعت از رشد مجدد ميكروبي در شبكه‌هاي آب‌رساني و حذف يا تقليل رنگ، طعم و بوي آب به انجام مي‌رسد. نيل به موفقيت در اين امر، تمهيدهاي ويژه‌اي از حوضه‌ي آبريز تا مصرف‌كننده را طلب مي‌كند و نخستين شرط تحقق آن، پيش‌بيني تمهيدهاي مديريتي و فني براي ممانعت و يا تقليل ورود آلاينده‌ها به منابع آب است. در رويكردهاي نوين مديريت كيفيت آب نيز، حفاظت منابع آب، به كارگيري فرآيندهاي مناسب و حفاظت از آب توليد شده در مراحل ذخيره‌‌سازي و توزيع و سرانجام گندزدايي آب، به عنوان راهبردهاي نيل به سلامت آب آشاميدني اعلام و براي كنترل كيفيت آب در منابع تأمين، شاخص‌هاي كدورت، رشد جلبك‌ها، رنگ، هدايت الكتريكي و رخدادهاي هواشناسي، در تصفيه‌خانه‌ها، شاخص‌هاي غلظت و زمان تماس عامل گندزدا، pH، كدورت و رنگ و در شبكه‌ي توزيع، شاخص‌هاي كلر باقي‌مانده، كدورت، اشريشياكلي‌گرماپاي، شمارش جمعيت ميكروبي(HPC) و فشار آب توصيه شده است.
به دليل مزاياي متعدد كلرزني در تحقق سلامت ميكروبي آب، سازمان جهاني بهداشت به صراحت اعلام كرده است كه”پيامدهاي بهداشتي ناشي از فرآورده‌هاي جانبي كلرزني، در مقايسه با عدم كفايت انجام آن، بسيار جزيي است و كلرزني آب بدون توجه به كنترل فرآورده‌هاي جانبي حاصل از آن بايد انجام ‌شود”. مطالعه‌‌هاي اپيدميولوژي محققان نيز نشان مي‌دهد كه احتمال ابتلا به سرطان ناشي از فرآورده‌هاي جانبي كلرزني در استخرهاي شنا 25 و در آب آشاميدني، 6 در ميليون است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مرجع تخصصی آب و فاضلاب