مرجع تخصصی آب و فاضلاب

با وجود اينكه در بسياري از كشورها، كلرزني به عنوان يك روش شيميايي متداول جهت ضدعفوني كردن و از بين بردن ميكروارگانيزمهاي بيماري زاي آب استفاده مي شود، اما روشهاي ديگري نيز براي حذف ميكروب ها و انگل ها از آب آشاميدني وجود دارد كه مي تواند مورد استفاده قرار بگيرد. يكي از اين روشها تصفيه آب به روش اولترافيلتراسيون مي باشد.

در تصفيه آب به روش اولترافيلتراسيون ( ( Ultra Filtration آب از يك غشاء ( Ultra – Filter Membrane ) كه داراي منافذ بسيار ريز با حداكثر قطر 0.02  ميكرون است ، عبور داده مي شود. ريزترين ميكروارگانيزمي كه مي تواند در آب وجود داشته باشد ويروس پوليو ، عامل بيماري فلج اطفال است كه اندازه آن از 0.02 ميكرون بزرگتر است. ساير ميكروارگانيزمها قطري به مراتب بزرگتر از اين اندازه دارند. بنابراين با عبور آب از منافذ اين غشاء مذكور كليه ميكروارگانيزمها به طريق فيزيكي از داخل آب حذف مي شوند چرا كه قادر به عبور از منافذ غشاء نيستند.

امروزه غشاء اولترا فيلتر به صورت ني هاي توخالي ( Hallow Fibers ) ساخته مي شود. جنس ني ها از Poly Amid  و يا Poly Propylene  است و روي بدنه آنها منافذي با قطر حداكثر 02/0 ميكرون وجود دارد. آب با عبور از اين منافذ، از طريق بدنه ني ها وارد شده و از انتهاي ني ها خارج مي شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

خطرات جدی فلزات سنگین در آب آشامیدنی

فلزات سنگين در آب آشاميدني مي توانند اثرات مخربي بر سلامتي انسان داشته باشند. از جمله اين اثرات كاهش رشد اندامها، سرطان، اختلال در سيستم عصبي بدن، اختلال در سيستم دفاعي بدن مي باشد و در موارد حاد مي تواند خطر مرگ را به همراه داشته باشد.

برخي از فلزات نظير جيوه و سرب، احتمال ابتلا به سندرم "خود ایمنی" را افزايش مي دهند كه در اثر آن سيستم دفاعي ، برخی از سلولها و ملکولهای بدن را بیگانه طلقی کرده و به آنها حمله می کند و عوارضي همچون روماتيسم قلبی، امراض كليوي، ناراحتي هاي عصبي و اختلال در سيستم گردش خون را باعث می شود.

بيشترين و خطرناك ترين آثار مسمويت به وسيله فلزات سنگين، در مراحل رشد و نمو انسان حادث مي شود. رشد سريع سيستم هاي بدن در جنين و نوزاد انسان و كودكان خردسال، در اين اثر پذيري بسيار حائز اهميت است. وجود فلزات سنگين در آب آشامیدنی نوزادان شیرخوار و خردسالان مي تواند باعث كندذهني و اختلال در يادگيري،‌ اختلال در حافظه، آسيب ديدن سيستم عصبي و اختلالات حركتي نظير تشنج و يا بیش فعالی آنها شود. در موارد وخيم تر فلزات سنگين صدمات جبران ناپذير مغزي را باعث مي شوند. كودكان نسبت به بزرگسالان بيشتر در معرض خطرات ناشي از فلزات سنگين در آب و غذا هستند زيرا نسبت به وزن بدنشان آب و غذاي بيشتري مصرف مي كنند.

فلزات سنگين از كجا مي آيند؟

منشاء ورود فلزات سمي به آب مي تواند فاضلاب هاي شهري و پساب ها و زباله هاي صنعتي باشد. افزايش جمعيت شهرنشين و توسعه صنايع مختلف، يكي از عوامل اصلي افزايش آلاينده ها خصوصا فلزات سنگين در آب آشاميدني ما هستند.

بيش از 50 عنصر هستند كه مي توانند در زمره فلزات سنگين طبقه بندي شوند كه 17 مورد از آنها در رديف متداول ترين و در عين حال سمي ترين اين عناصر قرار مي گيرند. ميزان سمي بودن اين عناصر به عواملي از قبيل نوع فلزو نقش بيولوژيكي آن درچرخه حيات بستگي دارد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

معمولا از اشعه ماورای بنفش جهت میکروب زدایی بهتر آب در کنار روشهای دیگر مانند کلرزنی و اسمزمعکوس استفاده می کنند.

اين اشعه داراي طول موج 250 تا 270 نانومتر است. براي توليد انرژي Ultra Violet ray ( UV ) با زدن قوس الكتريكي، لامپ حاوي بخار جيوه را باردار مي كنند این عمل موجب تولید انرژی شده و  اشعه فرابنفش منتشر مي شود.

اين اشعه با تاثير بر روي پروتوپلاسم و آنزيم سلولها سبب نابودي آنها مي گردد. اين اشعه قادر است فرم فعال باكتري، ويروس، تك ياخته و اسپور را غير فعال و از تکثیر آنها جلوگیری كند. بسياري از ميكروارگانيزمهاي بيماري زا عمر كوتاهي دارند و در صورت عقيم و غير فعال شدن ، از بين مي روند.

براي بهره برداري از تکنولوژی ماورای بنفش در تصفیه آب ، لامپ  را يا در خارج از آبی كه قرار است تصفيه شود، قرار می دهند، يا اينكه آن را در درون آب  معلق مي كنند. اگر قرار باشد اين لامپ ها درون آب معلق شوند ، آنها را درون لوله هاي كوارتزي موسوم به Sleeve  قرار مي دهند تا سرد نشوند. اگر آب حدود سه ثانیه در معرض این اشعه قرار بگیرد، ضدعفونی می شود.

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

نیترات و مضرات آن در آب آشامیدنی
بسیاری از مردم در خصوص آلاینده هایی که نمود و تاثیر آنی دارند مانند: طعم و بوی نامطبوع آب، تیرگی و کدورت آب، ذرات معلق در آب، سختی و سنگینی آب، رسوب گذری آب و ... توجه نشان می دهند اما نسبت به آلاینده هایی نظیر نیترات که تاثیر آن حداقل 15 سال بعد آشکار می گردد و به مراتب خطرناک تر است، بی توجه هستند.

در این مقاله تلاش می کنیم به بررسی نیترات در آب آشامیدنی و اثرات آن بر سلامتی انسان و راههای مقابله با آن بپردازیم.
نیترات چیست؟
نیترات No-3))یکی از آنیون ها ی معدنی است که در نتیجه اکسید اسیون نیتروژن عنصری حا صل می شود.
این ماده یکی از عنا صر بسیار ضروری برای سنتز پروتئین در گیا هان است ونقش مهمی رادر چرخه نیتروژن دارد، نیترات از طریق اکسیداسیون طبیعی تولید وبنا براین در تمام محیط زیست یافت می شود.

فاضلاب های شهری، صنعتی، مواد دفعی حیوانی وگیاهی در شهرهای بزرگ که دارای نیتروژن آلی هستند به خاک دفع می شوند. دراثر فعالیت میکروارگانیزم های خاک نیتروژن آلی به یون آمونیوم NH)) تبدیل شده که به این پدیده Ammonifcationگفته می شود. خاک توانائی نگهداری این ترکیب رادر خود دارد اما به مرور طی پدیده دیگری به نام Nitrificationبخشی از یون آمونیوم ابتدا به نیتریت(No) وسپس به نیترات تبدیل می شود لایه سطحی خاک قادر به حفظ ونگهداری این دو ترکیب نبوده ودر نتیجه نیتروت ونیترات به آبها ی زیر زمینی راه می یابند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

درباره اسمز معکوس
اسمز معكوس یك فرایند فیزیكی است كه می توان از محلولی (حلال + ناخالصی) به كمك یك غشاء نیمه تراوا، حلال تقریبا خالص تهیه كرد. بعنوان مثال به كمك این روش می توان از آب شور، آب آشامیدنی مطلوب تهیه كرد. اسمز معكوس می تواند تا 98% مواد معدنی حل شده و مواد آلی و كلوئیدی آب را حذف كند. تكنولوژی اسمز معكوس در دهه های اخیر با به بازار آمدن انواع جدیدی از غشاها، بطور قابل توجهی گسترش یافته است. اسمز معكوس با ظرفیت 10 لیتر در روز الی 40 متر مكعب در دقیقه را می توان از بازارهای جهانی تهیه كرد. جالب است بدانید كه در ریاض، پایتخت عربستان، دستگاه اسمز معكوسی با ظرفیت 31 متر مكعب در دقیقه (31 هزار لیتر در دقیقه) ، برای تهیه آب آشامیدنی وجود دارد.
اساس كار اسمز معكوس :
اگر یك غشاء نیمه تراوا (Semi-Permeable Membrane) بین دو محلول با غلظتهای متفاوت قرار گیرد، مقداری از حلال (رقیق) از یك طرف غشاء به طرف دیگر منتقل می شود. غشاء معمولا از جنس استات سلولوز و یا پلی آمید است. البته امروزه غشاء را از مخلوط استات سلولوز و تری استات سلولوز می سازند.

جهت طبیعی حركت حلال به گونه ای است كه محلول غلیظ تر، رقیق می شود.
در شكل زیر آب خالص از غشاء عبور كرده و وارد آب ناخالص می شود. اگر به سیستم اجازه رسیدن به تعادل داده شود، در آن صورت سطح آب نمك ( آب حاوی ناخالصی ) از سطح آب خالص بالاتر خواهد رفت. این اختلاف سطح در دو طرف غشاء را فشار اسمزی می گویند. در واقع تنها مولكولهای آب قادر به عبور از غشاء نیمه تراوا هستند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آب اگرچه به عنوان مایه حیات شناخته شده اما حضور آلایند ه های شیمیایی وبیولوژیكی قادر است كیفیت آن را برای شرب نامطلوب ساخته و حتی باعث بروزبیماری های خطرناك از جمله سرطان در انسان ها گردد [مسافری، 1385 ]. از اینروبهره مندی از آب آشامیدنی سالم و كافی از حقوق اولیۀ انسان ها در كلیۀ جوامع بوده وجزء شاخص های توسعه یا فتگی محسوب می شود. انتخاب دهه بین المللی آب از سال2005 تا 2015 خود تائیدی بر اهمیت موضوع است.
آرسنیك از جمله آلاینده های شیمیایی است كه می تواند در آب حضور داشته و ازطریق آشامیدن وارد بدن انسان ها شده و عوارض بهداشتی و سلامتی خود را ایجادنماید. این عنصر به طور گسترده ای در محیط زیست توزیع شده و از نظر فراوانی،بیستمین عنصر پوسته ای و نسبتاً كمیاب است و فراوانی كلی آرسنیك در پوسته زمین2 برآورد شده است . بر خلاف اغلب آلایند ه های زیست محیطی، اطلاعات ppm 1/5 تاگسترده ای در خصوص آرسنیك غیر آلی و تماس انسانی وجود دارد. اثرات بهداشتی ناشی از مواجهه با آرسنیك شامل بروز بیمار یهای مختلف ازجمله بیمار ی های پای بیماری عروق محیطی، فشار خون بالا، سرطان های داخلی (شش، مثانه و ،(BFD) سیاه كلیه) آترواسكلروزیس قلبی و ضایعات پوستی شامل كراتوزیس، هیپر پیگمانتاسیون و.[ هیپو پیگمانتاسیون و در نهایت سرطان پوست است [مسافری و یونسیان، 1385
بر اساس فوق موضوع حضور آرسنیك در آب آشامیدن ی، اثرات و عوارض نامطلوب بهداشت ی حاصل از آن بر رو ی سلامت انسان ها و رو ش های حذف آن از آب آشامیدنی مسئله ای است كه ذهن بسیار ی از دانشمندان و محققان را در كشورها ی مختلف دنیا طی قرن گذشته و حاضر بخود جلب نموده است. تعداد قابل توجه مقالات منتشر شده در منابع مختلف علمی م یتواند گواهی براین امر باشد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

انواع روکشهای زهکشی آبهای سطحی

آب جاری یا آبی که از چشمه‌ها خارج می‌شود، نباید از روی یک ناحیه ناپایدار حرکت کند. وجود آب در سطح دامنه، علاوه بر نقش فرسایشی، به راحتی می‌تواند به داخل دامنه نفوذ کرده و به سرعت بر ناپایداری آن بیافزاید. دور نمودن آب از سطح دامنه و جلوگیری از نفوذ آن، مخصوصا در مورد دامنه‌هایی که بطور بالقوه ناپایدارند، از مهمترین روشهای مهندسی دستیابی به پایداری است.


انواع روکشهای زهکشی آبهای سطحی:

شبکه زهکشی بسطی
برای آن که آب به داخل دامنه نفوذ نکند باید ترتیبی داد تا هرچه زودتر سطح دامنه را ترک کند.احداث آبروهای مناسب در سطح دامنه ، یا در روی پلکانها ، یکی از مهمترین تمهیدات در این مورد است. این آبروها باید ضمن دارا بودن گنجایش و شیب کافی، بسترشان نیز غیر قابل نفوذ باشد. برای جلوگیری از تخریب و پر شدن این جویها در طول زمان ، می‌توان آنها را با قطعات سنگ پر نمود.
این روش در مورد دامنه‌های خاکی یا دامنه‌های متشکل از سنگهای تجزیه شده ، مفید واقع می‌شود و می‌تواند علاوه بر پیشگیری، در مراحل اولیه حرکت دامنه نیز نقش ترمیمی داشته باشد. نقش مهم دیگر شبکه زهکشی سطحی جلوگیری از فرسایش سطح دامنه توسط آبهای جاری است.

مسدود کردن شکافها
ترکها و شکافهای سطحی محلهای مناسبی را برای نفوذ آب به داخل دامنه فراهم می‌کند. وجود این شکافها ، مخصوصا در مراحل آغازین توسعه یک ناپایداری جدید ، مشکل آفرین تر می‌شود. پر کردن این شکافها توسط مواد غیر قابل نفوذی مثل رس ، بتن یا مواد نفتی می‌تواند تا حدود زیادی از انباشته شدن آب و نفوذ آن به داخل دامنه جلوگیری کند. این روش هم در مورد دامنه‌های خاکی و هم سنگی قابل اجراست و می‌تواند هم در پیشگیری بکار رود و هم در مراحل اولیه ایجاد یک زمین لغره ، پیشرفت آن را کند یا متوقف نماید.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب