باکتري ها و نانوفيلترها؛ چشم انداز آيندۀ فناوري آب پاک
از باکتري ها، به دليل ارتباطي که غالباً بين وجود آن ها در آب و بيماري ها وجود دارد، به بدي ياد ميشود. اما پژوهشگران دانشگاه ناتينگهام از اين ارگانيزم هاي کوچک در کنار جديدترين تکنيک هاي پالايش غشايي براي اصلاح و بهبود فناوري پاک سازي آب استفاده ميکنند.
اين ارگانيزم هاي تک سلولي در طي فرايندي به نام Bioremediation از آلاينده هاي موجود در آب، خواه آن که آب مصارف صنعتي داشته باشد و خواه براي آشاميدن فراهم شده باشد، تغذيه ميکنند.
سپس آب را از ميان يک غشاي متخلخل عبور مي دهند که مانند يک غربال عمل ميکند. حفره هايي که در اين غربال ها وجود دارند ميکروسکوپي هستند و برخي در مقياس نانو ميباشند. اندازۀ منافذ در اين فيلترها ميتواند از ده ميکرون تا يک نانو متر باشد. اين فناوريها قابليت توسعه و بهينهسازي آب هاي مصرفي صنعت و آشاميدني را دارند.
اين تحقيقات توسط پروفسور Nidal Hilal مهندس شيمي مرکز فناوري آب پاک هدايت ميشوند. اين مرکز، هدايت جهاني پژوهش براي توسعۀ فناوريهاي پيشرفته در زمينۀ تصفيه آب را بر عهده دارد.
آئين نامه جلوگيري از آلودگي آب
هيات وزيران در جلسه مورخ 1373/2/18 بنا به پيشنهاد شماره 876-21 مورخ 1372/5/25 سازمان حفاظت محيط زيست و به استناد ماده 46 قانون توزيع عادلانه آب - مصوب 16/12/61 - آئين نامه جلوگيري از آلودگي آب را به شرح زير تصويب نمود.
ماده1 : عبارات و اصطلاحاتي كه در اين آئين نامه به كار رفته داراي معاني زير مي باشد:
1) سازمان : سازمان حفاظت محيط زيست.
2) شوراي عالي : شوراي عالي حفاظت محيط زيست.
3) آلودگي آب :تغيير مواد محلول يا معلق يا تغيير درجه حرارت و ديگر خواص فيزيكي و شيميائي و بيولوژيكي آب در حدي كه آن را براي مصرفي كه براي آن مقرر است مضر يا غير مفيد سازد.
4) مواد آلوده كننده آب( آلوده كننده ) : هرنوع مواد يا عوامل فيزيكي و شيميائي بيولوژيك كه باعث آلودگي آب گرديده و يا به آلودگي آن بيافزايد.
5) منابع مولد آلودگي آب (منابع آلوده كننده) : هرگونه منبعي كه فعاليت يا بهره برداري از آن موجب آلودگي آب مي شود كه شامل منابع صنعتي ، معدني ، كشاورزي و دامداري ، شهري و خانگي ، خدماتي و درماني و متفرقه مي باشد.
6) فاضلاب : هر نوع مايع زائد حاصل از فعاليت هاي صنعتي يا كشاورزي و دامداري يا شهري، بيمارستاني وآزمايشگاهي و خانگي كه به آب يا خاك تخليه گردد.
7) مواد زائد جامد : هر گونه ماده جامدي كه عرفاً زائد محسوب مي شود مانند زباله، خاكروبه ، خاكستر ، جسد حيوانات ، ضايعات مراكز شهري و صنعتي و زوايد حاصل از تصفيه ، اعم از شيميائي و بيولوژيك و همچنين فضولات انساني و حيواني و مواد زايد بيمارستانها و غيره.
8) آبهاي پذيرنده : كليه آبهاي سطحي و زير زميني از جمله قنوات ، چاهها و سفره آبهاي زير زميني و چشمه ها و نيز درياها ، درياچه ها ، رودخانه ها و نهرها و تالابها و آبگيرها و بركه ها كه فاضلاب و مواد زائد جامعه به آنها تخليه شده و يا در آنها نفوذ مي كند.
9) آبهاي ايران :كليه آبهاي داخلي و ساحلي و درياي سرزميني كه تحت حاكميت دولت جمهوري اسلامي ايران قرار دارد.
10) رقيق كردن: كاهش غلظت مواد آلوده كننده در فاضلاب از طريق اختلاط با آب دريا يا آب پذيرنده.
11) وسائل و روشهاي مناسب: مناسب ترين وسائل يا روشهائي كه استفاده آن با توجه به شرايط محلي ، درجه پيشرفت و امكانات علمي و فني و هزينه هاي مربوط ، رفع يا كاهش موثر آلوده كننده ها را امكان پذير مي سازد.
بیماری های ناشی از آلودگی میکروبی آب
بیماری های باکتریایی
وبا : عامل آن باسیل گرم منفی ویبریو کلرآ است و بیوتیپ التور می باشد . این بیماری مختص انسان است و در روده ی انسان زندگی می کند . پس از تکثیر باسیل وبا در روده یک نوع انتروتوکسین (سم درون روده ای ) ترشح می کند که روی اپی تلیوم روده ( بافت پوششی داخلی روده )
تاثیر می گذارد و باعث دفع شدید آب و الکترولیت ها می شود . در صورت تامین نشدن الکترولیت ها ، باعث مرگ می شود .
حصبه ( تیفوئید ) : عامل آن باسیل سالمونلا تیفی است .انسان تنها میزبان این بیماری است که از طریق آب آلوده منتقل می شود . این باسیل پس از ورود به بدن وارد سیستم لنفاوی می شود و وارد جریان خون می شود و ایجاد سپتی سمی می کند . سپس وارد کیسه ی صفرا ، کلیه و روده می شود . علایم این بیماری تب بالا رونده ، بی قراری ، سردرد و پس از ظهور دانه های قرمز روی بدن اسهال تشدید می شود . در صورتی که باعث سوراخ شدن جدار روده شود می تواند باعث مرگ شود .
شبه حصبه ( پاراتیفوئید ) : عامل بیماری باسیل سالمونلا پارا تیفی است که نوع A آن در انسان ایجاد بیماری می کند . به جز آب از طریق شیر و لبنیات و تخم مرغ هم منتقل می شود .
اسهال باسیلی : عامل آن شیگلا ها ( دیسانتری ، فلکسنری ، بوئیدی و سونئی ) هستند . خطرناک ترین نوع آن دیسانتری است و با تولید یک نوع انتروتوکسین باعث بیماری و مرگ می شود .
اسهال مسافرین : عامل بیماری ناشناخته است ولی برخی گونه های اشریشیا کلی و یا به ندرت شیگلا هم می تواند باعث بیماری شود .
لپتوسپیروزیس : توسط یک دسته از اسپیروکت ها منتقل می شود . این باکتری در آب به مدت طولانی زنده می ماند در نتیجه می تواند باعث بیماری در شناگران و ماهی گیران شود . از طریق دهان ، بینی ، ملتهبه ی چشم و پوست خراشیده وارد بدن می شود .
آب، آلودگی، تصفیه
آب یکی از نخستین نیازهای زندگی انسان است یکی از مهمترین مواد طبیعت است که برای زندگی انسان و تمدن او حیاتی است . آب را از قدیمی ترین زمانها منشأ و مبدأ همه چیز می دانستند و آنرا مقدس می شمردند و برای نظافت و پاکیزگی و بهداشت آب و جلوگیری از بیماریهای ناشی از آن دستورات و مقررات خاص وضع کرده بودند .
امروزه تأمین آب آشامیدنی بهداشتی سالم و رضایت بخش به عنوان یکی از عوامل اصلی در حفظ سلامت و پیشرفت اقتصاد اجتماعات مطرح بوده و اهمیت این مایع حیاتی در زندگی بشر به اندازه ای است که بیان و توجیه کامل آن گاهی به دشواری میسر می گردد .
آب موجود در طبیعت :
در حال حاضر 71 % سطح زمین را اقیانوسها و دریاها اشغال کرده است . که بالغ بر 77/98 % تمام آبهای زمین را در بر میگیرد و بقیه 23/1 % بصورت آبهای زیرزمینی در کرده زمین یافت میشود .
انسانها برای رفع روزمره خود کمتر از 1% آب در اختیار دارند . گرچه در مقام مقایسه با آب اقیانوسها خیلی اندک است . لیکن از نظر نقش اساسی که در حیات انسان دارد دارای اهمیت ویژه ای است .
خواص آب آشامیدنی :
پارامترهای قابل لمس در خواص آب آشامیدنی عبارت است از :
1) درجه حرارت آب : آب زیاد سرد اثرات سوء بر دستگاه گوارش انسان دارد و آب با درجه حرارت زیاد حالت بی مزگی دارد و گوارا نیست . مناسبترین درجه حرارت آب بین 12-8 درجه سانتیگراد است .
2) رنگ : آب آشامیدنی باید بی رنگ باشد . در ضخامت های زیاد رنگ آب مایل به سبز است . رنگ آب مربوط به نمکهای موجود در آب که بصورت حل شده و یا کلوئیدی در آب یافت میشود . زردی آب نشانه وجود ترکیبات گیاهی و اسیدهای آبی ناشی از فساد آنها و یا وجود خاک رس میباشد . در حالیکه سبزی آب نشانه وجود گیاهانی ازقبیل آلگها و جلبکها در آن است .
3) کدورت : کدورت آب اغلب به علت وجود مواد معلق و کلوئیدی در آن است . درجه کدری آب را اغلب بدین روش تعیین میکنند که در کف یک استوانه ای بقطر 25 میلی متر حروف استاندارد شده ای قرار میدهند و سپس در آن آب مورد آزمایش را تا ارتفاعی کی ریزند که دیگر خط نامبرده خوانا نباشد . در اینحال درجه کدورت آب را بر حسب ارتفاع مذبور معین می کنند . حد قابل قبول بین 5 تا 25 واحد و حداکثر آن 30 واحد کدورت تعیین گردیده است .
آب های زیرزمینی (groundwaters)
سفره آب زیرزمینی (groundwater Table):
سفره آب به لایه یا منطقه قابل نفوذی در زیر سطح زمین گفته میشود که آب در آن میتواند جریان یابد. سفره آب همچنین باید قابلیت آبدهی خوبی داشته باشد. سطح فوقانی سفره آب ، یا سطح ایستایی همواره افقی نیست و بهطور طبیعی از منطقه تغذیه آن ، یعنی محل و منطقهای که آب زیرزمینی را تامین میکند، به طرف محل تخلیه دارای شیب است. بطور کلی شکل سطح استیابی غالبا از شکل سطح زمین پیروی میکند. ولی برآمدگیهای آن هموارتر است. بنابراین ایستایی در نواحی پست در نزدیک سطح زمین و در تپهها و کوهها در عمق زیادتر قرار دارد.
بطور معمول در مناطق پرباران و در دشتها سطح ایستایی بالا و در مناطق خشک و کوهستانی پایین است. در مناطق مرطوب سطح ایستایی ممکن است تا نزدیک سطح زمین بالا بیاید. در گودیهای چنین نقاطی ، ممکن است «آبگیر» و در صورت وجود پوشش گیاهی ، «باتلاق» بوجود اید. تغییرات ارتفاع سطح ایستایی را بر حسب زمان به صورت نمودارهایی به نام هیدروگراف نشان میدهند.سفرههای دارای بازدهی قابل توجه اغلب در رسوبات ناپیوسته شنی و ماسهای تشکیل میشوند.
آبرفتها ، یعنی رسوباتی که توسط رودها در درهها و دشتها برجای گذارده میشوند، معمولا سفرههای آب زیرزمینی خوبی تشکیل میدهند. رسوبات رسی گرچه از تخلخل زیادی برخوردارند، ولی چون قابلیت نفوذ کمی دارند، با وجود حجم آب زیادی که ممکن است در خود ذخیره کردهباشند، سفره آب زیرزمینی تشکیل نمیدهند و به عنوان مواد غیر قابل نفوذ در نظر گرفته میشوند. در سنگهای متراکم نیز آب معمولا در نمونههایی ایجاد میشود که از تخلخل ثانوی قابل توجه برخوردار باشند. در این میان بهترین سفره آبها معمولا در سنگهای آهکی درز و شکافدار ایجاد میشود.
بیوتکنولوژی و نقش آن در حفظ محیط زیست
تاکنون آثار زیان آور و ابعاد مخاطره آمیز محصولات مهندسی ژنتیک و زیست فناوری به طور قطعی از نظر علمی به اثبات نرسیده است. اما دانشمندان و متخصصان این رشته نمی توانند آثار منفی احتمالی این محصولات را بر محیط زیست و سلامت انسان ها نادیده بگیرند. در طول تاریخ همواره برخی از افراد یا گروه ها برای رسیدن به اهداف تجاری، اقتصادی، سلطه طلبی و نیات غیرانسانی خود، منافع عمومی و مسائل اخلاقی را زیر پا گذاشته و قربانی امیال شخصی کرده اند. اولین مورد شبیه سازی (کلونینگ) حیوانات با استفاده از مهندسی ژنتیک در 1997 در اسکاتلند انجام شد. در این سال «یات ویلموت» و همکارانش از آمیزش سلول پستانی میشی 6 ساله و سلول تخمک فاقد هسته از میش دوم و قرار دادن آن درون رحم میش دیگری، موفق به اولین شبیه سازی شدند و حیوان حاصل را نیز «دالی» نامیدند. در حقیقت دالی اولین محصول جانوری مهندسی ژنتیک بوده که قدرت حیات داشت. بعدها دالی های دیگری توسط دانشمندان ژاپنی، امریکایی، انگلیسی، استرالیایی و“ با همان روش مشابه به وجود آمدند. در اواخر سال 2002 اولین مورد شبیه سازی انسان نیز گزارش شد.
در عرصه کشاورزی و محیط زیست نیز به منظور تولید گیاهان مقاوم به آفات و بیماری ها و تولید محصول با کیفیت برتر، مهندسی ژنتیک قدم های بسیار مهمی برداشته است به طوری که کشورهای امریکا، کانادا، آرژانتین و چین در این زمینه موفق به تولید ذرت، گندم، برنج، پنبه، سیب زمینی، سویا و کدوی مقاوم به علف کش ها، قارچ ها و ویروس ها و همچنین محصولات با بازدهی غذایی بالاتر شده اند. هم اکنون سطح زیر کشت گیاهان تغییر یافته ژنتیکی (GMO) به حدود 60 میلیون هکتار می رسد.
بيماري ژیاردیوز و انگل ژيارديا
يكي از انگلهايي كه باعث آلودگي دستگاه گوارش ميشود، ژيارديا نام دارد و عفونت با آن را ژيارديوز ميگويند. اين انگل يكي از شايعترين علل اسهال در بچههاست كه به علت مصرف آب و سبزي و ميوه آلوده ايجاد ميشود. اين انگل در مقابل مقدار كلري كه براي تصفيه آب در شبكه هاي توزيع اب اشاميدني شهري به كار برده ميشود مقاوم بوده و در آب سرد حتي تا 2 ماه ميتواند زنده بماند. بچهها نسبت به بزرگترها در حدود 3 برابر به اين انگل حساسترند و به نظر ميرسد كه با افزايش سن، بدن كمكم نسبت به آن مقاومتر ميشود ولي اين به معني عدم مبتلا شدن بزرگترها نيست و گاهي تمام اعضاي خانواده به اين انگل مبتلا مي شوند.
در بيشتر موارد، ابتلا به ژيارديوز هيچ علامتي ايجاد نميكند، اما اگر اين بيماري ايجاد علامت كند، معمولا باعث اسهال ميشود كه در آن خون يا موكوس ديده نميشود. دربدن فردي كه مبتلا به ژيارديوز شده جذب چربيها از دستگاه گوارش به درستي انجام نميشود، در نتيجه چربي موجود در غذا جذب نشده و با مدفوع دفع ميشود كه باعث ايجاد بوي بسيار بد مدفوع ميگردد. علايم ديگري هم ممكن است در اين بيماري ديده شوند. مثلاً برخي بچههاي مبتلا از دردهاي شكمي شكايت ميكنند كه البته خيلي شديد نيست. در مبتلايان به اين بيماري ميزان گاز رودهها زياد شده و بوي بسيار بدي دارد و ميتواند باعث ايجاد نفخ شكم هم بشود. بياشتهايي از علايم ديگري است كه در مبتلايان به ژيارديوز ديده ميشود و ميتواند از علتهاي عدم وزنگيري در بچهها باشد. گاهي اوقات تهوع و استفراغ و تب بسيار خفيف هم در اين بيماران ديده ميشود.
اين علامتها ممكن است به مدت 5 تا 7 روز وجود داشته باشند و اگر بيشتر از اين ادامه پيدا كنند باعث ميشود كه وزنگيري كودك دچار اختلال شود. گاهي اوقات هم بيماري به فرم مزمن تبديل ميشود كه در آن دلدرد در بالاي ناف، گازهاي رودهاي زياد و بدبو و بوي بد دهان و رنگپريدگي ممكن است ايجاد شود.




