مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تعريف محيط زيست:همه محيط‌ هايي كه در آنها زندگي جريان دارد محيط زيست ناميده   مي‌شود.به عنوان مثال استخر آب ،   يك شهر ، اقيانوس و كوير همگي انواعي از محيط زيست به حساب مي‌آيند.
مقدمه :
محيط زيست ما از آب ، هوا ، خاك ، انرژي و زندگي بيولوژيكي تشكيل شده و به شيوه هاي گوناگون به زندگي موجودات زنده تأ ثير مي گذارند .
انسان و ساير موجودات ، هر يك به نحوي بر محيط تاثير مي گذارند ، البته انسان اوليه تاثيرگذاري كمتري بر محيط زيست داشته و عدم آلودگي محيط زيست ، شرايط زندگي را ب رايش امن تر مي نمود ، ولي پيشرفت تكنولوژي آلاينده و عدم تناسب آن با محيط زيست و تغيير تمدن بشري در طي دورانهاي مختلف ، ناديده گرفتن روابط صحيح ميان نيازهاي بشري و محيط زيست ، زندگي موجودات در كره زمين را روز به روز با مسايل پيچيده تري مواجه ساخته است ، بطوريكه انسان با فعاليت هايي از قبيل كشاورزي ، صنعتي و بهره برداري از منابع و امكاناتي كه براي ادامه زندگي در اين محيط انجام مي دهد، ضمن ايجاد تغييرات مفيد و مناسب ، سبب آلودگي آن نيز مي شود كه اين آلودگي مجددا بر انسان و موجودات ديگر اثرات ناخوشايندي باقي خواهد گذاشت و زندگي ، پيشرفت ، رشد و نمو و سلامت او را تحت الشعاع قرار خواهد داد .
امروزه با توجه به رشد فزاينده آلودگيهاي محيط زيست در اثر روند معرفي زندگي انسانها در جوامع گوناگون به جهان   ، آلودگيها به سرعت سيستم هاي مختلف زيستي موجودات زنده رخنه كرده و در نتيجه بقاء و زيست انسان را با خطر جدي مواجه ساخته است ، گسترش كويرها ، از ميان رفتن جنگل ها ، آلودگي آب وهوا ، تخريب لايه اوزن ، انقراض گونه هاي حياتي ، تغييرات آب و هوا ، تمامي مشكلات محيطي ، آينده ي تاريكي را براي بشر ترسيم مي كند ، خصوصا جاهايي كه آلودگي با رشد بي رويه جمعيت و فقر همراه باشد بديهي است كه به موا ز ات پيشرفت علم و تكنولوژي و ايجاد آلودگي هاي محيطي ، بشر هم براي دخالت و تغيير در محيط زندگي و ايجاد شرايط مطلوب تواناتر شده و مي تواند براي رفع مشكلاتي كه به دست خود بوجود آورده ، راه حلهاي مناسبي پيدا كند هر گونه دخل و تصرف در عوامل محيط زندگي ( به منظور ايجاد شرايط مطلوب و شايسته براي زندگي از نظر سلامت جسمي ، دروني و اجتماعي ) را بهداشت محيط مي گويند .
  به عبارت ديگر بهداشت محيط كنترل آن عده از عواملي است كه به نحوي روي سلامت انسان تاثير مي گذارند . در اين رشته از عدم ارتباط انسان با مسايل محيطي او مطرح است و اساس آن از يك طرف مبتني بر عدم زيستي و بيولوژيكي و از طرف ديگر بكارگيري فنون و اصول مهندسي بهسازي مي باشد. مي دانيم كه زندگي آغازين در كنار رودخانه ها شروع شده ، زيرا انسان نمي توانست آب مورد نياز خود را از فاصله ها ي دور حمل كند و به همين جهت تمدنهاي قديم در كنار رودخانه هاي بزرگ بوجود آمدند ، ولي امروزه بشر قادر است كه با اتكاء به تكنولوژي پيشرفته آب را از صدها كيلومتر وحتي از درياها و كوهها عبور داده ، آنرا با بهترين كيفيت تهيه و در اختيار خود قرار دهد . از اين رو مناطقي كه در گذشته غير قابل زندگي بود ، امروزه به شهرهاي بزرگ صنعتي تبديل شده است ،با پيشرفت صنعت و ايجاد تحول اساسي در زندگي ، بهداشت محيط ، رشد و توسعه گترده اي يافته و نقش و اهميت آن در تامين سلامتي انسانها بيشتر شناخته شده است نقش بهداشت محيط در سلامت انسانها انسان انرژي مورد نياز خود را از طريق سوزاندن مواد آلي موجود در غذا با كمك آب و اكسيژن هوا كسب مي نمايد ، كه حاصل آن انرژي و يك سري مواد زايد مي باشد .آنچه مسلم است اين فعل انفعال به صورت ساده صورت نگرفته، بلكه مستلزم يك سري مكانيزم هاي پيچيده است كه در بدن صورت مي گيرد لذا اولين ارتباط و تماس انسان با محيط خود از طريق هوا ، غذا و آب مي باشد . هوا لازم ترين ماده براي ادامه حيات است ، زندگي انسان و ابسته به اين ماده مي باشد انسان در هر دقيقه 12-20 مرتبه هوا را به درون ريه هاي خود وارد مي كند و در يك شبانه روز تقريبا 15 كيلوگرم هوا را تنفس مي كند ، لذا به سهولت به اهميت حياتي و بهداشتي آن مي توان پي برد،هواي سالم نقش بسيار مهمي در سلامت انسان دارد و جلوگيري از آلودگي آن بايد از سطح منزل مسكوني تا مراكز شهرهاي بزرگ صنعتي مورد توجه قرارگيرد .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

نیترات یک ماده شیمیایی به فرمول NO3- است. نیترات اکسیده‌ترین شکل نیتروژن است که در سیستم‌های طبیعی یافت می‌شود.

نیتروژن یک یون با بار منفی (آنیون) است که با یونهای ‌بار مثبت (کاتیون) ترکیب می‌شود و به صورت نمک‌های نیترات پتاسیم یا نیترات سدیم در میآید. نیترات یکی از محلول‌ترین آنیون‌هایی است که شناخته شده است. نیترات به صورت نیترات سدیم و نیترات پتاسیم به عنوان کود کشاورزی به کار می‌رود.

 نیترات به عنوان آلاینده

 نیترات ماده‌ای است که آب‌های زیرزمینی و سطحی را به طور گسترده‌ای آلوده می‌کند. تجمع نیترات در محیط می‌تواند ناشی از هرزآب‌‌های کشاورزی که به علت مصرف بیش از حد کودهای نیتراتی حاوی این ماده هستند، که به طور منتشر آب را آلوده می‌کنند یا آلودگی‌های نقطه‌ای از فاضلاب‌های انسانی به درستی دفع و فراوری نشده است.

علاوه بر این پسماندهای حاوی نیترات در بسیاری از فرآیندهای صنعتی مانند کاغذسازی و مهمات‌سازی تولید می‌شوند. سوزاندن سوخت‌های فسیلی مانند نفت و گار در نیروگاه‌ها و ماشین‌ها و همه موتورهای با احتراق درون‌سوز به ایجاد اسید نیتریک و آمونیاک می‌انجامد که هوا را آلوده می‌کند. این مواد ممکن است به صورت باران‌های اسیدی به زمین بازگردند و باعث آلودگی سطح زمین هم بشوند.

خطرات نیترات برای سلامتی انسان

نیترات یک تهدید بالقوه سلامتی به خصوص برای نوزادان است، چرا که باعث بیماری به نام "متهوگلوبینمی" یا "سندروم نوزاد کبود" را ایجاد می‌کند. این عارضه به خصوص اگر نوزاد از شیر خشک رقیق شده با آب با نیترات بالا تغذیه شده‌اند، ممکن است رخ دهد. اما نوزادانی که از شیر مادر تغذیه می‌کنند، حتی اگر مادر از آب با غلظت بالای نیترات نوشیده باشد، در معرض خطر متهموگلوبینمی نیستند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آلاینده های آب منایع مختلفی دارند که می توان در ابتدا آنها را به دو دسته ی آلاینده های معدنی و آلی طبقه بندی نمود.

مهمترین آلاینده های آب شامل یون دو عنصر سنگین و سمی و خطرناک جیوه II و سربII می باشد.
مهمترین آلاینده های آلی آب شامل سموم و آفت کشها هستند.
وجود یون آهن در آب، به آب مزه ی بد فلزی می دهد
وجود یون نیترات، یون سولفات و غلظت بالای یونهای کلرید و فلوئورید سبب ایجاد خاصیت اسیدی آب می شود. البته غلظت 1ppm فلوئورید در آب برای جلوگیری از تخریب دندانها، مناسب است. اما غلظت بالاتر از 2ppm برای سلامتی مضر می باشد.
کربن دی اکسید یا کربنیک اسید در آب که به سبب بارش باران اسیدی در آب ایجاد می شود، مضرات زیادی دارد.
غلظت بالای سدیم در آب سبب ایجاد خاصیت خورندگی آب می شود.
فنل و متان در آب آلاینده به شمار می آیند.
غلظت از یک حد مجاز بالاتر از Ca2+, Mg2+ و Mn2+ نیز آلاینده های آب هستند.

تاریخچه
در نوامبر سال 1986 بر اثر ریزش موادی شامل جیوه و انواع مواد آلی سمی مانند آفت کشها در رودخانه راین ، تمام آبزیان از شهر بال سوئس تا ساحل هلند کشته شدند. در سالهای اخیر با غرق شدن تانکرهای بزرگ نفتی اقیانوس پیما یا به گل نشستن آنها آسیبهایی به حیات دریایی وارد آمد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

به طور کلی ناخالصی‌های آب عبارتند از:

1 ـ ناخالصی‌های معلق

نظیر ذرات معلق زنده و غیرزنده كه در آب به صورت معلق یافت می‌شوند. این نوع ناخالصی را می‌توان در سه گروه، تقسیم بندی و مطالعه نمود.

الف) ذرات معلق زنده بیماری‌زا مانند عوامل بیماری‌زای موجد وبا، حصبه، شبه حصبه، انواع اسهال‌ها، تخم انگل‌ها مانند آسكاریس و عامل كیست هیداتید و ویروس‌ها، منشاء اصلی این دسته از ناخالصی‌ها فاضلاب شهری و حضور حیوانات اهلی یا وحشی در مجاورت منابع آب می‌باشد.

ب) ذرات معلق زنده غیربیماری‌زا مانند باكتری‌های ساپروفیت، اغلب جلبك‌ها و تك سلولی‌هایی كه در طبیعت به وفور پیدا می‌شوند.

ج) ذرات معلق غیرزنده مانند رس، لیمون كه ناشی از فرسایش سطح زمین و سطوح آبخیز می‌باشد.

از نظر فیزیكی ذرات بالا به دو گروه تقسیم می‌شوند:

گروهی كه در حوضچه های ته نشینی و یا صافی‌ها جدا می‌شوند و گروهی كه برای جدا كردن آن‌ها احتیاج به مواد منعقد كننده است تا از طریق لخته سازی، به ذرات درشت تری تبدیل شده و حذف شوند.

2 ـ ناخالصی‌های محلول

این دسته شامل املاح معدنی، تركیبات آلی و گازهای محلول می‌باشند كه می‌توان آن‌ها را به صورت زیر گروه بندی نمود:

الف) املاح محلول معدنی كه اغلب به صورت املاح كلسیم، منیزیم، سدیم، آهن، منگنز و000 می‌باشد كه برخی از آن‌ها مصرف آب را محدود می‌نمایند كه در جای خود بحث خواهد شد.

ب) گازهای محلول مانند اكسیژن، انیدرید كربنیك، هیدروژن سولفوره، ازت وغیره می‌باشند و این نوع ناخالصی نیز كیفیت شیمیایی آب را تحت تاثیر قرار داده و ممكن است باعث نامطلوب بودن آن شود.

الکلها:الکلها ترکیباتی هستند که دارای گروه هیدروکسیل می‌باشند. فرمول کلی آنها ROH است که در آن R یک گروه آلکیل یا آلکیل استخلاف شده است.

دید کلی
اگر ، بعنوان یک شیمیدان آلی ، قرار بود ده ترکیب آلیفاتیک انتخاب کنید و سپس در جزیره‌ای رها شوید، شما قطعا الکلها را برمی‌گزیدید. شما می‌توانید از آنها تقریبا هر ترکیب آلی دیگر را بسازید، آلکیل هالیدها ، آلکنها ، اترها ، آلدئیدها ، کتونها ، اسیدها ، استرها و دهها ترکیب دیگر.

از آلکیل هالیدها ، می‌توانید واکنشگرهای گرینیار را بسازید و از واکنش این واکنشگرها با آلدئیدها و کتونها الکلهای پیچیده‌تری را بدست آورید و غیره. در آن جزیره دور افتاده ، از الکلهای خود ، نه فقط بعنوان ماده خام استفاده می‌کنید، بلکه آنها را به دفعات ، بعنوان حلال برای انجام واکنشها و برای متبلور کردن فراورده‌ها بکار می‌برید.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آب معدنی از جمله نوشیدنی‌های گوارایی است كه خصوصا خنك آن در روزهای گرم سال از طرفداران زیادی برخوردار است. این نوشیدنی كه در قالب قوطی‌های پلاستیكی به بازار عرضه می‌شود، در میان افراد چنان جایگاهی پیدا كرده كه گاهی برخی خانواده‌ها برای مصرف روزانه به جای آب لوله‌كشی از آب معدنی استفاده می‌كنند.

آب معدنی همان آب چشمه است كه با عبور از طبقات و لایه‌های كوه‌ها به طور طبیعی تصفیه شده و هنگامی كه به سطح زمین می‌رسد، به جوش و خروش درمی‌آید و هوا و اكسیژن فراوانی را دریافت می‌كند. این آب به دلیل املاح معدنی نظیر كلسیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم دارای طعم و مزه بهتری نسبت به آب لوله‌‌كشی است و می‌تواند تا حدودی تامین‌كننده نیازهای بدن باشد. البته از آنجا كه سدیم حضور قوی در اغلب آب‌های معدنی دارد، مصرف زیاد آن برای كسانی كه دچار فشار خون هستند، كمتر مناسب بوده یا اصلا توصیه نمی‌شود.
معمولا برای ضدعفونی كردن این نوع آب‌ها از روش كلر زدن استفاده نمی‌شود و در عوض از روش‌های فیلتراسیون، ضدعفونی كردن با ازن و اشعه مادون قرمز استفاده می‌شود كه احتمال دارد در هنگام كاربرد نامناسب برخی اشعه‌ها، تركیبات مضر بطری به درون آب منتقل شده و زمینه افت املاح آب را فراهم سازد.
از طرفی نوشیدن همیشگی و دائم آب‌های معدنی به سبب وجود نیترات، نیتریت، سرب، كادمیوم و جیوه برای سلامتی زیان‌بخش هستند لذا با توجه به این كه دریافت نیترات و نیتریت از طریق استفاده از غذاهای حاضری معمولا در رژیم غذایی افراد بالاست و همچنین به دلیل آن كه برخی از این آب‌ها بویژه انواعی كه از آب‌های پایین‌دست تهیه می‌شوند، در معرض آلوده شدن به فاضلاب، انواع كودها و آفت‌كش‌ها و نیز فلزات سنگین هستند، لذا مصرف زیاد آب معدنی توصیه نمی‌شود. نكته دیگر آن كه درصد املاح برخی از آب‌های معدنی بیش از حد نیاز بوده، بنابراین می‌تواند خطر بروز سنگ كلیه را در افراد مستعد افزایش دهد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

یكی از اساسی ترین اهداف تصفیه آب گند زدائی یا ضد عفونی نمودن آب جهت مناسب نمودن برای شرب می باشد. تاكنون برای گند زد ائی آب روشهای مختلفی ارائه گردیده است كه مهمترین آنها كلرزنی ، ازن زنی واستفاده از دی اكسید كلر ، برم ، ید ونیز اشعهUV می باشد.

عمومی ترین روش گند زدائی در جهان كلر زنی می باشد كه از دلایل عمده استفاده از آن می توان موثر بودن در غلظت پائین ، ارزان ودر دسترس بودن ونیز داشتن باقیمانده در آب پس از عمل گند زدائی را نام برد. با توجه به تشكیل تركیبات آلی كلرینه وسایر تركیبات تری هالومتان[1] در اثر گند زدایی با كلر كه عوارض نامطلوبی را برای مصرف كنندگان به همراه دارد استفاده از گند زدا های جدید روز به روز ابعاد وسیع تری می یابد.

ازن از جمله تركیباتی است كه با توجه به خواص ویژه خود ، نزدیك به یك قرن است كه بعنوان گند زدا در آب آشامیدنی توسط كشورهای اروپایی مورد استفاده قرار گرفته است . اولین كار برد ازن در سال 1893 در كشور هلند وبرای تصفیه خانه ای كه از آب رودخانه راین تغذیه می نمود صورت پذیرفت . امروزه بیش از یك هزار تصفیه خانه آب از ازن بعنوان بخشی از تصفیه شیمیائی استفاده می كنند كه اغلب آنها در كشورهای غربی بویژه فرانسه ، سوئیس وكانادا قرا دارند . بزرگترین تاسیسات گند زدائی با ازن در مناطق پاریس ومونترال بكار گرفته شده است .
خواص فیزیكی وشیمیائی ازن

ازن یكی از اشكال آلوتروپی[2] اكسیژن بوده وگازی آبی رنگ با بوی تند وناپایدار می باشد . این تركیب یك اكسید كننده قوی بوده وبسیار قوی تر از اسید هیپوكلرو( ماده موثر گند زدایی كلر در آب ) می باشد. حلالیت ازن در آب 12 مرتبه كمتر از حلالیت كلر بوده ومحلول آبی آن نیز ناپایدار می باشد.

با توجه به ناپایداری گاز ازن ، باید درمحل مصرف ونیز زمان مصرف تولید شود ونمی توان آنرا مثل كلر ذخیره نمود. با توجه به حوادث زیادی كه در خصوص تركیدن سیستم های ذخیره ونگهداری كلر بوقوع پیوسته است این محدودیت لزوماً جزء معایب استفاده از گاز ازن محسوب نمی شود. لكن عدم امكان ذخیره آن در مواردی موجب توقف یا اشكال در امر استفاده از سیستم گند زدا می گردد.
 

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آب رسانی برای دیگ بخار:سیال اصلی استفاده شده در دیگهای بخار آب است باید این سیال طی مراحلی آماده و وارد دیگ شود. قسمت‌های اصلی آب‌رسانی عبارتند از: 1. منبع آب صنعتی مانند چاه عمیق2. فیلتر شنی: ذرات جامد معلق در آب را جمع‌آوری می‌كند كه از طبقات شنی، سیلیسی و سنگی تشكیل شده است. شیر ها در این قسمت و فیلتر بعدی بگونه‌ای طراحی شده‌اند كه بعد از  ساعاتی كار و كثیف شدن بتوان جریان آب را به صورت معكوس از آن عبور داد تا تمیز شوند.3. سختی گیر: سختی گیری برای جدا كردن دو عنصر كلسیم و منیزیم بكار میرود. اگر این دو عنصر از آب جدا نشوند همان اتفاقی در دیگ بخار می‌افتد كه در كتری رخ می‌دهد. در واقع رسوبات سطح بین لوله های آتش كار با آب را كاهش میدهد و انرژی بیشتری برای تولید میزان معینی فشار مصرف می‌شود. همچنین پاكسازی این لوله ها علاوه بر هزینه بر بودن خط تولید را نیز متوقف می‌كند.این بخش از دو مخزن تشكیل می‌شود مخزن اول شامل بافت رزین سه‌بعدی بوده كه با منیزیم تركیب شده RMg بوجود می‌آورد در نتیجه سختی آب از بین می‌رود ولی نمی‌توان آن را به فاضلاب هدایت كرد چون رزین از دست خواهیم رفت. پس از مخزن دوم به عنوان مخزن احیا استفاده می كنیم در این مخزن آب‌نمك وجود دارد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب