مقدمه

3. مقدمه • سا لیا نه حدود 5 میلیون کودک زیر 5 سال در کشورهای جهان سوم به جهت فقدان آب شرب و امکانات بهداشتی دفع فاضلاب تلف می شوند .در کشورهای جهان سوم 80% کل بیماریها و 33% مرگ و میرها به دلیل استفاده از آبهای آلوده می باشند و به طور متوسط 10% وقت مفید هر فرد برای درمان بیماریهای ناشی از آلودگی آب مصرف می شود. • آلودگی آب ها سال ها است که به یک مسئله مهم تبدیل شده وبشر را به این فکر وا داشته که برای ادامه ی زندگی باید از آلوده کردن آب ها دست به کشد.

4. آب • آب ماده ای فراوان در کره زمین است. به شکل های مختلفی همچون دریا ، باران،رود خانه و... دیده می‌شود. آب در چرخه خود ، مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود، اما از بین نمی‌رود. هر گونه حیات محتاج آب می‌باشد. انسان ها از آب آشامیدنی استفاده می‌کنند، یعنی آبی که کیفیت آن مناسب سوخت و ساز بدن باشد.با رشد جمعیت، منابع آب طبیعی در حال تمام شدن هستند و این مسئله ، سبب نگرانی بسیاری از دولت‌ها در سراسر دنیا شده است. گاهی بدلیل مشکلات کمبود آب ، این ماده را جیره بندی می‌کنند تا مصرف آن را تعدیل نمایند.

5. آب در زندگی روزانه • وجود هر گونه حیات، متکی به وجود آب است. آب در بیشتر فرایندهای متابولیسمی بدن، نقش حیاتی دارد. هنگام گوارش غذا، مقادیر قابل توجهی آب مورد استفاده قرار می‌گیرد.تقریباً 70 درصد وزن بدن را آب تشکیل می‌دهد. برای عملکرد درست، بدن ، روزانه به 1 تا 7 لیتر آب نیاز دارد البته این میزان آب به مقدار فعالیت بدن ، دمای هوا ، رطوبت و دیگر عوامل بستگی دارد. آب از طریق ادرار ، مدفوع ، تعریق و همچنین از طریق بازدم به شکل بخار آب دفع می‌شود.بدن انسان به آبی نیاز دارد که نمک یا ناخالصی های دیگر ( مثل باکتری یا دیگر عوامل بیماری‌زا و یا مواد شیمیایی) نداشته باشد. البته برخی مواد محلول در آب طعم و مزه آن را بهتر هم می‌کند. امروزه ، با توجه به رشد روز افزون جمعیت ، میزان سرانه آب آشامیدنی کاهش یافته است. راه حل های تحت بررسی، تولید بیشتر آب ، بهبود توزیع و جلوگیری از هدر رفتن آن می‌باشد.

6. آب آشامیدنی • آب‌های آشامیدنی را از چشمه ها ، قنات ها و یا چاه ها استخراج می‌کنند. بنابراین ، برای تولید بیشتر آب ، می‌توان چاه‌های بیشتری ساخت. باران و دریا هم از دیگر منابع آبی هستند که البته به عنوان آب آشامیدنی مناسب نیستند. این گونه آب‌ها را باید تصفیه نمود. روش های معروف تصفیه آب ، تقطیر و جوشاندن می‌باشند.

7. منابع تامین آب • دید کلی • تامین و توزیع آب در کشورهای در حال توسعه ، مسائل مهمی را بوجود آورده است و دولتها را واداشته است تا مبالغ عظیمی پول در راه تامین آن سرمایه‌ گذاری نمایند. این موضوع بخصوص در کشورهایی که دارای نقاط لم‌یزرع و نیمه‌خشک هستند، حالت جدی‌تر به خود گرفته است. در کشورهایی مثل ایران که تقسیم آب بعلت شکل خاص سرزمینهای آن به‌صورت غیر یکنواخت توزیع گردیده است، باید سعی شود با اتخاذ بهترین و مدرن‌ترین روشهای علمی و فنی آبهای موجود را طبق قوانین عادلانه ای در دسترس عموم قرار داد.

8. نکات مهم در تهیه آب شرب • در انتخاب منبع آب برای تهیه آب مشروب در اجتماعات بزرگ ، به چهار اصل مهم زیر باید توجه کافی مبذول داشت: • در درجه اول ، باید آبی را مورد استفاده قرار داد که برای رسیدن به محل تصفیه و توزیع به پمپاژ احتیاج نداشته باشد، بلکه با نیروی ثقل خود حرکت نموده ، علاوه بر آن به هیچگونه تصفیه‌ای (غیر از ضد عفونی کردن) نیاز نداشته و بدون دخل و تصرف در کیفیت آن ، بتواند بدست مصرف کننده برسد. • در درجه دوم ، از آبهایی که به تصفیه احتیاج ندارند، ولی برای رسیدن به محل توزیع باید پمپاژ شوند، می‌توان در تامین آب مشروب استفاده کرد. • در درجه سوم ، برای آب مشروب می‌توان آبهایی را که به نوعی تصفیه ساده احتیاج داشته ، ولی با نیروی وزن به محل تصفیه و توزیع می‌رسند، استفاده نمود. • بالاخره در آخرین مرحله ، آبهایی را می‌توان برای تهیه آب آشامیدنی مورد استفاده قرار داد که در محل نبوده ، باید از طریق پمپاژ و یا هر وسیله دیگر از نقاط دور دست به مرکز تصفیه و توزیع منتقل نمود. تهیه آب مشروب از اینگونه منابع ، بسیار گران و پُرهزینه است.

9. مهمترین منابع آب در دنیا • آبهای زیرزمینی (چاه ، چشمه ، قنات( • آبهای جوی (باران ، برف) • آبهای سطحی (رودخانه ، دریاچه ، دریا ، اقیانوس(

10. آب ذخیره شده از نظر میزان باکتریها و اکسیژن • در آب ذخیره شده پشت سدها نه‌تنها از نظر مواد معلق بلکه از نظر باکتریها کاهش محسوس مشاهده می‌شود و این امر موجب تقلیل هزینه‌های ضد عفونی در تصفیه‌خانه می‌شود. دریاچه‌ها از نظر مقدار اکسیژن موجود در آنها به دو قسمت تقسیم می‌شوند، دریاچه‌های با آب صاف و غنی از اکسیژن و فقیر از پلانکتون را الیگوتروپ (Oligotroph) و دریاچه‌های فقیر از اکسیژن یوتروپ (Atrophy) نامیده می‌شوند.

11. آلودگی آب (Water Pollution) • دید کلی • آلودگی آب مشکل بزرگی است. به طوری که نتایج پژوهش پیرامون آن از صدها بلکه هزاران مقاله ، مجله و کتاب تجاوز می‌کند. • بنظر شما چه کسانی مشکل آلودگی آب را بوجود می‌آورند؟ • چه کسانی بهای تمیز کردن آب را خواهند پرداخت؟

12. تاریخچهآلودگی آب • 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. • در سال 1983 بر اثر 11000 واقعه آلوده کننده در حدود 120 میلیون لیتر مواد آلوده کننده در آبهای ایالات متحده تخلیه شده است.

13. تعریف آلودگی آب • در سال 1969 برای آلودگی آب تعریفی ارائه داده شد: آلودگی آب عبارت است از افزایش مقدار هر معرف اعم از شیمیایی ، فیزیکی یا بیولوژیکی که موجب تغییر خواص و نقش اساسی آن در مصارف ویژه‌اش شود.

14. عوامل آلوده کننده آب • آب یکی از مهمترین و بنیادی‌ترین عامل حیات موجودات زنده است از این نظر جلوگیری از آلودگی آب نیز به همان نسبت مهم و مورد توجه می‌باشد عوامل آلوده کننده آب بسیار گوناگون‌اند و می‌توانند هم منابع آبهای زیرزمینی و هم آبهای سطحی را آلوده کنند.

15. عوامل آلوده کننده آبهای زیرزمینی : • کانیهای موجود در معادن سطحی که در اثر تغییر و تبدیل به عامل آلوده کننده مبدل می‌شود. مثلا آب جاری سطحی ( حاصل از باران و …) هنگام عبور از معادن زغال سنگ ، دی‌سولفید آهن« II» ( پیریت ) همراه با زغال سنگ را در خود حل کرده و سپس در اثر واکنش ، هوا آنرا به اسید سولفوریک تبدیل می‌کند. اسید حاصل ضمن عبور از لایه‌های مختلف مخازن زیرزمینی ، موجب آلوده شده آن می‌شود. • جمع شدن فاضلابهای شهری بویژه اگر در یک حوزه آهکی و یا شنی وارد شوند از آن که در معرض باکتریها قرار گیرند و تجزیه شوند، مستقیما و براحتی به مخازن زیرزمینی نفوذ پیدا کرده و موجب آلوده شدن آنها می‌شود. • ضایعات رادیواکتیوی : یکی از عوامل آلوده کننده مهم منابع آبی زیرزمینی است که امروزه یکی از راههای رفع آنها که در حقیقت مشکل بزرگی برای صاحبان تکنولوژی هسته‌ای نیز به شمار می‌رود دفن آنها در زیر زمین است علاوه بر دفن ضایعات رادیواکتیو در زیر زمین ، همه انفجار های هسته‌ای زیر زمینی نیز موجب آلوده شدن آبهای زیر زمینی می‌شود.

16. عوامل آلوده کننده آبهای سطحی: • آلوده کننده‌های صنعتی:بسیاری از ضایعات صنعتی به آبزیان زیانهای جدی می‌رسانند. این ضایعات برای خنثی شدن مقدار زیادی از اکسیژن محلول در آب را به مصرف رسانیده و موجب کاهش اکسیژن مورد نیاز برای آبزیان می‌شود و تهدید به مرگ می‌کنند. از طرف دیگر بسیاری از خود این ضایعات سمی بوده و موجب مسمومیت آبزیان می‌شوند مانند فلزات سنگین ، جیوه ، سرب،مس و غیره.وارد شدن ترکیبات فسفردار و نیتروژن‌دار در آب موجب رشد جلبک‌هائی می‌شود که ضمن ایجاد بو و مزه غیر طبیعی آب ، اکسیژن آب را مصرف کرده و باعث کاهش میزان آن و بروز صدمات و تلفات آبزیان می‌شود. • فاضلاب خانگی :کلیه پاک کننده‌ها که وارد آبهای سطحی می‌شوند ترکیباتی را در آبها وارد می‌کنند که اگر خنثی نشوند و یا توسط میکرو اورگانیسم‌ها تجزیه و تخریب نشوند بصورت سمی مهلک زیان بسیاری برای آبزیان ببار می‌آورند. • حشره کشها ، سموم دفع آفات نباتی و کودهای شیمیایی:که از ضروریات توسعه کشاورزی است نا خواسته موجب آلودگی آبهای سطحی می‌شوند. مانند ددت DDT را نام برد.

17. چشم انداز آلودگی آب • ذخایر آبهای ما در آینده چگونه خواهد بود؟ • آب آلوده شده برای %75 مردم جهان در کشورهای رو به توسعه مسئله بسیار جدیتری است. • %80 بیماریهای جهان ناشی از آبهای آلوده شده است. در مقابل درصد بالای بیماری چه کنترلهایی انجام شده است؟ • آیا تلاشی که برای بهبود کیفیت آب انجام شده کافی می‌باشد؟ • آینده ذخایر آبها با این روند پیشرفت و تکنولوژی روز چگونه خواهد بود؟

18. میکروب شناسی آب و پساب: • آب علاوه بر آنکه مهمترین منبع حیات در کره زمین به شمار می‌آید، در زندگی انسان نیز دارای نقشی تعیین کننده و اساسی است. آب توسط انسان برای آشامیدن ، شست و شو و نظافت ، کشاورزی و صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد. امروزه مصرف سرانه آب در کشورهای مختلف از سوی برخی از سازمانهای بین‌المللی به عنوان یکی از شاخصهای تعیین کننده کیفیت و سطح بهداشت در آنها تلقی می‌شود.آلودگی آب به انواع عوامل بیماری‌زا ، بویژه باکتری ها و ویروسها را می‌توان یکی از طرق اصلی انتقال بیماریها و شیوع بیماریهای عفونی در یک جمعیت دانست. آب آشامیدنی و آبی که برای شستشو و نظافت مصرف می‌شود، باید عاری از میکروارگانیسمهای بیماری‌زا باشد که انتقال میکروب ممکن است بطور مستقیم توسط آشامیدن و یا بطور غیر مستقیم توسط شستشو منتقل شود.

19. شاخصهای آلودگی آب • میزان آلودگی آب به میکروب را می‌توان با روشهای آزمایشگاهی معین کرد. مهمترین معیار در مورد تشخیص آلودگی آبهای آشامیدنی ، وجود میکروبهای روده‌ای در آن است که خود نشانه آلوده بودن آب به مدفوع است. امروزه وجود کلی فرمهای مدفوعی در آب شاخص آلودگی آبهای طبیعی به وسیله فاضلابهای خانگی شناخته شده است. از دیگر شاخصهای آلودگی آب ، وجود ترکیبات آلی قابل مصرف توسط میکروارگانیسمها (BOD) است.

20. پساب • پساب به کلیه آبهای مصرف شده به اضافه سیلابها و آبهای خروجی صنایع گفته می‌شود.

21. انواع پسابها پسابها را می‌توان به سه گروه تقسیم کرد: • پسابهای خانگی شامل مواد دفعی انسانی و مواد حاصل از شستشو. • پسابهای صنعتی شامل مواد زایدی از قبیل اسیدها ، روغنها و مواد نفتی و .... • پسابهای کشاورزی که حاصل عبور آب از قسمتهای مختلف زمینهای مزروعی و کشاورزی است.

22. ویژگیهای میکروب شناختی • وجود جلبکهادر مخازن آبهای طبیعی نشانه وجود مقادیر زیادی از مواد غذایی مورد نیاز جهت رشد جمعیت آنهاست. حضور جلبکها در آب عامل تغییر کیفیت و غالبا موجب تغییر رنگ و بوی آب است. بنابراین قبل از تخلیه پسابها در طبیعت باید آنها را به گونه‌ای تصفیه کرد که موجب افزایش رشد جلبکها در آبهای طبیعی نشوند. وجود میکروارگانیسهایی که از باکتریها یا سایر موجودات میکروسکوپی تغذیه می‌کنند، در سیستمهای تصفیه فاضلاب دارای اهمیت زیادی است. وجود این ارگانیسمها بویژه در تصفیه بیولوژیکی باعث حفظ تعادل بیولوژیکی آب می‌شود.

23. تکنولوژی تصفیه آب تکنولوژی تصفیه آب دارای دو جنبه است: • تصفیه آب مورد استفاده همگان • تصفیه پسابها

24. مراحل و روشهای تصفیه آب • تصفیه فیزیکی _ شیمیایی :بطور کلی آبهای تصفیه نشده دارای مواد جامد معلق ، فضولات جانوری و مواد زاید صنعتی و انواع میکروبهای بالقوه بیماری‌زا و مواد شیمیایی زیانبخش هستند. در نمونه‌ای در آب راکد ذرات بزرگتر ته‌نشین می‌شوند، ولی با این حال مواد جامد کلوئیدی هم چنان به صورت معلق باقی می‌مانند که این ذرات با افزودن مواد شیمیایی نظیر الوم باعث بهم پیوستن ذرات کلوئیدی و ته‌نشین شدن آنها می‌شوند. • تصفیه فیزیکی :در این روش از صافیهای شنی یا زغال فعال استفاده می‌شود. این روش مانع از عبور ویروسهای بسیار کوچک ، نظیر ویروس فلج اطفال نمی‌شود. • تصفیه شیمیایی :در تصفیه شیمیایی ، با افزودن مواد ضد میکروبی نظیرکلر ، بقایای میکروبی موجود در آب را تا حد قابل قبول مجاز کاهش می‌دهند.

25. تصفیه پسابهای شهری • تصفیه مقدماتی برای جدا کردن مواد جامد درشت و قابل رسوب. • تصفیه ثانوی برای اکسید کردن ترکیبات آلی فاضلاب به کمک روشهای زیستی. • تصفیه نهایی برای ضد عفونی کردن آب و تخلیه مواد زاید جامد به شکل لجن

26. میکروارگانیسمها و تصفیه پساب • در حوضچه‌های تصفیه زیستی فاضلابها ، جلبکها و باکتریها در همزیستی متعادلی به سر می‌برند. مواد موجود در این حوضچه‌ها تحت شرایط هوازی و بی‌هوازی به فرآورده‌هایی تبدیل می‌شوند که برخی از آنها بدون تغییر در محیط باقی می‌مانند، گروهی به مصرف تغذیه سایر میکروارگانیسمها می‌رسند، مقداری نیز به صورت گاز متصاعد می‌شوند. لجنی که در ته حوضچه‌های تصفیه جمع می‌شود، به تدریج خارج شده و به روشهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.بسیاری از مواد آلوده کننده محیطی مانند حلالها ، حشره کشها ، علف کش ها، ترکیبات نفتی و ... در طبیعت پایدار باقی می‌مانند. شمار میکروارگانیسم‌هایی که قادر به تجزیه این مواد باشند، اندک است. امروزه برای دفع مواد زاید جامد و زبالهای شهری و صنعتی نیز از روشهای میکروبی استفاده می‌شود. متداول‌ترین روش سنتی دفع زباله به کمک میکروبها ، مخازن تولید متان است.

27. فاضلاب ها: دید کلی آب، شرط وجود حیات می‌باشد و اکثر قریب به اتفاق واکنشهای شیمیایی در محیط آبی صورت می‌گیرد. آب به علت پاره ای خواص ویژه اساسی نقش تنظیم کننده‌ ای در طبیعت داشته و آن را در برابر تغییرات ناگهانی دما حفظ می‌کند. آب بعد از مصارف گوناگون (خانگی ، کشاورزی و صنعتی و …) تبدیل به پساب می‌شود. برای جلوگیری از آلودگی آب و محیط زیست توسط این پسابها باید راهکارهایی برای تصفیه و استفاده مجدد از آنها اتخاذ کرد.

28. طبقه بندی آبهای آلوده • آبهای آلوده‌ای که پس از تصفیه دوباره می‌توان استفاده کرد. • آبهای آلوده‌ای که در کارخانجات و مراکز صنعتی تولید شده ، به‌شدت سمی هستند و نمی‌توان برای مصارف خانگی استفاده کرد و برای برگشت دوباره به محیط زیست باید به‌صورت دقیق تصفیه شوند. • آبهایی که مصارف خاصی داشته ، قابل استفاده مجدد نمی‌باشند. مانند آبهای صنایع -نوشابه سازی

29. فاضلابهای صنعتی • فاضلابهای صنعتی، فاضلابهایی هستند که از صنایع مختلف حاصل می‌شوند و نسبت به نوع صنایع ، ترکیبات شیمیایی مختلفی دارند و وقتی وارد دریاها می‌شوند، باعث آلودگی آب و مرگ آبزیان می‌گردتد.

30. مواد شیمیایی موجود در فاضلابهای صنعتی • بسته به نوع کارخانه‌ها و محصول تولیدی آنها ، ترکیبات شیمیایی و درصد آنها در پسابهای صنعتی متفاوت است. اما از مهمترین این ترکیبات می‌توان به آرسنیک، سرب، کادمیم و جیوه اشاره کرد. این مواد از طریق پساب کارخانجات تهیه کاغذ ، پلاستیک ، مواد دفع آفات نباتی ، استخراج معادن وارد آبهای جاری و محیط زیست می‌شود.از مهمترین فجایع آلودگی با جیوه به فاجعه آلودگی آب رودخانه میناماتا در ژاپن با ترکیبات ارگانومرکوریک که به‌عنوان کاتالیزور در کارخانه پلاستیک‌سازی استفاده می‌شود، می‌توان اشاره کرد که طی آن مردم اطراف رودخانه به مرض اسرار آمیزی مبتلا شدند که ناشی از وجود جیوه فراوان در بدن آنها بود و هزاران نوزاد ناقص‌الخلقه و فوت تعدادی از مردم ، نتیجه آلودگی آب با پساب این کارخانه بود.

31. فاضلابهای کشاورزی • در این فاضلابها ، سموم کشاورزی مانند هیدروکربنهای هالوژنه ، DDT ، آلودین ، ترکیبات فسفردار نظیر پاراتیون وجود دارد. مخصوصا ترکیبات هالوژنه بسیار خطرناک هستند و هنگامی که توام با آب کشاورزی در لایه‌های زمین نفوذ نمایند یا به بیرون از محیط کشاورزی هدایت شوند، باعث ایجاد فاضلابهای کشاورزی فوق‌العاده خطرناک می‌شوند.

32. فاضلابهای شهری • این فاضلابها از مصرف خانگی آب حاصل می‌شود. در این پسابها انواع موجودات ریز ، میکروبها و ویروس‌ها و چند نوع مواد شیمیایی معین وجود دارد که عمده‌ترین آن آمونیاک و نیز مقداری اوره می‌باشد. این فاضلابها باید از مسیرهای سر بسته به محل تصفیه هدایت گردند. جهت خنثی سازی محیط قلیایی این فاضلابها که محیط مناسب برای رشد و نمو میکروبهاست، از کلر استفاده می‌شود.

33. انواع آلاینده‌های موجود در فاضلابهای شهری • آلاینده بیولوژیکی:از دفع پسابهای بیمارستانی و مراکز بهداشتی شهری ناشی می‌شود. • آلاینده‌های شیمیایی:بیشتر آلاینده های شیمیایی از دفع پسابهای خانگی شامل مصرف شوینده‌هاست که روز به روز مصرف آنها بیشتر می‌شود. این آلاینده‌ها به‌علت وجود عامل حلقوی در ساختمان مولکول شوینده (ABS) ، غیر قابل تجزیه بیولوژیکی در تصفیه‌خانه‌ها هستند. • فرمول عمومی: LABS): linear Alkgl Benzo Sulturic acid = RŔ/ (C6 M5) SO3H)امروزه در کشور ژاپن و آمریکا ، شوینده حلقوی را تبدیل به خطی نموده‌اند که قابل تجزیه بیولوژیکی در تصفیه‌خانه‌ها است. ولی در اکثر کشورها به‌علت ارزان بودن (LABS) هنوز هم از این ماده در صنعت شوینده‌ها استفاده می‌شود. • سایر آلوده کننده‌ها :مواد جامد و رسوبات ، مواد رادیواکتیو ، مواد نفتی و آلوده کننده های حرارتی مثل نیروگاهها.

34. تصفیه آب و فاضلابها • آب و فاضلابها برای استفاده و برای برگشت به محیط یا استفاده مجدد نیاز به تصفیه دارند. روشهای مختلفی برای تصفیه آبها و فاضلابها وجود دارد که بسته به مصارف آب و نوع آلودگی از این روشها استفاده می‌شود. عمده‌ترین‌ روشهای تصفیه آب عبارت‌اند از: • تصفیه مکانیکی آب • تصفیه شیمیایی آب • تصفیه آب به روش اسمز معکوس • تصفیه بیوشیمیایی آب • فیلتراسیون آب

35. آلودگی آبهای زیرزمینی: دید کلی آلودگی آبهای زیرزمینی در اثر نفوذ آلودگی از سطح زمین و یا اطراف منبع آن صورت می‌گیرد و در این میان ، ریشه‌های درختان و یا گیاهانی که به منبع راه یافته‌اند نیز مورد توجه است.

36. موارد مورد توجه در یک منبع آب زیرزمینی • در یک منبع آب زیرزمینی ، عواملی چون عمق آب ، عمق ایستایی ، تغییراتی که ممکن است در اثر پمپاژ حاصل گردد، باید تعیین شود و تجزیه آب چاه و آبهای اطراف آن ، نشان خواهد داد که این منبع زیرزمینی از یک محل یا بیشتر تغذیه می‌شود.

37. علل آلودگی آبهای زیرزمینی • آلودگی آبهای زیرزمینی ممکن است از آبهایی که به آن وارد می‌شود و یا از منابع دور دست باشد و اگر این آلودگی از منابع دور دست وارد آب شود، تعیین محل آلوده کننده بسیار مشکل است. اگر بعد از پمپاژ ، آلودگی در آب مشاهده شود، باید مطالعه‌ای در منابع آلودگی اطراف چاه ، مثل چاههای توالت به عمل آید. عوامل موثر در ممانعت از آلودگی آبهای زیرزمینی به عمق چاه ، وضع طبیعی محلی که چاه در آن قرار دارد و جهت حرکت آبهای زیرزمینی مربوط است.در هر صورت ، شعاعی که تحت اثر آن ممکن است آب زیرزمینی آلوده گردد، معمولا از حدود 20 برابر تغییرات سطح ایستابی دراثر پمپاژ چاه بیشتر نیست. و اگر زمین اطراف چاه از سنگهای شکسته باشد، این مهم کمی زیادتر است. به عنوان مثال اگر تغییرات ایستابی چاهی ، 0.5متر باشد، شعاع آلودگی آن 10متر خواهد بود.

38. سرعت واقعی جریان آب به چاه • سرعت واقعی جریان آب از هر نقطه به چاه ، با فاصله آن از چاه تغییر می‌کند و این سرعت در هر نقطه برابر است با سرعت واقعی جریان آب در موقع ورود به چاه تقسیم بر مجذور فاصله. مثلا اگر سرعت حرکت آب در موقع ورود به چاه 50 میلیمتر بر ثانیه باشد، در فاصله 10 متری، 0.5 میلیمتر و در 5 متر، 2 میلیمتر در ثانیه خواهد بود.باید توجه داشت که این رابطه ، یک رابطه تجربی تقریبی است، وگرنه برای محاسبه سرعت واقعی بطور دقیق ، به آزمایشات محاسبات بسیار طولانی و پیچیده‌ای نیاز است.

39. تاثیر عمق چاه در تصفیه آب • اقشار مختلف زمین ، خود عامل مهمی در تصفیه آبهای آلوده است، اگر عمق چاه 10 متر باشد، این ضخامت زمین نمی‌تواند چاه را از آلودگیهای موجود در سطح زمین مصون نگهدارد، ولی اگر این عمق به 20 تا 25 متر برسد، باید انتظار داشت که تصفیه طبیعی صورت بگیرد و آلودگیهای موجود در سطح زمین عملا قادر به نفوذ در آب چاه نشوند. در صورت تماس فاضلاب با آبهای زیرزمینی ، مقادیر اکثر آنیونها بویژه نیترات و کلرورها در آنها بالا خواهد رفت و این امر یکی از بهترین علائم هشدار دهنده است.بدیهی است در صورت این آلودگی علاوه بر آنیونها و کاتیونها بعضی از انواع باکتریها و ویروسهای فاضلاب نیز می‌توانند وارد جریان آبهای زیرزمینی شوند. می‌توان انتظار داشت که در شرایط مطلوب ، زمین ، قادر به تصفیه طبیعی 99 درصد آلودگیها باشد. ولی برای اینکه زمین قادر به این تصفیه طبیعی باشد، باید نحوه و چگونگی دفع فاضلاب را با دقت تمام با احتساب جوانب امر صورت گیرد.

40. انواع آلوده کننده‌های آبهای زیرزمینی و نحوه از بین بردن آنها • متاسفانه ، ورود آلوده کننده‌های فاضلاب ، باعث فعالیتهای غیر هوازی خواهد شد، ولی اگر آلودگی در حین نفوذ رقیق شده باشد، مشکلات ناشی از آنها کمتر خواهد بود. تخلیه فاضلابهای صنعتی در زمین نیز با ورود فلزات سنگین که اغلب خاصیت سمی دارند، آلودگیهای شدید شیمیایی و احیانا" میکروبی در آبهای زیرزمینی تولید می‌نماید و چه‌بسا اتفاق می‌افتد که دیگر از این آبهای زیرزمینی نتوانیم در مصارف عمومی استفاده کنیم و باید برای مصرف مجدد ، متحمل هزینه‌های گزافی گردیم.برای جلوگیری از فعالیت باکتریهای بی‌هوازی در تخلیه مواد جامد دفعی در گودال ، می‌توانیم از محلول 20 میلی‌گرم در لیتر ، کرومات و یا ترکیبات نیتراتی استفاده کنیم، البته مقدار معرف آنها با در نظر گرفتن جوانب امر باید تعیین شود. نفت یکی از آلوده کننده‌های آبهای زیرزمینی است.این ماده ممکن است حتی آب زیرزمینی را برای همیشه غیر قابل استفاده نماید و در امر پمپاژ هم بعلت حل پوششهای قیری ، مشکلات جدی ایجاد می‌کند. آلوده کننده‌هایی که در ضمن فعالیتهای کشاورزی ممکن است وارد آبهای زیرزمینی گردند (نظیر حشره کشها) ، گاها فاجعه‌های بزرگی به بار می‌آورند. مثلا ممکن است ضمن کلرینه کردن آبهای زیرزمینی با ایجاد ترکیبات جدید کلردار مواد جدید که مسومیت آنها به مراتب از خود حشره کشها زیادتر است، ایجاد نمایند (نظیر کلرور فنیل).

41. جمع‌ بندی نکات مهم • باکتریها و ویروسها در حین نفوذ آب و یا حرکت آن ، به آبهای زیرزمینی می‌پیوندند، ولی این عوامل هیچگاه در خلاف جهت جریان آبها حرکت نخواهد نمود. • حرکت عوامل مندرج در فوق ، در حین پمپاژ آبهای زیرزمینی تشدید می‌شود. • وضع باکتریها و ویروسها بعد از پیوستن به آبهای زیرزمینی مشابه وضع آنها در آبهای سطحی است. • مقدار باکتریها و ویروسهایی که قبل از رسیدن به منابع آب زیرزمینی قابل حذف هستند، متناسب با عوامل مختلف از همه مهمتر فاصله آنها از منبع و قابلیت نفوذپذیری زمین است. • بهترین نوع زمین مواد برای حذف باکتریها ، زمین با دانه بندی یکنواخت از ماسه‌های ریز با درصدی رس می‌باشد. • حداکثر مسافتی که باکتریها و ویروسها در حالت عمودی می‌توانند حرکت نمایند تقریبا 10 فوت است. • غالب مواد شیمیایی نظیر نفت ، حشره کشها ، و دترجنتها می‌توانند همراه آب به زمین نفوذ و به آبهای زیرزمینی داخل گردند.

42. آفت کشها • بایستی بر آلودگیهای شیمیایی،آلودگی های ناشی از کاربرد آفت کشها(علف کشها ،حشره کش،قارچ کش،وغیره)را نیز اضافه کرد. این مواد ترکیبات بسیار متنوعی هستند که غالبا بیشتر منشاء معدنی دارند تا گیاهی ،و بویژه از طریق سنتز تهیه می شوند.از آن جمله می توان از ترکیبات زیر نام برد: • ترکیبات آلی کلر دار:DDT،HCH،لیندین،کلرودین،هپتاکلر،آلدراین،دی آلدراین وغیره. • ترکیبات آلی فسفردار:مالاتیون،پاراتیون،وغیره. • ترکیبات آلی فلزی ،کاربامات ها ،وغیره. • در ایالات متحد سالیانه نزدیک به 000/500تن از این ترکیبات به کار برده می شود. • از نظر تاریخی DDT،که بعد از جنگ نقش بسیار پر اهمیتی را در ریشه کنی تب نوبه دارد ،در سالهای اخیر در ردیف ترکیباتی است که در برخی از کشورها ممنوع اعلام شده،البته نمی توان خطری را که در نتیجه ی تجمع ان در اندام ها حاصل می شود نفی کرد زیرا بسختی قابل تجزیه است.بخش بزرگی از دو میلیون تنDDTکه تا به امروز در دنیا مصرف شده ،در زنجیره غذایی از جمله بشر باقی مانده است. DDTبخصوص در چربی،جگر،مغز،وغیره تجمع پیدا می کند. • برخی فکر می کنند که بایستی بین کاربرد DDT وخطراتش از یک طرف و هجوم حشرات و انواع کرمها از طرف دیگر ،یکی را انتخاب کرد. • اما با وجود این زندگی انسانی و حیوانات در خطر است .ما خود را در یک چرخه جهنمی درگیر کرده ایم و با این دو برهان مواجه هستیم که آیا باید ((تغذیه انسانها را تضمین کرد یا زندگی آنها را به خطر انداخت))؟ • کتابهای زیادی درباره ی این مسئله مشکل نوشته شده است.اولین کتاب در سال 1962نوشته ی راشل کارسن با نام ((بهار ساکت))انتشار یافت.یک بررسی واقعی توسط ادوار بونفو در کتابش موسوم به ((انسان یا طبیعت))در سال 1970انجام گرفت.

43. فاضلاب صنعتی : دید کلی: فاضلاب و پس آبهای مراکز صنعتی ، کشاورزی و همینطور محلهای مسکونی از آلوده کننده‌های عمده آبهای زیرزمینی و آبهای سطحی بویژه آبهای رودخانه‌ها ، دریاها و دریاچه‌ها هستند. با این فاضلابها و همینطور عوامل مؤثر در آلودگی فاضلاب و پس آبها آشنا می‌شویم.

44. پتانسیل و ظرفیت اکسیداسیون ، معیاری برای تعیین آلودگی فاضلابها • پتانسیل و ظرفیت اکسیداسیون آبها ، یکی از معیارهای مهم آلودگی آنهاست. بطوری که می‌دانیم اکسیژن محلول در آب، عامل اساسی زندگی و رشد حیوانات و گیاهان است. زندگی این موجودات بستگی به حداقل اکسیژن محلول در آب دارد. ماهی بیش از سایر جانداران و بی مهره‌گان در درجه دوم و باکتریها کمتر از تمام موجودات آبزی به اکسیژن محلول در آب نیاز دارند. در یک آب معمولی که ماهی در آن پرورش می‌یابد، غلظت اکسیژن محلول نباید کمتر از 5 میلیگرم در لیتر باشد و این مقدار در آبهای سرد به 6 میلیگرم در لیتر افزایش می‌یابد.در صورتی که مقدار اکسیژن محلول در آب کمتر از حداقل مجاز برای زندگی جانداران آبزی باشد، آن آب ، آلوده تلقی می‌گردد. وجود مواد آلی در آب ، موجب مصرف و تقلیل مقدار اکسیژن محلول می‌گردد. غالب ترکیبات آلی موجود در آب دارای کربن هستند و فعل و انفعال مهمی که در محیط آبی به کمک باکتریهای خاصی انجام می‌پذیرد به ترتیب زیر است: • در این واکنش به ازاء 12 گرم کربن ، 32 گرم اکسیژن مصرف می‌شود. اگر فرض کنیم که مقداری روغن که حاوی 12 گرم کربن بوده ، در آب ریخته شود، با در نظر گرفتن حداکثر مقدار اکسیژن محلول در آب در شرایط معمولی (میلیگرم در لیتر) این مقدار روغن آبی در حدود 3555 لیتر را فاقد اکسیژن نموده و به معنی دیگر کاملا آلوده می‌نماید.

45. میزان مواد آلی در فاضلابها • بطوری که قابل پیش بینی است فاضلابها و پس آبها حاوی مقدار بسیار زیادی مواد آلی است. تقریبا آثار کلیه مواد مصرف در زندگی اجتماعی و همینطور صنایع ، در فاضلابها وجود دارد. تخلیه فاضلابها و پس آبها در آبهای معمولی آنها را به سرعت آلوده می‌کند و این در واقع زاییده وجود مقادیر بسیار زیاد مواد آلی در فاضلابها و پس آبها.

46. اکسیژن مورد نیاز جهت اکسیداسیون یک فاضلاب • اکسیژن مورد نیاز جهت اکسیداسیون یک فاضلاب ، پس آب و یا آب آلوده معیار مناسبی برای آگاهی از حدود مقدار مواد آلوده کننده موجود در آنهاست. دو روش تعیین میزان آلودگی که بر اساس یاده شده در بالا متکی هستند، تحت عناوین COD و BOD شناخته شده‌اند. • (BOD (Biochemical Oxygen Demand: • BOD یک فاضلاب ، پس آب و یا آب عبارت است از میزان اکسیژن مور نیاز میکرو ارگانیسمها در اکسیداسیون بیوشیمیایی مواد آلی موجود در آن. در حقیقت BOD تعیین کننده مقدار اکسیژن مورد لزوم برای ثبوت بیولوژیکی مواد آلی نمونه مورد نظر خواهد بود. اگر BOD آبی در حدود 1 میلیگرم در لیتر باشد، آب خوب و اگر به حدود 3 برسد مشکوک و بیشتر از 5 ، آلوده است. • (COD (Chemical Oxygen Demand: • COD یک فاضلاب ، پس آب و یا آب آلوده ، عبارت است از میزان اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون مواد قابل اکسیداسیون موجود در آن. مقدار COD معمولا با استفاده از یک عامل اکسید کننده قوی در محیط اسیدی قابل اندازه گیر است. تعیین BOD با وجود ارزش فراوان به همراه دو نکته ضعف اساسی است. اولی طولانی بودن مدت آزمایش و دومی امکان مسموم شدن میکرو ارگانیسمهای مورد نظر در تماس با مواد آلوده در این مدت طولانی ، از اینرو COD ارزش فراوانی پیدا می‌کند.

47. درجه بندی فاضلابها • فاضلاب آبها بر حسب مقدار BODدرجه بندی می‌شود. فاضلابهایی که BODآنها به ترتیب در حدود 210 ، 350 و 600 میلیگرم در لیتر هستند، فاضلابهای ضعیف ، متوسط و قوی هستند. برای جلوگیری از آلودگی آبها در بیشتر نقاط جهان ، هیچ فاضلابی حتی بعد از تصفیه در صورتیکه BODآن بیش از 20 میلیگرم در لیتر باشد، مجاز به ورود به جریانهای سطحی و یا زیر زمینی نیست.

48. فاضلابهای غیر انسانی • باید دانست که در طبیعت تنها انسان نیست که با تولید فاضلاب یا پس آب باعث آلودگی آبها می‌شود. بلکه فعالیت حیوانات نیز در این آلوده سازی بسیار مؤثر است. در صورتیکه به عنوان مبنای مقایسه ، میزان آلودگی انسان را معادل یک BODفرض کنیم، حیوانات دیگر نظیر اسب ، گاو ، گوسفند ، خوک و مرغ خانگی به ترتیب 11.3 ، 16.4 ، 2.5 ، 1.9 و 0.91 خواهند بود.

49. تخلیه بی رویه فاضلابهای صنعتی در آبهای سطحی • تخلیه بی رویه و پس آبهای صنعتی (و همینطور غیر صنعتی و کشاورزی) در آبهای سطحی ، موجب مرگ و میر حیوانات آبزی بخصوص ماهیها می‌گردد. جالب توجه است که تلاشی اجساد همین حیوانات خود مزید بر علت موجب آلودگی هر چه بیشتر می‌گردد. از دیگر اثرات مهم این فاجعه تبدیل فعالیت باکتریهای آب از حالت هوازی (Aerobic) یعنی توأم با مصرف اکسیژن به حالت بی هوازی (Anaerobic) و بدون نیاز به اکسیژن می‌باشد.فعالیت باکتریهای بی هوازی ، توام با پیدایش نامطبوع و مواد قابل اعتراض است، بطوری که بوی زننده‌ای دارد و قابل اشتعال است. بدبو و بویی نظیر تخم مرغ گندیده دارد و ، سمی خطرناک بوده و بوی تند سیر می‌دهد. بطور کلی غالب محصولات از فعالیت باکتریهای بی هوازی برای زندگی دیگر موجودات بخصوص موجودات آبزی ، مضر است.

50. مواد شیمیایی ، ایجاد کننده اصلی فاضلاب صنعتی • از مهمترین و شناخته شده ترین مواد شیمیایی که در ابعاد وسیعی مصرف عمومی دارد و به علل مختلف ایجاد آلودگی می‌کند، عبارت از شوینده‌ها (Detergents) است. از حدود سالهای 1940 ، شوینده‌های مصنوعی وارد بازار مصرف شدند که مهمترین آنها عبارت بود از الکیل بنزن سولفانات. این نوع شوینده‌ها دارا یک نکته ضعف مهمی هستند که عبارت از عدم تجزیه آنها توسط مکرو ارگانیسمها است. وجود این مواد در آب باعث ایجاد کف می‌گردد و این کف باعث مشکلات فراوانی برای عمل تصفیه است و در ضمن باعث کندی عمل فتوسنتز می‌گردد.استفاده از این شوینده‌ها بعدها در آمریکا و اروپا ممنوع شد تا سرانجام در سال 1965 شوینده جدیدی با نام LASبه بازار آمد که نکته ضعف مذکور را ندارد و توسط میکرو ارگانیسمها تجزیه می‌گردد. ترکیبات ازت دار نیز از طرق مختلف بویژه کودهای شیمیایی وارد فاضلابها می‌گردد. فسفر و ازت که از طریق فاضلاب وارد آب دریاچه‌ها می‌گردد و به علت تغذیه خوب گیاهان آبی پدیده‌ای به نام مسن شدن ایجاد می‌کند و ا ایجاد و ته نشین شدن لجن و گل و لای از عمق این دریاچه‌ها کاسته می‌شود و یکی از مهمترین اثرات نامطلوب این پدیده ، کاهش شدید اکسیژن آبهاست که منجر به تبدیل باکتریهای هوازی به بی هوازی می‌گردد.