منابع آب آشامیدنی
توضیحات:
-
به نام خدا
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 لم یزرع و نیمه خشک هستند، حالت جدی تر به خود گرفته است.
در کشورهایی مثل ایران که تقسیم آب بعلت شکل خاص سرزمینهای آن به صورت غیر یکنواخت توزیع گردیده است، باید سعی شود با اتخاذ بهترین و مدرن ترین روشهای علمی و فنی آبهای موجود را طبق قوانین عادلانه ای در دسترس عموم قرار داد.
آب شرب و تهیه آن
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 تصفیه ای (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، می توان در تامین آب مشروب استفاده کرد.
در درجه سوم ، برای آب مشروب می توان آبهایی را که به نوعی تصفیه ساده احتیاج داشته ، ولی با نیروی وزن به محل تصفیه و توزیع می رسند، استفاده نمود.
بالاخره در آخرین مرحله ، آبهایی را می توان 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.
مهمترین منابع آب در دنیا
آبهای زیرزمینی (چاه ، چشمه ، قنات)
آبهای جوی (باران ، برف)
آبهای سطحی (رودخانه ، دریاچه ، دریا ، اقیانوس)
منابع تامین آب شرب عبارتند از:
منابع زمینی نظیر آب زیر زمینی، چشمه ها و سفره های آبی
بارش که شامل باران، تگرگ، مه و غیره
آبهای سطحی نظیر رودخانه ها، نهرها، یخچالهای طبیعی
منابع بیولوژیکی مانند گیاهان
آب تقطیر شده دریا
شبکه آبرسانی
ژنراتور آب جوی
آب باران
اصولا انتظار می رود که آب باران کاملا خالص باشد، ولی به علت تماس آن با گرد و خاک ، ذرات معلق گازهای مخلوط در هوا ، مقادیر قابل توجهی از آنها را در خود حل و به زمین می آورد.
گازهایی چون اکسیژن ، گاز کربونیک و ازت نیز در آب باران موجود خواهد بود که حلالیت هر یک از آنها در آب باران ، علاوه بر ساختمان شیمیایی شان به فشار جزئی آنها در اتمسفر مربوط می شود.
انحلال این مواد در آب باران علاوه بر نامطلوب کردن آن از نظر بهداشت برای بسیاری از وسایل خانگی و فلزی خطرناک است. و عمدتا از طریق سوخت منازل و کارخانجات ( بویژه زغال سنگ ) داخل اتمسفر می شود، در حالیکه اکسیدهای ازت از طریق سوخت وسایل نقلیه و رعد و برق (تجزیه و ترکیب آن با ) تولید می شود و پراکسی الکوکسیل نیترات نیز از ترکیب اکسید ازت با منوکسید کربن و هیدروکربورهای سوخته حاصل می شود.
در آب باران ، مواد رادیواکتیوی چون ید و سدیم نیز گاهی دیده شده است.
علاوه بر مواد ذکر شده در بالا ، باید میکروارگانیسمها را که باران در حین نزول خود به زمین با خود همراه می آورد اشاره کنیم. در نقاطی که استفاده از آبهای سطحی ، یا زیرزمینی با اشکالاتی مواجه باشد، بکار بردن آب باران به عنوان منبع آب آشامیدنی توصیه شده است، کما اینکه در سال ۱۹۰۳ در حدود یک چهارم سکنه ایتالیا از آب بارانی که در منابع مخصوص ذخیره می نمودند، به عنوان آب آشامیدنی استفاده می کردند و شاید هنوز هم در آفریقا ، آسیای جنوب شرقی ، جاهایی وجود دارد که آب باران تنها منبع آب آشامیدنی آنهاست.
در ایران قدیم نیز در مهمانسراهای بین راه ، از آب باران ذخیره شده برای تامین آب مشروب مسافران استفاده می نمودند.
آب رودخانه ها
رودخانه ها از زمانهای قدیم یکی از مهمترین منابع تامین آب اجتماعات بشری بوده است. رودخانه ها از این نظر باز همچنان اهمیت خود را حفظ کرده اند، بطوریکه هم اکنون در آمریکا و آلمان به ترتیب ۸۰ درصد و ۵۰ درصد از آب آشامیدنی مردم از رودخانه ها تامین می شود. یاد آور می شود ضمن استفاده از آب رودخانه ها باید به مساله تصفیه و ضد عفونی کردن آنها توجه کافی داشت.
امروزه ایجاد دریاچه های مصنوعی پشت سدها ، یکی از بهترین روشها برای تامین آب مورد نیاز شهرها است. قابل توجه است که این دریاچه های مصنوعی علاوه بر تامین هدف مذکور ، در تامین آب برای کشاورزی منطقه و تهیه و تولید انرژی برق نقش و اهمیت زیادی دارد.
سدهای کرج و جاجرود در تامین نیازهای شهر تهران در زمینه های یاد شده نقش مهمی دارند.
ذخیره آب رودخانه ها در دریاچه های مصنوعی ، علاوه بر اهمیت ذخیره سازی آن ، از این نظر که ضمن این عمل ، مواد معلق و گل و لای آب رودخانه ها در پشت سدها ته نشین می شود، در تقلیل هزینه تصفیه اهمیت زیادی دارد. گاها” برای تکمیل این نظر ، مابین دریاچه مصنوعی و محل تصفیه خانه حوضهای ته نشینی ایجاد می نمایند.
آب ذخیره شده از نظر میزان باکتریها و اکسیژن
در آب ذخیره شده پشت سدها نه تنها از نظر مواد معلق بلکه از نظر باکتریها کاهش محسوس مشاهده می شود و این امر موجب تقلیل هزینه های ضد عفونی در تصفیه خانه می شود.
دریاچه ها از نظر مقدار اکسیژن موجود در آنها به دو قسمت تقسیم می شوند، دریاچه های با آب صاف و غنی از اکسیژن و فقیر از پلانکتون را الیگوتروپ (Oligotroph) و دریاچه های فقیر از اکسیژن یوتروپ (Atrophy) نامیده می شوند.
تولید آب؛ دستاوردی جدید!
دانشمندان دانشگاه ایلینویز به روش جدیدی برای تولید آب دست یافتند. دانشمندان با این روش جدید نه تنها می توانند از مواد خام غیرمحتمل مانند الکل ، آب تولید کنند بلکه با روش مزبور می توان کاتالیزورهای بهتر و پیلهای سوختی ارزان قیمت تر تولید کرد.
زاخاریا هیدن، دانشجوی دکتری و محقق اصلی پروژه که مقاله اش در این خصوص برای چاپ در مجله انجمن شیمی آمریکا پذیرفته شده درباره روش ابداعی اش اظهار کرد: ما دریافته ایم که هیبریدهای فلزی غیر متعارف را می توان برای یک پروسه شیمیایی موسوم به «کاهش اکسیژن» مورد استفاده قرار داد که بخش اساسی در پروسه تولید آب است.
در این روش روی فعالیت اکسیداسیون کاتالیزورهای هیدروژن دهنده انتقالی ایریدیمی در یک حلال همگن و غیرآبی، تمرکز شده است. این محققان دریافتند که ترکیب ایریدیم هم روی اکسیداسیون الکل ها و هم روی کاهش اکسیژن تاثیر می گذارد.
به گفته دانشمندان، بیشتر ترکیبات یا با هیدروژن و یا با اکسیژن واکنش می دهند در حالی که این ترکیب می تواند با هر دوی مولکول ها واکنش داشته باشد.
به این ترتیب این کاتالیزورهای جدید در نهایت به تولید پیل های سوختی هیدروژنی کارآمدتر و با هزینه کمتر صنعتی منجر می شود.
موقعیت جهانی آب
مقدار آب موجود در کره زمین تقریبا ثابت بوده است. این آب به مصارف آشامیدن ، کشاورزی ، صنعت و … می رسد و زندگی بشر را بهبود می بخشد. اگر کره زمین از فضا روئیت شود ، رنگ طبیعی آن آبی دیده می شود یعنی کره ای که بیشتر سطح آن را آب پوشانده است.
یعنی بخش اعظم سطح زمین را اقیانوس ها و دریاها فرا گرفته اند. از نقطه نظر حجم و اندازه ، در حدود ۹۷٫۲%از آبهای موجود در جو زمین و آب موجود در خاکها و آبهای زیرزمینی می باشند.
آب شیرین
انسان برای انجام فعالیت هایش به آب شیرین نیاز دارد. آب شیرین ، یعنی آبی که میزان نمکهای آن بسیار کم باشد. آب اقیانوس ها و دریاها شور هستند و استفاده از آنها نیازمند تصفیه کردن آنهاست که این امر به احداث مرکز تصفیه خانه آب با مکانیزم های پیشرفته تصویه نیاز دارد.
هزینه بالای این امر سبب شده که انسان به آب های شیرین موجود در خشکیها و اتمسفر زمین قانع باشد.
حجم آب شیرین در جهان بسیار کم و در حدود ۲٫۸% از حجم کل آب جهان است. برای مصرف آب شیرین اندک موجود در جهان محدودیت هایی هم وجود دارد ، زیرا مقداری از آبهای شیرین جهان به شکل یخ در یخچالهای قطبی و کوهستانی قرار دارد که به این صورت قابل بهره برداری نمی باشند.
اما انسان به آبهای شیرین موجود در رودها ، دریاچه ها ، و آبهای زیرزمینی دسترسی دارد. البته آبهای زیرزمینی که در لایه های داخلی زمین موجود هستند ، لازمه دسترسی به آنها مسائلی همچون اکتشاف ، حفر چاه ، کانال کشی ، و به کار بردن دستگاههای پمپ آب ، ایجادتاسیسات و لوله کشی را در پی دارد.
گردش طبیعی آب
آبهای موجود در زمین همواره در حال تغییر شکل هستند. این آبها ، حالات مایع ، جامد و گاز به خود می گیرند ، جلوه های طبیعی آب بسیار وسیع است. مقداری از آن در زمین نفوذ کرده و آبهای زیرزمینی را تشکیل می دهد. قدری از آن هم در درون شاخه ها ، برگ ها ، تنه و ریشه درختان ذخیره می شود. آیا جلوه های دیگری از آب هم می شناسید؟
آب موجود در اتمسفر زمین بر اثر گردش طبیعی آن هر ۹ روز یک بار بین آسمان و زمین جابجا می شود. در هر سال این عمل چندین مرتبه تکرار می شود. حجم آبی که در هر سال به وسیله گردش آب در طبیعت فراهم می شود ، در حدود ۴۰۰۰۰ کیلومتر مکعب است.
انسان با تکنولوژی امروزی می تواند ۲۵۰۰۰ کیلومتر مکعب آنرا مورد بهره برداری قرار دهد. ریزش های جوی در همه جای سیاره زمین یکسان نیست و در برخی جاها بارندگی بیشتر از سایر مکانهاست.
وضعیت آبهای ایران
با توجه به قرار گرفتن ایران در نواحی خشک و بیابان ، مقدار بارندگی و حجم آبهای ایران کافی نیست. و ریزش های جوی نیز بطور یکنواخت صورت نمی گیرد. میانگین بارندگی سالانه در جهان در حدود ۸۰۰mm تبخیر واقعی و ۹۰۰mm تبخیر بالقوه می شوند.
کشور ایران با اینکه ۱٫۱% از مساحت خشکی های جهان را داراست ، فقط ۰٫۳۴۵% از آبهای موجود در خشکیهای جهان را در اختیار دارد.
از سوی دیگر در اغلب مناطق ایران ، ریزشهای جوی بصورت محلی و فصلی است که نیاز چندانی به آب برای کشاورزی در پاییز و زمستان نیست ، همچنین بارندگی به طور یکنواخت در کشور توزیع نمی شود.
محدودیت منابع آب و توزیع فصلی نامناسب بارندگی دال بر این است که بایستی منابع آبهای موجود سطحی و زیرزمینی را به خوبی شناسای و مطالعه کرده و با برنامه ریزی دقیق ، بهره برداری صحیح از آنها صورت گیرد.
البته مردم ایران از اول با این مشکل مواجه بوده اند و با حفر قنات و کاریز ، بهره برداری از آبهای زیرزمینی را ابداع کرده اند. با احداث سد و بندهای متعددی نیز آبهای سطحی را مورد استفاده قرار می دهند.
آنچه باید بدانیم
حجم آبهای شیرین قابل استفاده توسط انسان بسیار محدود است.
میزان بارندگی سالانه ایران بسیار کمتر از میانگین بارندگی جهانی است.
پراکندگی بارش در همه جای ایران یکسان نیست و بیشتر بارندگی در زمان نامناسب برای کشاورزی صورت می گیرد.
برای بهره برداری صحیص از منابع آب بایستی ابتدا منابع را خوب شناخته و بر روی آنها برنامه ریزی دقیق انجام داد.