حذف نيترات از آب شرب
هیچ کس منکر این واقعیت نیست که آب مایه حیات انسانهاست. به همین علت هم حفظ منابع آبی و حفاظت آنها از آلودگی از درجه اهمیت زیادی در چرخه طبیعی زندگی ما برخوردار است.
یکی از منابع عمده آلودگی آب آشامیدنی، نیترات ها هستند. آلودگی نیترات برای ادامه حیات گیاهان که یک منبع اولیه محسوب می شود، زمانی رخ می دهد که این ترکیب بیشتر از مقدار جذب شده به وسیله گیاهان در خاک وجود داشته باشد. این مازاد نیترات می تواند براحتی بوسیله آبیاری، بارش باران یا ذوب شدن برف و یخ از خاکها و صخره ها عبور کرده و در نهایت به آبهای زیرزمینی برسد. متاسفانه مقادیر بالای نیترات در آب آشامیدنی یکی از دلایل بیماری تغییر هموگلوبین در کودکان زیر 6 ماه و البته بروز دیگر بیمار ی های میکروبی در تمام سنین است.
براساس آمار، 9/4 درصد از کل آب موجود در کره زمین برای بشر قابل مصرف است که 68 درصد (تقریبا3 ً/3 درصد از کل) از این مقدار، آبهای زیرزمینی هستند.
آب آشامیدنی تقریبا50 ً درصد جمعیت مردم جهان از منابع زیرزمینی تامین می شود و در برخی مناطق، منابع زیرزمینی، تنها منبع تامین آب آشامیدنی مردم به حساب می آید.
چگونگی آلودگی منابع آب
آلودگی آب زمانی رخ می دهد که مواد موجود در آب از مقادیر مشخص و تجاوز کند. این امر می تواند بر اثر نفوذ مستقیم آلوده کننده ها به داخل آب و یا مواد آلود ه کننده (مانند کودهای شیمیایی) به توده آبهای زیرزمینی باشد.
اصولاً آلوده کننده های آب را به 3 دسته تقسیم می کنند: 1- مواد سمی -2 مواد آلی -3 آلودگی گرمایی
مواد سمی جزو آلوده کنندگان شیمیایی هستند که به صورت طبیعی در اکوسیستم وجود ندارند. علف کش ها ، آفت کش ها و مواد صنعتی از جمله این آلودگی ها هستند.
آلودگی از جانب موادآلی زمانی رخ می دهد که (برخی کودها و یا گنداب ها) به داخل آبهای زیرزمینی نفود کند، زمانی که میزان مواد آلی در آب بالا رود برخی تجزیه های شیمیایی در آب ممکن است رخ دهد. در این میان حتی به دلیل وجود 2 O ممکن است این تجزیه ها سریع تر هم انجام پذیرد. فقدان اکسیژن باعث خواهد شد میکروارگانیسم های موجود در آب از بین رود. همزمان که این میکروارگانیسم ها می میرند، به کمک تجزیه کننده ها شکسته شده که این موضوع باعث کاهش بیشترمیزان 2 O موجود در آب است.
نوع سوم که به آلودگی گرمایی معروف است زمانی رخ می دهد که آب در صنعت مورد استفاده قرار گیرد. این کاربرد باعث تغییر دما شده و میزان اکسیژن محلول در آب را کاهش می دهد.
آلودگی اکولوژیکی
آلودگی اکولوژیکی (بوم شناسی) زمانی اتفاق می افتد که آلودگی شیمیایی، آلی و یا گرمایی به جای انسان توسط محیط اطراف صورت گیرد. این آلودگی توسط ریزش برخی مواد آلوده کننده به داخل آب پس از زمین لرزه یا بر اثر فعالیت های آتشفشانی صورت می گیرد.
معیار اصلی در سنجش آلودگی ها سلامت انسان است. بدیهی است که آلودگی، دیگر عوامل زیستی نظیر خاک، گیاهان و سایر جانوران نیز می تواند در سلامت انسان مؤثر باشد. کمااینکه مقادیر بالای نیترات در آب آشامیدنی می تواند باعث بروز بیماری بویژه در کودکان زیر 6 ماه شود. وجود نیترات بالاتر از حد مجاز در آب شرب یکی از دلایل بیماری تغییر هموگلوبین در کودکان زیر 6 ماه است. بعلاوه مقادیر بالای نیترات در آب آشامیدنی بیانگر وجود آلودگی و نفوذ آن از طریق فاضلاب های شهری، صنعتی و با کودهای شیمیایی و فضولات حیوانی است، در صورت رسیدن غلظت نیترات به مقدار بحرانی باعث بروز بیماری هایی مثل سرطان، ناقص الخلقه بودن نوزادان، بزرگ شدن تیروئید و التهاب غدد لنفاوی می شود.
میزان مجاز نیترات
نیترات در بدن انسان می تواند به نیتریت تبدیل شود. نیترات بیشتر از طریق آب آشامیدنی و غذا وارد بدن انسان می شود. تشخیص وجود نیترات در آب به این دلیل که نیترات محلولی بی بو و بی مزه است، بدون آنالیز میسر نیست.
سازمان بهداشت جهانی مقدار مجاز نیترات آب آشامیدنی را 50 میلی گرم بر لیتر بر حسب نیتروژن و این مقداررا برای اطفال حدود 15 میلی گرم بر لیتر اعلام کرده است.
روشهای حذف نیترات
نیترات یک یون پایدار و محلول در آب است و پتانسیل کمتری برای جذب و یا ترکیب با گونه های دیگر را دارد.
این خصوصیات باعث می شود حذف نیترات از آب به روش سختی زدایی و با کمک آهک و یا فیلتر کردن، با مشکل مواجه شود.
روش هایی که مرسوم هستند، عبارتند از: اسمز معکوس، مبادله یونی، نیترات زدایی بیولوژیکی، نیترات زدایی با احیای کاتالیتیکی، نیترات زدایی شیمیایی و الکترو دیالیز.
روش نوین دیگری نیز وجود دارد که از باکتری های اتوتروفیک استفاده می شود.
این باکتری ها مانند نیترات زداینده های تیوباسیلیوس و نیترات زداینده های تیومیکروسپرا، توانایی احیای نیترات با گاز نیتروژن را دارند. در این شیوه، انرژی لازم برای میگروارگانیسم های زداینده تامین می گردد.
نیترات زداینده های اتوتروفیک به ترکیبات کربنی معدنی (مانند 3( CO2، HCO بعنوان منبع کربن نیاز دارند. برخلاف آنها برای نیترات زدایی هنروفیک هیچ منبع کربنی این نیاز نیست. نیترات زدایی اتوتروفیک نیز به 2 دسته برپایه سولفور و هیدروژن تقسیم می شود.
عمده ترین مزیت این روش استفاده از لجن به جای باکتری بی هوازی است که یک روش آسان، سریع و ارزان برای حذف نیترات از آبهای زیرزمینی است.
مبادله یون، بهترین انتخاب برای حذف نیترات از آبهای زیرزمینی که حاوی مقادیر اندکی از ترکیبات آلب محلول هستند، در مقیاس کوچک یا متوسط است. مقادیر بالای ترکیبات آلی محلول درآب باعث پرشدن ظرفیت مبادله می شود. این مشکل در اسمز معکوس نیز وجود دارد. همچنین اسمز معکوس نیازمند مصرف انرژی بالایی برای غلبه بر جریان طبیعی است و بنابراین هزینه فرآیند در مقایسه با دیگر پروژه ها بیشتر است.
حذف بیولوژیکی نیترات به صورت بسیار گسترده در اروپا به کار گرفته شده است. سرعت حذف نیترات در این
روش بسیار بالا است و استفاده گسترده ای دارد.
این روش در مقایسه با مبادله کننده های یونی، قابلیت حفظ کیفیت آب را دارد. روش پیشنهادی براساس استفاده از لجن به جای کشت نیترات زدا، یک روش بسیار ارزان، مفید و سریع و همچنین غیرآلوده کننده بوده و می تواند برای حذف نیترات از آبهای آشامیدنی به کار گرفته شود.
www.magiran.com
نویسنده: حسین محمدرضایی -- کارشناس طرح های فاضلاب
هیچ کس منکر این واقعیت نیست که آب مایه حیات انسانهاست. به همین علت هم حفظ منابع آبی و حفاظت آنها از آلودگی از درجه اهمیت زیادی در چرخه طبیعی زندگی ما برخوردار است.
یکی از منابع عمده آلودگی آب آشامیدنی، نیترات ها هستند. آلودگی نیترات برای ادامه حیات گیاهان که یک منبع اولیه محسوب می شود، زمانی رخ می دهد که این ترکیب بیشتر از مقدار جذب شده به وسیله گیاهان در خاک وجود داشته باشد. این مازاد نیترات می تواند براحتی بوسیله آبیاری، بارش باران یا ذوب شدن برف و یخ از خاکها و صخره ها عبور کرده و در نهایت به آبهای زیرزمینی برسد. متاسفانه مقادیر بالای نیترات در آب آشامیدنی یکی از دلایل بیماری تغییر هموگلوبین در کودکان زیر 6 ماه و البته بروز دیگر بیمار ی های میکروبی در تمام سنین است.
براساس آمار، 9/4 درصد از کل آب موجود در کره زمین برای بشر قابل مصرف است که 68 درصد (تقریبا3 ً/3 درصد از کل) از این مقدار، آبهای زیرزمینی هستند.
آب آشامیدنی تقریبا50 ً درصد جمعیت مردم جهان از منابع زیرزمینی تامین می شود و در برخی مناطق، منابع زیرزمینی، تنها منبع تامین آب آشامیدنی مردم به حساب می آید.
چگونگی آلودگی منابع آب
آلودگی آب زمانی رخ می دهد که مواد موجود در آب از مقادیر مشخص و تجاوز کند. این امر می تواند بر اثر نفوذ مستقیم آلوده کننده ها به داخل آب و یا مواد آلود ه کننده (مانند کودهای شیمیایی) به توده آبهای زیرزمینی باشد.
اصولاً آلوده کننده های آب را به 3 دسته تقسیم می کنند: 1- مواد سمی -2 مواد آلی -3 آلودگی گرمایی
مواد سمی جزو آلوده کنندگان شیمیایی هستند که به صورت طبیعی در اکوسیستم وجود ندارند. علف کش ها ، آفت کش ها و مواد صنعتی از جمله این آلودگی ها هستند.
آلودگی از جانب موادآلی زمانی رخ می دهد که (برخی کودها و یا گنداب ها) به داخل آبهای زیرزمینی نفود کند، زمانی که میزان مواد آلی در آب بالا رود برخی تجزیه های شیمیایی در آب ممکن است رخ دهد. در این میان حتی به دلیل وجود 2 O ممکن است این تجزیه ها سریع تر هم انجام پذیرد. فقدان اکسیژن باعث خواهد شد میکروارگانیسم های موجود در آب از بین رود. همزمان که این میکروارگانیسم ها می میرند، به کمک تجزیه کننده ها شکسته شده که این موضوع باعث کاهش بیشترمیزان 2 O موجود در آب است.
نوع سوم که به آلودگی گرمایی معروف است زمانی رخ می دهد که آب در صنعت مورد استفاده قرار گیرد. این کاربرد باعث تغییر دما شده و میزان اکسیژن محلول در آب را کاهش می دهد.
آلودگی اکولوژیکی
آلودگی اکولوژیکی (بوم شناسی) زمانی اتفاق می افتد که آلودگی شیمیایی، آلی و یا گرمایی به جای انسان توسط محیط اطراف صورت گیرد. این آلودگی توسط ریزش برخی مواد آلوده کننده به داخل آب پس از زمین لرزه یا بر اثر فعالیت های آتشفشانی صورت می گیرد.
معیار اصلی در سنجش آلودگی ها سلامت انسان است. بدیهی است که آلودگی، دیگر عوامل زیستی نظیر خاک، گیاهان و سایر جانوران نیز می تواند در سلامت انسان مؤثر باشد. کمااینکه مقادیر بالای نیترات در آب آشامیدنی می تواند باعث بروز بیماری بویژه در کودکان زیر 6 ماه شود. وجود نیترات بالاتر از حد مجاز در آب شرب یکی از دلایل بیماری تغییر هموگلوبین در کودکان زیر 6 ماه است. بعلاوه مقادیر بالای نیترات در آب آشامیدنی بیانگر وجود آلودگی و نفوذ آن از طریق فاضلاب های شهری، صنعتی و با کودهای شیمیایی و فضولات حیوانی است، در صورت رسیدن غلظت نیترات به مقدار بحرانی باعث بروز بیماری هایی مثل سرطان، ناقص الخلقه بودن نوزادان، بزرگ شدن تیروئید و التهاب غدد لنفاوی می شود.
میزان مجاز نیترات
نیترات در بدن انسان می تواند به نیتریت تبدیل شود. نیترات بیشتر از طریق آب آشامیدنی و غذا وارد بدن انسان می شود. تشخیص وجود نیترات در آب به این دلیل که نیترات محلولی بی بو و بی مزه است، بدون آنالیز میسر نیست.
سازمان بهداشت جهانی مقدار مجاز نیترات آب آشامیدنی را 50 میلی گرم بر لیتر بر حسب نیتروژن و این مقداررا برای اطفال حدود 15 میلی گرم بر لیتر اعلام کرده است.
روشهای حذف نیترات
نیترات یک یون پایدار و محلول در آب است و پتانسیل کمتری برای جذب و یا ترکیب با گونه های دیگر را دارد.
این خصوصیات باعث می شود حذف نیترات از آب به روش سختی زدایی و با کمک آهک و یا فیلتر کردن، با مشکل مواجه شود.
روش هایی که مرسوم هستند، عبارتند از: اسمز معکوس، مبادله یونی، نیترات زدایی بیولوژیکی، نیترات زدایی با احیای کاتالیتیکی، نیترات زدایی شیمیایی و الکترو دیالیز.
روش نوین دیگری نیز وجود دارد که از باکتری های اتوتروفیک استفاده می شود.
این باکتری ها مانند نیترات زداینده های تیوباسیلیوس و نیترات زداینده های تیومیکروسپرا، توانایی احیای نیترات با گاز نیتروژن را دارند. در این شیوه، انرژی لازم برای میگروارگانیسم های زداینده تامین می گردد.
نیترات زداینده های اتوتروفیک به ترکیبات کربنی معدنی (مانند 3( CO2، HCO بعنوان منبع کربن نیاز دارند. برخلاف آنها برای نیترات زدایی هنروفیک هیچ منبع کربنی این نیاز نیست. نیترات زدایی اتوتروفیک نیز به 2 دسته برپایه سولفور و هیدروژن تقسیم می شود.
عمده ترین مزیت این روش استفاده از لجن به جای باکتری بی هوازی است که یک روش آسان، سریع و ارزان برای حذف نیترات از آبهای زیرزمینی است.
مبادله یون، بهترین انتخاب برای حذف نیترات از آبهای زیرزمینی که حاوی مقادیر اندکی از ترکیبات آلب محلول هستند، در مقیاس کوچک یا متوسط است. مقادیر بالای ترکیبات آلی محلول درآب باعث پرشدن ظرفیت مبادله می شود. این مشکل در اسمز معکوس نیز وجود دارد. همچنین اسمز معکوس نیازمند مصرف انرژی بالایی برای غلبه بر جریان طبیعی است و بنابراین هزینه فرآیند در مقایسه با دیگر پروژه ها بیشتر است.
حذف بیولوژیکی نیترات به صورت بسیار گسترده در اروپا به کار گرفته شده است. سرعت حذف نیترات در این
روش بسیار بالا است و استفاده گسترده ای دارد.
این روش در مقایسه با مبادله کننده های یونی، قابلیت حفظ کیفیت آب را دارد. روش پیشنهادی براساس استفاده از لجن به جای کشت نیترات زدا، یک روش بسیار ارزان، مفید و سریع و همچنین غیرآلوده کننده بوده و می تواند برای حذف نیترات از آبهای آشامیدنی به کار گرفته شود.
www.magiran.com
نویسنده: حسین محمدرضایی -- کارشناس طرح های فاضلاب
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر