چكيده:
جمع‌آوري و ذخيره آب باران براي مصارف مختلف، از جمله مصرف شرب، از ديرباز در ايران و ساير كشورهاي جهان معمول بوده است. شهرستان مينودشت داراي جمعيتي بالغ بر ۲۶۰۰۰۰ نفر است كه حدو ۲۰۰۰۰۰ نفر آن در روستاها سكونت دارد و از ۱۳۶۶ آب انبار براي جمع‌آوري آب باران براي مصارف مختلف استفاده مي‌كنند. لذا آناليز شيميايي و ميكروبي آب‌هاي جمع‌آوري شده از پشت بام‌ها در آب انبارها، براي شناسايي منابع احتمالي آلودگي، يافتن روش مناسب براي جمع‌آوري و ذخيره آب باران و بهسازي مطلوب آب انبارها ضروري به نظر مي‌رسد.

براي انجام اين تحقيق، تعداد ۱۱۴ نمونه آب، براي آناليز پارامترهاي شيميايي و ۶۸ نمونه آب براي آناليز ميكروبي از آب انبارهاي روستاهاي دهنه و صوفيان در شهرستان مينودشت، در مدت ۸ ماه مورد بررسي قرار گرفت.

نتايج نشان داد كه پارامترهاي شيميايي شامل: هدايت الكتريكي، قلياييت، سختي، كلرور، نيترات و منگنز، در مقايسه با استاندارد آب آشاميدني در حد مطلوب مي‌باشند، اما غلظت بعضي از پارامترهاي شيميايي از جمله آهن در ۹ درصد، سرب در ۶۹ درصد و كروم در ۶ درصد نمونه‌هاي جمع‌آوري شده، از حد مجاز بيشتر بود. از لحاظ پارامترهاي ميكروبي در ۱۰۰ ميلي‌ليتر از نمونه‌ها، كليفرم در ۵۶درصد، اشرشياكلي در ۳۲ درصد و استرپتوكوك فيكاليس در ۲۶ درصد از نمونه‌هاي جمع‌آوري شده بيش از حد مجاز بود.

كيفيت آب تعداد قابل ملاحظه‌اي از آب انبارها، از نظر پارامترهاي شيميايي و ميكروبي، به علت آلودگي براي شرب مناسب نمي‌باشد. آلودگي‌هاي شيميايي و ميكروبي آب انبارها، مي‌تواند ناشي از نفوذ فاضلاب‌هاي كشاورزي، فضولات حيواني و انساني و همچنين استفاده از آب رودخانه مي‌باشد.
مقدمه

آمارهاي منتشره از سوي سازمان بهداشت جهاني و ديگر سازمان‌هاي بين‌المللي، نشان دهنده اين واقعيت است كه آب آشاميدني سالم و بهداشتي، بيش از هر عامل ديگر در سلامتي انسان‌ها موثر است.
به عنوان نمونه در ايالت اوتارپرادش در كشور هندوستان، پس از بهسازي شبكه توزيع آب، ميزان مرگ از بيماري ويا، ۱/۷۴ درصد، بيماري‌هاي اسهالي ۷/۴۲ درصد، حصبه ۶/۶۳ درصد و اسهال خوني ۱/۲۳ درصد كاهش يافت.

بنابراين وجود ميكروارگانيسم‌ها در آب آب انبارها، از طريق منطقه جمع‌آوري و يا ذخيره‌سازي آن است. مطالعات نشان داده است كه آب انبارهاي ضدعفوني شده مي‌تواند محيط مناسبي براي ميكروارگانيسم‌هاي بيماري‌زا باشد. از حمله بيماري‌ها مي‌توان از بيماري سيستم گوارشي كه عامل آن سالمونلا، زخم معده كه عامل آن هليكوباكتر، عفونت‌هاي تنفسي مثل بيماري لژيونر و عفونت‌هاي خوني كه عامل آن كورني باكتريوم است را نام برد.

افزايش سريع احداث و تكامل آب انبارها، در حدو يكصد سال پيش شروع شد، در حالي كه در تمدن‌هاي اروپايي باستان تامين آب مورد نياز براي شرب، پخت و پز غذا و تا حدي شست و شوي ظروف، از طريق احداث فضايي به منظور جمع‌آوري آب باران از سقف يا حيات منزل صورت مي‌گرفت و منصوب به ويرانه‌هاي كاخ ناس مركز عصر مفرغ در جزيره كرت مي‌باشد.
استفاده از آب انبارها به منظور ذخيره‌ آب باران در كشور ايران، به دليل محدوديت بارش‌هاي آسماني كه سالانه به طور متوسط ۲۵۰ ميلي‌متر در سطح كشور برآورد مي‌گردد، از قديم‌الايام معمول بوده است، به طوري كه احداث آب انبار را مي‌توان يكي از مهمترين امكانات ذخيره‌سازي آب در نقاط خشك و از جمله نقاطي در شهرستان مينودشت واقع در استان گلستان دانست. شهرستان مينودشت با جمعيتي بالغ بر ۲۶۰۰۰۰۰ نفر كه بيش از ۲۰۰۰۰۰ نفر آنها در روستاها زندگي مي‌كنند، داراي ۱۳۶۶ آب انبار در سطح منطقه به منظور تامين آب آشاميدني مردم مي‌باشد.

هدف از انجام اين بررسي، عبارت است از: تعيين كيفيت شيميايي و ميكروبي آب جمع‌آوري شده در آب انبارهاي شهرستان مينودشت، بررسي و شناسايي منابع آلودگي در آب ذخيره شده در آب انبارهاي شهرستان مينودشت و ارائه پيشنهادات و راهكارهاي مناسب اجرايي براي استفاده بهينه از سيستم نگهداري و برداشت آب از انبارها.
روش انجام تحقيق

در اين تحقيق، تعداد ۱۱۴ نمونه آب به صورت تصادفي از آب انبارهاي روستاهاي دهنه و صوفيان از توابع بخش كلاله شهرستان مينودشت، واقع در استان گلستان، در طول مدت ۸ ماه كه سه فصل را در بر گيرد، براي آناليزهاي شيميايي شامل: pH، هدايت الكتريكي، قلياييت، سختي، كلرور، نيترات، فسفات، آهن، منگنز، سرب، كرم، كادميوم و تعداد ۶۸ نمونه براي تعيين كيفيت باكتريولوژيكي شامل: كليفرم‌ها، اشرشياكلي و استرپتوكوكوس فيكاليس با روش استاندارد جمع‌آوري شد. آزمايشگاه‌هاي مركز بهداشت استان، شركت آب و فاضلاب روستايي استان گلستان، مركز بهداشت مينودشت و دانشكده بهداشت دانشگاه علوم پزشكي اصفهان انجام شد. جمع‌آوري اطلاعات از طريق انجام آزمايش‌هاي ميكروبي و شيميايي انجام گرديد.

روش‌ها و دستگاه‌هاي مورد استفاده
سختي، به روش EDTA، قلياييت، به روش تتراسيون با اسيدسولفوريك، كلرور، به روش مور، نيترات با استفاده از دستگاه DR-2000Hatch تعيين شد. فلزات سنگين به روش جذب اتمي مدل ۲۳۸۰ Perkin-Elmer،‌ آزمايش‌هاي ميكروبي كاليرفرم‌ها، اشرشياكلي و استرپتوكوكوس فيكاليس به ترتيب به روش تخمير چند لوله‌اي (MPN)، تست‌هاي افتراقي و پورپليت انجام شد. نتايج حاصل با استانداردهاي توصيه شده براي آب آشاميدني مقايسه گرديد.
نتايج

ميانگين نتايج پارامترهاي شيميايي شامل: pH، هدايت الكتريكي، قلياييت، سختي، فلوئور، كلرور، نيترات، فسفات، منگنز، آهن، كادميوم و سرب در ۱۱۴ نمونه جمع‌آوري شده و پارامترهاي ميكروبي شامل: كليفرم، اشرشيا و استرپتوكوك فيكاليس در ۶۸ نمونه جمع‌آوري شده از آب‌هاي ذخيره شده در آب انبارهاي دو روستاي صوفيان و دهنه، از توابع شهرستان مينودشت، در طول مدت ۸ ماه تعيين گرديد. خلاصه نتايج حاصل از آناليز به ترتيب شيميايي و باكتريولوژي در جداول زير نشان داده شده است.
بحث و نتيجه‌گيري
pH

تغييرات pH نمونه‌هاي مورد آزمايش از ۲/۷ تا ۹/۸ مي‌باشد كه بر اساس استانداردهاي كشوري حداكثر مجاز pH آب‌هاي قابل شرب در دامنه قابل قبول بود. نتايج حاصل در قبل و بعد از بارندگي نيز در همين دامنه مي‌باشد. افزايش pH تا حد ۹/۸ مي‌تواند به علت افزودن آب رودخانه گرگانرود به آب انبارهاي باشد.
هدايت الكتريكي

هدايت الكتريكي نمونه‌هاي آب مورد آزمايش، از ۱۸ آب انبار در دامنه ۱۳۸۲-۹۵ ميكروموس بر سانتيمتر مي‌باشد. هدايت الكتريكي در آب‌هاي شيرين، از ۱۵۰۰-۱۰۰۰ ميكروموس بر سانتيمتر بوده كه با توجه به دامنه قيد شده، كمتر از حداكثر مجاز مي‌باشد. حداكثر هدايت الكتريكي نمونه‌هاي آب مورد آزمايش، مربوط به آب انبار شماره ۲، برابر ۱۳۸۲ ميكروموس بر سانتيمتر قبل از بارندگي مي‌باشد و علت آن مي‌تواند ناشي از تامين آب از رودخانه گرگانرود باشد. هدايت الكتريكي آب در همين آب انبار، بعد از بارندگي، به ۵۱۹ ميكروموس بر سانتيمتر كاهش يافته است. لذا با توجه به نتايج حاصل، در آب انبارهايي كه آب رودخانه افزوده است، هدايت الكتريكي به دلايل بالاتر بودن كل جامدات محلول در آب‌هاي سطحي در مقايسه با آب باران معمولاً زيادتر است. نوع پوشش پشت بام منازل (حلب يا ايرانيت) تاثير محسوسي بر هدايت الكتريكي نداشته است.
قلياييت

قلياييت كل در ۱۸ آب انبار از تعداد ۵۷ نمونه مورد آزمايش، در دامنه ۳۲۰-۳۷ ميلي‌گرم در ليتر بر حسب كربنات كلسيم مي‌باشد. با توجه به نتايج حاصله در آب انبارهايي كه آب رودخانه افزوده شده است، قلياييت افزايش چشمگيري يافته است. در غالب آب‌هاي نمونه‌برداري‌ شده از آب انبارها، ميزان قلياييت فنل فتالئين صفر بود كه مويد قلياييت كل معادل قلياييت بي‌كربناتي است و همچنين pH كمتر از ۳/۸ مي‌باشد.

سختي كل
مقدار سختي كل تعيين شده از تعداد ۵۷ نمونه آب مورد آزمايش، در دامنه ۴۴۵-۴۶ ميلي‌گرم در ليتر بر حسب كربنات كلسيم مي‌باشد. حد قابل قبول بر اساس استاندارد ايران، ۵۰۰ ميلي‌گرم در ليتر بر حسب كربنات كلسيم مي‌باشد. علت عمده افزايش سختي كل در بعضي از آب انبارهاي مورد مطالعه، استفاده براي ذخيره‌ از آب رودخانه‌ در هنگام كم آبي و همچنين تبخير آب بوده است. نوع پوشش پشت بام منازل (حلب يا ايرانيت) تاثير محسوسي بر سختي آب نداشته است.

جدول ۱: خلاصه نتايج شيميايي نمونه‌هاي آب ذخيره شده در آب انبارها

 

پارامتر واحد تعداد نمونه ميانگين انحراف معيار حداكثر مشاهده شده حداكثر مجار درصد نمونه‌ها بيشتر از حداكثر مجاز ملاحظات
pH — 64 1/8 2/0 9/8 9/8 — —
هدايت الكتريكي Μnhos/cm 64 407 199 1382 1500 —
قلياييت كل Mg/l, as CaCO3 57 128 72 80 — —
قلياييت فنل فتالئين Mg/l, as CaCO3 57 20 13 80 — — در ۳۴ نمونه قلياييت صفر مي‌باشد.
سختي كل Mg/l, CaCO3 57 149 105 445 500 — —
سختي كربناتي Mg/l, CaCO3 57 126 87 372 — — —

كلرايد Mg/l, Cl- 57 53 27 230 حد قابل قبول ۲۵۰ — —
نيترات Mg/l, NO3- 57 6 2 15 150 — —
فسفات Mg/l, PO4- 57 15/0 13/0 2/1 — — —
آهن Mg/l 114 11/0 06/0 36/1 3/0 9 —
منگنز Mg/l 114 032/0 02/0 13/0 5/0 — —
سرب Mg/l 114 13/0 07/0 937/0 01/0 69 —
كروم Mg/l 114 025/0 02/0 1/0 05/0 5 —

جدول ۲: خلاصه نتايج باكتريولوژيكي نمونه‌هاي آب ذخيره شده در آب انبارها (تعداد ۶۸ نمونه)
پارامتر ميانگين انحراف معيار حداكثر مشاهده شده در ۱۰۰ ميلي‌ليتر حداكثر مجاز در ۱۰۰ ميلي‌ليتر درصد نمونه‌ها بيشتر از حداكثر مجاز آب آشاميدني ملاحظات
كل كليفر م‌ها ۷۸ ۲۲ ۴۶۰ ۰ ۵۶
كليرفم م دفوعي ۳۵ ۲۸ ۴۶۰ ۰ ۳۲
استرپتوكوك فيكاليس ۸ ۶/۶ ۴۸ ۰ ۲۶ ۵۰% از نوع انساني و ۵۰% مشترك انساني و حيواني

كلرور
از تعداد۵۷ نمونه آب برداشت شده از ۱۸ آب انبار براي آناليز كلرور، مقدار آن از ۲۳۰-۳۰ ميلي‌گرم در ليتر متغير بوده است. ميزان كلرور موجود در آب انبارهاي مورد تحقيق در حد قابل قبول مي‌باشد. علت افزايش ميزان كلرور در آب‌هاي ذخيره شده در آب انبارها، استفاده از آب رودخانه در ماه‌هاي مهر و آبان كاهش بارندگي در ماه‌هاي مزبور و همچنين احتمال ورود فاضلاب‌هاي سطحي و فضولات حيواني به رودخانه مي‌باشد.

از تعداد ۵۷ نمونه مورد آناليز از آب انبارها، مقدار نيترات در دامنه ۱۵-۲ ميليگرم در ليتر بر حسب نيترات بوده كه نتايج حاصله در حد مطلوب مي‌باشد. لازم به ذكر است كه پوشش پشت بام منازل تاثير محسوسي بر روي ميزان نيتريت ذخيره شده در آب انبارها ندارد.
آهن
از تعداد ۱۱۴ نمونه آب آب مورد آناليز در آب انبارهاي مورد مطالعه، مقدار آهن، از صفر تا ۳۶/۱ ميليگرم در ليتر متغير بوده است. در ۱۰ نمونه (۹% نمونه‌ها) ميزان آن بيشتر از حداكثر ۳/۰ ميلي‌گرم در ليتر مي‌باشد. علل عمده افزايش آهن در آب انبارها جنس پوشش پشت بام منازلي است كه از نوع حلب (آهن گالوانيزه) مي‌باشد. مقدار آهن موجود در آب انبارها غالباً بيش از حداكثر مجاز آب آشاميدني بوده و ميزان افزايش آهن رابطه مستقيم با ميزان زنگ‌زدگي (فرسودگي) حلب پشت بام منازل و سطح آبگير داشته است. ميزان آهن موجود در ۱۸ نمونه آب انبار در هنگام بارندگي، در بام‌هايي كه داراي پوشش حلبي هستند، افزايش قابل ملاحظه‌اي نسبت به آب دخيره شده از بام‌هاي داراي پوشش ايرانيتي از خود نشان داده‌اند.
منگنز

از ۱۱۴ نمونه آب مورد آناليز از ۱۸ آب انبار، مقدار منگنز، از صفر تا ۱۳/۰ ميلي‌گرم در ليتر متغير بوده كه از نظر استاندارد در حد مطلوب مي‌باشد. بررسي نشان مي‌دهد كه نمونه‌برداري‌هاي به عمل آمده در زمان‌هاي متفاوت (قبل و بعد از بارندگي) از آب ذخيره شده در آب انبارها و همچنين نوع پوشش پشت بام منازل، بر مقدار منگنز موجود در آب انبارهاي ذخيره شده، تاثير محسوسي ندارند.

سرب
از تعداد ۶۲ نمونه آب مورد آزمايش در ۱۸ آب انبار، ميزان سرب موجود در آب‌هاي موجود در ليتر متغير بوده و در ۴۲ نمونه غلظت سرب بيش از حد استاندارد بوده است. با توجه به نتايج حاصله، مقدار (حداقل و حداكثر) سرب نمونه‌هاي آب مورد آزمايش در زمان‌هاي قبل و بعد از باردنگي، متغير بوده و به زمان خاص نمونه‌برداري بستگي ندارد. همچنين نوع پوشش پشت بام منازل حلب يا ايرانيت روي ميزان سرب تاثير محسوسي نداشتند. يكي از عوامل موثر افزايش ميزان سرب تاثير محسوسي نداشتند. يكي از عوامل موثر افزايش ميزان سرب در

آب‌هاي ذخيره شده در آب انبارهاي اين منطقه، استفاده از آب‌هاي سطحي از جمله گرگانرود (كه ممكن است در حين عبور از لايه‌هاي مختلف كوهستاني و دشت حاوي غلظت معيني سرب باشند) براي ذخيره در آب انبارها، در ايام كم‌باران مي‌باشد. عامل احتمالي ديگر، واقع شده روستاهاي مورد تحقيق در حاشيه جاده مواصلاتي شهر كلاله به بخش مراوه تپه و يا انتقال آلودگي هواي شهرهاي همجوار آلوده به سرب ناشي از سوخت بنزين اتومبيل‌ها مي‌باشد كه در حين بارندگي وارد آب انبارها مي‌شود. منابع آلوده كننده ديگري از جمله صنايع و غيره در اين بخش و مناطق اطراف وجود ندارد.

كروم
از تعداد ۶۱ نمونه آب مورد آناليز از ۱۸ آب انبار ميزان غلظت كروم از ۰۰۱/۰ تا ۱/۰ ميلي‌گرم در ليتر متغير بوده و در ۳ نمونه بيشتر از حداكثر استاندارد مي‌باشد. در دو مورد، مربوط به منازلي با پوشش حلبي و يك مورد با پوشش ايرانيتي بوده است. لذا نوع پوشش پشت بام منازل در ميزان غلظت كروم در آب آب انبارها مي‌توانسته نقش موثر داشته باشد. نتايج حاصل در آب انبارهاي مورد مطالعه، مويد اين حقيقت است كه ميزان كروم موجود در آب‌هاي ذخيره شده كمتر از حداكثر مجاز مي‌باشد. در جدول ۲، خلاصه نتايج شيميايي نمونه‌هاي آب ذخيره شده در آب انبارها آورده شده است.