همه چیز در باره آب

انسان‌ها براي سلامتي خود احتياج به آشاميدن آب سالم دارند. آب سالم آبي است که نه بو داشته باشد و نه مزه و بايد زلال هم باشد
آب سالم از حیاتی ‌ترین نیازها می ‌باشد
بعد از اکسیژن جهت ادامه ‌ی زندگی، آب از جمله اساسی ‌ترین و اجتناب ناپذیرترین ملزومات زندگی تلقی می ‌گردد. ولی متاسفانه دسترسی به آب سالم و گوارا و دور از آلودگی، در مسیر حرکت و حتی در محل اقامت، همواره امکان ‌پذیر نیست.

آب ناسالم ممکن است بیماری های ویروسی مثل هپاتیت A و E، فلج‌اطفال، اسهال‌های ناشی از روتاویروس‌ها یا ویروس های روده ای( که به‌خصوص در نوزادان و کودکان امکان انتقال بیماری‌های مختلف از طریق آب آلوده بسیار بالا می‌ باشد)، یا بیماری های باکتریایی مثل تب تیفوئید ، اسهال خونی باسیلی، اسهال ناشی از ECOLI و حتی وبا ، و یا تک یاخته‌هایی مثل آمیب، ژیاردیا و انگل‌هایی مثل کرم قلابدار، کیست هیداتیک، کرم کدو و کرم نواری را به مصرف کنندگان بی ‌احتیاط و ناآگاه منتقل سازد.

علاوه بر آلودگی‌های فوق ‌الذکر، اغلب آب‌های قابل دسترس در مسیر حرکت، ممکن است حاوی مواد سمی و شیمیایی ناشی از زباله‌های صنعتی و کشاورزی باشند. موادی مانند سیانیدها، انواع‌ فلزات سنگین از جمله سرب، کادمیوم، جیوه، عوامل نیتروژنی، مواد بی ‌رنگ کننده ی سولفیدها، آمونیاک، زیست‌کش‌های آلی و ده‌ها موارد دیگر نیز هستند که برای مصرف‌ کنندگان بسیار زیانبار و بیماری‌‌ زا می ‌باشند.

طلاعات مختصری پیرامون آب آشامیدنی و دستگاه نوظهور
تکنیک نوظهور تصفیه آب آشامیدنی بدون استفاده از مواد شیمیائی و فیلتر
به موازات شناخت اهمیت آب برای سلامتی، مصرف آب آشامیدنی در سال های اخیر بیشتر شده. همزمان با آن مصرف کنندگان بطور روز افزون آب آشامیدنی در بسته بندی خریداری می کنند که در مقایسه بسیار گران تمام می شود.

اینکه چرا افراد آب آشامیدنی بسته بندی شده خریداری می کنند چند دلیل دارد. از یک سو آب برخی از مناطق ناسالم است، از سوی دیگر نا آگاهی افراد پیرامون آب آشامیدنی و خواص آن در کنار رقع عطش است. و دلیل آخر خواصی است که برای آب های آشامیدنی معدنی وغیرو بر می شمارند که تا کنون بودن کیفیت
روش های موجود تصفیه آب آشامیدنی در منزل و در مقیاس کم عموما نه تنها از عملکرد لازم برخوردار نبوده بلکه در مواردی مضر نیز هستند.

این روش ها یا از فیلتر ساد ه سرامیک و غیرو و یا از فیلترهای حاوی ذغال اکتیو و رزین های تعویض یون(Ion exchange) در بسته های پلاستیکی و یا از اسموز معکوس(Revers osmos) استفاده می کنند.

یکی از رایج ترین این دستگاه ها ظرف پلاستیکی ای است که در آن یک فیلتر حاوی مخلوطی از ذغال اکتیو و رزین تعویض یون قرار گرفته و آب با گذر از آن، از قرار تصفیه می شود؛ این فیلتر هرچند یکبار می بایست تعويض شود. مهم ترین اشکال این فیلترها بر اساس آزمایشات مؤسسه بررسی محصولات در آلمان (Stiftung Warentest) این است که همواره درست عمل نمی کنند و برخلاف ادعای تولید کننده صرفا مقداری از سختی آب را (حدود ۲۰%) گرفته و قادر به تصفیه مواد مضر دیگر آب نیستند

دیگر آنکه آب را اسیدی می کنند. این امر باعث حل شدن قلزات مضر همچون کرم و نیکل در ظروف فلزی می شود. سوم اینکه زمان اشباع شدن این فیلترها معلوم نیست و زمان تعویض آنها نه بر اساس آزمایش های جدی، بلکه بر اساس تخمین پیشنهاد می شود. به این جهت چنانچه این فیلترها در زمان مشخص تعویض نشوند بعد از اشباع شدن، مواد اضافی و مضر نیز وارد آب می کند.

از جانب دیگر منافذ جذب مواد این نوع فیلتر و فیلترهای دیگر ومنجمله فیلترها با ذغال اکتیوهرچه ذرات معلق در آب بیشتر باشد سریع تر بسته شده و دیگر هیچ تصفیه ای با آن ها صورت نمی پذیرد. از این رو این فیلترها در بهترین شرایط قادر به بهبود کیفیت آب لوله کشی تصفیه شده زلال ( که در هر حال میزان کدر بودن آن کم است)، هستند. این مضرات البته در صورتی به این نکات محدود می شود که از این فیلترها صحیح استفاده شود.

به طور کل در تمامی دستگاه هائی که دارای فیلتر هستند، از سوئی به علت وجود رطوبت در آنها و فقدان اکسیژن و نور از سوی دیگر در آنها باکتری های خطرناک سریعا رشد کرده و به محض استفاده مجدد، آنها وارد آب شده و می توانند باعث بیماری شوند. از این رو تولید کنندگان این دستگاه ها توصیه می کنند آب را جهت ضد عفونی کردن پس از تصفیه بجوشانید. در مجموع مؤسسه فوق الذکر پس از آزمایش این فیلترها استفاده از آنها را توصیه نمی کند.

بر اساس آزمایش های انجام شده توسط مؤسسه فوق الذکر و اداره پیشگیری از سوانح آلمان از بین تمامی دستگاه های موجود برای تصفیه آب در منزل تنها دستگاه هائی که بر اساس روش اسموز معکوس عمل می کنند، قابل اطمینان هستند. اما از سوئی قیمت خرید این دستگاه ها و هزینه تصفیه آب با آن گران است ( حدود۸۵۰ هزار تومان در آلمان ) و از سوی دیگر بسیار حساس بوده و تمامی املاح آب را گرفته و آب مقطر تولید می کنند. در زمینه سالم بودن استفاده آب مقطر غالب متخصصان نظر مثبتی ندارند.

دستگاه نوظهور تصفیه آب
این دستگاه جدید که طی سال ها تحقیق در آلمان توسط یک ایرانی اختراع و به َثبت رسیده تنها بر اساس روش حرارتی و بدون استفاده از مواد شیمیائی و فیلتر و غیره عمل کرده و برای اولین بار به بازار عرضه می شود.

ابتدا آب در این دستگاه در اثر حرارت خواه ناخواه ضدعفونی شده و امکان بوجود آمدن باکتری در آب و دستگاه وجود ندارد. از آنجا که فیلتر در این دستگاه بکار نرفته هرگز قدرت تصفیه آن اشباع نمی شود و نیازی هم به خرید دائم فیلتر و غیره نیست. صرفا پس از مصرف می بایست رسوبات را با کمی آب شست.

قدرت تصفیه دستگاه هیچگاه حتی نوسان نداشته و بر اساس آزمایشات متعدد تمای موادی که در پائین بر شمرده شده با اطمینان از آب جدا می شوند:
در جریان تصفیه آب این دستگاه از سوئی تا میزان ۸۰% سختی آب کاهش پیدا می کند. همزمان برخی از آلاینده ها به علت تنظیم و تشدید جريان هیدرودينامیک آب و بالا رقتن میزان قلیائی آن به صورت رسوب ته نشین می شوند و یا به صورت گاز از آب جدا می شوند.

نمونه های آلاینده از این قرارند:
فلزات آهن، منگان، سرب، جیوه، کادمیوم، کرم، مس، روی و نیکل و همچنین فلزات رادیو اکتیو کلر، آمونیاک ، بو، تمام ترکیبات فرار و نیمه فرار( از جمله حلال ها و برخی از مواد دفع آفات) .
علاوه بر مواد مذکور از میزان کدر بودن آب که ناشی از شناوری ذرات معلق ترکیبات آلی و معدنی در آب است تا حدود ۷۵% کاسته می شود. از این رو مورد استفاده این دستگاه تنها به تصفیه آب لوله کشی خلاصه نشده بلکه می تواند آب های زیرزمینی و سطحی با میزان کدر بودن زیاد را نیز تصفیه کند.

در جریان تصفیه با این دستگاه بر خلاف دیگر روش ها آب تا حدودی قلیائی می شود. بسیاری از پزشکان مصرف مواد غذائی و نوشابه های قلیائی را توصیه می کنند و بر این باورند که اغذیه و نوشابه های اسیدی(از جمله نوشابه های گازدار) عامل مهمی در بروز بیماری های چندی هستند.

در تمامی آب گرم کن های رایج جهت کاهش سختی آب می بایست مدت مدیدی آب را جوشاند اما از آنجا که میزان قلیائی آن به اندازه کافی بالا نمی رود، آلاینده ها و مواد معلق از آب جدا نمی شوند، ضمن اینکه مقدار زیادی از آب بخار شده، غلظت مواد در آن افزایش یافته و هزینه این کار نیز زیاد است.

در مفابل در این دستگاه جدید بر اساس آخرين تحقیقات علمی از سوئی شرایط کریستاليزاسیون و از سوی دیگر جریان هیدرو دینامیک آب بر اساس روندهائی که در طبیعت در جریان هستند بهینه شده و همراه آلیاژ ویژه ای که در ساخت دستگاه بکار رفته و به عنوان کاتالیزور عمل می کند، امکان فعل و انفعالات شیمیائی سریع و بیشتری را در آب برای اولین بار عملی ساخته.

به عبارت دیگر هنگام گرم کردن آب در این دستگاه بدون مصرف انرژی بیشتر و یا مواد دیگر همزمان تصفیه آب نیز انجام می گیرد. ضمن اینکه در جریان این نوع تصفیه تمام املاح سالم آب گرفته نشده و امتیاز آن در مقابل روش اسموز معکوس علاوه بر ارزان بودن در این نکته است.

گرم کردن دستگاه می تواند با برق، گاز ، نفت و یا هیزم انجام گیرد. به این خاطر جهت تهیه آب سالم، به ویژه در سفر، نوع کوچک این دستگاه وسیله قابل اعتمادی جهت تهیه آب آشامیدنی سالم تر و به مراتب ارزانتر از آب های آشامیدنی در بطری است.

هزینه تصفیه
جهت اثبات مناسب تر بودن هزینه تصفیه با این دستگاه در مفایسه با روش های دیگر محاسبه زیر انجام می گیرد.
از آنجا که بهای فیلترها در بازار ایران در دست نیست و بخاطر اینکه هرکس بتواند این مقایسه را شخصا انجام دهد این مقایسه بر اساس قیمت ها در آلمان و میزان برق مصرفی برای تصفیه آب توسط دستگاه جدید انجام می گیرد.

مبنای محاسبه قیمت هر کیلو وات برق در آلمان که حدود ۱۶۰ تومان است می باشد. این دستگاه جدید قادر به تصفیه ۳ لیتر آب در عرض ۱۵دقیقه با گرم کننده ای به قدرت ۱۲۰۰ وات در ساعت است، هزینه تصفیه هر لیتر آب حدود ۱۸ تومان می شود.
بر اساس محاسبه مؤسسه بررسی محصولات در آلمان بهای تصفیه هر یک لیتر آب با دستگاه هائی که در بالا ذکرشان رفت بین ۴۰ تا ۱۲۰ تومان است. ۴۰ تومان برای فیلترها با مضرات فوق الذکر و۱۲۰ تومان هزینه تصفیه با دستگاه اسموز معکوس است.

به این ترتیب هزینه تصفیه با دستگاه جدید با برق کمتر از پنجاه درصد ارزانترین دستگاه در بازار است. از آنجا که گرم کردن آب با گاز نیز امکانپذیر است، به علت پائین بودن بهای گاز هزینه تصفیه آب به کمک این دستگاه تقریبا ناچیز بوده و در مقایسه با دستگاه های دیگر سالم ترین آب را تولید می کند. از سوی دیگر چنانچه آب خواه ناخواه جهت تهیه نوشابه و آشپزی می بایست گرم شود، عملا بهای تصفیه به صفر می رسد و هزینه مصرق کننده تنها یکبار است، یعنی بهای خود دستگاه.

در عوض دیگر نیازی به آب گرم کن دومی نیست. به علاوه چون دستگاه فلزی است تبعا عمر آن در مقایسه با ظروف پلاستیکی چند برابر است
به دلایل فوق این روش تصفیه آب بویژه در کشورهائی چون ایران که منابع انرژی ارزان در اختیار دارند حتی در مقیاس صنعتی با همه روش های دیگر تصفیه آب گرم رقابت کرده و به مراتب آب سالم تری تحویل می دهد. از جمله به این دلیل که تصفیه آب با این دستگاه نیازی هم به وارد کردن مواد شیمیائی و لوازم یدکی ندارد و رسوبات آن در مفایسه با روش های دیگر بسیار ناچیز است.

این دستگاه با تکنیک بسیار ساده آب را همواره بدون امکان اشتباه در نحوه استفاده و اشباع شدن و یا آلودگی آب تصفیه کرده و هر فرد ناوارد نیز می تواند با آن کار کند.
از این دستگاه نوظهور البته می توان همزمان به عنوان سماور ایده آل و مدرن نیز استفاده کرد. استفاده آب از این دستگاه جهت درست کردن چای و قهوه بسیار قابل توصیه است،

زیرا به عنوان مثال عطر و رنگ و مزه چای بیش از آنکه به نوع چای مربوط شود به آب سبک و زلال و سالم بستگی دارد؛ و هنگامی که جهت دم کردن چای آب مدت بیشتری روی حرارت پائین می جوشد همزمان کیفیت آب آن نیز بهتر و سالم تر می شود.

بهای نوع تمام اتوماتیک برقی دستگاه، ساخت آلمان، با ظرفیت سه لیتر در آلمان حدود ۱۵۰هزار و نوع ساده سه لیتری آن که روی اجاق قرار می گیرد حدود ۵۰ هزار و نوع ۵/۱لیتری آن حدود ۳۵ هزار تومان است.

آب های بسته بندی شده همواره سالم نیستند
نکته اول اینکه امروزه تعریف کاملا روشن و مشخصی در مورد آب معدنی وجود ندارد. تنها گفته می شود که آب معدنی می بایست آب زیر زمینی با املاح زیاد باشد.
این آب می بایست تنها پس از ضد عفونی کردن اما بدون هرگونه عمل تصفیه در ظرف پر شود. حال چنانچه به میزان املاح آب که روی ظرف نوشته شده دقت کنید متوجه خواهید شد که غالبا میزان املاح این آب ها حتی از میزان املاح آب لوله کشی پائین تر است.

گاهی فقط غلظت نمک طعام آنها زیاد است که آب شور مزه است و سالم نیست. از سوی دیگر بسیاری از کارشناسان امروزه بر این باورند که از آنجا که مواد داخل آب معدنی هستند به این صورت یا اصلا جذب بدن انسان نمی شوند و یا تنها ۵% آن. ار اینروو با اطمینان می توان گفت که املاح موجود در آب به تنهائی هرگز نیاز املاح بدن انسان را بر طرف نمی کنند اما بهائی که برای چنین آب ها می پردازیم بسیار زیاد است.

از جانب دیگر آب آشامیدنی در لوله می بایست بر اساس قوانین سازمان بهداشت جهانی و کشوری همه روزه مورد آزمایش قرار گرفته و در صورت سالم نبودن، بویژه هنگامی که باکتری ها بیش از حد مجاز در آن وجود داشته باشند، موارد از طریق رسانه ها به اطلاع عموم برسد.

در مورد آب های معدنی و غیره در بسته بندی قوانین جدی کنترل مواد آن وجود ندارد و به استناد نشریه سازمان یونسکو(the new Courier No.3, 2002) نه تنها قوانین جدی در مورد این آب ها وجود ندارد بلکه تولید کنندگان قادر به آنالیز همه پارامترها روزانه نبوده و حتی در کشورهای صنعتی دولت آنها را کنترل جدی نمی کند. غالبا هر از چندی آزمایشات، آن هم بطور جزئی و پس از سالیانی چند انجام گرفته و برخی هم صرفا یکبار اینکار را انجام می دهند، در حالی که کیفیت آب هر زمان می تواند تغییر کند.

هفته نامه معروف آلمان اشترن سه سال پیش چندین آب معدنی معروف را در بسته بندی مورد آزمایش قرار داده و به این نتیجه رسید که در برخی از آنها باکتری و مواد مضر وجود دارد، از جانب دیگر حلال های موجود و مضر ظرف پلاستیک می تواند در آب حل شود.

آب آشاميدني سالم وموانع دسترسي به آن
چگونه می توان به آب آشامیدنی سالم وبهداشتی دسترسی پیدانمود؟
آب ، به ویژه آب آشامیدنی سالم وبهداشتی، ازآنچنان اهمیت وارزشی برخوردار است که، کسی نمی تواند ، این اهمیت وارزش را درسلامت افراد جامعه، انکارنماید .

برای تهیه آب آشامیدنی سالم وبهداشتی نیاز به تصفیه خانه های عظیم ومجهز می باشد که امکان تهیه آن برای هرفرد ی ازجامعه به تنهائی میسر نمی باشد. بهمین منظور سازمانهائی که ازتخصص وسرمایه گذاریهای لازم دراین زمینه برخوردار می باشند ، اقدام به ساخت تاسیسات آبرسانی می نمایند که به دلیل اهمیت آن درسلامت افراد جامعه ، همواره تحت نظارت مستمرسازمانهای بهداشتی می باشند.

نیاز مبرم وحیاتی افراد جامعه به آب آشامیدنی ، آنان را وادار می نماید، به هرقیمت وبه هرطریقی که برایشان میسرومقدورباشد ، درجهت دسترسی به آن کمال سعی وتلاش را بنمایند.
اما به چه طریق امکان دست یابی به آب آشامیدنی به آسانی وبا نازلترین قیمت برای عموم افراد جامعه امکان پذیر است، بایستی وضعیت وموقعیت موسسات آبرسانی را دردونظام اقتصادی برنامه ریزی شده وبرپایه مکانیسم بازار مورد بررسی قرار داد.

درنظام اقتصادی برنامه ریزی شده که دولت وظیفه تامین آب آشامیدنی را برای عموم افراد جامعه بعهده دارد ، هدف ومنظورآن تهیه آب آشامیدنی سالم برای همه افراد بوده وسلامتی وشادابی افراد جامعه ازاهمیت بسیاری برخوردار می باشد. لذا سعی می نمایند با نازلترین قیمت وبطورسهل وآسان وبدون هیچگونه مشکل وموانعی امکان دست یابی همگان به آب اشامیدنی سالم وبهداشتی را فراهم نمایند.

اما درنظام اقتصادی برپایه مکانیسم بازار که مقصود ازاحداث موسسات آبرسانی ، دست یابی به سودهای سرشار وفراوان می باشد ، دسترسی آب سالم وبهداشتی برای همگان بسهولت امکان پذیر نمی باشد. وبمنظور بدست آوردن سودبیشتر ، موانع ومشکلات عدیده ای ایجاد می نمایند.

سازمانهای آبرسانی دراینگونه نظام اقتصادی درجهت افزایش درآمد خود به آنانی که توانائی پرداخت هزینه های آبرسانی را به قیمتی که آنان تعیین می کنند واگذار نموده وآن افرادی که قادر به پرداخت مبالغ هنگفت وطی کردن تمامی موانع را نداشته باشند ، هرگز به آب آشامیدنی دست پیدا نمی کنند زیرا زمانی که موانع ومشکلات فراوان را برای دسترسی به آب اشامیدنی برسرراه خود می بینند ، ازدرخواست خود صرفنظر نموده وآرزوی داشتن آب اشامیدنی سالم وبهداشتی برای آنان رویائی می باشد که دست یابی به آن برایشان امکان پذیر نمی باشد.

منظور ازبررسی وضعیت آبرسانی دردونظام اقتصادی ، ارائه راهکاری مناسب جهت دست یابی همگان به آب اشامیدنی سالم وبهداشتی ، بدون موانع ومشکلات می باشد، تا آن عده ازافرادی که فاقد توانائی ویا ازتوانائی کمتری برخوردار می باشند نیز بتوانند ازآب اشامیدنی بهداشتی برخوردار شوند . زیرا برخورداری ازآب آشامیدنی سالم ، جامعه ای سالم وبا نشاط را به ارمغان می آورد

فناوري نانو و برخي كاربردهاي آن در صنعت آب
استفاده از فناوريهاي نوين به خصوص فناوري نانو در راستاي كاهش اثرات سوء آلودگيهاي زيست محيطي، بعنوان يكي از راهكارهاي مديريتي مطرح مي‌باشد. يكي از مواردي كه اين فناوري كاربرد خود را متبلور مي‌نمايد در ارتباط با منابع آب مي‌باشد كه در نظر گرفتن چالشهاي پيش رو ضرورت استفاده از آن را پر رنگ تر نموده است. در اين مطلب برخي كاربرد‌هاي فناوري نانو در صنعت آب اشاره شده است.

مقدمه
آب يكي از ضروري ترين عناصر حيات بر روي زمين است و اگر چه بيش از ۷۰ درصد از سطح كرة زمين با آب پوشيده شده است اما كمتر از ۳ درصد از آن آب شيرين مي‌باشد. از اين مقدار ۷۹ درصد به قله‌هاي يخي تعلق دارد، ۲۰ درصد آن آبهاي زير زميني است كه به راحتي قابل دسترسي نمي باشد و فقط ۱ درصد آن شامل درياچه ها و رودخانه ها و چاهها مي‌باشد كه به راحتي به دست مي آيد. در مجموع در هر زمان تنها يك ده هزارم از كل آبهاي كره زمين به سادگي در دسترس انسان قرار دارد.

در دسترس بودن آب سالم و پاك يكي از مهمترين مسائل پيش روي بشر مي‌باشد و به تدريج كه مقدار مصرف آب بيشتر مي‌شود مواد آلاينده نيز به طرق مختلف باعث آلوده كردن منابع آبي مي‌گردند و اين مسأله در آينده بحراني تر خواهد شد. مجمع عمومي سازمان ملل متحد به منظور افزايش آگاهي و ترغيب، جهت اداره بهتر امور مربوط به آب و حراست بهتر از اين منبع حياتي، سال ۲۰۰۳ را سال بين المللي آب شيرين اعلام نمود.

پذيرش حق برخورداري از آب بعنوان يك حق براي بشر ممكن است مهمترين گام در بر طرف كردن دشواري تأمين اين بنيادي ترين عنصر زندگي مردم باشد.

اهميت كاربرد فناوري نانو در صنعت آب
فناوري نانو طي مدت كوتاهي كه از ظهور آن مي گذرد كاربردهاي مختلفي در صنايع گوناگون يافته است. در نتيجه صنعت آب، بعنوان يكي از پايه‌هاي حيات از اين مسئله مستثني نيست و در بخشهاي مختلف آن، شامل ساخت سدها، حفاظت خطوط لوله انتقال آب، تصفيه آب و پساب، شيرين سازي آب و غيره، فناوري نانو كاربرد يافته است.

امروزه در جهان بسياري از مردم به دلايل بلاهاي طبيعي، جنگ و زير ساختهاي ضعيف خالص سازي آب، به آب بهداشتي دسترسي ندارند. حدود يك ميليارد نفر به منابع آبي دسترسي ندارند. روزانه‌۵۰۰۰ كودك به علت مبتلا شدن به امراض ناشي از مصرف آب غير بهداشتي مي‌ميرند.
تمام تلاش محققين اين است كه با كمك روشها و فناوريهاي جديد بتوانند اين مشكلات را كاهش دهند. يكي از اين فناوريها، فناوري نانو است.

در مجموع كاربردهاي متعددي را مي‌توان در زمينه استفاده از فناوري نانو متصور بود كه اهم آنها در ذيل آمده است:
۱-استفاده از ذرات نانو ساختار در تصفيه آلاينده ها
۲-رنگ زدايي از آب آشاميدني
۳-نمك زدايي از آب
۴-نانو پوشش ها
۵-نانو لوله‌هاي جاذب گازهاي سمي
۶-نانو پليمرهاي متخلخل

۷-استفاده از نانو ذرات در تصفيه پسابها
۸-نانو فيلترها
۹-حذف آرسنيك موجود در آب با استفاده از فناوري نانو
در ادامه نگاهي به كاربرد‌هاي اين فناوري در صنعت آب خواهيم داشت.

برخي كابردهاي فناوري نانو درعرصه صنعت آب
فناوري نانو با روشهاي زير مي‌تواند در تهيه آب تميز كمك كند ؛
۱٫ غشاهاي فيلتر اسيون نانو متري به منظور افزايش بازيابي آب
۲٫ روشهاي سازگار با محيط زيست جهت تصفيه آبهاي زير زميني به وسيله اجزاي معدني و آلي
۳٫ نانو مواد براي بهبود كارايي فرايندهاي فتو كاتاليستي و شيميايي
۴٫ نانو حسگرهاي زيستي جهت تشخيص سريع آلودگي آب
در ادامه برخي موارد فوق توضيح داده مي‌شود.

نانوفيلتراسيون
روش نانوفيلتراسيون طي چند سال گذشته رونق گرفته است. در نانو فيلتراسيون جدا سازي براساس اندازه مولكول صورت مي‌گيرد و فرآيندي فشاري است. اساساً اين روش جهت حذف اجزاي آلي نظير آلوده كننده‌هاي ميكروني و يونهاي چند ظرفيتي مي‌باشد. از ديگر كاربردهاي نانو فيلتراسيون مي‌توان به حذف مواد شيميايي كه به منظور كشتن موجودات مضر به آب اضافه شده اند، حذف فلزات سنگين، تصفيه آبهاي مصرفي، رنگ زدايي و حذف آلوده كننده ها و حذف نيترات ها اشاره كرد.

نانو فيلتراسيون مي‌تواند تقريباً از هر منبع آبي، آب پاك به وجود آورد و تمام باكتري‌هاي
موجود در آب را حذف كند. در ضمن امكان استفاده آسان از روشهاي تصفيه را براي عموم فراهم مي كند و بدون عمل شيميايي تصفيه را انجام مي‌دهد.

نانو حسگرها
اگر چه حسگرهاي مختلفي براي آشكار نمودن آلودگي‌ها و مواد آلوده وجود دارند ولي فناوري نانو امكان ايجاد نسل‌هاي جديدي از حسگرهاي با توانايي بالا را فراهم مي‌نمايد كه مواد آلاينده در مقادير و غلظت‌هاي كم را آشكار مي‌نمايند.

جمع بندي
در آينده ايران جزء كشورهايي خواهد بود كه بحران مصرف بالا و كم آبي را به دليل افزايش جمعيت شهر نشين و ارتقاي سطح صنعت و كشاورزي ، پيش رو خواهد داشت. مهندس افراسياب باباكوهى كارشناس كنترل كيفيت و منابع طبيعى مى گويد: «در خشكسالى سال هاى گذشته حدود ۲۰۰ هكتار از باغ ها، بيش از ۱۰ هزار هكتار از محصول چاى و ۲ هزار هكتار از باغ هاى موز سيستان و بلوچستان و باغ هاى كوهپايه آسيب جدى ديد. استخراج بى رويه از آب هاى زيرزمينى و سفره هاى آبدار زيرزمين در شرايط كنونى يك موقعيت بحرانى دارد. درحال حاضر از ۶۱۲ دشت كشور، ۱۵۰ دشت جزو مناطق ممنوعه و بحرانى است.

با قبول اين وضعيت، بخش بزرگى از مزارع در محدوده كوير قرار مى گيرد و مشخص مى شود خشكسالى يك واقعيت طبيعى و اقليمى در كشور است. جمعيت كشور ما حدود يك درصد جمعيت جهان است ولى سهم ما از كل منابع آب شيرين در دنيا۳۶صدم درصد است. كشورهاى ديگر دنيا از ۴۵ درصد منابع آب مطلوب خود استفاده مى كنند.

در كشور ما ۶۶ درصد آب مصرف مى شود. بيش از ۵۰ درصد ذخاير آب شيرين كشور، وابسته به منابع آب هاى زيرزمينى است كه درحقيقت ما بايد اين منابع زيرزمينى را براى سال هاى خشكسالى نگهدارى مى كرديم.

كارشناسان يكى از دلايل اين بحران را ايجاد شهرك ها و گسترش بى رويه و برنامه ريزى نشده شهرها مى دانند. از سويى ما در اقليم خشك و كم آب قرار داريم. از سويى هم كره زمين درحال گرم شدن است و پديده ال نينو به گرم شدن هوا در اين نقطه از جهان كمك كرده است.
بنابراين با نگاهي به مشكلات تأمين آب در ايران و نياز مبرم كشور به منابع جديد، مي‌توان از فناوريهاي نوين در اين راه بهره جست.

اين مهم در سايه انجام نياز سنجي و مطالعه دقيق اوليه تحقق مي‌يابد. با توجه به اينكه در سالهاي اخير، ايران در حال اوج گيري در زمينه تحقيقات نانو است، عقلاني به نظر مي‌رسد كه در سمت و سودهي برنامه‌هاي كلان آب در كشور از فناوري نانو به عنوان يك پشتيبان قوي استفاده گردد.

مآخذ

۱- مجموعه مطالعات تطبيقي محيط زيست ايران با ديگر كشورهاي جهان، بخش آب، مركز پژوهشهاي مجلس شوراي اسلامي.
۲- http
2-
3- ://www.google.com/nanotechnology in the world.
3- http://www.nsf.gov/igert
4- http://www.nano.ir

بهداشت آب
برگرفته از کتاب جامع بهداشت عمومی
مقدمه
بهداشت آب موضوعي بسيار مهم در بهداشت عمومي و مديريت سلامت مي‌باشد. قبل از پرداختن به راه كارهاي عملي استحصال، انتقال، بهسازي و توزيع آن لازم است اين عنصر حياتي موثر بر سلامت و مرتبط با توسعه پايدار، شناخته شود.

شناخت آب از نظر كيفيت و كميت و چگونگي حصول آن قدمي اساسي در جهت بهينه سازي مصرف آن مي‌باشد. اگر چه بيش از سه چهارم كره زمين را آب فرا گرفته است، سهم قليلي از آب‌هاي موجود، براي مصارف بهداشتي و كشاورزي، قابل استفاده است. زيرا حدود ۳/۹۷ درصد اقيانوس‌ها و ۱/۲ درصد يخ‌هاي قطبي و ۶/۰ درصد درياچه ها و رودخانه و آب‌هاي زيرزميني وجود دارد كه حدود ۳۶/۰ درصد كل منابع آب مي‌باشد.

آب اقيانوس‌ها، درياها و اغلب درياچه ها و بسياري از منابع آب زيرزميني به علت شوري بيش از حد و داشتن املاح معدني براي مقاصد بهداشتي، كشاورزي و صنعتي، غيرقابل استفاده مي‌باشند.

آب ماده حياتي است كه بطور يكنواخت در سطح كره زمين موجود نمي‌باشد. در نتيجه بسياري از نقاط كره زمين با كمبود آب مواجه است. حركت مداوم بخار آب به هوا و برگشت آن به زمين را گردش آب در طبيعت مي‌نامند.

انرژي خورشيد باعث تبخير آب اقيانوس‌ها، رودخانه ها، درياچه ها و منابع آب سطحي مي‌گردد. بخار آب فشرده شده همراه توده هاي هوا باعث نگهداري آب در هوا شده و موجب تشكيل ابر باردار يا ذخيره كننده آب مي‌شود ريشه گياهان، آب و رطوبت موجود در خاك را گرفته و از طريق روزنه هاي تنفسي برگ‌ها به هوا فرستاده و به بخار تجمع يافته در هوا اضافه مي‌شود كه در شرايط مناسب به صورت نزولات جوي به زمين برمي‌گردد.

آب يك عنصر حياتي است با ويژگي‌هاي قابل توجه و كم نظير، يكي از مهم ترين عناصر شيميايي مي‌باشد كه قسمت اعظم موجودات زنده و محيط زيست راتشكيل مي‌دهد. اين ماده ۷۰% گياهان را تشكيل مي‌دهد. آب فراوان‌ترين و بهترين حلال در طبيعت است. آب يك مايع زيست شناختي است كه واكنش‌هاي فيزيكوشيميايي سوخت و ساز در پيكره موجودات زنده را مقدور و تسهيل مي‌نمايد ومحيطي است

براي نقل و انتقال مواد در بدن موجودات زنده كه علاوه بر نقش موثرآن در متابوليسم، دفع مواد زائد حاصل از فعاليت‌هاي زيست شناختي موجود زنده را موجب مي‌شود. آب ناشي از تعريق در گرما باعث خنك كردن بدن مي‌گردد. آب و انيدريد كربنيك توسط انرژي خورشيدي در پيكره گياهان سبز تبديل به كربوهيدرات يا انرژي شيميايي مي‌شود.

اگر چه آب خالص در طبيعت يافت نمي‌شود. اما آب خالص مايعي بي‌رنگ، بي‌بو و بي مزه است كه داراي نقطه انجماد صفر و نقطه جوش ۱۰۰ درجه سانتي گراد مي‌باشد ساختار شيميايي آن به صورت H2O است كه به احتمال كمتر از ۳/۰ درصد آب‌هاي موجود در طبيعت بر دارنده ايزوتوپ‌هاي H4O2 ، H6O3 نيز مي‌باشند. آب در چرخه گردش خود قادر است املاح و گازهاي موجود در طبيعت را به صورت محلول در آورده و بسياري از آلودگي‌ها را همراه خود به حركت در آورد. آب باران قبل از رسيدن به زمين ناخالصي‌هاي موجود در هوا نظير ذرات، گازها،

مواد راديواكتيو و ميكروب‌ها را به سطح زمين آورده و در حين حركت در زمين نيز آلاينده ها را با خود حمل مي‌كند. به علاوه آب‌هاي جاري اغلب دريافت كننده فاضلاب‌ها و مواد زائد ناشي از فعاليت‌هاي انساني مي‌باشند.

بسياري از مشكلات بهداشتي كشورهاي در حال پيشرفت، عدم برخورداري از آب آشاميدني سالم است. از آنجايي كه محور توسعه پايدار، انسان سالم است و سلامت انسان در گرو بهره مندي از آب آشاميدني مطلوب مي‌باشد بدون تامين آب سالم جايي براي سلامت مثبت و رفاه جامعه، وجود ندارد. آب از دو بعد بهداشتي واقتصادي حائز اهميت است.

از بعد اقتصادي به حركت درآورنده چرخ صنعت و رونق بخش فعاليت كشاورزي است. از بعد بهداشتي آب با كيفيت، تضمين كننده سلامت انسان است. آب با شكل ظاهري و با وسعت محتوايي آن دنياي زنده ديگري است.

اگر چه از ديد ما پنهان است، اما آب داراي آثار بسيار زيادي در حيات جانداران به ويژه انسان ميباشد. آب آشاميدني علاوه بر تامين مايع مورد نياز بدن به مفهوم مطلق آن يعني H2O ، در بردارنده املاح و عناصر ضروري براي موجود زنده و انسان مي‌باشد. كمبود پاره اي از آن‌ها در آب ايجاد اختلال در بدن موجود زنده مي‌كند و منجربه بروز برخي بيماري‌ها مي‌شود.

فقدان يد و فلوئور و ارتباط آن‌ها با گواتر اندميك و پوسيدگي دندان‌ها به ترتيب بيان كننده اين اهميت است. علاوه بر مواد شيميايي، موجودات ذره بيني گوناگوني نيز در آب پيدا مي‌شوند كه بعضي از آنها بيماري زا بوده و ايجاد بيماري‌هاي عفوني خطرناكي مي‌كنند. بهسازي آب رابطه مستقيمي با كاهش بيماري‌هاي عفوني دارد.

بطوري كه پس از تامين آب آشاميدني سالم ميزان مرگ از وبا ۱/۷۴ درصد، ميزان مرگ از حصبه ۳/۶۳ درصد، ميزان مرگ به علت اسهال خوني ۱/۲۳ درصد و ميزان مرگ از بيماري اسهال ۷/۴۲ درصد كاهش يافت. بنابراين برنامه ريزي و هزينه در جهت تامين آب سالم سرمايه گذاري قابل توجهي براي آينده خواهد بود. تهيه و تامين آب آشاميدني سالم براي جامعه يكي از موثرترين و پايدارترين فنآوري‌ها براي ارتقاء سلامت جامعه است.

ناخالصي‌هاي آب
چنانچه آب خالص با تركيب شيميايي H2O را اساس مطالعه قرار دهيم ناخالصي‌هاي آن عبارتند از:
۱ ـ ناخالصي‌هاي معلق
نظير ذرات معلق زنده و غيرزنده كه در آب به صورت معلق يافت مي‌شوند. اين نوع ناخالصي را مي‌توان در سه گروه، تقسيم بندي و مطالعه نمود.

الف) ذرات معلق زنده بيماري‌زا مانند عوامل بيماري‌زاي موجد وبا، حصبه، شبه حصبه، انواع اسهال‌ها، تخم انگل‌ها مانند آسكاريس و عامل كيست هيداتيد و ويروس‌ها، منشاء اصلي اين دسته از ناخالصي‌ها فاضلاب شهري و حضور حيوانات اهلي يا وحشي در مجاورت منابع آب مي‌باشد.

ب) ذرات معلق زنده غيربيماري‌زا مانند باكتري‌هاي ساپروفيت، اغلب جلبك‌ها و تك سلولي‌هايي كه در طبيعت به وفور پيدا مي‌شوند.
ج) ذرات معلق غيرزنده مانند رس، ليمون كه ناشي از فرسايش سطح زمين و سطوح آبخيز مي‌باشد.

از نظر فيزيكي ذرات بالا به دو گروه تقسيم مي‌شوند گروهي كه در حوضچه هاي ته نشيني و يا صافي‌ها جدا مي‌شوند و گروهي كه براي جدا كردن آن‌ها احتياج به مواد منعقد كننده است تا از طريق لخته سازي، به ذرات درشت تري تبديل شده و حذف شوند.

۲ ـ ناخالصي‌هاي محلول
اين دسته شامل املاح معدني، تركيبات آلي و گازهاي محلول مي‌باشند كه مي‌توان آن‌ها را به صورت زير گروه بندي نمود:

الف) املاح محلول معدني كه اغلب به صورت املاح كلسيم، منيزيم، سديم، آهن، منگنز و۰۰۰ مي‌باشد كه برخي از آن‌ها مصرف آب را محدود مي‌نمايند كه در جاي خود بحث خواهد شد.
ب) گازهاي محلول مانند اكسيژن، انيدريد كربنيك، هيدروژن سولفوره، ازت وغيره مي‌باشند و اين نوع ناخالصي نيز كيفيت شيميايي آب را تحت تاثير قرار داده و ممكن است باعث نامطلوب بودن آن شود.

منابع تامين آب
آب يك منبع حياتي است كه معمولا از محدوديت خاصي برخوردار است آب شيرين موجود در محدوده جغرافيايي خاصي تقريبا ثابت و جوابگوي جمعيت محدودي است.

منابع آب مشروب اجتماعات را مي‌توان به سه دسته تقسيم نمود:
الف) منابع سطحي
آب‌هايي كه در قالب آب باران، آب رودخانه، آب درياچه هاي طبيعي، آب درياچه ها يا سدهاي ذخيره اي و قنوات در طبيعت موجود هستند و در صورتي كه استحصال و بهسازي، نگهداري و بهره برداري آن‌ها با در نظر گرفتن ملاحظات اقتصادي و فني مقدور باشد به عنوان منبع آب آشاميدني انتخاب مي‌شوند.

ب) منابع آب زيرزميني
منابعي نظير چشمه سارها، آب چاه هاي كم عمق، چاه هاي عميق، چاه هاي جاري و آب حاصل از كانال‌هاي ساخته شده منابع آب زيرزميني را تشكيل مي‌دهند.

ج) منابع آب شور
و بالاخره در شرايطي كه هيچ كدام از منابع فوق جهت دستيابي به آب شيرين مقدور نباشد سومين منبع عبارت خواهد بود از آب درياها و درياچه هاي شور يا آب‌هاي شور زيرزميني.
اكثر اجتماعات شهري و روستايي ايران از منابع آب‌هاي زيرزميني بهره برداري مي‌كنند.

در دو دهه اخير چندين طرح بزرگ و متوسط انتقال آب‌هاي سطحي منابع دوردست نيز تهيه و اجراء شده است. منبع اصلي آب آشاميدني شهرهايي مانند مشهد، شيراز، تبريز، بندر عباس، كرمانشاه، كرمان و بخشي از تهران از منابع آب زيرزميني است. اغلب روستاهاي ايران به روش سنتي و علمي ليكن بعضا غلط از آب زيرزميني استفاده مي‌كنند.

انتخاب منبع آب آشاميدني اجتماعات چه شهري و چه روستايي، كوچك يا بزرگ مبتني است بر هزينه تهيه، تصفيه و توزيع آن. لازم است حداقل امكانات فني اجرايي در حد معقول، وجود داشته باشد، پس با لحاظ نمودن جنبه اقتصادي و بهداشتي منابع احتمالي آب، شناسايي و از بين آن‌ها منبع مقرون به صرفه و مطمئن انتخاب گردد. در هر حال، منبع آب آشاميدني بايستي درنهايت آب سالم و پاكيزه اي در اختيار مصرف كننده قرار دهد.

آب سالم و پاكيزه
آب آشاميدني، علاوه بر سالم بودن لازم است پاكيزه نيز باشد. زيرا آب سالم وكدر يا بامزه نامطلوب و داشتن رنگ، ممكن است مورد اعتراض مصرف كننده قرار گرفته و مصرف كننده به طرف آب به ظاهر پاكيزه اي گرايش پيدا كند كه از نظر كيفيت شيميايي و ميكروبي، نامطلوب باشد. آب سالم آبي است كه حتي در درازمدت مصرف آن خطري براي مصرف كننده ايجاد نكند. توصيه مي‌شود آب آشاميدني نه تنها كاملا سالم باشد

بلكه بايد ” پاكيزه” يعني مورد پسند مصرف كننده هم باشد. چنين آبي را مي‌توان ” پذيرفتني” يا ” نوشيدني” تلقي نمود. آب آشاميدني از طريق تعيين كيفيت فيزيكوشيميايي وميكروب شناختي ارزيابي وانتخاب مي‌گردد.