آب ، الفبای محیط زیست

<BR>آب، محيط زيست <BR><FONT color=#0000ff>فعاليتهاي مربوط به توسعه منابع آب تغييراتي را در محيط زيست بدنبال دارد . اثرات زيستمحيطي سيستم هاي توسعه منابع آب ، در ضمن مفيد بودن مي تواند مضر هم باشند . براي مثال مخازن سد ها اغلب بخشهائي از بستر سيل گير رودخانه و نيز حوزه آبريز را تخريب مي نمايند درحاليكه از طرف ديگر درياچه اي بوجود مي آورند و به اين ترتيب بعضي از خصوصيات زيستمحيطي و اكولوژي اين رودخانه ها در حوزه هاي آبريز از دست ميرود . افزايش دماي زمين به اين معني است كه سطح آب دريا بالا خواهد رفت و مناطق ساحلي و روخانه ها را غرقاب خواهد كرد و زندگي بيش از 100ميليون جمعيت را به مخاطره خواهد انداخت . گذشته از آن الگوي بارندگي ها بي ترديد تغيير كرده و كشاورزي مختل مي شود ، همچنين اين تغيير الگو باعث مي شود كه طوفانها و گردبادها ، پرقدرت تر شده و موجب جاري شدن سيل شود . همينطور امكان دارد كه نواحي گرم وخشك جهان كوچك تر شوند و آز آنجا كه اين دگرگوني ها سريع خواهد بود ، اكوسيستم هاي طبيعي يعني زمينهاي مرطوب يا زمينهاي هموار و اصولا جانوران و گياهاني كه به زندگي در شرايط اب و هوائي معين خو گرفته اند ناگهان خود را با اوضاع متفاوت مواجه خواهند ديد و همين مسئله باعث نابودي و انقراض بسياري ازاين گونه هاي جانوري و گياهي خواهد شد .<BR>تخريب جزاير مرجاني ، صيد بي رويه ماهي و آلودگي اقيانوسها ، فجايعي ساخته و پرداخته دست بشر است . مواد نفتي ، فاضلاب و رسوبات مواد شيميائي ، كودهائي كه بدرون دريا ميريزند بدون شك ماهي ها و پرندگان دريائي را بيمار مي سازد و مواد ناشي از پسماندها موجب رشد خزه هاي دريائي شده درنتيجه باعث نابودي حيات دريائي مي گردد. از طرف ديگر آلودگي آبهاي زير زميني ناشي از نشت و نفوذ شيرابه در جايگاههاي دفن زباله ، از معضلات عمده اي است كه مسائل بهداشتي زيستمحيطي عديده اي را ايجاد نموده است . در اثر فعل و انفعالات و واكنشهاي مختلف در درون گودالها و انبار هاي زباله و نزديك بودن سطح بسته گودالها به آبهاي زير زميني ، شيرابه به سهولت در اين آبها نفوذ كرده و هرگونه مصارف آني اب را غير ممكن مي سازد . اين مسئله از آن جهت اهميت بيشتري مي يابد كه جدا سازي مواد سمي ، صنعتي و بيماري زا ي مراكز بهداشتي درماني ، از زوايد شهري انجام مي شود . و مراكز دفع زباله ، پذيراي هرگونه زوايدي مي باشند . بطوري كه اين مواد با ايجاد تغييرات نامطلوب در خواص فيزيكي و شيميائي و بيولوژيكي كيفيت آب را پائين مي آورند . و گاهي نيز آلودگي ها زوال پذيرند و به آساني تجزيه و تقليل داده مي شوند مانند مواد زائي كشاورزي ، حيواني و … بعض زباله ها به اساني يا هرگز تجزيه نمي شوند و انحطاط پذيرند مانند جيوه ، سرب ، پلاستيك ، و…كه بايد حتي المقدور از انداختن يا ريختن آنها در آب جلوگيري شود . زيرا وجود اين عناصر در آب آشاميدني به اندازه بالاتراز حد مجاز تاثير مخربي بر سلامت انسان مي گذارند و آب را به منشاء بيماريهاي گوناگون مبدل مي سازند . مقادير غير مجاز پلاستيك باعث بروز بسياري از اختلالات ژنتيكي و سرطان پوست مي شود. موجودات ذره بيني مانند ميكروب ها،قارچها و … باعث بروز انواع بيماريهاي انساني شده و بهداشت آب را به خطر مي اندازند . بعضي از جلبكها ، نوعي مواد سمي توليد مي كنند كه هم باعث بيماري شده و هم تاسيسات و فرايند تصفيه را دچار اشكال مي كنند . شهر نشيني و فعاليتهاي صنعتي و كشاورزي زمينه بسيار مساعدي براي رشد و انتقال آلودگي ها از طريق آب بوجود آورده است . اگر فرض شود كه هر متر مكعب آب آلوده مي تواند تا 40 متر مكعب آب سالم را آلوده سازد مجموعه پساب هائيكه هر روز توليد مي شود تهديدي بسيار جدي براي منابع آب خواهد بود . به گزارش سازمان بهداشت جهاني تقريبآ از هر سه نفري كه در كشورهاي در حال توسعه زندگي مي كنند يكنفر آب آشاميدني سالم در دسترس ندارند . هر سال سه ميليون كودك زير 10 سال بعلت كمبود آب سالم و امكانات بهداشتي از از بين ميروند . در كشورهاي جهان سوم 80 درصد كل بيماريها مربوط به مصرف آب آلوده است كه 33 درصد كل مرگ ومير در اين كشورها ، باعث مي شود ، يعني در واقع 25 هزار نفر در روز بدليل استفاده از آب آلوده از بين ميروند . اين سناريو تيره و غم افزا ممكن است موجب شود كه دولتهاي جهاني به خود آمده و دست به اقدامات جدي بزنند . زيرا به رغم همه اين دشواريها تا حدودي جا براي اميدواري هست و به كمك اقدامات مناسب و عزم و اراده لازم براي بكار گرفتن آنها مي توان از روند نابودي منابع آب كاست و يا آنرا متوقف نمود . از طرفي پيشگيري از آلوده سازي آب يكي از راههاي علمي و با صرفه است ، موفقيت اين امر در گروه يك عزم ملي و فرا گير است . ايجاد اهرمهاي قوي قانوني ، استحكام و قاطعيت در برخورد با آلوده كنندگان منابع آب و پيامدهاي ناشي از آلودگي آن براي افزايش آگاهي عمومي از جمله مواردي است كه بايد در سطح جهاني به آن توجه اكيد مبذول شود و كشورهاي مختلف با توجه به شرايط اجتماعي ، صنعتي و كشاورزي و انواع آلاينده ها و پسابهاي ناشي از فعاليتهاي انساني ، استانداردهاي خاصي براي خود تهيه كرده اند و بسياري از عوامل تشكيل دهنده اين استانداردها در سطح جهاني يكسان و مشابه است . بنابراين كشورهاي درحال توسعه نيز بايد در جهت رفع مشكلات زيستمحيطي و حفظ بهداشت جامعه خود بكوشند و از اين استانداردها بهره گيري نمايند .<BR></FONT>

مشکلات شهر نشینی

 

         

توسعه چشمگیر شهر نشینی همراه با توسعه شهرها از نظرجمعیت و مساحت و به وجود آمدن کلان شهرها ومادر شهرها که خود به صورت شهر کشورجلب توجه می کنند (مثل تهران)باعث ایجادبافتها وترکیب های مختلف شهری و عوامل ارتباتی واقتصادی ییچیده ای شده اند هر چند که شهرنشینی واجد بسیاری از مزایا وعوام رفاهی گردیده اند خود مشکلات ومعضلاتی رابرای ساکنان شهرها دامن زده اندکه میتوانیم آنها رابه عنوان مشکلات شهر نشینی در عصر حاضرو ناشی از توسعه و رواج شهرنشینی مورد مطالعه قرار دهیم.توسعه شهرنشینی و بزرگ شدن شهر ها علاوه بر اینکه در جهت امنیت و رفاه شهروندان نقش داشته نارسائی هایی در زندگی شهروندان به خصوصاز نظر اقتصادی و اجتماعی به وجود آورده اندکه در بسیاری از موارد این نارسایی ها به صورت مسائلحاد جلوه گر شده اند.و همچنین باعث مخاطره محیط زیست انسانی نیز شده اند.در زیر مهمترین عواملی که زندگی شهری و طبیعت شهر نشینی را با مشکل مواجه کرده اند را به طور مختصر معرفی می کنیم:

 

• فقر و عدم تساوی.
  
• بیکاری.
  
• از هم گسیختگی قوام خانواده.
  
• آلودگی صوتی.
  
• آلودگی هوا.
  
• تراکم بیش از حد جمعیت.
  
• کمبود مسکن.
  
• مشکلات اجتمعاعی (جرم و جنایت و...).
  
• آلودگی زیست محیطی.
  
• کمبود امکانات تفریحی.
  
• مشکلات مدیریتی.
  
• یراکندگی نا اندیشیده ی شهرها.
  
• زاغه نشینی و حاشیه نشینی.
  
• کلان شهر ها.
  
• وابستگی شهروندان به دلیل مصرف گرا بودن مصرف.
  
• و....

هر کدام از عوامل فوق به نوعی از معضلات شهر نشینی بوده و کم و بیش میتوان انها را در شهرهای مختلف بخصوص شهرهای ایران نیز مشاهده کرد.در اینجاست که نقش برنامه ریزان شهری بسیهر نمایان شده و برنامه ها و طرح های ارائه شده از طرف آنها در جهت کاهش و یا به سامان کردن شهرها میتواند موثر باشد.

 

 

Because the world is becoming increasingly urbanized, it is important to learn how to improve urban environments-to make cities more pleasant and healthier place in which to live and to reduce undesirable effects on their environments.

آلودگی های آب

آلودگي آبWater Pollution

                                             

        آب هر گز بطور خالص در هيچ كجاي دنيا يافت نمي شود . حتي آب باراني كه در مناطق غير الوده نواحي جغرافيائي به زمين مي بارد  شامل گازها ي o2-co2-N2  محلول در آن است و همچنين گرد و غبار يا ذرات معلق در اتمسفر بصورت تعليق در آب حمل مي شوند .  آب چشمه ها نيز معمولاً داراي تركيباتي حمل شده از فلزاتي مثل Na-Mg –Ca- Fe- است .

آب سخت آبي است كه مقدار قابل توجهي از تركيبات فلزات در آن وجود دارد . حتي آب نوشيدني ما هم از نظر شيميائي خالص نيست و درست است كه ذرات جامد معلق و باكتريهاي مضر آن از بين رفته اند اما باز هم از نظر شيميائي خالص نيست . اصولاً آب خالص براي نوشيدن نامطبوع است .

استفاده هاي طبيعي از آب عبارتند :

1-       زيبائي و تفريحي

2-       ذخيره آب مصرفي عمومي مردم

3-       محيط زيست آبي جانوران آبزي

4-       كشاورزي

5-       صنعتي

طبق يك تعريف : هر ماده و جسمي كه مانع استفاده طبيعي از آب شود آلوده كننده آب تلقي مي شود . آبي كه براي بعضي استفاده هاي خاصي مناسب است بايد آلوده نباشد .

اكنون در جهان بيش از 500كيلومتر مكعب آب در رابطه با صنعت مورد استفاده قرار مي گيرد كه نصف آن پس از تصفيه پسابهاي صنعتي مجدداً استفاده مي شود .  ( بر طبق محاسبات سازمان ملل يك سوم آبهاي شيرين جهان آلوده اند ) .

 

تعريف آب پاك و آب آلوده :

هيچ تعريف خاصي براي پاك يا آلوده بودن مطلق آب وجود ندارد .در واقع آب پاك بنا به كاربرد آن بايستي داراي شرايط خاصي باشد . مثلاً براي مصرف – كشاورزي – يا صنعت نيازمند استاندارد هاي كيفيت خاص خود است .

 

معمولاً آبي را آلوده مي گويند كه مقدار اكسيژن محلول در آن از مقداري كه براي زندگي آبزيان ضروريست كمتر باشد . هرگاه مواد آلي از طريق تخليه فاضلاب به آبها وارد شوند بعلت خاصيت اكسيد شوندگي شديد اين مواد كه با مصرف اكسيژن محلول در آب صورت مي گيرد اكسيژن محلول در آب به صفر ميرسد و مي گويند آب بشدت آلوده است .

 

آب داراي خواص فيزيكي ويژه اي است :

1-       وزن مخصوص آب در 4درجه سانتي گراد 1 است

2-       گرماي ويژه آب بالاست

3-       هدايت حرارتي زيادي دارد

4-       حلاليت زياد در برابر ساير اجسام

5-       انبساط آب در حال انجماد

آب از دو عنصر هيدروژن و اكسيژن تشكيل شده و اولين بار هنري كاوانديش و لاوازيه عناصر آن را جدا نمودند .

 

اندازه گيري كيفيت آب

                  آلودگي موجود در آب بر حسب ميلي گرم در ليتر ( mg/lit) اندازه گيري مي شود . در قديم از روش PPm وزني استفاده مي شد كه اين روش در آلودگي بصورت حجمي اكنون در هوا مطرح است .

1 ميلي ليتر آب برابر يك گرم آب است و از ppm هم مي توان استفاده نمود ليكن در ساير مايعات چون 1 ميلي ليتر برابر يك گرم نيست بنابراين استفاده از ppm     منسوخ و mg/lit متداول است .

اندازه گيري كيفيت آب بدلايل زير دشوار است :

1-       ممكن است آلوده كننده كاملاً شناخته شده نباشد .

2-       غلظت آلوده كننده ممكن است اينقدر كم باشد كه اندازه گيري دقيق آن بسيار دشوار باشد .

 

براي اندازه گيري كيفيت آب روشهاي زير متداول است . :

1-       اندازه گيري اكسيژن محلول در آب يا DO

حداكثر اكسيژني كه در درجه حرارت نرمال ( 25درجه سانتي گراد ) مي تواند در آب حل شودmg/lit 9 است و هر چه حرارت اضافه شود اكسيژن محلول تقليل مي يابد . در دماي 35 درجه سانتي گراد اكسيژن محلول به    mg/lit  7 مي رسد و در دماي صفر درجه اكسيژن محلول معادل mg/lit  14  است . اكسيژن محلول در آب بوسيله دستگاه اندازه گيري اكسيژن (DO  متر )    اندازه گيري مي شود .

 

BOD  چيست ؟

BOD نرخ مصرف اكسيژن در داخل آب توسط ارگانيزمهاست   است . اگر BOD  كم باشد آب پاك و فاقد ارگانيسم است يا آنكه ارگانيزمهاي داخل آب مرده و نيازي به مصرف اكسيژن ندارند . BOD    مقدار اكسيژن لازم براي ثبات بيولوژيكي در آب است . اندازه تاًسيسات تصفيه بيولوژيكي خصوصاً ميزان هوادهي فاضلاب در حوضچه هاي هوا دهي را مي توان با اندازه BOD  محاسبه نمود .

اگر BOD  آبي   ppm 1  باشد   تقريباً آب خالص است . آب با BOD تا ppm 5  نسبتاً خالص فرض مي شود و وقتي كه BOD  به بيشتر از ppm 5   برسد خلوص آب مورد ترديد قرار مي گيرد . اما اگر مقدار BOD  از ppm 20 تجاوز كند سلامت عمومي مورد خطر واقع مي شود .

آزمايشات BOD  تخمين واقع بينانه اي از كيفيت اكسيژني كه وارد به آب شده  است را فراهم مي سازد .

 

BOD  چگونه تعيين مي شود ؟

 

         دو بطري از يك آب نهر پر مي شوند . ميزان DO  يكي اندازه گيري مي شود ، سپس درب بطري ديگر را بسته و داخل همان جريان آب به مدت 5 روز قرار مي گيرد ( براي حفظ شرايط محيطي مثل درجه حرارت ، زمان و نور ) بعد از 5 روز DO  ظرف دوم اندازه گيري شده و اختلاف DO  ظرف اول و دوم مشخص كننده BOD5   است .

درجه حرارت ، نور و زمان عوامل موثر در BOD  هستند . لازم به ذكر است آزمايش حتماً بايستي در درجه حرارت 20درجه سانتي گراد و در محيط به مدت 5 روز باشد .

 

COD چيست ؟

          چون براي آزمايش BOD5 حدود 5 روز زمان لازم است و ممكن است ارگانيزمها بجاي پروسه بيولوژيكي بصورت شيميائي اكسيد شوند لذا ميزان اندازه گيري COD     متداول تر است و آن عبارتست از اكسيژن مورد تقاضاي شيميائي .

مثلاً سلولز ناشي از پساب كارخانجات كاغذ سازي بصورت بيولوژيكي به كندي اكسيد مي شود ولي بصورت شيميايي با نرخ بالائي اكسيد مي شود . براي اندازه گيري COD از دي كرومات پتاسيم بعنوان ماده اكسيد كننده استفاده مي شود .

 

TOC    چيست ؟

چون سوخت و سوز كربن توليد Co2 مي نمايد لذا با احتراق كامل يك نمونه مي توان به ارگانيزمهاي موجود در فاضلاب پي برد . با سوزاندن نمونه در داخل يك لوله و اندازه گيري Co2   پي به TOC يا مجموع كل كربن آلي پي مي بريم .

 

آلوده كننده هاي آب

هر جسم خارجي كه به اب افزوده شده و باعث شود كيفيت فيزيكي ، شيميايي ، يا بيولوژيكي آن طوري تغيير نمايد كه براي مصرف انسان و ساير موجودات و كشاورزي مضر باشد و انسان نتواند حتي با تصفيه عادي آن را براي اشاميدن مناسب سازد جزء آلوده كننده هاي آب منظور مي شود .

 

 آلوده كننده هاي عمده آب بشرح ذيل طبقه بندي مي شوند :

        1.          زباله هاي متقاضي اكسيژن

        2.          عوامل بيماري زا

        3.          مواد غذائي گياهي

        4.          تركيبات آلي سنتز شده ( مصنوعي)

        5.          نفت

        6.          مواد شيميائي معدني و كاني ها

        7.          رسوبات

        8.          مواد راديو اكتيويته

        9.          گرما

بعضي از اوقات آب آلوده شامل چند منبع آلاينده است .

       ×          زباله هاي متقاضي اكسيژن ( اكسيژن خواه )

اكسيژن حل شده در آب مورد نياز هر گياه و جانوري است كه در آن زندگي مي كند . اكسيژن محلول را با DO نمايش ميدهند كه براي يك ماهي بايد حداقل  ppm 5 يا 5 ميلي گرم بر ليتر باشد .

آب سرد داراي DO  بيشتري است . DO  در محلول اشباع با درجه حرارت آب و ارتفاع از محل تغيير مي كند . در سطح دريا در 20 درجه سانتي گراد 1/9 پي پي ام است . در يك درجه حرارت ثابت هرچه ارتفاع بيشتر مي شود DO  كمتر مي شود .

زماني كه زباله هاي آلي خصوصاً فاضلاب خانگي و حيواني – زباله هاي صنعتي – ناشي از فعاليتها ي كارخانجات كاغذ سازي – چرم سازي ، فاضلاب كشتارگاهها و گياهان و … به آب مي ريزد DO آب شديداً پائين مي آيد ، چون زباله هاي اين صنايع اكسيژن خواه بوده و بوسيله باكتريها در حضور اكسيژن شكسته شده و پوسيده مي شوند .

بيشترين زباله هاي اكسيژن خواه زباله هاي آلي هستند . براي اكسايش 3 پي پي ام كربن 9 پي پي ام اكسيژن محلول نياز است.

 

       ×          عوامل بيماري زا

آب عامل انتقال بسياري از ويروسها و باكتريهاي بيماري زاست كه اكثراَ باعث عفونت در ناحيه روده مي شوند . تيفوئيد ، اسهالهاي خوني ، پاراتيفوئيد ، وبا از آن جمله اند . فلج اطفال و يرقان نيز با آبهاي آلوده منتقل مي شوند .

آزمايش مستقيم براي شناسائي موجودات در آب صورت نمي گيرد اما يك باكتري معروف بنام كاليفرم كه بي خطر بوده و مواد غذائي انسان را در روده بزرگ جذب مي نمايد و در همانجا زندگي مي كند اگر در آب ديده شود معرف مدفوع در داخل آب است .

چه بيماريهائي توسط آب آلوده به انسان سرايت مي كند ؟

1-     بيماريهاي انگلي ( ليپتوسپيرا ايكترو هموراژه كه به تب لجن و يا ويل معروف است و باكتري از راه مخاط پوست وارد بدن شده و باعث عفونت مي شود و در آب لجن و رودخانه ها موجود است .

2-       كرمها : مثل آسكاريس – تريكو سفال ( كرم شلاقي و كرم قلابدار )

3-       بيماري وبا

4-       بيماري ويروسي مثل فلج اطفال و هپاتيت عفوني

 

       ×          مواد غذائي گياهي

فسفر – نيتروژن – كربن – سه عنصري هستند كه واكنش دهنده هاي وابسته به كيفيت و شرايط هستند . فاضلاب انساني و زباله هاي صنعتي كه منابع قابل توجهي از مواد غذائي به ويژه تركيبات فسفره دارند و در آب حل شده و عامل محدود كننده مي شوند .

70 % تركيبات فسفره در فاضلابها در اثر استفاده از شوينده هاي خانگي است كه بايستي از تركيبات شوينده حذف گردند . اين تركيبات وقتي كه در آب وارد مي شوند به رشد جلبكها كمك نموده و باعث بهم خوردن تعادل اكوسيستمها مي شوند .

       ×          مواد آلي مصنوعي

شوينده ها و مواد آفت كش – حلالها – رنگها و فيبرها باعث تغييراتي در بو ، مزه و رنگ آب شده و باعث مسموميت آب و خطر براي جانوران و گياهان مي شوند .

       ×          نفت

اولين چاه نفت در سال 1859 در پنسيلوانيا احداث شد . سالانه چندين بيليون بشكه نفت خام استخراج مي شود كه توليد – توزيع و استفاده از يك چنين مقدار زيادي نفت پيامدهاي زيستمحيطي زيادي دارد . آلودگي نفتي باعث مي شود خاصيت هيدروفوبي پرندگان بشدت كاهش يابد .

       ×          مواد شيميائي معدني و كاني

نمكهاي معدني و اسيدهاي معدني و تركيبات فلزي كه در حضور آب باعث اسديته – شوري و سمي شدن آب مي شوند جزء آلاينده هاي آب هستند .

اسيدي شدن : ( مثل باران اسيدي ) استخراج معادن سولفيد ( پيريت FeS2 ) و عبور آب از رگه هاي اين معادن بطور طبيعي يا از طريق فرايند هاي مصنوعي باعث افزايش اسيديته آب مي گردد . در PH كمتر از 6 باعث خوردگي زياد از حد در سيستمهاي لوله كشي – قايقها – اسكله ها و … مي شود .

شوري : 97 درصد آبهاي جهان شورند . فاضلابهاي صنعتي – حمل مواد معدني توسط آبياري و غيره باعث شوري مي شود . استفاده از نمك در شاهراهها و شستشوي آن باعث شوري آبها مي شود . افزايش شوري كيفيت آب را پائين مي آورد . مواد معدني و كاني در آب تاًثيرات زيادي روي گياهان و جانوران آبزي دارد و زيان وارده به زندگي آبزيان مربوط به فرايند اسمزي است كه نهايتاً به مرگ جاندار مي انجامد .

سميت : فلزات سنگين باعث سميت آب مي شوند . جيوه – سرب – كادميوم – كرم و نيكل از جمله  اين عناصر هستند . با جمع شدن در مدت طولاني در بدن موجودات زنده باعث سميت و نهايتاً مرگ موجود زنده مي شوند .

رسوبات : رسوبات در اثر فرايند هاي طبيعي فرسايشي بوجود مي آيند و باعث آلودگي شديد آبهاي سطحي مي شوند .

 تاًثيرات زيان آور رسوبات عبارتست از :

1-       مشكلات مربوط به لايروبي كانالها- چشمه ها – بنادر و مخازن

2-       نابودي جانوران آبزي و از بين بردن زيستگاه آنها

3-       كاهش نفوذ نور به داخل آب و كاهش فرايند فتو سنتز

4-       تيره گي آب و افزايش هزينه تصفيه آن

 

       ×          مواد راديو اكتيوتيه

خطر ناك ترين مواد آلوده كننده مواد راديو اكتيويته با نيمه عمر متوسط هستند . سرعت تجزيه مواد راديو اكتيو را نيمه عمر گويند كه با    t   نشان داده مي شود . هرچه نيمه عمر كوتاه تر باشد ( چند ثانيه ) خطر بيشتري وجود دارد . و هرچه نيمه عمر طولاني تر باشد  اثر پايدارتري بر محيط مي ماند ولي خطر كمتري وجود دارد .

سوختن ذغال سنگ باعث انتشار مواد راديو اكتيو در محيط مي شود و تا چند برابر سوختهاي فسيلي ( نفت ) خطرناك است .

سه فعاليت مهم وابسته به اورانيوم كه منبع بالقوه توليد آلودگي است :

1-       استخراج از معدن و فرآيند هايي روي سنگ معدن داراي راديو اكتيو سودمند

2-       استفاده از مواد راديو اكتيو در سلاحهاي هسته اي

3-       استفاده از مواد راديو اكتيو در توليد انرژي هسته اي ( نيرو گاهها ي هسته اي – اتمي )

       ×          فرايندهاي سنگ معدن

بزرگترين مشكل آلودگي راديو اكتيوي در نتيجه توليد اورانيوم به علت مقادير زيادي اورانيوم باقي مانده از توليد مي باشد . مواد راديو اكتيوي توسط بارندگي از توده پس ماندها حل يا خرد شده و به سمت آب معمولي مصرفي حركت و باعث آلوده سازي شديد آن مي شود .

راديوم و توريوم از نظر شيميايي شبيه كلسيم هستند و بنابراين وقتي كه وارد بدن مي شوند توسط استخوانها جذب مي شوند . سبزي كاري مي تواند مقدار مواد پس مانده در آبهاي سطحي را كاهش دهد . وقتي ذرات راديو اكتيو يته در اثر آزمايشهاي اتمي با باران تركيب شوند باران هسته اي بوجود مي آيد . باران راديو اكتيو در سال 1963 منجر به امضاء قرار داد تحريم آزمايشات هسته اي شد .

استرانسيوم 90 يك جزء باران راديو اكتيو با نيمه عمر 28 سال از نظر شيميائي مثل كلسيم است و توسط گياه از خاك جذب شده و با خوردن گياه  به استخوانها و دندانها وارد  مي شوند .اين عناصر  در مغز استخوان وارد شده و اختلالات خوني را بوجود مي آورد .

سزيم 137 با نيمه عمر 30 سال از نظر شيميائي مثل پتاسيم است و توسط لبنيات و گوشت و حبوبات برگدار از باران راديو اكتيويته جذب شده و  به انسان ميرسد . و مثل استرانسيوم عمل مي كند .

 

4 نوع آلودگي توسط كارخانجات انرژي هسته اي توليد مي شود :

 

1-       توليد زباله هاي مايعي از راديو اكتيو

2-       زباله هاي مايع و گازي حاصل از عناصر سوختي

3-       محصولات حاصل از شكافت هسته

4-       گرما

 

تهديد بزرگ آلودگي آب به  فرآيند هاي زباله هاي هسته اي در سيستم عمل كننده مربوط است . زباله ها را در ظروف فولادي بسته بندي مي كنند و بر حسب خط مشي مربوطه دفن مي سازند .

 

       ×          حرارت

 

از نظر بسياري از مردم گرما يك آلوده كننده نيست . اما وقتي براي سرد كردن دماي آب از رودخانه ها استفاده  شود و دماي آب بالا رود  خطر جدي است .

افزايش حرارت چه اثري در آبهاي طبيعي دارد :

1-       ميزان اكسيژن محلول در آب را كاهش مي دهد ( DO )

2-       سرعت واكنشهاي شيميايي را افزايش مي دهد

3-       درجه حرارت نامناسب براي زندگي آبزيان توليد مي شود

4-       ميزان درجه بندي هاي مرگ آور افزايش مي يابد .

 

بررسي ديگر آلاينده هاي  آب

 

كيفيت آب عامل تعيين كننده اي براي آسايش و رفاه انسانهاست . اكنون در جوامعي كه آب ها ي آلوده به باكتريها و مواد شيميايي وجود دارد شيوع بيماريها امري اجتناب ناپذير است  و بسياري از مرگ و مير ها ناسي از آلودكي آب مي باشد . با وجود تصفيه آب آشاميدني در شهر ها هنوز هم بعضي از منابع آب شهري در برخي نقاط حاوي مقادير خطر ناكي از عوامل بالقوه بيماري زا هستند . تركيبات شيمياييي و سمي در اندازه هاي كم به هيچ وجه در آب آشاميدن قابل روئيت نبوده و بدون انجام آزمايشات ويژه به راحتي  نمي توان در خصوص كيفيت آبي اظهار نظر كرد .

در جوامع صنعتي سر چشمه هاي گوناگوني براي وارد  شدن آلودگي هاي شيميايي بدرون آب وجود دارد ، فضولات حاصل از صنايع شيميايي و آبكاري و عبور  از ميان زمينهاي كشاورزي سمپاشي شده منابع جدي آلودگي شيميايي آب هستند .

در حال حاضر مواد سمي كه توسط آب منتقل مي شوند مهمترين عوامل زيانبار موجود در آبهاي آشاميدني هستند .

آگاهي از منابع آلاينده ها – نحوه انتقال – برهمكنش ها و آثار ناشي از ورود آلاينده ها به آب براي كنترل آنها به طريقي كه براي محيط زيست بي خطر بوده و در عين حال از جهت اقتصادي مقرون به صرفه باشد حائز اهميت است .

آگاهي از مفهوم آلودگي و كنترل آن منوط به كسب دانش در زمينه شيمي محيط زيست آبي است .

در درس قبل برخي از آلاينده ها ي آب تشريح شد در اين درس ادامه مطلب را پي مي گيريم :

 

 

 

عناصر ناچيز موجود در آب Tracc E lement

منظور از عناصر ناچيز عناصر به مقدار بسيار اندك است . با توجه به اينكه در قديم روشهاي مدرن امروزي همچون جذب اتمي – نشر پلاسما – تجزيه با نوترون فعال – كروماتوگرافي گازي – طيف سنجي جرمي و روشهاي ديگر كه قدرت آشكار سازي را تا حد كشف مقادير بسيار اندك كه امروزه قابل دسترس هستند گسترش داده اند وجود نداشت و فقط مي توانستند حضور يك عنصر را بدون مقدار آن آشكار سازند عنصر مورد نظر را در حد ناچيز پنداشته و تعريف كلي عناصر موجود در آب را منظور مي نمودند .

برخي از اين عناصر بعنوان مواد غذائي براي زندگي جانوران و گياهان شناخته مي شوند و مقدار كم آنها مورد نياز و مقدار زياد آنها سمي است . مثل هيدروژن – اكسيژن – فسفر – پتاسيم – گوگرد – منيزيوم – كلسيم – ميكرو و ماكرو نوتريونها ( Cl- CO – mo – fe- zn - , …  ) كه هركدام بعنوان سازنده زيست جرم يا كنترل عملكرد متابوليكي ارگانيسم ها در آب وجود دارند و منبع آنها اكثراً كاني هاي موجود در آب است .

 

برخي عناصر ناچيز از لحاظ مسائل محيط زيست بسيار با اهميت هستند مثل سرب يا جيوه يا كادميوم ( چون به غشا، سلولها متصل شده و روند انتقال مواد از راه ديواره سلولها را مختل مي نمايند ) . بعضي از شبه فلزات يعني عناصري كه حد فاصل فلزها و غير فلز ها قرار دارند نيز آلاينده هاي مهمي براي آب به حساب مي آيند – آرسنيك – سلنيم – آنتيموان در اين زمينه حائز اهميت هستند . در زير به شرح اين عناصر و اثر آنها در محيط زيست آبي مي پردازيم :

 

آرسنيك  AS

 

        جذب حدود 100ميلي گرم از اين عنصر مي تواند سبب مسموميت انسان شود . جذب دوزهاي اندك آرسنيك در زمان دراز و به دفعات متعدد سبب بروز مسموميت مزمن مي شود . آرسنيك عنصري سرطان زاست و قتل هاي زيادي با آن صورت گرفته است . احتراق ذغال سنگ باعث ورود مقدار قابل توجهي آرسنيك به محيط زيست مي شود كه بيشتر اين مقدار به منابع آبي وارد مي گردد .

آرسنيك به همراه كاني هاي فسفاته به محيط وارد مي گردد . برخي از آفت كشها خصوصاً آنها كه قبل از جنگ جهاني دوم مصرف گسترده اي داشته اند حاوي تركيبات بسيار سمي آرسنيك هستند . رايج ترين  اين   مواد عبارتند  از   آرسنات   سرب و آرسنيت   سديم  .

 

يكي ديگر از منابع بزرگ آرسنيك زوائد باقي مانده از معادن است . آرسنيك بصورت محصول فرعي در فر آيند تصفيه مس ، طلا ، سرب ، بصورت فضولات معدني انباشته مي شود .

 

كادميوم Cd

 

كادميوم ناشي از زائدات صنعتي يا فضولات معدني از آلوده كننده هاي اصلي آب است . كادميوم در آبكاري فلزات به مصرف ميرسد . اين عنصر از لحاظ شيميايي شباهت زيادي با روي دارد و اين دو فلز درپديده هاي ژئو شيميايي با هم شركت مي كنند . فشار خون بالا – تخريب كليه – تخريب بافتهاي بيضه و تخريب گلبولهاي قرمز خون از جمله عوارض كادميوم است . مسموميت با كادميوم سبب بروز بيماري مي شود كه در ژاپن به آن ايتاي ايتاي ( آخ آخ در فارسي ) ناميده مي شود  . اين بيماري همراه با درد شديد و شكستن بي دليل استخوانها بروز مي نمايد .  كادميوم مي تواند در برخي از آنزيمها جانشين روي شده و با تغيير در ساختمان فضائي آنزيم موجب از دست رفتن فعاليت كاتاليزوري آنزيم و نهايتاً سبب بروز علائم بيماري شود .

كادميوم يك آلاينده خطر ناك آب است و پاكسازي آبي كه به كادميوم آلوده است بسيار دشوار خواهد بود .

در بنادر و خليج ها ته نشست كادميوم و تركيب آن با سولفاتها كادميوم را بصورت سولفيد كادميوم نامحلول رسوب مي دهد . ( cds)

 

سرب Pb

 

آلودگي سرب از بعضي منابع صنعتي و كاني سر چشمه مي گيرد و همچنين سرب ناشي از سوزاندن بنزين هاي سربدار يكي از سرچشمه هاي عمده ورود سرب به اتمسفر و خاك است و در نظام هاي آبي وارد مي شود . سنگ آهك سرب دار مي تواند منشا، ورود سرب به آبهاي طبيعي باشد . استفاده از ظروف سربي براي خوردن و آشاميدن سبب مسموميت طبقه حاكم در رم باستان و انقراض آنها از سلطنت گرديد .

در اثر مسموميت با سرب اختلال جدي در عملكرد كليه ها – دستگاههاي تناسلي – جگر – مغز و سلسله اعصاب مركزي و در نهايت مرگ فرد پيش مي آيد . مسموميت ناشي از وجود سرب در محيط زيست برخي از كودكان را به عقب ماندگي ذهني دچار كرده است . مسموميت خفيف با سرب موجب بروز آنمي در انسان مي شود و فرد مسموم دچار سردرد – درد عضلات – احساس خستگي عمومي و عصبانيت مي شود . جز در مواردي كه هنوز از لوله هاي سربي قديمي براي انتقال آب استفاده مي شود آلودگي سربي چندان قابل توجه نيست . سرب در ساختمان لحيم و بعضي مواد بكار رفته در اتصالات لوله ها مصرف مي شود . بنابراين آب مورد استفاده شهروندان تا حد زيادي با سرب در تماس است .

آب مانده در لوله كشي ساختمانها مقدار قابل توجهي سرب – روي – كادميوم و مس دارد و لازم است بعد از برگشت از سفر كه لوله ها مدت زيادي پر آب بوده و تخليه نشده اند با باز نمودن لوله ها آب آلوده خارج گردد .

 

جيوه Hg

 

جيوه آسيبهاي بسيار زيادي به سلامتي انسان وارد مي سازد . جيوه در بسياري از كاني ها به مقدار بسيار كم وجود دارد . سينابر سولفيد قرمز جيوه ، سنگ معدن تجارتي اصلي جيوه است .

جيوه فلزي در وسائلي مثل دستگاههاي ايجاد خلا، آزمايشگاهي بكار ميرود . مصرف عمده جيوه در توليد الكترود هاي مربوط به دستگاههاي توليد الكترو ليتيك گاز كلر است . تر كيبات آلي جيوه در ساخت آفت كشها – خصوصاً قارچ كشها موارد مصرف گوناگوني دارد . ورود جيوه به محيط زيست از طريق منابع متفرقه متعددي صورت مي گيرد كه مربوط به استفاده بشر از اين عنصر است . دور ريز مواد شيميايي مصرف شده در آزمايشگاهها – باطريها- دماسنج شكسته – قارچ كشها – آمالگام بكار رفته براي پر كردن دندان و محصولات داروئي راههاي ورود جيوه به محيط زيست هستند .

سر ريز فاضلاب شهري گاهي حاوي جيوه تا ده برابر مقدار يافت شده در آبهاي طبيعي است .

در سالهاي 1960- 1953 سميت جيوه در خليج مينا ماتا ي ژاپن به نحو غم انگيزي خود نمائي كرد . از ميان افرادي كه محصولات دريايي اين خليج  آلوده را مصرف كردند 111 نفر مسموم شدند و 43 نفر آنها جان سپردند و 19 نفر كه مادران آنها از اين مواد غذائي مصرف كرده بودند تغييرات ژنتيكي ديده شد . منبع ورود جيوه به آب پسماندهاي صنايع شيميايي ريخته شده در خليج بود از جمله اثرات سمي جيوه را مي توان اختلالات نورولوژيك – افسردگي – عصبانيت – كوري – ديوانگي – شكستن كروموزومها و بروز نقائص مادر زادي را نام برد .

عوارض خفيف تر مسموميت با جيوه مثل افسردگي و عصبانيت داراي ماهيت سايكو پاتولوژيكي هستند .

برخي از اشكال جيوه نسبتاً غير سمي هستند و براي درمان سفليس و ديگر بيماريها كار برد دارند و تركيبات آلي جيوه بشدت سمي هستند . وجود جيوه در بدن ماهي ها ي درياچه هاي آلوده  و غلظت بسيار زياد جيوه در آب و در بافتهاي ماهي ديده شده است و آن ناشي از تشكيل يون محلول مونومتيل مركوري CH3Hg+  و دي متيل مركوري فرار CH3)2Hg ) توسط باكتري ناهوازي موجود در رسوبات است .

و جيوه ناشي از اين تركيبات در بافتهاي چربي انباشته شده و ممكن است از 1000برابر غلظت آن در آب بيشتر باشد . ماده شيميائي عامل متيلاسيون كه جيوه معدني را به تركيبات متيل مركوري تبديل مي كند متيل كوبالامين نام دارد كه آنالوگ ويتامين B12  است .

 

در آبهاي خنثي يا قليائي شرايط مساعدي براي تشكيل دي متيل مركوري CH3)2Hg )  وجود دارد . اين تركيب فرار مي تواند به اتمسفر هم وارد شود .

 

 

سيانور درآب :

 

      سيانور ماده اي سمي و مرگ آور است كه در آب بصورت HCN كه اسيدي ضعيف است ديده مي شود يون سيانيد با بسياري از يونهاي فلزي ميل تركيبي زيادي نشان داده مثلاً در مجاورت آهن دو ظرفيتي يون فروسيانيد را تشكيل مي دهد كه سميت آن نسبتاَ  كمتر است . HCN فرار ماده اي بسيار سمي است كه در سالهاي 1940-1967 در اتاقهاي گاز زندانهاي كشور امريكا براي اعدام محكومين بكار ميرفت . سيانور مصرف صنعتي گسترده اي دارد و بويژه براي پاكسازي سطوح فلزي و آبكاري فلزات بكار ميرود . همچنين از طريق صنايع گاز و كوره هاي كك سازي در محيط منتشر مي گردد . در عمليات استخراج كاني ها به وفور مصرف مي گردد . بعنوان مثال در عمليات استخراج طلا براي جدا كردن طلا از سنگ معدن ابتدا جيوه مصرف مي شد و سپس بعلت كارائي بالاي سيانور اين ماده  مورد استفاده قرار گرفته و بعلت فرايند شستشو با سيانور باعث آلودگي شديد آبهاي زير زميني گرديده است .

 

آزبست در آب :

آزبست عنصري معدني است كه در اثر استخراج از سنگ معدن بصورت اليافي فيبري در هوا منتشر و باعث خراش بافتهاي ريه مي شود و نهايتاَ توليد سرطان مي نمايد .  آزبست از طريق لوله هاي آزبستي و يا فرايندهاي معدني در اتمسفر منتشر و وارد آبهاي طبيعي مي گردد .

 

حذف سختي آب :

نمكهاي منيزيوم و كلسيم عمدتاً بصورت بي كربنات يا سولفات در آب حضور دارند عامل اصلي سختي آب هستند . آب سخت آبي است كه در جريان واكنش صابون با يونهاي كلسيم و منيزيوم ايجاد دلمه هاي نامحلول مي نمايد . اين يونها باعث مزاحمت در عملكرد پاك كننده ها مي شوند بنابراين بايد كمپلكسه گردند . همچنين اين يونها باعث تشكيل رسوبات معدني مي گردند كه باعث مسدود شدن لوله ها و كاهش راندمان انتقال آب مي گردند .

براي جذب سختي آب و اصطلاحاً نرم كردن آن در شهر هاي بزرگ از فرآيند آهك – سودا بهره مي گيرند كه عبارتست از تصفيه آب به كمك ca (OH)2  و كربنات سديم Na2co3 كه در اين عمليات كلسيم بصورت CaCo3 و منيزيوم بصورت Mg (oH)2 رسوب مي گردند .

 

 

در بعضي از سيستم هاي بزرگ تهيه آب نرم به روش آهك – سودا از رسوبات كربنات كلسيم حاصل بعنوان منبع توليد آهك استفاده مي كنند . نرم سازي آب به روش آهك – سودا 2 مشكل عمده دارد :

1-     به دليل پديده فوق اشباع مقداري CaCo3 و Mg(oH)2 در محلول باقي مانده و اين تركيبات اگر حذف نشوند پس از مدتي رسوب مي كنند كه ايجاد لايه رسوبي زيانبار يا كدورت نامطلوب در آب را بدنبال دارد .

2-     از ناحيه استفاده از تركيب بسيار بازي كربنات سديم مشكل ايجاد مي شود . اين ماده سبب بالا رفتن PH آب تصفيه شده تا حدود 11 مي شود كه بايد براي غلبه بر آن بداخل آب Co2 دميد .

دي كسيد كربن سبب مي شود كه كربنات كلسيم و هيدرو كسيد منيزيوم موجود در آب به گونه هاي محلول بيكربنات تبديل شوند :

 

آبي كه PH و قليائيت آن در حد معيني تنظيم شده و غلظت يون Ca2++ موجود در آن بسيار نزديك به غلظت اشباعي CaCo3  باشد تثبيت شيميايي شده است . اين آب نه باعث ترسيب كربنات كلسيم در منابع و مجاري آب و گرفتگي لوله ها مي شود و نه لايه محافظ CaCO3 موجود بر سطح داخلي لوله ها را در خود حل مي نمايد . آبي كه ميزان CaCO3 آن بسيار پائين تر از حد اشباع باشد آب مهاجم ناميده مي شود .

يك روش ديگر نرم كردن آب استفاده از ستون تعويض يوني است . تعويض يوني يعني انتقال برگشت پذير يونها بين محلول آبي و يك ماده جامد كه قادر به ايجاد پيوند با يونها باشد . مثلاً حذف NaCl از محلول بوسيله دو واكنش تعويض يوني است .

در نرم كردن آب به كمك تعويض يوني نيازي به حذف كليه يونهاي محلول نيست تنها حذف آن دسته از كاتيونها كه موجد سختي آب هستند كافي است . بنابراين معمولاً فقط استفاده از تعويض كننده هاي كاتيوني كفايت مي نمايد .

گند زدائي آب :

مجموعه عمليات براي كشتن باكتريها ي موجود در آب را گندزدائي گويند . كلر معمولي ترين ماده گند زداست كه براي اين منظور بكار ميرود :

 

 

اسيد هيدروكلره اسيد ضعيفي است كه باعث كشتن باكتريها مي شود . گاهي بجاي گاز كلر از نكهاي هيپو كلريت استفاده مي شود . هيپو كلريت كلسيم Ca(ocl)2 نمكي است كه براي اين منظور استفاده مي شود . دو گونه شيميايي كه توسط كلر در آب تشكيل مي شود Hocl و ocl- هستند كه كلر آزاد سودمند نام دارند و در كشتن باكتريها بسيار موثرند .

اين مواد در حضور آمونياك مونو كلرامين NH2cl – دكي كلرامين NHCL2 – و تري كلرآمين NCL3 كه قدرت گند زدائي كمتري دارند را تشكيل ميدهند . كلر زني مي تواند ماهيت و سميت ناخالصي هاي معدني موجود در آب را تحت تاًثير قرار دهد .

گاهي براي گند زدائي بجاي كلر از ازون استفاده مي شود به اينصورت كه پس از فيلتر كردن هوا آن را سرد مي كنند و سپس هواي سرد و خشك و فشرده را در معرض تخليه الكتريكي با ولتاژ 20000ولت قرار مي دهند كه اكسيژن به ازون تيديل مي شود و ازون توليد شده به درون محفظه تماس پمپاژ مي شود و 10تا 15دقيقه طول مي كشد .

اخيراً به دليل احتمال توليد تركيبات ارگانو كلره در خلال فرآيند كلر زني آب استفاده از ازون مورد توجه روز افزون قرار گرفته است .

ازون بيش از كلر بر ويروسها قدرت تخريبي دارد .

آهن به شكل يون فرات Feo4 2- هم يك عامل اكسيد كننده قوي با خواص گند زدائي عالي است . مزيت استفاده از اين گند زدا حذف فلزات سنگين – ويروسها و فسفات است . ممكن است در آينده اين گند زدا گسترش يابد .

حذف مواد آلي از اب آشاميدني :

 

مقادير بسيار اندك مواد آلي اگزوتيك ( مواد ساخته دست بشر ) در اب آشاميدني مي تواند موجب سزطان و ديگر بيماريها گردد . برخي از اين مواد تركيبات آلي كلردار هستند كه براي ضد عفوني آب بكار مي روند . در اثر كلر زني آب براي ضد عفوني كردن آب كلروفرم و ساير تركيبات هالو متان Trihalomethane( THMs ) ناشي از فرآيند كلر زني كه از 100PPb تجاوز كنند خطر ساز خواهند شد . كه بايستي با استفاده از گرانول ذغال فعال در حد استاندارد كاهش يابند .

 

 

تصفيه فاضلاب : Waste Water Treatment

 

  فاضلاب رها شده در آب منبع اغلب آلودگي ها در آبهاي طبيعي است بنابر اين لازم است خود فاضلاب به نحوي تصفيه شود . تصفيه فاضلاب عمدتاً با سه روش تصفيه اوليه – تصفيه ثانويه و تصفيه ثالثيه ( پيشرفته ) صورت مي گيرد . در تصفيه اوليه مواد جامد از آب خارج مي گردند ( به روش مكانيكي ) و BOD را بطور ملايم كاهش مي دهند .

در مرحله ثانويه BOD بطور قابل ملاحظه اي توسط اكسايش زيستي مواد حل شده در آب كاهش مي يابد و در مرحله ثالثيه مواد جامد باقي مانده و مواد معدني محلول و تركيبات آلي از فاضلاب جدا مي گردند . اين عمليات توسط مجموعه اي از فرايند هاي فيزيكي ، شيميائي و زيستي انجام مي گردد .

فرآيند هاي تصفيه فاضلاب اوليه :

در اين فرآيند ابتدا بيشتر جامدات را از آب جدا مي تمايند و اين امر با رسوب دادن جامدات و برداشتن اجسام معلق كامل مي گردد اين فرايند شامل مراحل زير است :

1-       غربال كردن

بوسيله تورهاي سيمي و غربال ها و عبور آب الوده از آنها امكانپذير است .

2-       برداشتن سنگريزه  -  با ته نشست سنگ و سنگريزه آنها را جدا مي نمايند .

3-       خارج نمودن رسوبات

در صورتي كه سرعت جريان فاضلاب كم باشد جامدات معلق ته نشين مي شوند كه با ايجاد يك مخزن رسوب گيري كامل مي شود . جامدات ترسيب شده را لجن خام  مي گويند . در روش اوليه تصفيه فاضلاب سنگريزه و لجن خام از آب جدا مي شود و با افزودن گاز كلر باكتريهاي مولد بيماري را نابود مي نمايند . روش تصفيه اوليه بطور تخميني 35 درصد BOD و 60درصد جامدات معلق كه شامل 20درصد از كل نيتروژن و 10 درصد از كل فسفر را برطرف مي نمايد . اما مواد معدني را خارج نمي نمايد .

 

 

فرايند هاي تصفيه فاضلاب ثانويه

در اين فرآيند مواد معلق اضافه برداشته و BOD كم مي شود . صافي چكنده و فرآيند لجن فعال در اين مرحله مورد استفاده قرار مي گيرد . لجن فعال مي تواند تا 90% جمدات معلق و BOD را برطرف كند و صافي چكنده 80تا 85درصد مواد معلق را جذب مي كند .

صافي چكنده عبارتست از بستري از سنگ و سن به عمق 3 تا 10فوت كه در اين بستر باكتريهاي زيادي وجود دارند كه مواد آلي فاضلاب را نابود مي نمايند . قسمت مهم اين فرآيند تجزيه مواد آلي تحت عمل باكتريهايي است كه روي سنگ و شن و لجن قرار دارند .

لجن توسط دميدن هوا فعال شده و در اثر فعاليت لجن مملو از باكتريها ضايعات آلي شكسته مي شوند .

 

فرايند تصفيه ثالثيه ( پيشرفته )

در فرآيند هاي تصفيه اوليه و ثانويه BOD آب پائين مي آيد و باكتريها ي مضر حذف مي شوند اما تركيبات آلي معدني از بين نمي روند . در تصفيه پيشرفته تمام آلوده كننده هاي محلول و معلق كه در روش ثانويه برداشته شده اند از بين مي روند .

 

 

آلوده كننده هاي فاضلاب در مجموع به 4 دسته زير تقسيم مي شوند :

1-       جامدات معلق

2-        تركيبات الي حل شده

3-       مواد معدني غذائي گياهان بصورت محلول

4-       مواد معدني محلول

در تصفيه پيشرفته فاضلاب الكترو دياليز يا اسمز معكوس ( با محدود كردن غشاء ) موجب كاهش ذرات جامد معلق مي شود .

در حال حاضر لخته نمودن و سپس صاف كردن براي اين منظور مورد استفاده قرار مي گيرد . آلوم AL2(SO4)3H2O يك نمونه منعقد كننده مورد استفاده است كه با محلول قليايي از يونهاي بيكربنات ماده اي ژلاتيني كه ذرات جامد معلق را فرا گرفته و با آنها ته نشين مي شود بعد از تصفيه ثانويه مقادير كمي از مواد آلي محلول در آب باقي مي مانند كه طعم و مزه مخصوصي به آب داده و سمي است  .

پيشرفته ترين روش براي از بين بردن تركيبات آلي محلول جذب سطحي روي كربن فعال مي باشد .

فاضلاب از طرفي با جذب كننده سطحي پر شده عبور داده مي شود كربن فعال به شكل دانه هاي ريز و يا پودر مصرف مي گردد . شكل پودري نياز به زمان كمتري براي تماس دارد . بتدريج كه مواد آلي روي سطح كربن جمع مي شوند از ظرفيت پذيرش سطحي آن كاسته مي شود ، به منظور جانشين ساختن مجدد كه از نظر اقتصادي هم مقرون به صرفه است كربن مصرف شده بازسازي و دوباره مي تواند مورد استفاده قرار گيرد .

همچنين مواد آلي حل شده توسط اكسايش شيميايي با بكار بردن اكسيدهايي نظير هيدروژن پراكسيد ( H2O2) )و ازون O3 از فاضلاب خارج مي گردند . هيدروژن پراكسيد در محلول ناپايدار و به اكسيژن آزاد O2 تجزيه مي شود .

اكسيژن آزاد شده هر تركيب الي را كه در محيط وجود داشته باشد اكسيد مي كند . گاز ازون نيز اغلب تركيبات آلي موجود در فاضلاب را اكسيد مي كند .

همچنين گاز ازون بو – رنگهاي نامطلوب و موجودات ريز الوده كننده را از بين مي برد . تركيبات معدني مثل نيتروژن و فسفر نيز در فاضلاب نامطلوبند و فسفر بصورت يون فسفات PO4 3 ظاهر مي شود كه بصورت رسوب جدا مي گردد .

آلومينيوم سولفات لخته شيميايي است با يونهاي PO 4 3- واكنش مي دهد و رسوب جامدي تشكيل مي دهد كه با ديگر جامدات ته نشين مي شوند :

براي كاهش نيتروژن در فاضلاب با توجه به شكل شيميائي نيتروژن و PH   آب روشي اتخاذ مي گردد . مثلاً نيتروژن به شكل يون آمونيوم NH4 توسط رهنه سازي حذف مي شود . فرآيند برهنه سازي بر اساس تعادل بين NH4+ و H+ در آب است :

وقتي كه PH  فاضلاب بالاتر از 7 ميرود ( قليايي مي شود ) تعادل به سمت راست و منجر به تشكيل گاز آمونياك مي شود . در PH برابر 10بيش از 85% گاز آمونياك از بهم زدن فاضلاب در حضور هوا آزاد ميشود .

براي نيتروژنه كردن يعني تبديل آمونياك به نيترات و نيترات به گاز نيتروژن ( نيتروژن زدائي ) باكتريهاي مخصوص لازم است .

يونهاي Na+, k+,Ca+2،و… كه مواد معدني موجود در آب هستند و ممكن است مضر نباشند اما حجم اين مواد معدني شوري اب را زياد كرده و باعث سختي اب مي شوند . الكترو دياليز و اسمز معكوس روشهاي عملي براي كاهش دادن شوري فاضلاب هستند .

الكتريستيه و غشاهاي يك پليمر شيميايي در الكترودياليز مورد استفاده قرار مي گيرند .

جريان الكتريكي را به وسيله دو الكترود از آب عبور داده و الكترود ها  توسط غشائي از يكديگر جدا مي شوند و يون ها در محلول با عبور كردن از غشاها به سمت الكترودها جذب شده آب پاكيزه تر در پشت خود را باقي مي گذارند .

فرآيند اسمز زماني اتفاق مي افتد كه دو محلول با غلظت هاي متفاوت توسط يك غشاء نفوذ پذير از يكديگر جدا شوند . در طي اين فرآيند ملكولهاي آب از محلول با غلظت كمتر به محلول با غلظت بيشتر از طريق غشاء انتشار مي يابد تا غلظت ها مساوي شوند .

نكته :

فرآيند جذب آب از مواد زائد بهتر از برداشتن مواد زائد آز آب است .

 

در تصفيه فاضلاب بايد دانست كه هيچ يك از روشها به تنهايي 100% جواب نمي دهند و بايد مجموعه اي از روشها ي اوليه و ثانويه و ثاليه بكار گرفته شوند .

در مجموع مراحل تصفيه بطور خلاصه  بشرح ذيل است:

1-       تصفيه اوليه : شامل خارج نمودن مواد ساكن يا متحرك از آب .

2-       تصفيه ثانويه : حذف ناخالصي هاي قابل تجزيه زيستي و كاهش BOD

3-       ته نشيني : برداشتن تركيبات فسفري و جامدات معلق

4-       جذب سطحي : خارج نمودن تركيبات آلي حل شده در آب .

5-       الكترودياليز : رساندن غلظت نمك محلول به سطحي كه قابل استفاده باشد .

6-       كلرينه كردن : حذف موجودات ريز بيماري زا از آب و فاضلاب .

 

مدیریت مواد زائد جامد شهری

مديريت مواد زائد جامد     Solid Waste Management

 

                                

 

مديريت مواد زائد جامد عبارتست از جمع آوري و دفع بهداشتي  اين مواد و در سه طبقه كلي دسته بندي مي شوند :

1-     مواد زائد جامد شهري

2-     مواد زائد جامد صنعتي

3-     مواد زائد جامد خطر ناك

مواد زائد جامد شهري : عبارتست از پسماند هاي غذائي – ضايعات ساختماني – خاكستر و مواد باقي مانده جامد قابل اشتعال و غير قابل اشتعال مثل پلاستيك – چرم و منسوجات و… و مواد زائد جامد و نيمه جامد ناشي از عمليات تصفيه آب ( لجن و غيره ) .

 

منابع مواد زائد جامد شهري بشرح ذيل است :

-         مراكز مسكوني

-         مراكز تجاري

-         مناطق باز ( خيابانها و كوچه ها )

-         مراكز تصفيه آب

مواد زائد جامد صنعتي : اين زباله ها ناشي از فعاليت هاي صنعتي و تجاري نوعاً شامل اشغال – خاكستر – زباله هاي ساختماني ناشي از ساخت و ساز و زباله هاي ويژه و خطرناك مي باشند .

زباله هاي خطرناك : شامل ضايعاتي هستند كه براي حيات انسانها ، گياهان و جانوران داراي خطرات آني باشند و شامل ضايعات زير هستند .

1-     ضايعات اشتعال پذير

2-     ضايعات خورند

3-     ضايعات و پسماندهاي راديو اكتيويته

4-     ضايعات سمي

5-     ضايعات مواد منفجره

6-     مواد بيولوژيكي و شيميايي

تركيب فيزيكي زباله :

براي مديريت و برنامه ريزي براي جمع آوري و دفع بهداشتي زباله بايستي از تركيب آن آگاهي كامل داشته باشيم . شناخت تركيب فيزيكي و شيميايي زباله مواد تشكيل دهنده زباله را روشن مي نمايد . لذا در شناخت اين تركيب بايستي مسائل ذيل مورد بررسي قرار گيرد :

-          مقدار رطوبت ذرات

-          دانسيته زباله

-          آناليز ابعادذرات

مقدار رطوبت زباله : ميزان رطوبت زباله معمولاً بصورت مقدار رطوبت موجود در واحد جرم خشك يا مرطوب بيان مي شود .

دانسيته زباله : دانسيته زباله عبارتست از جرم مخصوص زباله و مقادير دانسيته زباله ها بستگي به موقعيت جغرافيائي – فصل سال و مدت زمان ذخيره نمودن زباله .

 

آناليز ابعاد ذرات زباله :

اندازه ابعاد ذرات زباله بوسيله سرند هاي طبقه بندي شده تعيين مي گردد و در 4 دسته قرار مي گيرند :

ذرات ريز   0 – 8 ميليمتر

ذرات متوسط 8- 40ميليمتر

ذرات بزرگ 40- 120ميليمتر

پسماندهاي الك ( سرريز ) عموماً بيش از 120ميليمتر

در شناخت تركيب فيزيكي زباله و آناليز ابعاد آن مواد را به سه گروه عمده طبقه بندي مي كنند :

1-     مواد سوختني يا مواد قابل تبديل به كود ( پسماند سبزيجات ، پارچه ، كتان ، كاه ، علوفه و مواد مشابه ) .

2-     مواد قابل احتراق : چوب ، كارتن ، چرم ، پلاستيك ، استخوان و …

3-     مواد غير قابل احتراق و سوختن ( آهن ، فلزات ، سنگ ، چيني ، شيشه ، سراميك و غيره .

در نمونه برداري جهت تعيين اجزاء و تشخيص نوع زباله حداقل 1000 كيلو گرم از زباله براي نمونه تهيه مي شود و در شهر هاي بزرگ نمونه گيري ماهي يكبار و جمعاً 12 در سال انجام مي گيرد . در شهر هاي كوچك 6 تا 4 بار در سال نمونه گيري كاهش مي يابد

 

تركيب شيميايي زباله :

شناخت تركيب شيميايي زباله نيز در مديريت جمع آوري و دفع بهداشتي مهم است . در شناخت اين تركيبات عناصري همچون كربن – هيدروژن – اكسيژن – ازت – سولفور و خاكستر دسته هاي مواد زائد مورد سنجش قرار مي گيرد .

در شناخت تركيبات شيميايي زباله همچنين بايد  نسبت كربن به ازت براي تهيه كود – درصد خاكستر – فلزات سنگين – PH – هدايت الكتريكي – فسفر – كلسيم – پتاسيم و ميكرو نوترينت ها را تعيين كرد .

 

 

اثرات آلودگي هاي ناشي از دفع غير بهداشتي زباله :

 

بر مبناي اصول بهداشتي و بهسازي زيست محيطي بايستي زباله ها كه منشاء انواع آلودگي هستند در اسرع وقت دفع گردند چرا كه در غير اينصورت انتشار و انتقال بيماري – ايجاد بو و چشم اندازهاي بد و نشت شيرابه زباله ها باعث آلودگي شديد محيط زيست مي گردد .

بيماريهايي همچون كزاز – حصبه و شبه حصبه – انگلهاي روده اي – اسهالهاي خوني – فلج اطفال – سالك پوستي و احشائي و … از جمله بيماريهايي هستند كه از طريق آلودگي ناشي از مواد زائد جامد در آب ، هوا و خاك حاصل مي شوند .

 

سياه زخم Anthrocis :

بيماري كه توسط مواد غذائي و علوفه آلوده در دامها بروز نموده و به انسان سرايت مي كند . ابتلاي انسان به اين بيماري از راه خراش پوستي است كه توسط حشرات ايجاد مي گردد .

بروسلوز Brucellosis:

بيماري عفوني است كه در انسان بشكل تب مالت در دامها بصورت سقط جنين ظاهر مي شود و از راه دستگاه گوارش و به وسيله علوفه آلوده به زباله به حيوان سرايت مي نمايد . كاركنان كشتارگاهها و فروشگاههاي گوشت و دامداريها بيشتر در معرض اين بيماري قرار مي گيرند .

كيست هيداتيك Hydatidosis:

نوعي بيماري انگلي شايع در ايران است كه ارتباط مستقيم با مدفوع سگ و رشد لارو اكي نوكوكوس گرانولوزوس ( Echinococus granolossus در يكي از اعضاي بدن انسان به وجود مي آيد .

سگهاي ولگرد و زباله خوار از طريق دفع مدفوع موجب انتشار انگل مي شوند .

بيماريهايي كه از طريق جوندگان انتقال مي يابند :

موشها ي بيمار از طريق مدفوع – ادرار و گزش موجب انتشار آلودگي مي شوند . بيماريهاي كريومننژيت – سالمونلا – تريشينوز و هاري بيماريهاي انگلي مثل آميبياز و … از طريق موش منتقل مي شوند .

سه نوع موش منتقل كنند بيماريها عبارتند از : 1- موش خانگي 2- راتوس نروژيكوس 3- راتوس راتوس كه از زباله هاي شهري تغذيه مي كنند و شرايط براي راتوس نروژيكوس از بقيه مهيا تر است .

بيماريهاي ناشي از ابودگي اب به لحاظ وجود فلزات سنگين – تركيبات فلوئور – كادميوم – نيتراتها – راديو اكتيو و غيره هستند .

بيماريهاي ناشي از الودگي خاك :

آلودگي خاك اثر مستقيمي روي آلودگي آب دارد و مي تواند در انتشار انواع و اقسام باكتريها – ويروسها و انگلها موثر واقع شود .

سيستم هاي مديريت جمع آوري و دفع زباله و كنترل آلودگي ناشي آز آن

 

جهت جلوگيري از الودگي هاي زيست محيطي مواد زائد جامد بايستي بلافاصله بعد از توليد در محل مناسب و با رعايت مسائل بهداشتي نگهداري و سريعاً جمع آوري – حمل و نقل و دفع گردند .

80% مخارج كل مديريت مواد زائد جامد مربوط به جمع آوري زباله است .

 

جمع آوري زباله بطور كلي به دو صورت است :

 

1-     جمع آوري خانه به خانه ( براي بافت سنتي و قديمي مورد استفاده قرار مي گيرد ) .

2-     جمع آوري از كانتينر هاي موقت

در روش  كانتينر هاي موقت دو سيستم وجود دارد :

الف) سيستم كانتينر ثابت SCS ( Stationary container system    )

ب) سيستم كانتينر متحرك    )HCS Hauled container system  )

جمع آوري اطلاعات دقيق از وضعيت موجود اجتماع – تعيين زمان مورد نياز براي عمليات جمع آوري و بررسي متغيرها – از نيازهاي اوليه براي تجزيه و تحليل اساسي در سيستم جمع آوري محسوب مي شود .

شناخت پارامترهايي نظير زمان برداشت در سيستم كانتينر ثابت و متحرك – زمان حمل – زمان خارج از خط در محاسبات مربوط به خطوط جمع آوري از اهميت خاصي برخوردار است . پس از تعيين لوازم و نيروي انساني مسير حركت و سايل تعيين مي گردد و اطلاعات و مسير دقيقاً روي نقشه پياده مي شود .

دفع نهائي

 

روشهاي دفع عبارتند از :

1-     سوزاندن در كوره هاي زباله سوز

2-     دفن زير خاك يا دفن بهداشتي

3-     تهيه كود كمپوست به طريق سنتي – نيمه سنتي و صنعتي

4-     پردازش – بازيافت و استفاده مجدد

قبلاً روش تلمبار كردن در اقيانوسها مورد استفاده قرار مي گرفت كه روشي كاملاً غير بهداشتي است و امروزه منسوخ شده است .

 

 

ضوابط كلي انتخاب محل – آماده سازي با روشهاي مختلف دفن

 

:

دفن بهداشتي زباله يعني انتقال مواد زائد به محل ويژه – تخليه – لايه بندي و متراكم نمودن آن با پوششي از خاك .

انتخاب محل : محلي كه براي دفن انتخاب مي شود بايستي با توجه به رشد جمعيت محل با وسعت مناسب انتخاب شود و جوابگوي نيازها تا 30تا 40سال آينده باشد . فاصله محل تا مركز جمعيت بايستي 10تا 20كيلومتر منظور گردد و مطالعات اوليه با نقشه برداري از نظر توپو گرافي مشخص شود .

مطالعات زمين شناسي – هيدرولوژي – زهكشي طبيعي منطقه – خاك پوششي – قابليت دسترسي – هواشناسي – بادهاي غالب و … مقبوليت عمومي – مسائل بهداشتي با دقت انجام مي گيرد و آماده سازي مي شود .

آماده سازي محل دفن : پس از انتخاب محل بر اساس ضوابط بايستي جهت آماده سازي محل جاده كشي – تسطيح – نصب باسكول – اتاق نگهباني – فنس كشي – برق ـ آب و … اقدام شود .

 

جلوگيري از نشت شيرابه زباله به داخل آب : بايستي جهت جلوگيري از نشت شيرابه تدابيري اتخاذ مي گردد . شيب بندي مناسب 2 تا 4 درصد و براي شيب هاي جانبي تا30درصد و ايجاد سد يا حفاظ 3 متري خاك براي جلوگيري از نفوذ سيلاب و آبهاي سطحي بسيار موثر است . در صورتيكه جايگاه دفن زباله مجاور دريا و يا روي سفره آبي  آبهاي زير زمين باشد يا حركت شيرابه بطرف سفره ها انجام شود آبهاي زير زميني آلوده مي شوند . همچنين نفوذ گازهاي توليد شده به داخل آب باعث سختي آب مي شود . شيرابه زباله بشدت سمي است و علاوه برداشتن CO2 داراي BOD5  دو تا سه هزار ميلي گرم در ليتر و COD   سي تا چهل و پنج هزار ميلي گرم در ليتر است . و عناصري نظير كلرور سولفات – منيزيوم – فسفر – كلسيم – آهن – سديم – پتاسيم – نيترات – آزت آلي و آمونياكي و جامدات معلق را به آبها وارد مي نمايد . شيرابه با روشهاي فيزيكي – شيميايي و بيولوژيكي تصفيه مي شود .

 

ماده پوشش زباله : براي پوشش زباله هر نفر در سال حدود 1 متر مكعب خاك پوششي لازم است و حجم خاك پوششي مورد نياز يك چهارم تا يك پنجم حجم كل زباله فشرده شده توصيه مي گردد . پوشش نهائي بايستي 60سانتيمتر خاك باشد .

 

كنترل بو:  بو بوسيله پوشش سريع زباله – بستن شكافها و حفره ها و استفاده از مواد از بين برنده بو مثل اورتو – دي – كلرو- بنزن به نسبت يك بيست و پنجم با آب و مصرف به مقدار 5000ليتر در هكتار است . كنترل آتش سوزي هم بايستي در محلهاي دفن صورت گيرد .

روشهاي مختلف دفن بهداشتي زباله :

روشهاي زير براي دفن زباله وجود دارد :

1-    بصورت مسطح Area Method

وقتي كه زمين براي گود برداري مناسب نباشد بعد از تخليه زباله بصورت نوار باريكي 40تا 75 سانتيمتري روي زمين تسطيح و فشرده مي شوند تا به ضخامت 180تا 300سانتيمتر برسند و آنگاه روي آنها قشري خاك به ضخامت 15 تا 30سانتيمتر مي ريزند و فشرده مي نمايند . عرض هر لايه فشرده نبايد از 240سانتيمتر تجاوز نمايد .

2-    روش سراشيبي Ramp Method

وقتي كه خاك  كمي براي پوشش زباله باشد و در مناطق كوهستاني و يا كم شيب از اين روش استفاده مي نمايند . زاويه شيب مورد نظر با زمين 30 % است و عرض باريكه با توجه به شيب سطح در طول عمليات با نقشه برداري و شدت ترافيك تردد ماشين  آلات طراحي مي شود . در اين روش ابتدا شياري به موازات دامنه سراشيبي ايجاد مي شود و اولين لايه زباله در داخل شيار جايگزين مي شود و سپس مثل روس مسطح ادامه مي يابد .

3- روش ترانشه يا گودالي Trench Method

در مناطقي كه خاك با  عمق كافي در دسترس است و سطح آبهاي زير زميني به اندازه كافي پائين است ترانشه هائي به طول 30تا 120متر و به عمق 1 تا 4 متر و عرض 5/4 تا 15 متر حفر مي شود و زباله در آن ريخته و با خاك ريز به ضخامت 10تا 30سانتيمتر پوشانده مي شود . هزينه اين روش بعلت گود برداري زياد بسيار زياد است .

4-روش دره اي با شيب بسبتاً زياد Ravine Method

در مناطقي كه گودالهاي مصنوعي يا دره هاي مصنوعي وجود دارد از آنها استفاده مي نمايند و فقط بايستي زمين شناسي منطقه – ويژگي هاي خاك منطقه و ضعيت آبهاي سطحي و زير زميني – سيستم جمع آوري زباله مد نظر قرار گيرد .

5-    روش معمول در زمينهاي باطلاقي

در شرايط اضطراري مي توان از زمينهاي باتلاقي استفاده نمود ولي بايستي كنترل آلودگي صورت گيرد . زهكشي مناسب – احداث سد مطمئن با مصالح و ايزولاسيون با 30تا 40سانتيمتر خاك رس كوبيده مهم است .

6-    دفن در زمينهاي ساحلي

عمليات دفن بايستي با توجه به سطح زير زمين – ميزان و نوع زباله صورت گرفته تا آب الوده نشوند و مثل روش روش فوق است . بايستي محل ايزوله شود .

فضاي لازم جهت دفن بهداشتي زباله :

جهت برآورد فضاي لازم براي دفن بهداشتي زباله بايستي جمعيت و توليد سرانه زباله آنها را دقيقاً بدانيسم و همچنين نرخ رشد اين جمعيت و سرانه آن را تا 30الي 40سال آينده برآورد نموده تا بتوانيم زمين مورد نياز براي دفن بهداشتي زباله را در نظر بگيريم .

بنابراين فضاي مورد نياز براي دفن زباله تابع جمعيت ، ميزان خاك پوششي ، امكانات بازيافت ، دانسيته و ضخامت قشر زباله دفن شده است .

 

گازهاي متصاعد شده از زباله :

وقتي كه زباله به ايستگاه دفن منتقل و با هر يك از روشهاي موجود دفن مي گردد بعلت وجود فعل و انفعالات بيولوژيكي و شيميايي از زباله گازهائي بوجود مي آيد كه حتي الامكان بايستي جمع آوري شده و براي توليد انرژي مصرف گردند .

اين گازها شامل آمونيوم ، دي اكسيد كربن ، منواكسيد كربن ، هيدروژن ، سولفيد هيدروژن ، متان ، نيتروژن و اكسيژن هستند .

گازهاي متان و دي اكسيد كربن گازهاي اصلي توليد شده ناشي از تجزيه غير هوازي تركيبات آلي زباله مي باشند كه بيش از 90درصد حجم گازهارا  جامد را تشكيل ميدهند.

اگر غلظت گاز متان در هوا بين 5   الي  15     درصد برسد عمل انفجار به وقوع خواهد پيوست البته وجود گاز متان در لايه هاي زباله به علت عدم حضور اكسيژن باعث انفجار نمي گردد، اما در هر صورت بايستي بصورت كنترل شده به اتمسفر تخليه گردد .

اگر گاز متان با روش كنترل نشده به اتمسفر تخليه گردد مي تواند در زير ساختمانها و يا ساير فضاهاي مسدودي كه مجاور يثا روي زمين هاي پر شده از زباله بنا گرديده اند متراكم گردد .

گاز متان از هوا سبك تر است ولي انيدريد كربنيك co2 در حد 5/1 بار از هوا و 8/2 بار از متان غليظ تر است و بنابراين در محل دفن زباله متراكم مي شود و با توجه به وزن مخصوص خود به اعماق محل دفن حركت مي كند .

گاز انيدريد كربنيك با عبور از لايه هاي زيرين در آبهاي زير زميني نفوذ مي كند و در آن حل مي شود و باعث سختي آب مي شود :

با توليد اسيد كربنات كلسيم يا منيزيوم را در خود حل كرده و در واقع علت اصلي افزايش سختي آبهاي زير زميني در مناطق دفن زباله وجود گازكربنيك در لايه هاي دفن است . اين گاز PH آب را پائين مي آورد .

براي جمع آوري و كنترل گازها معمولاً از لوله هاي مشبكي استفاده مي كنند كه در لايه هاي شني كف زمين تعبيه شده است. گازها بصورت جانبي در زير خاك حركت مي كنند .

 اگر تهويه گاز از اماكن دفن بصورت جانبي امكان پذير نباشد الزاماً بايد از لوله هاي عمودي انتقال گاز  استفاده نمايند تا گاز پمپاژ شده به اتمسفر رها گردد .

استفاده از لايه هاي رسي شني براي كنترل گاز و جلوگيري از نفوذ بي رويه آن به اعماق زمين يك روش معمول در اماكن بهداشتي زباله است .

شيرابه زباله :

شيرابه زباله بايد در محل دفن بماند و يا به منظور تصفيه انتقال داده شود . شيرابه زباله مايعي است بسيار سمي . حركت شيرابه درون زمين صورت گرفته و بسته به جنس مواد اطراف آن ممكن است درجهات جانبي نيز حركت كند . ميزان تراوش شيرابه از بستر محل دفن را مي توان با فرض آنكه موانع واقع در زير محل دفن تا بالاي سفره آب زير زميني بحالت اشباع بوده و لايه نازكي از شيرابه در بستر محل دفن موجود باشد . با استفاده از قانون دارسي Darsy’s Law تخمين مي زنند.

سوزاندن زباله :

تقريباً تمام زباله ها را بجز مواد اينرت ( مصالح ساختماني ، آهن آلات ، و … ) قابل سوختن هستند . با سوزاندن زباله 90% حجم آن كاهش مي يابد و از گرماي حاصل از سوختن مي توان بهره برداري كرد .

مخارج تاًسيسات سوزاندن زباله بسيار سنگين است و اثرات آن بر محيط زيست نيز مشكوك بنظر ميرسد و گاز هاي ناشي از سوزاندن اثرات بدي روي محيط زيست مي گذارند . گازهاي SO2 و HCL در شدت استهلاك خود تاًسيسات زباله سوز هم ديده مي شوند .

 

 

نكات مثبت سوزاندن زباله :

-         كاهش بسيار زياد حجم زباله

-         استفاده از گرماي آزاد شده

-         دفع مواد پلاستيكي

-         جدا كردن فلزات جهت استفاده مجدد

نكات منفي سوزاندن زباله

- ايجاد آلودگي هوا

-         احتمال دخول نمكهاي حلال در آبهاي زير زميني پس از انباشتن باقي مانده زباله

-          هزينه بسيار زياد

كمپوست يا كود سازي از زباله :

سالهاست كه در كشورهاي مختلف از زباله براي توليد كمپوست ( كود گياهي ) استفاده مي شود . اولين بار آزمايشات عملي كمپوست طي سالهاي 41-1926 توسط واكس من waksman و همكاران او انجام شد . گوتاس – بكاري – چوبانگولوس از پيشتازان اين علم و فن هستند .

در ايران استفاده از مواد زائد گياهي در روزگاران گذشته مورد توجه بوده است . در سال 48 در اصفهان و در سال 51 اولين كارخانه كودگياهي تهران تاًسيس شد .

براي ساختن كمپوست بايستي تجزيه مواد زائد صورت گيرد و اين تجزيه به دو صورت هوازي و بي هوازي است . در تجزيه هوازي ارگانيسم ها اكسيژن موجود در محيط را مصرف كرده و از مواد آلي تغذيه مي كنند و در اين واكنشها موادي مثل ازت – فسفر – كربن – و ساير مواد غذائي به مصرف و تغذيه پروتوپلاسم سلولي اين موجودات مي رسد و با تنفس ارگانيسم co2 خارج مي گردد . در مقايسه با ازت گياه به كربن بيشتري نياز دارد . 3/2 كربن مصرف شده بصورت co2  دفع مي شود و 3/1 باقي مانده با ازت در ساختمان سلولي شركت مي كند .

بعداز مرگ ميكرو ارگانيسم ها كربن و ازت آنها در دسترس تجزيه كنندگان قرار مي گيرد . اگر نسبت C/N متعادل باشد ازت بصورت آمونياك آزاد مي شود و تحت شرايط خاصي بصورت NO3 اكسيده مي شود .در نتيجه اكسيداسيون كربن به اكسيد كربن مقداري انرژي بصورت حرارت آزاد مي شود اين حرارت ممكن است به 70 درجه سانتي گراد برسد . اگر حرارت بيش از 65 تا 70باشد فعاليت ميكرو ارگانيسم ها كاهش مي يابد .

ميكرو ارگانيسم ها ي مزو فيليك در حدود 45 درجه سانتي گراد و با كتريهاي ترموفيليك در حدود 45تا 65 درجه سانتي گراد را تحمل كرده و در اين دما فعال هستند .

اكسيداسيون درحرارت هاي ترموفيليك سريع تر از مزوفيليك است و زمان كمتري براي تثبيت و تجزيه مواد لازم است . در عمليات هوازي كه بخوبي صورت گيرد بو توليد نمي شود و اگر بوئي توليد شود بايستي با زير و رو كردن عمل هوادهي صورت گيرد .

لازم به ذكر است كه بجز ازت و كربن در كمپوست مواد ديگري نظير فسفر – پتاس و عناصر غذائي كه براي رشد گياهان مورد نياز است به وفور يافت مي شود .

در تجزيه بي هوازي ازت موجود در مواد آلي به اسيدهاي آلي و آمونياك تبديل مي شود و كربن در تركيبات آلي جدا شده و به متان احياء مي شود . قسمت مهمي از گازهاي توليدي مثل متان و SH2 كه با بوي خاصي همراه است از تجزيه بي هوازي در طبيعت هم يافت مي شود ( در مردابها ) .

در شرايط بي هوازي بعلت نا مناسب بودن شرايط زندگي و مغايرت محيط براي زيست اين موجودات و در حدود 6 ماه الي يكسال نياز دارد .

در تهيه كمپوست به روش غير هوازي مواد آلي شكسته شده و در غياب اكسيژن از طريق احياء متان – هيدروژن مواد آلي شكسته شده و در غياب اكسيژن از طريق احياء متان – هيدروژن سولفوره و ديگر گازها كه عموماً موجب تعفن توده هاي كمپوست مي گردد به وجود مي آيد .

تجزيه مواد در توده كمپوست نتيجه فعاليت بسياري از گروهها ي مختلف باكتريها – قارچها – اكتينوميست ها و پرتوزوآ و ساير موجودات ريز كه در مواد آلي هستند است . ابتدا دماي توده ماده زائد جامد با بيرون يكسان است و سپس با فعاليت باكتريها ي مزوفيليك درجه حرارت بالا رفته و با توليد اسيدهاي آلي PH پائين مي آيد .

بعد از درجه حرارت 40درجه سانتي گراد باكتريهاي ترموفيليك فعاليت مي كنند و جايگزين باكتريهاي مزوفيليك مي شوند و با‌ آزاد كردن آمونياك از ازت محيط را شديداً قليايي مي كنند . در درجه حرارت 60درجه سانتي گراد قارچها ي ترموفيليك از بين رفته و واكنش بوسيله باكتريهاي تشكيل دهنده اسپور و اكتينو ميست ها ادامه مي يابد  و سپس وقتي كه مواد تجزيه شدند واكنش كند شده و حرارت كمپوست سرد مي شود . اين مراحل 5 روز طول مي كشد و كمپوست داراي بوي خاصي است وقتي درجه حرارت به زير 60 درجه سانتي گراد برسد قارچها ي ترموفيليك به عمل خود ادامه داده و سلولز را تحت تاًثير قرار مي دهند كه نتيجه عمل باز هم كاهش حرارت توده كمپوست است تا به درجه حرارت محيط برسد . وقتي درجه حرارت به 40 درجه سانتي گراد برسد باكتريهاي مزوفيليك مجدداً فعال مي شوند و كمپوست به مرحله رسيدگي مي رسد كه اين عمل تا چند هفته طول مي كشد و در طول اين مدت PH قليايي مي ماند و مرحله رشد ماكروفون ها مي رسد . در اين مرحله آنتي بيوتيك ها تشكيل مي شوند كه باعث مرگ بسياري از باكتريها ي مفيد و مضر مي شوند و در مرحله آخر حرارت كمپوست بطور جزئي زياد مي شود كه واكنش هاي ثانويه اتفاق مي افتد و كمپلكس هاي مختلف موجب توليد اسيد هيوميك و گاهي هوموس مي شود .

روشهاي تهيه كود از زباله :

1-     روش Windrows

2-     روش حوضچه اي Pits

3-     روش توده هاي سطحي با هوادهي بدون برگشت هوا Stacks

4-     روش توده هاي سطحي با هوادهي مصنوعي با برگشت هوا Stacks

اهميت C/Nو درجه حرارت در كمپوست :

درجه حرارت عامل بسيار مهمي در كمپوست محسوب مي شود . درجه حرات زياد باعث از بين بردن عوامل بيماري زا و بذور علفهاي هرز است . حداكثر درجه حرارت در فرآيند كمپوست 70 درجه سانتي گراد است و حرارت اپتيمم 60 درجه سانتي گراد است . اگر حرارت خيلي زياد شود باعث افت ازت و تصعيد آمونياك مي شود . در هر صورت افت ازت در درجه حرارت بالا در قبال از بين رفتن عوامل بيماري زا – بذر علف هرز و مبارزه با مگس در شرايط بهتر را نمي توان ناديده گرفت .