علل آلودگی آبهای زیرزمینی
?علل آلودگی آبهای زیرزمینی
آلودگی آبهای زیرزمینی به دلایل متعددی به وجود می‌آید. از جمله علل آلودگی آبهای زیرزمینی میتوان به این موارد اشاره کرد:
۱️⃣ شیرابه تولید شده در محل دفن زبالهها
۲️⃣ سیستم‌های فاضلاب محلی
۳️⃣ تصفیه خانه‌های فاضلاب
۴️⃣ آلاینده‌های دیگر
در ادامه هریک از موارد فوق الذکر به طور مختصر توضیح داده خواهد شد.
پیش از آن توضیح مختصری راجع به منابع آبهای زیرزمینی خواهیم داد.
?منابع آبهای زیرزمینی
آبهای زیرزمینی در همیشه یکی از مهم‌ترین منابع آبی و منابع اصلی تأمین آب برای مصارف شهری و صنایع و مصارف کشاورزی میباشند. گرچه حدود %۷۰ سطح زمین از آب پوشیده شده است اما تنها درصد کمی از آبهای موجود برای تأمین آب اجتماعات قابل استفاده میباشند.
برای مشخص شدن اهمیت آبهای زیرزمینی کافی است تا کل منابع آب شیرین کره زمین که زندگی تمامی موجودات به آنها وابسته میباشد، مورد ارزیابی قرار گیرد. از مجموع کل منابع آب موجود در دنیا فقط %۳ آن آب شیرین است که %۷۵ این آب در یخچالهای طبیعی وجود دارد و برای استفاده در دسترس نیستند، بنابراین کل ذخیره آب شیرین قابل دسترس در دنیا حدود ۰/۵ درصد است.
%۹۷ آب کرهی زمین، در اقیانوس‌ها و دریاهای آب شور وجود دارد.
در حال حاضر امکان استفاده از آن در سطح گسترده از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.
البته در پاره ای از مناطق با شیرین‌سازی آب اقیانوس‌ها، امکان استفاده از آنها فراهم شده است.
اما هزینه‌تولید آب‌شیرین‌و قابل استفاده از منابع‌شور هنوز هم در مقایسه با سایر منابع بعضاً بالا است.
آبهای زیرزمینی ۷/۹۸ درصد از کل آبهای شیرین قابل دسترس جهان را به خود اختصاص میدهند.
آب زیرزمینی، یک ذخیره مهم آب برای کاربردهای مختلف به شمار میرود.
متأسفانه برای دهه ها و شاید قرنها به دلیل دفع نامناسب زایدات جامد و مایع در محیط زیست بخشی از آبهای زیرزمینی آلوده شده اند. با توجه به اینکه منابع آب زیرزمینی در اعماق قرار گرفته اند، خطر آلودگی آبهای زیرزمینی نسبت به آبهای سطحی کمتر است. در صورت آلودگی آبهای زیرزمینی تصفیه آنها پرهزینه خواهد بود.
?مخاطرات و منابع آلوده ساز آب های زیر زمینی :
۱.شیرابه تولید شده در محل دفن زبالهها
?شیرابه چگونه تولید میشود؟
در دنیای امروزی که پسماندها کم کم به یک معضل جهانی تبدیل می شوند شاهد ماده بسیار خطرناک تری به نام شیرابه درون آن هستیم که به مراتب خطرش برای کره زمین از پسماندها بیشتر است. ۷۰ درصد حجم پسماند تولیدی در خانه را پسماندهای تر تشکیل می دهد، که شامل مواد آلی و فساد پذیر می باشد. وقتی این پسماندها روی هم انباشته شوند بعد از مدتی مایعی لزج،بد بو و قهوه ای رنگ از آن خارج می شود که شامل عناصر شیمیایی متعدد و عموما خطرناکی است که شیرابه نامیده می شود.شیرابه‌هایی که در محل دفن زبالهها تولید می‌شوند می‌توانند باعث آلودگی آبهای زیرزمینی شوند.
۲.سیستم‌های فاضلاب محلی
دیگر از علل آلودگی آبهای زیرزمینی سیستم‌های فاضلاب محلی است.
▫️آلودگی آبهای زیرزمینی با پاتوژن‌ها و نیترات، برحسب تراکم جمعیت و شرایط هیدروژئولوژیک زمین، میتواند به دلیل نفوذ مایعات موجود در سیستم‌های فاضلاب همچون چاه توالت‌ها و مخازن سپتیک به داخل زمین ایجاد گردد. این مایعات به درون زمین نشت کرده و از خاک‌های اشباع نشده (خاک‌هایی که به طور کامل با آب پر نشده‌اند) عبور میکنند و سپس وارد آبهای زیرزمینی می‌شوند و موجبات آلوده شدن آنها را فراهم می‌آورند. این امر زمانی مشکل آفرین میشود که در نزدیکی چنین مکانهایی چاه آبی قرار گرفته باشد و از آن برای تهیه آب شرب استفاده شود.
در طی عبور مایعات از میان خاک، برحسب زمان سپری شده جهت طی مسیر بین منبع آلاینده تا چاه آب، عوامل بیماری‌زا یا از بین می‌روند و یا بخش بزرگی از آنها جذب می‌شوند. بیشتر پاتوژن‌ها، اما نه تمامی آنها، با عبور از میان لایههای خاک، ظرف مدت پنجاه روز از بین می‌روند. مقدار از بین رفتن پاتوژن‌ها به شدت به نوع خاک، مقدار نفوذپذیری خاک، فاصله و دیگر عوامل محیطی بستگی دارد. به همین دلیل تخمین فاصله ایمن بین چاه فاضلاب یا سپتیک تانک و یک منبع آب، مشکل میباشد. در هرصورت، توصیه میشود که فاصله ایمن در حفر چاه‌های فاضلاب رعایت شود. علاوه براین، چون مساحت خانه‌ها محدود میباشد، اغلب سرویس‌های بهداشتی نزدیک به چاه‌های آب ساخته می‌شوند و می‌توانند سلامتی ساکنان خانه را به خطر اندازند.
این امر باعث آلوده شدن آب زیرزمینی شده و اعضای خانواده با نوشیدن چنین آبی دچار بیماری می‌شوند.
۳.تصفیه خانه‌های فاضلاب
▫️اگر جریان خروجی از تصفیه خانه فاضلاب وارد آبهای سطحی شود نیز میتواند به داخل سفره‌های آب زیرزمینی نفوذ کند. بنابراین، موادی که در تصفیه خانه‌های معمولی فاضلاب جدا نشده‌اند، ممکن است وارد آبهای زیرزمینی بشوند. به عنوان مثال در چند ناحیه از کشور آلمان غلظت مواد دارویی در آبهای زیرزمینی در حد ۵۰ ng/L میباشد. زیرا در تصفیه خانه‌های معمولی فاضلاب، آلاینده‌های میکرونی همچون هورمون‌ها و مواد دارویی و دیگر آلاینده‌های میکرونی موجود در ادرار و مدفوع به طور کامل حذف نمی‌شوند و باقی‌مانده آنها وارد آبهای سطحی و زیرزمینی میگردند.
۴.آلاینده‌های دیگر
▫️آلوده شدن آبهای زیرزمینی میتواند ناشی از نشت فاضلاب نیز باشد که این مورد در کشور آلمان مشاهده شده است. از دیگر موارد میتوان به استفاده بیش از حد از کودها یا سموم شیمیایی و نیز نشت آلاینده‌ها در کارگاه‌های صنعتی اشاره نمود. استفاده از کودهای حیوانی برای کشاورزی نیز میتواند موجبات راه یافتن داروهای مصرف شده توسط دام‌ها به داخل آبهای زیرزمینی را فراهم آورد.
این موضوع علاوه بر اینکه بر محدود بودن منابع آب قابل دسترس کرهی زمین تأکید دارد، اهمیت آبهای زیرزمینی را در تأمین آب شیرین مشخص میکند.
? احیاء آلودگی آبهای زیرزمینی
روش های متعددی جهت احیاء آلودگی آب های زیرزمینی وجود دارد که میتوان به مواردی از جمله موارد زیر در احیای آب های زیر زمینی آلوده اشاره کرد :
? مقابله با نفوذ شیرابه به آب های زیرزمینی
? استفاده از نانو ذارت آهن برای تصفیه آب های زیرزمینی
? پاکسازی بیولوژیک آب های زیر زمینی آلوده به هیدروکربن های نفتی
? روش های شبیه سازی از جمله شبیه سازی روش های پمپاژ- تصفیه و هوادهی
? راه های مقابله با علل آلودگی آبهای زیرزمینی
? مقابله با نفوذ شیرابه به آب های زیرزمینی
قبل از انتخاب قطعی یک مکان برای دفن زبالهها، وضعیت آبهای زیرزمینی و نوع استفاده از آبهای زیرزمینی منطقه نیز مشخص گردد. مکانی که برای دفن زباله ها انتخاب میشود، باید از لحاظ توپوگرافی و مطالعات زمینشنـاسی، هیــدرولــوژی، زه کشی طبیعی منطقه، خاک پوششی، وضعیت دسترسی به محل، مکانسنجی و… مشخص گردد. در صورتی که لازم است از سفره های زیرزمینی برای مصارف شرب و شستشو استفاده شود، باید دقت کافی به خرج داد تا از تولید شیرابه جلوگیری به عمل آید. در رابطه با آلودگی آب های زیرزمینی و امکان نفوذ شیرابه به داخل آنها همواره باید قدرت تصفیه پذیری و رفع آلودگی در هنگام حرکت شیرابه از لایه های مختلف زمین را مدنظر قرار داد. به دلیل جریان آهسته آب های زیرزمینی، قدرت خود پالایی آنها به مراتب کمتر از آبهای سطحی است. بهترین مکان آنهایی هستند که عوامل طبیعی در آن محلها شرایط خوبی را برای دفن مواد زاید به وجود آورده باشند. که در مناطق خشک و نیمه خشک قرار دارند. در چنین مکان هایی عمدتا به دلیل وجود زمین کافی و پایین بودن عمق آبهای زیرزمینی شرایط دفن نسبتا ایمن میباشند. با توجه به اینکه در مناطق مرطوب زباله ها در نزدیکی سطح آب های زیرزمینی دفن میشود، حتی علیرغم وجود خاک نسبتا غیرقابل نفوذ رس و سیلت، هرگونه شیرابه تولیدی در محل دفن تجمع یافته و در اثر فیلتراسیون طبیعی و تبادل یونی بین خاک رس و شیرابه، به آب های زیرزمینی وارد می گردد.
? استفاده از نانو ذارت آهن برای تصفیه آب های زیرزمینی
محققان ایرانی یک شرکت دانش‌بنیان موفق به بومی‌کردن فناوری تصفیه آبهای زیرزمینی با استفاده از نانو ذرات آهن در کشور شدند. نانو ذرات آهن خالص یا «زیرو ولنت» از یکسو به دلیل برخورداری از سطح فعال و خاصیت کاهندگی شیمیایی بسیار بالا و از سوی دیگر به دلیل اندازه بسیار کوچکشان که امکان نفوذ و مهاجرت مسافت‌های طولانی در اعماق خاک را فراهم میآورد، برای حذف آلودگی آبهای زیرزمینی بسیار مؤثرند. اگر این ذرات در یک مایع توزیع و پایدار شوند، با تزریق این محصول در یک نقطه از زمین (از طریق چاهک‌های ایجاد شده به همین منظور) یک منطقه مؤثر برای تصفیه آب ایجاد میشود. چاهک‌های مزبور را میتوان در فواصل مشخصی از چاه یا قنات برداشت آب به نحوی تعبیه کرد که محل برداشت آب را احاطه کرده و مانند یک سپر مانع از ورود آلودگی به داخل چاه شود. این نانو ذرات قابلیت حذف آلودگیهایی از قبیل مواد آلی کلرینه، یونهای فلزی سنگین، رنگهای آلی و یونهای غیرآلی را دار است. مزیت اصلی استفاده از این روش آن است که نانو ذرات آهن، عمل تصفیه و حذف آلودگی‌های موجود در آب را در عمق زمین انجام میدهند و دیگر نیازی به عملیات استخراج و سپس تصفیه آن در تصفیه خانه‌ها نخواهد بود. به همین دلیل هزینه تامین آب بهداشتی به میزان قــابل ملاحظهای کاهش پیدا میکند
? پاکسازی بیولوژیک آب های زیر زمینی آلوده به هیدروکربن های نفتی
روش های تصفیه بیولوژیک ابزار مناسبی برای پاکسازی محیط از وجود هیدروکربن های نفتی بوده و دارای اثر بخشی خوبی هستند. استفاه از فرآیندهای بیولوژیک در محل سایت آلوده، فرآیند پاکسازی سایت کاملتر، سریعتر، با راندمان بیشتر و اقتصادی تر انجام می شود. برای داشتن یک تصفیه بیولوژیکی موفق، مناسب و کارآمد در محل، وجود شرایط محیطی مناسب و اپتیمم در سایت آلوده، میکروبهای مناسب، اکسیژن و مواد مغذی مورد نیاز در منطقه آلوده ضروری است. امروزه در تحقیقات بیشتر به استفاده از باکتریهای اویلفیل و یا میکروبهایی که نفت مصرف میکنند و محیط را از وجود ترکیبات نفتی پاکسازی میکنند اشاره میشود. ماننــد باکتریهای تجزیه کننده هوازی شامل سودوموناسها، اسینتو باکترها، باسیلوس، آرتروباکتر و نوکاردیا متمرکز شده اند که در مطالعات مختلف شناسائی شده اند. از جمله روشهای پاکسازی بیولوژیک میتوان به کاهش یا تجزیه طبیعی، پاکسازی بیولوژیک در محل سایت آلوده اشاره کرد.
? روش های شبیه سازی از جمله شبیه سازی روش های پمپاژ- تصفیه و هوادهی
درطی سالهای اخیر امکان استفاده مشترک و همزمان روش های پمپاژ- تصفیه و هوادهی برای احیای آبخوانهای آلوده به مواد آلی فرار مطرح شده است. استفاده مشترک از این دو روش امکان ارایه طرح مناسبتری را در احیاء آبخوانهای آلـــوده میدهد. با این وجود شبیه سازی روش هوادهی در مقیاس کاربردی چه به صورت مجزا و چه به صورت ترکیبی با روش پمپاژ- تصفیه به علت پیچیدگی پدیده های حاکم بر این روش و جدید بودن آن چنان گسترش نیافته است. آبخوانهای آلوده به طیف وسیعی از آلاینده ها، از موادآلی فرار تا فلزات سنگین از طریق این روش احیاء قابل پاکسازی می باشند. از سوی دیگر روش هوادهی بر مبنای تزریق هوای تحت فشار به درون آبخوانهای آلوده به مواد آلی فرار است. هوای تزریق شده باعث جدا شدن مواد آلی فرار از آب شده و پس از رسیدن به ناحیه تهویه خاک توسط سیستم های مکش، جمع آوری و تصفیه میگردد.
فرضیاتی که در طی عمل شبیه سازی باید لحاظ شود عبارتند از:
?شرایط هم دما در کل دامنه شبیه سازی
?غیر محصور بودن آبخوان
?اختلاط کامل بین آب
?هوا و مواد آلی فرار
?مقدم بودن مکانیزم جدا سازی گاز از مایع نسبت به تجزیه بیولوژیکی در روش هوادهی
?وجود سیستم مکش گازهای خروجی در ناحیه تهویه خاک
?محلول بودن آلاینده در آب و عدم وجود فازهای مایع آب گریز
?نتیجه گیری علل آلودگی آبهای زیرزمینی
بر مبنای مطالعات صورت گرفته نتایج زیر در مورد علل آلودگی آبهای زیرزمینی حاصل گردیده است:
۱.آب های زیرزمینی یکی از منابع مهم تأمین آب در همه کشورهای دنیا محسوب میگردند و استفاده از آنها چه در آبیاری کشاورزی و چه در مصارف شهری و صنعتی رو به افزایش است که میتواند تهدیدی برای این منابع باشد.
۲.به هنگام پمپاژ هیدروکربنهای نفتی از قبیل بنزن، نفتالن، تولوئن و کرایسن به آبهای زیرزمینی به علت حل شدن پوششهای قیری می توانند این منابع را برای همیشه غیر قابل استفاده کرد.
۳.آلودگی آبهای زیرزمینی به نیترات یک مشــکل گسترده برای اقتصاد، اکوسیستم و سلامتی انسان است که امروزه به عنـوان یک مشکل عمـــده محیط زیستی تبدیل شده است و در بسیاری از نقاط جهان گزارش آلودگی آبهای زیرزمینی به نیترات وجود دارد.
۴.از جمله روشهای نوینی برای کاهش آلودگی آبهای زیرزمینی میتوان فناوری نانو را اشاره کرد. که علاوه بر میزان کارایی خوبی که دارد، هزینه تامین آب آشامیدنی از منابع آب زیرزمینی را نیز به حداقل میرساند.
۵.پاکسازی بیولوژیک در محل در مقایسه با روشهای فیزیکی و شیمیایی روشی ارزان و کم هزینهتر است و تجهیزات ساده ای لازم دارد. موفقیت اجرای این روش مستلزم این است که لایههای آبدار قابل نفوذ و یکنواخت باشند، نشت آلاینده اصلی از یک منبع مشخص باشد و شیب آب زیرزمینی کم باشد.
۶.بهترین مکان برای دفن مواد زاید برای جلوگیری از نفوذ شیرابه به آبهای زیرزمینی مکانهایی هستند که در مناطق خشک و نیمهخشک قرار دارند. در چنین مکانهایی عمدتا به دلیل وجود زمین کافی و پایین بودن عمق آبهای زیرزمینی شرایط دفن نسبتاً ایمن است.
۷.در روش شبیه سازی پمپاژ- تصفیه و هوادهی، روش پمپاژ- تصفیه مبتنی بر حفر چاههایی در آبخوانهای آلوده و پمپاژ آب آلوده به سطح زمین و تصفیه آن میباشد.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.