منابع و کیفیت، خصوصیات آلاینده آب‌های زیرزمینی

منابع و کیفیت، خصوصیات آلاینده آب‌های زیرزمینی

منابع آب‌های زیرزمینی

آب‌های زیرزمینی همیشه یکی از مهم‌ترین منابع آبی و منابع اصلی تأمین آب برای مصارف شهری و صنایع مختلف و مصارف کشاورزی هستند. امروزه دسترسی به منابع آب مطمئن و با کیفیت مطلوب یکی از مهمترین چالش­های دولت­ها و ملت­ها است. 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 است، مورد ارزیابی قرار گیرد.

با گسترش سکونت در مناطقی که آب سطحی وجود ندارد یا مقدار آن کم است.

استفاده از منابع آب زیرزمینی به عنوان جایگزینی مطمئن، مورد توجه است.

به طوری که در برخی مناطق آب‌های زیرزمینی به عنوان تنها منبع تأمین آب محسوب می­شوند.

عمده و تنها منبع مطمئن و دائمی تأمین آب در مناطق خشک و نیمه خشک و کویری به خصوص در صورت وقوع خشکسالی‌ها، منابع آب زیرزمینی است.

با وجود اهمیت منابع آب زیرزمینی برای تأمین آب و نقش کلیدی آن­ها در پایداری برخی اکوسیستم­های آبی، بسیاری از دولت­ها در زمینه سرمایه‌گذاری برای پایش و حفاظت آن و تدوین قوانین مناسب کوتاهی می­کنند. آب زیرزمینی، یک ذخیره مهم آب برای کاربردهای مختلف به شمار می­رود. متأسفانه برای دهه­ها و شاید قرن­ها به دلیل دفع نامناسب زایدات جامد و مایع در محیط زیست بخشی از آب‌های زیرزمینی آلوده شده‌اند. با توجه به اینکه منابع آب زیرزمینی در اعماق قرار گرفته­ اند، خطر آلودگی آن­ها نسبت به آب­های سطحی کمتر است. اما در صورت آلودگی، تصفیه آن‏ها پرهزینه خواهد بود.

منابع و کیفیت، خصوصیات آلاینده آب‌های زیرزمینی

آب در طبیعت به طور مداوم طی چرخه­ای تحت عنوان چرخه­ی هیدرولوژی در گردش است. آب خالص بی‏رنگ، بی­طعم و بی­بو و حلال بسیار خوبی است که می­تواند بسیاری از مواد معدنی را در خود حل نماید. به همین دلیل، چیزی به عنوان آب خالص در طبیعت وجود ندارد، بلکه آب همیشه حاوی ناخالصی­های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی است. کیفیت فیزیکی آب مربوط به خصوصیاتی از آب شامل رنگ، کدورت، طعم، مزه و درجه حرارت آب می­شود که با حواس بینائی، چشائی، لامسه و بویائی قابل تشخیص هستند. در هر شرایطی رغبت مصرف­کننده برای مصرف آبی با این خصوصیات، به تناسب افزایش مقادیر رنگ، بو، کدورت، طعم و مزه و….کاهش می­یابد.

چون مصرف­کننده با حواس خود براحتی آن­ها را تشخیص می­دهد.

عوامل فیزیکی کاهش کیفیت آب زیرزمینی

از جمله عواملی که موجب کاهش کیفیت آب‌های زیرزمینی از لحاظ فیزیکی یا ظاهری می­گردند وجود یون­های آهن، منگنز و نمک­های معدنی است. کیفیت شیمیائی آب مربوط به حضور یون­های عامل سختی و بویژه مجموعه کاتیون­ها و آنیون­های قابل حل در آب و کل مواد جامد محلول در آب(TDS)  و سموم و ترکیبات آلی و عناصر سمی و کمیاب می­شود که برای هر کدام از آن­ها در آب شرب مقادیر مشخص و استاندارد مطلوب و حداکثر مجاز تعیین شده است. یکی از مهم‌ترین و فراوان‌ترین آن­ها یون­های عامل سختی آب است. از جمله کاتیون­ها و آنیون­های مرتبط با سختی به ترتیب اهمیت کاتیون­های منیزیم، کلسیم، استرانسیم، آهن، آلومینیوم، منگنز، مس و آنیون­های کربنات، بیکربنات، کلرور، سولفات و سیلیکات و نیترات است که محلول در آب هستند و کل موادجامدمحلول آب را هم(TDS) تشکیل می دهند.

استفاد از نمک در زمستان برای ذوب برف‏ها و یخ عامل موثری در افزایش TDSآب‏های زیر زمینی است و تغییر TDS کیفیت شیمیائی آب مثل سختی و خورندگی را به شدت تحت تاثیر قرار می‌دهد.

عوامل شیمیایی

از جمله ترکیبات شیمیائی که وجود آن­ها در آب سلامتی انسان را تهدید می­کند سموم و ترکیبات آلی است که ممکن است از طریق زه ‏آب‏های زمین­های سمپاشی شده، ورود فاضلاب­های خانگی و صنعتی به منابع آب وارد شوند. ترکیب شیمیایی طبیعی آب زیرزمینی به شیمی آب باران، تبخیر و تعرق پیش از تغذیه، و واکنش­های مختلف آب زیرزمینی با مواد معدنی، سیالات و گازهای درون زمین، با یا بدون باکتری­ها، ماتریس آب‌خوان و ترکیب ویژه شیمیایی و معدنی آن بستگی دارد. هم چنین مدت زمان تماس آب با سنگ نیز به دلیل پایین بودن سرعت بسیاری از واکنش­ها، اهمیت دارد. طبیعت شیمیایی اولیه آب می­تواند تحت تاثیر فعالیت­های انسانی، به ویژه از طریق ورود آلاینده­ها که ممکن است با ماتریس آب‌خوان واکنش دهند، در هر دو ناحیه اشباع و غیر اشباع، به شدت تغییر کند.

در بررسی کیفیت آب، بررسی کیفیت باکتریولوژیک از اهمیت خاصی برخوردار است.

این اهمیت تا حدی است که وقتی سخن از بهداشت آب می­شود بیشتر بیماری‏هائی که از طریق میکرارگانیزم­های مختلف توسط آب قابل انتقال و انتشار هستند تداعی می­شود. پیامدهای ناشی از آلودگی میکروبی سبب می­شود که کنترل آب از نظر بیولوژیکی همواره از اهمیت بالایی برخوردار باشد.

آلودگی میکروبی آب‌های زیرزمینی عمدتاً از طریق دفع نادرست فاضلاب­های خانگی اتفاق می­افتد.

مقایسه منابع و کیفیت، خصوصیات آلاینده آب‌های زیرزمینی با آب‌های سطحی

در مقایسه با آب­های سطحی در مورد آب‌های زیرزمینی می­توان به مواردی از این قبیل اشاره نمود:

دسترسی به آب های زیرزمینی در مناطق مختلف و اقلیم­های متفاوت،

حجم نسبتاً زیاد آب ذخیره شده در آب‌خوان­ها،

عدم تبخیر از سطح آب زیرزمینی،

عدم نیاز به سرمایه‌گذاری کلان جهت استخراج و انتقال آب زیرزمینی،

مناسب بودن آب‌های زیرزمینی برای شرب به جهت کیفیت خوب و آلودگی کم آن.

هنگامی که آب زیرزمینی آلوده می­شود در بسیاری از مواقع ده­ ها سال یا بیش­تر طول می­کشد تا آلودگی رفع شده و آب کیفیت مطلوب خود را بازیابد. دلیل این موضوع زمان ماند بسیار طولانی آب به دلیل حرکت آهسته آن از میان زمین و سرعت پایین فرایندهای طبیعی تجزیه آلاینده‏ هاست. آلودگی ممکن است از راه‏های مختلف به آب‌های زیرزمینی راه پیدا کند.

از این منظر می‌­توان آلاینده‌ها را به سه دسته تقسیم­ بندی نمود.

اول دست‌ه­ای از آلاینده­‌ها که بر سطح زمین رها و از طریق نفوذ و حرکت در بخش غیر اشباع به سطح آب‌های زیرزمینی راه پیدا خواهند کرد. برای مثال می‌­توان از رها نمودن زه ­آب­‌های اسیدی بر سطح زمین نام برد. دسته دیگر ممکن است در بالای سطح آب‌های زیرزمینی رها و از این طریق به سطح آب‌های زیرزمینی راه پیدا کنند. برای مثال می­توان به چاه­ های فاضلاب که در زیرزمین حفر شده­اند اشاره نمود. دسته سوم شامل آلاینده­های می­شوند که در زیر سطح آب‌های زیرزمینی قرار گرفته‏ اند. برای مثال می­توان به معادنی که سطح آن­ها در زیر سطح آب‌های زیرزمینی قرار گرفته است، اشاره نمود. زه­ آب­های اسیدی و بدنبال آن فلزات سنگین از این طریق می توانند به آب‌های زیرزمینی راه پیدا کنند. در این ارتباط می­توان به راه­یابی آلاینده­ ها به چاه ­های بهره­برداری نیز اشاره نمود.

علل اصلی و عمده آلودگی آب‌های زیرزمینی

عمده منابع و فعالیت­های که موجب آلودگی آب‌های زیرزمینی می­شوند شامل:

۱-­ آلاینده­ های طبیعی:

مواد معدنی، عناصر کمیاب، عناصر رادیواکتیو، ترکیبات آلی، موجودات ذره­ بینی

۲-­ کشاورزی و جنگل­داری:

ذخیره و استفاده از کودها و سموم کشاورزی، پسماندهای حیوانی، آب برگشتی کشاورزی، باقیمانده محصولات، جنگل­کاری و جنگل­زدایی.

۳- شهرسازی و شهرنشینی:

دفن زباله­ های جامد خانگی و شهری، دفن فاضلاب­های خانگی، دفن فاضلاب­ها و جریانات جمع ­آوری شده، مناطق انباشت وسایل اسقاطی و سایر منابع شهری.

۴- فعالیت­های صنعتی و معدن­کاری:

زهکشی و تخلیه آب معادن و فاضلاب­های معدنی، پسماندهای معدنی، پسماند­های جامد و مایع مربوط به صنایع، چاه­های دفع و تزریق، نشت و پخش مواد.

۵- سوء مدیریت آب:

طراحی نامناسب شعاع تاثیر چاه­ ها، بالا آمدن شورآب­ها و نفوذ آب دریاها،

ساخت نامناسب چاه،

چاه­ها و حوضچه­ های متروک،

توسعه غیرکنترل شده اراضی،

شیوه ‌های کشاورزی و منابع متفرقه.