مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقاله کارایی انواع گیاهان نی در وتلند مصنوعی زیر سطحی جهت حذف پاتوژن های شاخص از فاضلاب شهر یزد
داود حسین شاهی - کارشناسی ارشد، گروه بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی شهید صدوقی یزد، یزد، ایران
اصغر ابراهیمی - دانشجوی دکتری، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی شهید صدوقی یزد، یزد، ایران
هادی اسلامی - کارشناسی ارشد، گروه بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی شهید صدوقی یزد، یزد، ایران
شیرین آیت اللهی - کارشناسی ارشد، گروه مهندسی آلودگی های محیط زیست، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان، همدان، ایران
چکیده مقاله:
مقدمه: وتلندها یکی از رو شهای تصفیه طبیعی فاضلاب های شهری و صنعتی محسوب می شوند که علاوه بر کاهشهزینه های تصفیه، دارای راندمان بالایی در حذف آلاینده ها می باشند. هدف از مطالعه حاضر، بررسی کارایی حذف پاتوژن هایشاخص در وتلند زیر سطحی از فاضلاب شهر یزد بود.روشها: این بررسی نوعی مطالعه کاربردی و تجربی بود که در آن تعداد 100 عدد نمونه از چهار وتلند زیر سطحی که با سهگیاه نی بافق، یزد بافت و علی آباد پوشیده شده و یک وتلند شاهد، در دو فصل زمستان و بهار برداشت شد و در مجاورت یخ بهآزمایشگاه منتقل گردید. سرانجام آزمایش های کلیفرم کل، اشریشیاکلی و استرپتوکوک مدفوعی مطابق روش استاندارد روینمونه های خروجی از وتلندها صورت گرفت. نتایج: میانگین راندمان حذف کلی چهار وتلند برای کلی فرم کل، اشریشیاکلی و استرپتوکوک مدفوعی به ترتیب 80/43، 74/11 و 69/08 درصد بود. همچنین وتلند گونه علی آباد برای کلیفرم کل و اشریشیاکلی به ترتیب با میزان حذف 98/22 و 99/27 بیشترین راندمان را داشت. بحث و نتیجه گیری: با توجه به این که در شهر یزد روش تصفیه مورد کاربرد برکه های تثبیت می باشد که یکی از مشکلاتاصلی آن پایین بودن راندمان حذف میکروبی است، بنابراین با به کار بردن وتلند زیر سطحی با گونه نی علی آباد بعد از برکه هایتثبیت می توان این مشکل را برطرف کرد.
کلیدواژه‌ها:
تصفیه فاضلاب، گیاهان نی، پاتوژن های شاخص، وتلند مصنوعی

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

وتلند ها به عنوان یک ذخیره طبیعی در تمام تاریخ بشری شناخته شده اند . اهمیّت آنها زمانی مشخص می شود که در حالت طبیعی خود باشند . هم اکنون توانایی تصفیه ی آب توسط وتلند ها توسط افرادی مثل   Marsh Arab   در محل تلاقی رودخانه های  Tigris  و Euphrates  در جنوب عراق به علاوه در حالت مدیریت شده برای مثال چوب های برنج (بویژه در جنوب شرقی آسیا )، شناخته شده که مثل یک جاذب در تصفیه فاضلاب عمل می کند .

بستر های "نی" یک مکمل مفید را برای سیستم تصفیه ی فاضلاب سنتی ایجاد می کنند ، آنها اغلب یک روش ارزان در مقابل تکنولوژی های تصفیه فاضلاب گران قیمت مثل صافی چکنده و پروسه ی لجن فعال می باشند. جریان اقفی و جریان عمودی وتلند ها بر مبنای خاک ، شن و یا گراول استفاده شده برای تصفیه ی فاضلاب های خانگی و صنعتی تعیین می شوند. آنها همچنین مثل یک تصفیه ی بلقوه کاربرد دارند که از پخش آلودگی شامل فاضلاب زه کشی همچنین روان آب شهری جلوگیری می کند . به علاوه وتلند ها به عنوان منبع حفظ حیات وحشی به کار می روند و می توانند به عنوان مناظر تفریحی طبیعی برای جوامع محلی باشند.

به طور کلی تعریف وتلند کار بسیار مشکلی است ،وتلند ها سرزمین هایی از مرداب ، تالاب ،Peatland ،    یا آب،اعم از اینکه  طبیعی یا مصنوعی ، دائمی یا موقتی ، با آب راکد یا جریان دار ، شیرین یا شور ، و یا زمین هایی با آب دریا  که عمق آن هنگام پایین بودن جذر و مد از 6 مترتجاوز نکند تعریف شده اند. وتلند ها ، تابع خاک اشباع از آب هستند ، تراکم اکسیژن در رسوبات و لایه ی سطحی آب از اهمیت فوق العاده ای  برخوردار است . رنج انتشار اکسیژن در آب و رسوبات آهسته است و به علت تنفس میکروبها و حیوانات دربسیارى از وتلندها شرایط به سمت بى هوازى پیش مى رود .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

● سابقه و هدف:
دفع باکتری ها توسط سیستم وتلند حاوی گیاهان، در مطالعات متعدد توسط محققان گزارش شده است. این تحقیق برای تعیین کارآیی وتلندهای مصنوعی زیر سطحی در دفع باکتری های شاخص کلیفرم از فاضلاب خانگی با گیاه گونه Iris Pseudacorus معروف به Yellow Flag Iris از تیره زنبق و خانواده Iridaceae انجام گرفت.
● مواد و روش‌ها:
چهار رآکتور آزمایشگاهی در دو سری که در هرسری سه تای آن به ترتیب حاوی ۱، ۲ و ۳ گیاه و یکی به عنوان شاهد (فاقد گیاه) بود، در این مطالعه مورد استفاده قرار گرفت. در هر دو سری از رآکتور از گراول به عنوان مدیا استفاده شد. اندازه موثر گراول نخودی در این رآکتورها ۵ میلیمتر، ضریب یکنواختی آنها ۲/۲، وضریب تخلخل ۳۳ درصد بود.MPN در ۱۰۰ میلی لیتر فاضلاب ورودی ۲۰۰۰۰ الی ۹۲۰۰۰۰۰۰ (۳/۴ الی ۹۶/۷ لگاریتم) کلیفرم بوده است.زمان ماند هیدرولیکی ۱ الی ۱۰ روز بوده است.الگوی جریان متناوب (منقطع) بود. با تزریق فاضلاب مسکونی به رآکتورها بعد از زمان ماند معین، نمونه ها اخذ و برابر روش استاندارد شاخص کلیفرم مورد بررسی و شمارش قرار گرفت.
● نتایج:
کارآیی رآکتور قبل از سری شدن ۷/۹۱، ۵/۹۲، ۸/۹۵، و ۷/۹۹ درصد اما در مرحله دوم ۲۹/۹۹، ۹۷/۹۹، ۹۹/۹۹، و ۹۹۹/۹۹ درصد به ترتیب برای رآکتور شاهد و رآکتورهای حاوی ۱، ۲ و ۳ گیاه بوده است که اختلاف میانگین بین رآکتورهای مرحله اول حاوی ۱، ۲ و ۳ گیاه و رآکتور شاهددر حذف کلیفرم های مدفوعی با احتمال ۹۵ درصد معنی دار نیست، اما بین رآکتور های مرحله دوم سری شده با احتمال ۹۹ درصد معنی دار است . نتایج نشان داد زمان ماند مناسب برای حذف کلیفرم ها در سیستم های وتلند مصنوعی ۵ الی ۶ روز می باشد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فلزات موجود در فاضلاب باید پیش از تخلیه نهایی حذف شوند تا از اثرات سمی آنها بر محیط زیست جلوگیری شود. اما استفاده از نیزارها برای دستیابی به این هدف باید با احتیاط آزمایش شود. نیزارهای با جریان سطحی به آبهای آزاد راه دارند بنابر این می‌توانند باعث آلودگی این آبها به فلزات شده در نتیجه ارگانیسمهای موجود در این آبها آلوده شده و می‌تواند بخشی از زنجیره غذایی انسان را تحت تاثیر قرار دهد برای جلوگیری از این مشکل طراحان، بهره‌برداران، تنظیم‌کنندگان ودست‌اندرکاران سیستم نیزارتصفیه باید توجه خود را به کاهش غلظت فلزات ورودی به نیزارتاسطوح غیربحرانی بوسیله پیش‌تصفیه قبل از تخلیه به سیستم نیزار تصفیه معطوف نمایند.
نیزارهای معینی نقش مهمی در حذف فلزات از منابع دیگر آب ، رواناب و آبهای زیرزمینی دارند، نیزارها 20 تا 100 درصد از فلزات موجود در آب را حذف می‌کنند که این بستگی به نوع فلز و نوع نیزار دارد.. نیزارهای کاشته شده ، نقش اساسی در حذف فلزات پایین دست مناطق شهری دارند. دلفینو و ادم(1993) دریافتند که سرب نشت یافته از محل زباله‌های خطرناک فلوریدا، به میزان زیادی توسط یک نیزار نگه داشته می‌شود. کمتر از 20 تا 25 درصد از کل سرب موجود در خاک و رسوبات به آسانی در دسترس موجودات زنده قرار می‌گرفتند. بیشتر سرب با خاک و رسوبات از طریق جذب سطحی، کیلاته شدن و ته نشین شدن محدود شده بود. سرب نخست توسط علف مارماهی جذب شد که تجمع زیستی سرب بیشتری داشت. در یک مورد دیگر پژوهشگران دریافتند که رویش نیزار و موادآلی(لجن ) 98 درصد سرب ورودی به نیزار را نگه‌ می‌دارد.

 کارایی حذف فلزات با نرخ بارگذاری جرمی و غلظت ورودی ارتباط زیادی دارد. فلزات در نیزار به روشهای زیر حذف می‌شوند:

1-چسبیدن به خاک، رسوبات، ذرات و موادآلی
2-ترسیب به صورت نمکهای نامحلول، به ویژه به صورت سولفیدها و هیدرکسیدها
3-گرفته شدن بوسیله گیاهان، مثل جلبکها و باکتریها

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

نیزار ترجمه واژه wetland است. نیزارها زمینهایی هستند که در بخشی از سال یا کل سال مرطوب می‌باشند. رایجترین تعریف نیزارها را انجمن ماهی و حیات وحش آمریکا ارائه داده است:

نیزارها زمینهای انتقالی بین سیستم‌های خاکی و آبی هستند که در آنها سطح آب معمولا در سطح یا نزدیک سطح زمین قرار دارد یا زمین با آب کم عمقی پوشانده شده است. اساسا تمام نیزارها دارای خاکی هستند که به صورت دوره‌ای با آب پوشانده یا اشباع می‌شود. این خاکها به عنوان خاکهایhydic شناخته می‌شوند وگیاهانی که به این خاکها خو کرده‌اند آبدوست (hydrophyte) نامیده می‌شوند.

نیزارها بسته به گیاهان موجود در آنها،شرایط آب و موقعیت جغرافیایی با نامهای مختلفی نامگذاری شده‌اند مثل :Swamps,Marshes,Bogs,Sloughs(1)
به خاطر اینکه نیزارها میزان بالاتری فعالیت زیستی در مقایسه با سایر اکوسیستمها دارند، می‌توانند بسیاری از آلاینده‌های مرسوم را تغییر شکل دهند و فاضلاب متعارف را به محصولات بی ضرر یا مواد مغذی حیاتی که برای فعالیتهای زیستی مورد نیازند،تبدیل کنند.به دلیل اینکه نیزارها از انرژیهای طبیعی محیطی مانند نورخورشید، باد، خاک،گیاهان وحیوانات در کار تصفیه استفاده می‌کنند، به مواد شیمیایی نیاز ندارند وکمترین انرژی سوختهای فسیلی مورد نیاز بوده در نتیجه نیزارها یکی از کم‌هزینه‌ترین سیستمهای تصفیه می‌باشد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب