مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقاله مدیریت فاضلاب های (زهاب های) کشاورزی
محمد فهیمی نیا - عضو هیئت علمی دانشکده بهداشت قم و مشاور شرکت تحقیقات و بهبود بهره وری
چکیده مقاله:
نیاز فرآینده به غذا و نیاز به محصولات کشاورزی و در نتیجه آن افزایش تقاضا برای آب از یک سو و اثرات زیان بار زیست محیطی و بهداشتی فاضلابهای ناشی از فعالیتهای کشاورزی بر زیست بوم های طبیعی، منابع آبی پذیرنده و سلامتی انسانها با پرورش ناقلین و انتقال بیماریهای مختلف از سوی دیگر، محققین را بر آن داشته است که در جستجوی روش ها و فنونی باشند که همراه با کاهش پیامدهای زیان بار و ناگوار فاضلاب ها یا زهاب های کشاورزی امکان استفاده مجدد از آنها را برای تأمین بخشی از نیازهای آبی فراهم آورند. اولین قدم برای ارائه هر گونه راهکار و مدیریت صحیح در خصوص فاضلاب های کشاورزی شناخت دقیق مشخصات کمی و کیفی این گونه فاضلاب است اهمیت این مسئله با توجه به اینکه در مکانهای مختلف و در اثر فعالیتهای گوناگون کشاورزی فاضلاب هایی با ویژگی های کمی و کیفی متفاوت تولید می شوند دو چندان است. از عمده ترین پارامترهای کیفی این فاضلاب ها می توان به آفت کشها، عناصر کمیاب سمی، ماد مغذی، میکروارگانیسمها، دما، شوری، ترکیبات گوگردی و ایجاد رسوب اشاره کرد. تخلیه بدون تصفیه این گونه فاضلاب ها در محیط زیست باعث آلودگی منابع آبهای سطحی و زیرزمینی خاک و سایر عناصر محیط زیست شده و مشکلات عمده ای را در کاربرد منابع آب برای مصارف مختلف در پائین دست آنها بوجود می آورد. روشهای مختلفی برای تصفیه این نوع فاضلاب ها وجود دارد که از جمله می توان به ترسیب شیمیایی و ، جذب، هوادهی، فرآیندهای غشایی، انعقاد و لخته سازی، صاف سازی، اکسیداسیون و فرآیندهای بیولوژیک مثل برکه های تثبیت و نیزارهای طبیعی و مصنوعی اشاره کرد. فاضلاب های کشاورزی تصفیه شده را می توان به طرق مختلف مثل آبیاری محصولات زراعی و جنگلداری مورد استفاده مجدد قرار داد یا اینکه در چاههای عمیق، دریاها، اقیانوسها و رودخانه ها تخلیه نمود.
کلیدواژه‌ها:
فاضلاب کشاورزی، کیفیت، تصفیه، استفاده مجدد، بهداشت و محیط زیست

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

گرچه پارامترهای متعددی برای بیان کیفیت شیمیایی آب وجود دارد و در طراحی ابتدایی  سیستم ها لازم هستند اما چهار پارامتر کلیدی و پایه در معرفی کیفیت آب , کدورت ، TDS  ، سختی و pH هستند که در ادامه به معرفی آنها پرداخته خواهد شد

- کدورت : شامل مـواد معلق و نامحلول در آب می باشد که باعث  تغییر رنگ یا طعم و کیفیت آب می گردد .پوشش گیاهی سطح  زمین ، کشت و زرع ، سیل و بارندگی ، پساب های صنعتی بر افزایش کدورت آبهای سطحی موثر می باشند .کدورت مانع تاثیر گندزداها و مواد ضدعفونی کننده بر باکتری های بیماری زا می شود .

 

- TDS : مخفف Total Dissolved Solid به مفهوم مجموع جامدات محلول در آب یا به عبارتی مقدار املاح محلول در آب می باشد و واحد آن میلی گرم در لیتر یا ppm  میباشد . مثلاً TDS=250 یعنی در هر متر مکعب آب ، 250 گرم نمک بصورت محلول می باشد .

جدول 1: مشخصات آب ها بر حسب TDS

آب	TDS	واحد
شیرین	1000-0	میلی گرم در لیتر
شورمزه	10000-1000	میلی گرم در لیتر
نمکی	100000-10000	میلی گرم در لیتر
آب نمک	بیش از 100000	میلی گرم در لیتر

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

اصفهان‌ - خبرگزاری مهر: مسئول آزمایشگاه مرکزی شرکت آب و فاضلاب استان اصفهان گفت: روزانه بالغ بر هزار بار از آب اصفهان نمونه‌گیری می‌شود تا کیفیت آب این استان مورد بررسی قرار گیرد.

محمد حسن ربیعی‌راد در گفتگو با خبرنگار مهر با اشاره به اینکه کیفیت‌سنجی آب شرب اصفهان همواره با دقت بالایی صورت گرفته است، افزود: متاسفانه در سال‌های اخیر شایعاتی مبنی بر کیفیت پایین آب اصفهان بر سر زبان‌ها افتاده اما شرکت آب و فاضلاب استان اصفهان با آزمایشات متعدد و مستمر، ثابت کرده است که کیفیت آب اصفهان در حد مطلوب و حتی در پاره‌ای مواقع بالاتر از استاندارد جهانی است.

وی با بیان اینکه روزانه یک‌هزار مورد نمونه‌گیری اتفاقی از آب شرب استان اصفهان انجام می‌شود، اظهار داشت: علاوه بر این نمونه‌گیری‌های اتفاقی، سالانه بیش از 10 هزار مورد نمونه‌گیری برای آزمایشات میکروبی از آب شرب استان اصفهان انجام می‌شود تا سلامت مردم هیچ‌گاه با مصرف آب آلوده تهدید نشود.

مسئول آزمایشگاه مرکزی شرکت آب و فاضلاب استان اصفهان با تاکید بر اینکه حساسیت بسیار بالایی به منظور انجام آزمایشات میکروبی از آب شرب این استان وجود دارد، تصریح کرد: بر اساس آخرین آزمایشات انجام شده، میزان عاری از میکروب بودن آب اصفهان به 99.6 درصد رسیده که تا حد بالایی بیشتر از استانداردهای جهانی بوده است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

پارامترهای اصلی تعیین کننده کیفیت آب

شاخص هایی که با آنها می توان املاح محلول در آب را اندازه گیری کرد شامل هدایت الکتریکی آب (EC) ،

pH ، قلیائیت ماده (P)، قلیائیت کل (M)، سختی کل (TH) و کل املاح محلول جامد TDS می باشد.

در آب های طبیعی هر چه مقدار یون ها بیشتر باشد، EC آن بیشتر است و بالعکس.

pH آب خالص در دمای 25 درجه سانتیگراد برابر 7 است و با افزایش دما افزایش می یابد. pH آب های طبیعی عموماً در محدوده 8-6 است. کنترل pH در بسیاری از فرایندهای تصفیه ضرورت دارد.  pH آب را با دستگاه pH متر اندازه گیری می کنند.  pH آب را با استفاده از کاغذهای pH و یا شتاب گرها می توان اندازه گیری کرد که دقت آن کمتر است.

TDS نشان دهنده کل غلظت املاح محلول در آب است که بر حسب میلی گرم در لیتر گزارش می شود.  TDS شاخص خوبی برای تعیین کیفیت کلی آب است.

سختی آب (H) میزان املاح محلول کلسیم و منیزیم در آب است. سختی آب یا موقت (ناشی از بی کربنات های کلسیم و منیزیم) است یا دائم ( ناشی از سولفات، کلرید و نیترات و ... کلسیم و منیزیم ). واحد بین المللی بیان سختی آب ppm معادل کربنات کلسیم یا میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم است.
قلیائیت آب برابر مجموع یون های کربنات، بی کربنات و هیدروکسید آب است. هر چه قلیائیت آب بیشتر باشد ظرفیت بافری آب بیشتر است. قلیائیت آب یا ساده (P) (به علت وجود  OH^- یا CO₃^-) و یا کل (M) (مربوط به OH^- ، Co₃و HCO₃^-)

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

پارامترهای بیولوژیکی کیفیت آب
مقدمه:
آب محیطی است که هزاران گونه بیولوژیکی، بخشی یا تمام دوران حیات خود را در آن سپری می کنند. میکروارگانیزم ها (باکتری ها، قارچ ها و جلبک ها) کاتالیزورهای زنده ای هستند که امکان انجام برخی از واکنشهای شیمیایی را در آب فراهم می سازند.
بخش کثیری از واکنش های شیمیایی مهم، چون واکنش های مواد آلی و فرآیندهای اکسیداسیون واحیاء، از طریق واسطه های باکتریایی انجام می گیرد.
مهمترین ارگانیزم های بیولوژیکی موجود در آب، ارگانیزم هایی هستند که در ایجاد بیماری ها نقش اصلی را ایفا می کنند. این ارگانیزم های بیماری زا که منشاء آبی دارند در برگیرنده انواع ...
-باکتری ها
باکتری ها، میکروارگانیزم های تک سلولی هستند که معمولآ بی رنگ بوده و جزء پست ترین اشکال حیانند.
بیماری روده و معده اغلب در اثر بیماری های منتقل شده توسط باکتری های بیماری زای آبزی هستند.
-ویروس ها
ویروس ها کوچکترین ساختمان های بیولوژیکی شناخته شده هستند که تمام اطلاعات زنتیکی لازم برای تولید مثل خویش را دارند.
ویروس ها انگل هایی هستند که برای زندگی خود اجبارا نیاز به یک میزبان دارند.
تعیین موثر بودن گندزدایی ویروس ها مشکل است، برای ارگانیزم های ویروسی آزمایش جامع و سریع وجود ندارد.
عدم قطعیت در گندزدایی ویروسی مشکل اصلی برای کاربرد مستقیم فاضلاب و پساب به حساب می آید.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

پارامتر های شیمیایی کیفیت آب
آب بعنوان حلال عمومی شناخته شده است و کیفیت شیمیایی اب در ارتباط مستقیم با حلالیت آن می باشد. متغیرهای مهم در مسائل مربوط به کنترل کیفیت عبارتند از:
-مقدار کل جامدات محلول
مواد محلول از خاصیت آب بر روی جامدات، مایعات و گازها بوجود می آیند.
مواد محلول با فیلتر کردن آب تصفیه نمیشود و پس از تبخیر آب بعنوان جزئی از مواد جامد آب به صورت رسوب باقی می مانند.
مواد محلول نیز ممکن است از نظر ماهییت، آلی یا معدنی باشند.
اندازه گیری مستقیم مقدار کل جامدات محلول، پس ازجداسازی مواد جامد معلق، بکمک تبخیر آب امکان پذیر است.
وزن رسوب باقیمانده بیانگر مقدار کل جامدات محلول TDS می باشد.
TDS برحسب میلی گرم در لیتر بر مبنای جرم خشک بیان میشود.
هدایت الکتریکی آب معرف قدرت یونی یک محلول برای انتقال جریان است با واحد میکروموس برسانتی متر
رابط تقریبی غلظت کل جامدات با هدایت الکتریکی بصورت زیر است
TDS =0.64 * EC

-قلیائیت

قلیائیت به میزان یون هایی از آب که برای خنثی سازی یون های هیدروژن در واکنش شرکت می کنند اطلاق میشود.
قلیائیت معیاری برای توانایی آب جهت خنثی سازی اسیدها به حساب میاید.
اجزای تشکیل دهنده قلیائیت در سیستم طبیعی آب شامل :
 NH₃,HS^-,H₂PO₄^-,HPO₄^-2,H₂BO₃^-,HSiO₃^-,OH^-,HCO₃^-,CO₃^-2 
این ترکیبات از تجزیه مواد معدنی موجود در خاک یا اتمسفر بدست می آیند.
فسفات میتواند از طریق شوینده ها، کودهای شیمیایی و حشره کش ها وارد محیط شود.
 سولفید هیدروژن و آمونیاک نیز میتوانند در اثر تجزیه میکروبی مواد آلی تولید شوند.
قلیائیت به آب مزه ای تلخ می دهد لذا در آب شرب از اهمیت ویژه ای برخورداراست.
اندازه گیری قلیائیت بکمک تیتراسیون آب با یک اسید و تعیین اکی والان هیدروژن صورت می پذیرد.
قلیائیت برحسب میلی گرم در لیتر CaCo3 بیان میشود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

کاربرد پارامترهای فیزیکی کیفیت آب
1-1 مواد جامد معلق (TSS)
-جامدات میتوانند به دو صورت معلق و محلول در آب وجود داشته باشند.
-ذرات جامد معلق در آب ممکن است از ذرات آلی، معدنی ویا امتزاج ناپذیر تشکیل شده باشند.
-جامدات معدنی نظیر خاک رس، لای و سایر مواد تشکیل دهنده خاک طبیعی
-جامدات آلی نظیر ریشه گیاهان و جامدات بیولوژیکی ( سلول های جلبکی، باکتری ها و غیره)
-مواد جامد معلق که در اثر عملکرد فرسایشی آب جاری بر روی سطح خاک ایجاد میشوند، تحت عنوان آلاینده های طبیعی شهرت دارند. بعلت خاصیت جذب خاک، مواد معلق به ندرت در آبهای زیرزمینی یافت میشود.
-سایر مواد معلق ممکن است در اثر استفاده انسان از آب بوجود آیند. فاضلاب شهری معمولآ حامل مقادیر قابل توجهی از جامدات معلق می باشند که از نظر ماهیت عمدتآ آلی هستند.
-مصارف صنعتی آب ممکن است منجر به ورود ناخالصی هایی با ماهیت آلی یا معدنی در آب شود.
-مایعات امتزاج ناپذیر نظیر روغن ها گریسها که اغلب در فاضلابهای صنعتی دیده میشود.
-جامدات معلق آلی ممکن است بصورت بیولوژیکی مورد تجزیه قرار گیرند.
-جامدات معلق فعال از نظر بیولوژیکی ممکن است شامل ارگانیزم های بیماری زا باشند.

1-2 کدورت
-کدورت معیاری برای میزان جذب نورویا پراکندگی نور توسط مواد معلق در آب است.
از آنجا که جذب و تفرق نور تحت تاثیر اندازه و خواص سطحی مواد معلق قرار می گیرد، کدورت بعنوان شاخص کمی از ذرات جامد معلق محسوب نمی گردد.
-قسمت عمده کدورت در آبهای سطحی از فرسایش مواد کلوئیدی نظیر خاک رس، لای، خرده سنگ ها و اکسید های فلزی خاک حاصل میشود.
-رشته های گیاهی و میکروارگانیزم ها در کدورت آب نقش دارند.
-فاضلابهای صنعتی و خانگی حاوی مقادیر زیاد مواد کدورت زا می باشند.
-صابون ها، شوینده ها و عوامل امولسیون کننده، کلوئیدهای پایداری را تولید می کنند که نهایتآ منجر به کدورت آب میشوند.
-رنگ آب بستگی به خواص جذب نورتوسط جامدات دارد و میتواند با نفوذ نور یا واکنش های فتو سنتز در نهر ها و دریاچه ها تغییر کند.
-کدورت به طریق فتو شیمیایی وبه کمک اندازه گیری نوری که با شدت معین جذب یا پراکنده میشود، محاسبه می گردد.
-اندازه گیری کدورت بر روی آب تمیز و صاف انجام میشود.
-استاندارد کدورت برای آب آشامیدنی برابر است با 1 (FTU)است .  Formazine Turbidity Unit 

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

منابع آلاينده مؤثر بر كاهش كيفيت آب زيرزميني در زير سطح آب زيرزميني
•دفع زباله‌ها در گودال‌هاي مرطوب :
در پي توقف فعاليت‌ها متنوع حفاري معدن، گودال‌ها معمولا رها مي‌شوند؛ در نهايت آنها ممكن است با آب پر شوند. اين گودال‌هاي مرطوب به عنوان مركز دفن زباله براي پسماندهاي مايع و جامد مورد استفاده قرار مي‌گيرند. اين پسماندها، كه بطور مستقيم با آبخوان در ارتباط هستند، ممكن است باعث آلودگي‌هاي شديد شوند. علاوه بر اين، ممكن است به علت نوسانات فصلي سطح آب زيرزميني، مايعات غليظ خروجي از اين پسماندها توليد شوند.
قبل از سال 1960 در معدن فلزات سرب-روي در شمال شرقي ايلينويز ، پسماندهاي توليدي درون يك معدن استخراج متروكه تخليه شدند. اين پسماندها كه به آرامي در آب زيرزميني حركت مي‌كردند، چندين چاه كشاورزي را آلوده كردند. تحليل آب در چند چاه، غلظت بالاي آهن، گوگرد، مواد جامد محلول، و از همه مهمتر، فلزات سنگين و سيانيد (سم كشنده) را نشان داد.

•كانال‌ها و چاه‌هاي زه‌كشي كشاورزي :
در مكان‌هايي كه مواد سطحي شامل رس سنگين هستند، زمين‌هاي مسطح ممكن است بد دانه‌بندي شده باشند و دربرگيرنده‌ي تالاب‌ها و مرداب‌هاي نسبتا زيادي باشند. عموما زه‌كشي اين گونه زمين‌ها با چاه‌هاي زه‌كشي انجام مي‌شوند. چاه زه‌كشي كه صرفا عمودي است، يك حفره‌ي پوشش‌دار در زمين يا در كف تالاب است كه به آب اجازه مي‌دهد در عمق‌هاي پايين‌تر، مواد نوذپذيرتر، زه‌كشي شود. آب‌هاي زه‌كشي شده ممكن است حاوي مواد شيميايي كشاورزي و باكتري‌ها باشند.
حفر كانال‌هاي جريان ممكن است سطح سفره‌ي آب زيرزميني را كاهش دهد. كه در مكان‌هايي كه خطوط حائل آب شور-شيرين كم عمق است، كاهش سطح آب (با پمپاژ يا كانال‌كشي يا ديگر عوامل) ممكن است باعث مهاجرت اب شور به سمت بالا شود؛ و ممكن است درون كانال‌ها نيز جريان پيدا كند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب