مرجع تخصصی آب و فاضلاب

اثرات سوء زيست محيطي هيدروكربن‌هاي هالوژن‌دار در محيط آبي

اثرات DDT در ماهيان شامل موارد زير است:

موجب تغييرات رفتاري و كاهش توليد مثل مي‌گردد.

روي نسبت مرگ و مير جوان‌ها اثر مي‌گذارد.

در بافت‌هاي بدن آنها ذخيره و مستقيماً براي بعضي گونه‌ها اثرات سمي دارد.

پارتيون و بي‌فنيل‌هاي پلي كلرينه شده[1] سي مرتبه سمي‌تر از DDT هستند و اثرات آنزيمي بازدارنده بيشتري را نسبت به DDT ظاهر مي‌كنند از آنجا كه اين هيدروكربن‌ها  در بدن تجمع مي‌يابند چون محلول در چربي هستند در بافت‌هايي با غلظت‌هاي چربي بالاتر حضور دارند در نتيجه در اوقات تغذيه كم حيوانات از ذخاير چربي خود استفاده مي‌كنند و اين مسأله باعث افزايش هيدروكربن‌هاي كلردار در حال گردش در بدن تا يك سطح خطرناك مي‌شود. ماهي Sole با مقدار چربي دو برابر بي مهرگان و تغذيه گوشتخواري آلوده‌ترين مورد است. در سيل خاكستري[2] نرها محتواي DDT و PCB بيشتري نسبت به ماده‌ها دارند اما ماده‌ها دي آلدرين بيشتري را در خود ذخيره مي‌كنند از اين نكته مي‌توان نتيجه گرفت كه اين تركيبات بر حسب سن، جنس، گونه، سطح جزر و مدي محل زندگي، مرحله حضور در سيكل توليد مثلي و ... در گونه‌هاي مختلف متفاوت‌اند. براي سخت‌پوستان و ماهيان فاكتورهاي تجمع در محدوده 100 الي 10000 و براي پرندگان دريايي 10 يا كمتر مي‌باشند براي انواعي از ماهيان استخواني نظير ماهي كفال(Mugil Cephalus) مار ماهي (Anguilla rostrata) ماهي پهلو نقره‌اي (Menidia menidia) ماهي كله آبي(Thalassoma bifasciatum) در محدودة 89-4/0 ميلي گرم در ليتر براي ميگوها و خرچنگ منزوي 6-6/0 مي‌باشد تخم‌هاي پرندگان دريايي آلوده به تركيبات PCB كاهش در قابليت تخمه گشايي نشان مي‌دهند در سال 1965 جمعيت چلچله‌هاي دريايي[3] و مرغابي شمالي[4] از 2000 به 650 كاهش ت كه علت آن هرزآبهاي يك كارخانه شيميايي نزديك ساحل بيان شد حادثه مشابه اين در سال 1969 به وقوع پيوست كه اين واقعه با مرگ و مير استثنايي تعداد زيادي پرنده دريايي همراه بود علاوه بر اين شيرهاي دريايي californianus zalophus مرده يا در حال مرگ بر روي سواحل پيدا شدند كه كبد آنها حاوي بيش از ppm 89 از DDT بوده در اين حادثه بيش از 12000 پرنده طي چند هفته و در حال مرگ به ساحل آمدند همگي بسيار نحيف شده و آنهايي كه كالبد شكافي شدند تخريب‌هاي كبدي و كليوي مشابه آنچه در اثر تركيبات PCB روي مي‌‌دهد داشتند. دلايلي وجود دارد كه در پستانداران تركيبات PCB موجب اختلال در اوولاسيون و نمو تخمك و متابوليسم هورمونهاي تيروئيدي مي‌گردند انسدادهاي رحمي در سيل‌ها، كاهش تعداد سمورها، سقط جنين در شير دريايي كاليفرنيايي، كاهش مقاومت سيل‌هاي خاكستري در مبارزه با بيماريها مواردي از اين دست است.(مينو دبيري-1379).

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

چرخه اکسیژن و نیتروژن

چرخه اکسیژن

اکسیژن برای بیشتر موجودات زنده حیاتی و لازم است . حیوانات اکسیژن را از اتمسفر تنفس می کنند ، و گیاهان از طریق برگهایشان آن را جذب می کنند . هر دوی این موجودات از طریق مراحل تنفس برای آزاد کردن انرژی موجود در غذای مصرف شده جهت تامین فعالیتهای حیاتی ، از اکسیژن استفاده می کنند. گیاهان و حیوانات همیشه اکسیژن مصرف می کنند ، با این تفاوت که گیاهان فقط در طول شب آن را مصرف می کنند ، در روشنایی روز ، گیاهان فتوسنتزی سریعتر از زمانی که اکسیژن را مصرف می کنند ، ان را ازاد می کنند . این چرخه اکسیژن بین تنفس و فتوسنتز باعث می شود تا میزان اکسیژن در هوا ثابت بماند
چرخه نیتروژن

نیتروژن یک بخش اساسی در ساختمان همه موجودات زنده است. نیتروژن در پروتئین ها، واحدهای ساختاری و شیمیایی همه موجودات زنده ، و در مولکولهای DNA ، که دستورات راهنمای ضروری برای همه فعالیتهای زندگی را حمل می کنند،یافت می شود.
هر چند نیتروژن 80 درصد اتمسفر را تشکیل می دهد ، حیوانات و گیاهان نمی توانند مستقیماَ از آن استفاده کنند . باکتریهای موجود در خاک در رابطه با چرخه مجدد نیتروژن از طریق تبدیل آن به شکلی که برای موجودات زنده دیگر قابل استفاده باشد ، نقش حیاتی بازی می کنند. هنگامی که گیاهان و حیوانات می میرند ، باقیمانده اجساد انها بوسیله موجودات ذره بینی موجود در خاک ، تجزیه می شود و ترکیبات نیتروژن درست می شود.

این ترکیبات همچنین توسط رعدوبرق درهواایجاد می شوند.این ترکیبات به هنگام باران در آب حل شده ، و در خاک جذب می شوند . دردرون خاک،باکتریهای نیترات کننده این ترکیبات نیتروژنی را به نیترات تبدیل می کنند،که توسط گیاهان ازطریق ریشه جذب می شوند حیوانات با خوردن گیاهان نیتروژن بدست می آورند باکتریهای تجزیه کننده نیتروژن ،نیتروژن را مستقیماَ از هوا دریافت کرده و نیترات درست می کند.انها ازریشه نخود فرنگی  لوبیا و گیاهان دیگر تغذیه می کنند باکتریهای تجزیه کننده نیترات این مراحل را بر عکس انجام می دهند . انها برای تامین انرژی از نیترات استفاده می کنند و نیتروژن را مجددا به هوا باز می گردانند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آلودگي ناشي از مواد راديواكتيو در دريا

مواد پرتوزا يكي ديگر از آلاينده‌هاي محيط زيست و آبها مي‌باشند آزمايش سلاح‌هاي اتمي، حمل و نقل مواد راديواكتيو خطرناك و سوانح و حوادث كشتي‌هاي حامل اين مواد در درياها، حمل و نقل مواد راديواكتيو خطرناك و سوانح و حوادث كشتي‌هاي حامل اين مواد در درياها، باران راديواكتيوي اتمسفر راه‌هاي ورود اين مواد به آبها هستند اين مواد نيمه عمر طولاني داشته و اثرات آنها در دراز مدت است شناسايي و تعيين اثر اكولوژيك مواد راديو اكتيو در دريا مشكل است زيرا صدمه حاصله بر روي موجودات زنده مدتي پس از تماس با تشعشعات بروز مي‌كند و صدمات ژنتيكي زير حدكشنده تا نسل‌هاي بعدي قابل رديابي نمي‌باشد به هر حال صدمه به برخي از افراد مستعد و ايجاد اختلالات ژنتيكي از عواقب غيرقابل اجتناب هر سطح تماس يا تشعشع است چه اين منبع طبيعي باشد يا ساخته دست انسان. معلوليت و انحرافات در نوزاد ماهيان، تجمع در زنجيره‌هاي  غذايي و ايجاد خطر براي سلامت بشر نمونه‌هايي از اين گونه‌اند (مینو دبيري-1379).

دفع مواد پرتوزاي جامد در دريا از سال 1964 شروع شد اما به تدريج تحت كنترل بين‌المللي درآمد و حالا ديگر انجام نمي‌گردد. در سال 1972 تحت كنوانسيون لندن كه تخليه همه مواد به دريا را كنترل مي‌كند دفع جامدات خيلي پرتوزا در دريا ممنوع شد در سال 1994 ممنوعيت گسترش يافت و ضايعات جامد سطح پايين و متوسط را هم در برگرفت.

ضايعات پرتوزاي با حد متوسط و پايين شامل موادي نظير لباس‌هاي پوششي، شيشه آلات آزمايشگاهي، لوله‌هاي آلوده، سيمان و مواد ساختماني و ... مي‌باشد و از نيروگاههاي هسته‌اي، رآكتورهاي طراحي شده صنعتي، مؤسسات تحقيقاتي و بخش‌هاي راديولوژي بيمارستان منشاء مي‌گيرد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

هر وقت سخن از آب آلوده به میان آید بدنبال آن کلمه بیماری نیز به ذهن راه می یابد. آلودگی آب چه بصورت آلودگی بیولوژیک (وجود میکروب های بیماریزا) چه بصورت آلودگی شیمیایی (به همراه داشتن عناصر و ترکیبات زیان آور شیمیایی) و چه بصورت های دیگر سبب ایجاد بیماری ها و اختلالات متعددی در انسان می گردد. تاریخ بهداشت عمومی مملو از نشانه های غم انگیزی است از همه گیری ها و تلفات بیشمار ناشی از بیماری ها، که آب آلوده در ایجاد آن ها نقش اساسی داشته است. آب در انتقال و انتشار بسیاری ازبیماری های میکروبی، ویروسی و انگلی نقش عمده ای بر عهده دارد. از بیماری های عفونی روده ای می توان حصبه، وبا و اسهال خونی را نام برد. که انسان به وسیله آب آلوده به آن مبتلا می شود.
آب آلوده بطرق زیر می تواند سبب انتقال بیماری ها گردد.
الف) مستقیم
آب بطور مستقیم در انتقال بعضی از بیماری ها دخالت دارد، منظور از انتقال بیماری بطریقه مستقیم آن است که عامل ایجاد کننده بیماری از طریق مدفوع و ادرار یا راه های دیگر وارد آب می شود و آب را آلوده می کند. با آشامیدن چنین آبی یا تماس با آن، عامل بیماری بطور مستقیم وارد بدن شخص سالم شده و او را بیمار می کند. مهمترین بیماری هایی که از این طریق انتقال می یابند عبارتند از: حصبه، وبا، انواع اسهال های میکروبی و آمیبی، یرقان عفونی، فلج اطفال.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

جلبکها، میکروارگانیسم های یوکاریوتند و قادرند عمل فتوسنتز انجام دهند و قادر به رشد در هرجایی که نور خورشید و مقداری رطوبت وجود دارد، می باشند.

جلبک ها به خانواده گیاهان تعلق دارند و فاقد ریشه و برگ و ساقه اند و به صورت تک سلولی، چند سلولی و کلنی یافت می شوند. اندازه جلبکها بسیار متنوع است و از چند میکرون تا چند متر هستند.

حضور جلبک ها در برکه های تثبیت تصفیه فاضلاب بسیار مهم است. جلبک ها با تولید اکسیژن رشد و فعالیت باکتری ها را میسر میسازند و باعث تسریع عمل تصفیه می شوند.

انواع جلبک بر اساس محیط زندگی

جلبک های اپی زوئیک: قادر به رشد روی سطح بدن جانوران

جلبک های اپی فیتیک: قادر به رشد روی گیاهان

جلبک های اپی پلیک: قادر به رشد روی شن و ماسه

جلبک های اپی لیتیک: قادر به رشد روی تخته سنگها

جلبک های کرایوفلورا: قادر به رشد روی یخ و برف

جلبک های بنتوس یا کف زی: قادر به رشد در کف رودخانه های کم عمق

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

محققان اسپانيايي در دانشگاه كارلوس III مادريد (UC3M) با استفاده از مدلسازي سه بعدي به تحليل مكانيسم انتقال آب در قسمت هاي داخلي درختان پرداخته اند. در حقيقت هدف از اين كار كشف نكات مهم و اساسي در جابه جايي شيره درختان است تا با شناخت اين اصول از آنها در ساخت پمپ هاي مكنده و سيستم هاي هيدروليكي جديد استفاده شود. علت انجام چنين تحقيقي اين بود كه محققان مي خواستند بفهمند گياهان براي استخراج آب از زمين هاي بسيار خشك از چه مكانيسمي استفاده مي كنند.

به عنوان مثال در مورد گياهان مناطق استوايي (درختان و گياهان بوته دار خانواده شاه پسند) مشاهده مي شود كه گياه، آب تازه را از محيطي شور استخراج مي كند، علي رغم اين حقيقت كه با وجود فشار اسمزي بايد اين اتفاق در جهت عكس انجام شود.هدف از اين مطالعات درك مكانيسمي است كه گياه طي آن آب را پس از استخراج از ريشه به برگ ها مي رساند. براي انجام اين كار محققان مدلي ارائه كردند كه نشان دهنده ساختار ميكروسكوپي تنه درختي اروپايي به نام Fagus Sylvatica بود تا از طريق آن تغييرات اعمال شده هنگام انتقال آب در قسمت هاي داخلي تنه درخت را مطالعه كنند. بخشي از نتايج اين تحقيق در شماره اخير مجله Biological physics به چاپ رسيده است.
مدلي سه بعدي توسط دانشمندان UC3M تهيه شده تا بتوانند ترشح و جذب آب در پوست درخت را آناليز كنند. همچنين فشار وارد شده به مجاري مختلف گياه همچون آوندها كه مايعات را در داخل تنه درخت جابه جا مي كنند مورد بررسي قرار دادند.
در ابتدا بافت هاي آوندي مواد قندي و مغذي را از اندام هايي كه در آنجا توليد شده اند به قسمت هايي مي رسانند كه بايد در آنجا ذخيره يا مصرف شوند. آوندها بافت هاي مختلفي هستند كه به منظور حمل آب در جهت بالاو در طول گياه به شكل رديف هاي طولي مرتب شده اند. مهم ترين نتيجه گيري از اين بحث اين است كه شيره گياه در تنه درخت تحت شرايط فشار است. زماني كه فشار در آوندها وFloem ها مثبت است مدل فشار در داخل مجاري به صورت شعاعي گسترش مي يابد، اما زماني كه فشار در آوندها منفي و درFloem ها مثبت است مدل فشار به شكل شعاعي منقبض مي شود. محققان معتقدند آنچه در طول روز داخل تنه يا ساقه گياهان اتفاق مي افتد سيستم دوم است. اين تحقيق مي تواند كاربردهاي جالبي در سيستم هاي هيدروليكي يا ابزار استخراج آب داشته باشد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فناوري‌های شیرین سازی آب دریا را مي‌توان به دو گروه كلي تبخیری و فیلتری تقسیم نمود. البته مي‌توان اين فناوري‌ها را بر مبناي محل تأمين انرژي مورد نياز به گروه‌هاي بيشتري تقسيم کرد.

فناوري‌هاي تبخیری به كمك انرژي حاصل از بخار توليدشده ر واحد بویلر، آب مقطر توليد مي‌شود و در مراحل بعد نيز املاح موردنياز آب به آن اضافه مي‌شود. در فرايندهاي فيلتري جريان آب به كمك پمپ از ميان فيلترهاي ويژة عبور مي‌كند تا املاح زائد همراه آب گرفته شود و در نهايت با تنظيم املاح ، آب آشاميدني توليد مي‌گردد. ملاحظه مي‌شود كه اين دو گروه روش به دو منبع انرژي مختلف نياز دارند. آب شيرين‌كن‌هاي تبخيري به انرژي‌هاي فسيلي و واحدهاي فيلتري به انرژي الكتريكي. دقيقاً متناسب با همين موضوع رفتار كشورها در استفاده از اين فناوري تغيير مي‌كند. كشورهايي كه انرژي الكتريكي ارزان‌تر و ساده‌تر تأمين مي‌شود از واحدهاي فيلتري (ايالات متحده) و كشورهايي كه منابع انرژي فسيلي ارزان و فراوان دارند از روش‌هاي تبخيري استفاده مي‌كنند. (اماارت متحده عربي)

تجربه‌هاي موفق بين‌المللي:

بزرگترين واحدهاي شيرين سازي آب دريا نيز متناسب با همين قاعده نصب شده اند. از بزرگترين واحد تبخيري جهان با ظرفيت 450000 مترمكعب در روز در عربستان سعودي نصب شده است و بزرگترين واحد فيلتري جهان با ظرفيت 300000 مترمكعب در روز در سرزمین های اشغالی فلسطین نصب شده.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

از باکتري ها، به دليل ارتباطي که غالباً بين وجود آن ها در آب و بيماري ها وجود دارد، به بدي ياد مي‌شود. اما پژوهشگران دانشگاه ناتينگهام از اين ارگانيزم هاي کوچک در کنار جديدترين تکنيک هاي پالايش غشايي براي اصلاح و بهبود فناوري پاک سازي آب استفاده مي‌کنند.

اين ارگانيزم هاي تک سلولي در طي فرايندي به نام Bioremediation از آلاينده هاي موجود در آب، خواه آن که آب مصارف صنعتي داشته باشد و خواه براي آشاميدن فراهم شده باشد، تغذيه مي‌کنند.

سپس آب را از ميان يک غشاي متخلخل عبور مي دهند که مانند يک غربال عمل مي‌کند. حفره هايي که در اين غربال ها وجود دارند ميکروسکوپي هستند و برخي در مقياس نانو مي‌باشند. اندازۀ منافذ در اين فيلترها مي‌تواند از ده ميکرون تا يک نانو متر باشد. اين فناوري‌ها قابليت توسعه و بهينه‌‌سازي آب هاي مصرفي صنعت و آشاميدني را دارند.

اين تحقيقات توسط پروفسور Nidal Hilal مهندس شيمي مرکز فناوري آب پاک هدايت مي‌شوند. اين مرکز، هدايت جهاني پژوهش براي توسعۀ فناوري‌هاي پيشرفته در زمينۀ تصفيه آب را بر عهده دارد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب