M.A.H.S.A
09-12-2011, 05:39 PM
دید کلی
تامین و توزیع آب در کشورهای در حال توسعه ، مسائل مهمی را بوجود آورده است و دولتها را واداشته است تا مبالغ عظیمی پول در راه تامین آن سرمایه گذاری نمایند. این موضوع بخصوص در کشورهایی که دارای نقاط لم‌یزرع و نیمه‌خشک هستند، حالت جدی‌تر به خود گرفته است. در کشورهایی مثل ایران که تقسیم آب بعلت شکل خاص سرزمینهای آن به‌صورت غیر یکنواخت توزیع گردیده است، باید سعی شود با اتخاذ بهترین و مدرن‌ترین روشهای علمی و فنی آبهای موجود را طبق قوانین عادلانه ای در دسترس عموم قرار داد.
نکات مهم در تهیه آب شرب
در انتخاب منبع آب برای تهیه آب مشروب در اجتماعات بزرگ ، به چهار اصل مهم زیر باید توجه کافی مبذول داشت:
در درجه اول ، باید آبی را مورد استفاده قرار داد که برای رسیدن به محل تصفیه و توزیع به پمپاژ احتیاج نداشته باشد، بلکه با نیروی ثقل خود حرکت نموده ، علاوه بر آن به هیچگونه تصفیه‌ای (غیر از ضد عفونی کردن) نیاز نداشته و بدون دخل و تصرف در کیفیت آن ، بتواند بدست مصرف کننده برسد.
در درجه دوم ، از آبهایی که به تصفیه احتیاج ندارند، ولی برای رسیدن به محل توزیع باید پمپاژ شوند، می‌توان در تامین آب مشروب استفاده کرد.
در درجه سوم ، برای آب مشروب می‌توان آبهایی را که به نوعی تصفیه ساده احتیاج داشته ، ولی با نیروی وزن به محل تصفیه و توزیع می‌رسند، استفاده نمود.
بالاخره در آخرین مرحله ، آبهایی را می‌توان برای تهیه آب آشامیدنی مورد استفاده قرار داد که در محل نبوده ، باید از طریق پمپاژ و یا هر وسیله دیگر از نقاط دور دست به مرکز تصفیه و توزیع منتقل نمود. تهیه آب مشروب از اینگونه منابع ، بسیار گران و پُرهزینه است.
مهمترین منابع آب در دنیا
آبهای زیرزمینی (چاه ، چشمه ، قنات)
آبهای جوی (باران ، برف)
آبهای سطحی (رودخانه ، دریاچه ، دریا ، اقیانوس)
آب باران
اصولا انتظار می‌رود که آب باران کاملا خالص باشد، ولی به علت تماس آن با گرد و خاک ، ذرات معلق گازهای مخلوط در هوا ، مقادیر قابل توجهی از آنها را در خود حل و به زمین می‌آورد. گازهایی چون اکسیژن ، گاز کربونیک و ازت نیز در آب باران موجود خواهد بود که حلالیت هر یک از آنها در آب باران ، علاوه بر ساختمان شیمیایی‌شان به فشار جزئی آنها در اتمسفر مربوط می‌شود. علاوه بر گازهای فوق ، در آب باران مقادیری RCO3- NO2 ،NO2 ، SO2 ، SH2 وجود دارد.
انحلال این مواد در آب باران علاوه بر نامطلوب کردن آن از نظر بهداشت برای بسیاری از وسایل خانگی و فلزی خطرناک است. و SO2 ، SH2 عمدتا از طریق سوخت منازل و کارخانجات ( بویژه زغال سنگ ) داخل اتمسفر می‌شود، در حالیکه اکسیدهای ازت از طریق سوخت وسایل نقلیه و رعد و برق (تجزیهN2 و ترکیب آن با O2) تولید می‌شود و پراکسی الکوکسیل نیترات نیز از ترکیب اکسید ازت با منوکسید کربن و هیدروکربورهای سوخته حاصل می‌شود. در آب باران ، مواد رادیواکتیوی چون ید (131) و سدیم (24) نیز گاهی دیده شده است.
علاوه بر مواد ذکر شده در بالا ، باید میکروارگانیسمها را که باران در حین نزول خود به زمین با خود همراه می‌آورد اشاره کنیم. در نقاطی که استفاده از آبهای سطحی ، یا زیرزمینی با اشکالاتی مواجه باشد، بکار بردن آب باران به عنوان منبع آب آشامیدنی توصیه شده است، کما اینکه در سال 1903 در حدود یک چهارم سکنه ایتالیا از آب بارانی که در منابع مخصوص ذخیره می‌نمودند، به عنوان آب آشامیدنی استفاده می‌کردند و شاید هنوز هم در آفریقا ، آسیای جنوب شرقی ، جاهایی وجود دارد که آب باران تنها منبع آب آشامیدنی آنهاست.
در ایران قدیم نیز در مهمانسراهای بین راه ، از آب باران ذخیره شده برای تامین آب مشروب مسافران استفاده می‌نمودند.
http://www.daneshema.com/upload/mayor/upload/image/technology_engineering/chemistry/article/Hypolimnium_2.jpg
آب رودخانه‌ها
رودخانه‌ها از زمانهای قدیم یکی از مهمترین منابع تامین آب اجتماعات بشری بوده است. رودخانه‌ها از این نظر باز همچنان اهمیت خود را حفظ کرده‌اند، بطوریکه هم اکنون در آمریکا و آلمان به ترتیب 80 درصد و 50 درصد از آب آشامیدنی مردم از رودخانه‌ها تامین می‌شود. یاد آور می‌شود ضمن استفاده از آب رودخانه‌ها باید به مساله تصفیه و ضد عفونی کردن آنها توجه کافی داشت.
امروزه ایجاد دریاچه‌های مصنوعی پشت سدها ، یکی از بهترین روشها برای تامین آب مورد نیاز شهرها است. قابل توجه است که این دریاچه‌های مصنوعی علاوه بر تامین هدف مذکور ، در تامین آب برای کشاورزی منطقه و تهیه و تولید انرژی برق نقش و اهمیت زیادی دارد. سدهای کرج و جاجرود در تامین نیازهای شهر تهران در زمینه‌های یاد شده نقش مهمی دارند.
ذخیره آب رودخانه‌ها در دریاچه‌های مصنوعی ، علاوه بر اهمیت ذخیره سازی آن ، از این نظر که ضمن این عمل ، مواد معلق و گل و لای آب رودخانه‌ها در پشت سدها ته‌نشین می‌شود، در تقلیل هزینه تصفیه اهمیت زیادی دارد. گاها" برای تکمیل این نظر ، مابین دریاچه مصنوعی و محل تصفیه خانه حوضهای ته‌نشینی ایجاد می‌نمایند.
آب ذخیره شده از نظر میزان باکتریها و اکسیژن
در آب ذخیره شده پشت سدها نه‌تنها از نظر مواد معلق بلکه از نظر باکتریها کاهش محسوس مشاهده می‌شود و این امر موجب تقلیل هزینه‌های ضد عفونی در تصفیه‌خانه می‌شود. دریاچه‌ها از نظر مقدار اکسیژن موجود در آنها به دو قسمت تقسیم می‌شوند، دریاچه‌های با آب صاف و غنی از اکسیژن و فقیر از پلانکتون را الیگوتروپ (Oligotroph) و دریاچه‌های فقیر از اکسیژن یوتروپ (Atrophy) نامیده می‌شوند.
پدیده حیاتی در ذخیره آب
یکی از پدیده‌های مهمی که در ضمن ذخیره آب در حجمهای بزرگ اتفاق می‌افتد، طبقه طبقه شدن آن است. اگر آب نظیر غالب مایعات دیگر عمل می‌کرد، در طول زمستانهای سخت می‌بایست آب کلیه دریا و دریاچه‌ها کلا منجمد می‌شد و به همراه این عمل کلیه جاندارن داخل آنها نیز از بین می‌رفتند. ولی در عمل چنین اتفاقی نمی‌افتد. در یک دریاچه طبقه طبقه شده ، سه ناحیه کاملا متمایز قابل تشخیص است:
ناحیه زیرین یا ناحیه راکد: در اصطلاح علمی ، هی‌پولی‌مینیمم Hypoliminimum نامیده می‌شود. درجه حرارت این ناحیه پایین است. این امر ناشی از زیاد بودن وزن مخصوص آب سرد نسبت به آب گرم است. در این ناحیه که مقدار اکسیژن محلول در آن ، بسیار ناچیز است، بهم خوردگی بندرت انجام می‌پذیرد. در ضمن در این ناحیه محصولات نهایی حاصل از فعالیت باکتریهای بی‌هوازی مثل CH4 و SH2 دیده می‌شود. آب این ناحیه ، از کیفیت نامحلولی برخوردار است.
ناحیه رویین یا ناحیه سطحی: در اصطلاح علمی ، ای‌پالی‌مینین Epilimnion خوانده می‌شود. تغییرات درجه حرارت در این ناحیه شدید است و بطور مستقیم با هوای جو در تماس است.
ناحیه میانی یا ناحیه گردشی: در اصطلاح علمی ، ترموکلین Thermoclin گویند. این ناحیه از نظر دما و مقدار اکسیژن محلول ، ناحیه مناسبی است.
یادآور می‌شود این امر طبقه طبقه شدن آب دریاچه بیشتر در فصل تابستان و زمستان مشهود است. در فصل زمستان آب خنک (T=277 K) به علت داشتن وزن مخصوص بیشتر در لایه‌های زیرین قرار دارد و آبی که دمای آن ، کمی کمتر از T=277 K است، در قسمت میانی و سطح آب نیز پوشیده از یخ است، یعنی در زمستان با افزایش عمق آب دما نیز بالا می‌رود. در فصل تابستان برخلاف زمستان ناحیه سطحی در اثر اشعه خورشید گرم می‌شود و آب سرد در نتیجه وزن مخصوص بیشترش نسبت به آب گرم در لایه‌های پایین مجتمع می‌شود.
O2 در آب تحت تاثیر اشعه خورشید عمل فتوسنتز به صورت زیر انجام می‌گیرد:
اشعه خورشید
CO2 + H2 -----> C(H2O)6 + O2
در بهار و پاییز به علت اختلاف درجه حرات لایه‌های پایینی و بالایی یک اختلاط عمودی Turn Over صورت می‌گیرد. لایه‌های مختلف باهم مخلوط می‌شوند و این کار موجب پخش یکنواختی اکسیژن و مواد غذایی در آب می‌شود.
منبع :
متن از shimi.blogfa.com
تامین و توزیع آب در کشورهای در حال توسعه ، مسائل مهمی را بوجود آورده است و دولتها را واداشته است تا مبالغ عظیمی پول در راه تامین آن سرمایه گذاری نمایند. این موضوع بخصوص در کشورهایی که دارای نقاط لم‌یزرع و نیمه‌خشک هستند، حالت جدی‌تر به خود گرفته است. در کشورهایی مثل ایران که تقسیم آب بعلت شکل خاص سرزمینهای آن به‌صورت غیر یکنواخت توزیع گردیده است، باید سعی شود با اتخاذ بهترین و مدرن‌ترین روشهای علمی و فنی آبهای موجود را طبق قوانین عادلانه ای در دسترس عموم قرار داد.
نکات مهم در تهیه آب شرب
در انتخاب منبع آب برای تهیه آب مشروب در اجتماعات بزرگ ، به چهار اصل مهم زیر باید توجه کافی مبذول داشت:
در درجه اول ، باید آبی را مورد استفاده قرار داد که برای رسیدن به محل تصفیه و توزیع به پمپاژ احتیاج نداشته باشد، بلکه با نیروی ثقل خود حرکت نموده ، علاوه بر آن به هیچگونه تصفیه‌ای (غیر از ضد عفونی کردن) نیاز نداشته و بدون دخل و تصرف در کیفیت آن ، بتواند بدست مصرف کننده برسد.
در درجه دوم ، از آبهایی که به تصفیه احتیاج ندارند، ولی برای رسیدن به محل توزیع باید پمپاژ شوند، می‌توان در تامین آب مشروب استفاده کرد.
در درجه سوم ، برای آب مشروب می‌توان آبهایی را که به نوعی تصفیه ساده احتیاج داشته ، ولی با نیروی وزن به محل تصفیه و توزیع می‌رسند، استفاده نمود.
بالاخره در آخرین مرحله ، آبهایی را می‌توان برای تهیه آب آشامیدنی مورد استفاده قرار داد که در محل نبوده ، باید از طریق پمپاژ و یا هر وسیله دیگر از نقاط دور دست به مرکز تصفیه و توزیع منتقل نمود. تهیه آب مشروب از اینگونه منابع ، بسیار گران و پُرهزینه است.
مهمترین منابع آب در دنیا
آبهای زیرزمینی (چاه ، چشمه ، قنات)
آبهای جوی (باران ، برف)
آبهای سطحی (رودخانه ، دریاچه ، دریا ، اقیانوس)
آب باران
اصولا انتظار می‌رود که آب باران کاملا خالص باشد، ولی به علت تماس آن با گرد و خاک ، ذرات معلق گازهای مخلوط در هوا ، مقادیر قابل توجهی از آنها را در خود حل و به زمین می‌آورد. گازهایی چون اکسیژن ، گاز کربونیک و ازت نیز در آب باران موجود خواهد بود که حلالیت هر یک از آنها در آب باران ، علاوه بر ساختمان شیمیایی‌شان به فشار جزئی آنها در اتمسفر مربوط می‌شود. علاوه بر گازهای فوق ، در آب باران مقادیری RCO3- NO2 ،NO2 ، SO2 ، SH2 وجود دارد.
انحلال این مواد در آب باران علاوه بر نامطلوب کردن آن از نظر بهداشت برای بسیاری از وسایل خانگی و فلزی خطرناک است. و SO2 ، SH2 عمدتا از طریق سوخت منازل و کارخانجات ( بویژه زغال سنگ ) داخل اتمسفر می‌شود، در حالیکه اکسیدهای ازت از طریق سوخت وسایل نقلیه و رعد و برق (تجزیهN2 و ترکیب آن با O2) تولید می‌شود و پراکسی الکوکسیل نیترات نیز از ترکیب اکسید ازت با منوکسید کربن و هیدروکربورهای سوخته حاصل می‌شود. در آب باران ، مواد رادیواکتیوی چون ید (131) و سدیم (24) نیز گاهی دیده شده است.
علاوه بر مواد ذکر شده در بالا ، باید میکروارگانیسمها را که باران در حین نزول خود به زمین با خود همراه می‌آورد اشاره کنیم. در نقاطی که استفاده از آبهای سطحی ، یا زیرزمینی با اشکالاتی مواجه باشد، بکار بردن آب باران به عنوان منبع آب آشامیدنی توصیه شده است، کما اینکه در سال 1903 در حدود یک چهارم سکنه ایتالیا از آب بارانی که در منابع مخصوص ذخیره می‌نمودند، به عنوان آب آشامیدنی استفاده می‌کردند و شاید هنوز هم در آفریقا ، آسیای جنوب شرقی ، جاهایی وجود دارد که آب باران تنها منبع آب آشامیدنی آنهاست.
در ایران قدیم نیز در مهمانسراهای بین راه ، از آب باران ذخیره شده برای تامین آب مشروب مسافران استفاده می‌نمودند.
http://www.daneshema.com/upload/mayor/upload/image/technology_engineering/chemistry/article/Hypolimnium_2.jpg
آب رودخانه‌ها
رودخانه‌ها از زمانهای قدیم یکی از مهمترین منابع تامین آب اجتماعات بشری بوده است. رودخانه‌ها از این نظر باز همچنان اهمیت خود را حفظ کرده‌اند، بطوریکه هم اکنون در آمریکا و آلمان به ترتیب 80 درصد و 50 درصد از آب آشامیدنی مردم از رودخانه‌ها تامین می‌شود. یاد آور می‌شود ضمن استفاده از آب رودخانه‌ها باید به مساله تصفیه و ضد عفونی کردن آنها توجه کافی داشت.
امروزه ایجاد دریاچه‌های مصنوعی پشت سدها ، یکی از بهترین روشها برای تامین آب مورد نیاز شهرها است. قابل توجه است که این دریاچه‌های مصنوعی علاوه بر تامین هدف مذکور ، در تامین آب برای کشاورزی منطقه و تهیه و تولید انرژی برق نقش و اهمیت زیادی دارد. سدهای کرج و جاجرود در تامین نیازهای شهر تهران در زمینه‌های یاد شده نقش مهمی دارند.
ذخیره آب رودخانه‌ها در دریاچه‌های مصنوعی ، علاوه بر اهمیت ذخیره سازی آن ، از این نظر که ضمن این عمل ، مواد معلق و گل و لای آب رودخانه‌ها در پشت سدها ته‌نشین می‌شود، در تقلیل هزینه تصفیه اهمیت زیادی دارد. گاها" برای تکمیل این نظر ، مابین دریاچه مصنوعی و محل تصفیه خانه حوضهای ته‌نشینی ایجاد می‌نمایند.
آب ذخیره شده از نظر میزان باکتریها و اکسیژن
در آب ذخیره شده پشت سدها نه‌تنها از نظر مواد معلق بلکه از نظر باکتریها کاهش محسوس مشاهده می‌شود و این امر موجب تقلیل هزینه‌های ضد عفونی در تصفیه‌خانه می‌شود. دریاچه‌ها از نظر مقدار اکسیژن موجود در آنها به دو قسمت تقسیم می‌شوند، دریاچه‌های با آب صاف و غنی از اکسیژن و فقیر از پلانکتون را الیگوتروپ (Oligotroph) و دریاچه‌های فقیر از اکسیژن یوتروپ (Atrophy) نامیده می‌شوند.
پدیده حیاتی در ذخیره آب
یکی از پدیده‌های مهمی که در ضمن ذخیره آب در حجمهای بزرگ اتفاق می‌افتد، طبقه طبقه شدن آن است. اگر آب نظیر غالب مایعات دیگر عمل می‌کرد، در طول زمستانهای سخت می‌بایست آب کلیه دریا و دریاچه‌ها کلا منجمد می‌شد و به همراه این عمل کلیه جاندارن داخل آنها نیز از بین می‌رفتند. ولی در عمل چنین اتفاقی نمی‌افتد. در یک دریاچه طبقه طبقه شده ، سه ناحیه کاملا متمایز قابل تشخیص است:
ناحیه زیرین یا ناحیه راکد: در اصطلاح علمی ، هی‌پولی‌مینیمم Hypoliminimum نامیده می‌شود. درجه حرارت این ناحیه پایین است. این امر ناشی از زیاد بودن وزن مخصوص آب سرد نسبت به آب گرم است. در این ناحیه که مقدار اکسیژن محلول در آن ، بسیار ناچیز است، بهم خوردگی بندرت انجام می‌پذیرد. در ضمن در این ناحیه محصولات نهایی حاصل از فعالیت باکتریهای بی‌هوازی مثل CH4 و SH2 دیده می‌شود. آب این ناحیه ، از کیفیت نامحلولی برخوردار است.
ناحیه رویین یا ناحیه سطحی: در اصطلاح علمی ، ای‌پالی‌مینین Epilimnion خوانده می‌شود. تغییرات درجه حرارت در این ناحیه شدید است و بطور مستقیم با هوای جو در تماس است.
ناحیه میانی یا ناحیه گردشی: در اصطلاح علمی ، ترموکلین Thermoclin گویند. این ناحیه از نظر دما و مقدار اکسیژن محلول ، ناحیه مناسبی است.
یادآور می‌شود این امر طبقه طبقه شدن آب دریاچه بیشتر در فصل تابستان و زمستان مشهود است. در فصل زمستان آب خنک (T=277 K) به علت داشتن وزن مخصوص بیشتر در لایه‌های زیرین قرار دارد و آبی که دمای آن ، کمی کمتر از T=277 K است، در قسمت میانی و سطح آب نیز پوشیده از یخ است، یعنی در زمستان با افزایش عمق آب دما نیز بالا می‌رود. در فصل تابستان برخلاف زمستان ناحیه سطحی در اثر اشعه خورشید گرم می‌شود و آب سرد در نتیجه وزن مخصوص بیشترش نسبت به آب گرم در لایه‌های پایین مجتمع می‌شود.
O2 در آب تحت تاثیر اشعه خورشید عمل فتوسنتز به صورت زیر انجام می‌گیرد:
اشعه خورشید
CO2 + H2 -----> C(H2O)6 + O2
در بهار و پاییز به علت اختلاف درجه حرات لایه‌های پایینی و بالایی یک اختلاط عمودی Turn Over صورت می‌گیرد. لایه‌های مختلف باهم مخلوط می‌شوند و این کار موجب پخش یکنواختی اکسیژن و مواد غذایی در آب می‌شود.
منبع :
متن از shimi.blogfa.com