بهداشت آب
مقدمه
بهداشت آب موضوعي بسيار مهم در بهداشت عمومي و مديريت سلامت ميباشد. قبل از پرداختن به راه كارهاي عملي استحصال، انتقال، بهسازي و توزيع آن لازم است اين عنصر حياتي موثر بر سلامت و مرتبط با توسعه پايدار، شناخته شود.
شناخت آب از نظر كيفيت و كميت و چگونگي حصول آن قدمي اساسي در جهت بهينه سازي مصرف آن ميباشد. اگر چه بيش از سه چهارم كره زمين را آب فرا گرفته است، سهم قليلي از آب‌هاي موجود، براي مصارف بهداشتي و كشاورزي، قابل استفاده است. زيرا حدود 3/97 درصد اقيانوس‌ها و 1/2 درصد يخ‌هاي قطبي و 6/0 درصد درياچه ها و رودخانه و آب‌هاي زيرزميني وجود دارد كه حدود 36/0 درصد كل منابع آب ميباشد. آب اقيانوس‌ها، درياها و اغلب درياچه ها و بسياري از منابع آب زيرزميني به علت شوري بيش از حد و داشتن املاح معدني براي مقاصد بهداشتي، كشاورزي و صنعتي، غيرقابل استفاده مي‌باشند.
آب ماده حياتي است كه بطور يكنواخت در سطح كره زمين موجود نمي‌باشد. در نتيجه بسياري از نقاط كره زمين با كمبود آب مواجه است. حركت مداوم بخار آب به هوا و برگشت آن به زمين را گردش آب در طبيعت مي‌نامند.
انرژي خورشيد باعث تبخير آب اقيانوس‌ها، رودخانه ها، درياچه ها و منابع آب سطحي مي‌گردد. بخار آب فشرده شده همراه توده هاي هوا باعث نگهداري آب در هوا شده و موجب تشكيل ابر باردار يا ذخيره كننده آب ميشود ريشه گياهان، آب و رطوبت موجود در خاك را گرفته و از طريق روزنه هاي تنفسي برگ‌ها به هوا فرستاده و به بخار تجمع يافته در هوا اضافه ميشود كه در شرايط مناسب به صورت نزولات جوي به زمين برمي‌گردد.
آب يك عنصر حياتي است با ويژگي‌هاي قابل توجه و كم نظير، يكي از مهم ترين عناصر شيميايي ميباشد كه قسمت اعظم موجودات زنده و محيط زيست راتشكيل مي‌دهد. اين ماده 70% گياهان را تشكيل مي‌دهد. آب فراوان‌ترين و بهترين حلال در طبيعت است. آب يك مايع زيست شناختي است كه واكنش‌هاي فيزيكوشيميايي سوخت و ساز در پيكره موجودات زنده را مقدور و تسهيل مي‌نمايد ومحيطي است براي نقل و انتقال مواد در بدن موجودات زنده كه علاوه بر نقش موثرآن در متابوليسم، دفع مواد زائد حاصل از فعاليت‌هاي زيست شناختي موجود زنده را موجب ميشود. آب ناشي از تعريق در گرما باعث خنك كردن بدن مي‌گردد. آب و انيدريد كربنيك توسط انرژي خورشيدي در پيكره گياهان سبز تبديل به كربوهيدرات يا انرژي شيميايي ميشود.
اگر چه آب خالص در طبيعت يافت نمي‌شود. اما آب خالص مايعي بي‌رنگ، بي‌بو و بي مزه است كه داراي نقطه انجماد صفر و نقطه جوش 100 درجه سانتي گراد ميباشد ساختار شيميايي آن به صورت h2o است كه به احتمال كمتر از 3/0 درصد آب‌هاي موجود در طبيعت بر دارنده ايزوتوپ‌هاي h4o2 ، h6o3 نيز مي‌باشند. آب در چرخه گردش خود قادر است املاح و گازهاي موجود در طبيعت را به صورت محلول در آورده و بسياري از آلودگي‌ها را همراه خود به حركت در آورد. آب باران قبل از رسيدن به زمين ناخالصي‌هاي موجود در هوا نظير ذرات، گازها، مواد راديواكتيو و ميكروب‌ها را به سطح زمين آورده و در حين حركت در زمين نيز آلاينده ها را با خود حمل مي‌كند. به علاوه آب‌هاي جاري اغلب دريافت كننده فاضلاب‌ها و مواد زائد ناشي از فعاليت‌هاي انساني مي‌باشند.
بسياري از مشكلات بهداشتي كشورهاي در حال پيشرفت، عدم برخورداري از آب آشاميدني سالم است. از آنجايي كه محور توسعه پايدار، انسان سالم است و سلامت انسان در گرو بهره مندي از آب آشاميدني مطلوب ميباشد بدون تامين آب سالم جايي براي سلامت مثبت و رفاه جامعه، وجود ندارد. آب از دو بعد بهداشتي واقتصادي حائز اهميت است. از بعد اقتصادي به حركت درآورنده چرخ صنعت و رونق بخش فعاليت كشاورزي است. از بعد بهداشتي آب با كيفيت، تضمين كننده سلامت انسان است. آب با شكل ظاهري و با وسعت محتوايي آن دنياي زنده ديگري است.
اگر چه از ديد ما پنهان است، اما آب داراي آثار بسيار زيادي در حيات جانداران به ويژه انسان ميباشد. آب آشاميدني علاوه بر تامين مايع مورد نياز بدن به مفهوم مطلق آن يعني h2o ، در بردارنده املاح و عناصر ضروري براي موجود زنده و انسان ميباشد. كمبود پاره اي از آنها در آب ايجاد اختلال در بدن موجود زنده مي‌كند و منجربه بروز برخي بيماري‌ها ميشود.
فقدان يد و فلوئور و ارتباط آنها با گواتر اندميك و پوسيدگي دندان‌ها به ترتيب بيان كننده اين اهميت است. علاوه بر مواد شيميايي، موجودات ذره بيني گوناگوني نيز در آب پيدا مي‌شوند كه بعضي از آنها بيماري زا بوده و ايجاد بيماري‌هاي عفوني خطرناكي مي‌كنند. بهسازي آب رابطه مستقيمي با كاهش بيماري‌هاي عفوني دارد. بطوري كه پس از تامين آب آشاميدني سالم ميزان مرگ از وبا 1/74 درصد، ميزان مرگ از حصبه 3/63 درصد، ميزان مرگ به علت اسهال خوني 1/23 درصد و ميزان مرگ از بيماري اسهال 7/42 درصد كاهش يافت. بنابراين برنامه ريزي و هزينه در جهت تامين آب سالم سرمايه گذاري قابل توجهي براي آينده خواهد بود. تهيه و تامين آب آشاميدني سالم براي جامعه يكي از موثرترين و پايدارترين فنآوري‌ها براي ارتقاء سلامت جامعه است.
ناخالصي‌هاي آب
چنانچه آب خالص با تركيب شيميايي h2o را اساس مطالعه قرار دهيم ناخالصي‌هاي آن عبارتند از:
1 ـ ناخالصي‌هاي معلق
نظير ذرات معلق زنده و غيرزنده كه در آب به صورت معلق يافت مي‌شوند. اين نوع ناخالصي را مي‌توان در سه گروه، تقسيم بندي و مطالعه نمود.
الف) ذرات معلق زنده بيماريزا مانند عوامل بيماريزاي موجد وبا، حصبه، شبه حصبه، انواع اسهال‌ها، تخم انگل‌ها مانند آسكاريس و عامل كيست هيداتيد و ويروس‌ها، منشاء اصلي اين دسته از ناخالصي‌ها فاضلاب شهري و حضور حيوانات اهلي يا وحشي در مجاورت منابع آب ميباشد.
ب) ذرات معلق زنده غيربيماري‌زا مانند باكتري‌هاي ساپروفيت، اغلب جلبك‌ها و تك سلولي‌هايي كه در طبيعت به وفور پيدا مي‌شوند.
ج) ذرات معلق غيرزنده مانند رس، ليمون كه ناشي از فرسايش سطح زمين و سطوح آبخيز ميباشد.
از نظر فيزيكي ذرات بالا به دو گروه تقسيم مي‌شوند گروهي كه در حوضچه هاي ته نشيني و يا صافي‌ها جدا مي‌شوند و گروهي كه براي جدا كردن آنها احتياج به مواد منعقد كننده است تا از طريق لخته سازي، به ذرات درشت تري تبديل شده و حذف شوند.
2 ـ ناخالصي‌هاي محلول
اين دسته شامل املاح معدني، تركيبات آلي و گازهاي محلول مي‌باشند كه مي‌توان آنها را به صورت زير گروه بندي نمود:
الف) املاح محلول معدني كه اغلب به صورت املاح كلسيم، منيزيم، سديم، آهن، منگنز و000 ميباشد كه برخي از آنها مصرف آب را محدود مي‌نمايند كه در جاي خود بحث خواهد شد.
ب) گازهاي محلول مانند اكسيژن، انيدريد كربنيك، هيدروژن سولفوره، ازت وغيره مي‌باشند و اين نوع ناخالصي نيز كيفيت شيميايي آب را تحت تاثير قرار داده و ممكن است باعث نامطلوب بودن آن شود.
منابع تامين آب
آب يك منبع حياتي است كه معمولا از محدوديت خاصي برخوردار است آب شيرين موجود در محدوده جغرافيايي خاصي تقريبا ثابت و جوابگوي جمعيت محدودي است.
منابع آب مشروب اجتماعات را مي‌توان به سه دسته تقسيم نمود:
الف) منابع سطحي
آب‌هايي كه در قالب آب باران، آب رودخانه، آب درياچه هاي طبيعي، آب درياچه ها يا سدهاي ذخيره اي و قنوات در طبيعت موجود هستند و در صورتي كه استحصال و بهسازي، نگهداري و بهره برداري آنها با در نظر گرفتن ملاحظات اقتصادي و فني مقدور باشد به عنوان منبع آب آشاميدني انتخاب مي‌شوند.
ب) منابع آب زيرزميني
منابعي نظير چشمه سارها، آب چاه هاي كم عمق، چاه هاي عميق، چاه هاي جاري و آب حاصل از كانال‌هاي ساخته شده منابع آب زيرزميني را تشكيل مي‌دهند.
ج) منابع آب شور
و بالاخره در شرايطي كه هيچ كدام از منابع فوق جهت دستيابي به آب شيرين مقدور نباشد سومين منبع عبارت خواهد بود از آب درياها و درياچه هاي شور يا آب‌هاي شور زيرزميني.
اكثر اجتماعات شهري و روستايي ايران از منابع آب‌هاي زيرزميني بهره برداري مي‌كنند. در دو دهه اخير چندين طرح بزرگ و متوسط انتقال آب‌هاي سطحي منابع دوردست نيز تهيه و اجراء شده است. منبع اصلي آب آشاميدني شهرهايي مانند مشهد، شيراز، تبريز، بندر عباس، كرمانشاه، كرمان و بخشي از تهران از منابع آب زيرزميني است. اغلب روستاهاي ايران به روش سنتي و علمي ليكن بعضا غلط از آب زيرزميني استفاده مي‌كنند. انتخاب منبع آب آشاميدني اجتماعات چه شهري و چه روستايي، كوچك يا بزرگ مبتني است بر هزينه تهيه، تصفيه و توزيع آن. لازم است حداقل امكانات فني اجرايي در حد معقول، وجود داشته باشد، پس با لحاظ نمودن جنبه اقتصادي و بهداشتي منابع احتمالي آب، شناسايي و از بين آنها منبع مقرون به صرفه و مطمئن انتخاب گردد. در هر حال، منبع آب آشاميدني بايستي درنهايت آب سالم و پاكيزه اي در اختيار مصرف كننده قرار دهد.
آب سالم و پاكيزه
آب آشاميدني، علاوه بر سالم بودن لازم است پاكيزه نيز باشد. زيرا آب سالم وكدر يا بامزه نامطلوب و داشتن رنگ، ممكن است مورد اعتراض مصرف كننده قرار گرفته و مصرف كننده به طرف آب به ظاهر پاكيزه اي گرايش پيدا كند كه از نظر كيفيت شيميايي و ميكروبي، نامطلوب باشد. آب سالم آبي است كه حتي در درازمدت مصرف آن خطري براي مصرف كننده ايجاد نكند. توصيه ميشود آب آشاميدني نه تنها كاملا سالم باشد بلكه بايد " پاكيزه" يعني مورد پسند مصرف كننده هم باشد. چنين آبي را مي‌توان " پذيرفتني" يا " نوشيدني" تلقي نمود. آب آشاميدني از طريق تعيين كيفيت فيزيكوشيميايي وميكروب شناختي ارزيابي وانتخاب مي‌گردد.
ويژگي‌هاي آب سالم
1 ـ عاري از عوامل زنده بيماريزا باشد2 ـ عاري از مواد شيميايي زيان آور باشد3 ـ بدون رنگ و بو، و طعم مطبوع داشته باشد4 ـ قابل استفاده براي مصارف خانگي باشد
آبي كه يك يا دو مورد از ويژگي‌هاي فوق را نداشته باشد (بويژه مورد يك و دو) آن را آلوده و براي شرب غيرقابل مصرف مي‌دانند.
آلودگي آب
آب خالص مطابق ساختمان شيميايي آن به هيچ وجه در طبيعت وجود ندارد، ليكن انواع ناخالصي‌ها به صورت حل شده، معلق يا بينابيني با خود دارد. كه در بخش ناخالصي‌هاي آب آمده است. جنبه وخيم تر، آلودگي آب ناشي از فعاليت‌هاي انساني است مانند شهرنشيني و صنعتي شدن.
تعريف آب آلوده
آبي كه داراي عوامل بيماريزاي عفوني يا انگلي، مواد شيميايي سمي، ضايعات و فاضلاب خانگي و صنعتي باشد را آب آلوده گويند. آلودگي آب از فعاليت‌هاي انساني، نشات مي‌گيرد. منابع آلاينده آب عبارتند از:
الف) گندآب كه عوامل زنده بيماريزا و مواد آلي تجزيه پذير را در بردارد.
ب) مواد زائد تجاري و صنعتي در بر دارنده عوامل سمي از نمك‌هاي فلزي يا مواد شيميايي پيچيده مصنوعي.
ج) آلاينده هاي كشاورزي نظير كودها و آفت كش‌ها.
د) آلاينده هاي فيزيكي مانند گرما (آلودگي حرارتي) و مواد پرتوزا.
آلودگي را مي‌توان به عنوان يك تغيير نامطلوب در خواص فيزيكي، شيميايي و بيولوژيكي آب تعريف كرد كه باعث به خطر انداختن سلامت، بقاء و فعاليت‌هاي انسان يا ساير موجودات زنده ميشود. آلودگي از نظر پايداري نيز قابل بررسي و مطالعه است. لذا از اين ديدگاه دو نوع آلودگي وجود دارد. آلودگي قابل انحطاط و آلودگي غيرقابل انحطاط.
آلوده كننده قابل انحطاط را مي‌توان تجزيه كرد، از بين برد و يا براي برخي فعاليت‌ها مصرف نمود. از اين طريق حد قابل پذيرش آلودگي را مي‌توان طي مراحل طبيعي يا با روش‌هاي مهندسي (سيستم‌هاي تصفيه) نقصان داد. البته در صورتي كه سيستم تحت تاثير شوك ناشي از آلاينده، شكست نخورده باشد يا به عبارتي آلودگي لبريز نگردد. اين دسته خود به دو گروه تقسيم مي‌شوند قابل انحطاط تند و كند، آلوده كننده هاي قابل انحطاط تند، نظير فاضلاب انساني وزائدات حيواني و كشاورزي، معمولا خيلي سريع قابل تجزيه اند.
آلوده كننده هاي قابل انحطاط كند، مانند د.د.ت و بعضي از مواد راديواكتيو به كندي تجزيه مي‌شوند به هرحال اجزاي آنها يا كاملا تجزيه شده و يا به حدّ غيرقابل ضرر كاهش مي‌يابند. آلوده كننده هاي غيرقابل انحطاط از راه هاي طبيعي تجزيه نمي‌شوند. نمونه چنين آلوده كننده هايي عبارتند از جيوه، سرب، تركيبات آلي هالوژنه ها، ديوكسين‌ها و بعضي از پلاستيك‌ها.
آلودگي آب از نظر منشاء
آلودگي با منشاء زيست شناختي نظير
الف) باكتري‌ها: وبا، حصبه و اشباه آن، اسهال خوني باكتريال، اسهال به علت اشريشياكولي، لپتوسپيروزيس و بيماري ناشي از يرسينيا آنتروكوليتيكا و ناراحتي گوارشي ناشي از كمپيلوباكترها.
ب) ويروس‌ها: هپاتيت‌هاي ويروسي، فلج اطفال، بيماري‌هاي ناشي از ويروس‌هاي كوكساكي، اكو و گاستروآنتريت ويروسي.
ج) پروتوزوئرها: آميبيازيس، ژيارديازيس، بالانتيديازيس، نگلريافاولري مولد مننگوآنسفاليت آميبي و اكانتاموباي عامل مننژيت و ناراحتي تنفسي.
د) كرم‌هاي انگلي: شيستوزوميازيس، بيماري خارش شناگران، آسكاريازيس، هيداتيدوز، دراكونكولوس، بيماري ناشي از كرم قلابدار و كرم نواري ماهي.
ه) سموم توليدي از سيانوباكتري‌ها: سمومي كه ايجاد ناراحتي كبدي مي‌كنند، اين سموم توسط ميكروسيستيس، اسيلاتوريا، آنابنا و نودولاريا كه مسموميت كبدي ناشي از آنها طي 24 ساعت پس از خوردن، فرد را از پاي در مي‌آورد.
ميكروارگانيسم‌هايي كه از طريق آب آلوده به انسان منتقل مي‌شوند و داراي اهميت چشمگير بهداشتي هستند در جدول شماره 1 آمده است. در اين جدول نيز برخي از ميكروارگانيسم‌هاي فرصت طلب كه در افراد با نقص ايمني نظير كودكان، سالمندان و يا بيماران hiv مثبت ممكن است ايجاد ناراحتي كنند، ذكر شده است. در صورتي كه ارگانيسم‌هاي فرصت طلب، با تراكم زيادي در آب باشند موجب عفونت‌هاي مختلفي در پوست، مخاط، چشم، گوش، بيني و گلوي افراد حساس يا با مقاومت پايين مي‌گردند. مثال بارز اين ميكروارگانيسم‌ها پسودومونا آئروژينوزا و گونه هاي فلاوباكتريوم، آسينتوباكتر، كلبسيلا، سراتيا، آئروموناس و . . . ميباشد.
ناشناخته يا محقق نشده.
الف) طول زمان عفونت‌زايي عامل بيماريزا در 20 درجه سانتي گراد كوتاه تا يك هفته، متوسط يك هفته تا يك ماه و طولاني از يك ماه بيشتر.
ب) هنگامي كه در مقدار متداول و زمان معين عامل بيماريزا نابود شود مقاومت ندارد. مقاومت پايين است ليكن نابودي كامل عامل بيماريزا فراهم نشود از نظر مقاومت متوسط است.
ج) دز لازم براي ايجاد بيماري در 50% افراد بالغ سالم حساس، ممكن است با كمترين مقدار يك عدد واحد عفونت‌زا براي برخي ويروس‌ها باشد.
د) براساس تجارب يا برخي افراد حساس
ه) عامل اصلي عفونت پوست از راه تماس است، اما مي‌تواند در افراد مبتلا به سركوب دستگاه ايمني (ايمونوساپرسيو) يا افراد سرطاني ايجاد عفونت كند.
آلودگي آب با منشاء شيميايي
منابع آب، اغلب در بر دارنده ناخالصي‌هاي شيميايي هستند. اين ناخالصي‌ها ممكن است ناشي از آلودگي هوا، آلودگي خاك يا مواد آلاينده ناشي از فعاليت‌هاي انساني كه به صورت فضولات جامد و مايع به محيط تخليه مي‌گردد باشد. آلاينده هاي شيميايي با اشكال متفاوت كه از زباله هاي صنعتي و فضولات جامد و مايع شهري حاصل مي‌شوند منابع آب را بيش از پيش تهديد مي‌نمايند. اين آلاينده ها عبارتند از حلال‌هاي شوينده، سيانيد، فلزات سنگين، اسيدهاي آلي و معدني، مواد ازته، مواد سفيد كننده، رنگ‌ها، رنگدانه ها، سولفيدها، آمونياك، مواد سمي و انواع گوناگون تركيبات آلي كشنده موجودات زنده.
آلاينده هاي شيميايي نه تنها مي‌توانند بطور مستقيم بر سلامت انسان آسيب برسانند. بلكه از راه تجمع در آبزيان بطور غيرمستقيم هم مي‌توانند بر انسان اثر كنند نظير ماهي كه براي تغذيه انسان مورد استفاده قرار مي‌گيرد. آلاينده هاي شيميايي موجود در آب ممكن است ايجاد آسيب‌هاي سمي حاد يا مزمن درانسان نمايند. به هرحال برخي از آلاينده ها حتي در دز پايين ممكن است سلامت انسان را تحت تاثير قرار دهند يا اينكه مواجهه درازمدت انسان با برخي آلاينده ها سبب ضايعات پاتولوژيكي در انسان شود. مطالعات همه گيري شناختي، رابطه برخي ازبيماري‌ها با كيفيت شيميايي آب آشاميدني يا غذاهاي دريايي را نشان مي‌دهد. در بيماري‌هاي ناشي از آلاينده هاي شيميايي مي‌توان به عارضه متهموگلوبينميا در كودكان، مسائل مربوط به بهداشت دندان‌ها، سختي آب و بيماري‌هاي قلب و عروق و مسموميت حاد يا مزمن ناشي از تركيباتي نظير سموم دفع آفات، تركيبات فنلي، هيدروكربورهاي حلقوي، تري‌هالومتان‌ها و فلزات سنگين استناد نمود. اقدامات بهداشت محيط متمركز است بر روي موادي كه بالقوه بحال مصرف كننده مضر هستند، محدود گردد و آن دسته در مواردي كه قابليت پذيرش عمومي را تحت تاثير قرار مي‌دهند كنترل شود.
سختي آب مربوط به املاح خاصي است كه در آب وجود دارد اين املاح شامل كاتيون‌هاي كلسيم، منيزيم، استرانسيم، آهن، آلومينيوم، منگنز و مس ميباشد كه با آنيون‌هاي بيكربنات، كربنات كلرور، سولفات، سيليكات و نيترات به صورت محلول در آب وجود دارند. سختي آب را مي‌توان به صورت " خراب شدن صابون در آب" تعريف كرد. اگر مقدار زيادي آب لازم شود تا صابون كف كند مصرف كننده آب، آن را سخت به شمار مي‌آورد. اغلب سختي آب ناشي از چهار جزء ميباشد: بي كربنات كلسيم، بيكربنات منيزيم، سولفات كلسيم و سولفات منيزيم. وجود هر يك از اين تركيب‌ها موجب سختي آب ميشود، اگر چه تركيبات ديگر هم هستند اما كمتر موجب سختي آب مي‌شوند. سختي آب به صورت سختي دائم و سختي موقت نامگذاري ميشود.مجموع سختي موقت و سختي دائم را سختي كل مي‌نامند. با رويكردي ديگر، سختي را به سختي مربوط به كربنات‌ها و سختي غيركربناتي تقسيم بندي نموده اند. سختي كربناتي موقتي و سختي غيركربناتي، دائمي است. سختي موقت در اثر جوشاندن آب ته نشين ميشود و جرم داخل ظروف را تشكيل مي‌دهد، اين پديده به املاح كربنات كلسيم و منيزيم مربوط ميشود. جوشاندن آب به مدت چند دقيقه موجب تجزيه شدن بي كربنات كلسيم و منيزيم و خارج شدن co2 و رسوب كربنات‌هاي كلسيم و سديم مي‌گردد. اماسختي مربوط به سولفات‌ها، نيترات‌هاي كلسيم، منيزيم 000 در اثر حرارت رسوب نمي‌دهند. سختي آب معمولا برحسب ميلي اكي والان در ليتر يا ميليگرم در ليتر كربنات كلسيم بيان ميشود و آب‌ها را بر اين اساس طبق جدول زير درجه بندي مي‌نمايند.
جدول ـ طبقه بندي سختي آب
طبقه يا درجه سختي آب مقدار سختي آب برحسب ميلي اكي والان
در ليتر آب (ميليگرم در ليتر)
الف) سبك
ب) سختي متوسط
ج) آب سخت
د) آب خيلي سخت 1 ( كمتر از 50 ميلي گرم در ليتر)
3-1 ( 150- 50 ميلي گرم در ليتر)
6-3 ( 300-150 ميلي گرم در ليتر)
6 ( بيش از 300 ميلي گرم در ليتر)
