گندزدایی آب

گندزدایی آبها برای از بین بردن میکروارگانیسم های بیماری زا انجام می گیرد.
اغلب عوامل بیماری زا به زندگی در درجه حرارتی و شرایطی که در بدن انسان‌ها و حیوانات یافت می شود عادت کرده اند و خارج از بدن جانداران زنده نمی مانند. لیکن، تعداد قابل توجهی از آنها در آبهای قابل شرب نیز زنده می مانند. برخی عوامل بیماری زا، خصوصا برخی ویروس ها و ارگانیسم هایی که در بدن تشکیل کیست می دهند، حتی در شرایط نامطلوب و سخت برای مدت زمان طولانی زنده می مانند. از آنجا که این موجودات به مقدار کلری که معمولا برای ضدعفونی آب مصرف می شود مقاوم‌اند، بنابراین کلرزنی به تنهایی آب آشامیدنی سالم به وجود نمی آورد. ذخیره سازی آب در تانک ها یا مخازن پیش از تصفیه از طریق ته نشینی و مرگ طبیعی ارگانیسم ها منجر به نابودی بعضی بیماری زا ها می گردد. ضمنا، تعداد قابل توجهی از بیماری زاها در فرایندهای انعقاد، تجمع ذرات، ته نشینی و صاف کردن تصفیه آب از بین خواهند رفت.
تمامی آبهای آشامیدنی باید گندزدایی گردد زیرا آبهای سطحی بیشتر از آبهای زیرزمینی در معرض آلودگی با عوامل بیماری زا هستند در نتیجه همواره باید قبل از گندزدایی و مصرف، تصفیه شوند.

اگرچه کلر زنی از متداول ترین روش‌های گندزدایی آب است اما روش های گندزدایی دیگری نیز وجود دارند که ممکن است در برخی شرایط مفید واقع شوند.برخی از آنها عبارتند از:
تصفیه حرارتی
تصفیه پرتوافکنی
تصفیه شیمیایی

۱- تصفیه حرارتی

احتمالا حرارت اولین روش گندزدایی آب قابل شرب بوده است و هم اکنون نیز در مواقع ضروری روش مناسبی برای گندزدایی مقادیر کمی از آب است بصورتی که آب را به مدت ۵ تا ۲۰ دقیقه می جوشانند.

۲- تصفیه پرتوافکنی

نور خورشید یک مورد طبیعی گندزدایی است که طول موج های بنفش آن میکروارگانیسم ها را از بین می برد. اشعه ماورابنفش از لامپ های مخصوص نیز تولید می گردند که به علت گرانی مصرف کمی در گندزدایی آب دارند. به دلیل اشعه ماورابنفش موجود در نور به آسانی به وسیله ناخالصی هایی که باعث کدورت آب می گردند جذب یا پراکنده می شود، بنابراین قدرت کشندگی بیماری زاهای آب که از نزدیک لامپ تولید کننده اشعه ماورابنفش عبور نکنند بسیار کاهش می یابد.

۳- تصفیه شیمیایی

ید ، برم، ازن و کلر و ترکیبات آن از مواد شیمیایی هستند که برای گندزدایی آبها مصرف می شوند.

برم:
برم مایعی قهوه ای تیره است که در حرارت اتاق بخار شده و بوی نافذ و خفه کننده ای دارد. بخار برم بینهایت محرک چشم، بینی و گلو است و خورنده بسیاری از فلزات نیز هست. تماس پوست با مایع یا قطرات برم باعث سوختگی دردناکی که به آرامی التیام می یابد، می شود.
قدرت گندزدایی برم باقیمانده در آب معادل قدرت گندزدایی کلر است ولی ثبات کلر باقیمانده را ندارد. در نتیجه بر حسب ترکیبات آبی که باید تصفیه شود، ممکن است لازم شود که مقدار برم ۲ تا ۳ برابر مقدار کلر به کار برده شود. در نتیجه به علت گرانی قیمت و اشکالات حمل و نقل برای گندزدایی منابع آب شهری به کار نمی رود ولی نوع جامدات برم و ترکیبات آلی برم که خیلی گران تر از مایع آن است برای گندزدایی استخرهای شنا مصرف می گردد.

ید:
ید عنصر جامد و آبی متمایل به سیاه رنگ می باشد که وزن مخصوص آن پنج برابر آب بوده و بوی عجیب و شبیه به کلر دارد. ید جامد به سرعت به گاز بنفش رنگ تبدیل می گردد. ید مصارف بسیار زیادی در پزشکی دارد و برای گندزدایی منابع کوچک آب آشامیدنی هم به کار می رود. ید از کلر گران تر است و گندزدایی منابع بزرگ آب به وسیله آن بسیار گران تمام می شود. مصرف دراز مدت ید را به علت احتمال اثرات مضر بر سلامتی، برای گندزدایی همیشگی منابع آب قابل شرب توصیه نمی گردد ولی مصرف موقتی آن برای گندزدایی آب، مانند آب مصرفی اردوگاه ها و گندزدایی فوری آب، مناسب و با صرفه می باشد.

ازن:
وقتی هوا از میان دو الکترود با ولتاژ بالا عبور کند ازن تشکیل می گردد. در ضمن واکنش های فتوشیمیایی هوا نیز تولید می گردد و یکی از ترکیبات اسموگ می باشد. گاز آبی رنگ سمی می باشد و بوی تند و زننده ای دارد. در غلظت ۰.۲۵ میلیگرم در لیتر هوا برای سلامتی زیان بار و بیشتر از ۱ میلیگرم در لیتر هوا بسیار خطرناک می باشد.
ازن یک اکسید کننده قوی می باشد که در تصفیه آب برای گندزدایی و کنترل رنگ، مزه و بو به کار برده می شود. گاز ازن بی ثبات است و در چند دقیقه ناپدید می گردد و باقیمانده ای در آب باقی نمی ماند تا اثر گندزدایی آن در آب برای مدتی ادامه پیدا کند. به همین علت، مسئولان گندزدایی آب هیچ روش کاربردی برای تشخیص اینکه ازن کافی به آب اضافه شده تا عوامل بیماری زا را از بین ببرد در اختیار ندارند. تجزیه میکروبی نمونه های قبل و بعد از افزایش ازن به آب تنها وسیله کنترل کارایی و موثری برای ازن می باشد.

کلر:
کلر و ترکیبات کلر، مانند هیپوکلیریت کلسیم و هیپوکلریت سدیم بسیار زیاد برای گندزدایی آبهای آشامیدنی، مخصوصا در امریکا، به کار می روند.
گندزدایی آب با کلر چندین نفع ثانوی نیز دار می باشد. کلر برای اکسیداسیون آهن، منگنز و هیدروژن سولفوره و کنترل مزه ها، بوها، آلگ ها و برای گندزدایی تانک های ذخیره و لوله های آب، توده های شناور موجودات زنده مفید و موثر است.
آب های طبیعی خالص نیستند و ناخالصی های آن با کلر ترکیب می گردند و کلر باقیمانده برابر کلر اضافی نمی باشد. برای مثال اگر آب حاوی مواد آلی، نیتریت ها، آهن، منگنز و آمونیاک باشد با کلر اضافه شده ترکیب می گردد. کلر بلافاصله با آهن، منگنز و نیتریت ها ترکیب می شود که به آن عوامل احیا کننده گفته می شود و تا وقتی که تمام عوامل احیا کننده کاملا به وسیله کلر از بین نروند هیچ کلر باقیمانده ای در آب بوجود نخواهد آمد.

پنج فاکتور در گندزدایی آب با کلر موثر است:

_ غلظت کلر

_ زمان تماس

_ درجه حرارت

_ pH

_ مواد موجود در آب

غلظت کلر و زمان تماس
از بین رفتن ارگانیسم ها مستقیما با غلظت کلر و زمان تماس آنها متناسب می باشد. بدین گونه که اگر غلظت کلر در آب کاهش یابد زمان تماس باید افزایش یابد یا بلعکس تا در نابودی میکروارگانیسم های آب تغییری حاصل نشود.

درجه حرارت
کارایی گندزدایی کلر به درجه حرارت هم بستگی دارد. در دماهای پایین تر میکروب ها آهسته تر از بین می روند. در هر صورت کلر در آبهای سرد ثبات بیشتری را دارا است و باقیمانده آن برای زمان طولانی تری در آب می ماند و تا اندازه ای سرعت پایینتر گندزدایی را جبران می کند. کلرزنی، در شرایطی که تمام فاکتورها برابر باشند، در آبهای دارای درجه حرارت بیشتر، موثرتر می باشد.

pH
از آنجا که نسبت اسید هیپوکلرو به یون هیپوکلریت بستگی به pH دارد، در نتیجه pH بر عمل گندزدایی کلر تاثیر گذار است.
اسید هیپوکلرو در pH پایین کمی تجزیه می گردد که بیشتر کلر باقیمانده به صورت HOCl می باشد در صورتی که در pH بالاتر به طور کامل تجزیه می گردد که OCl- بیشتر کلر باقیمانده آب می باشد.

مواد موجود در آب
اثر گندزدایی کلر تنها بعد از تماس ارگانیسم ها با کلر، موثر می باشد. کدورت، ذرات ریز و سایر ناخالصی های معلق در آب، مانع تماس کافی ارگانیسم ها با کلر می شود و آنها را در برابر اثر کشندگی کلر مصون می کند. بنابراین برای کلرزنی موثر آب، کدورت باید تا حداکثر امکان به وسیله مراحل مختلف تصفیه، همچون انعقاد، تجمع ذرات و صاف کردن، کاهش یابد.
همانگونه که گفته شد ترکیب مواد آلی و آمونیاک آب با کلر منجر به تولید کلر باقیمانده که ترکیبیبا تاثیر کمتر است می شود که غلظت آنها در آب عامل مهمی در تعیین مقدار کلر می باشد. به طور تجربی نقطه شکست کلرزنی هر آب باید تعیین شود تا مقدار کلر مورد نیاز جهت اضافه شدن به آب محاسبه گردد و کلر باقیمانده آزاد در آب بوجود آید در غیر این صورت میکروب های بیماری زا باقی مانده و باعث مشکلات جدی بو و مزه و سلامتی می گردند.