مرجع تخصصی آب و فاضلاب

● معرفی ماده دی اکسید تیتانیوم و خواص آن
دی اکسید تیتانیوم از اکسیدهای فلزی است که در زندگی روزمره کاربرد فراوانی دارد. این ماده پودر سفیدرنگی است که دارای سه فاز کریستالی آناتاس، روتیل و بروکایت می باشد. پودر این ماده به عنوان رنگدانه سفید در صنعت استفاده می شود.
شکاف انرژی این ماده حدود ۲/۳ الکترون ولت است که می تواند نور فرابنفش را جذب کند. از این خاصیت استفاده شده به عنوان جاذب نور فرابنفش در کرم های ضد آفتاب بکار می رود. دو خاصیت مهم دیگر این ماده كه آن را در زندگی بسیار کارا و مفید می سازد، خواص فتوکاتالیستی و خود تمیزکنی آن است. از این دو خاصیت برای تصفیه آب و فاضلاب ها، حذف آلودگی هوا در ساختمانها، تسریع واکنش های فتوشیمیایی مانند تولید هیدروژن، ساخت سطوح و لایه های ضد مه و شیشه های خود تمیزکن استفاده می شود.
● خاصیت فتوکاتالیستی
تحریک لایه های دی اکسید تیتانیوم در فاز کریستالی آناتاس با پرتو نور فرابنفش باعث می شود الکترون اتم های سطحی با جذب فوتون برانگیخته شده از لایه ظرفیت به لایه هدایت منتقل شوند. در این حالت زوج الکترون - حفره در سطح نانوذرات ماده دی اکسید تیتانیوم بوجود می آید. مولکول های اکسیژن هوا در برخورد با سطح این الکترون ها را می ربایند. در این حالت سطح ماده بسیار فعال می شود، بطوریکه می تواند آب را نیز اکسید کند. به این دلیل این ماده در برخورد با مولکول های آلوده کننده هوا که عموما مولکول های آلی کربنی هستند می تواند آنها را اکسید کرده به دی اکسید کربن، آب و غیره تبدیل کند.
● خاصیت فوق آبدوستی
خاصیت دیگری که این ماده از خود نشان می دهد خاصیت فوق آبدوستی آن است. این خاصیت که با خاصیت فتوکاتالیستی رابطه تنگاتنگی دارد باعث پدیده خودتمیزکنی در این ماده می شود. بهمین دلیل لایه ای نازک از این ماده را روی سطح شیشه، کاشی و بعضی ظروف می نشانند تا مانع از کثیف شدن آن شوند.
از یک دیدگاه مواد به دو دسته آبدوست و آبگریز تقسیم می شوند. مواد آبدوست معمولا دارای پیوندهای قطبی بوده و می توانند در تماس با مولکول آب آن را جذب کنند. اما مواد آبگریز برخلاف دسته قبل دارای پیوندهای غیر قطبی هستند. اتم های این مواد از طریق نیروی واندروالس یکدیگر را جذب می نمایند و می توانند با مولکول های آلی پیوند خوبی برقرار کنند، اما با آب و مواد قطبی پیوند برقرار نکرده و آب از سطح آن دور می شود.
دی اکسید تیتانیوم ماده ایست که می تواند در شرایطی حالت آبدوستی را در خود تشدید کند. چنانچه سطح این ماده با نور فرابنفش تحریک شود با فرآیندی که در بخش قبل توضیح داده شد، در مجاورت آب پیوندهای اکسیژن این ماده شکسته شده و به پیوند هیدروکسیل تبدیل می شود. بنابراین هر اتم تیتانیوم روی سطح دارای دو گروه هیدروکسیل بوده و می تواند مولکول های آب را با پیوند هیدروژنی جذب نماید. از این رو سطح این ماده خاصیت فوق آبدوستی بخود می گیرد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

● سرآغاز
در روزگار ما گسترهٔ رخدادها و گشوده شدن عرصه‌های نوین چنان شتابان است که گاه در گیرودار آن مفاهیم پایه نیز دگرگون می‌شوند. اگر تا چندی قبل همگان بر این جمله که ”آب مادهٔ ضروری برای ادامهٔ حیات است“ هم‌عقیده بودند و آن را سنگ بنای گفته‌ها و برنامه‌های خود می‌انگاشتند، امروز گفته می‌شود“ آب مادهٔ غذائی ضروری برای سلامت اندام‌های انسانی، یکی از ارکان اصلی در هضم، جذب و انتقال مواد، تنظیم دما و سرانجام دفع زائده‌ها از بدن می‌باشد.“
این جمله‌ها و عبارت‌های مشابه آن که در قالب گویش‌های علمی و بر پایهٔ یافته‌های پژوهشی، از زبان متخصصان علم تغذیه به کرات گفته و شنیده می‌شود، ریشه در تاریخ بشر و متون کهن باستانی دارد. در کتاب باستانی هندیان به نام ریگ ودا (Rigveda)، آب مناسب برای آشامیدن با پنج ویژگی خنک (Sheetham)، تمیز (Sushihi)، مغذی (Sivam)، زلال (Istham) و متعادل بودن خاصیت اسیدی و بازی آن (pH) حدود خنثی (Vimalam lahu shadgunam) تعریف شده است. در این تعریف باستانی افزون بر جنبه‌های بهداشتی (تمیز و زلال) و زیبائی‌شناختی و مقبولیت عمومی آب (خنک و زلال) بر ارزش تغذیه‌ای آن نیز مهر تأیید زده شده است.
ارزش تغذیه‌ای آب از دو دیدگاه مورد توجه است.
۱) نخست کمیت آب و حداقل نیاز بدن به آن برای تأمین نیازهای فیزیولوژیک و جبران آب از دست رفته (Dehydration)
۲) دوم، حداقل و مقدار مناسب املاح ضروری در آب آشامیدنی. باید توجه داشت که حضور املاح در آب از دو دیدگاه گوارائی و مقبولیت عمومی آب و دارا بودن ارزش تغذیه‌ای آن مورد توجه است. در این نوشتار بحث پیرامون املاح آب آشامیدنی تنها بر پایهٔ اثرگذاری املاح آب بر عملکرد قلب و عروق مورد توجه قرار گرفته است.
هر چند که اعتقاد برخی از محققان در منشأ وراثتی ابتلاء به بیماری‌های قلبی، به‌ویژه در کشورهای ثروتمند، را نباید از نظر دور داشت، اما نقش رژیم غذائی و محتوی املاح آن، به‌ویژه کلسیم و منیزیم، در پیشگیری و ممانعت از بروز و شیوع این بیماری قرن بارز و انکارناپذیر است، موارد متعددی از ارتباط معکوس مصرف کلسیم و منیزیم در رژیم غذائی با مرگ و میر ناشی از بیماری‌های عروقی قلب از مناطق مختلف جهان، به‌ویژه در اروپا و ایالات متحده گزارش شده است.
دکتر کوبایاشی برای نخستین‌بار در سال ۱۹۵۷ ارتباط بین کیفیت شیمیائی آب و خطر ابتلاء به بیماری‌های عروقی را بررسی کرد و آن را ”فاکتور آب“ نامید. از آن زمان تاکنون اگر چه در نتایج تعداد زیادی از پژوهش‌های میدانی و مطالعات اپیدمیولوژیک، به ارتباط معنی‌دار آماری بین مصرف آب‌های سخت و کاهش موارد ابتلاء به بیماری‌های قلبی اشاره شده است، اما هیچ‌یک از آنها نتوانسته است، چگونگی این تأثیر را به وضوح بیان دارد. برخی از متخصصان تغذیه بر این عقیده‌اند که هر چند آب آشامیدنی مهمترین منبع ورود کلسیم و منیزیم به بدن به‌شمار نمی‌رود، اما اهمیت و تأثیرگذاری جذب این عناصر از آب به‌دلیل سهولت جذب آنها از طریق آب مهم‌تر از موادغذائی است. آشامیدن آب سخت جذب کلسیم به میزان ۱۸۰ ـ ۱۷۵ میلی‌گرم در روز می‌شود.
استنتاج‌های تجربی اخیر، محتوی کلسیم آب سخت را به‌عنوان عامل محافظ در برابر بیماری‌های قلبی معرفی می‌کند. نتایج شش مطالعه طی سال‌های ۱۹۶۵ ـ ۱۹۷۳ حاکی از آن است که در زنان و مردانی که از مکمل‌های کلسیم با دز روزانهٔ ۲ـ۱ گرم (اغلب به‌صورت کربنات) در رژیم غذائی بهره برده‌اند، غلظت کلسترول خون کاهش‌یافته است. کلیسم علاوه بر آن که از اجزاء مهم در ساختمان استخوان‌ها و دندان‌ها به‌شمار می‌رود و در انعقاد خون و قابلیت تحریک‌پذیری اعصاب ماهیچه‌ای (neuromuscula) بسیار مؤثر است، سبب بهبود عملکرد سامانهٔ مایوکاردیال و انقباض‌پذیری بهتر قلب و ماهیچه‌ها نیز خواهد شد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

● مقدمه
در دهه های اخیر به برکت و پیشرفت علوم دیگر از جمله زیست شناسی، باستان شناسی و انسان شناسی بسیاری از فرضیه های تاریخی ، بكلی دگرگون شده است، تا اواسط قرن هفدهم تصور بر آن بود كه از عمر كره زمین فقط ۶ هزار سال می‌گذرد حال آنكه امروزه مشخص شده است كه تنها از عمر انسان امروزی یك میلیون و هشتصد هزار سال می‌گذرد و با كشف ابزارهای سنگی و فلزی جدید محاسبات قبلی در مورد عصر سنگ و آهن نیز هزاران سال به عقب برده شده است بعلاوه اینكه در چندین نقطه در خود ایران اسكلت هایی پیدا شده است كه فرضیه مهاجرت اقوام آریایی به ایران را هزاران سال به عقب تر می‌برد و اثبات می كند كه آریایی ها هزاران سال قبل از فلات ایران بسوی شمال مهاجرت و در حدود ۳ تا ۴ هزار سال قبل مجددا به علت سردی و یخبندان طولانی به فلات ایران مهاجرت نموده اند.
● تعریف قنات
كانال زیرزمینی حفر شده توسط انسان كه جهت جمع آوری آب شیرین و انتقال و مدیریت آن به سطح زمین برای مصارف كشاورزی، انسانی و دامی ایجاد شده است را در ایران و در بسیاری از کشورها ، قنات و كاریز می گویند. قنات كلمه ای پارسی معرب شده است.
بسیاری از فلاسفه و جغرافی نویسان اروپایی باستان از ۲۶۰۰ سال قبل تا كنون و بسیاری از مورخین مسلمان و سیاحان قرنهای اخیر به كاریزو قنات در ایران اشاره كرده اند.
تالس ملیتی Thales Melitus (۵۴۶-۶۴۰ قبل از میلاد)، آناكسی ماندر Anaximender (۵۴۶-۶۴۰ ق. م )، فیثاغورس Pythagore ) ) زایش ۶۰۸ پیش از میلاد درگذشت ۵۰۹ ق. م) ، كوسماس ایندیكوپلیوس (۵۰۰-۵۳۵ ق م) ، هكاتوس (Hecataus ۵۰۰ق.م) ، نیاركوس دریاسالار یونانی ( ۲۴۲- ۳۲۵ ق .م) كه سواحل مكران و هرمز تا رود فرات را مورد بازدید قرار داده و ..... بسیاری از این پژوهشگرا ن تاریخ حفر قنات را به دوره هخامنشی نسبت می دهند در حالیكه علم باستانشناسی، مردم شناسی و زبان شناسی رازهای نهفته زیادی را از دوران ماقبل تاریخ برای انسان آشكار نموده است.
● تاریخچه قنات
بیشترین و طولانی ترین و قدیمی ترین قناتهای جهان در فلات ایران قرار دارد بنابر این بی جهت نیست که پژوهشگران باتفاق باور دارند كه بهره برداری از قنات ابتدا در ایران صورت گرفته و سپس در دوره هخامنشی توسط ایرانیان به عمان، یمن و شاخ آفریقا نیز راه یافت آنگاه مسلمانان آنرا به اسپانیا بردند. مهمترین و قدیمی ترین كاریزها در ایران ، افغانستان و تاجیكستان وجود دارد. در حال حاضر در ۳۴ كشور جهان قنات وجود دارد ولی ۴۰ هزار قناتهای فعال موجود در ایران چند برابر بیشتر از مجموع قناتها در سایر كشورهای جهان است. مهمترین قناتهای ایران در استان های كویری خراسان، یزد، كرمان ، مركزی و فارس وجود دارد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

محدودیت آب شیرین در جهان و افزایش جمعیت از یک‌سو و آلودگی منابع سطحی و زیرزمینی از سوی دیگر نگرانی عمده‌ای را برای دست‌اندر کاران بخش آب به‌وجود آورده است. با توجه به این‌که در آینده موقعیت منابع آب بسیار در خطر است، باید برای مقابله با کمبود آب راه‌ کارهای اساسی را پیش‌بینی نمود.
خوشبختانه کسانی‌که در کنار دریا زندگی می‌کنند حداقل بر این باور هستند که می‌توان آب‌شور را تصفیه و از آن استفاده کرد ولی کسانی‌که از آب شور هم دور می‌باشند باید بیشتر از ساحل‌نشینان منتظر عواقب ناشی از کمبود آب باشند.
صحبت از شیرین کردن آب شور سال‌های سال است که نظر کارشناسان و متخصصین را به خود جلب کرده است، ولی تا امروز این حرکت به‌سختی و با هزینه‌های بسیار هنگفتی انجام شده است که برای کشورهائی که تاکنون با بحران مواجه نشده‌اند، مقرون به‌ صرفه نبوده و در این راه کمتر تلاش کرده‌اند.
گفتگو با مدیر عامل شرکت فن نیرو و در یک فضای کاملاً حرفه‌ای صورت گرفت: این حرفه‌ای بودن یکی از لحاظ قدمت این شرکت در بحث فرآیند آب شیرین‌کنی بود و دیگری از بعد اشراف مدیر عامل این شرکت به فرآیند آب شیرین‌کن شرکت فن نیرو و اولین شرکت دارنده دانش فنی طراحی و ساخت آب شیرین‌کن در ایران است که از سال ۱۳۷۳ فعالیت خود را آغاز نموده است به‌همین منظور با مهندس جهانگیر عسگری گفتگوئی ترتیب داده‌ایم که با هم می‌خوانیم.
● لطفاً در ابتدا ضمن ارائه تعریفی از آب شیرین کن‌ها، فرآیند آن را توضیح دهید؟
دستگاه آب شیرین‌کن به‌منظور انجام فرآیند آب شیرین‌کن (نمک‌زدائی) طراحی و ساخته می‌شود. فرآیند آب ‌شیرین‌کن فرآیندی است که به‌منظور خالص‌سازی آب دریا برای مصارف آشامیدنی و صنعتی به‌کار می‌رود و منجر به تصفیه آب‌شور و خارج شدن نمک و املاح از آن می‌گردد. به این فرآیند همچنین نمک‌زدائی نیز گفته می‌شود. این فرآیند می‌تواند به‌طرف مختلفی صورت گیرد، اما نتایج حاصل از همگی آنان این است که آب‌شور و بدمزه و یا آب دریا تبدیل به آب خالص می‌گردد که در مصارف خانگی و عملیات ضدعفونی سازی آب مورد استفاده قرار گیرد. این شیوه یعنی شیرین‌سازی آب دریا سریعاً تبدیل به یک منبع عظیم تولید آب آشامیدنی در بسیاری از مناطق جهان گردیده است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

اگر به مدت دو ساعت به سمت شمال شهر نیویورک برانید به یک منطقه وسیع و تالاب مانند به وسعت یک زمین فوتبال می رسید که در کنار یک جاده با حالت پررمز و رازی به وجود آمده است. مردم از کیلومترها دورتر برای آشامیدن آب زلال و شفاف این منطقه هجوم می آورند، چون اعتقاد عامه بر این است که این آب جوشان متعلق به یک چشمه طبیعی است.
این در حالی است که دانشمندان می گویند حقیقت مربوط به این محل، کمی رمانتیک است، بدین معنی که جوشیدن این آب ناشی از شکستگی در یک تونل قدیمی با عمر ۷۰ ساله است که صدها فوت زیر زمین قرار دارد. چون این تونل برای انتقال آب به یک شهر بزرگ است، از این تونل روزانه بالغ بر ۳۶ میلیون گالن آب نشت می کند. این موضوع بیانگر یک حقیقت بزرگ تر در سطح کشور امریکا است و آن چیزی نیست جز آنکه «زیرساخت های مربوط به خطوط آب برای شهرها شدیداً کهنه شده اند و نیاز به انجام تعمیرات مشهود است». سازمان حفاظت محیط زیست امریکا (EPA) اعلام کرده است که این کشور نیازمند سرمایه گذاری ۲۷۷ میلیارد دلاری طی دو دهه آینده برای تعمیر و بهبود سیستم های آب آشامیدنی خود است. البته مهندسان صنایع آب، این عدد را حدود ۴۸۰ میلیارد دلار برآورد کرده اند. تصفیه خانه های آب که بیشتر تحت مدیریت دولت های ایالتی و شهری است، تاکنون هیچ گاه نیازمند چنین بهبودهایی نبوده است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

خشکسالی هر چند سال یکبار به یادمان می‌آورد که سدسازی و مدیریت مبتنی بر عرضه آب با همه هزینه‌های نجومی و منابعی که برایش خرج کرده‌ایم پاسخگو نیست و همانا باید صرفه جویی کرد.
هر خشکسالی مهر باطلی بر رویکرد سازه‌ای و سدسازی به‌عنوان تنها راه حل مشکل آب می‌زند و ثابت می‌کند که مدیریت درست آب، اعمال مدیریت تقاضاست که بدون هزینه سرسام آور، با راهکارهای پیشنهادی سازمان ملل، با موازین توسعه پایدار، و با اصل ۴۴ قانون اساسی هماهنگ و سازگاراست.
اگر با نگاهی سبز به جریان اصل ۴۴ قانون اساسی در پیکره‌های گوناگون اداره جامعه بنگریم به نکات مهمی برخورد می کنیم. می‌گوییم نگاه سبز چون نگرشی است فراجناحی، صلح جو، عدالت خواه، و امانت دار که درزمان بهره برداری، حفاظت از سرزمین را نیز واجب می‌داند تا همانند گذشتگانمان آن را به سلامت تحویل نسل دیگردهد و آنان نیز بتوانند مانند ما از مواهب سرزمین بهره ببرند. نگاهی است ملی و فراگیر. پاسدار حقوق فردی و اجتماعی است. تلاش در راستای امنیت غذایی را وظیفه می‌داند.
نگاه سبز، توسعه را پایدار می‌خواهد نه برای برش زمانی یا بازه موقت. خوب که نگاه کنیم توسعه پایداری که سازمان ملل در گردهمایی سران زمین در ۱۹۹۲ ریودوژانیرو آن را به امضای سران کشورها رسانده، همانند نگاه گذشتگان ما اندیشمندانه، بلندمدت، صرفه جویانه، و حافظ سرزمین است که به دست مردم پی ریزی و تصمیم‌گیری می‌شود. توسعه پایدار در قانون اساسی ما و به ویژه در اصل ۴۴ تبلوری ریشه‌ای دارد.
اینک از چشم‌انداز اصل ۴۴ و توسعه پایدار، به پیکره‌های گوناگون اداره جامعه نگاه می‌کنیم و سپس سه پیکره را بررسی خواهیم کرد. هرجاکه اصل ۴۴ جاری است معیارهای زیر جلوه می‌نماید:
۱) هماهنگی با موازین اقتصادرفاه، تخصیص مؤثر و هزینه مؤثر
۲) هماهنگی با موازین صرفه جویی و پیشگیری از هدررفت منابع
۳) هماهنگی با موازین حفاظت از سرزمین و محیط زیست
۴) سازگاری با حقوق فردی و اجتماعی شهروندان
۵) سازگاری با منافع ملی
۶) سازگاری با دستورالعمل‌های توسعه پایدار،
۷) بالندگی و شکوفایی

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

با توجه به بروز پدیده خشکسالی در سال جاری و لزوم بهبود روشهای استفاده از آب و برق و نهادینه نمودن فرهنگ صحیح مصرف حاملهای انرژی، موضوعات بررسی مهمترین اثرات اقتصادی و اجتماعی سیل و خشکسالی و روشهای کمک دولت در کاهش این اثرات و طرح جامع خشکسالی به عنوان حلقه گمشده در برنامه ریزی مدیریت منابع آب ایران به حساب می آید.
پدیده های خشکسالی و سیل از نظر فراوانی، شدت، تداوم و گسترش آنها یکی از فرایندهای مهم در اکثر کشورها و بخصوص کشور ما است. یکی از مهمترین مسایل روز جامعه ما نگرش نو و پایدار به منابع آب و برنامه ریزی آن می باشد، تا بتوانیم پدیده های سیل، خشکسالی و کم آبی را بهتر شناخته و اثرات اقتصادی و اجتماعی و زیست محیطی آن را بررسی نموده و برای مدیریت آن برنامه ریزی اصولی انجام دهیم.
کشور ما دارای اقلیمی خشک تا نیمه خشک، با متوسط بارندگی سالیانه ۲۴۰-۲۲۰ میلیمتر است که تقریباً یک سوم متوسط بارندگی خشکی ها و کمتر از یک سوم بارندگی متوسط کره زمین را دارا می باشد.
علاوه بر نقصان، توزیع نامناسب مکانی و زمانی و بارندگی و شدت بارشها از یک طرف در زمان بارش باعث ایجاد سیلهای مخرب و از طرف دیگر باعث ایجاد کم آبی ها و خشکسالی های متناوب می گردد. این عوامل بدنبال خود تاثیرات اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی گوناگونی را سبب می شود.
شناخت این تاثیرات در تدوین برنامه های دقیق برای کاهش این تاثیرات توسط دولت مفید و موثر خواهد بود. بنظر این مقاله اگر با تلفیق دو برنامه اقدامات ارسالی (مدیریت ریسک) و اقدامات انفعالی (مدیریت بحران) هر دو در قالب یک طرح اقدام ملی مطابق قوانین مصوب شده ملی و جهانی صورت گرفته و به اجرا درآیند می توانند در کاهش تاثیرات سوء متنوع و مختلف سیل و خشکسالی موثر و مفید واقع شوند.
اما «آب» به عنوان منبع حیات از عوامل رشد و توسعه در جوامع بشری می باشد. با نگاهی به تاریخ مشاهده می شود، در جایی که آب وجود داشته زمینه های تمدن فراهم شده است.
مقایسه کشورهای واقع در منطقه معتدله با کشورهای مستقر در نواحی خشک و نیمه خشک زمین نشان می دهد که کمبود آب، به ویژه آب با کیفیت خوب یکی از عوامل مهم بازدارنده توسعه کشاورزی و اقتصادی و اجتماعی در اکثر کشورهای درحال توسعه بخصوص کشورهای واقع شده در کمربند خشک و نیمه خشک وگرم جهان است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب