کیفیت آب چیست؟
کیفیت آب بیانگر میزان توانایی یک منبع آبی در برآوردهکردن الزامات شیمیایی، زیستی و فیزیکی برای یک کاربرد مشخص است. هیچ آبی کاملاً «خالص» محسوب نمیشود؛ بنابراین دانشمندان و مهندسان محیطزیست کیفیت آب را بر اساس رسیدن به آستانههای نسبی متناسب با نوع مصرف تعریف میکنند. این مصارف صرفاً انسانی نیستند، بلکه نیازهای زیستمحیطی درونجریانی برای حفظ اکوسیستمهای آبی متنوع و پایدار را نیز دربر میگیرند.
استاندارد پیشفرض کیفیت آبهای سطحی تحت قانون آب پاک (CWA) مفهوم «قابل ماهیگیری و قابل شنا» است؛ یعنی آب نباید از طریق تماس مستقیم یا مصرف غیرمستقیم برای سلامت انسان خطر ایجاد کند. در صورت عدم دستیابی یک پهنه آبی به این استانداردها، آن منبع «آسیبدیده» تلقی شده و لازم است برنامهای برای بازگرداندن آن به شرایط مطلوب تدوین شود. بنابراین سنجش کیفیت آب در تعیین سطح تصفیه موردنیاز برای تطابق منبع با کاربری هدف، اهمیت اساسی دارد.
ویژگیهای فیزیکی
کدورت (Turbidity)
توریدگی یا کدورت یا توربیدیتی (به انگلیسی: Turbidity) به گل آلودی یا کدر بودن یک سیال گفته میشود که ناشی از تعداد زیادی از ذرات منفرد است که معمولاً به چشم غیر مسلح نامرئی هستند، مانند دود در هوا. اندازهگیری کدورت یک آزمون کلیدی در تعیین کیفیت آب است.(wiki pedia).کدورت میزان «ابری بودن» آب را نشان میدهد و میتواند ناشی از ذرات معلق رس و سیلت، ترکیبات آلی محلول، جلبکها، زئوپلانکتونها و سایر میکروارگانیسمها باشد. کدورت به شدت به دبی جریان وابسته است؛ در جریان کم معمولاً پایین و در زمان بارندگی و طوفان به دلیل فرسایش و بههمخوردگی رسوبات بستر رودخانه افزایش مییابد. کدورت زیاد با کاهش نفوذ نور خورشید، فتوسنتز را محدود کرده و به اکوسیستمهای آبی آسیب میزند. از نظر بهداشت انسانی نیز ذرات معلق میتوانند محل اتصال فلزات سنگین و باکتریها باشند. شکوفاییهای جلبکی نیز با افزایش کدورت، سمیت و کاهش اکسیژن محلول همراهاند.
کل مواد جامد معلق (TSS)
TSS مقدار ذرات نامحلول بزرگتر از ۲ میکرون در آب را اندازهگیری میکند و ارتباط نزدیکی با کدورت دارد. آثار آن مشابه کدورت است، با این تفاوت که افزایش TSS میتواند دمای آب را بالا برده و بهدنبال آن اکسیژن محلول را کاهش دهد.
اکسیژن محلول (DO)
DO میزان اکسیژن حلشده در آب را نشان میدهد و تحت تأثیر عوامل فیزیکی، شیمیایی و زیستی است. آب سرد و جریانهای تند معمولاً DO بیشتری دارند. دریاچههای عمیق ممکن است دچار لایهبندی حرارتی شوند؛ در این حالت اختلاط محدود شده و لایههای عمقی دچار کمبود اکسیژن میشوند. تجزیه مواد آلی در کف دریاچه نیز DO را مصرف میکند. DO شاخصی مهم برای سلامت اکوسیستم است؛ غلظتهای کمتر از ۲ میلیگرم بر لیتر میتواند به هیپوکسی و تلفات گسترده آبزیان منجر شود.
دما، دبی و pH
این پارامترها بهطور مستقیم برای انسان سمی نیستند اما بر سایر ویژگیها مانند DO و کدورت اثر دارند و برای پایداری اکوسیستم ضروریاند. کاهش pH خاک حوضه آبریز (مثلاً بر اثر باران اسیدی) میتواند موجب آزادسازی آلومینیوم و مرگ تخم ماهیها و گیاهان حساس شود.
ویژگیهای شیمیایی
آلایندههای شیمیایی متعددی خطرات جدی برای سلامت دارند. سه گروه اصلی عبارتاند از:
COD و BOD
COD مقدار اکسیژن لازم برای تجزیه شیمیایی مواد آلی و BOD اکسیژن موردنیاز میکروارگانیسمها برای تجزیه زیستی مواد آلی را نشان میدهد. هر دو شاخص با افزایش دما بیشتر میشوند و مقادیر بالای آنها معمولاً با DO پایین همراه است. این شاخصها نشانگرهای مهم آلودگی ناشی از فاضلاب و رواناب کشاورزی هستند.
در منابع آب شرب، مواد آلی میتوانند با کلر واکنش داده و فرآوردههای جانبی گندزدایی (DBPs) سرطانزا ایجاد کنند. استفاده از کربن فعال یا گندزداهای جایگزین میتواند این خطر را کاهش دهد.
فلزات سنگین
فلزاتی مانند سرب، کادمیم، نیکل و جیوه زیستانباشتپذیر هستند و در بدن آبزیان تجمع مییابند. جیوه رسوبی میتواند توسط باکتریها به متیلجیوه تبدیل شود؛ ترکیبی نوروتوکسیک که برای جنین و کودکان بسیار خطرناک است.
مواد مغذی (نیتروژن و فسفر)
این عناصر برای رشد ضروریاند اما مقادیر زیاد آنها موجب یوتریفیکاسیون و شکوفاییهای جلبکی مضر (HABs) میشود.
فسفر
به سه شکل وجود دارد: آلی، معدنی محلول (ارتوفسفات) و نامحلول. در آبهای شیرین معمولاً فسفر عنصر محدودکننده رشد جلبک است. افزایش آن میتواند منجر به مناطق مرده کماکسیژن و تولید سمومی مانند میکروسیستین شود.
نیتروژن
به شکلهای مختلفی از جمله آمونیاک، نیتریت، نیترات و نیتروژن آلی وجود دارد و در چرخهای شامل تثبیت، آمونیفیکاسیون، نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون گردش میکند. نیتریت و آمونیاک برای ماهیان سمیاند. نیترات در آب شور اغلب عامل محدودکننده نیست و نقش مهمی در شکوفاییهای ساحلی دارد. مصرف زیاد نیترات برای انسان سرطانزا بوده و در نوزادان موجب متهموگلوبینمی میشود.
ویژگیهای زیستی
کلروفیل-a شاخصی برای پایش شکوفاییهای جلبکی است و میکروسیستین مستقیماً اندازهگیری میشود تا خطر سموم مشخص شود. همچنین باکتریهایی مانند E. coli و انتروکوکها شاخص آلودگی مدفوعی هستند و برای تصمیمگیری درباره ایمنی مناطق تفریحی استفاده میشوند.