پایان نامه درباره آبهای، زیرزمینی، آلودگی

و سازمان بهداشت جهانی، برای آب آشامیدنی 10 میلی‌گرم بر لیتر می‌باشد که تقریبا معادل 45 میلی‌گرم بر لیتر نیترات () است. این حد از نظر اتحادیه اروپا44, 50 میلی‌گرم بر لیتر نیترات تعیین شده است. در کشور ما نیز 45 میلی‌گرم بر لیتر نیترات، به عنوان حداکثر غلظت مجاز در آب آشامیدنی تعیین شده است [7 و 169].
آبشویی نیترات علاوه بر آلودگی منابع آب زیرزمینی، به علت اینکه از سطح خاک شسته شده و از دسترس گیاه خارج می‌شود، از نظر اقتصادی نیز موجب ضرر و زیان می‌شود.
علاوه بر این پیامدهای نامطلوب، اگر نیترات زیاد به منابع سطحی مانند دریا یا دریاچه‌ها وارد شود، در اثر آلودگی این محیط‌های آبی به نیترات (مخصوصاً به همراه فسفات‌ها) با قطع تعادل بیولوژیکی باعث ظهور اختلالات اکولوژیکی می‌گردد. بعضی از گونه‌های گیاهی مانند جلبک‌ها شدیداً رشد و تکثیر کرده و به صورت صفحات لزج سطح آب را پوشانده و باعث کم شدن اکسیژن آب و در نتیجه مرگ و میر موجودات آبزی می‌شوند و آب تیره و سیاه شده و بوی گندیدگی نامطلوبی از آن متصاعد می‌گردد. به این پدیده غنی شدن می‌گویند. پدیده مزبور از نشانه‌های آلودگی بسیار خطرناکی است که ادامه آن به تدریج موجب خفگی و حذف زندگی آبزی می‌گردد.
تیپی45 (1983) در پی ایجاد این پدیده در خلیج چساپیک46 در پنسیلوانیای آمریکا، به این نتیجه رسید که منشأ اصلی نیتروژن ورودی به خلیج، زهکش زمینهای کشاورزی در حوزه آبخیز این خلیج می‌باشد.
1-14 منابع اصلی آلودگی نیترات

1-14-1 منابع خانگی و شهری
استفاده از آب برای مصارف خانگی و شهری (مصارف آشپزی، شستشو، آبیاری چمن‌ها و باغات و تخلیه مواد زائد و…)، کیفیت آب را پایین آورده و در صورت داشتن ترکیبات نیتروژن یا نیترات می‌توانند باعث آلودگی آبهای زیرزمینی شوند. در کل دو شکل از منابع خانگی و شهری که بوسیله جامعه امروزی تولید و می‌توانند باعث آلودگی آبهای زیرزمینی شوند، وجود دارد :

الف – زباله‌های جامد
امکاناتی که برای از بین بردن ضایعات جامد وجود دارد شامل وسایل سوزاننده زباله و محل‌های دفن زباله می‌باشند که در صورت عدم احداث و کنترل صحیح آنها باعث آلودگی آبهای زیرزمینی می‌شوند. برای تعیین عمق دفن بهداشتی زباله، باید محل حفره‌ها و فاصله آن با سطح آب زیرزمینی و شیب زمین مد نظر قرار گیرد. این مطالعات را می‌توان در منطقه مورد نظر با حفر چاه‌های آزمایشی انجام داد. محل حفره‌ها و بالاترین سطح سفره آب زیرزمینی در طرح ریزی یک محل دفن از بیشترین اهمیت برخوردار است. کف زمین پرشده از زباله، باید به مراتب بالاتر از سطح سفره آب زیرزمینی باشد. ضرورتاً خاک موجود بین این فاصله، حفاظت آبهای زیرزمینی را تضمین خواهد کرد (عمرانی, 1377).
مواد زائد جامد قادر به جذب بسیار زیاد آب و تولید شیرابه هستند. نیترات‌ها و کلریدها آلاینده‌های اصلی شیرابه این مواد هستند. در صورت انتقال شیرابه، آبهای زیرزمینی پایین دست تا فواصل زیاد آلوده خواهند شد. این آب برای مصارف انسان، حیوان، آبیاری و صنایع مناسب نخواهد بود (عبدلی, 1372).

ب- فاضلاب‌های شهری
میزان ترکیبات نیتروژن در فاضلاب‌های شهری نسبتاً بالا است. به عنوان مثال مقدار آن در فاضلاب‌های شهری حدود 30 میلی‌گرم بر لیتر است. منشأ اصلی ترکیبات نیتروژن در فاضلاب‌های شهری، فضولات انسان است. قسمت عمده ترکیبات نیتروژن در فاضلاب خام به صورت یون آمونیوم می‌باشد که در زمین تحت تأثیر فرآیند نیترات سازی به نیترات تبدیل می‌شود. از سوی دیگر مواد سمی ‌موجود در فاضلاب سبب مرگ و نابودی باکتری‌های غیر هوازی در زمین می‌شود و لذا عمل نیترات سازی متوقف می‌شود. مقدار ترکیبات کلرید، سولفات، سختی و باکتری‌های آب زیرزمینی نیز در اثر بالا رفتن نیترات افزایش می‌یابد (سماواتی, 1378). تخلیه فاضلاب‌های شهری برحسب مقدار آن، میزان مراقبت، شرایط زمین شناسی و هیدرولوژی منطقه و روش دفع، میزان آلودگی متفاوتی ایجاد می‌کند (غفوری, 1357).

1-14-2 منابع صنعتی
دو منبع اصلی برای آلوده سازی آبهای زیرزمینی توسط صنایع وجود دارد (غفوری, 1357).

الف – پس مانده‌ها و ضایعات
تلاش و کوشش صنعت این است که محصولات مورد نیاز را تولید کند ولی همواره با تولید پسماند و ضایعات صنعتی نیز روبرو بوده است. ضایعات و پس مانده‌های مایع ممکن است ترکیبات پیچیده‌ای باشند که در بیشتر موارد در درون چاه‌هایی که در ارتباط با آبهای زیرزمینی هستند، تخلیه می‌شود و بدین صورت موجبات آلودگی آبهای زیرزمینی را بوجود می‌آورند. ضایعات جامد هم در گذشته معمولاً به مکان دوری برده شده و در انجا تخلیه می‌شدند ولی در حال حاضر آنها در زیرزمین دفع می‌شوند. حدود 92 درصد از ضایعات جامد در جهان به روش دفن در زمین (لندفیل47) دفع می‌شوند. آلودگی آبهای زیرزمینی بوسیله ضایعات جامد بستگی به آبشویی لندفیل‌ها دارد که آنهم تحت تأثیر نفوذپذیری خاک، شیب زمین و تماس با آبهای زیرزمینی می‌باشد.

ب- نشت مواد شیمیایی ذخیره شده
مواد شیمیایی ذخیره شده نیز از مواردی است که ممکن است برای مدت طولانی از نظرها دور مانده و نادیده گرفته شود. نشت این مواد ممکن است از مخازن بزرگ ذخیره مواد و یا لوله‌های انتقال آنها انجام شود که می‌تواند آبهای زیرزمینی را آلوده سازند (علیزاده, 1374).

1- 14-3 منابع کشاورزی
منشأ آلودگی کشاورزی در د
ر
جه اول مربوط به استفاده بی رویه کودها و آفت‌کش‌ها48 و در درجه دوم مربوط به دامپروری و فعالیت‌های انسانی است. ممکن است این نوع آلودگی مناطق وسیعی را در برگیرد. افزایش روزافزون جمعیت از یک سو و کمبود مواد غذایی از سوی دیگر باعث می‌شود که استفاده از کودهای شیمیایی و سموم آفت‌کش روند فزاینده داشته باشد که باعث آلودگی منابع آب، خاک و هوا شده است. کودهای آلی و شیمیایی در بخش‌های قبل مورد بحث قرار گرفت ولی غیر از آنها آفت کش‌ها شامل قارچ‌کش‌ها49، علف‌کش‌ها50 و حشره‌کش‌ها51 هم اگر دارای ترکیبات نیتروژن یا نیترات باشند، می‌توانند باعث آلودگی نیترات در آبهای زیرزمینی شوند.

1 – 15 کیفیت آب
منشأ اصلی آبهای سطحی و زیرزمینی، نزولات جوی است. این نزولات تا قبل از رسیدن به سطح زمین دارای املاح بسیار کم می‌باشد که مقدار آن را بین 10 تا 20 میلی‌گرم بر لیتر برآورد می‌کنند. ولی پس از رسیدن به سطح زمین و نفوذ در لایه‌های خاک و سنگ، مقداری از مواد محلول را در خود حل کرده و تغییر کیفیت می‌دهد. این فرآیند می‌تواند تا جایی پیش رود که آب از نمک محلول به حد اشباع برسد (ولایتی, 1374).
در سال‌های اخیر کیفیت آب زیرزمینی اهمیتی تقریبأ برابر با کمیت آن پیدا کرده و بررسی منابع مختلف نشان می‌دهد که به دلیل آلوده شدن منابع آب به آینده کیفیت آب هم نمی‌توان امیدوار بود. حتی می‌توان گفت بحران آب از دیدگاه کیفی، جایگاه غالب‌تری نسبت به بحران کمی ‌آب پیدا نموده است. به لحاظ محدود شدن امکان استحصال آب و گسترش روزافزون آلودگی‌ها، بحران کیفیت آب تشدید شده است. به همین دلیل کشورهای مختلف، با بکارگیری امکانات عملیاتی و مطالعاتی خاص، سعی در شناخت وضعیت کمی و کیفی منابع آب موجود خود نموده و با تعیین روند تغییرات آبها، بی وقفه سعی در حفظ وضعیت موجود و یا اصلاح کیفی آن در جهت استحصال می‌نمایند (گلعذار, 1374).
امروزه، بحران کیفی منابع آب در اثر آلودگی‌های زیست محیطی، صورتی جهانی به خود گرفته است. طبق امار سازمان بهداشت جهانی، در عصر حاضر، روزانه به طور متوسط 50000 نفر در اثر بیماری‌های ناشی از مصرف آب آلوده جان خود را از دست می‌دهند. تقریباً از هر 3 نفر که در جهان سوم زندگی می‌کنند، یک نفر دسترسی روزانه به آب مطمئن و کافی ندارد. این جمعیت بالغ بر 2/1 میلیارد نفر است که آب مصرفی خود را از چاه‌ها و گودال‌هایی برداشت می‌کنند که آلوده به فاضلاب‌های انسانی و کشاورزی هستند. به همین دلیل، منشأ 80 درصد از بیماری‌ها مربوط به آبهای آلوده است (وهابزاده, 1373).
در کشور ما نیز، پدیده تغییر کیفیت، هم در مورد آبهای سطحی و هم برای آبهای زیرزمینی، از اهمیت زیادی برخوردار است. به طوری که مشکل بسیاری از مناطق خشک و نیمه خشک، تنها کم آبی نبوده، بلکه عدم وجود آب با کیفیت مناسب نیز به آن اضافه می‌شود. لیکن غالباً در بررسی‌ها، محاسبه بیلان آبی مورد نظر بوده و کیفیت آب‌ها فراموش می‌شود (مهدوی, 1371).

1- 15 -1 معیارهای شناخت کیفیت آب
معیارهای زیادی برای شناخت کیفیت آب وجود دارد. از جمله معیارهای فیزیکی مانند کدورت، دما، رنگ و بو، معیارهای شیمیایی مانند کل جامدات محلول و سختی و معیارهای بیولوژیک مانند عوامل بیماری‌زا و شاخص‌های بیماری‌زایی. با توجه به اینکه آلودگی به صورت وجود ناخالصی‌ها در آب به حدی که از استفاده آن برای منظور مشخص جلوگیری کند، تعریف می‌شود، بنابراین تعریف کیفیت آب تابع منظور مورد استفاده است و تعیین تقریبی مقدار ناخالصی مواد محلول و معلق، گرچه در بعضی موارد مفید است، برای تعریف کامل کیفیت آب کافی نیست (ترکیان, 1374). پارامترهای زیادی وجود دارد که به طور کیفی اثر ناخالصی‌های مختلف را بر آب‌های مورد استفاده در منظورهای مشخص نشان می‌دهد. مشخصه‌ها و یا عناصری که معمولاًدر آزمایشگاه و یا از طریق محاسبه، جهت شناخت کیفیت آب تعیین می‌گردند عبارتند از [25 و44 و88] :

1 – PH
دامنه تغییرات PH از 1 تا 14 است و این دامنه در آبهای معمولی ایران 4/9 – 6 است.

2- کاتیون‌های محلول در آب
شامل سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم بوده و بر حسب میلی‌گرم بر لیتر و یا میلی اکی والان در لیتر گزارش می‌شود.

3- آنیون‌های محلول در آب
شامل کربنات، بی کربنات، سولفات و کلر و در مورد آبهای آلوده نیترات بوده و بر حسب میلی‌گرم بر لیتر و یا میلی اکی والان در لیتر گزارش می‌شود.

4- مجموع املاح محلول در آب
حد مطلوب آن برای آشامیدن حدود 200 میلی‌گرم بر لیتر و حداکثر مجاز آن 1000 میلی‌گرم بر لیتر است. کشاورزی برای اغلب محصولات تا 3200 میلی‌گرم بر لیتر و برای محصولاتی نظیر پنبه، خرما، یونجه و شبدر مقادیر بیشتری از املاح قابل قبول است.

5- هدایت الکتریکی
هدایت الکتریکی، نشان دهنده میزان شوری و یا نمک‌های محلول است. درجه شوری آب را از روی هدایت الکتریکی آن و برحسب میکروموس بر سانتیمتر یا دسی زیمنس بر متر گزارش می‌کنند.

6- نسبت جذب سدیم
نسبت جذب سدیم از طریق رابطه (1-3) محاسبه می‌شود، که در آن واحدها بر حسب میلی اکی والان در لیتر است.

(1-3)

حد مطلوب و مجاز آن معمولاً برای کشاورزی به این شرح است : کمتر از 10 خوب، بین 10 تا 18 متوسط، بین 18 تا 26 بد و بیشتر از 26 غیر قابل قبول است.
7- قلیائیت
قلیائیت به مقدار یون‌های موجود در آب گفته می‌شود که بر اثر واکنش با یون هیدروژن، آن را خنثی می‌کند. بنابراین، قلیائیت میزان توانایی آب برای خنثی کردن اسیدها است. معمولاً قلیائیت را بی کربنات، کربنات و هیدروکسید تشکیل می‌دهد. اندازه‌گیری قلیائیت بوسیله تیتراسیون با اسید انجام شده و بر حسب میلی‌گرم بر لیتر کربنات کلسیم گزارش می‌شود.