مطالب آموزشی مهندسی عمران محیط زیست قسمت دوم
مطالب آموزشی مهندسی عمران محیط زیست قسمت دوم
مطالب آموزشی مهندسی عمران محیط زیست در این بخش به بررسی فاضلاب و ترکیبات مختلف آن پرداخته میشود. فاضلاب به عنوان یکی از مسائل کلیدی در مدیریت منابع آب و حفظ محیط زیست، توجه ویژهای را میطلبد. در این مقاله به تفصیل مطالب آموزشی مهندسی عمران محیط زیست قسمت دوم و انواع فاضلابها، از جمله فاضلاب خانگی، صنعتی، بیمارستانی و کشاورزی پرداخته و ویژگیها و تفاوتهای آنها مورد بررسی قرار میگیرد. همچنین، ترکیب فاضلاب و اثرات آن بر محیط زیست و بهداشت عمومی نیز مورد تحلیل قرار میگیرد.
مدیریت صحیح فاضلاب و آگاهی از ترکیبات آن، در پیشگیری از آلودگی منابع آب و حفظ سلامت اکوسیستمهای آبی، از اهمیت زیادی برخوردار است. به علاوه، درک و تحلیل معیارهای کیفیت آب و تاثیرات آلایندهها در آبهای آشامیدنی و آبیاری نیز بخش دیگری از این مقاله است که به ضرورت رعایت استانداردهای محیط زیستی و بهداشتی در بخشهای مختلف اشاره دارد.
این مقاله با هدف آموزش مفاهیم اساسی فاضلاب، ترکیب آن و چگونگی مدیریت صحیح منابع آب، به بررسی بهترین شیوهها و روشهای علمی در این زمینه میپردازد تا به بهبود کیفیت محیط زیست و منابع آب کمک کند.
1- انواع فاضلاب در مطالب آموزشی مهندسی عمران
گنداب ممكن است خانگي يا تركيبي از فاضلاب خانگي، فاضلاب صنعتي و كشاورزي نيز باشد.
فاضلاب های خانگی
فاضلاب های خانگی خالص از دستگاه های بهداشتی منازل مانند توالت، حمام ها، ماشین های لباسشویی، پساب آشپزخانه ها و یا فاضلاب حاصل از شستشوی قسمت های گوناگون خانه تشکیل شده است. خواص فاضلاب های خانگی در سطح یک کشور تقریبا یکسان و تنها غلظت آنها بسته به مقدار مصرف سرانه ی آب در شهرها تغییر می کند. آنچه در شبکه های جمع آوری فاضلاب شهری به نام فاضلاب خانگی جریان دارد، علاوه بر فاضلاب خانگی خالص دارای مقداری فاضلاب بدست آمده از مغازه ها و فروشگاه ها و تعمیرگاه ها و کارگاه ها و موسسه هایی مانند آنها نیز می باشد، که در سطح شهر و به طور پراکنده وارد کانال های جمع آوری فاضلاب می گردند. لذا با توجه به نوع و تعداد این گونه موسسه ها ممکن است نوع فاضلاب در شهر تغییر کند، چنین فاضلابی را فاضلاب خانگی ناخالص می نامند.
فاضلاب های صنعتی
خواص فاضلاب های صنعتی و پساب کارخانه ها بستگی به نوع فرآورده های کارخانه دارد. با توجه به این موضوع، مهمترین تفاوت های فاضلاب های صنعتی و فاضلاب های خانگی به شرح زیر است:
- امکان وجود مواد و ترکیب های شیمیایی سمی در فاضلاب های صنعتی بیشتر است.
- فاضلاب های صنعتی خاصیت خورندگی بیشتری دارند.
- فاضلاب های صنعتی خاصیت قلیایی یا اسیدی زیادی دارند.
- امکان وجود موجودات زنده در آنها کمتر می باشد.
تنها قسمتی از فاضلاب صنایع که تقریبا در تمام کارخانه ها خاصیت یکسان دارند، فاضلاب بدست آمده از تشکیلات خنک کننده آنها است. آلودگی این فاضلابها بسته به تعداد دفعه هایی که آب برای خنک کردن کارخانه بکار برده شده است، متفاوت میباشد و معمولا آلودگی آنها کمتر از فاضلاب های دیگر می باشد و بیشتر به صورت وجود مواد نفتی و روغن در آن ها نمودار می شود. در فاضلاب برخی از صنایع مانند کارخانه های بهره برداری از معادن، کارخانه های فولاد سازی و کارخانه های شیمیایی بیشتر مواد خارجی را مواد معدنی تشکیل می دهند. در صورتیکه در برخی دیگر از صنایع مانند کارخانه های تهیه ی مواد غذایی و کارخانه های نشاسته سازی بیشتر مواد خارجی در فاضلاب را مواد آلی تشکیل می دهند.
فاضلاب های بیمارستانی
پساب بیمارستان کیفیتی مانند پساب مناطق شهری دارد، اما ممکن است ترکیبات بالقوه خطرناک گوناگونی هم در آن وجود داشته باشد.
از جمله وجود عوامل بیماری زای میکروبی، مواد شیمیایی خطرناک، داروها، ایزوتوپ های پرتوساز و غیره است، که پساب بیمارستانی را متفاوت می سازد. حجم فاضلاب تولیدی به ازای هر تخت بیمارستانی حدود ۶۰۰ لیتر است، با توجه به این که یکی از منابع عمده تامین آب شرب منابع آب های زیرزمینی است.
فاضلاب به عنوان یک منبع بالقوه آلودگی منابع آب زیرزمینی و سطحی مطرح می باشد. در مناطقی که فاضلاب بیمارستان ها به شبکه های فاضلاب شهری متصل نیست، نسبت به دفع فاضلاب تصفیه نشده یا نیمه تصفیه شده بیمارستانی به محیط زیست تقریبا همیشه خطرهای عمده برای سلامت ایجاد میکند.
2- ترکیبات فاضلاب در مطالب آموزشی مهندسی عمران
ترکیبات فاضلاب
فاضلاب يا گنداب عبارت است از آب استفاده شده اي كه براي مصرف خاص خود قابل استفاده مجدد نيست يا به عبارتي كيفيت آن پايين تر از قبل از استفاده از آن مي باشد.
اين آب داراي مقاديري فضولات جامد و مايع است كه از خانه ها، خيابان ها، شستشوي زمين ها و در مجموع ناشي از فعاليت هاي انساني نظير سرويس هاي بهداشتي، كارخانه ها، صنايع و كشاورزي است چون اين آب اغلب ناپاك و داراي بويي ناخوشايند است، گنداب نيز ناميده مي شود. حجم فاضلاب توليدي در اجتماعات به موارد زير بستگي دارد:
- عادات فردي: هر چه ميزان مصرف آب مردم بيشتر باشد، فاضلاب توليدي آنها بيشتر خواهد شد.
- نوع شبكه گردآوري فاضلاب: تركيبي يا مجزا، در نوع تركيبي حجم فاضلاب بيشتر خواهد شد.
- تغييرات فاضلاب در زمان.
ترکیب فاضلاب
تقریبا حدود ۹۹٫۹ درصد فاضلاب، آب و فقط حدود ۰٫۱ درصد آن را مواد جامد (ناخالصی) تشکیل می دهد (تقواییپور، ۱۳۸۰). ولي همين ميزان اندك جامدات كه بخشي از آن در اثر استفاده در چرخه مصرف به آب وارد مي گردد،كيفيت فاضلاب را بسيار تقليل مي دهد، به نحوي كه هر ليتر اين فاضلاب ميتواند هزاران ليتر آب تميز را آلوده نمايد. جامدات فاضلاب را به دو دسته جامدات محلول و جامدات معلق تقسيم مي نمايند.
هر كدام از اين جامدات به دو شكل آلي و غير آلي (معدني) در فاضلاب وجود دارند. ورود مواد آلي به فاضلاب از مهم ترين ويژگي هاي فاضلاب از نقطه نظر آلودگي مي باشد. مواد آلي در حين تجزيه توسط ميكروارگانيسم هاي موجود در فاضلاب باعث تقليل اكسيژن محلول و ايجاد شرايط عفوني و توليد بوهاي نامطبوع مي گردند. وجود تركيبات ازت و فسفر در فاضلاب و ورود آنها به محيط هاي آبي باعث ازدياد رشد گياهان آبزي و بخصوص جلبك ها در آب ميگردد.
اين موضوع ممكن است در نهايت به از بين رفتن منبع آب منجر شود. فاضلاب خانگي حاوي تعداد بسيار زيادي ميكروارگانيسم مي باشد. بطوري كه در هر ۱۰۰ میلی لیتر فاضلاب ۱ تا ۱۰ عدد باكتري كليفرم وجود دارد.
دیگر ترکیب فاضلاب موجود
وجود انواع ميكروارگانيسم هاي بالقوه بيماري زا در فاضلاب، اجتناب ناپذير مي باشد. عوامل باكتريائي نظير ويبريوكلرا، سالونلا تيفي، شيگلا، باسيل سياه زخم، لپتوسپيرا، عوامل ويروسي مانند آدنوويروس ها، ويروس هاي روده اي، ويروس هاي عامل هپاتيت A و هپاتیت E عامل نورواك، رئوويروس وروتاويروس، تك ياخته ها مانند بالانتيديوم، كريپتوسپوريديم، آنتاموبا هيستوليتيكا و ژيارديا لامبليا و انواع كرم ها و انگل هاي بيماري زا، عوامل عفوني بالقوه در فاضلاب مي باشند.
با توجه به پتانسيل بالاي فاضلاب در ايجاد آلودگي محيط زيست و به خطر انداختن بهداشت عمومي جامعه، مديريت فاضلاب در هر جامعه اي بسيار مهم مي باشد. اين مديريت شامل انتقال سريع و بهداشتي فاضلاب از منابع توليد به محل مناسب، تصفيه و دفع بهداشتي فاضلاب مي باشد.
3- اهداف مدیریت مصرف آب
اهداف استراتژیک در مدیریت مصرف آب از جنبه هاي گوناگونی قابل بحث و گفتگو است. هدف استراتژیک، هدف بلند مدت (۱۰ تا ۲۰ ساله) و بلند پروازانه اي است که بر شالوده منابع اصلی (منابع آبی و سرمایه اي) کنونی استوار می شود . تبیین این هدف به منطقه امکان می دهد که فعالیت هاي مدیریتی خود را حول آن متمرکز سازد و سرمایه گذاری هاي لازم براي طرح هاي مدیریت مصرف را انتخاب، و آنها را در فعالیت هاي عملیاتی خود به کار گیرد. به طور کلی این اهداف در سطوح راهبردي، راهکاري و عملیاتی به صورت زیر می تواند باشد:
- مقابله با رشد مصرف بی رویه و اطمینان از وجود همیشگی منابع آب سالم و در دسترس
- رفع موانع در توسعه هاي اقتصادي و اجتماعی
- افزایش آمادگی در مقابل خشکسالی و سایر شرایط بحرانی
- منتفی کردن، کوچک کردن و یا به تاخیر انداختن نیازهاي توسعه اي دسترسی به منابع جدید و سیستم هاي آب و فاضلاب
- کاهش برداشت از منابع و تعدیل در اثرات متقابل کمی/ کیفی چرخه آب
- کاهش اثرات منفی زیست محیطی
- کاهش هزینه هاي نگهداري، بهبود و توسعه تاسیسات آبی
- کاهش مصرف انرژي و افزایش عمر مفید تاسیسات.
4- ضرورت استفاده از بهينهسازي در مطالب آموزشی مهندسی عمران محیط
فعاليتهاي مديريت منابع آب را ميتوان به سه دسته، تدوين سياستهاي مديريت منابع آب، اقدامات مديريتي براي دستيابي به اهداف سياستها و ارزيابي اثرات آنها، تقسيم نمود. سياستهاي کلان مديريت منابع آب، در واقع ارتباط توسعه و نحوه بهرهبرداري از اين منابع را با اهداف توسعه ملي مشخص ميسازند. اولين مرحله تدوين سياستهاي کلان مديريت منابع آب، پيشنهاد گزينههاي مختلف با توجه به محدوديتها و اهداف فراگير و همه جانبه توسعه و مديريت منابع آب است.
اصولي که در ساختار فعلي تشکيلات مديريت منابع آب مدنظر قرار گرفتهاند، منابع آب را به عنوان عنصر اصلي آمايش سرزمين و توسعه پايدار آن حوزه به شمار ميآوردند که مديريت اين منابع بايد توسط تشکيلات واحدي در قلمرو مرزهاي طبيعي حوزه آبريز انجام شود، به طوري که ايجاد زمينههاي مشارکت و همکاري مردم شايد موثرترين عامل در تحول نظام مديريت منابع آب محسوب گردد. اين مشارکت عمدتاً ميتواند در دو زمينه سرمايهگذاري در طرحهاي توسعه منابع آب و اثرگذاري بر سياستها مورد بررسي قرار گيرد. از دلايل عمده تنشهاي آبي ميتوان موارد زير را برشمرد که در ادامه به برخي از آنها به طور مختصر اشاره ميگردد.
- محدوديت منابع آب در دسترس و توزيع ناهمگون منابع
- افزايش روزافزون جمعيت
- افزايش ميزان آسيبپذيري سيستمهاي مختلف تامين آب با توجه به پيچيدهتر شدن آنها
- افزايش ميزان مصرف سرانه آب به دليل بالا رفتن سطح رفاه و بهداشت مردم
- افزايش نياز در بخشهاي مختلف صنعتي و کشاورزي با توجه به روند توسعه اين بخشها
- تغييرات اقليمي و ضرورت پيشبينيهاي بلند مدت
- آلودگي منابع آب
- تخريب منابع به خصوص آبهاي زيرزميني به علت برداشت بيش از حد و عدم مديريت صحيح
5-مدیریت جامع منابع آب
هدف از مديريت جامع منابع آب، ايجاد سيستمي است که ضمن ارتباط دادن متقابل مديريت منابع آب با محيط زيست و توسعه اجتماعي و اقتصادي، از انعکاس و بازخورد آنها بهرهمند گرديده و در نهايت با مشارکت بخشهاي مختلف تصميمگيريهاي تخصيص و توسعه منابع آب صورت گيرد.
نکته مهمي که در مطالعات جامع مديريت منابع آب بايد مورد توجه قرار گيرد، شناخت مولفهها و عدم قطعيتهاي آنها، مشخص و روشن نمودن ارتباطات بين مولفهها و اثرات مستقيم و غيرمستقيم بين مولفهها ميباشد تا با حل يک مشکل و برنامهريزي يک مولفه، قسمتهاي ديگر سيستم تحتالشعاع قرار نگيرد. اثرات مستقيم معمولاً قابل سنجش و اندازهگيري ميباشند.
در مديريت جامع منابع آب ترکيبي از استراتژيها و سياستهاي مختلف چون ذخيره آب، تغذيه آبخوان، انتقال آب، صرفهجويي در مصرف آب، مديريت فشار و نشت در شبکههاي توزيع آب، افزايش ميزان تامين آب با در نظر گرفتن عدم قطعيتهاي هيدرولوژيکي، هيدروليکي و سازهاي مورد نظر قرار ميگیرد. همچنين مطلوبيت تاثيرپذيران مختلف در جهت رسيدن به سطح پايداري از تامين و تقاضا مورد نظر قرار ميگيرند.
6- معیارها و استانداردهای کیفیت آب در مطالب آموزشی مهندسی عمران محیط
معیارها و استانداردهای کیفیت آب
استانداردهای کیفیت آب و کنترل آلاینده ها، قوانین، بخشنامه ها و دستورالعمل هایی هستند که توسط سازمان های مرتبط با محیط زیست وضع میگردند. این موارد به علت داشتن پشتوانه قانونی پیروی از آنها الزامی است. الزامی بودن استانداردها لزوما به معنی داشتن پشتوانه علمی و تحقیقاتی مناسب نیست. بر خلاف استانداردها، معیارها بر پایه تحقیقات و اطلاعات میدانی از کیفیت آب و اثرات آلاینده ها تدوین میگردند ولی پشتوانه قانونی ندارند.
به عبارت دیگر در صورتی که معیارها توسط سازمان های مسئول به صورت قانون تصویب گردند، استاندارد نامیده می شوند. استانداردها عموما برای مصارف مختلف، کیفیت منابع آب سطحی و کیفیت فاضلاب و پساب تخلیه شده به سیستم های منابع آب، وضع می شوند. در کشور ما در حال حاضر تنها استاندارد تخلیه فاضلاب وجود دارد و در موارد دیگر از توصیه های سازمان های معتبری چون سازمان بهداشت جهانی و سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا استفاده می گردد.
کیفیت آب آشامیدنی و آب آبیاری در مطالب آموزشی مهندسی عمران محیط
استانداردهای آب آشامیدنی در طی سالیان گذشته با افزایش دانش بشر درباره ماهیت و تاثیرات آلاینده های مختلف، مورد بازنگری قرار گرفته است. به طور کلی، آب آشامیدنی باید عاری از جامدات معلق، کدورت، مزه نامطلوب و بو باشد. همچنین آب باید فاقد مواد آلی، مواد سمی و عوامل بیماریزا باشد.
درجه تاثیر کیفیت آب بر رشد گیاهان تابعی از شرایط فیزیکی خاک، درجه مقاومت گیاه به شوری، وضعیت آب و هوایی، روش آبیاری، مقدار و دفعات آبیاری می باشد. به دلیل پیچیدگی و اهمیت موضوع، روش های جامعی برای طبقه بندی کیفی آب جهت مصارف کشاورزی ارائه شده است. در طبقه بندی کیفی به جهت مصارف آبیاری، سه معیار اساسی شوری، غلظت سدیم و سمیت برخی از عناصر شیمیایی مورد توجه قرار می گیرند.
اثر عمده شوری آب در این است که به دلیل بالا بودن پتانسیل اسمزی، تبخیر و تعرق گیاه را کاهش داده و بر میزان کیفیت محصول تاثیر نامطلوب میگذارد. سدیم علاوه بر سمیّت، برای بعضی گیاهان به دلیل اثر نامطلوب درصد سدیم قابل تبادل بر ساختمان خاک و نفوذپذیری آن، حائز اهمیت است. برای اندازه گیری شوری خاک از معیار هدایت الکتریکی (EC) و برای ارزیابی اثرات سدیم از معیار نسبت جذب سدیم (SAR) استفاده می گردد.
برای دیدن مطالب پیشین این مقاله کلیک کنید.
