شاخصهای اندازهگیری در کیفیت آب
یکی از مهمترین دغدغههای بشری در سالهای اخیر، کیفیت آب نوشیدنی بوده است. کیفیت آب نه تنها برای سلامت انسان، بلکه برای حفظ تعادل زیست محیطی و تنوع زیستی نیز حائز اهمیت فراوان است. بررسی و اندازهگیری شاخصهای کیفیت آب امری ضروری برای ارزیابی میزان آلودگی و تعیین استانداردهای لازم برای مصارف گوناگون آب است. شاخصهای اندازهگیری کیفیت آب شامل پارامترهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی متعددی هستند که هر کدام نقش مهمی در تعیین کیفیت آب دارند. در ادامه این مقاله، شاخصهای مهم اندازهگیری کیفیت آب را به طور مفصل بررسی میکنیم.
چرا تعیین شاخصهای کیفیت آب مهم است؟
اندازهگیری شاخصهای کیفیت آب به دلایل متعددی انجام میشود که از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ارزیابی کیفیت
- پایش کیفیت
- مدیریت مصرف
- کنترل آلودگی
برای ین منظور از جنبههای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی، کیفیت آب را ارزیابی میکنند. در ادامه هریک از شاخص های اندازه گیری کیفیت آب از جنبههای مختلف را توضیح میدهیم.
شاخصهای فیزیکی کیفیت آب
علاوه بر وجود عوامل شیمیایی و مواد آاودهکننده، شاخصههای فیزیکی آب نیز باید استاندارد مناسبی داشته باشند. شاخصهای فیزیکی اندازهگیری کیفیت آب شامل مواردی مانند دمای آب، رنگ، بودی آب، مواد معلف در آب و… میشود. در ادامه شاخصههای فیزیکی تعیینکننده کیفیت آب را بررسی میکنیم.
دمای آب
دمای آب بر حلالیت گازها، سرعت واکنش‌های شیمیایی و فعالیت موجودات زنده در آب تأثیر می‌گذارد. افزایش دما می‌تواند باعث کاهش اکسیژن محلول و افزایش رشد میکروارگانیسم‌ها شود.
رنگ آب
رنگ آب می‌تواند ناشی از حضور مواد معدنی، آلی یا موادی مانند فلزات سنگین و گل و لای باشد. رنگ آب تأثیر زیادی بر جذابیت ظاهری آن دارد و می‌تواند نشانه آلودگی باشد.
بوی آب
بوی آب ناشی از حضور مواد آلی، گازها، آلایندههای شیمیایی یا رشد جلبک‌ها و باکتری‌ها است. بوی نامطبوع آب می‌تواند به دلیل آلودگی باشد و بر پذیرش آن توسط مصرف کنندگان تأثیر منفی بگذارد.
کدورت آب
کدورت به دلیل حضور ذرات معلق مانند گل و لای، مواد آلی و موادمعلق دیگر در آب ایجاد میشود. کدورت باعث کاهش نفوذ نور و در نتیجه کاهش فتوسنتز در آب میشود. همچنین می‌تواند باعث افزایش میکروارگانیسم‌ها و انتقال آلایندههای شیمیایی شود.
مواد جامد معلق (Total Suspended Solids – TSS):
این شاخص میزان ذرات جامد معلق در آب را اندازه می‌گیرد. مقادیر بالای TSS می‌تواند باعث کدورت، کاهش نفوذ نور و مشکلات فیلتراسیون شود.
مواد جامد محلول (Total Dissolved Solids – TDS):
این شاخص میزان مواد جامد محلول در آب را اندازه می گیرد که شامل املاح معدنی و مواد آلی محلول است. TDS بالا باعث خوردگی، رسوب گذاری و مشکلات دیگر در سیستم‌های آب خواهد شد.
هدایت الکتریکی آب
یکی دیگر از شاخصهای کنترل کیفیت آب، میزان هدایت الکتریکی آن است. هدایت الکتریکی آب به دلیل حضور یون‌های محلول افزایش می‌یابد و نشان دهنده میزان املاح محلول در آب است. هدایت الکتریکی بالا، نشانه آلودگی‌های شیمیایی یا تخلیه فاضلاب است.
این شاخصهای فیزیکی اغلب برای ارزیابی اولیه کیفیت آب استفاده می‌شوند و می‌توانند نشانه‌هایی از آلودگی یا مشکلات دیگر را نشان دهند. آنالیزهای شیمیایی و بیولوژیکی بیشتر برای تعیین منشأ آلودگی و پیامدهای آن مورد استفاده قرار می‌گیرند.
شاخصهای شیمیایی کیفیت آب
در بخش قبل شاخصهای فیزیی کیفیت آب را بررسی کردیم. در ادامه پارامترهای شیمیایی کنترل کیفیت آب را شرح میدهیم. شاخصهای شیمیایی کیفیت آب به طور گسترده‌ای برای ارزیابی میزان آلودگی و تأثیرات آن بر سلامت انسان و محیط زیست مورد استفاده قرار می‌گیرند. این شاخص‌ها عبارتند از:
- میزان اکسیژن محلول در آب
- تقاضای بیوشیمیایی و شیمیایی اکسیژن
- میزان اسیدی یا بازی بودن آب (میزان PH)
- نیتروژن کل
- میزان فلزات سنگین موجود در آب
- آلایندههای آلی موجود در آب
اکسیژن محلول (Dissolved Oxygen – DO):
اکسیژن محلول برای تنفس آبزیان و فرآیندهای اکسیداسیون بیولوژیکی مواد آلی ضروری است. کاهش DO ناشی از ورود مواد آلی، دمای بالا یا رشد بیش از حد جلبک‌ها است که می‌تواند منجر به مرگ آبزیان شود.
تقاضای بیوشیمیایی و شیمیایی اکسیژن آب
تقاضای بیوشیمیایی اکسیژن (BOD) نشان دهنده میزان اکسیژن مورد نیاز برای تجزیه بیولوژیکی مواد آلی توسط میکروارگانیسم‌ها است. BOD بالا نشان دهنده آلودگی آلی زیاد است که می‌تواند باعث کاهش DO شود. تقاضای شیمیایی آب (COD) هم میزان اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون شیمیایی مواد آلی و معدنی را اندازه می‌گیرد. COD بالا نشانگر آلودگی آلی و شیمیایی آب است.
PH یا میزان اسیدی و بازی بودن آب
PH به عنوان یکی از شاخصهای کیفیت آب، نشان دهنده میزان اسیدی یا بازی بودن آن است. pH خارج از محدوده مناسب می‌تواند باعث خوردگی، رسوب گذاری و مشکلات دیگری برای موجودات زنده شود.
نیتروژن کل:
شامل نیترات، نیتریت و آمونیاک است که از کودها، فاضلاب و فعالیت‌های کشاورزی منشأ می‌گیرند. نیتروژن باعث رشد بیش از حد جلبک‌ها (شکوفایی جلبکی) میشود.
میزان فلزات سنگین در آب
یکی از مهمترین شاخص های کنترل کیفیت آب، تعیین میزان فلزات سنگین موجود در آن است. مانند سرب، جیوه، کادمیوم، آرسنیک و کروم که از فعالیت‌های معدنی، صنعتی و کشاورزی وارد آب می‌شوند. این فلزات سمی هستند و می‌توانند در زنجیره غذایی تجمع یابند.
آلایندههای آلی موجود در آب
مانند پلی کلرو بی‌فنیل‌ها (PCB)، آفت کش‌ها و حلال‌های آلی که از فعالیت‌های صنعتی و کشاورزی منشأ می‌گیرند. این آلاینده‌ها سمی و سرطان‌زا هستند. آنالیز شاخصهای شیمیایی برای تعیین نوع و منشأ آلودگی، ارزیابی تأثیرات بر سلامت انسان و محیط زیست، و طراحی روش‌های مناسب برای کنترل آلودگی ضروری است.
شاخصهای بیولوژیکی کیفیت آب
شاخصهای بیولوژیکی کیفیت آب نشان دهنده حضور و غلظت میکروارگانیسم‌های زنده در آب هستند. این شاخص‌ها برای ارزیابی آلودگی میکروبی و تعیین خطرات بالقوه برای سلامت انسان و محیط زیست استفاده می‌شوند. برخی از مهمترین شاخصهای بیولوژیکی عبارتند از:
باکتری‌های گروه کلیفرم:
این گروه شامل باکتری‌های روده‌ای مانند اشریشیاکلی و انتروباکتر است که از طریق مدفوع انسان و حیوانات وارد آب می‌شوند. حضور این باکتری‌ها نشانه آلودگی فاضلابی و احتمال حضور پاتوژن‌های روده‌ای است.
شمارش کلی باکتری‌ها:
این شاخص تعداد کل باکتری‌های هتروتروف را در آب اندازه می‌گیرد. افزایش شمارش کلی باکتری‌ها نشانه آلودگی آلی و فعالیت میکروبی زیاد در آب است.
آلودگی ویروسی:
برخی ویروس‌ها از طریق فاضلاب آلوده وارد آب می‌شوند و می‌توانند باعث بیماری‌های گوارشی، تنفسی و دیگر مشکلات سلامتی شوند. ویروس‌های انتریک مانند نوروویروس، آدنوویروس و روتاویروس از مهمترین آلودگی‌های ویروسی آب هستند.
شاخصهای زیستی دیگر:
شاخصهای کیفیت آب دیگری نیز مانند جلبک‌ها، پروتوزوآ‌ها و نماتدها برای ارزیابی کیفیت زیستی آب استفاده می‌شوند. این موجودات می‌توانند نشانه‌های مفیدی از آلودگی آلی، تغییرات دما و سایر شرایط محیطی ارائه دهند.
آنالیز شاخصهای بیولوژیکی برای شناسایی و کنترل آلودگی میکروبی، حفظ سلامت عمومی و محافظت از محیط زیست آبی بسیار مهم است. این شاخص‌ها اغلب در ترکیب با شاخصهای فیزیکی و شیمیایی برای ارزیابی جامع کیفیت آب مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سخن پایانی
در پایان باید گفت که اندازهگیری شاخصهای کیفیت آب از اهمیت بسزایی برای حفظ منابع آب سالم و پایدار برخوردار است. این شاخص‌ها نه تنها برای تضمین سلامت انسان و محیط زیست آبی ضروری هستند، بلکه برای مدیریت بهینه منابع آب و جلوگیری از اتلاف و آلودگی آنها نیز حیاتی می‌باشند. شاخصهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی به طور یکپارچه و در تعامل با یکدیگر، اطلاعات جامعی در مورد وضعیت کیفی آب به ما می‌دهند. پایش منظم این شاخص‌ها می‌تواند روندهای تغییرات را نشان دهد و به شناسایی سریع آلودگی‌ها و اتخاذ اقدامات اصلاحی کمک کند.
سوالات متداول
- چه شاخص‌هایی برای ارزیابی کیفیت آب آشامیدنی مورد استفاده قرار می‌گیرند؟
شاخصهای مهم برای آب آشامیدنی شامل باکتری‌های کلیفرم، آلایندههای شیمیایی مانند نیترات، فلزات سنگین، آفت‌کش‌ها، مواد آلی، کدورت، رنگ و بو می‌باشند.
- چگونه می‌توان آلودگی باکتریایی آب را کنترل کرد؟
برای کنترل آلودگی باکتریایی آب، باید منابع آلودگی مانند فاضلاب‌ها و پساب‌های آلوده را شناسایی و کنترل کرد. همچنین تصفیه مناسب آب با استفاده از روش‌هایی مانند کلرزنی، ازن‌زنی یا فیلتراسیون لازم است.
- آیا شاخصهای بیولوژیکی فقط برای آب آشامیدنی مهم هستند؟
خیر، شاخصهای بیولوژیکی مانند باکتری‌ها، ویروس‌ها و قارچ‌ها نه تنها برای آب آشامیدنی، بلکه برای ارزیابی کیفیت آب‌های سطحی و زیرزمینی نیز مهم هستند.