x بستن تبلیغات
آریا سم
x بستن تبلیغات
تصفیه آب خانگی
x بستن تبلیغات
آزمایشگاه آب و فاضلاب
تاریخچه تصفیه آب - سایت بهداشت محیط ایران
X
تبلیغات
رایتل
سایت بهداشت محیط ایران
بهداشت محیط،آب وفاضلاب، مواد زائد ، بهداشت مواد غذایی،استخدامی بهداشت محیط

تاریخچه تصفیه آب

تاریخچه تصفیه آب

 

تمدن های قدیمی همواره در مجاورت منابع آ ب شکل گرفته اند. با این که مقدار آب موجود و قابل استفاده دغدغه اصلی نیاکان ما بوده است ، اما تعریف درست و جامعی از کیفیت آب وجود نداشته است. با این وجود منابع تاریخی بسیاری حکایت از تلاش انسانهای عصر گذشته برای تصفیه آب و زدودن ذرات معلق و طعم و بو از آن دارد. اما قرنها طول کشید که انسانها به این نتیجه دست یافتند که حواس بینایی، بویایی و چشایی نمی توانند تنها ملاک های تشخیص کیفیت آب باشند.

 

استفاده از روشهای مختلف جهت بهبود طعم و بوی آب به 4000 سال قبل از میلاد بر می گردد. در نوشته های بر جا مانده از سانسکریت و یونان باستان استفاده از زغال چوب جهت فیلتر کردن آب ، قراردادن آب در معرض نور آفتاب ، جوشاندن آب و قراردادن تکه های فلز داغ در آب قبل از نوشیدن آن توصیه شده است.

 

مصری ها 1500 سال قبل از میلاد از ((آلوم)) جهت تصفیه آب و ته نشین کردن ذرات معلق در آن استفاده می کردند.

 

 

دستگاه تصفیه آب مورد استفاده در مصر باستان .این کتیبه که مربوط به سال 1450 قبل از میلاد می باشد ، برروی  دیوار مقبره Amenophis II  یافت شده است.

 

بقراط ، دانشمند یونانی که در سال 460 تا 354 قبل از میلاد می زیسته، جهت دستیابی به آب با طعم مناسب ، که به باور او آب سالم می بود، فیلتر پارچه ای اختراع نمود که با عبور دادن آب جوشیده شده از آن باعث زدودن ذرات عامل طعم و بوی نا مناسب از آب می شد.

پس از تلاشهای انجام شده در تمدن های باستانی ، پیشرفت در زمیه دستیابی به روشهای تصفیه آب در قرون وسطی با یک وقفه طولانی روبرو گردید. در سال 1627 میلادی ، دانشمندان دوباره با طرح مسئله ضرورت تصفیه آب دریچه تازه ای در این مقوله گشودند. در این سال رابرت بیکن   (Robert Bacon) دست به یک سری آزمایش در جهت زدودن نمک از آب دریا از طریق فیلترهای ماسه ای نمود. اگرچه آزمایشات او کاملا نا موفق بود اما مثال جرقه ای  در ابداع فیلترهای ماسه ای به شمار می رود .

 

در سال 1676، آنتون فان لیوونهوک (Anton Van Leeuwenhoek) اولین میکروسکوپ را اختراع نمود . با این اختراع دانشمندان دنیای جدیدی از آلودگی های آب را که تا آن زمان کاملا سالم و قابل آشامیدن تلقی می شود مشاهده نمودند و به این ترتیب میکروارگانیسم ها کشف شدند.

پس از سال 1700 میلادی  ،با آشنایی مردم از خطرات آلودگی های موجود در آب شرب، فیلترهای خانگی ساخته شده از پشم ، اسفنج و زغال چوب مورد استفاده قرار گرفتند.

 

اولین تصفیه خانه آ ب شهری در سال 1804 در شهر پیزلی (Paisley) اسکاتلند ساخته شد. این تصفیه خانه از فیلترهای با بستر شن و ماسه تشکیل شده بود و سیستم توزیع آن مشتمل بود بر یک اسب و یک گاری.

 

بعد از آن ، شهر گلاسکو اسکاتلند از اولین شهرهایی بود که آب فیلتر شده را از طریق خطوط لوله به مصرف کننده ها می رساند . در سال 1827 ، فیلترهای ماسه ای کند (Slow Sand Filters) که توسط رابرت تام( Robert Thom) ابداع شده بودند در اسکاتلند مورد بهره برداری قرار گرفتند. این فیلترها از طریق شستشوی معکوس تمیز می شدند. در عین حال در سال 1829 در شهر لندن فیلترهای دیگری توسط جیمز سیمسون ( James Simpson) ابداع گردید که تمیز کردن آنها توسط خراشاندن و برداشتن لایه های کثیف شده انجام می گرفت .

 

 

 

 

در قرن 19 میلادی ، فیلترهای شنی کند بهترین گزینه جهت تصفیه آب باقی ماندند. با این حال سطح بزرگ مورد نیاز این فیلترها همواره از معایب آنها به شمار می رفت. با افزایش جمعیت شهرها و افزایش نیاز به ظرفیت های بالا در تصفیه خانه های آب ، مساحت بزرگی از زمین می بایست صرف ساخت این فیلترها می شد.

 

در سال 1880 میلادی ، فیلترهای شنی سریع (Rapid Sand Filters) در آمریکا ابداع شدند. شستشوی این فیلترها توسط آب و به صورت شستشوی معکوس انجام می گرفت . بدین ترتیب ظرفیت تصفیه خانه های آب به طور قابل توجهی افزایش و مساحت زمین مورد نیاز آنها بطور قابل توجهی کاهش یافت.

با این وجود فیلترهای شنی سریع نیازمند مراحل پیش تصفیه بوده و می باشند بطوریکه جهت کاهش بارذرات معلق در فیلترها از انعقاد و ته نشینی استفاده می گردد.

 

 

 

 

در اواسط قرن نوزدهم میلادی ، بیماریهای مختلفی در شهر لندن شایع شد. در این زمان پزشک انگلیسی دکتر جان اسنو ( John Snow) کشف کرد که بیماری وبا از طریق آب آلوده گسترش یافته است. او ثابت کرد که این بیماری در شهر لندن از طریق یک چاه آب که توسط فاضلاب آلوده شده بود شیوع پیدا کرده است. نکته جالب توجه این است که آب این چاه بدلیل طعم و بوی بسیار مناسب آن مورد استقبال مردم شهر بود. این کشف در آینده تصفیه آب بسیار تاثیر گذار بود. جان اسنو همچنین متوجه شد که در مناطقی که از فیلترهای شنی جهت تصفیه آب پیش از ورود آن به شبکه توزیع استفاده می شده ، مرگ و میردر اثر وبا بسیار کمتر از سایر مناطق بوده است. بدین ترتیب حکومت انگلستان مقررات آب مترو پولتین ( Metropolitan Water Act) را درسال 1852 وضع نمود که بر مبنای آن دستور نصب فیلترهای شنی در سرتاسر شهر لندن صادر گردید.این قانون از اولین قوانین حکومتی در ارتباط با آب شرب عمومی به شمار می رود.

کلر به عنوان یک ماده شیمیایی ارزشمند در تصفیه آب ، اولین بار توسط دکتر جان اسنو شناخته شد.او از کلر جهت ازبین بردن میکرب وبا در آب استفاده نمود . با مشخص شدن قدرت ضد عفونی کنندگی کلر ، دولت بریتانیا شروع به کلرزنی آب شرب عمومی نمود. این اقدام همچنین باعث کاهش شدید مرگ ومیر در اثر بیماری تیفوئید گردید.

 

پس از موفقیت عمل کلرزنی در بریتانیا ، در شهر نیوجرسی و سپس سرتاسر آمریکا از کلر جهت ضد عفونی کردن آب شرب استفاده گردید. کلرزنی آب همراه با استفاده از فیلترهای شنی موجب از بین رفتن بسیاری از بیماریها از قبیل وبا ، تیفوئید و اسهال شد.

در همین زمان استفاده از سایر ضد عفونی کننده ها نظیر ازن در اروپا آغاز گردید اما تا دهه ها پس از آن ، در سایر نقاط دنیا مورد استفاده قرار نگرفت.

 

امروزه کلرزنی نقش تعین کننده ای در تصفیه آب شهری ایفا می کند. حدود 98% از تصفیه خانه های آب شهری از کلر جهت ضد عفونی کردن آب استفاده می کنند. با این حال دانشمندان در سالهای اخیر متوجه مشتقات بوجود آمده از کلر در آب و عوارض جانبی آنها شده اند. آب کلر دار در تحریک بیماری های دستگاه تنفسی نظیر آسم نقش اساسی ایفاد می کند. لذا توجه محققین و دانشمندان به استفاده از سایر روشهای ضد عفونی کردن آب جلب شده است.

 

در ابتدای قرن بیستم تلاش در جهت تصفیه آب از پیشگیری انتقال بیماری های واگیردار ، به تهیه آب غیر سخت و با مواد معدنی کمتر معطوف گردید. سختی گیری های آب که از یونهای سدیم جهت جایگزین کردن مواد معدنی سختی زا در آب بهره می جستند  در سال 1903 به بازار معرفی شدند. تئوری تعویض یونی ، که در آن یونهای بی ضرر با یونهای ضرر دار جایگزین می شوند ، تاثیر قابل ملاحظه ای در صنعت تصفیه آب گذاشته و از آن جهت از بین بردن سرب ، جیوه و سایر فلزات سنگین در آب استفاده می شود.

 

 

در قرن بیستم میلادی ، شهرهای پرجمعیت زیادی در اقصی نقاط جهان شکل گرفتند و این مسئله که این جمعیت در حال رشد حق استفاده از آب خالص و تمیز را دارا می باشند بیش از پیش مورد توجه قرار گرفت.

توجه به محیط زیست در دهه های 1960 ، 1970 میلادی در آمریکا بیش از پیش گسترش یافت . در سال 1962 استانداردهایی جهت آب شرب در آمریکا تنظیم و وضع گردیدکه کامل ترین در نوع خود تا آن زمان به شمار می رفت. تمام ایلات آمریکا این استانداردها را به عنوان آئین نامه یا راهنمای تصفیه و توزیع آب شرب پذیرفتند.

 

در اواخر دهه 1960 مشخص گردید که ذرات معلق و پاتوژنها تنها آلودگی های موجود در آب نیستند . پیشرفتهای صنعتی و کشاورزی باعث پدید آمدن مواد شیمیایی مصنوعی بسیاری شده بود که راه خود را به منابع آب ، از طریق پساب کارخانجات ، نشت مخازن مواد دور ریز صنایع و غیره ، باز کرده بودند.

 

این مسائل موجب گردید که دولت ایالات متحده آمریکا یک سری تحقیقات گسترده برروی سلامت آب شرب مورد مصرف مردم انجام دهد. نتیجه این تحقیقات مشخص کرد که تنها 60% سیستم های مورد بررسی دارای خروجی منطبق بر استانداردهای موجود بودند. در مابقی تصفیه خانه های آب ، انحرافات قابل توجهی از این استانداردها در فرایندهای ضد عفونی ، زلال سازی و یا خطوط لوله آب مشاهده گردید. در این میان تصفیه خانه های کوچک بیشترین انحرافات را داشتند.

 

به موجب نتایج حاصله از این تحقیقات ، در اوال دهه 1970 میلادی آژانس حفاظت از محیط زیست(Environmental Protection Agency EPA) در آمریکا تاسیس و آئین نامه آب سالم (Clean Water Act of 1972) در سال 1972 به تصویب رسید . این آئین نامه همانند اختراع میکروسکوپ جرقه ای دوباره در جهت تلاش به دستیابی به آب شرب سالم به شمار می رود.

 

امروزه فیلتراسیون و کلرزنی همچنان اصلی ترین روشهای تصفیه آب به شمار می روند. با این حال در طی سالها ، روشهای دیگری نیز جهت ضدعفونی کردن آب ابداع شده اند . در دهه 1980 میلادی و پس از آن ، پیشرفتهای زیادی در ساخت غشاهایی جهت فیلتراسیون به روش اسمز معکوس و یا سایر روشها نظیر ازن زنی و استفاده از  UVجهت ضدعفونی آب حاصل شد. این پیشرفتها نتیجه کشف پاتوژنهایی در آب می باشند که نسبت به کلر مقاومند و می توانند بیماری هایی نظیر هپاتیت و ورم معده را ایجاد کنند.

 

بدین ترتیب تصفیه آب مهمترین دستاورد بشر در قرن بیستم در جهت حفظ و اعتلای بهداشت عمومی به شمار می رود. بسیاری از روشهای تصفیه آب که امروزه در تصفیه خانه ها مورد استفاده قرار می گیرند ، صدها و گاه هزارها سال است که بکار می روند. با این حال روشهای جدیدتر تصفیه نظیراسمز معکوس استفاده از کربن فعال و غیره نیز در بسیاری تصفیه خانه های مدرن مورد بهره برداری قرار گرفته اند. چنین روشهای نوینی با کشف آلودگی های جدید و پیچیده تر در آب بیش از پیش مورد توجه قرار خواهندگرفت.


 

 

امروزه حکومتهای کشورهای صنعتی و پیشرفته میلیاردها دلار صرف مدیریت پسابهای صنعتی و ابداع روشهایی جهت تولید ضایعات بی خطر برای محیط زیست می نمایند. بدین ترتیب حفاظت از منابع آب در برابر آلودگی های بیشتر و پیچیده تر و استفاده از تکنولوژی مدرن در جهت بهینه نمودن تصفیه آب از دستاوردهای بشر درآینده خواهد بود.

 

 

             

 

 

تهیه و تدوین : شیرین ملک پور

تصاویر : مهدی استاد زمانی

 

منابع :

1-   www.EPA.gov   ( سایت آژانس حفاظت از محیط زیست )

2-  www.nesc.wvu.edu ( سایت مرکز ملی خدمات زیست محیطی در دانشگاه ویرجینیای غربی )

3- www.historyofwaterfilters.com

4- www.randomhistory.com