بهداشت محیط  دانشکده ابوریحان

امروزه با توجه به رشد روز افزون جمعيت جهان و در نتيجه گسترش شهرها و توسعه فعاليت هاي صنعتي و کشاورزي، آلودگي منابع تامين کننده آب شهرهاي بزرگ، مواد شيميايي گوناگون و احتمالاً خطرناک مشاهده شده است که بخش عمده آن را ترکيبات آلي تشکيل مي دهند.

حضور ترکيبات آلي در آب آشاميدني، فاکتور مهمي در ميزان کيفيت آن است. يکي از مهمترين دلايل ذکر شده براي حذف ترکيبات آلي از آب شرب، نقش آنها به عنوان پيش ساز تشکيل فرآورده هاي جانبي خطرناک بعد از گند زدايي است. بخش عمده اي از مواد آلي موجود در منابع آب را مواد طبيعي تشکيل مي دهند.

مواد آلي طبيعي (NOM_s) که از منابع طبيعي و مصنوعي، وارد آب مي شوند به علت ويژگي هاي خاص از جمله بو و مزه نامطبوع، واکنش کلر و تشکيل فرآورده هاي فرعي گندزدايي

(DBP_s)که اغلب سرطان زا مي باشند و عدم امکان حذف کامل در تصفيه متداول از اهميت ويژه اي برخوردارند.

NOM را به دو جزء اصلي هيدروفيليک(آبدوست) مانند مواد غير هيوميکي و هيدروفوبيک(آب گريز) مانند مواد هيوميکي تقسيم مي نمايند. جزء آبدوست نسبت به جزء آب گريز پتانسيل بالاتري در تشکيل هالو استيک اسيدها(HAA_s) دارند. اما جزء آب گريز پتانسيل بالاتري در تشکيل تري هالو متان ها(THM_s) دارند. ترکيب NOM_s  در آب ها با تغيير فصول در طي سال متفاوت بوده و بر عملکرد فرآيندهاي تصفيه و در نهايت بر واحد گندزدايي و تشکيل DBP_s تاثير مي گذارد.

در حال حاضر با وجود توسعه يافتن استانداردهاي کيفي آب آشاميدني و علي رغم افزايش آلودگي اکثر منابع آب سطحي و زيرزميني در اثر فعاليت هاي شهري، صنعتي و کشاورزي، در اکثر کشورها و از جمله کشورما، تصفيه خانه هاي آب بيشتر از نوع متعارف هستند که بر مبناي حذف آلاينده هاي نامحلول، حذف کدورت و گندزدايي طراحي مي شوند و براي کنترل ريز آلاينده ها از جمله غالب ترکيبات آلي هيچ گونه تدبيري انديشيده نشده است. ضمن اين که فرآيندهاي متداول تصفيه آب در حذف مواد آلي چندان موثر نيستند، زيرا آلاينده هاي آلي حتي اگر به صورت نامحلول ظاهر شوند، غالباً از نوع آب دوست مي باشند. پس به نظر نمي رسد تصفيه خانه هاي آب کشور از فن آوري هاي متناسب براي حذف بسياري از اين آلاينده ها برخوردار باشند.

ترکيبات آلي جاذب UV (اشعه فرابنفش):

برخي از ترکيبات آلي مثل ليگنين، تانن، مواد هيوميک دار و ترکيبات مختلف آروماتيکي به طور طبيعي در آب و فاضلاب يافت مي شوند که به شدت اشعه UV را جذب مي کنند.

جذب UV جايگذين مفيد براي اندازه گيري ترکيبات آلي انتخاب شده در آب هاي شيرين، آب هاي شور و فاضلاب مي باشد. همبستگي قوي و شديذي بين جذب UV و محتواي کربن آلي، پيش سازهاي تري هالومتان ها(THM_s) و ديگر فرآورده هاي جانبي گندزدايي وجود دارد. همچنين جذب UV براي پايش خروجي فاضلاب هاي صنعتي و براي ارزيابي حذف مواد آلي توسط انعقاد، جذب به کربن و ديگر فرآيندهاي تصفيه آب استفاده مي شود.

هر چند که جذب UV مي تواند براي تشخيص آلاينده هاي آلي منحصر به فرد خاص بعد از جداسازي مورد استفاده قرار گيرد ولي اين روش براي تشخيص يا تعيين غلظت مواد شيميايي منحصر به فرد جزئي مناسب نمي باشد.

محاسبه کل کربن(TOC) بر اساس ضريب جذب طيفي(SAC) :

(Spectral Absorption Coefficient)  SACيک پارامتر پر معني با کاربردهاي طيفي وسيع مي باشد. اين پارامتر مطابق با استاندارد DIN38404C3 درطول موج nm 254 با بار آلي نمونه رابطه خطي دارد .

جذب اشعه ماوراء بنفش(UV) در طول موج nm 254 اندازه گيري مي گردد

 (استاندارد متد B 5910).

مواد آلي طبيعي(NOM_s) با استفاده از دو نشانگر شناخته مي شوند:

1-    کل کربن آلي TOC                2- nm 254 UV

کل کربن آلي موجود در آب و فاضلاب ، ترکيبات گوناگون آلي در شرايط اکسيداسيوني متفاوت هستند. بعضي از اين ترکيبات کربني طي فرآيندهاي بيولوژيکي و يا شيميايي مي توانند اکسايش بيشتري داشته باشند ومقدار مصرف اکسيژن بيوشيميايي(BOD) ويا شيميايي(COD) مي تواند مشخصه اين بخش از مواد آلي باشد. از آنجايي که اين دو پارامتر کل کربن آلي را پوشش نمي دهند به عنوان ابزار اندازه گيري TOC مناسب نيستند (استاندارد متد A5310). مواد آلي با پيوندهاي چندگانه متناسب با غلظت شان اشعه ماوراء بنفش را جذب مي کنند.

عوامل مزاحم اوليه در اندازه گيري مقدار جذب UV :

مداخله کننده هاي اصلي در اندازه گيري جذب UV عبارتند از ذرات کلوئيدي، مواد آلي جاذب UV به غير از آنهايي که براي ما اهميت دارند، مواد معدني جاذب UV  مخصوصاً آهن دو ظرفيتي، نيترات، نيتريت، برومايد، اکسيد کننده هاي خاص و عوامل احيا کننده مثل ازن، کلرات، کلريت، کلرآمين ها و تيوسولفات که مي توانند در طول موج nm 254، اشعه ماوراءبنفش را جذب کنند.

محدوده غلظت اين مواد در اغلب جريان هاي آب هاي سطحي ورودي به تصفيه خانه ها کمتر از حدي است که ايجاد مزاحمت کند ولي در هر حال جذب UV بايد ارزيابي و تصحيح شود.

در صورتي که ضريب تصحيح بيشتر از 10% کل مقدار اشعه جذب شده باشد بايد طول موج ديگري انتخاب ويا اين که از متد ديگري استفاده کرد.

به دليل اين که جذب UV توسط مواد آلي ممکن است در مقادير PH زير 4 ويا بالاي 10 متغير باشد در نتيجه SAC محاسبه شده بايد در اين محدوده PH باشد( PH=4-10). بي نظمي و يا بي قاعدگي ها در جذب نشانگر مداخله مواد معدني يا آلاينده هاي آلي پيش بيني نشده است.

از آن جايي که بعضي از ترکيبات آلي موجود در آب و فاضلاب مثل کربوکسيليک اسيدها و کربوهيدرات ها در طول موج هاي ماوراء بنفش جذب مشخصي ندارند، بايد بين جذب UV و مواد آلي موجود در آب ضريب همبستگي محاسبه گردد. البته اين ضرايب ممکن است با تغيير منبع آب و يا حتي با تغيير فصل در يک منبع و بين آب خام و آب تصفيه شده متغير باشد. علاوه بر اين، اکسيداسيون شيميايي( ازناسين، کلراسيون ) ممکن است باعث کاهش جذب UV شود، بدون اينکه مواد آلي از آب حذف گردند که اين مسئله باعث تغيير ضريب همبستگي مي شود. از آن جايي که جذب UV و محاسبه ضريب همبستگي ويژه منبع آب است، امکان مقايسه بين منابع آب وجود ندارد.

حداقل غلظت قابل تشخيص:

حداقل غلظت قابل تشخيص را نمي توان با دقت تعيين کرد. چون اين روش يک اندازه گيري غير اختصاصي مي باشد. براي اندازه گيري دقيق cell با مسير طولي را انتخاب مي کنيم که تقريباً شدت جذب بين 9/0-005/0 را تامين نمايد. به طور متناوب نمونه هاي با شدت جذب بالا را رقيق مي کنيم.

حداقل غلظت قابل تشخيص يک ترکيب خاص بستگي به رابطه بين جذب uv و ماده مداخله کننده و خصوصيت تمايل آن ترکيب ( مثل پتانسيل تشکيل تري هالومتان ها يا DOC ) دارد.