منابع آب آشامیدنی ، صنعتی و کشاورزی | شرکت شاران صنعت

منابع آب آشامیدنی ، صنعتی و کشاورزی که بشر از آن ها به عنوان منبع تامین آب استفاده می کند شامل اقیانوس ها ، دریاچه ها ، آب های سطحی و زیر زمینی می باشد که این آب در مصارف مختلفی مانند آشامیدن ، کشاورزی ، صنعتی و غیره مورد استفاده قرار می گیرد. در بسیاری از مواقع قبل از مصرف و استفاده از این منابع آب می بایست تصفیه آب با توجه به آلودگی های احتمالی انجام شود.

 

منابع آب چیست

به منابعی که دارای حجم مشخصی آب بوده و می توان از آن جهت مصارف گوناگون برداشت نمود منابع آب گفته می شود. اگر این منبع آب دارای شوری نسبتا پایینی در مقایسه با آب شور دریا ها باشد به آن منابع آب شیرین و اگر کیفیت این آب به گونه ای باشد که قابلیت آشامیدن داشته باشد و یا با انجام یک فرایند تصفیه قابلیت شرب پیدا کند به آن منابع آب آشامیدنی یا منابع آب شرب گفته می شود.

 

حجم منابع آب جهان – منابع آب شیرین جهان

همانطور که می دانید بیش از نیمی از سطح کره زمین از آب پوشیده شده است. حدود ۹۷/۲۳% از آب های کره زمین در اقیانوس ها ، ۲/۱۴% در یخچال ها ، ۰/۶۱% در زیر زمین ، ۰/۰۱% در دریاچه ها و برکه ها و ۰/۰۱% به صورت های مختلف دیگر در طبیعت وجود دارد. به این ترتیب تنها در حدود ۲/۸ درصد از منابع آب موجود در کره زمین به صورت طبیعی قابل شرب می‌باشد.

تخمین حجم منابع آب کره زمین مطابق با جدول زیر می باشد.

 

چرخه آب در طبیعت – منابع آب

بخار آب انرژی خورشید را در سراسر کره زمین از طریق گردش در اتمسفر توزیع می کند. این اتفاق به این دلیل می افتد که آب مقدار زیادی از انرژی خورشید را جذب می کند که حالت آن را از مایع به گاز تغییر می دهد. اگر چه دمای بخار آب در هنگام خروج از آب مایع افزایش نمی یابد اما این بخار دارای انرژی بیشتری است که به عنوان گرمای نهان شناخته می شود. جریان اتمسفر این گرمای پنهان را در اطراف زمین حرکت می دهد و هنگامی که بخار آب میعان پیدا کرده و باران تولید می کند حرارت پنهان آزاد می شود.

سه مرحله اساسی در چرخه منابع آب کلی در طبیعت وجود دارد به این ترتیب است که بخار آب موجود در اتمسفر میعان پیدا کرده و به شکل نزولات جوی به سطح زمین می رسد سپس با حرکت در سطح زمین و یا از طریق آب های زیرزمینی به سمت اقیانوس ها جریان می یابد و بالاخره از زمین یا از اقیانوس ها تبخیر می شود و به اتمسفر بر می گردد. زمان ماند از چندین هزار سال در اقیانوس ها تا چند روز در جو متفاوت است.

منابع آب شیرین ( آب بدون محتوای نمک قابل توجه ) بدین علت در سطح زمین به وجود می آید که میزان بارش بیش از تبخیر در سطح زمین است. بیشتر حجم بارشی که توسط گیاهان جذب نمی شود یا تبخیر نشده است به درون خاک نفوذ می کند و به آب های زیرزمینی تبدیل می گردد. آب های زیرزمینی درون سنگ ها و رسوبات جریان دارد و به رودخانه ها تخلیه می شود. در اقیانوس ها تبخیر بیش از بارش است.

در شکل زیر چرخه آب در طبیعت به صورت شماتیک نشان داده شده است.

 

چرخه آب شهری – منابع آب آشامیدنی

چرخه های مصنوعی تولید آب یا چرخه آب شهری که در آن از منابع آب سطحی یا زیرزمینی برای تامین آب مورد نیاز جوامع استفاده می شود شامل مراحل زیر می باشد :

شهرداری ها با استفاده از منابع آب آشامیدنی آب شرب را میان خانوارها و صنایع توزیع می کنند.

پساب را به کمک یک سیستم فاضلاب جمع آوری می کنند و آن را به یک سیستم تصفیه برای پردازش و دفع نهایی منتقل می کنند.

فناوری های تصفیه فعلی نمی توانند به طور کامل کیفیت آب را به حالت اولیه پیش از مصرف برسانند. بنابراین پساب تصفیه شده به آب های جاری رودخانه ها تخلیه می شود تا توسط جریان آب مورد تصفیه طبیعی قرار بگیرد و پیش از آن که به عنوان یکی از منابع آب شرب در پایین دست رودخانه مورد استفاده قرار بگیرد.

 

منابع آب – دریا

آب دریا به عنوان بزرگ ترین منابع آب قابل دسترس بشر معمولا حاوی ۳۵% شوری است که یکی از دلایل آن ورود ذرات جامد، عبور آب از سنگ ها و … می باشد. گاز های محلول در آب دریا با اتمسفر در حال تعادل می باشند اما غلظت آنها بسته به میزان حلالیت گازها متفاوت می باشد البته غلظت به میزان دما و شوری آب نیز وابسته می باشد.

 

منابع آب – دریاچه

دریاچه ها یکی از منابع آب بزرگ محسوب می شوند. اغلب ترکیبات آب دریاچه با تغییرات فصلی تغییر می نماید همچنین گاها حتی این تغییرات به صورت روزانه به دلیل تغییرات آب و هوایی صورت می گیرد. توجه نمایید که فاکتور هایی مانند میزان اکسیژن حل شده، دما، ذرات جامد معلق، کدورت و دی اکسید کربن توسط فعالیت های بیولوژیکی تحت تاثیر قرار می گیرند.

 

منابع سطحی

آب های سطحی یکی از با ارزش ترین منابع آب طبیعی محسوب می شوند. مقدار بسیار کمی از آب های سطحی به زمین نفوذ می کند اما بیشتر آن به همان شکل باقی می ماند. یون های موجود در آب های سطحی عمدتا شامل Na⁺، Ca²⁺، K⁺، Mg²⁺، HCO^3-، CO₃^2-، PO₄^3- و Cl^– است که این یون ها از طریق رودخانه ها به دریا ریخته می شود. بسیاری از منابع آب های سطحی دارای مواد آلی می باشند که این مواد می تواند به صورت طبیعی و یا توسط فعالیت انسان به آب وارد گردد.

 

منابع آب زیرزمینی – آبخوان

آب زیر زمینی شامل آبی است که در خلل و فرج سنگ ها و بین فضاهای خالی آنها در زیر زمین قرار می گیرد. میزان جریان یافتن آب های زیر زمینی در مقایسه با آب های سطحی که ۱ فوت در هر ثانیه اندازه گیری شد، بسیار کمتر و حدود ۱ فوت در هر سال محاسبه شده است. به دلیل این سرعت جریان پایین ترکیبات داخل هر چاه تقریبا ثابت باقی می ماند اگرچه دما و تغییرات فصلی بر این موضوع بی تاثیر نخواهد بود. توجه نمایید درصورتی که آب در تماس با آهن و شرایط حاکم بدون حضور اکسیژن باشد ترکیبات آهن و منگنز در منبع آب دیده می شود.

در بسیاری از نقاط جهان استخراج از آبخوان ها بسیار سریعتر از میزان شارژ مجدد آن ها با آب تازه است. پمپاژ بیش از حد آب های زیرزمینی علاوه بر تخلیه آبخوان ها الگوهای جریان آبهای زیرزمینی را در اطراف چاه ها تغییر می دهد و می تواند رودخانه ها و جریان های مجاور را خشک کند. به عبارتی پمپاژ بیش از حد تعادل طبیعی که در یک آبخوان به عنوان یکی از منابع آب وجود دارد را تغییر داده و توازنی که میان تغذیه و تخلیه آبخوان وجود دارد را تغییر می دهد.

هنگام شروع پمپاژ انباشت آب زیرزمینی در مجاورت چاه تخلیه می شود و مخروطی به سمت پایین در هد هیدرولیکی ایجاد می شود. اگر یک منبع آب جدید مانند یک رودخانه یا جریانی دیگر نزدیک محل باشد، چاه می تواند آن را جذب کند و تخلیه آن منبع آب را تسریع نماید. تا زمانی که جریان ورودی با نرخ پمپاژ منطبق شود. اگر چنین منبعی وجود نداشته باشد و پمپاژ سطح آب را به اندازه کافی پایین بیاورد آبخوان زیرزمینی را خشک می کند یا آن را به اندازه ای تخلیه می کند که دیگر پمپاژ از لحاظ فیزیکی امکان پذیر یا مقرون به صرفه نیست.

 

منابع آب ژرف

منابع آب‌ ژرف شامل آب هایی هستند که در زیر لایه‌ های بستر سنگی زمین ذخیره شدده اند و تمایز آن ها با سفره‌ های معمول آب‌ زیرزمینی در عمق آن هاست به طوری که آب‌ های ژرف معمولا در اعماق بسیار پایین‌ تر و در حدود ۱۵۰۰ متر و بیشتر قرار گرفته اند. سفره‌ های آب زیرزمینی نیز از محل گسل‌ ها به زیر بستر سنگی فرو می روند و به آب‌ های ژرف می پیوندند.

 

آب تجدید پذیر

مقدار آبی است که حوضه آبی طی چرخه آبی سالیانه توانایی بازیابی آن را دارد.

 

شوری آب

هنگامی که منابع آب شیرین مقدار زیادی نمک را در خود حل می کنند، دیگر نمی توانند برای آبیاری یا نوشیدن استفاده شوند. آب شور برای گیاهان سمی است و سطوح بالای سدیم خاک را خشک می کند تا سخت و فشرده شود و چنین خاکی توانایی خود را برای جذب آب از دست می دهد. آب آبیاری و کشاورزی برای غالب گیاهان در غلظت های نمک بالاتر از ۱۳۰۰ میلی گرم در لیتر سمی می شود؛ برای مقایسه، شوری آب دریا حدود ۳۵۰۰۰ میلی گرم در لیتر است. شوری برای انسان ها خطرناک نیست، اما برای مصرف انسانی آب با غلظت نمک حدود ۲۵۰ میلی گرم در لیتر، غیر قابل آشامیدن می شود.

استخراج آب های زیرزمینی و آبیاری کشاورزی می تواند غلظت نمک را در آب و خاک به روش های مختلفی افزایش دهد. اول آبیاری کشاورزی شوری آب موجود در خاک را افزایش می دهد زیرا تبخیر آب را از خاک خارج کرده اما نمک را باقی می گذارد. این اتفاق زمانی می افتد که آب آبیاری حاوی مقداری نمک است و میزان آبیاری به اندازه کافی زیاد نیست تا نمک را شست و شو داده و از بین ببرد. وجود آب شور در منطقه غیراشباع خاک می تواند آب های سطحی و خاک را آلوده کند. به عنوان مثال آبیاری موجب افزایش سطح شوری در مناطقی از جمله مزارع تولید پنبه در نزدیکی دریای آرال در آسیای میانه شده است.

 

منابع آب آشامیدنی – منابع آب شرب

منابع آب آشامیدنی بالقوه توسط بارش و تبخیر کنترل می شوند. بارش به شدت به مقدار بخار آب موجود در جو وابسته است زیرا رطوبت ویژه اشباع بستگی به درجه حرارت دارد : هوای گرم می تواند بخار آب بیشتری نسبت به هوای سرد در خود نگه دارد. دما در دهه های اخیر افزایش یافته است در حالی که رطوبت نسبی سطح و تروپوسفریک مقدار کمی تغییر کرده است.

علاوه بر اثرات تغییرات آب و هوایی آینده سیستم های آب شیرین به شدت تحت تأثیر تغییرات جمعیتی، اجتماعی – اقتصادی و همچنین تغییرات فناوری نظیر تغییر در شیوه زندگی مردم قرار دارد. این تغییرات منابع آب آشامیدنی را در خطر قرار داده و الزامات منابع آب شیرین را تغییر می دهند.

حدود ۸۰ درصد از جمعیت جهان در حال حاضر با مشکل دسترسی به منابع آب شیرین و ایمن برای نوشیدن مواجه هستند که بر اساس شاخص هایی از قبیل تقاضای آب و میزان آلودگی محاسبه می شود.

 

تاثیر تغییرات آب و هوا بر منابع آب

در بخش شهری، منابع آب شیرین با توجه به تغییرات آب و هوایی، دچار این تحولات می گردند:

درجه حرارت محیطی بالاتر میزان برف و یخ را کاهش می دهد و میزان تبخیر از دریاچه ها ، مخازن و آبخوان ها را افزایش می دهد. این تغییرات ذخیره سازی طبیعی آب را کاهش می دهد و از این رو درصورتیکه بارندگی افزایش نیابد دسترسی به آب شیرین کاهش می یابد. علاوه بر این دمای محیطی بالاتر باعث افزایش تقاضای آب و همچنین افزایش رقابت برای منابع می شود.

تغییر در زمان بندی جریان های رودخانه و احتمال خشکسالی های مکرر یا شدید نیاز به ذخیره سازی مصنوعی آب را افزایش می دهد.

دمای بالاتر آب موجب رشد جلبک ها و افزایش خطر سیانوتوکسین ها و مواد آلی طبیعی در منابع آب می شود و نیاز به روش های تصفیه جدید یا مضاعف آب آشامیدنی را افزایش می دهد. به عنوان یک مزیت تصفیه بیولوژکی آب و فاضلاب هنگامی که آب گرمتر باشد کارآمدتر می گردد.

آب و هوای خشک تر باعث افزایش غلظت آلاینده ها می شود. این نگرانی به ویژه برای منابع آب زیرزمینی صادق است که حتی هم اکنون نیز کیفیت پایینی دارند. حتی زمانی که آلودگی طبیعی در هند ، بنگلادش ، شمال آمریکا و آمریکای لاتین و آفریقا پایین است ، آرسنیک ، آهن ، منگنز و فلوراید اغلب در آب های زیرزمینی تولید مشکل می کند.

افزایش طوفان ها و رواناب ناشی از آن بار پاتوژن ها ، مواد مغذی و رسوب معلق را افزایش می دهد.

افزایش سطح دریا باعث افزایش شوری آبخوان های ساحلی گردیده به ویژه در صورتی که شارژ مجدد منابع آب زیرزمینی نیز کاهش یابد.

تغییر آب و هوا به طور غیر مستقیم بر کیفیت آب نیز تاثیر می گذارد. به عنوان مثال در حال حاضر بسیاری از شهرها از آبهای حوزه های جنگلی استفاده می کنند که نیاز به تصفیه بسیار کمی دارد. آتش سوزی های مکرر و شدید جنگل ها می تواند به طور جدی کیفیت آب را کاهش دهد.

 

منابع آب در ایران

ایران دارای اقلیمی گرم و خشک می باشد. میزان بارش سالیانه در ایران به طور متوسط در حدود ۲۴۲ میلی لیتر گزارش شده است که این میزان در حدود یک سوم میانگین بارش جهانی است. منابع اصلی آب موجود در ایران از طریق باران ( حدود ۷۰ درصد ) و برف ( حدود ۳۰ درصد ) تأمین می شوند. آب حاصل از بارندگی برف و باران در حدود ۴۲۰ میلیارد متر مکعب است که با توجه به اقلیم گرم و خشک ایران، بخش اعظم آن یعنی چیزی حدود ۷۲ درصد آن تبخیر می شود. مقداری از نزولات جوی نیز به زمین نفوذ می کند.

منابع آب های تجدید پذیر ایران در حدود ۱۲۰ میلیارد متر مکعب است که بخش اعظم آن ( حدود ۹۶ میلیارد متر مکعب ) مورد مصرف قرار می گیرد که این موضوع نشان دهنده وضعیت بحرانی در کشور می باشد. با بررسی میزان منابع آبی موجود و همچنین سرانه مصرف آب، ایران از جمله کشورهایی است که با کمبود شدید آب مواجه خواهد شد.

بحران و کمبود منابع آب زیرزمینی نیز از دیگر نمودهای بحران آبی کشور است. در حال حاضر بیش از نیمی از آب مورد استفاده بخش های مختلف از منابع زیرزمینی استحصال می شود. سازمان محیط زیست میزان استفاده از منابع زیر زمینی ایران را ۳ برابر استاندارد جهانی تخمین زده است.