انواع مختلفی از آب وجود دارد که نیازهای تامین آب انسان را تامین می کند، از جمله آب های سطحی و زیرزمینی. آب های سطحی شامل هر آب شیرینی است که به تالاب ها، سیستم های رودخانه ای و دریاچه ها می ریزد. آب های زیرزمینی در سفره های زیرزمینی واقع در زیر زمین یافت می شوند. بیشتر آب های زیرزمینی از ذوب برف و بارندگی می آیند و از طریق خاک اطراف وارد سنگ بستر می شوند. هنگامی که این آب به سمت پایین جریان می یابد، بین حفره ها و شکستگی های لایه های سنگی مستقر می شود.
برای درک بهتر تفاوت بین آب های سطحی و زیرزمینی، آب زیرزمینی آبی است که در زیر زمین یافت می شود. از سوی دیگر، آب های سطحی، آب شیرینی است که در بالای سطح زمین وجود دارد. بیشتر آب های زیرزمینی موجود در زمین در فاصله نیم مایلی یا کمتر از سطح زمین قرار دارند. هنگامی که آب به لایه نفوذ ناپذیر زمین می رسد، جمع می شود و شروع به حرکت به سمت بالا می کند. به عنوان حوضچه های آب زیرزمینی، می تواند در سطح دریاچه ها و چشمه هایی که از آب های زیرزمینی تغذیه می شوند ظاهر شود.
اگرچه آب های سطحی کاربردهای مفید زیادی دارند، اما سفره های آب زیرزمینی می توانند بیشتر آب آشامیدنی را تامین کنند. برای درک نحوه استفاده از این نوع آب ها، درک تفاوت های زیاد بین آب های زیرزمینی و سطحی مهم است.
کیفیت آب های سطحی و زیرزمینی
تفاوت اصلی آب های سطحی و زیرزمینی در کیفیت آب مربوطه است. آب های سطحی به دلیل رسوب هوا و رواناب می توانند حاوی مقادیر زیادی آلاینده باشند، به این معنی که قبل از اینکه بتوان از آن به عنوان منبع آب انسانی استفاده کرد، تصفیه گسترده آب مورد نیاز است. آب سطحی معمولاً از آلاینده های شیمیایی تشکیل شده است که از طریق رواناب انباشته شده اند.
اگرچه آب‌های زیرزمینی معمولاً تمیزتر از آب‌های سطحی هستند، اما همچنان می‌توانند حاوی انواع آلاینده‌ها باشند. آب زیرزمینی بخش مهمی از چرخه آب است. آب های زیرزمینی بخشی از بارش است. این آلاینده ها از نشت و نفوذ خاک جذب می شوند. از سوی دیگر، لایه های رسوبی زیر سطح آب می توانند به طور طبیعی آب را فیلتر کنند تا حداقل برخی از آلاینده ها را از بین ببرند. از آنجایی که آب های زیرزمینی حاوی آلاینده های کمتری هستند، این آب قبل از استفاده به عنوان آب آشامیدنی نیاز به تصفیه کمتری دارد.
اگرچه آب های زیرزمینی منبع اصلی تامین آب آشامیدنی کشور هستند، به عنوان مثال، تامین آب شهری . درک این نکته مهم است که فقط مقداری آب زیرزمینی به راحتی در دسترس است. نزدیک به 98 درصد از آب شیرین جهان را آب های زیرزمینی تشکیل می دهد. با این حال، مقدار زیادی از این آب در بسیار عمیق زیر زمین قرار دارد که به معنی پمپاژ آن گران است.
دلیل دیگری که معمولاً آب های زیرزمینی بهتر از آب های سطحی هستند این است که در زمان خشکسالی به راحتی در دسترس هستند. هنگامی که خشکسالی رخ می دهد، بیشتر آب های سطحی خشک می شوند، که می تواند برای هر صنعتی که به آب های سطحی به عنوان منبع اصلی آب خود متکی است، مشکلاتی ایجاد کند. از آنجایی که آب های زیرزمینی معمولاً حاوی آلاینده های کمتری نسبت به آب های سطحی هستند، تصفیه آن ارزان تر و آسان تر است. در حالی که آب‌های سطحی معمولاً در نهرها و دریاچه‌ها یافت می‌شوند، آب‌های زیرزمینی را می‌توان از چاه‌ها در هر جایی که به آب نیاز داشت، به‌دست آورد و این امر آن را به راحتی در دسترس قرار می‌دهد.
اگرچه آب های زیرزمینی عمدتاً برای تکمیل منابع آب آشامیدنی استفاده می شود، اما می توان از آن برای چندین کاربرد قابل توجه استفاده کرد. انرژی زمین گرمایی می تواند از آب های زیرزمینی برای ایجاد سیستم های HVAC کارآمد استفاده کند. بسیاری از تأسیسات بزرگ در حال حاضر از آب های زیرزمینی برای گرم کردن و خنک کردن ساختمان ها استفاده می کنند.
در حالی که استفاده از آب های زیرزمینی مزایای زیادی دارد، برخی از مسائل وجود دارد که باید از آنها آگاه باشید، که در درجه اول مربوط به اندازه جمعیت در یک منطقه خاص است. هنگامی که جمعیت یک منطقه شروع به افزایش می کند، میزان آلودگی نیز افزایش می یابد. سطوح بالاتر آلودگی می تواند فشار بیشتری بر آب های زیرزمینی وارد کند. اگرچه منابع آب زیرزمینی می توانند آب بیشتری نسبت به منابع آب سطحی فراهم کنند، سفره های آب زیرزمینی پس از بهره برداری از آنها پر شدن زمان بیشتری طول می کشد.
آب های زیرزمینی چگونه آلوده می شوند؟
اگرچه آب های زیرزمینی نسبت به آب های سطحی دارای آلاینده های کمتری هستند، اما آب های زیرزمینی می توانند به روش های مختلفی آلوده شوند که قبل از تصفیه این آب باید از آنها آگاه باشید. آلودگی آب‌های زیرزمینی عمدتاً زمانی اتفاق می‌افتد که آلاینده‌ها از سطح زمین که در بالای آب‌های زیرزمینی قرار دارد، از سطح زمین خارج می‌شوند، تخلیه می‌شوند یا بر روی آن رسوب می‌کنند. در حالی که شیوع منابع آلودگی خانگی و صنعتی در مجاورت آب‌های زیرزمینی میزان آلودگی آب را تعیین می‌کند، این آب ممکن است همچنان حاوی برخی آلاینده‌ها باشد حتی اگر هیچ منبع آلودگی در نزدیکی وجود نداشته باشد.
اگر می خواهید از آب های زیرزمینی به عنوان آب آشامیدنی استفاده کنید، باید برای آزمایش آب وقت بگذارید. حتی غلظت های کوچک شیمیایی می تواند باعث بیماری شخصی شود. یکی از آلاینده‌های موجود در غلظت‌های نسبتاً بالا در آب‌های زیرزمینی آرسنیک است. آزمایش آب های زیرزمینی قبل از نوشیدن تنها راه برای تعیین اینکه آیا آلاینده هایی مانند آرسنیک در حال حاضر در آب وجود دارد یا خیر. سایر آلاینده‌ها مانند منگنز، آهن، مواد آلی محلول و نمک‌ها در سطوح بالایی در منابع مختلف آب زیرزمینی یافت می‌شوند.
آلودگی در آب های زیرزمینی می تواند از دو منبع مختلف، از جمله منابع نقطه ای و منابع غیر نقطه ای ناشی شود. منبع نقطه ای هر منبع آلودگی محلی و قابل شناسایی است، از جمله نشت های تصادفی، سیستم های سپتیک، محل های دفن زباله، منابع صنعتی و مخازن ذخیره بنزین. همه این منابع می توانند آب های زیرزمینی را آلوده کنند. در مورد منابع غیر نقطه‌ای، این منابع معمولاً از طریق استفاده از مواد شیمیایی و نمک جاده وارد آب‌های زیرزمینی می‌شوند. عملیات کشاورزی نیز می تواند منبع غیر نقطه ای باشد. به عنوان مثال، آفت کش ها به عنوان منبع اصلی آلودگی آب های زیرزمینی در نظر گرفته می شوند.
هنگامی که محل های دفن زباله به طور خاص مورد مطالعه قرار می گیرند، می توانند آب های زیرزمینی را به دلیل انتقال شیرابه های شیمیایی به داخل زمین آلوده کنند. در حالی که برخی از محل های دفن زباله مجهز به بسترهایی هستند که به طور موثر از شسته شدن جلوگیری می کند، برخی دیگر یا فاقد لایه محافظ هستند یا دارای لایه های قدیمی هستند که در طول سال ها ترک خورده و از کار افتاده اند. در بسیاری از مکان ها، مخازن ذخیره سازی را می توان در زیر زمین دفن کرد که بسیاری از آنها حاوی نفت، بنزین و سایر مواد شیمیایی هستند. با گذشت زمان، خوردگی می تواند پوسته فولادی را ضعیف کرده و باعث ایجاد ترک شود که می تواند منجر به ورود مواد شیمیایی به آب های زیرزمینی شود.
زمانی که سیستم‌های سپتیک ضعیف ساخته یا طراحی شوند، مواد شیمیایی مضر، باکتری‌ها و ویروس‌ها می‌توانند وارد آب‌های زیرزمینی شوند و آنها را تا حدی که نیاز به تصفیه است، آلوده کنند. در حال حاضر، 15،000،000 سایت دفع زباله های خطرناک در سراسر جهان وجود دارد که یا کنترل نشده یا به طور کامل متروکه شده اند. بدترین جنبه زباله های خطرناک این است که حاوی مواد شیمیایی هستند که معمولا توسط شهرداری ها آزمایش نمی شوند. اگر یک نشت تصادفی یا نشت سیستم سپتیک، آب های زیرزمینی را آلوده کند، هزینه تصفیه این آب می تواند زیاد باشد. بنابراین، لازم است بهترین راه حل های آلودگی آب را برای درمان هدف قرار دهیم.
مواد معدنی در آب
آب های زیرزمینی اغلب آلوده می شوند زیرا آب موادی را که با آنها در تماس است حل می کند. در واقع آب بیشتر از سایر مایعات به طور مستقیم مواد را حل می کند. هنگامی که مواد معدنی وارد منبع آب می شوند، آب ممکن است به عنوان آب سخت شناخته شود. آب سخت از مقادیر زیادی یون مانند منیزیم و کلسیم تشکیل شده است. در مقابل، آب نرم حاوی مواد معدنی کم یا بدون مواد معدنی است. TDS نیز یک شاخص مهم و مرتبط است.
برای اندازه گیری سختی آب، غلظت منیزیم و کلسیم آن قبل از تبدیل شدن به کربنات کلسیم تعیین می شود. این اندازه گیری بر حسب میلی گرم در لیتر نمایش داده می شود. بر اساس سازمان زمین شناسی، آب به چهار دسته تقسیم می شود که بر اساس غلظت معدنی آب است.
این دسته بندی ها شامل
- آب نرم – بین 0 تا 60 میلی گرم در لیتر
- آب متوسط سخت – بین 61-120 میلی گرم در لیتر
- آب سخت – بین 121-180 میلی گرم در لیتر
- آب بسیار سخت – هر آبی بالاتر از 180 میلی گرم در لیتر
به خاطر داشته باشید که سختی آب را می توان بر حسب دانه در هر گالن نیز اندازه گیری کرد که در صنعت تصفیه آب رایج است. هنگام استفاده از این نوع اندازه گیری، سختی آب به پنج دسته تقسیم می شود.
- آب نرم – از 0.0 تا 1.0 gpg
- آب کمی سخت – از 1.1 تا 3.5 gpg
- آب نسبتاً سخت – هر چیزی 3.6-7.0 gpg
- آب سخت – 7.1-10.5 gpg
- آب بسیار سخت – هر آبی بیش از 10.5 گرم در کیلوگرم
سختی آب یک اندازه گیری مهم برای بسیاری از صنایع است زیرا نشان می دهد که آب چقدر تمیز است.
آب سخت می تواند بر بسیاری از سیستم ها و قطعات در تنظیمات صنعتی ویران کند. اگر آبی که در خانه شما جریان دارد حاوی غلظت بالایی از مواد معدنی باشد، این موضوع نیز صادق است. اگر آب خود را با نوعی نرم کننده آب نرم نکنید، رسوبات رسوبات می تواند در وسایل لوله کشی، سر دوش ها و شیرآلات ایجاد شود که همیشه جریان آب را خراب می کند و باعث می شود لوازم شما کارایی کمتری داشته باشند. یک پمپ اندازه گیری دوز می تواند برای افزودن یک ماده رسوب زدا به لوله ها برای تمیز کردن و بازیابی استفاده عادی استفاده شود.
در حالی که کاربردهای زیادی هم برای آب‌های زیرزمینی و هم برای آب‌های سطحی وجود دارد که می‌توان از آنها استفاده کرد، تقریباً در هر منطقه‌ای از کشور منبع کافی از آب‌های زیرزمینی وجود دارد که باعث می‌شود آنها به راحتی در دسترس باشند. اگرچه آب های زیرزمینی حاوی غلظت کمی از آلاینده ها هستند، اما مهم است که قبل از استفاده از آب زیرزمینی که استفاده می کنید اندازه گیری و تصفیه شود. با رعایت این اقدامات احتیاطی، می توانید آلودگی ها را از بین ببرید و به طور موثر آب خود را تصفیه کنید.
در Apure می‌توانید ابزارهای نظارت بر کیفیت آب مناسب برای محیط تصفیه آب خود را پیدا کنید، از جمله راه‌حل‌های محصول تک پارامتری، چند پارامتری، کنترل‌کننده و سنسور دیجیتال، با ما تماس بگیرید ، مهندسین فنی حرفه‌ای Apure در اسرع وقت با شما در ارتباط خواهند بود.