بررسی کیفیت آب همدان

در دنیای ما مواد مختلفی وجود دارد که هر کدوم از این مواد می‌توانند با غلظت های مختلف در اطراف ما وجود داشته باشند مثلا اکسیژن موجود در هوا در مناطق مختلف، ممکنه متفاوت باشه. و یا ممکنه فسفر، نیتروژن و یا پتاسیم در خاک یک منطقه وجود داشته باشه و در خاک منطقه دیگر وجود نداشته باشه. در مورد آب هم داستان به همین صورته شاید در آب یک منطقه آرسنیک، کلسیم، نیترات یا عنصرهای دیگری وجود داشته باشه ولی در منطقه دیگری مقدار این مواد و املاح متفاوت باشه یا اصلا وجود نداشته باشه.

مگه آب همدان آرسنیک داره!؟

به دلیل بحران کم آبی و تمام شدن آب سد اکباتان همدان، از تیرماه سال 1401 و پیرو قطعی مداوم آب در اکثر مناطق شهری همدان، منبع تامین آب و کیفیت آب لوله کشی شهری تغییر کرد و این مسئله برای ساکنین شهر همدان نگران کننده بود.
اینکه چه موادی در آبِ همدان وجود دارد مهمه، چراکه ممکنه بعضی از مواد مفید و برخی دیگر مضر باشه.
البته ناگفته نماند، با توجه به شایعه/واقعیت وجود آرسنیک در آب همدان، تیم “وی سرویس” تصمیم گرفت تمرکز این تحقیق را روی بررسی غلظت آرسنیک در مناطق مختلف همدان  قرار بده.
در این تحقیق بیشتر روی وجود آرسنیک موجود در آب، PH و میزان سختی آب کار کرده ایم.

PH چیه؟

PH یک واحد اندازه گیری برای میزان یون هیدروژن در آب است. در واقع میزان اسیدی یا قلیایی بودن محلول را مشخص می‌کند. محدوده PH  بین  0 تا 14 است. اگر PH < 7 باشد، نشان دهنده اسیدی بودن آب و اگر PH > 7 باشد، نشان دهنده قلیایی بودن آب است و PH = 7 خنثی بودن آب را نشان می‌دهد. آب های اسیدی دارای یون های فلزات سمی هستند و ضررهای زیادی برای سلامتی ما دارند: 

• بروز بیماری های قلبی و عروقی 
• افزایش درصد ابتلا به بیماری پوکی استخوان
• خشکی پوست و ریزش مو
• کاهش قدرت سیستم ایمنی بدن

آب قلیایی نه تنها برای بدن ضرری ندارد بلکه بسیار مفید نیز هست. این آب خاصیت درمانی بسیار بالایی دارد

• کمک به درمان انواع بیماری ها مانند: MS
• تسکین دردهای مرتبط با کلیه
• جلوگیری از پوکی استخوان

آب مناطق مختلف به علت وجود املاح، دارای PH  متفاوت است که می‌توان به کمک دستگاه های تصفیه آب اسمز معکوس این PH را به حد استاندارد رساند. 

سختی آب چیه؟

به کل جامدات محلول و معلق در آب، سختی یا TDS گفته می‌شود. آب با سختی بالا موجب از دست دادن طعم و مزه نوشیدنی ها می‌شود. علاوه بر آن، آب سخت عامل اصلی ریزش مو و ایجاد انواع بیماری های پوستی می‌باشد.
یکی از خطراتی که محیط زیست و سلامت انسان رو تهدید میکنه، وارد شدن فلزات سنگین یا به اصطلاح قوی و خطرناک مثل: آرسنیک، سرب و جیوه و … به آب است.
آرسنیک به دلیل سمی بودن، میتونه مشکلات مختلفی را برای سلامتی ما ایجاد کنه.

حالا این آرسنیک چیه و چه کار میکنه و چطور میشه حذفش کرد؟

آرسنیک یک کلمه یونانی به معنی قوی است،  این عنصر به حالت های مختلف دیده میشه، مثل:  آرسنات و آرسنیت .
جدیدا آلودگی آب های زیرزمینی به آرسنیک، به عنوان یک مشکل بزرگ مورد توجه قرار گرفته، گزارش های زیادی از آلودگی آب های سطحی و زیرزمینی به آرسنیک و به خصوص دو ترکیب آرسنات (آرسنیک 5 ظرفیتی) و آرسنیت (آرسنیک 3 ظرفیتی) وجود دارد.
این فلز قوی را به عنوان عنصر طبیعی می‌شناسیم و در همه جای پوسته زمین پیدا میشه.

حالا آب چطور آلوده به آرسنیک میشه؟

راه های مختلفی برای ورود آرسنیک به آب، شناسایی شده که بعضی از این موارد طبیعی و برخی دیگر نتیجه صنعتی شدن دنیای اطراف ماست:

• آب وقتی در طول مسیرش از روی یک سری سنگ های آذرین عبور میکنه، موادی مثل آرسنیک را از روی سنگ ها با خودش جا به جا میکنه و بعد هم که وارد آب لوله کشی میشه، اگر به درستی تصفیه نشه و ما استفاده کنیم میتونه دردسر ساز باشه.
• یکی دیگر از منابع ورود این ماده سمی به محیط و آب آشامیدنی از  طریق برخی صنایع مانند رنگ، پالایشگاه ها، صنایع فلزی، شیشه سازی، صنعت سرامیک و فاضلاب های صنعتی است.
• همچنین ممکنه آب، با ته نشین شدن ذرات آرسنیک موجود در گرد و غبار هوا ،باران و یا برف، آلوده به آرسنیک شود. 

 اگر بخواهیم راجع  به مشکلاتی که مصرف طولانی مدت آرسنیک ایجاد میکنه بگیم، باید ساعت ها در موردش بنویسیم ولی اینجا به طور خلاصه میشه به مشکلات زیر اشاره کرد:

• ایجاد انواع سرطان ها مثل :سرطان کلیه، کبد، ریه، مثانه و…
• ایجاد ضایعات پوستی مثل : کراتوزیس، پیگمانتاسیون
• تاثیر بر رشد و اندام های تولید مثلی
• تاثیر آرسنیک روی رشد و حافظه بچه ها

با توجه به تاثیر خطرناکی که این ماده بر سلامتی ما داره، برای آگاهی و کاهش استرس مردم، سازمان بهداشت جهانی حد مجاز مصرف این ماده رو مشخص کرده که مقدار این ماده نباید از 10 میکرو گرم در لیتر بیشتر باشه.
لازمه پیشرفت هایی در علم و تکنولوژی ایجاد بشه که بتونه این ماده قوی ( آرسنیک) را حذف کنه یا به مقدار مجاز برسونه تا زندگی سالم تری داشته باشیم.

روش های مختلفی برای حذف آرسنیک وجود داره:

• لخته سازی و فیلتراسیون
• اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون
• تبادل یونی

یکی از فعالیت های  “وی سرویس” ارائه‌ی خدمات و نگهداری دستگاه های تصفیه آب به روش اسمز معکوس است و به همین دلیل ما از بین  روش های  گفته شده برای حذف آرسنیک از آب، اسمز معکوس که بهترین و در دسترس ترین روش هست را بررسی کردیم.

 اسمز معکوس چیه؟

اسمز معکوس روش جداسازی  آلودگی محلول یا معلق در آب مثل ( آرسنیک ،نیترات، میکروب، انگل و …) است، که بعد از عبور آب از غشای نیمه تراوا ( لایه های اسمز معکوس مربوط به فیلتر ممبران )، آب به دو دسته ی؛ آب قابل استفاده و پساب که شامل موادی مثل نیترات و آرسنیک و سایر مواد شیمیایی تقسیم میشه.
در دستگاه تصفیه آبِ دارای سیستم اسمز معکوس، مهمترین  قسمت دستگاه ،فیلتر ممبران است چون این فیلتر به کمک پمپِ دستگاه روی حذف مواد شیمیایی تاثیر دارد.

اسمز معکوس چطور عمل میکنه؟

دستگاه تصفیه آب به کمک روش اسمز معکوس، آب را تصفیه و عاری از مواد شیمیایی و قابل استفاده میکنه.
در ابتدا پمپِ دستگاه، آب را با فشار از فیلتر ممبران عبور میده که آب بعد از فیلتر ممبران به دو بخش تقسیم میشه: خروجی آب شیرین که ادامه روند تصفیه رو انجام  میده و قابل استفاده میشه و خروجی دیگر هم آبی که شامل مواد مضر  موجود در آب مثل آرسنیک ،نیترات ،کلسیم و… به سمت فاضلاب هدایت میکنه، به این صورت ناخالصی های موجود در آب حذف میشه و آب قابل آشامیدن و استفاده میشه.
در نتیجه به کمک دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس، آب شهری که شامل: مواد معلق(شن ریزه، گل و لای و کلر) و مواد محلول(آرسنیک،نیترات و…) است تصفیه شده و عوامل مضر حذف خواهد شد و املاح مفید مانند ( روی،آهن، کلسیم و…) اضافه شده تا آبی سالم و گوارا در اختیار شما قرار بگیرد.

روش و نتایج آزمایش آب محلات همدان

برای انجام این تحقیق ما نیاز داشتیم که نمونه آب مناطق مختلف همدان را در ساعت های متفاوتی از شبانه روز داشته باشیم، چرا که احتمال می دادیم کیفیت آب و ویژگی‌های  آن در مناطق و ساعت های مختلف باهم فرق داشته باشند.
به همین علت از سرویسکار های “وی سرویس” درخواست کردیم که در زمان مراجعه جهت سرویس دستگاه های تصفیه آب، نمونه آب شهری و آب تصفیه شده از دستگاه های اسمز معکوس را برامون تهیه کنند. این آزمایش ها در بین تاریخ های 19 بهمن 1401 تا 20 اسفند 1401 در شهر همدان انجام شد.

آزمایش PH و سختی آب

نمونه آب ها از مناطق زیر و در ساعت های مشخص، جهت تست PH و سختی آب(TDS) جمع آوری شد:
سعیدیه شمالی  16:00
مهدیه                09:30
جانبازان              19:00
میرزاده عشقی    13:00
استادان             08:00
عمار                   18:00   
شهرک مدنی      20:00
رسالت               10:00

بعد در محل آزمایشگاه، ویژگی هایی مثل: TDS (میزان سختی آب) و PH (میزان اسیدی یا قلیایی بودن آب) را اندازه گیری کردیم و همه موارد را یادداشت برداری کردیم.
 

آزمایش آرسنیک

برای اینکه مقدار آرسنیک موجود در آب شهری  و همچنین آب تصفیه شده را اندازه گیری  و بررسی کنیم که آیا در حدود مجاز تعریف شده توسط سازمان جهانی بهداشت (10 میکروگرم در لیتر) هست یا نه، کیت تشخیص آرسنیک با برند واهب تهیه کردیم.
برای 10 نمونه آب تهیه شده آزمایش آرسنیک را توسط کیت تشخیص انجام دادیم و نتایج را ثبت کردیم. با استفاده از این روش، ما می‌توانستیم نمونه هایی که بین 0-80 میکروگرم آرسنیک داشته باشند را اندازه گیری کنیم.
برای انجام آزمایش باید نمونه های تهیه شده را با 10 قطره معرف شماره 1 و 4 قطره معرف شماره 2 مخلوط می کردیم و سپس محلول بدست آمده را به مدت 15 دقیقه گرما می دادیم و در مرحله بعد و با گذشت زمان با توجه به طیف رنگی بدست آمده مقدار آرسنیک موجود در نمونه ها را بدست آورده و ثبت می کردیم.

 سپس برای اطمینان بیشتر از نتایج بدست آمده، دو نمونه دیگر از آب منطقه عمار، قبل و بعد از تصفیه را برای آنالیز عنصری توسط دستگاه جذب اتمی با درجه حرارت بالا، به آزمایشگاه معتبری در همدان ارسال کردیم، تا غلظت های فلز آرسنیک آن ها تعیین شود.
نتایج بدست آمده، به صورت مکتوب از آزمایشگاه همدان دریافت و در جدول  داده ها ثبت شد.

همچنین دو نمونه دیگر از آب منطقه شهرک مدنی همدان را برای انجام آزمایش به آزمایشگاه واهب تهران ارسال کرد و نتایج بدست آمده را بررسی و در جدول داده ها ثبت کردیم.

منابع تحقیق

برای همه نمونه های آزمایش شده از مناطق مختلف همدان، اطلاعات تکمیلی دیگری که به ما در بررسی نتیجه کمک می کرد نیز اضافه شد، همچنین به همه مناطقی که از آن ها نمونه آب دریافت کرده بودیم، دسترسی داشتیم که در صورت نیاز بتوانیم آزمایش را مجددا  و به صورت دوره ای تکرار کنیم.
در خصوص استفاده از دستگاه های تصفیه آب با روش اسمز معکوس، نکات مهمی وجود دارد، از جمله بررسی: 

• توانایی حذف آرسنیک، نیترات، سرب، جیوه و … موجود در آب
• حذف احتمالی املاح معدنی آب  
• میزان اسیدی/ بازی آب تصفیه شده بعد از انجام فرآیند تصفیه.

در این مورد از مقالات معتبر و به روز کشور های دیگر استفاده کردیم، نتایج آزمایش ها و تحقیقات مشابه بدست آمده در مناطق دیگر را بررسی کردیم که لینک نتایج استخراج شده در زیر می‌باشد:
http://dx.doi.org/10.1080/19443994.2015.1111812
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/eutils/elink.fcgi?dbfrom=pubmed&retmode=ref&cmd=prlinks&id=17867571
http://dx.doi.org/10.1016/j.jhazmat.2013.06.038
https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.07.062