آب آشامیدنی

آب آشامیدنی (drinking water)
آبی که عملیات گوناگونی، از جمله تصفیهکردن، روی آن صورت می‌‌گیرد تا برای مصرف مناسب گردد. این آب خالص نیست و حاوی یون‌هاست.

تاریخچه تصفیه آب

تاریخچه فیلترهای آب با تاریخچه خود آب گره خورده است. با رشد صنعت، افزایش جمعیت، گستردگی کارخانجات و آلوده‌شدن آب در طول قرن‌ها با توجه به شناخت روزافزون بشر و نیاز به آب سالم برای آشامیدن و درک اینکه چنین آبی به‌طور طبیعی وجود ندارد، فیلترهای آب و دستگاه تصفیه آب پدید آمد. آب برای هزاران سال بر بشریت و تمدن تأثیر زیادی گذاشته است. از آنجایی که آب برای سیستم بدن ما بسیار حیاتی است، ما به عنوان موجودات زنده کاملاً به آب وابسته هستیم.

در واقع همین ماده ساده بیش از هر عامل دیگری، بر شکل گیری و رشد بشر تأثیرگذار است. تمدن‌های اولیه در اطراف منابع آبی شکل گرفته بودند. و این آب بود که باعث شکل گیری کشاورزی در کره زمین شد، درنهایت منجر به تمدن های پیچیده تر و یکجا نشین شد. آب همچنین محرک و نیروی هدایت کننده اولین تعاملات بین فرهنگی بود. تجارت اولیه به طور کامل به آب وابسته بود. امرار معاش مردم و حیوانات از طریق آب های دریا صورت می‌گرفت. در طول قرن ها با توسعه فناوری مردم به تدریج کنترل بیشتری بر آب به دست آورده اند. آنها توانسته‌اند آب را به زمین‌های خشک منتقل کنند، رودخانه‌ها را متوقف و تغییر مسیر دهند، و حتی اطلاع پیدا کنند که چه زمانی، کجا و چقدر باران می‌بارد.

در چند قرن گذشته اگر جنگ بر سر نفت و منابع آن بوده ولی قرن های پیش رو بحران های بی آبی جنگ و ستیز را به همراه خواهد داشت. علاوه بر مشکلات کمبود آب در حال حاضر نگرانی ها از افزایش آلاینده های موجود در آب بالا است. در طول سال‌ها دانشمندان آلاینده‌های بیشتری را در منابع آب شیرین کشف کرده‌اند، و همین دانشمندان به ارتباط قوی بین آلودگی آب آشامیدنی و بسیاری از مشکلات بهداشتی و بیماری ها اشاره داشتن.

اولین راه حل های تصفیه آب

اولین تلاش ها و راه حل های تصفیه آب به سال 2000 قبل از میلاد بر می‌گردد. این روش‌ها از جوشاندن یا قرار دادن ابزارهای فلزی داغ در آب قبل از نوشیدن آن تا فیلتر کردن آب از طریق فیلترهای شنی خام یا زغال چوب شروع شد. مهمترین انگیزه بشر از تصفیه آب تهیه آب آشامیدنی با طعم بهتر بود. در آن زمان مردم هنوز بیماری ها را به آب آلوده ربط نداده اند. علاوه بر این ابزاری برای تشخیص نوع و میزان آلاینده های موجود  در آب وجود نداشت.

قرن ها بعد بقراط دانشمند یونانی شروع به انجام آزمایش های خود در زمینه تصفیه آب کرد. او نظریه “چهار شوخ طبعی” را ایجاد کرد، که رابطه مستقیم با دمای چهار فصل داشت. به گفته بقراط برای حفظ سلامتی خود باید این چهار شوخ طبعی را در تعادل نگه داشت. او به عنوان بخشی از نظریه طنز گونه خود قدرت شفابخشی آب را بیان می‌کند.

تصفیه آب در قرون وسطی

تمدن های باستانی یونان و روم قنات های شگفت انگیزی را برای مسیرهای آب و ارائه اولین سیستم های آب شهری طراحی کردند. در قاره آمریکا شواهد باستان شناسی حاکی از آن است که تمدن باستانی مایاها از فناوری مشابه با قنات ها برای تامین آب ساکنان شهری استفاده می‌کرد. پیشرفت های بیشتر که در حوضه آب رسانی به ساکنان شهری شاهد بودیم منجر به سقوط این تمدن ها شده است. در طول قرن های وسطی، آزمایش های کمی در مورد تصفیه یا فیلتراسیون آب انجام شد. قرون وسطی به خاطر پایین بودن سطح آزمایشات علمی به قرون تاریک معروف است. به همین خاطر آینده برای تصفیه آب و داشتن آبی سالم بسیار تاریک به نظر می‌رسید.

با شنیدن شایعاتی مبنی بر اینکه آب شور اقیانوس را می‌توان برای مصارف آب آشامیدنی تصفیه و پاکسازی کرد، شروع به آزمایش در نمک زدایی آب دریا کردند. با استفاده از روش فیلتر شنی، بیکن معتقد بود که اگر سوراخی در نزدیکی ساحل حفر کند که آب دریا از آن عبور کند، ذرات شن مانع از عبور نمک ها درون آب می‌شوند. اما متأسفانه، احتمالات او درست از آب در نیامد و همچنان آبی شور و غیر قابل آشامیدن به دست آورد. هر چند یک ایده ناموفق بود اما دانشمندان بعدی از او پیروی کردند و آزمایشات بعدی برای تصفیه آب شور را ادامه دادند.

یک کشف بزرگ در تاریخچه تصفیه آب

دوره رنسانس که از اواخر قرن چهاردهم آغاز شد و به قرون تاریک پایان داد شروع دوره اکتشافات بود. در این دوره که اغلب به آن عصر اکتشاف گفته می‌شود، اختراعات متعددی رخ داد که جهان را به شدت تحت تاثیر قرار داد. از جمله این اختراعات، میکروسکوپ بود، یک نوآوری علمی که تاریخچه فیلترهای آب و دستگاه تصفیه آب را بسیار تحت تاثیر قرار داد.

قبل از کشف کامل میکروسکوپ که امروزه از آن استفاده کاربردی و زیادی می‌شود، مردم قدرت شیشه مقعر را در بزرگ‌تر نشان دادن اقلام و تمرکز گرمای خورشید دریافته بودند. این کشف تا زمان ظهور عینک در اواسط قرن سیزدهم کمتر مورد استفاده قرار گرفت. تا اواخر قرن شانزدهم بود که چنین تکه‌های مقعر شیشه، یا به اصطلاح «عدسی‌ها» به تاریخ میکروسکوپ و در نتیجه به تاریخ فیلترهای آب مربوط شدند. پس از کشف میکروسکوپ دانشمندان اکنون قادر به مشاهده ذرات ریز و مضر موجود در آب هستند. آب هایی که گمان می‌شد بسیار تمیز و خالص هستند

استفاده از میکروسکوپ در تاریخچه تصفیه آب

آنتن ون لیونهوک از وجود موجوات زنده در آب خبر داد. رابرت هوک سازنده میکروسکوپ توصیفات لیونهوک را تائید کرد و میکروسکوپ را بیشتر اصلاح کرد. این در حالی بود که دانشمندان در حال بررسی ذرات ریز حیاتی با میکروسکوپ بودند که پیش از کشف میکروسکوپ ندیده بودند و از وجود آنها اطلاعی نداشتند.

میکروسکوپ در تاریخچه فیلتر آب جایگاه جالبی دارد. مردم و مقامات شهری عامل اصلی شیوع ویروس وبا را کیفیت پایین آب می‌دانستند. در مناطقی که فیلترهای شنی نصب شده اند، ویروس وبا کاهش یافته بود. او با استفاده از یک میکروسکوپ توانست وجود باکتری های ریز وبا را در آب تأیید کند. از قضا این آب از پمپی می‌آمد که به دلیل طعم  و کیفیت خوب آن مورد توجه همه قرار گرفته بود. این مثال یک بار دیگر ثابت کرد که طعم و کیفیت خوب آب لزوماً نشان دهنده خالص بودن آن نیست.

ظهور تصفیه آب شهری

پس از اینکه مشاهدات مردم و صاحبان علم نشان می‌دهد که آب بی کیفیت عامل اصلی بیماری وبا است، پیشنهاد داده شد تا یک سیستم تصفیه آب شهری جهت آب مصرفی مردم به کار گرفته شود. در طول قرن شانزدهم تا هجدهم فیلسوفان تاکید کرده اند که آب سالم و بدون آلاینده حق بشریت می‌باشد. دانشمند فرانسوی La Hire نظر بر این داشت که هر خانواده فرانسوی باید یک فیلتر شنی برای تصفیه آب داشته باشد. حدود 100 سال پس از اینکه La Hire برای اولین بار پیشنهاد داد که به همه شهروندان حق استفاده از آب سالم داده شود، مقامات دولتی در بریتانیا از اینکه آیا هر خانوار می‌تواند یک دستگاه تصفیه آب داشته باشد متعجب بودند. در سال 1804 اولین تصفیه خانه شهری در یکی از شهرهای اسکاتلند نصب شده و آب تصفیه شده برای استفاده هر خانواده در محدوده شهر را فراهم می‌کرد.

فیلترهای آب شنی کند بسیار بزرگ بودند و نیاز به تمیز کردن مکرر و گسترده داشتند. به دلیل نیاز روز افزون بشر به آب تصفیه شده دانشمندان آمریکایی در اواخر قرن نوزدهم یک فیلتر شنی سریع ساختند که مطمئنا سرعت بیشتری در تصفیه آب های آلوده داشت. تام دانشمند اسکاتلندی یک طرح انقلابی فیلتراسیون آب ارائه کرد که تغیر اساسی در تاریخچه تصفیه آب ایجاد کرد. اسکاتلند بیشترین تاثیر در کشف فناوری تصفیه آب را داشته است.

استفاده از کلر برای تصفیه آب

از آنجایی که تأسیسات تصفیه آب شهری به دنبال افزایش کیفیت و سلامت منابع عمومی آب بودند، استفاده از کلر برای تصفیه آب رواج بیشتری پیدا کرده است. از این پس کلر به عنوان یک ماده شیمیایی مهم در فرایند تصفیه آب شناخته بود. مقامات دولتی بریتانیا با توجه به ماهیت ضدعفونی کنندگی کلر و توانایی آن در مهار مرگ و میر ناشی از وبا، شروع به کلرزنی آب آشامیدنی عمومی کردند. استفاده از کلر منجر به کاهش شدید مرگ و میر ناشی از حصبه شد. کلرزنی آب آشامیدنی همراه با استفاده از فیلترهای شنی آب منجر به از بین بردن بیماری هایی مانند وبا، تیفوئید و اسهال خونی از آب شد.

اکنون نزدیک به 100 سال است که کلر بخش عمده ای از تصفیه آب شهری را تشکیل می‌دهد. حدود 98 درصد از تأسیسات تصفیه آب شهری در حال حاضر از ضدعفونی کننده کلر به عنوان ضدعفونی کننده استفاده می‌کنند و حدود 200 میلیون ساکن ایالات متحده آب‌آشامیدنی کلردار را از طریق شیرهای آب خانگی خود دریافت می‌کنند.

قانون  آب پاک

در قرن بیستم پیشرفت بیشتری در این زمینه مشاهده کرده‌ایم و کلانشهرهای بیشتری نیاز به نصب سیستم های تصفیه آب جهت تامین آب سالم پیدا کردند. این یک اصل کلی برای بشر است که هر فردی حق دارد آب تمیز و خالص داشته باشد. با شکل گیری کارخانجات نگرانی های زیست محیطی افزایش یافت که تاثیرات زیادی بر تعریف آب پاک و سالم و همچنین مسئولیت دولت برای تامین چنین آبی دارد. قانون آب پاک مانند کشف میکروسکوپ و اثرات فاجعه بار وبا و بیماری های همه گیر حصبه در سراسر جهان، علاقه دوباره به تصفیه آب را برانگیخت. و شاهد یک قانون جهانی بودیم که هر شهر باید یک تصفیه خانه داشته باشد.

از آنجایی که زباله های صنعتی عامل اصلی آب های آلوده به حساب می‌آیند، کارخانه های صنعتی هدف اصلی قانون هستند. طی چند دهه گذشته دولت ایالات متحده میلیاردها دلار کمک مالی به صنایع برای ایجاد تکنیک های مدیریت زباله های سازگار با محیط زیست اختصاص داد. همچنین بودجه های مجزا برای نصب سیستم های تصفیه آب شهری اختصاص داده شد. سرانجام لجن موجود در رودخانه ها و منابع آب تا حدودی از آب گرفته شد.

تصفیه آب در  حال حاضر

با وجود قوانین دولتی و پیشرفت های باورنکردنی در حوضه آبرسانی، آب های لوله کشی هنوز کاملا سالم و قابل آشامیدن نیستند. اگرچه تصفیه خانه های آب شهری جهت تامین آب سالم و تمیز برای همه ساکنان شهرها در نظر گرفته شد، اما قادر به جدا کردن تمامی آلاینده ها از آب نستند. مسئولان شهر باید سالم ترین آب را با فناوری مدرن در اختیار ساکنان شهر قرار دهند. گند زدایی و کنترل بیماری ها همچنان از اهداف مهم یک تصفیه خانه به حساب می‌آید.

---