گندزدایی آب

نگاه اجمالی

برای اینکه آبی قابل استفاده باشد، علاوه بر حذف انواع آلاینده‌ها از آب و خارج کردن یونها و مواد رسوبی و کلوئیدی ، باید برای مصارف خانگی و بهداشتی ، عاری از باکتریها و ویروسها‌ی مضر باشد. برای پاک کردن آب از اینگونه آلودگی‌ها معمولاً به یک اکسید کننده قویتر از نیاز داریم.

فرآیند حذف باکتریها و ویروسها از آب توسط یک اکسید کننده را گندزدایی می‌نامند. برای اینکار معمولا از ازن یا ترکیبات کلردار استفاده می‌شود.

استفاده از ازن در گندزدایی آب

برای انجام عمل گندزدایی ، هوای غنی شده از ازن را از درون آب عبور می‌دهند. حدود 10 دقیقه تماس کافیست تا ازن بر روی آلودگی تاثیر کرده و آنها را از بین ببرد. از آنجا که طول عمر مولکولهای ازن کوتاه است، هیچگونه حفاظت زمینه‌ای برای محافظت آب از آلوده شدن در آینده وجود ندارد. یکی دیگر از اشکالات این روش ، عمر کوتاه است که نمی‌توان آن را ذخیره کرد و یا از مکانی به مکان دیگر حمل کرد. باید آن را در محل استفاده بوسیله فرآیندی نسبتا گران شامل تخلیه الکتریکی در هوای خشک تولید کرد.

استفاده از ترکیبات کلردار برای گندزدایی آب

متداولترین عامل تصفیه آب که در اکثر کشورهای پیشرفته استفاده می‌شود، استفاده از اسید هیپوکلرو است. این ترکیب کووالانسی و خنثی با عبور از درون غشاء موجودات ذره‌بینی آنها را می‌کشد. هم مانند ازن پایداری کمتری دارد و نمی‌توان آن را ذخیره کرد.

در مراکز بزرگ تصفیه آب ، هیپوکلرواسید را با حل کردن گاز کلر در آب در PH متوسط تولید می‌کنند. بنابراین محلول رقیق کلر در آب ، دارای مقدار کمی است و چنانچه محیط واکنش زیاد باشد، اسید هیپوکلرو به یون هیپوکلریت که خاصیت گندزدایی کمتری دارد، تبدیل می‌شود.

روش جلوگیری از ایجاد یون هیپوکلریت

در استخرهای شنا ، معمولاً برای تولید هیپوکلرو اسید از نمک کلسیم‌هیپوکلریت یا محلول آبی سدیم‌هیپوکلریت استفاده می‌شود. با انجام واکنش اسید – باز بیشتر درون آب ، یون هیپوکلریت به اسید هیپوکلرو تبدیل می‌شود. برای جلوگیری از تجزیه اسید ، باید PH محیط به دقت کنترل شود تا بیش از اندازه قلیایی نباشد، چون برای جلوگیری از خوردگی مواد ساختمانی استخر در محیط اسیدی ، معمولاً PH را بالاتر از 7 نگه می‌دارند. حفظ PH قلیایی ، همچنین مانع از تبدیل آمونیاک حل شده به کلر آمینها ، مخصوصا (که باعث تحریک چشم است) ، می‌شود.

نقطه تعادل در واکنش تبدیل یون هیپوکلریت به اسید هیپوکلرو باید طوری تنظیم شود که برتری با اسید هیپوکلرو که خاصیت گندزدایی دارد، باشد. برای این منظور ، تنظیم PH آب ضروری است، زیرا در PH‌های بین 7 تا 9 تعادل به سمت تولید یون هیپوکلریت جابجا می‌شود. برای تنظیم PH آب از یک اسید مثل سدیم بی‌سولفات یا یک باز مثل کربنات سدیم و یا یک تامپون مثل سدیم بی‌کربنات می‌توان استفاده کرد.

مزیت استفاده از ترکیبات کلردار

در این روشها ، مقداری از کلر بعد از تصفیه آب به صورت حل شده باقی می‌ماند، بطوری که اگر آب پیش از اینکه مصرف شود، از آلودگی‌های بعدی با باکتری یا ویروس محافظت شود.

مضرات کلرزنی آب

مهمترین مانع برای کلرزنی به منظور گندزدایی آب ، تولید مواد کلردار آلی است که جزء آلاینده‌ها هستند و برخی نیز جزء ترکیبات سمی می‌باشند. اگر آب ، حاوی فنل یا ترکیبی از آن باشد، کلر ، جانشین اتمهای حلقه شده ، باعث ایجاد ترکیبات سمی با بو و مزه زننده می‌شود.

شکل دیگر ، تولید تری‌ها‌لومتانها می‌باشد. ترکیب نگران کننده اصلی ، کلروفرم ، می‌باشد که از واکنش هیپوکلرو اسید با ماده آلی حل شده در آب تولید می‌گردد. برخی دانشمندان عقیده دارند که کلروفرم در انسان ، تولید سرطان کبد می‌کند. برای جلوگیری از این خطرات ، برخی از کشورها از ازن یا دی‌اکسید کلر برای گندزدایی استفاده می‌کنند، زیرا این عوامل گندزدا کلروفرم تولید نمی‌کنند یا به میزان ناچیز تولید می‌کنند.

مزایای گندزدایی آب

با توجه به آنچه گفته شد، به هر حال تحت هیچ شرایطی نباید گندزدایی آب را حذف کرد، زیرا ریشه‌کنی واقعی امراض کشنده مثل بیماری وبا و حصبه که عامل اصلی آنها آب است، با استفاده از مواد گندزدا امکانپذیر می‌باشد. در کشورهای فقیر که تصفیه آب در آنها اغلب نامنظم است، هر ساله انسانهای زیادی (مخصوصاً کودکان) بوسیله امراضی که عامل آنها آب آلوده است، جان خود را از دست می‌دهند.

روشهای دیگر گندزدایی

از دیگر روشهای گندزدایی استفاده از نور فرابنفش می‌باشد که با ایجاد رادیکال آزاد باعث از بین رفتن موجودات بیماری‌زای آب می‌شود. روش جدیدتر استفاده از صافیهای نانومتری می‌باشد که مانع از عبور مولکولهای آلی زیستی و دیگر مولکولهای آلی بزرگ می‌شود که اندازه آنها بزرگتر از نانومتر است.