آلودگی‌های موجود در فاضلاب

با رشد جمعیت، صنعتی‌شدن جوامع و مصرف بی‌رویه منابع، تولید فاضلاب به یکی از جدی‌ترین چالش‌های محیط زیستی و بهداشتی عصر حاضر تبدیل شده است. فاضلاب حاصل از فعالیت‌های خانگی، صنعتی، کشاورزی و بیمارستانی نه‌تنها آب را آلوده می‌کند، بلکه در صورت عدم مدیریت صحیح، به‌طور مستقیم بر سلامت انسان، حیات موجودات زنده و تعادل اکولوژیکی تأثیر منفی می‌گذارد. آنچه فاضلاب را خطرناک و نیازمند تصفیه می‌سازد، حضور ترکیبات و موادی است که به‌عنوان “آلودگی‌های فاضلاب” شناخته می‌شوند.

آلودگی‌های فاضلاب انواع گوناگونی دارند و از منابع مختلفی ناشی می‌شوند. این آلاینده‌ها ممکن است به شکل مواد شیمیایی سمی، عوامل بیماری‌زای میکروبی، ذرات معلق یا حتی فلزات سنگین باشند. شناسایی این ترکیبات و درک رفتار و تأثیر آن‌ها در محیط زیست، پیش‌نیاز طراحی سیستم‌های تصفیه و مدیریت کارآمد فاضلاب است. در این مقاله، به بررسی جامع انواع آلودگی‌های فاضلاب، منابع آن‌ها، پیامدهای زیست‌محیطی و انسانی، پارامترهای کنترل کیفی و روش‌های کاهش و تصفیه آن‌ها خواهیم پرداخت.

معرفی انواع آلودگی‌های فاضلاب (شیمیایی، بیولوژیکی، فیزیکی)

فاضلاب‌ها ترکیبی پیچیده از مواد آلاینده هستند که می‌توان آن‌ها را در سه دسته کلی شامل آلودگی‌های شیمیایی، بیولوژیکی و فیزیکی طبقه‌بندی کرد. هر کدام از این دسته‌ها ویژگی‌ها، منشأ و اثرات خاص خود را دارند.

آلودگی‌های شیمیایی شامل ترکیباتی مانند فلزات سنگین، مواد شوینده، ترکیبات آلی فرار، سموم کشاورزی، نیترات‌ها، فسفات‌ها و ترکیبات نفتی هستند. این مواد اغلب از طریق فعالیت‌های صنعتی، کارخانجات، استفاده بیش از حد از کود و سموم در کشاورزی یا مصرف خانگی وارد فاضلاب می‌شوند. برخی از این ترکیبات، مانند جیوه یا سرب، خاصیت تجمع‌پذیری زیستی دارند و در زنجیره غذایی ذخیره می‌شوند که این موضوع برای سلامت انسان بسیار خطرناک است.

آلودگی‌های بیولوژیکی شامل میکروارگانیسم‌هایی نظیر باکتری‌ها، ویروس‌ها، انگل‌ها و قارچ‌هاست. منشأ این آلودگی‌ها معمولاً فاضلاب‌های انسانی، حیوانی یا بیمارستانی هستند. این عوامل پاتوژن می‌توانند بیماری‌هایی مانند اسهال، هپاتیت، وبا و سایر بیماری‌های عفونی را به آب‌های سطحی و زیرزمینی منتقل کنند.

آلودگی‌های فیزیکی به موادی اطلاق می‌شود که به شکل ذرات معلق، رسوبات، رنگ، دما یا بو در فاضلاب وجود دارند. اگرچه این نوع آلاینده‌ها در نگاه اول خطرناک به نظر نمی‌رسند، اما می‌توانند مانع نفوذ نور به اعماق آب شوند، اکسیژن محلول را کاهش دهند و در نهایت باعث مرگ آبزیان شوند.

پیشنهاد ویژه: تصفیه فاضلاب بهداشتی

منابع مختلف آلودگی

آلودگی‌های فاضلاب از منابع گوناگونی ناشی می‌شوند که هر یک نقش مهمی در افزایش بار آلاینده در سیستم‌های آب و فاضلاب دارند. منابع خانگی شامل پسماندهای شست‌وشو، مواد شوینده، چربی‌ها، بقایای مواد غذایی و فضولات انسانی است. این نوع فاضلاب به‌صورت روزمره از هر خانه تولید شده و حجم بالایی از فاضلاب شهری را تشکیل می‌دهد.

صنایع مختلف نیز یکی از اصلی‌ترین منابع آلودگی شیمیایی فاضلاب هستند. در صنایع شیمیایی، فلزکاری، داروسازی، غذایی، رنگ‌سازی و پالایشگاه‌ها مقادیر زیادی از مواد سمی، رنگ، روغن، فلزات سنگین و ترکیبات آلی وارد فاضلاب می‌شود. گاهی اوقات این فاضلاب‌ها بسیار خطرناک‌تر از فاضلاب خانگی هستند و باید به‌صورت جداگانه تصفیه شوند.

بخش کشاورزی نیز سهم زیادی در آلودگی فاضلاب دارد. استفاده بی‌رویه از کودها و سموم شیمیایی، روان‌آب‌های سطحی حاوی نیترات، فسفات و مواد آلی را وارد رودخانه‌ها و چاه‌ها می‌کند. همچنین دامداری‌ها با تولید حجم بالایی از فاضلاب حیوانی، باکتری‌ها و نیتروژن را به محیط وارد می‌سازند.

مراکز درمانی و بیمارستان‌ها نیز تولیدکننده فاضلاب‌های بسیار خاص و خطرناک هستند که حاوی میکروارگانیسم‌های مقاوم، پسماندهای دارویی، مواد شیمیایی ضدعفونی‌کننده و حتی فلزات سنگین می‌باشند.

تاثیر آلودگی فاضلاب بر محیط زیست و سلامت

ورود آلودگی‌های فاضلاب به محیط زیست بدون تصفیه مناسب، پیامدهای گسترده و خطرناکی دارد. مهم‌ترین تأثیر آن کاهش کیفیت منابع آب شیرین است. رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و سفره‌های زیرزمینی در اثر ورود مواد آلی، میکروبی و شیمیایی آلوده شده و از چرخه مصرف انسانی خارج می‌شوند.

مواد آلی موجود در فاضلاب با مصرف اکسیژن محلول باعث پدیده‌ای به نام کاهش اکسیژن یا “DO Depletion” می‌شوند که نتیجه آن مرگ آبزیان، کاهش تنوع زیستی و نابودی اکوسیستم‌های آبی است. همچنین، فسفر و نیتروژن بیش‌ازحد منجر به پدیده یوتروفیکاسیون یا “غنی‌شدن آب با مواد مغذی” می‌شود که با رشد بی‌رویه جلبک‌ها، کاهش نور و مرگ‌ومیر آبزیان همراه است.

از نظر سلامت انسانی، تماس مستقیم یا غیرمستقیم با آلودگی‌های فاضلاب می‌تواند منجر به بروز بیماری‌های پوستی، تنفسی، گوارشی و حتی بیماری‌های مزمن نظیر سرطان شود. آلودگی آب‌های زیرزمینی توسط نیترات‌ها و فلزات سنگین، خطری جدی برای سلامت نوزادان، زنان باردار و افراد دارای سیستم ایمنی ضعیف محسوب می‌شود.

پیشنهاد ویژه: سپتیک تانک پلی اتیلن

پارامترهای مهم کنترل کیفیت فاضلاب

برای ارزیابی میزان آلودگی‌های فاضلاب و طراحی سیستم‌های تصفیه، پارامترهای مشخصی وجود دارد که به‌صورت کمی اندازه‌گیری می‌شوند. یکی از مهم‌ترین این پارامترها، BOD یا “اکسیژن بیوشیمیایی مورد نیاز” است که نشان‌دهنده میزان مواد آلی قابل تجزیه توسط میکروارگانیسم‌هاست. مقدار بالای BOD نشانه آلودگی آلی شدید فاضلاب است.

COD یا “اکسیژن شیمیایی مورد نیاز” نشان‌دهنده کل مواد آلی (قابل تجزیه و غیرقابل تجزیه) است. این شاخص معمولاً در فاضلاب‌های صنعتی که حاوی ترکیبات مقاوم هستند اهمیت بیشتری دارد.

پارامترهای میکروبی مانند کل کلیفرم‌ها، مدفوعی‌ها و اشریشیا کلی نیز برای ارزیابی میزان آلودگی بیولوژیکی استفاده می‌شود. حضور این میکروارگانیسم‌ها به‌معنای ریسک بالای انتقال بیماری‌های عفونی به انسان است.

علاوه بر این، پارامترهایی مانند pH، دمای فاضلاب، مجموع جامدات محلول (TDS)، مواد معلق (TSS)، نیتروژن، فسفر، فلزات سنگین، روغن و گریس نیز در تحلیل کیفی فاضلاب اهمیت زیادی دارند.

روش‌های کاهش و تصفیه آلودگی‌های فاضلاب

برای کاهش و حذف آلودگی‌های فاضلاب، روش‌های گوناگونی وجود دارد که بسته به نوع فاضلاب، نوع آلاینده و شرایط محیطی انتخاب می‌شوند. روش‌های پیش‌تصفیه شامل آشغال‌گیری، دانه‌گیری و ته‌نشینی اولیه برای حذف ذرات درشت و معلق است. در این مرحله می‌توان مقدار زیادی از آلودگی فیزیکی را کاهش داد.

در مرحله تصفیه بیولوژیکی، از میکروارگانیسم‌ها برای تجزیه مواد آلی و کاهش BOD استفاده می‌شود. فرآیندهایی مانند لجن فعال، رشد چسبیده، راکتورهای بی‌هوازی و تالاب‌های مصنوعی از جمله روش‌های رایج این بخش هستند. این فرآیندها برای فاضلاب‌های شهری و برخی صنایع مناسب هستند.

برای حذف آلودگی‌های شیمیایی و سمی، نیاز به تصفیه پیشرفته است. روش‌هایی مانند اکسیداسیون شیمیایی، جذب سطحی با کربن فعال، اسمز معکوس، انعقاد و لخته‌سازی، و استفاده از فناوری غشا در این بخش کاربرد دارند. تصفیه پیشرفته معمولاً برای فاضلاب‌های صنعتی، دارویی و بیمارستانی ضروری است.

همچنین در مراحل پایانی، ضدعفونی فاضلاب با کلر، ازن یا اشعه ماوراءبنفش برای حذف میکروارگانیسم‌های باقی‌مانده انجام می‌شود تا پساب نهایی قابل تخلیه یا استفاده مجدد باشد.

پیشنهاد مطالعه: انواع پمپ‌های فاضلاب

جمع‌بندی

آلودگی‌های موجود در فاضلاب از جمله چالش‌های مهم زیست‌محیطی و بهداشتی عصر حاضر هستند که با منشأهای مختلف و ترکیبات گوناگون، تهدیدی برای منابع آبی، سلامت عمومی و اکوسیستم‌های طبیعی محسوب می‌شوند. شناسایی انواع آلودگی‌های شیمیایی، بیولوژیکی و فیزیکی و درک منابع تولید آن‌ها، مقدمه‌ای برای طراحی و اجرای سیستم‌های تصفیه مؤثر است.

با اندازه‌گیری شاخص‌های کنترل کیفیت مانند BOD، COD، TSS و شاخص‌های میکروبی می‌توان سطح آلودگی را تعیین کرد و سپس با استفاده از روش‌های مناسب از پیش‌تصفیه گرفته تا تصفیه پیشرفته، آلاینده‌ها را کاهش داد یا حذف کرد. تنها با مدیریت دقیق و به‌روز فاضلاب است که می‌توان به حفظ سلامت انسان و محیط زیست امیدوار بود.

سوالات متداول

1. آلودگی‌های فاضلاب شامل چه موادی هستند؟
آلودگی‌های فاضلاب شامل مواد شیمیایی مانند فلزات سنگین و شوینده‌ها، مواد بیولوژیکی مانند باکتری‌ها و ویروس‌ها، و آلودگی‌های فیزیکی مانند مواد معلق و رنگ هستند.

2. منشأ اصلی آلودگی فاضلاب چیست؟
منابع خانگی، صنعتی، کشاورزی و بیمارستانی اصلی‌ترین منشأهای ورود آلودگی به فاضلاب هستند.

3. چه شاخص‌هایی برای سنجش کیفیت فاضلاب استفاده می‌شود؟
مهم‌ترین شاخص‌ها BOD، COD، TSS، pH، فلزات سنگین و شاخص‌های میکروبی هستند.

4. آیا فاضلاب تصفیه‌نشده می‌تواند باعث بیماری شود؟
بله، تماس یا مصرف آب آلوده به فاضلاب می‌تواند باعث بیماری‌های عفونی مانند وبا، هپاتیت و مشکلات گوارشی شود.

5. برای تصفیه آلودگی فاضلاب از چه روش‌هایی استفاده می‌شود؟
روش‌هایی مانند ته‌نشینی، تصفیه بیولوژیکی، جذب کربن فعال، اسمز معکوس و ضدعفونی نهایی برای حذف آلاینده‌ها به‌کار می‌رود.