چه نوع ابی در صنعت و کشاورزی استفاده می شود

چه نوع ابی در صنعت و کشاورزی استفاده می شود را از سایت هاب گرام دریافت کنید.

انواع آب برای کشاورزی، کیفیت و مراقبت از آن

در پرورش گیاهان به روش کشت در آب، وجود آب با کیفیت مطلوب، موهبتی است که نصیب همه نمی‌شود. هر قطره زلالی از آب می‌تواند حاوی محدوده‌ای از مواد معدنی، مواد شیمیایی تصفیه‌کننده و عوامل بیماری‌زا باشد که ممکن است منجر به آسیب‌دیدگی گیاه یا کندشدن رشد آن شود. خوشبختانه، تصفیه آب آسان است و برخی از کشاورزان ترجیح می‌دهند تا با نصب دستگاه اسمز معکوس (RO) آبی با کیفیت بالا داشته باشند.

انواع آب و مشکلات بالقوه آن‌ها

آب یا از طریق چاه‌ها پمپاژ می‌شود و یا از منابع آب‌های سطحی مثل سقف ‌منازل، جریانات، رودخانه‌ها و سدها گرد‌آوری می‌گردد. با این حال، برخی از کشاورزان و پرورش‌دهندگان از آب شهری در آبیاری استفاده می‌کنند که ممکن است گاهی برای رشد گیاهان مشکلاتی را به‌همراه داشته باشد. مشکلات عمده‌ای که برروی کیفیت آب اثر می‌گذارند براساس نوع آب‌های مختلف به ترتیب زیر خواهند بود:

برخی از آب‌ها عوامل بیماری‌زایی مانند پیتیوم را انتقال می‌دهند که در صورتی که گیاه ضعیف باشد، منجر به قهوه‌ای شدن ریشه و مرگ آن می‌گردد.

آب‌های زیرزمینی (جریان‌ها، رودخانه‌ها و سدها)

آب‌های زیرزمینی که از تجمع آب‌های رودخانه‌ها و جریانات سطحی ایجاد می‌شوند یا در مخازن سدها ذخیره می‌شوند، در کشت آبی مشکلات عمده‌ای را ایجاد می‌کنند. این مشکل زمانی بیشتر بروز می‌کند که آب قبل از استفاده تصفیه نشده باشد. آبی که دائماً در معرض هوا و خاک قرار دارد، با انواعی از مواد آلی، نشت مواد معدنی از محیط پیرامون و هاگ‌های بیماری‌زا، آلوده می‌گردد.

در بسیاری از گلخانه‌ها از سدهای مخزنی به‌عنوان منبعی مقرون‌به‌صرفه استفاد می‌شود تا به ذخیره حجم بالایی از آب‌های سطحی و آب‌های جریان‌یافته در سقف گلخانه بپردازند، البته این آب قبل از مصرف تصفیه می‌شود. آب رودخانه یا جریانات سطحی معمولاً کیفیت پایداری ندارند زیرا عملیاتی که در بالادست آنها اتفاق می‌افتد، ترکیب آنها را تغییر می‌دهد. همچنین بارندگی و نرخ‌ جریان‌های سطحی در طول سال متغیر است.

آب چاه

آب چاه‌ها در نقاط مختلف دنیا دارای کیفیت‌های بسیاری متنوعی هستند. چاهای خیلی عمیقی که از لایه‌های سخت خاک عبور کرده‌اند،‌ اغلب دارای «آب تصفیه‌شده‌» هستند و برخی از مواد معدنی همواره در آنها حضور دارند. در برخی از چاه‌های قدیمی که عمق کمی دارند و به‌خوبی از آنها محافظت نشده‌است، آلودگی ناشی از عوامل بیماری‌زا، نماتدها و مواد شیمیایی کشاورزی رخ می‌دهد که از لایه‌های خاک بالایی وارد آنها شده‌است.

آب چاه «سنگین» است و حاوی سطوحی از مواد محلول مانند کلسیم، منیزیم و سایر عناصر می‌باشد که بسته به نوع خاک پیرامون آن، تغییر می‌کند. وجود سطوح بالایی از سدیم و عناصر ردیابی، مهم‌ترین مشکل در کشت آبی است. در برخی مناطق خشک، سطح سدیم به بیش از 2000 ppm در آب چاه‌های داخلی رسیده است. البته اغلب آب‌ چاه‌ها دچار چنین شرایط بحرانی نیستند.

سدیم در مقادیر زیاد جذب گیاه نمی‌شود، بنابراین در سیستم گردش آب تجمع می‌یابد و جایگزین سایر عناصر می‌شود. گاهی ممکن است در آب‌های زیرزمینی سطوح بالایی از عناصر ردیابی مانند مس، بور و روی دیده شود. زمانی که از آب چاه برای کشت آبی استفاده می‌شود، توصیه می‌گردد که تحلیل کاملی از منابع آبی صورت گیرد تا از وجود مشکلات بالقوه آگاهی حاصل شود.

آب‌ باران

سیستم‌های گردش آب مانند NFT ممکن است منجر به بروز برخی از مشکلات در آب شوند، ممکن است با گذشت زمان عناصر نامطلوبی مانند سدیم در این سیستم‌ها تجمع یابد.

آب باران معمولاً مواد معدنی کمی دارد، با این حال این آب‌ها نیز هنوز در معرض خطراتی چون باران‌های اسیدی ناشی از مناطق صنعتی، سدیم ناشی از آب‌های ساحلی و هاگ‌های بیماری‌زا از مناطق کشاورزی هستند. اغلب این آلودگی‌ها زمانی اتفاق می‌افتد که آب باران روی سقف‌ها جمع می‌شود. در این شرایط مواد آلی و گردوغباری که به‌طور طبیعی روی سقف‌ها جمع شده‌است، وارد آب‌ می‌شود. در واقع،‌ بسیاری از مطالعات نشان می‌دهد که به علت آلودگی‌هایی که در آبگیرها اتفاق می‌افتد، آب‌ بارانی که ذخیره شده‌است،‌ اغلب اوقات استانداردهای راهنمای سازمان بهداشت جهانی (WHO) را برای شرب ندارد. علت این موضوع آلودگی‌های میکروبی این آب‌هاست.

در ایالات متحده آمریکا، توصیه نمی‌شود که از آب بارانی که در محدوده 48 کیلومتری مراکز شهری جمع‌آوری شده است، به‌منظور آب شرب استفاده شود زیرا حاوی آلودگی‌های جوی است. نیازی نیست که استانداردهای آب شرب در زمینه کشت آبی نیز لحاظ شوند. در حقیقت، وقتی سطح بالایی از آلودگی‌های میکروبی در آب باران ذخیره‌شده وجود دارد، بدان معناست که هاگ‌های رایج بیماری‌زا برای گیاهان در این آب احتمالاً وجود دارند. آب باران باید از سطوح تمیز و با ابزارهای «دسته اول» جمع‌آوری شود. با این روش، چند دقیقه ابتدایی بارندگی از روی سقف تخلیه می‌شود و پس از آن شروع به جمع‌آوری باران می‌نماید.

ممکن است در آب باران ردی از روی دیده شود که ناشی از سطوح سقفی گالوانیزه، ناودان‌های کناری و رنگ‌ها هستند. این مشکل زمانی حادتر می‌شود که آب باران pH پایینی دارد. در حالت کلی، آب بارانی که از سقف گلخانه‌ها جمع‌آوری می‌شود روی و سایر مشکلات مربوط به آن را ندارد.

آب سنگین یا سبک

عبارت‌های «سنگین» یا «سبک» برای توصیف کیفیت بسیاری از انواع منابع آب بکار می‌روند. آب سنگین دارای محتوای مواد معدنی بالاست، این مواد معدنی اغلب منشأ منیزیم، کربنات کلسیم، بی‌کربنات یا سولفات کلسیم دارند که برروی سطوح و تجهیزات پرورش گیاهان ردی از آهک سفید و سخت باقی می‌گذارد. همچنین آب سنگین خاصیت قلیایی بالا و pH زیاد دارد، این بدان معناست که برای تعدیل pH و رساندن آن به سطوح ایده‌آل باید از مقدار بیشتری از اسیدها در کشت آبی استفاده کرد.

با اینکه منابع آب سنگین دارای مواد معدنی مفید نیز هستند (کلسیم و منیزیم)، این موضوع سبب می‌شود که تعادل محلول مواد مغذی به‌هم بخورد و دسترسی گیاه به سایر یون‌ها برای جذب کمتر شود. پرورش‌دهندگان کوچک برای رفع این مشکل از محصولات مغذی «آب سنگین» که در بازار موجود است،‌ استفاده می‌کنند. آب‌های سبک، در مقایسه با آب‌های سنگین، مواد معدنی کمتری دارند. معمولاً آب باران «سبک» است، این درحالی است که منابع آب شهری در سراسر کشور، در محدوده خیلی سنگین تا سبک قرار دارند. این موضوع براساس منبع آب شهری مشخصی که آب از آن دریافت می‌شود تغییر می‌کند.

انواع دیگر آب

برخی از کشاورزان ترجیح می‌دهند که از آب‌های تصفیه‌شده استفاده کنند تا هرگونه مواد شیمیایی، عوامل بیماری‌زا و سایر آلودگی‌های از آن حذف شده باشد. RO (اسمز معکوس)، آب مقطر، آب تصفیه‌شده و بسته‌بندی شده همگی منابعی از آب هستند که در سیستم‌های پرورش کوچک که در آنها کیفیت آب اهمیت زیادی دارد، استفاده می‌شوند

منابع آب شهری

نحوه تصفیه آب، جدای از اینکه این آب قبل از اینکه به ‌دست کشاورز برسد تصفیه شود یا خیر، برروی کیفیت آن تأثیر بسزایی دارد. منابع آب شهری به نحوی تصفیه می‌شوند که در آنها استانداردهای سازمان بهداشت جهانی در زمینه آلودگی‌های بیولوژیکی، شیمیایی و معدنی، رعایت شده باشد. در نتیجه در منابع آب شهری، به‌منظور تصفیه، مواد شیمیایی مختلفی اضافه می‌شود. بسیاری از این مواد برای کنترل عوامل بیماری‌زا هستند، با این حال، در مورد آب‌های سنگین از سبک‌کننده‌های شیمیایی استفاده می‌شود. آب‌های اسیدی نیاز به تنظیم pH دارند. با اضافه‌کردن فلوراید و سایر موارد شیمیایی نیز، مواد آلی آب از بین می‌روند.

هدف از این عملیات آن است که آب برای شرب مناسب شود، موجب خوردگی لوله‌ها نشود، بقایای پوسته‌مانند آهکی از خود به‌جا نگذارد، بوی نامطبوع از بین برود، لکه باقی نگذارد و در نهایت برای استفاده انسان مطلوب باشد. با این حال، آنچه که برای انسان بی‌خطر است، ممکن است برای گیاه مناسب نباشد. این موضوع زمانی بیشتر مهم می‌شود که محیط رشد در سیستم‌های گردش آب، اندک است و آب به‌عنوان یک محلول خنثی عمل می‌کند.

کیفیت آب شهری

بسیاری از منابع آب شهری برای کشاورزانی که از آب سبک استفاده می‌کنند و یا در سیستم‌های کشت آب گیاه را پرورش می‌دهند، کاملاً مطلوب است و نیازی به تصفیه یا تنظیم هیچ پارامتری ندارند. با این حال، روش‌های تصفیه منابع آب شهری با گذر زمان و پیشرفت تکنولوژی، تغییر می‌کنند. در گذشته، نگرانی اصلی در منابع آب شهری، وجود کلورین بود. کلورین یک ماده ضدعفونی‌کننده است که باکتری‌ها و عوامل بیماری‌زای انسانی را از بین می‌برد. باقیمانده کلورین در آب را می‌توان با استشمام بوی آن در آب، تشخیص داد. سطوح بالای این ماده در آب‌ برای گیاهان حساس می‌تواند سمی باشد. با این حال، کلورین زمانی که در معرض هوا قرارمی‌گیرد به‌سرعت از بین می‌رود و برای حذف آن از آب از سیستم‌های هوادهی استفاده می‌شود،‌ به‌نحوی که برای چند روز هوا را داخل آب تزریق می‌کنند.

کلرزنی منابع آب عملیات آسانی است، اما امروزه برنامه‌های تصفیه منابع آب شهری به‌سمتی می‌رود که برای تصفیه آب شرب از روش‌های جایگزین استفاده کند. محققین به این نتیجه رسیده‌اند که برخی از عوامل بیماری‌زای انسانی توسط کلورین از بین نمی‌روند، بنابراین قوانین تصفیه آب برای مصرف شرب تغییر کردند و از روش‌‌های جایگزین برای ضدعفونی آب به‌طور متناوب استفاده می‌شود. امروزه، هنوز هم ممکن است کلورین استفاده شود اما تعداد بی‌شماری از منابع آب شهری وجود دارند که به‌سمت استفاده از اوزون، نور UV، کلورامین‌ها و دی‌اکسید کلورین می‌روند. بسیاری از روش‌های موجود برای کشت آبی یا کشت بدون خاک مشکلی ایجاد نمی‌کنند، اما استفاده از کلورامین‌ها و سایر مواد شیمیایی در تصفیه منابع آب شهری زمانی برای گیاهان مضر می‌شود که دز بالایی از این مواد به‌طور مداوم، در این منابع یافت شود.

سیستم‌های کشت محلول ظرفیت خنثی‌سازی آب را مانند روش‌های بستر بدون خاک ندارند، بنابراین مشکلات متعددی در رابطه با کیفیت آب در این روش‌ها بروز می‌کند.

کلورامین‌ها نسبت به کلورین ماندگاری بیشتری دارند و زمان بیشتری برای از بین رفتن آنها در آب تصفیه‌شده لازم است. بنابراین در روش‌های کشت آبی برای گیاه مشکل ایجاد می‌کنند و به آن آسیب می‌زنند. تشخیص آسیبی که از وجود کلورامین‌ها در منابع آب شهری به گیاه وارد می‌شود بسیار دشوار است، زیرا این آسیب‌ها بسیار شبیه به عوامل بیماری‌زایی هستند که موجب فساد ریشه می‌شوند. بنابراین اغلب اوقات کشاورزان از علت اصلی مشکل پیش‌آمده بی‌خبرند. برخی از گیاهان نیز به‌طور طبیعی نسبت به وجود کلورامین حساسیت بیشتری دارند، در نتیجه تعیین سطح مسمومیت گیاه نیز فرآیند دشوار دیگری است.

در تحقیقی که در زمینه کشت آبی کاهو انجام شد، مشخص گردید که سطح بحرانی کلورامین که در آن رشد کاهو تا حد معناداری متوقف شده‌ بود برابر با 18/0 میلی‌گرم Cl/g از وزن تازه ریشه است. پرورش‌دهندگان کشت آبی که نگران استفاده از کلورامین‌ها در منابع آب شهری هستند برای تصفیه دوباره آب می‌توانند از فیلترهای کربنی فعال‌شده با طراحی ویژه، مواد شیمیایی ضد کلورامین یا از تهویه‌کننده‌های آب استفاده کنند که در بازارهای فروش آکواریوم برای تصفیه آب ماهی‌ها از آن استفاده می‌شود. فیلترهای کربنی کلورامین باید از نوع صحیح باشند که دارای کربن‌های دانه‌ای فعال‌شده با کیفیت بالا هستند. در نتیجه این فیلترها برای تماس طولانی مدت با کلورامین مناسب خواهند بود. زمانی که در مورد کیفیت آب تصفیه‌شده نگرانی‌هایی وجود دارد، استفاده از پوست گیاهی چون نارگیل به‌عنوان محیط کشت نسبت به سیستم‌های گردشی آب یا کشت بدون خاک، امنیت بیشتری ایجاد می‌کند.

مواد طبیعی ظرفیت «خنثی‌سازی» مشابه با محیط خاک دارند و قادرند که برخی از مواد شیمیایی تصفیه‌کننده در منابع آب شهری را غیرفعال نمایند. مشکل رایج دیگری که در مورد کیفیت آب وجود دارد، استفاده از مواد شیمیایی سبک‌کننده در آب است که یا در هنگام تصفیه آب شهری به آن اضافه می‌شود و یا در خانه مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مواد اغلب نمک‌های سدیم هستند که منجر به افزایش سطح سدیم تا حد زیادی در مواد مغذی کشت آبی می‌گردند. اگر مقدار سدیم بسیار بالا باشد، چه به‌دلیل مواد شیمیایی سبک‌کننده آب و چه به‌علت شرایط طبیعی، روش اسمز معکوس بهترین انتخاب برای گیاهان حساس به سدیم است.

نکاتی مهم برای کشاورزان

چگونه بفهمیم که کیفیت آب مورد استفاده دچار مشکل شده‌است؟

تشخیص اینکه کیفیت آب برروی رشد گیاهان مختلف تأثیر منفی گذاشته است یا خیر، امر دشواری است. بسیاری از بیماری‌ها و خطاهای مدیریتی در زمینه مواد مغذی و شرایط محیطی نامناسب، علائم مشابهی با مشکلات کیفیت آب در گیاهان ایجاد می‌کند. در حالت ایده‌آل، انجام تست کامل آب برای کشاورز بسیار مفید است، با این حال، تشخیص وجود مواد شیمیایی یا آلودگی‌های میکروبی در آب موضوع پیچیده‌تری است.

ساده‌ترین روش برای بررسی تأثیر کیفیت آب در رشد گیاه،‌ استفاده از آزمون جوانه است – در این روش از جوانه‌های گیاهان حساسی چون کاهو به‌عنوان نمونه شاهد استفاده می‌کنند و آنها را با آب مقطر یا روش اسمز معکوس آبیاری می‌نمایند، در نتیجه مقایسه رشد این جوانه‌ها با گیاهان مورد نظر نشان می‌دهد که آیا مشکلی در کیفیت آب وجود دارد یا خیر. برای افزایش دقت نتایج، سایر پارامترها مانند مواد مغذی، دما و نور را بین نمونه‌های گیاهی ثابت نگه‌می‌دارند و از یک سیستم کشت محلول استفاده می‌نمایند. مقایسه رشد بین نمونه‌هایی که در آب تمیز هستند با نمونه‌هایی که در آب مورد مطالعه قراردارند، مشکلات احتمالی را آشکار می‌سازد (اگر در هر دو نمونه مورد مطالعه همچنان مشکل رشد گیاه مشاهده شد، این موضوع بیان می‌کند که علت بروز مشکل، به کیفیت آب ارتباطی ندارد). کیفیت نامطلوب آب ممکن است منجر به توقف رشد ریشه‌ها شود و حرکت آنها به‌سمت پایین صورت نگیرد. ریشه‌های کوتاه قهوه‌ای رنگ، برگ‌های جوانی که زرد شده‌اند، توقف رشد برگ‌ها، نقاط قهوه‌ای رنگ متعدد روی برگ‌ها و سوختگی آنها و در نهایت مرگ گیاه از کیفیت بد آب ناشی می‌شوند.

در مواجه با آلودگی‌های میکروبی چه باید کرد؟

هاگ‌های قارچی بیماری‌زا مانند پیتیوم و انواع باکتری‌ها، قادرند در آب زنده بمانند و توسط انتقال آن، توزیع شوند. منابع آبی که حاوی عوامل بیماری‌زا هستند و تصفیه نشده‌اند، مانند آب زیرزمینی، رودخانه و جریانات سطحی، به‌سادگی توسط کشاورز قابل تصفیه و پاکسازی هستند. مطمئن‌ترین روش‌ها شامل نور UV، روش اوزون و فیلتراسیون شنی آهسته هستند. در این روش‌ها هیچ ماده شیمیایی در آب باقی نمی‌ماند و سیستم‌های ریشه‌ای گیاهان حساس و جوان، آسیبی نخواهند دید. تصفیه‌های کوچک UV و سیستم‌های فیلتراسیونی که در استخرهای ماهی استفاده می‌شوند، جلبک‌ها و بیماری‌های گیاهی را از بین می‌برند و در نتیجه آب برای استفاده در سیستم کشت آبی مناسب خواهدبود. باید توجه کرد که این روش‌ها تنها به تصفیه آب می‌پردازند و برخی از مواد محلول مغذی در آب توسط روشی مانند UV از دسترس گیاه خارج می‌شود.

حتی آب تمیز و زلال نیز ممکن است دارای برخی از مواد شیمیایی تصفیه‌کننده و عوامل بیماری‌زای گیاهی باشد که در نتیجه به رشد گیاه آسیب وارد می‌کند.

در مقابل سایر آلودگی‌ها و مواد شیمیایی تصفیه‌کننده چه باید کرد؟

فیلترهای زغالی فعال‌شده (آهسته) هنوز هم یکی از روش‌های قابل اطمینان و مقرون‌به‌صرفه‌ای هستند که برای پاکسازی و تصفیه منابع آب از آن استفاده می‌شود. با استفاده از این نوع فیلتر، علف‌کش‌ها، آفت‌کش‌ها، کلورین، کلورامین‌ها و سایر مواد شیمیایی تا حد زیادی کم می‌شوند. مزیت این روش آن است که در ابعاد بزرگ نیز می‌توان از آن استفاده کرد. اگر تنها مشکل آب وجود کلورین باشد، هوادهی آب به مدت ۴۸ ساعت به‌وسیله یک دستگاه کوچک پمپاژ هوا می‌تواند مشکل را برطرف نماید. استفاده از سیستم‌هایی که در بستر خود ماده‌ای مانند فیبرهای نارگیلی دارند، محافظت بیشتری در مقابل عوامل ناخوشایند ایجاد می‌کند، همچنین ظرفیت خنثی‌سازی این مواد باعث می‌شود که آلودگی‌های شیمیایی نیز در آب از بین بروند.

هوادهی منابع آبی که دارای کلورین است منجر به حذف کلورین می‌شود، بنابراین از این آب می‌توان در سیستم کشت آبی نیز استفاده کرد.

با مواد معدنی اضافی در آب چه کنیم؟

معمولاً می‌توان به‌کمک رقیق‌کردن آب، مواد معدنی اضافی به‌خصوص مواد ردیاب را از آن حذف نمود. برای افزایش کیفیت منبع آب، زمانی که شوری طبیعی آب نیز بالاست، تنها روش‌هایی که می‌توانند مواد معدنی را از آب حذف کنند، اسمز معکوس و تقطیر آب است. برخی از محصولات مانند گوجه‌فرنگی، نسبت به کاهو، تحمل بیشتری در مقابل مواد معدنی و شوری دارند، بنابراین میزان تحمل گیاهان نیز باید در بررسی‌ها در نظرگرفته شود.

زمانی که آب «سنگین» است و pH بالایی دارد، چه باید کرد؟

قبل از اضافه‌کردن هرگونه ماده مغذی برای انحلال در آب و یا قبل از اتصال مخزن کود، باید ابتدا میزان pH آب به کمک اسیدها تا محدوده ۶٫۵ پایین آید. با این روش میزان اسیدی که برای کاهش pH مورد استفاده قرار می‌گیرد تا حد زیادی کاهش می‌یابد. همچنین باید دقت کرد که آب‌های سنگین حاوی عناصری چون کلسیم و منیزیم هستند، بنابراین توصیه می‌شود که از محصولاتی که دارای ترکیب مغذی مخصوص «آب‌های سنگین» هستند، استفاده شود. در نهایت به کمک این روش، نسبت‌های مواد مغذی متعادل‌تر می‌شوند و کنترل پارامتر pH نیز راحت‌تر صورت می‌گیرد.

منبع مطلب : vatan.bio

مدیر محترم سایت vatan.bio لطفا اعلامیه بالای سایت را مطالعه کنید.

آب اصلاح‌شده

آب اصلاح شده یا آب بازیافتی همان آب مضر یا فاضلاب می‌باشد که تحت عمل قرار گرفته و مواد جامد و ناخالصی‌های آن حذف شده‌است و در آبیاری محوطه‌ها مورد استفاده قرار گرفته؛ هدف از این کار بازسازی منابع زیرزمینی آب، رفع نیازهای آبی در صنعت و اقتصاد و همچنین برای نوشیدن می‌باشد. هدف از این فرایندها، پایداری و حفاظت از آب به‌جای آب‌های تصفیه شده‌استفاده شده سطح رودخانه‌ها و اقیانوس‌ها می‌باشد. در برخی مواد، آب بازیافتی قابل استفاده در افزایش جریان آب به نفع اکوسیستم و بهبود زیبایی‌شناسی می‌باشد.^[۱] یک نمونه از این موارد در امتداد نهر Calera در شهر Pacifica در کالیفرنیا می‌باشد.^[۲] تعریف آب اصلاح شده با توجه به چیزی که Levine و Asano گفته‌اند بدین قرار می‌باشد: محصول نهایی احیای آب فاضلاب که مطابق با نیازهای کیفیت آب برای مواد مخرب محیط زیست، مواد معلق و پاتوژن می‌باشد.^[۳] به سادگی می‌توان اظهار داشت که آب اصلاحشده آبی می‌باشد که قبل از بازگشت به چرخه طبیعی آب در طبیعت بیش از یکبار مورد استفاده قرار می‌گیرد. پیشرفت‌های علمی ثابت شده در تکنولوژی آب به جوامع اجازه استفاده مجدد از آب برای اهداف متفاوت مانند: موارد صنعتی، آبیاری و نوشیدن را می‌دهد. آب با توجه به منبع آن، مورد استفاده و نحوه تحویل آن اصلاح می‌شود. با توجه به گردش بارها و بارهای آب در کره زمین، تمامی آب‌ها در زمین آب اصلاحشده می‌باشد، اما عنوان آب بازیافتی یا آب اصلاحشده به‌طور معمول به معنای آب مازاد فرستاده شده از خانه یا کارخانه از طریق سیستم لوله‌کشی به مرکز اصلاح می‌باشد که در آنجا این آب با توجه به مورد استفاده تا حد سازگار اصلاح می‌شود. سپس آب مستقیماً به سیستم بازیافت آب برای استفاده مانند آبیاری و خنک‌کننده صنعتی فرستاده می‌شود. نمونه‌های زیادی از جوامعی که با خیال راحت از آب بازیافتی در طولانی مدت استفاده می‌کنند وجود دارد. از سال ۱۹۲۹ بخش‌های بهداشتی کانتی لس‌آنجلس آب‌های بازیافتی را جهت استفاده در آبیاری مناطق در پارک‌ها و زمین‌های گلف فراهم آورد. اولین مرکز احیای آب در سال ۱۹۳۲ در پارک گلدن گیت سانفرانسیسکو در کالیفرنیا ساخته شد. مزرعه آبی ایروین (IRWD)اولین منطقه آبی در کالیفرنیا بود که به منظور دریافت مجوز استفاده نامحدود از آب برای بازیافت آب از دولت مجوز دریافت کرد. این مجوز به معنای استفاده از آب بازیافتی برای هر هدفی به جز نوشیدن می‌باشد. IRWD یکی از بزرگترین سیستم‌های احیای آب را در دولت با خدمات بیش از ۴۰۰مایل و بیش از ۴۵۰۰ متر اتصالات محفظه‌ای را حفظ و نگه‌داری می‌کند. IRWD و منطقه آبی Orange County در جنوب کالیفرنیا رهبران تأسیس آب بازیافتی می‌باشند. علاوه بر آن، منطقه آبی Orange County که در منطقه orange قرار گفته آب را در سرتاسر دیگر مناطق مانند سنگاپور بیشتر مورد تصفیه و بازیافت قرار داده و مستقیماً برای نوشیدن نیز مورد استفاده قرار می‌دهد.^[۴] با وجود روش‌های بسیار ساده که اصول طراحی شهری حساس به آب(WSUD)^[۵] را برای بازیابی آسان و وروان جریان آب فاضلاب ترکیب می‌کند، استنباط پیچیده‌ای وجود دارد که می‌گوید آب اصلاح شده باید برای بازیافت پیچیده‌ترین و ناخالص‌ترین آب‌های فاضلابی شامل سیستم‌های پیچیده و کامل تصفیه آب باشد. از آنجاییکه این تلاش از عوامل پایداری گرفته شده‌است، این نوع به‌کارگیری باید مرتبط با راه حل‌های منبع که اقتصادی‌ترین برای دستیابی به نتایج مورد نظر است، باشد. برداشت از آب‌های فاضلابی سطحی یا آب باران در مقایسه با موارد نسبتاً پیچیده می‌تواند همانند انرژی و مواد فشرده شیمیایی، برای بازیابی آب‌های فاضلابی آلوده تر ساده‌ترین راه باشد.

واژگان

برای استفاده مجدد از آب هیچ نوع الگوی واحدی وجود ندارد اما گزینه‌های بسیاری وجود دارند که از نظر علمی ثابت شده می‌باشند که اجازه حفظ منابع آبی را به جوامع می‌دهند. در زیر برخی از عناوین استفاده شده توسط دانشمندان برای توصیف گزینه‌های احیای آب آورده می‌شوند: آب مورد استفاده مجدد آبی می‌باشد که بیش از یک بار استفاده شده یا بازیافت شده‌است.

آب شرب همان آب قابل نوشیدن می‌باشد. استفاده مجدد از آب شرب به استفاده مجدد از آب شرب اطلاق می‌شود. استفاده مجدد از آب غیر شرب به استفاده مجدد از آبی اطلاق می‌شود که آب شرب نیست اما برای استفاده در آبیاری و اهداف صنعتی بی‌خطر می‌باشد. استفاده مجدد تصدیق نشده یا برنامه‌ریزی نشده آب شرب عملاً زمانی اتفاق می‌افتد که آبگیر منابع آب خام را از تخلیه پساب آب تصفیه شده از دستگاه‌های تصفیه آب فاضلاب/دستگاه‌های احیای آب یا سیستم‌های بازیابی آب، می‌گیرد. برای مثال اگر شما در پایین دست جامعه‌ای زندگی کنید، آب استفاده شده آن جامعه (آب فاضلاب تصفیه شده) دوباره به رودخانه یا جریان برمیگردد و در پایین دست رودخانه به جامعه شما تحویل داده می‌شود و قسمتی از منبع آب شرب شما می‌شود. استفاده مجدد از آب شرب برنامه‌ریزی شده به‌طور عمومی به عنوان پروژه بازیافت آب برای آب شرب اطلاع‌رسانی می‌شود. این مسئله به‌طور مستقیم یا غیرمستقیم اتفاق می‌افتد. معمولاً شامل روند عمومی و برنامه رایزنی عمومی بیشتری نسبت به استفاده مجدد بالفعل یا اعلام نشده مشاهده شده، می‌شود. چگونگی تحویل آب شرب مجدد استفاده شده تعیین‌کننده این می‌باشد که استفاده مجدد از آب شرب مستقیم یا غیرمستقیم نامیده شود. استفاده مجدد آب شرب غیرمستقیم به معنای تحویل غیرمستقیم آب به شهروندان می‌باشد. پس از اینکه این آب تصفیه می‌گردد، آب با دیگر منابع طبیعی یا ساخت بشر، قبل از تحویل به خطوط لوله‌کشی که منتهی به دستگاه تصفیه یا سیستم توزیع می‌شود، برای مدتی کوتاه ترکیب یا به نوعی ذخیره می‌گردد. آن ذخیره‌سازی می‌تواند حوضچه‌های زیرزمینی آب یا مخازن سطحی آب باشد. استفاده مجدد از آب شرب مستقیم به معنای قرار گرفتن آب مجدد استفاده شده به‌طور مستقیم در خطوط لوله‌کشی می‌باشد، که منتهی به دستگاه تصفیه یا سیستم توزیع می‌گردد. استفاده مجدد از آب شرب ممکن است که با یا بدون ذخیره‌سازی مهندسی مانند مخازن زیرزمینی یا روزمینی انجام گردد. آب خاکستری از همان آب فاضلابی که در احیای آب استفاده می‌شود استفاده می‌کند تنها تفاوت در اضافه کردن آب دستشویی می‌باشد. آب خاکستری مناسب استفاده برای آبیاری، سیفون توالتو دیگر مصارف خانگی می‌باشد. نمک زدایی فرایند انرژی متراکم می‌باشد که در آن نمک و دیگر مواد معدنی از آب دریا به منظور تولید آب شرب برای نوشیدن و آبیاری از طریق فیلتراسیون غشایی (جذب معکوس) و تقطیر، حذف می‌گردند.

حداکثر بازیافت آب[ویرایش]

تکنیک‌های متفاوتی به منظور تعیین حداکثر بازیافت آب وجود دارند که توسط محققان توسعه یافته‌اند. تجزیه اضطراری آب یکی از استراتژی‌هایی می‌باشد که برای حداکثر استفاده مجدد/احیا/بازیابی آب استفاده می‌گردد. این تکنیک‌ها به مصرف‌کننده کمک می‌کنند که مینیمم استفاده از آب شیرین را در نظر بگیرد و در عوض استفاده از آی فاضلاب را هدف قرار دهد. همچنین به طرح شبکه‌ای به منظور دستیابی به هدف نیز کمک می‌کند. این باعث ایجاد معیاری برای مصرف‌کنندگان به منظور بهبود سیستم-های آب آن‌ها می‌شود.

مزایا[ویرایش]

در بسیاری از مناطق دنیا که منابع آب شیرین زیاد است، هزینه آب اصلاحشده بیش از هزینه آب شرب می‌باشد. با این حال، آب اصلاحشده با نرخ ارزان‌تری به شهروندان به منظور تشویق برای استفاده از آن فروخته می‌شود. منابع آب شیرین به دلایل هزینه توزیع، افزایش تقاضا یا کاهش منابع به دلیل تغییرات آب و هوایی و هزینه تکامل، محدود می‌شوند. استفاده از آب اصلاحشده برای اهداف غیر شرب از آنجاییکه آب شرب کمتری برای اهداف غیر-شرب استفاده می‌شود، باعث ذخیره آب شرب برای نوشیدن می‌شود. گاهی شامل سطوح بالاتری از مواد مغذی مانند نیتروژن ، فسفر و اکسیژن می‌شوند که ممکن است به حاصلخیزی باغ‌ها و کشاورزی هنگامیکه برای آبیاری استفاده می‌شوند کمک کند. استفاده از احیای آب باعث کاهش فرستاده شدن آلودگی به محیط زیست می‌شود. همچنین باعث بهبود تالاب‌ها می‌شود که برای حیات وحش آن اکوسیستم مفید می‌باشد. همچنین احتمال خشکسالی را به دلیل اینکه بازیافت آب، مصرف آب شیرین از منابع زیرزمینی را کاهش می‌دهد، کم می‌کند. به عنوان مثال، کارخانه کنترل آلودگی آب سن خوزه/سانتا برنامه بازیافتی‌ای به منظور حفظ مرداب‌های آب شور طبیعی منطقه خلیج سان‌فرانسیسکو، ایجاد کرد.^[۶]

concerns[ویرایش]

آب اصلاحشده یا بازیافتی برای ایمنی و قابلیت اطمینان به شدت مهندسی شده‌است به‌طوری‌که کیفیت این نوع آب بسیار قابل پیشگویی‌تر از منابع آبی رو زمینی و زیر زمینی می‌باشد. آب بازیافتی هنگامیکه به‌طور مناسبی مورد استفاده قرار گیرد ایمن در نظر گرفته می‌شود. آب اصلاح شده به منظور استفاده در شارژ سفره‌های آبی یا افزایش یا افزایش آب‌های سطحی پیش از میکس شدن با آب طبیعی و تحت بازیابی طبیعی قرار گرفتن به مقدار کافی و قابل اطمینانی واکنش و عملیات آزمایشگاهی دریافت می‌کند. مقداری از این آب نهایتاً قسمتی از آب آشامیدنی می‌شود. تحقیقی در زمینه کیفیت آب در سال ۲۰۰۹ منتشر گردید که تفاوت‌های کیفیت آب را در آب‌های بازیافتی/اصلاح شده، آب‌های سطحی و زیرزمینی مقایسه کرده بود.^[۷] نتایج حاکی از آن بود که آب اصلاحشده یا بازیافتی، آب‌های سطحی و زیرزمینی با توجه به ترکیباتشان بیشتر شبیه هم می‌باشند تا متفاوت. محققان ۲۴۴ ترکیب که معمولاً در آب پیدا می‌شوند را مورد آزمایش قرار دادند. پس از آزمایش کشف شد که بسیاری از ترکیبات در قسمت‌های محدوده در هر بیلیون و تریلیون بودند. DEET و کافئین در انواع آب‌ها و در تمام نمونه‌ها موجود بودند. تریکلوزان (در صابون آنتی باکتریال و خمیردندان) در انواع آب‌ها وجود داشت اما در سطوح بالاتر در آب‌های بازیافتی بیش از آب‌های سطحی و زیرزمینی یافت شد. مقدار بسیار کمی هورمون/استروئید در نمونه‌ها در سطوح پایین دیده شد. اسیدهای هالواستیک در تمامی نمونه‌ها حتی آب‌های زیرزمینی نیز یافت شدند. بزرگترین تفاوت بین آب‌های بازیافتی و دیگر آب‌ها این بود که آب‌های بازیافتی گندزدایی شده بودند و بنابراین دارای محصول جانبی گندزدا شده (به دلیل استفاده از کلر) می‌باشد. تحقیقی با عنوان «آبیاری پارک‌ها، زمین‌های بازی و حیاط مدارس با آب بازیافتی» نشان داد که هیچ گونه بیماری از میکروب‌های پاتوژن یا شیمیایی وجود ندارد و خطر استفاده از این نوع آب‌ها برای آبیاری متفاوت با استفاده از آب شرب به منظور آبیاری نمی‌باشد.^[۸] مطالعات مراکز تحقیقاتی آکادمی ملی علوم،^[۹] آژانس منطقه‌ای مونتری کنترل آلودگی آب^[۱۰] و دیگر موسسات^[۱۱] نشان داد که آب اصلاحشده به منظور استفاده در کشاورزی مناسب و ایمن می‌باشد. بحث‌هایی در رابطه با سلامت ممکن و تأثیرات زیست‌محیطی وجود دارد. به منظور پرداختن به این نگرانی‌ها، مطالعه‌ای دز زمینه ارزیابی ریسک خطرات بالقوه بهداشتی آب بازیافتی انجام شد و مقایسه آن با محصولات مراقبتی قدیمی دارویی و شخصی(PPCP)توسط مؤسسه تحقیقاتی استفاده مجدد از آب انجام گردید(Waterreuse Research Foundation). برای هر کدام از این چهار سناریو- بچه‌ها در زمین بازی، گلف بازان، چشم‌انداز و کارگران کشاورزی- که مردم با آب بازیافتی مورد استفاده در آبیاری در تماس هستند، یافته‌های این تحقیق نشان می‌دهد که از سال‌های کم تماس تا میلیون‌ها سال در معرض آب غیرشرب قرار گرفتن به منظور مواجهه مشابه با PPSPها که در یک روز از طریق فعالیت‌های روزمره در تماس هستیم خطری وجود ندارد.

آزمایش استانداردها[ویرایش]

آب بازیافتی توسط آژانس حفاظت از محیط زیست تنظیم نمی‌گردد بلکه EPA دستورالعمل‌های استفاده مجدد از آب را که اخیراً در سال ۲۰۱۲ به روز شدند، را توسعه داده است.^[۱۲] دستورالعمل‌های EPA برای استفاده مجدد از آب نشان دهنده استاندارد بین‌المللی برای بهترین تمارین در استفاده مجدد از آب می‌باشد. سند آن تحت توافقنامه¬ تحقیق و توسعه بین آزانس حفاظت از محیط زیست امریکا(EPA)، آژانس آمریکایی توسعه بین‌المللی(USAID)و مشاوره جهانی CDM اسمیت، بسط داده شد. این دستورالعمل چهارچوبی برای کشورها به منظور گسترش مقررات که بهترین شیوه و مخاطب نیازهای محلی را یکی می‌کند، ایجاد کرد. تحقیقات در حال انجام در رابطه با آب‌های فاضلابی گاهی موجب ایجاد نگرانی در رابطه با وجود عوامل بیماری‌زا در آب می‌شود.^[۱۳] بسیاری از این عوامل بیماری‌زا با آزمایش‌هایی که در حال حاضر انجام می‌شوند قابل شناسایی نیستند.^[۱۴] نوشته-های علمی اخیر نیز اعتبار آزمایش‌های برای موجودات شاخص به جای پاتوژن‌ها را زیر سؤال می‌برد.^[۱۵] همچنین استانداردهایی که تعاملات فلزات سنگین و دارویی را که ممکن است توسعه پاتوژن‌های مقاوم دارویی در آب‌های گرفته شده از فاضلاب را ترویج دهند، رائه نمی‌دهد.^[۱۶] به منظور پرداختن به این نگرانی‌ها در رابطه با منبع آب، فراهم کنندگان آب بازیافتی از روش‌های چند مانعی و نظارت مستمر به منظور اطمینان از این مسئله که آب بی‌خطر می‌باشد و به خوبی برای اهداف مورد نظر بازیافت شده، استفاده می‌کنند.

عرضه و تقاضا[ویرایش]

آب غیر شرب بازیافتی اغلب از طریق شبکه لوله‌کشی دوگانه که لوله‌های آب بازیافتی را کاملاً از لوله‌های آب شرب جدا نگه می‌دارد توزیع می‌گردد. در آمریکا و برخی کشورهای دیگر، آب‌های بازیافتی غیرشرب از طریق لوله‌های لاوندر (رنگ بنفش روشن) به منظور تشخیص آن‌ها از آب شرب توزیع می‌گردند.^[۱۷][۱۸] استفاده از لوله‌های با رنگ روشن برای حمل آب بازیافتی اولین بار توسط منطقه آبی ایروین در ایروین، کالیفرنیا(Irvine Ranch Water District) انجام شد. در بسیاری از شهرها تقاضای استفاده از آب بازیافتی به حدی می‌باشد که مصرف‌کنندگان مجاز به استفاده از آن را در روزهای خاصی می‌باشند. برخی از شهرها که قبلاً ارائه نامحدود از آب بازیافتی داشتنددر حال حاضر شروع به مطالبه شهروندان توسط مقداری که استفاده می‌کنند کرده‌اند.

کاربردها[ویرایش]

بسیاری از موارد استفاده از آب‌های بازیافتی مصارف غیر شرب مانند شستن ماشین‌ها، سیفون توالت‌ها، آب خنک‌کننده برای نیروگاه‌ها، میکس بتون، دریاچه‌های مصنوعی، آبیاری زمین‌های گلف و پارک‌های عمومی و برای شکست‌های هیدرولیکی می‌باشد. در جایی که قابل اجرا باشد سیستم از سیتم لوله‌کشی دوگانه به منظور نگه‌داشتن آب بازیافتی از آب شرب استفاده می‌کند. تکنولوژی‌های جدید برای بازیافت اجازه استفاده از آب برای اهداف fracing را می‌دهند و در حدود ۴–۷ میلیون یا بیشتر بشکه در هر چشمه ذخیره می‌گردد.^[۱۹]

استفاده شرب[ویرایش]

برخی از سازمان‌ها از آبهایی برای آشامیدن به عنوان آب نوشیدنی قابل اعتماد استفاده می‌کنند که آب بازیافتی فاضلاب‌های شهری با درجه بازیابی بالا می‌باشند. با استفاده از پروسه‌های پیشرفته تصفیه سازی، آن‌ها آبی را تولید می‌کنند که در راستای تمای استانداردهای آب نوشیدنی می‌باشد. ضریب اطمینان سیستم و نظارت مکرر و آزمایش به منظور کنترل دقیق ضروری می‌باشند. نیاز به آب یک جامعه، منابع آبی، مقررات بهداشت عمومی، هزینه‌ها، و نوع زیرساخت آب در مکان مانند سیستم توزیع، مخازن ساخت بشر یا حوضچه‌های طبیعی آب‌های زیرزمینی تعیین‌کننده چگونگی قرار گرفتن آب بازیافتی به عنوان بخشی از منبع آب نوشیدنی می‌باشد. به عنوان مثال جوامع ال پاسو، تگزاس، کالیفرنیا از آب به عنوان پر کردن حوضچه‌های زیرزمینی آب استفاده مجدد می‌کنند. دیگر جوامع مانند upper Occoquan service authority در ویرجینیا این آب را در منابع سطحی آب قرار می‌دهند. در این نمونه‌ها، آب بازیافتی با دیگر منابع آب ترکیب گشته یا برای مدت مشخصی به عنوان ذخیره قبل از اینکه بیرون کشیده شود و دوباره در سیستم تصفیه آب یا زمان توزیع تصفیه شود، قرار می‌گیرد. در برخی جوامع تگزاس، آب بازیافتی مستقیماً در خطوط لوله‌کشی اب که به دستگاه تصفیه آب یا سیستم توزیع می‌رود قرار می‌گیرد؛ و در سنگاپور آب بازیافتی به‌طور مستقیم از مرکز پیشرفته تصفیه آب به منظور استفاده آموزشی در بطری ریخته می‌شود. گرچه مقدار بسیاری از آب بازیافتی در سنگاپور در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد، مقدار کمی از آن به مخازن آب نوشیدنی برگردانده می‌شود. در تحقیقی که در سال ۲۰۱۲ توسط کنگره ملی تحقیق انجام شد، نشان داده شد که خطر قرار گرفتن در معرض میکروب و آلاینده‌های شیمیایی در اب آشامیدنی بازیافتی خیلی بیشتر از ریسک تجربه شده در حداقل برخی از آب-های آشامیدنی موجود نمی‌باشد.^[۲۰] این گزارش تنظیماتی را به توصیفنامه نظارتی فدرال پیشنهاد می‌دهد که حفظ سلامت عمومی را برای استفاده مجدد برنامه‌ریزی شده و برنامه‌ریزی نشده ممکن می‌سازد و همچنین اعتماد عمومی در استفاده مجدد از آب را افزایش می‌دهد. تکنولوژی‌های مدرن مانند اسمز معکوس و ضدعفونی فرابنفش هنگامیکه آب بازیافتی با منبع آب شرب میکس شود، عموماً مورد استفاده قرار می‌گیرند. آزمایشی توسط دانشگاه نیو سوت ولز (new south wales)نشان داد که سیستم اسمز معکوس، اتینل استرادیول و مواد پاراستامول را از آب فاضلاب حتی هزار برابر غلظت مورد نظر حذف کرد.^[۲۱] فضانوردان در ایستگاه فضایی بین‌المللی توانستند ادرار بازیافت شده را با توجه به معرفی سیستمECLSS ب هزینه این سیستم بنوشند. هزینه سیستم در حدود ۲۵۰$میلیون دلار می‌باشد و از ماه مه ۲۰۰۹ شروع به کار کرده‌است. این سیستم آب فاضلاب و ادرار را به آب قابل شرب برای نوشیدن، آماده‌سازی غذا و تولید اکسیژن برمی‌گرداند. این سیستم نیاز به مجدد تأمین کردن ایستگاه فضایی به‌طور اغلب را کاهش داد.^[۲۲]

استفاده مجدد مستقیم از آب شرب[ویرایش]

در طرح استفاده مجدد مستقیم از آب شرب(DPR)، آب به‌طور مستقیم در خطوط لوله‌کشی که منتهی به دستگاه تصفیه آب یا سیستم توزیع آب می‌شود، قرار می‌گیرد. استفاده مجدد از آب شرب مستقیم ممکن است با یا بدون ذخیره‌سازی مهندسی مانند مخازن زیرزمینی یا روزمینی انجام شود. جوامع در تگزاس پروژهای DPR را به کارگرفته و دولت کالیفرنیا در حال بررسی امکان توسعه مقررات DPR می‌باشد.

استفاده مجدد از آب شرب برنامه‌ریزی نشده[ویرایش]

استفاده مجدد از اب از طرق مختلف در سراسر دنیا اتفاق می‌افتد. این مسئله روزانه در رودخانه‌ها و دیگر منابع آبی در هرجایی اتفاق می‌افتد. اگر شما در جامعه پایین دست دیگران زندگی می‌کنید، احتمال این احتمال وجود دارد که شما در حال استفاده مجدد از آب آن می‌باشید و همچنین جوامع پایین دست شما نیز به احتمال زیاد در حال استفاده مجدد از آب شما می‌باشند. استفاده مجدد از آب شرب برنامه‌ریزی نشده حتی پیش از معرفی آب بازیافتی وجود داشته‌است.^[۲۳] بسیاری از شهرها از آب رودخانه‌ها که محتوی آب فاضلاب از دستگاه‌های تصفیه آب فاضلاب هستند استفاده کرده‌اند. شهرهای بسیاری در رودخانه تایمز لندن وجود دارند که آب فاضلاب تصفیه شده‌شان (آب غیر شرب) را درون این رودخانه تخلیه می‌کنند که به منظور تأمین جریان رودخانه در لندن مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پدیده در آمریکا نیز مشاهده گردیده است، که در آن رودخانه می‌سی‌سی‌پی به عنوان مقصد تصفیه پساب فاضلاب و منبع آب شرب در نظر گرفته می‌شود. تحقیقی که در سال ۱۹۶۰ توسط برد آبی شهری لندن انجام گردید، نشان داد که حداکثر میزان آب بازیافتی یازده برابر قبل از مزه آب باعث ایجاد تهوع در افراد حساس می‌شود. دلیل آن تجمع یون‌های غیر ارگانیک مانند Cl- , SO42- , K+ و Na+ می‌باشد که توسط تصفیه فاضلاب قدیمی و معمولی حذف نمی‌شوند.

سفر فضایی[ویرایش]

احیای آب می‌تواند در رابطه با پروازهایی فضایی بشر بسیار مهم باشد. در سال ۱۹۹۸، سازمان ناسا مدعی ساخت رآکتور بازیافت آب فاضلاب شد که جهت استفاده در ایستگاه بین‌المللی فضایی و مأموریتی سرنشین دار در مریخ طراحی گریده بود. مدفوع و ادرار بشر در انتهای یک طرف دستگاه قرار داده می‌شوند و اکسیژن خالص، آب تصفیه شده و کمپوست خروجی‌های طرف دیگر دستگاه هستند. خاک (کمپوست) قابل استفاده برای پرورش گیاهان می‌باشد و همچنین این رآکتور جریان برق نیز تولید می‌کند.^[۲۴][۲۵]

پروسه‌های بازیافت[ویرایش]

آب فاضلاب پیش از بازگشت به محیط زیست باید از سیستم‌های بسیاری عبور کند. پیش فیلتراسیون این مرحله اولین قدم در تصفیه و یا بازگشت آب به طبیعیت می باشد در پیش فیلتراسیون املاح و مواد معلق که بصورت جامد و ذرات معلق در آب می باشد حذف می شوند.

•غربالگیری- مواد جامد بزرگی که به چرخ ارسال می‌شوند را حذف می‌کند. سپس تمام مواد جامد به لوله فاضلاب در دستگاه تصفیه ریخته می‌شوند.

•تصفیه بیولوژیکی- آب فاضلاب از طریق روشی بیولوژیکی که از میکروارگانیسم‌ها، باکتری‌هایی که لجن را هضم کرده و مواد مغذی را کاهش می‌دهند استفاده می‌کند، تصفیه می‌گردد. هوا به منظور نگه‌داشتن موجودات معلق و تأمین اکسیژن جهت باکتری‌های هوازی که بتوانند سوخت و ساز غذا را انجام دهند و آن را به انرژی، CO2 , و آب تولید میکروارگانیسم‌های بیشتر تبدیل کنند، حباب تولید می‌کند. این به حذف آمونیاک از طریق نیتریفیکاسیون کمک می‌کند.

•مخازن واریزی فرعی- هنگامیکه فاضلاب وارد این تانکرها می‌شود نیروی جریان کاهش یافته و اجازه ساکن شدن در پایین تانکر را به میکروارکانیسم‌ها می‌دهد. هنگامیکه آن‌ها استقرار میابند دیگز ذرات کوچک معلق در آب جمع‌آوری شده و پشت آب فاضلاب تمیز باقی می‌مانند. برخی از میکروارگانیسم‌های مستقر در پایین مخزن به منظور استفاده مجدد به سیستم برگردانده می‌شوند.

•پردازش یا تصفیه ثالث- فیلترهای گرانشی شنی عمیق تک رسانه‌ای آب را از حوضچه‌های ثانویه دریافت کرده و مواد جامد باقی‌مانده را فیلتر می‌کند. به این دلیل که این مرحله آخرین پروسه به منظور حذف مواد جامد می‌باشد، آب موجود در این فیلترها تقریباً به‌طور کامل خالص و پاک می‌باشد.

با توجه به ترتیب جایگاه‌ها در آینده یکی از این دو روش دنبال خواهد شد:

۱. بازیافت ایستگاه پمپ آب- ایستگاه پمپ آب آب بازیافتی را بین مصرف‌کنندگان در اطراف شهر توزیع می‌کند. این توزیع ممکن است شامل زمین‌های گلف، کشاورزی، برج‌های خنک‌کننده یا در زمین‌ها شود.

۲. آب به منظور بازگشت به محیط زیست از سطوح بالای تصفیه عبور می‌کند. این به معنای اسم معکوس می‌باشد.

پیشرفت‌های رفتارهای تصفیه‌ای[ویرایش]

از آنجایی که جمعیت موجود در جهان نیازمند آب و راه‌های بهتر در معرض آب فاضلاب قرار گرفتن هستند، تقاضای بازیافت آب افزایش میابد. موفقیت آینده بازیافت آب بستگی به این دارد که آیا قابل انجام با اثرات سوء بر روی سلامت بشر و محیط می‌باشد یا نه. در ایالات متحده آمریکا، آب فاضلاب بازیافت شده معمولاً هنگامیکه به منظور آبیاری مورد استفاده قرار می‌گیرد در سطح ثانویه مورد واکنش و تصفیه قرار می‌گیرد اما سوالاتی در رابطه با کفایت آن وجود دارد. برخی از دانشمندان برجسته معتقد بودند که تصفیه ثانویه به منظور حفظ مردم در مقابل پاتوژن‌ها ناکافی می‌باشد و افزودن فیلتر غشایی، اسمز معکوس، ازن یا دیگر روش‌های پیشرفته برای آب آبیاری را پیشنهاد دادند.^[۲۶] اخیراً پیشرفت‌هایی در زمینه اسمز معکوس در کشورهای متفاوتی دیده شده‌است اما تقریباً همگی آن‌ها آب با کیفیت بسیار بالای مشابه را تولید می‌کنند. در سنگاپور، آب بازیافتی که به عنوان آب جدید نیز شناخته شده‌است تمیزتر و از آب‌هایی می‌باشد که توسط دولت داده می‌شود.^[۲۷] همچنین بر طبق Bartel، کارخانه بدوک، که از غشای ROاستفاده می‌کند، با موفقیت در طول سه سال گذشته آب‌های فاضلابی بازیافتی با کیفیت بسیار بالایی را تولید کرده‌است.^[۲۸] نشت نیتروژن و فسفر در زمین و سطح آب در حال تبدیل شده به مشکلی جدی می‌باشد و احتمال منجر شدن به درمان ثالث آب بازیافتی به منظور حذف مواد مغذی در آینده را دارد.^[۲۹] حتی با استفاده از درمان ثانویه، کیفیت آب قابل ارتقاء می‌باشد. کیفیت آب همچنین از طریق عبور از ناحیه زیرسطحی میکس که در آن آب سطحی و آب زیرزمین یکی می‌شوند وجود دارد.^[۳۰] آزمایش پاتوژن با استفاده از پلیمراز واکنش زنجیره‌ای(PCR) به جای تکنیک‌های قدیمی و تغییر استاندارد شاخص ارگانیسم کلوفرم سرگینی نامعتبر نوعی پیشرفت خواهد بود. در مطالعه‌ای گسترده و وسیع،^[۳۱] دستگاه‌های تصفیه نشان دادند که به‌طور چشمگیری قابلیت کاهش تعداد انگل‌ها در پساب‌ها را توسط سازگاری با پروسه‌های که اخیراً استفاده شده‌اند، دارند. اما حتی با وجود استفاده از بهترین تکنولوژی نیز، خطر گسترش مقاومت دارویی در محیط از طریق پساب فاضلاب باقی خواهد ماند. برخی از دانشمندان نیاز به تغییرات اساسی در روش بازیافت مانند استفاده از باکتری جهت کم کردن مواد زاید نیتروژنی (ادرار) و نه تنها مواد زاید کربنی (مدفوع) را پیشنهاد داده‌اند و بیان داشته‌اند که این موضوع روش بازیافت را مؤثرتر می‌کند.^[۳۲] دستگاه‌هایی که اخیراً طراحی شده‌اند با محتوای حلال‌ها (برای مثال دارویی) به خوبی مرتبط نمی‌شوند. آبگیری مواد جامد مشکلی بسیار مهم و اصلی می‌باشد. بعضی ار مواد ضایع بدون مخلوط شدن با آب قابل دفع می‌باشند. در نوآوری‌ای جالب، مواد جامد قبل از ورود به پاتیل‌ها قابل حذف می‌باشد و به حالت گازی درمیاید که به منظور استفاده در موتورها قابل استفاده می‌باشد.^[۳۳] تکنولوژی‌های ضدعفونی مانند فراوادرمانی، دشارژ الکتروهیدرولیکی پالس و بانک فیلتراسیون در حال ظهور می‌باشند.^[۳۴] یکی دیگر از نگرانی‌ها در رابطه با حکم‌های تضعیف شده برای پساب‌های صنعتی قبل از اینکه بخشی از پساب شهری شوند می‌باشد. برخی حتی معتقدند که بیمارستان‌ها نیز باید پسابشان را بازیافت کنند.^[۳۵] ایمنی آب نوشیدنی گرفته شده از آب بازیافتی که تحت روش‌های پیشرفته تصفیه‌سازی قرار می‌گیرد و با آب‌های دیگر یکی می‌شود همچنان به عنوان چالشی باقی‌مانده‌است. تکنولوژی‌های جدید برای بازیافت آب از آنجاییکه در سال‌های اخیر شکست هیدرولیکی گاز و نفت رایج‌تر شده‌اند، ظهور یافته‌اند. یکی از این تکنولوژی‌ها از ترکیبی از ازن و الکتروکواگولاسیون استفاده می‌کند. این پروسه موادآلی، هیدروکربن‌ها، پلیمرهای مصرفی، مواد افزودنی شیمیایی استفاده شده در پروسه شکست و فلزات سنگین مانند باریم، آهن، بور و غیره را حذف می‌کند.

جایگزین‌های دیگر[ویرایش]

در مناطق شهری که تغییرات آب و هوایی امنیت طولانی مدت آب را تهدید می‌کند و بارندگی در مناطق حوضه آبریز را کاهش می‌دهد، استفاده از بازیافت آب برای استفاده غیرمستقیم نوشیدنی نسبت به دیگر دیگر منابع تأمین آب برتری دارد. یکی دیگر از گزینه‌های استفاده شده نمک زدایی از آب دریا می‌باشد. آب فاضلاب بازیافتی و نمک زدایی آب دریا شامل مشکلاتی از قبیل هزینه بالای بازیافت، ساخت وساز زیرساخت‌ها، حمل ونقل و مشکلات دفع زباله‌ای می‌شود. گرچه بهترین گزینه در مناطق مختلف متفاوت می‌باشد، از نظر اقتصادی نمک زدایی آب به دلیل اینکه بازیافت آب نیازمند شبکه لوله‌کشی دوتایی اغلب با تانک‌های ذخیره اضافی در زمان استفاده به عنوان غیرشرب می‌باشد، برتری و ارجحیت دارد. سیتم آب خاکستری جایگزینی کمتر استادنه برای آب بازیافتی می‌باشد. آب خاکستری آب زایدی می‌باشد که در سینک‌های ظرفشویی، دستشویی‌ها، حمام‌ها یا ماشین-های لباسشویی مورد استفاده قرار می‌گیرد اما حاوی فاضلاب نبوده (آب سیاه را بررسی کنید) و سطح بازیافتی آن در حد آب‌های اصلاحشده نمی‌باشد. در یک سیستم خانگی، آب خاکستری بازیافت شده یا نشده در سیفون توالت یا برای آبیاری مورد استفاده قرار می‌گیرند.^[۳۶] برخی سیستم‌هایی اخیراً وجود دارند که به‌طور مستقیم آب سینک را به سیفون دستشویی جهت استفاده انتقال می‌دهد.^[۳۷][۳۸] ممکن است ساده‌ترین گزینه سیستم جمع‌آوری آب باران باشد. علی‌رغم اینکه در رابطه با کیفیت آب باران در مناطق شهری به دلیل وجود آلودگی هوا و باران‌های اسیدی نگرانی‌هایی وجود دارد، در حال حاضر سیستم‌های بسیاری وجود دارند که از آب باران بازیافت نشده برای مصارف غیرشرب یا از آب باران تصفیه شده برای مصارف شرب استفاده می‌کنند. سیستم‌های شهری طراحی شده که آب باران را ترکیب می‌کند و هرزآب را کاهش می‌دهد به عنوان طراحی آب شهری حساس در استرالیا(WSUD)، توسعه کم اثر(LID)در آمریکا و سیستم‌های زهکشی شهری در انگلستان، شناخته شده می‌باشند. همچنین نگرانی‌هایی در رابطه با کاهش ورود هرزآب به منابع طبیعی آب در نتیجه جمع‌آوری آب باران وجود دارد.

کاربرد و پذیرش جهانی[ویرایش]

اسراییل

از سال ۲۰۱۰ اسراییل دنیا را به سمت سهمیه آبی که بازیافت می‌کند هدایت کرد.^[۳۹] این کشور در حدود ۸۰٪ پسابش را که در حدود ۴۰۰ بیلیون لیتر در سال می‌شود بازیافت می‌کند، و ۱۰۰٪ پساب منطقه شهری تل‌اویو را بازیافت کرده و در مصارف آبیاری کشاورزی و کارهای عمومی مجدد استفاده می‌کند. باقی‌مانده ضایعات در حال حاضر به دریای مدیترانه پمپ می‌شود اما با این حال لایحه‌ای جدید که عنوان می‌دارد این مواد ضایع باقی‌مانده به عنوان کود استفاده شود تصویب گردیده است. تنها ۲۰٪ از این آب بازیافتی (به دلیل تبخیر، نشتی‌ها، سرریزو تراوش) از بین می‌رود. آب بازیافتی به کشاورزان اجازه برنامه‌ریزی از پیش و محدود نشدن به کمبود اب را می‌دهد. راه‌ها و سطوح مختلفی از بازیافت آب وجود دارند که منجر به تفاوت بسیار در کیفیت محصول نهایی می‌شود. بهترین کیفیت آب بازیافتی با افزودن مرحله گرانشی فیلتر کردن پس از پاکسازی بیولوژیکی و شیمیایی بدست می‌آید. این روش از حوضچه‌های کوچکی که آب از طریق شن و ماسه به آبخوان تراوش می‌کند و در حدود ۴۰۰ روز طول می‌کشد استفاده کرده و سپس به عنوان آب خالص و تصفیه شده به بیرون پمپ می‌شود. این تقریباً همان پروسه‌ای می‌باشد که در سیستم بازیافت آب در ایستگاه فضایی استفاده می‌شد که در آن ادرار و مدفوع به آب خالص، اکسیژن و کود تبدیل می‌گردد. به منظور افزایش کارایی سیستم اسراییلی- آب بازیافتی ممکن است با آب بازیافتی دریایی (برنامه‌هایی به منظور افزایش برنامه نمک زدایی تا حد ۵۰٪ در کشورهایی که تا سال ۲۰۱۳ سالانه در حدود ۶۰۰ بیلیون لیتر از آب شرب دریایی مصرف می‌کنند در دست اقدام هستند)، همراه با آب آبخوان و آب شیرین و تازه دریاچه که توسط کامپیوتر برای نیازهای ملی در سراسر کشور مانیتور می‌شود، میکس شود. این اقدام ریسک منسوخ شده درصد وجود نمک و مواد معدنی در آب را کاهش می‌دهد. برنامه‌های به‌کارگیری این استفاده کلی از آب بازیافتی به عنوان آب شرب و نوشیدنی توسط پیش‌پنداشت‌های روانشناسی عمومی در رابطه با کیفیت آب بازیافتی و ترس از اصل آن، تضعیف می‌شوند. امروزه، تمام آب بازیافتی در اسراییل برای مصارف کشاورزی و اهداف بهبود زمین‌ها استفاده می‌شود.

ایالات متحده آمریکا[ویرایش]

رهبران استفاده از آب بازیافتی در آمریکا فلوریدا و کالیفرنیا^[۴۰] با منطقه آبی آروین به عنوان یکی از توسعه دهندگان پیشرو، می‌باشند. آن‌ها اولین منطقه برای تأیید استفاده از آب بازیافتی در لوله‌کشی داخلی ساختمان و استفاده در سیفون توالت بودند. در ژانویه سال ۲۰۱۲ شورای تحقیقات ملی آمریکا بیان داشت^[۴۱] که گروهی از متخصصان مستقل دریافته‌اند که استفاده مجدد از پساب شهری برای آبیاری، مصارف صنعتی، و افزایش میزان آب نوشیدنی قابلیت افزایش منابع آبی موجود در آمریکا را به‌طور قابل توجهی دارد.^[۴۲] کمیته اظهار داشت که نمونه¬ کارها از گزینه‌ها برای کاهش کیفیت آب در آب بازیافتی وجود دارند. این گزارش همچنین شامل به تحلیل خطری که ریسک مواجهه با آلاینده‌های میکروبی و شیمیایی در آب شرب گرفته شده از آب بازیافتی بیشتر از ریسک نوشیدن آبی که در حال حاضر در سیستم‌های تصفیه وجو دارد نیست، پرداخته است. نتیجه این گزارش می‌گوید که هماهنگی با چهارچوب تنظیماتی فدرال حفاظت از سلامت عمومی را بهبود بخشیده و اطمینان از استفاده مجدد از آب را در بین عموم افزایش می‌دهد.

استرالیا[ویرایش]

از آنجایی که استرالیا در حدود ۷–۱۰ سال با خشکسالی می‌جنگد، آب بازیافتی گزینه‌ای ملی و محبوب شده‌است. دو شهر بزرگ و اصلی استرالیا، آدلاید و بریزین، در حال حاضر آب بازیافتی را به سدهای دو دست خود اضافه کرده‌اند. آدلاید همچنین دستگاه نمک زدایی را به عنوان کمکی برای مبارزه با کمبود آب در آینده ساخته است. در این زمینه، بریزین به عنوان رهبر در نظر گرفته می‌شود و دیگر شهرها پروژه بازیافت آب کریدور غربی را که زمانی کامل بوده بررسی می‌کنند. گولبرن، کانبرا، نیوکاسل، منطقه ویکتوریا و استرالیا در حال حاضر در حال ساخت پروسه بازیافت آب می‌باشند.

اتحادیه اروپا[ویرایش]

دومین پروژه بزرگ بازیافت آب در جهان در اسپانیا می‌باشد که ۱۲٪پساب ملی در آن تصفیه می‌گردد.^[۴۳] با در نظر گرفتن تحقیقی که توسط اتحادیه اروپا بودجه بندی گردیده، کشورهای اروپایی و مدیترانه‌ای نسبت به کالیفرنیا، ژاپن و استرالیا تا حدی که استفاده مجدد در نظر گرفته شده، پیشرفت چندانی نداشته‌اند. بر اساس این تحقیق، مفهوم آن برای قانونگذاران و عموم قابل فهم و پذیرش نمی‌باشد.^[۴۴]

تاریخچه[ویرایش]

همزمان با رشد شهرها بحران و فاضلاب‌های بهداشتی نیز گسترش یافتند. در سال ۱۸۴۰ لوله‌کشی داخلی که فضولات انسانی را با میکس می‌کرد و آن را دور می‌ریخت، نیاز به چاه فاضلاب را کاهش داد. در دفع فضولات بوی آن به عنوان مشکلی بزرگ در نظر گرفته شد و برای مقابله با آن فاضلاب به تالابی خشک قابل تبدیل گردید و مواد جامد به منظور دفع جداگانه حذف شد. این پروسه در حال حاضر بازیافت اولیه و مواد جامد لجن نامیده می‌شوند. در اواخر قرن ۱۹، از آنجاییکه بازیافت اولیه همچنان باعث ایجاد بوی نامطبوع فضولات بود در تحقیقی کشف گردید که با معرفی اکسیژن به فضولات دفعی می‌توان از این بوی نامناسب جلوگیری کرد. این مرحله آغاز بازیافت بیولوژیکی هوازی و غیر هوازی که برای پروسه‌های بازیافتی ضروری هستند بود. در سال ۱۹۲۰، کنترل بیشتر آلودگی ایجاد شده توسط مقادیر زیاد مایعات ضایع صنعتی و بشری که به رودخانه‌ها و اقیانوس‌ها ریخته می‌شد ضروری گردید و دستگاه‌های تصفیه مدرن در آمریکا و دیگر ملل صنعتی در سال ۱۹۳۰ ساخته شدند.^[۴۵] قانون آب پاک سال ۱۹۷۲ که برای آب سالم برای ماهیگیری و تفریح و سرگرمی طراحی شده بود، حذف فضولات بازیافت نشده منابع شهری و صنعتی را لازم‌الاجرا کرد و دولت فدرال آمریکا در حدود بیلیون-ها دلار به منظور تأسیس تصفیه‌خانه‌هایی بازیافت آب در اطراف کشور فراهم کرد. مراکز مدرن بازیافت آب معمولاً از اکسیداسیون یا کلر علاوه بر بازیافت اولیه و ثانویه استفاده می‌کنند.^[۴۶] بازیافت موجود در حال حاضر کیفیت فاضلاب جدا شده را بهبود می‌بخشد. آب جدا شده مراحل بازیافتی بیشتری که مناسب برای مصارف غیر شرب مانند سازمان‌های محلی، تخلیه در بسترهای آبی یا استفاده مجدد به عنوان آب اصلاحشده، می‌باشد را دریافت می‌کند. در مکان‌هایی مانند فلوریدا، که در آن جلوگیری از بار اضافی مواد مغذی آب دریافتی حساس ضروری می‌باشد، استفاده از آب بازیافتی نسبت به دفع آب‌های سطحی توسط قانون آب پاک بسیار اقتصادی تر می‌باشد.

نمونه‌ها[ویرایش]

استفاده مجدد غیرمستقیم (IPR)

استفاده غیر شرب

پیشنهاد شده‌ها[ویرایش]

منابع[ویرایش]

منبع مطلب : fa.wikipedia.org

مدیر محترم سایت fa.wikipedia.org لطفا اعلامیه بالای سایت را مطالعه کنید.

منابع آب

منابع آب، منابعی طبیعی و بالقوه مفید از آب هستند. فعالیت های کشاورزی، صنعتی، خانگی، تفریحی و زیست محیطی از جمله مصارف آب به شمار می آیند. تمامی موجودات زنده برای رشد و تولید مثل، نیازمند آب هستند.

97% آب روی زمین، آب شور و فقط سه درصد آن، آب شیرین است؛ اندکی بیش از دو-سوم این مقدار، در یخچال های طبیعی و قله های یخی و قطبی منجمد شده است. مابقی آب شیرین، غیر منجمد است و عمدتا تحت عنوان آب زیرزمینی یافت می شود و فقط بخش کوچکی از آن در روی زمین یا در هوا وجود دارد.^[۱]

آب شیرین، یک منبع تجدیدپذیر است، با این وجود، منابع آب زیرزمینی جهان، پیوسته در حال کاهش است؛ کاهش قابل توجهی در منابع آب آسیا، آمریکای جنوبی و آمریکای شمالی رخ داده است، اگرچه هنوز مشخص نیست که تجدید طبیعی، تا چه حد این مصرف را تعدیل می کند و آیا اکوسیستم ها مورد تهدید قرار گرفته اند یا خیر.^[۱] چارچوب تخصیص منابع آبی به کاربران (در صورت وجود چنین چارچوبی) تحت عنوان حقوق آب شناخته می شود.

منابع آب شیرین[ویرایش]

آب‌ سطحی[ویرایش]

آب درون یک رودخانه، دریاچه یا تالاب، آب سطحی محسوب می شود. آب سطحی، به طور طبیعی با بارش تغذیه می شود و به طور طبیعی از طریق تخلیه به اقیانوس ها، تبخیر، تبخیر و تعرق و تغذیه آب زیرزمینی جابجا می‌شود.

اگرچه تنها ورودی طبیعی به هر نظام آب سطحی، بارش در حوضه آبریز آن است، مقدار کل آب در آن نظام در هر زمان مشخص به بسیاری از عوامل دیگر بستگی دارد. این عوامل عبارتند از ظرفیت ذخیره سازی در دریاچه ها، تالاب ها و مخازن مصنوعی، نفوذپذیری خاک زیرین این پیکره های ذخیره ای، ویژگی های رواناب زمین در حوضه آبخیز، زمان بارش و میزان تبخیر موضعی. همه این عوامل، مقادیر هدر رفت آب را نیز تحت تاثیر قرار می دهند.

فعالیت های بشر می تواند اثر گسترده و گاهی مخرب بر این عوامل داشته باشد. اغلب، انسان ها با ساخت مخازن، ظرفیت ذخیره سازی را افزایش و با زهکشی تالاب ها، آن را کاهش می دهند. غالبا، انسان ها با سنگفرش کردن مناطق و کانال سازی جریان نهرها، مقادیر و سرعت رواناب را افزایش می دهند.

مقدار کل آب موجود در هر زمان معین یک نکته حائز اهمیت است. بعضی از کاربران آب (انسانی) به طور متناوب به آب نیاز دارند. مثلا، مزارع بسیاری، در بهار، مقادیر زیادی آب نیاز دارند ولی در زمستان نیازی به آب ندارند. یک نظام آب سطحی برای تأمین آب چنین مزرعه ای، نیازمند یک ظرفیت ذخیره سازی زیاد برای جمع آوری آب در طول سال و آزادسازی آن در یک مدت زمان کوتاه است. کاربران دیگر به طور مداوم به آب نیاز دارند، مثل نیروگاهی که برای خنک سازی، نیازمند آب است. برای تأمین آب چنین نیروگاهی، هنگامی که جریان متوسط نهر کمتر از نیاز نیروگاه باشد، یک نظام آب سطحی فقط نیازمند ظرفیت ذخیره سازی کافی برای پر شدن است.

با این وجود، در دراز مدت، میزان متوسط بارندگی درون یک حوضه آبریز، بالاتر از حد متوسط مصرف آب سطحی طبیعی، از آن حوضه آبریز است.

آب سطحی طبیعی با وارد شدن آب سطحی از حوضه های آبریز دیگر از طریق یک کانال یا خط لوله تغذیه می شود. آب سطحی از هر منبع دیگری که در اینجا ذکر شده است نیز می تواند تغذیه شود، اگرچه این مقادیر، عملا ناچیز هستند. انسان ها نیز می توانند باعث شوند که آب سطحی از طریق آلودگی " تلف شود" یا به عبارت دیگر غیر قابل استفاده گردد.

تخمین زده شده است که برزیل بزرگترین منبع آب شیرین در جهان را دارد و روسیه و کانادا در درجه بعدی قرار دارند.^[۱]

جریان تحت رودخانه‌ای[ویرایش]

در طول مسیر رودخانه، حجم کلی آبی که به پایین دست منتقل شده، اغلب ترکیبی است از جریان آب آزاد قابل مشاهده همراه با میزان جریان قابل توجهی در سنگ ها و رسوبات که در بستر رودخانه قرار گرفته اند، و دشت سیلابی آن، منطقه hyporheic نامیده می شود. برای رودخانه های بسیاری که در دره های بزرگ قرار دارند، این جزء دیده نشده از جریان، ممکن است بسیار بیشتر از جریان قابل مشاهده باشد. منطقه hyporheic اغلب بین آب سطحی و آب زیرزمینی آبخوان ها، یک رابط پویا تشکیل می دهد، که باعث مبادله جریان بین رودخانه ها و آبخوان ها می شود که شاید به طور کامل تغذیه یا تخلیه شود. این امر به ویژه در مناطق کارست که pot-holes و رودخانه های زیرزمینی متداول هستند، قابل توجه است.

آب زیرزمینی[ویرایش]

آب زیرزمینی، آب شیرینی است که در فضای منافذ زیر سطح خاک و سنگ ها قرار دارد. همچنین آبی است که درون آبخوان ها، زیر سطح ایستابی جریان دارد. گاهی اوقات جداسازی بین آب زیرزمینی که بسیار نزدیک است با آب سطحی و آب زیرزمینی عمقی در یک آبخوان (گاهی اوقات "آب فسیلی" نامیده می شود)، مفید است.

اصطلاحات مورد استفاده برای آب سطحی نظیر ورودی ها، خروجی ها و ذخیره سازی را نیز می توان برای آب زیرزمینی در نظر گرفت. تفاوت عمده این است که به دلیل سرعت پایین بازیابی آن، ذخیره سازی آب زیرزمینی عموما (در حجم) در مقایسه با ورودی ها نسبت به آنچه که برای آب سطحی وجود دارد، بسیار بیشتر است. این تفاوت، استفاده ناپایدار برای مدت زمان طولانی و بدون عواقب شدید را برای انسان ها تسهیل می کند. با این وجود، در دراز مدت نرخ متوسط نفوذ بالای یک منبع آب زیرزمینی بالاتر از حد متوسط مصرف آب از آن منبع است.

ورودی طبیعی به آب زیرزمینی، نفوذ از آب سطحی است. خروجی های طبیعی از آب زیرزمینی، چشمه ها و نفوذ به اقیانوس هاست.

همچنین اگر منبع آب سطحی در معرض تبخیر قابل توجهی قرار گیرد، ممکن است یک منبع آب زیرزمینی شور شود. این وضعیت می تواند به صورت طبیعی زیر پیکره های آبی یا به صورت مصنوعی زیر زمین های کشاورزی آبیاری شده رخ دهد. استفاده بشر از یک منبع آب زیرزمینی در مناطق ساحلی، ممکن است باعث تغییر جهت نفوذ به سمت اقیانوس شود یا همچنین می تواند باعث شوری خاک شود. همچنین انسان ها می توانند باعث شوند که آب زیرزمینی از طریق آلودگی، "تلف شود". انسان ها می توانند ورودی به یک منبع آب زیرزمینی را با ساخت مخازن یا حوضچه های نگهداری افزایش دهند.

آب منجمد[ویرایش]

برای استفاده از کوههای یخی به عنوان منبع آب، چندین طرح پیشنهاد شده است، اما تا به امروز این طرح ها فقط برای اهداف تحقیقاتی انجام شده اند. رواناب یخچال های طبیعی، آب سطحی در نظر گرفته می شود.

هیمالیا، که اغلب " بام جهان" نامیده می شود، شامل برخی از ناهموارترین و مرتفع ترین مناطق روی زمین، همچنین بیشترین منطقه یخچال های طبیعی و لایه های منجمد خارج از قطب ها می باشد. 10 رودخانه بزرگ آسیا از آنجا نشأت می گیرند و معیشت بیش از یک میلیارد نفر به آنها وابسته است. از پیچیدگی‌های این نقاط می‌توان به رشد دما در آنجا اشاره کرد که سریع تر از متوسط جهانی افزایش می یابد. طی یک دهه گذشته، در نپال، دما تا 0/6 درجه سانتی گراد افزایش یافته است در حالی که در سطح جهانی، زمین در طی صد سال گذشته تقریبا 0/7 درجه سانتیگراد گرم شده است.^[۱]

نمک‌زدایی[ویرایش]

نمک زدایی فرآیندی مصنوعی است که توسط آن آب شور (عموما آب دریا) به آب شیرین تبدیل می شود. متداول ترین فرآیندهای نمک زدایی، تقطیر و اسمز معکوس هستند. در حال حاضر در مقایسه با اکثر منابع جایگزینی آب، نمک زدایی، گران است و فقط بخش بسیار کمی از کل مصرف بشر از طریق نمک زدایی تأمین می شود. نمک زدایی معمولا از نظر اقتصادی فقط برای مصارف با ارزش بالا (مثل مصارف خانگی و صنعتی) در مناطق خشک کاربردی است. با این حال، برای مصارف کشاورزی و مناطق پرجمعیت مثل سنگاپور یا کالیفرنیا، توسعه نمک زدایی وجود دارد. گسترده ترین کاربرد (نمک زدایی) در خلیج فارس است.

کاربردهای آب[ویرایش]

کشاورزی[ویرایش]

تخمین زده شده است که 70% آب جهان برای آبیاری استفاده می شود با اینکه 35-15% برداشت های آبیاری ناپایدار است. حدود 2000 تا 3000 لیتر آب برای تولید غذای کافی برای تأمین نیاز رژیم غذایی روزانه یک فرد لازم است. این مقدار در مقایسه با مقدار لازم برای آشامیدن که بین 2 تا 5 لیتر است، قابل توجه است. آب مورد نیاز برای تولید غذای بیش از 7 میلیارد نفری که امروزه ساکن سیاره زمین هستند، کانالی را با عمق 10 متر، عرض 100 متر و طول 2100 کیلومتر را پر می کند.

حدود پنجاه سال پیش، تصور عمومی این بود که آب یک منبع بی نهایت است. در آن زمان، کمتر از نصف تعداد افراد کنونی روی سیاره وجود داشتند. مردم به اندازه امروز ثروتمند نبودند، کالری کمتری مصرف می کردند و گوشت کمتری می خوردند بنابراین آب کمتری برای تولید غذای آنها نیاز بود. آنها به یک- سوم حجم آبی که ما امروزه از رودخانه ها برداشت می کنیم، نیاز داشتند. امروزه رقابت بر سر منابع آب بسیار شدیدتر است. این موضوع به این دلیل است که در حال حاضر 7 میلیارد نفر روی سیاره هستند، مصرف گوشت و سبزیجات آنها در حال افزایش است، و رقابت فزاینده ای بر سر آب برای صنعت، محصولات سوخت زیستی شهرنشینی و اقلام غذایی متکی به آب وجود دارد. حتی در آینده، آب بیشتری برای تولید غذا نیاز است زیرا پیش بینی شده است که تا سال 2050، جمعیت زمین به 9 میلیارد نفر افزایش می یابد. 2/5 تا 3 میلیارد نفر دیگری که می خواهند غلات کمتر و گوشت و سبزیجات بیشتری بخورند، می توانند 5 میلیون کیلومتر دیگر به کانال مجازی فوق الذکر اضافه کنند.^[۱]

ارزیابی مدیریت آب در بخش کشاورزی در سال 2007 توسط مؤسسه بین المللی مدیریت آب در سریلانکا انجام شد تا ببیند آیا جهان آب کافی برای تأمین غذای جمعیت در حال رشد خود دارد یا خیر. این ارزیابی، در دسترس بودن فعلی آب برای کشاورزی در مقیاس جهانی را ارزیابی کرد و مناطقی که از کم آبی رنج می برند را نقشه برداری کرد. این تحقیق نشان داد که یک- پنجم مردم جهان، بیش از 1/2 میلیارد نفر، در مناطقی با کم آبی فیزیکی یعنی جایی که آب کافی برای تأمین همه نیازها وجود ندارد، زندگی می کنند. 1/6 میلیارد نفر دیگر در مناطقی زندگی می کنند که کم آبی اقتصادی را تجربه می کنند، جایی که عدم سرمایه گذاری در بخش آب یا ناکافی بودن ظرفیت انسانی، تأمین تقاضای آب را برای مسئولان غیر ممکن می سازد. علاوه بر این، یک- سوم جمعیت جهان، یعنی بیش از 2/3 میلیارد نفر، دسترسی به آب آشامیدنی پاک ندارند. گزارش حاکی از آن بود که تولید غذای مورد نیاز در آینده ممکن خواهد بود اما ادامه روندهای امروزی تولید غذا و زیست محیطی منجر به بحران در بسیاری از بخش های جهان می شود. برای جلوگیری از بحران آب جهانی، کشاورزان باید برای افزایش بهره وری جهت تأمین تقاضای در حال افزایش غذا تلاش کنند، تا زمانی که صنایع و شهرها، راهکارهایی برای استفاده مؤثرتر آب پیدا کنند.^[۱]

در برخی مناطق جهان، آبیاری برای رشد هیچ محصولی، اصلا ضروری نیست، در مناطق دیگر، (آبیاری) باعث می شود که محصولات سودمندتری رشد کنند یا بازده محصول را افزایش می دهد. روش های گوناگون آبیاری با برآوردهای مختلفی بین بازده محصول، مصرف آب و هزینه (سرمایه) تجهیزات و سازه ها سروکار دارد. روش های آبیاری مثل آبیاری شیاری و آب پاش هوایی معمولا هزینه کمتری دارند اما به طور معمول از کارایی کمتری نیز برخوردار هستند، زیرا مقدار زیادی آب تبخیر و در زیر منطقه ریشه (اصلی) تخلیه یا زهکشی می شود. روش آبیاری قطره ای، آبیاری غرقابی و بعضی انواع سیستم های آب پاش که در آنها آب پاش ها نزدیک سطح زمین عمل می کنند، روش های دیگر آبیاری هستند که کارآمدتر به نظر می رسند. این نوع سیستم ها گرچه گران تر هستند اما معمولا برای به حداقل رساندن رواناب، زهکشی و تبخیر، پتانسیل بیشتری دارند. هر نظامی که نادرست مدیریت شود می تواند بی فایده باشد، همه روش ها پتانسیل این را دارند که تحت شرایط مناسب و مدیریت و زمان بندی صحیح آبیاری، کارایی بالایی داشته باشند. برخی مسائلی که معمولا به اندازه کافی مورد توجه قرار نمی گیرند شور شدن آب زیرزمینی و تجمع آلاینده هاست که منجر به کاهش کیفیت آب می شوند.

با افزایش جمعیت جهان و افزایش تقاضا برای غذا در جهانی که دارای یک منبع آب ثابت است، تلاش برای یادگیری چگونگی تولید غذای بیشتر با آب کمتر از طریق پیشرفت هایی در روش ها و فناوری های آبیاری، مدیریت آب کشاورزی، انواع محصولات و پایش آب، در دست انجام است. پرورش آبزیان یک کاربرد کوچک اما رو به رشد کشاورزی از آب است. شیلات تجاری آب شیرین ممکن است به عنوان مصارف کشاورزی از آب نیز در نظر گرفته شود اما به طور کلی اولویت کمتری نسبت به آبیاری به آن اختصاص داده شده است (دریای آرال و دریاچه پیرامید را ملاحظه کنید).

صنایع[ویرایش]

تخمین زده شده است که 22% آب جهان برای صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. سدهای برق آبی، نیروگاههای ترموالکتریک که آب را برای خنک سازی استفاده می کنند، پالایشگاههای نفت و سنگ معدن که آب را در فرآیندهای شیمیایی استفاده می کنند و کارخانه های تولیدی که آب را به عنوان حلال استفاده می کنند، کاربران عمده صنعتی می باشند. برداشت آب برای صنایع خاص می تواند بسیار زیاد باشد اما به طور کلی مصرف آن نسبت به کشاورزی، خیلی کمتر است.

آب در تولید برق تجدیدپذیر مورد استفاده قرار می گیرد. نیروی برق آبی، از نیروی آب جاری در سرازیری که یک توربین متصل به یک ژنراتور را به حرکت در می آورد، انرژی دریافت می کند. این (نیروی) برق آبی یک منبع انرژی کم هزینه، غیر آلاینده و تجدیدپذیر است. به طور چشمگیری، نیروی برق آبی همچنین می تواند برخلاف اکثر منابع انرژی تجدیدپذیر که متناوب هستند  برای بارگیری متوالی مورد استفاده قرار گیرد. در نهایت، انرژی در نیروگاه برق آبی توسط خورشید تأمین می شود. گرمای خورشید، آب را تبخیر می کند که به عنوان باران در ارتفاعات بالاتر متراکم و سرازیر می شود. نیروگاههای هیدروالکتریک ذخیره ای و پمپاژ نیز وجود دارند که زمانی که تقاضا کم است، از برق شبکه برای پمپاژ آب به بالا و هنگامی که تقاضا بالاست، از آب ذخیره شده برای تولید برق، استفاده می کنند.

به طور کلی، نیروگاههای برق آبی نیازمند ایجاد یک دریاچه مصنوعی بزرگ هستند. به علت ناحیه سطحی بیشتری که در معرض عناصر قرار دارد، تبخیر از این دریاچه نسبت به تبخیر از یک رودخانه بیشتر است و باعث مصرف آب بسیار بیشتری می شود. فرآیندهای حرکت و انتقال آب از طریق توربین و تونل ها یا لوله ها نیز به طور مختصر این آب را از محیط طبیعی حذف می کند و باعث برداشت آب می شود. اثر این برداشت بر روی حیات وحش بسته به نوع طراحی نیروگاه، بسیار متفاوت است.

آب تحت فشار در برش دهنده های جت آب و انفجاری آب استفاده می شود. همچنین برای برش دقیق، تفنگ های آب با فشار بالا مورد استفاده قرار می گیرند. این (تفنگ آبی با فشار بالا) بسیار خوب کار می کند، نسبتا ایمن است و برای محیط زیست مضر نیست. همچنین در خنک سازی ماشین آلات برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد یا جلوگیری از گرم شدن بیش از حد تیغه های اره مورد استفاده قرار گرفته است. به طور کلی این مورد یک منبع خیلی کوچک از مصرف آب نسبت به مصارف دیگر است.

همچنین در بسیاری از فرآیندهای صنعتی بزرگ مقیاس مثل تولید نیروی ترموالکتریک، پالایش نفت، تولید کود و دیگر کارخانه های مواد شیمیایی و استخراج گاز طبیعی از سنگ شیل (نفت زا)، آب مورد استفاده قرار گرفته است. تخلیه آب تصفیه نشده از مصارف صنعتی، آلوده است. آلودگی شامل املاح تخلیه شده (آلودگی شیمیایی) و افزایش دمای آب (آلودگی حرارتی) می باشد. صنعت، برای بسیاری از برنامه های کاربردی، نیازمند آب خالص است و تکنیک های خالص سازی متنوعی را در تأمین و تخلیه آب استفاده می کند (از انواع روشهای تصفیه هم در تأمین آب و هم در تخلیه استفاده می کند). اکثر این آب خالص یا از آب شیرین طبیعی یا از آب خاکستری یا پساب شهری، در محل تولید می شود. به علت قوانینی که ملزم می کند پساب صنعتی تصفیه شود و به محیط زیست برگردانده شود، مصرف آب صنعتی به طور کلی خیلی کمتر از برداشت آن است. نیروگاههای ترموالکتریک از برج های خنک کننده با مصرف بالا استفاده می کنند (تقریبا برابر با برداشت آنها)، زیرا اکثر آب برداشت شده به عنوان بخشی از فرآیند خنک سازی تبخیر می شود. با این حال برداشت در سیستم های خنک کننده یک بار مصرف کمتر است.^[۱]

مصرف خانگی[ویرایش]

تخمین زده شده است که 8% مصرف آب جهان برای اهداف خانگی است. آب آشامیدنی، حمام کردن، پخت و پز، استفاده از فلاش تانک، نظافت، شستشوی لباس و باغبانی جز اهداف خانگی می باشند. Peter Gleick، نیاز اولیه آب برای مصارف خانگی روزانه، برای هر فرد به استثناء آب مورد نیاز باغ ها را حدود 50 لیتر تخمین زده است. آب آشامیدنی آبی است که از کیفیت به حد کافی بالا برخوردار است بنابراین می تواند بدون هیچ خطر صدمه فوری یا طولانی مدت، مصرف شود. چنین آبی معمولا آب شرب نامیده می شود. در اکثر کشورهای توسعه یافته آب تأمین شده برای (مصارف) خانگی، تجاری و صنعتی همه استانداردهای آب آشامیدنی را دارد با اینکه فقط بخش خیلی کمی برای آماده سازی غذا مورد استفاده قرار می گیرد.

تفریح[ویرایش]

مدیریت پایدار منابع آب (شامل فراهم کردن منابع ایمن و سالم برای آب آشامیدنی و آبیاری، بهداشت (سیستم تخلیه فاضلاب) مناسب، حفاظت از اکوسیستم های آبی و حفاظت از سیل) در بسیاری از بخش های جهان، با چالش های بزرگی مواجه است.

مصرف آب برای تفریح معمولا خیلی کم است اما درصد در حال رشدی از کل مصرف آب جهان را تشکیل می‌دهد. مصرف آب برای تفریح بیشتر به مخازن گره خورده است. اگر یک مخزن پرتر از آنچه که باید باشد نگه داشته شود، (به غیر از مصرف تفریحی) سپس آب حفظ شده را می توان به عنوان استفاده تفریحی دسته بندی کرد. رها سازی آب از مخازن نیز فرصت را برای قایق رانی در آب سفید بیشتر می کند که همچنین می تواند یک استفاده تفریحی به حساب آید. ماهیگیران، اسکی بازان روی آب، علاقه مندان به طبیعت و شناگران نمونه های دیگری هستند.

استفاده تفریحی معمولا غیر مصرفی است. زمین های گلف اغلب به دلیل استفاده مقدار زیادی آب به ویژه در مناطق خشک تر مورد هدف قرار می گیرند. با این حال هنوز مشخص نیست که آیا آبیاری تفریحی (که شامل باغ های خصوصی است) تأثیر قابل توجهی بر روی منابع آبی دارد یا خیر. این موضوع بیشتر به علت در دسترس نبودن اطلاعات موثق است. به علاوه زمین های گلف زیادی از فاضلاب تصفیه شده اولیه یا به طور انحصاری تصفیه شده استفاده می کنند که اثر کمی بر روی در دسترس بودن آب شرب دارد.

برخی دولت ها از جمله دولت کالیفرنیا، به منظور منحرف کردن اتهامات طرفداران محیط‌زیست مبنی بر هدر رفتن آب، استفاده از زمین گلف را به عنوان (مصرف) کشاورزی تلقی کرده اند. با این حال با استفاده از ارقام فوق به عنوان مبنا، اثر آماری واقعی این تغییر کاربری نزدیک صفر است. در آریزونا یک لابی سازمان یافته در قالب انجمن صنعت گلف تأسیس شده است، گروهی که بر آموزش عموم در مورد اینکه چگونه گلف بر محیط زیست اثر می گذارد متمرکز است.

استفاده تفریحی ممکن است در دسترس بودن آب برای کاربران دیگر در زمان ها و مکان های خاص را کاهش دهد. مثلا آب ذخیره شده در یک مخزن برای قایق رانی در اواخر تابستان، برای کشاورزان در طی فصل کاشت بهار در دسترس نیست. آب آزاد شده برای White water rafting ممکن است برای تولید برق آبی (در زمان اوج نیاز به برق) در دسترس نباشد.

محیط‌زیست[ویرایش]

استفاده واضح محیط زیست از آب نیز خیلی کم است اما درصد در حال افزایشی از مصرف کلی آب است. آب زیست محیطی ممکن است شامل آب ذخیره شده در مخازن باشد و برای اهداف زیست محیطی آزاد شود ( آب زیست محیطی نگه داشته شده) اما بیشتر اوقات آبی است که در آب راهها از طریق محدودیت های نظارتی بر بهره برداری نگه داشته شده است. استفاده آب زیست محیطی شامل آبیاری تالاب های طبیعی یا مصنوعی، دریاچه های مصنوعی با هدف ایجاد زیستگاه حیات وحش، پلکان (پرورش) ماهی و آزادسازی آب از مخازن زمان بندی شده برای کمک به تخم ریزی ماهی یا برگرداندن الگوهای بیشتر جریان طبیعی است.^[۱]

مشابه استفاده تفریحی، استفاده زیست محیطی غیر مصرفی است اما ممکن است در دسترس بودن آب برای کاربران دیگر در زمان ها و مکان های خاص را کاهش دهد. مثلا آزادسازی آب از یک مخزن برای کمک به تخم ریزی ماهی ممکن است باعث شود که آب برای مزارع بالادست در دسترس نباشد و آب نگه داشته شده در یک رودخانه برای حفظ سلامت آبراه، برای بهره برداران پایین دست در دسترس نخواهد بود.

تنش آبی[ویرایش]

مفهوم تنش آبی نسبتا ساده است: بر اساس شورای تجارت جهانی برای توسعه پایدار WWorld Business Council for Sustainable Development]، تنش آبی برای موقعیت هایی به کار برده می شود که آب کافی برای همه مصارف اعم از کشاورزی، صنعتی یا خانگی وجود ندارد. تعریف آستانه ها برای تنش از نظر سرانه آب موجود، پیچیده تر است، با این حال مستلزم مفروضاتی در مورد استفاده آب و کارایی آن است. با این وجود، پیشنهاد شده است که هنگامی که سرانه در دسترس بودن آب شیرین تجدیدپذیر سالانه کمتر از 1700 متر مکعب باشد، کشورها تنش آبی دوره ای یا منظم را تجربه می کنند. زیر 1000 متر مکعب، کم آبی، مانع توسعه اقتصادی و سلامت و رفاه انسان می شود.

رشد جمعیت[ویرایش]

در سال 2000، جمعیت جهان 6/2 میلیارد نفر بود. سازمان ملل تخمین می زند که تا سال 2050، 3/5 میلیارد نفر دیگر با بیشترین رشد در کشورهای در حال توسعه که از قبل دچار تنش آبی هستند، وجود خواهد داشت. بنابراین، تقاضای آب افزایش خواهد یافت مگر اینکه در صرفه جویی و بازچرخانی این منبع حیاتی افزایش قابل توجهی وجود داشته باشد. با استفاده از داده های ارائه شده در اینجا توسط سازمان ملل، بانک جهانی به توضیح این می پردازد که دسترسی به آب برای تولید غذا یکی از اصلی ترین چالش ها در دهه های آینده خواهد بود. نیاز است که در دسترسی به آب، ضمن در نظر گرفتن اثر تغییر اقلیم و سایر متغیرهای زیست محیطی و اجتماعی، تعدیل صورت گیرد.^[۱]

توسعه فعالیت تجاری[ویرایش]

فعالیت تجاری از صنعتی شدن گرفته تا خدماتی از قبیل گردشگری و سرگرمی همچنان به سرعت در حال گسترش است. این توسعه، نیازمند افزایش خدمات آبی از جمله تأمین و فاضلاب یا بهداشت است که می تواند باعث وارد شدن فشار بیشتر به منابع آب و اکوسیستم طبیعی، شود.

شهرنشینی سریع[ویرایش]

روند شهرنشینی در حال شتاب گرفتن است. استفاده از چاههای خصوصی کوچک و تانک های سپتیک که در جوامع با تراکم پایین به خوبی جواب می دهد، در مناطق شهری با تراکم بالا امکان پذیر نیست. شهرنشینی نیازمند سرمایه گذاری قابل توجهی در زیرساخت آب، به منظور رساندن آب به افراد و تصفیه‌ی انبوه فاضلاب می باشد. این آب های کثیف و آلوده باید تصفیه شوند در غیر این صورت خطرات سلامت عمومی غیر قابل پذیرشی را به همراه دارند.

در 60% شهرهای اروپایی با بیش از 100000 نفر جمعیت، آب زیرزمینی در نرخ سریعتری نسبت به نرخ  تغذیه  مورد استفاده قرار می گیرد. حتی اگر مقداری آب در دسترس بماند، هزینه جذب آن به طور فزاینده ای بیشتر است.

تغییر اقلیم[ویرایش]

تغییر اقلیم به دلیل ارتباط نزدیک بین اقلیم و چرخه هیدرولوژیکی، می تواند اثرات چشمگیری بر روی منابع آب در سراسر جهان داشته باشد. افزایش دما، تبخیر را افزایش خواهد داد و به افزایش بارش منجر می شود، اگرچه متغیرهای منطقه ای در بارندگی دخیل خواهد بود. ممکن است در مناطق و زمان های مختلف خشکسالی ها و سیل ها شایع تر شوند و می‌توان منتظر تغییرات چشمگیر در بارش برف و ذوب برف در مناطق کوهستانی بود. دماهای بالاتر نیز کیفیت آب را از طریق راههایی که به خوبی درک نشده اند تحت تأثیر قرار خواهد داد. اثرات احتمالی شامل اوتروفیکاسیون است. تغییر اقلیم همچنین می تواند به معنی افزایش در تقاضا برای آبیاری مزرعه، آب پاش های باغ و حتی شاید استخرهای شنا باشد. اکنون شواهد زیادی وجود دارد که نشان می دهد افزایش تنوع هیدرولوژیکی و تغییر اقلیم، می‌تواند از طریق چرخه هیدرولوژیکی، دسترسی به آب، تقاضای آب و تخصیص آب در سطوح مختلف جهانی، منطقه ای، حوضه ای و محلی، تاثیر عمیقی بر بخش آب وارد سازد.^[۱]

تخلیه آبخوان‌ها[ویرایش]

به علت گسترش جمعیت بشر، رقابت بر سر آب در حال افزایش است به گونه ای که بسیاری از آبخوان های اصلی جهان در حال تهی شدن هستند. این امر به دلیل مصرف مستقیم انسان به واسطه‌ی آبیاری با آب زیرزمینی اتفاق می افتد. در حال حاضر میلیون ها پمپ با اندازه های مختلف در سراسر جهان در حال استخراج آب زیرزمینی هستند. آبیاری در مناطق خشک از جمله چین شمالی، نپال و هند با آب زیرزمینی تأمین می شود و با نرخی ناپایدار استخراج می شود. شهرهای مکزیکوسیتی، بانکوک، پکن، مادراس و شانگهای، افت آبخوانها را بین 10 تا 50 متر تجربه کرده اند.^[۱]

آلودگی و حفاظت آب[ویرایش]

آلودگی آب یکی از نگرانی های اصلی جهان امروز است. دولت های بسیاری تلاش کرده اند تا راه کارهایی برای کاهش این مشکل پیدا کنند. آلاینده های بسیاری، منابع آب را تهدید می کنند اما متداول ترین آنها به ویژه در کشورهای در حال توسعه، تخلیه فاضلاب خام به آب های طبیعی است؛ این روش دفع فاضلاب، رایج ترین روش در کشورهای توسعه نیافته است اما در کشورهای نیمه توسعه یافته مثل چین، هند، نپال و ایران، نیز شایع است. فاضلاب، لجن، زباله و حتی آلاینده های سمی همگی در آب ریخته می شوند. حتی اگر فاضلاب تصفیه شود، باز هم مشکلاتی بوجود می آید. فاضلاب تصفیه شده، لجن را به وجود می آورد که ممکن است در محل دفن زباله قرار گیرد، در زمین پخش شود، سوزانده شود و یا به دریا ریخته شود. علاوه بر فاضلاب، آلودگی منبع غیر نقطه ای مثل رواناب کشاورزی، همراه با رواناب ناشی از باران و ذوب برف شهری و پساب شیمیایی ریخته شده توسط صنایع و دولت ها، یک منبع چشمگیر از آلودگی در برخی بخش های جهان است.^[۱]

آب و منازعات[ویرایش]

درگیری بر سر آب به طور گسترده ای افزایش یافته است و مصالحه بر سر ضروریات تأمین آب برای مصرف بشر، تولید غذا، اکوسیستم ها و دیگر کاربردها دشوارتر شده است. مدیریت آب غالبا درگیر مشکلات متناقض و پیچیده ای است. تقریبا 10% رواناب سالانه سراسر جهان برای ضروریات بشر مورد استفاده قرار می گیرد. مناطق مختلفی از جهان در معرض سیل قرار گرفته است در حالی که سایر مناطق، چنان بارش کمی دارند که زندگی بشر تقریبا غیر ممکن شده است. با افزایش جمعیت و توسعه و افزایش تقاضای آب، احتمال (بروز) مشکلات درون یک کشور یا منطقه خاص افزایش می یابد همانطور که برای کشورهای دیگر در خارج از منطقه اتفاق می افتد.

طی 25 سال گذشته، سیاستمداران، دانشگاهیان و روزنامه نگاران اغلب پیش بینی کرده اند که منازعات بر سر آب، منشأ جنگ های آینده خواهد بود. نقل قول های متداول عبارتند از: وزیر امور خارجه سابق مصر و دبیر کل سابق سازمان ملل، بوتروس غالی که پیش بینی می کند: " جنگ بعدی در خاورمیانه بر سر آب خواهد بود نه سیاست"؛ جانشین او در سازمان ملل، کوفی عنان که در سال 2001 گفت " رقابت شدید بر سر آب شیرین منشا درگیری و جنگ ها در آینده می شود" و معاون سابق بانک جهانی اسماعیل سراگلدین که گفت جنگ های قرن آینده بر سر آب خواهد بود مگر اینکه تغییرات چشمگیری در حکمرانی رخ دهد. فرضیه جنگ های آب، ریشه در تحقیقات قبلی انجام شده بر روی شمار اندکی از رودخانه های فرامرزی مثل ایندوس، اردن و نیل دارد. این رودخانه های خاص مرکز توجه قرار گرفتند زیرا آنها منازعات مرتبط با آب را تجربه کرده بودند. وقایع خاصی که به عنوان شاهد ذکر شده اند عبارتند از: بمباران اسرائیل در تلاش های سوریه برای منحرف ساختن سرچشمه های اردن و تهدیدات نظامی مصر علیه هر کشوری که سدهایی در آب های بالادستی نیل بسازد. با این حال با وجود برخی پیوندهای معتبر بین درگیری و آب، لزوماً چنین هنجاری را اثبات نمی‌کنند.

تنها نمونه شناخته شده از درگیری واقعی بین دولتی بر سر آب بین سال های 2500 و 2350 قبل از میلاد مسیح بین حکومت‌های سومری لاگاش و امما رخ داده است. تنش آبی اغلب منجر به منازعات در سطوح محلی و منطقه ای شده است. تنش ها اغلب در مرزهای ملی در مناطق پایین دست حوضه های رودخانه ایجاد می شوند. به عنوان مثال، مناطقی مثل نواحی پایین‌دست رودخانه زرد چین یا رودخانه چائوفرایا در تایلند قبلا تنش آبی را برای چندین سال تجربه کرده اند. همچنین، تنش آبی می تواند درگیری ها و تنش های سیاسی را که به طور مستقیم ناشی از آب نیستند را تشدید کند.

منابع آبی که مرزهای بین المللی را در بر می گیرند به احتمال زیاد منشا همکاری و تعامل هستند تا جنگ. دانشمندان شاغل در مؤسسه بین المللی مدیریت آب International Water Management Institute شواهد پیش بینی جنگ آب را بررسی کرده اند. یافته های آنها نشان می دهد که، اگرچه این درست است که درگیری های انگشت شماری مرتبط با آب در حوضه های بین المللی وجود داشته است، در تقریبا 300 حوضه باقی مانده مشترک جهانی گزارشات به طور گسترده مثبت هستند. این موضوع با مثال زدن صدها پیمانی که در مورد استفاده عادلانه آب بین ملت هایی که منابع آب مشترک دارند، منعقد می شود، روشن است. نهادهای ایجاد شده توسط این توافقات می توانند در حقیقت یکی از مهمترین عوامل در تأمین همکاری به جای نزاع باشند.

اتحادیه بین المللی حفاظت از طبیعت (IUCN) کتاب شراکت: مدیریت آب در مرزها (Share: Managing water across boundaries) را منتشر کرد. در یک فصل، فعالیت های مؤسسات فرامرزی و چگونگی طراحی آنها برای تقویت همکاری، غلبه بر منازعات ابتدایی و پیدا کردن راههایی برای مقابله با عدم قطعیت های ایجاد شده توسط تغییر اقلیم، ارائه شده است. همچنین این کتاب مطالبی پیرامون نحوه نظارت بر اثربخشی  این قبیل مؤسسات را پوشش می دهد.

در سال 2025، کم آبی ها در میان کشورهای فقیرتر، جایی که منابع محدود هستند و رشد جمعیت سریع است مثل خاورمیانه، آفریقا و بخش هایی از آسیا رایج تر خواهد بود. تا سال 2025، مناطق شهری وسیع و حاشیه شهری برای تامین آب سالم و بهداشت کافی، نیازمند زیرساخت جدید خواهند بود. این امر حاکی از افزایش درگیری با کاربران آب کشاورزی است که در حال حاضر اکثر آب مورد استفاده انسان را مصرف می کنند.

به طور کلی کشورهای توسعه یافته تر آمریکای شمالی، اروپا و روسیه با تهدید جدی در مورد تامین آب تا سال 2025 مواجه نخواهند شد نه تنها به دلیل ثروت نسبی آنها بلکه مهمتر اینکه جمعیت آنها با منابع آب موجود بهتر هماهنگ خواهند شد. آفریقای شمالی، خاورمیانه، آفریقای جنوبی و چین شمالی به علت کم آبی فیزیکی وجمعیت بیش از حد و شرایط مرتبط با ظرفیت برد آن کشورها از حیث تامین آب، با کم آبی های شدیدی مواجه خواهند شد. اکثر آمریکای جنوبی، جنوب صحرای آفریقا، چین جنوبی و هند با کسری های تامین آب تا سال 2025 مواجه خواهند شد؛ در این مناطق، محدودیت های اقتصادی برای توسعه آب آشامیدنی سالم و نیز رشد جمعیت بیش از حد، دلایل کمبود (آب) می باشند.

ملاحظات اقتصادی[ویرایش]

تامین آب و بهداشت (فاضلاب) نیازمند سرمایه گذاری هنگفتی در زیرساخت ها، مثل شبکه های لوله، ایستگاههای پمپاژ و تأسیسات تصفیه آب می باشد. تخمین زده شده است که ملت های عضو سازمان همکاری اقتصادی و توسعه (OECD) سالانه برای جایگزینی زیرساخت آب قدیمی جهت تضمین تامین، کاهش نرخ نشت و حفاظت از کیفیت آب، حداقل نیاز به سرمایه گذاری معادل 200 میلیارد دلار آمریکا دارند.^[۱]

توجه بین المللی به نیازهای کشورهای در حال توسعه متمرکز شده است. برای تحقق اهداف توسعه هزاره یعنی کاهش پنجاه درصدی میزان جمعیت فاقد دسترسی به آب آشامیدنی سالم و بهداشت اولیه تا سال 2015، نیاز است که تقریبا سرمایه‌گذاری فعلی دوبرابر شود و به 10 تا 15 میلیارد دلار آمریکا برسد. این امر شامل سرمایه گذاری های لازم برای نگهداری و حفظ زیرساخت های موجود نمی شود.

هنگامی که زیرساخت ها برقرار هستند، نظام های فعال برای تامین آب و فاضلاب، مستلزم هزینه های جاری چشمگیری خواهند بود تا بتوانند مخارج پرسنل، انرژی، مواد شیمیایی، نگهداری و غیره را پوشش دهند. منابع مالی برای تامین این هزینه ها و هزینه های عملیاتی، شامل درآمدهای جاری (آب بها) و بودجه عمومی، یا ترکیبی از این دو است. یک بعد مهم که باید در نظر گرفته شود، انعطاف پذیری سیستم تامین آب است.^[۱]

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

ویکی‌پدیای انگلیسی: en:Water resources

منبع مطلب : fa.wikipedia.org

مدیر محترم سایت fa.wikipedia.org لطفا اعلامیه بالای سایت را مطالعه کنید.

جواب کاربران در نظرات پایین سایت

مهدی : نمیدونم, کاش دوستان در نظرات جواب رو بفرستن.