ضدعفونی آب با انرژی خورشیدی به روش SODIS
روش ضدعفونی آب با استفاده از انرژی خورشیدی (SODIS) یکی از ساده ترین و کم هزینه ترین راهکارهای تصفیه آب است که توسط سازمان بهداشت جهانی (WHO) نیز تأیید شده است. در این روش، با استفاده از نور خورشید، آب آلوده به طور مؤثر از میکروب ها پاکسازی می شود، بدون اینکه نیاز به تجهیزات پیچیده یا هزینه های نگهداری باشد. برای انجام این فرآیند، آب با کدورت کم در بطری های پلاستیکی شفاف یا کیسه های آب با ظرفیت مناسب ریخته شده و سپس در معرض نور مستقیم خورشید قرار می گیرد.
همچنین، با توجه به عدم نیاز به منابع انرژی دیگر در آب شیرین کن خورشیدی، این روش یک راهکار پایدار و سازگار با محیط زیست برای تولید آب سالم در سطح خانوار محسوب می شود. با این حال، عواملی مانند شرایط جوی و میزان کدورت آب می توانند بر کارایی این روش تأثیر بگذارند و در برخی مناطق توصیه می شود که آب های بارانی نیز به عنوان جایگزین در روزهای بارانی ذخیره و استفاده شوند.
روش SODIS یا ضدعفونی خورشیدی آب چیست؟
در روش SODIS برای ضدعفونی آب، هنگامی که آب آلوده میکروبی در بطری های PET شفاف در معرض نور خورشید قرار می گیرد، باکتری ها، ویروس ها و برخی انگل ها توسط اشعه UV-A خورشیدی غیرفعال می شوند. با وجود اینکه، روش ضدعفونی آب با نور خورشید (SODIS) یک راه حل ساده و کم هزینه برای بهبود کیفیت میکروبی آب آشامیدنی در سطح مصارف خانگی است، اما نباید به عنوان جایگزینی کامل برای دسترسی به آب سالم مورد استفاده قرار گیرد. این روش به ویژه برای جوامع کم درآمد مناسب است، زیرا هزینه اجرایی آن نسبت به استفاده از سایر روش ها و دستگاه تصفیه آب خانگی بسیار پایین بوده و می تواند در مناطق روستایی و محله های فقیرنشین شهری نیز مورد استفاده قرار گیرد.
SODIS نمی تواند آلودگی های شیمیایی مانند آرسنیک یا فلوراید را از آب حذف کند، بلکه فقط برای بهبود کیفیت میکروبی آب مفید است. برای مناطقی که منابع آبی بهبود یافته (مانند چاه ها) دارند اما کیفیت میکروبی آنها به استانداردهای لازم نمی رسد، این روش می تواند به عنوان یک تصفیه ثانویه کارآمد عمل کند.
فواید تصفیه و ضدعفونی آب با انرژی خورشیدی و روش SODIS
از جمله مزایای استفاده از روش ضد عفونی آب خورشیدی (SODIS) می توان به موارد زیر اشاره کرد:
• روش ضد عفونی آب خورشیدی (SODIS) به طور موثر عوامل بیماری زا مانند باکتری ها، ویروس ها و انگل ها را کاهش می دهد و آب را برای نوشیدن ایمن تر می کند. این امر به جلوگیری از بیماری های قابل انتقال از آب مانند اسهال، وبا و حصبه، به ویژه در جوامعی که به آب تمیز دسترسی ندارند، کمک می کند.
• ضدعفونی آب با خورشید به حداقل سرمایه گذاری نیاز دارد، زیرا از بطری های پلاستیکی معمولی و نور خورشید استفاده می کند و برای جوامع کم درآمد قابل دسترسی است. این امر آن را به گزینه ای پایدار برای مناطقی با منابع مالی محدود تبدیل می کند.
• ضدعفونی آب SODIS نیاز به آموزش یا تجهیزات تخصصی نیاز ندارد. این فرآیند را می توان به آسانی به همه افراد حتی کودکان آموزش داد و به طور گسترده استفاده کرد.
• این سیستم متکی بر مواد به طور گسترده در دسترس است. منبع بطری های پلاستیکی آسان است و نور خورشید یک منبع انرژی تجدیدپذیر است که SODIS را از نظر زیست محیطی پایدار می کند و اتکا به سایر منابع سوخت برای تصفیه آب را کاهش می دهد.
• این روش با تکیه بر انرژی خورشیدی به جای سوخت یا روش های مبتنی بر مواد شیمیایی، نیاز به هیزم، برق یا تصفیه های شیمیایی را کاهش می دهد و به حفظ محیط زیست و کاهش انتشار کربن کمک می کند.
• از روش SODIS می توان در مکان های جغرافیایی مختلف با آب و هوای آفتابی استفاده کرد و مقیاس پذیری به کل جوامع اجازه می دهد تا از آب آشامیدنی سالم تری بدون نیاز به سرمایه گذاری های زیرساختی بزرگ بهره مند شوند.
راهنمای استفاده از انرژی خورشیدی برای ضدعفونی آب خانه
فرآیند ضدعفونی آب با انرژی خورشیدی (SODIS) از نور خورشید به ویژه اشعه UV-A (320 تا 400 نانومتر) برای غیرفعال سازی میکروارگانیسم های مضر در آب استفاده می کند. این اشعه که حدود 6٪ از کل نور خورشید را تشکیل می دهد، توسط مولکول های حساس به نور موجود در آب جذب می شود. این مولکول ها انرژی نور را به اکسیژن موجود در آب منتقل می کنند و گونه های فعال اکسیژن (ROS) تولید می شود. ROS باعث آسیب به پروتئین های غشایی و DNA پاتوژن ها می شود و در نهایت منجر به غیرفعال سازی آن ها می گردد.
یکی از عوامل مؤثر در این فرآیند دمای آب است. هنگامی که دمای آب به بالای ۴۵ درجه سانتی گراد می رسد، اثر هم افزایی بین تابش UV-A و نور مادون قرمز خورشیدی رخ می دهد و زمان مورد نیاز برای تصفیه کاهش می یابد. در شرایط آب و هوایی ابری، اگرچه نور مادون قرمز کاهش می یابد، اما UV-A همچنان کارایی خود را حفظ می کند و بطری های آب برای مدت طولانی تری در معرض نور قرار می گیرند تا دوز کافی اشعه را دریافت کنند.
مدت زمان لازم برای ضدعفونی بستگی به شرایط جوی دارد؛ در هوای آفتابی یا نیمه ابری حدود ۶ ساعت کافی است، اما در روزهای کاملاً ابری این زمان به دو روز افزایش می یابد. این روش به دلیل سادگی و هزینه کم، گزینه ای مناسب برای مناطقی با دسترسی محدود به منابع آب آشامیدنی سالم است. کدورت آب نیز نقش مهمی در کارایی این روش دارد؛ آب با کدورت کم، نفوذپذیری بیشتری برای اشعه ماوراء بنفش دارد. برای اطمینان از کارایی، آب باید از فیلتر عبور داده شود تا ذرات معلق کاهش یابند و شرایط بهینه برای ضدعفونی فراهم شود. استفاده از آب شیرین کن های خورشیدی نیز برای بهبود کیفیت اب تصفیه شده، می تواند تاثیر زیادی داشته باشد.
ظرف مناسب برای انجام فرایند SODIS چیست؟
ظروف مناسب برای استفاده در روش ضدعفونی آب با نور خورشید (SODIS) بطری های پلاستیکی PET یا بطری های شیشه ای شفاف هستند. شیشه های معمولی (مانند شیشه پنجره) برای این منظور مناسب نیستند، زیرا نور فرابنفش (UV) را به خوبی عبور نمی دهند. همچنین، استفاده از بطری های PVC برای ضدعفونی آب با نور خورشید توصیه نمی شود. معمولاً روی بطری ها نشانه هایی وجود دارد که نشان می دهد از چه موادی ساخته شده اند (PET یا PVC)، اما این برچسب ها ممکن است در کشورهای مختلف متفاوت باشند.
اگر بطری ها علامت گذاری نشده باشند، می توان تفاوت PET و PVC را از طریق آتش زدن تشخیص داد. بطری های PET به راحتی و سریع در شعله آتش می سوزند و پس از خروج از شعله، آتش به آرامی خاموش می شود یا ممکن است همچنان به سوختن ادامه دهد. دود حاصل از سوختن PET بویی شیرین دارد. در مقابل، PVC به سختی می سوزد و خارج از شعله اصلاً نمی سوزد. دود PVC بویی تند و زننده دارد. همچنین، بطری های PET که خراشیده شده اند یا قدیمی هستند باید به طور مرتب تعویض شوند، زیرا خراش ها باعث مات شدن آن ها می شوند و کارایی شان در فرآیند ضدعفونی را کاهش می دهند.
مقایسه روش SODIS یا ضدعفونی خورشیدی آب با سایر روش ها
روش های مختلف ضدعفونی آب، هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. جوشاندن به عنوان یکی از مؤثرترین روش ها، به خوبی پاتوژن های میکروبی را از بین می برد و به دلیل اطمینان مردم از آن، بسیار رایج است. با این حال، این روش نیاز به سوخت دارد که ممکن است هزینه بر باشد و همچنین می تواند باعث آلودگی هوا در داخل خانه شود. کلرزنی با استفاده از کلر به صورت مایع یا قرص در مقایسه با جوشاندن، ارزان تر و کاربرپسندتر است و مزیت آن باقی ماندن کلر در آب و جلوگیری از رشد مجدد باکتری ها است.
با این حال، در برابر برخی ویروس ها و تک یاخته ها کارایی کمتری دارد و ممکن است بر طعم و بوی آب تأثیر بگذارد. فیلتراسیون، به ویژه با استفاده از فیلترهای سرامیکی، به خوبی تک یاخته ها و باکتری ها را حذف می کند، اما در برابر ویروس ها کارایی کمتری دارد و نیاز به نگهداری و هزینه بیشتری دارد. همچنین، فیلتر UV (فرابنفش) در ضدعفونی کردن آب نقش مهمی در از بین بردن میکروارگانیسم های مضر مانند باکتری ها، ویروس ها و انگل ها دارد. این فیلتر از تابش فرابنفش برای تخریب DNA عوامل بیماری زا استفاده می کند و آن ها را غیرقابل تولید مثل می سازد، در نتیجه آب را از نظر میکروبی ایمن می کند. فیلتر یووی ضدعفونی کننده آب روشی مؤثر و شیمیایی آزاد است که بدون تغییر در طعم، بو یا ترکیب شیمیایی آب، آن را به طور مؤثر ضدعفونی می کند.
روش ضدعفونی خورشیدی (SODIS) که از نور UV و افزایش دمای آب استفاده می کند، به دلیل ارزان و ساده بودن آن، گزینه ای مناسب برای مناطق کم درآمد و شرایط بحرانی است و با تأیید سازمان بهداشت جهانی، برای از بین بردن پاتوژن ها موثر است. با این حال، برای آب های کدر کارایی کمتری دارد و آب تصفیه شده با این روش باید در مدت کوتاهی مصرف شود.
