با هر بار باز کردن شیر آب، شاید بوی خفیف کلر این احساس را ایجاد کند که آب تصفیه شده و سالم است. کلر بیش از یک قرن است که مؤثرترین ضدعفونی کننده آب در سراسر جهان محسوب می شود و از مردم در برابر بیماری های خطرناک محافظت می کند. با این وجود، سؤال مهمی که مطرح می شود این است که «آیا کلر فقط یک محافظ مطمئن است، یا در کنار فوایدش، چالش هایی نیز برای سلامت انسان به همراه دارد؟» در واقع، هنگامی که کلر به آب اضافه می شود با مواد آلی طبیعی موجود در آب واکنش می دهد و ترکیباتی به نام محصولات جانبی گندزدایی (DBPs) تشکیل می دهد که در صورت مصرف طولانی مدت می توانند برای سلامت انسان خطرناک باشند.
کلرزنی آب چیست؟
کلرزنی (Chlorination) فرآیندی است که طی آن کلر یا ترکیبات کلردار به آب اضافه می شود تا میکروارگانیسم های بیماری زا غیرفعال شوند. این روش نخستین بار در اواخر دهه 1800 میلادی مورد استفاده قرار گرفت و از آن زمان به بعد نقش مهمی در حذف بیماری های منتقله از آب مانند حصبه و وبا داشته است.
چرا از کلر برای گندزدایی آب استفاده می شود؟
کلرزنی به عنوان رایج ترین و مؤثرترین روش گندزدایی آب در سراسر جهان شناخته شده است و این به دلایل متعددی از جمله مزایای آن است:
- اثرگذاری بالا: کلر می تواند طیف گستردهای از باکتری ها، ویروس ها و انگل ها را از بین ببرد.
- ایجاد ماندگاری: حضور کلر باقیمانده در آب باعث می شود آب در طول مسیر لوله کشی مجددا آلوده نشود.
- قیمت مناسب و سهولت دسترسی: کلر یکی از مقرون به صرفه ترین روش های ضدعفونی آب در مقیاس شهری است.
کلر چگونه میکروب ها را از بین می برد؟
پس از افزودن کلر به آب، بخش مهمی از آن به ماده ای به نام اسید هیپوکلروس (HOCl) تبدیل می شود. HOCl قوی ترین عامل گندزدایی کلر است که با نفوذ به دیواره سلولی میکروارگانیسم ها، ساختارهای حیاتی آن ها را تخریب کرده و باعث مرگ یا غیرفعال شدن آن ها می شود.
انواع کلر مورد استفاده در تصفیه آب
در تصفیه خانه ها کلر خالص تزریق نمی شود؛ بلکه از ترکیبات استاندارد و ایمن زیر استفاده می شود:
- گاز کلر (Cl2): مناسب تصفیه آب شهری در مقیاس بزرگ
- هیپوکلریت سدیم (مایع سفیدکننده – NaOCl): مناسب واحدهای کوچک تر
- هیپوکلریت کلسیم (Ca(OCl)2): مناسب مصارف محلی و استخرها
برای کارایی بیشتر و اطمینان از کیفیت بالا، استفاده از برندهای معتبر مانند کلر آکوافیت (Aquafit) که توسط مجموعه آبین عرضه می شود، اهمیت زیادی دارد.
عوامل مؤثر بر عمکرد بهینه کلر
پس از تزریق کلر به آب، دو شکل اصلی از کلر آزاد در آب تشکیل می شود:
- HOCl (قویترین ضدعفونیکننده)
- OCl⁻ (یون هیپوکلریت – ضعیفتر)
نقش pH در قدرت گندزدایی کلر
همان طور پیش تر اشاره شد، اسید هیپوکلروس (HOCl) قوی ترین ضدعفونی کننده شناخته می شود، زیرا یک اسید خنثی است و می تواند به راحتی در دیواره سلولی باکتری ها نفوذ کند. غلظت HOCl شدیداً تحت تأثیر میزان pH آب است:
- در pH پایین (اسیدی)، نسبت HOCl بالاتر و قدرت گندزدایی بیشتر است.
- در pH بالا (قلیایی)-OCl غالب می شود و قدرت گندزدایی کلر کاهش پیدا می کند.
نکته قابل توجه این است که کنترل دقیق زمان تماس (CT)، pH و نوع کلر برای اثرگذاری مطلوب ضروری است.
کلرامین چیست و چرا در گندزدایی ثانویه استفاده می شود؟
کلرزنی ثانویه به فرآیندی اطلاق می شود که طی آن یک باقیمانده ضدعفونی کننده پایدار (معمولاً کلرامین) به آب تزریق می شود تا از رشد مجدد میکروارگانیسم ها در طول شبکه توزیع آب جلوگیری کند. وقتی کلر با آمونیوم واکنش می دهد، کلرامین ها تشکیل می شوند:
- قدرت گندزدایی و ضدعفونی کنندگی کمتری نسبت به HOCl دارند.
- ماندگاری بسیار بیشتری نسبت به کلر آزاد ایجاد می کنند و در برابر تجزیه شدن بسیار پایدارترند.
به همین دلیل، کلرامین ها برای گندزدایی ثانویه در شبکه توزیع آب کاربرد دارند.
مضرات کلرزنی آب برای سلامت انسان
با وجود اینکه کلر ضدعفونی کننده مؤثر و مقرون به صرفه، جان میلیون ها نفر را از بیماری های ناشی از آب محافظت کرده است، استفاده از آن می تواند چالش ها و اثرات جانبی نیز به همراه داشته باشد که مهم ترین آن ها عبارتند از:
- طعم و بوی ناخوشایند: کلر باقیمانده یا کلرامین ها می توانند طعم و بوی آب را تغییر دهند و مصرف کننده را به فیلتر یا آب بطری سوق دهند.
- خشکی پوست و تحریک چشم: تماس با آب کلرینه می تواند باعث خشکی پوست، خارش و تحریک چشم شود، به ویژه در استخرها.
- تشکیل محصولات جانبی خطرناک (DBPs): کلر با مواد آلی واکنش می دهد و ترکیباتی مانند THMs و HAAs تولید می کند که مصرف طولانی مدت آن ها میتواند:
- ریسک ابتلا به سرطان مثانه و دیگر سرطانها را افزایش دهد.
- اختلالات کبدی و کلیوی ایجاد کند.
- روی تولیدمثل و رشد جنین تأثیر منفی داشته باشد.
مثال های واقعی از سطح THMs در کشورهای مختلف
برای درک بهتر اینکه میزان THMs در آب آشامیدنی چقدر می تواند متفاوت باشد و استانداردهای جهانی چگونه این ریسک را کنترل می کنند، در جدول زیر نمونه هایی از سطح THMs در کشورهای مختلف ذکر شده است. در این جدول مشاهده می شود که با مدیریت صحیح تصفیه و شبکه توزیع، سطح THMs می تواند بسیار پایین تر از حد مجاز باشد؛ اما مناطق با آب خام با کیفیت پایین تر یا تصفیه ناکافی، سطح بالاتر THMs و خطرات بیشتر خواهند داشت:
|
100 µg/L | میانگین 11–12 µg/L | حتی در سطح پایین، خطر سرطان مثانه وجود دارد |
80 µg/L | میانگین 33.6 µg/L | مصرف بلندمدت با ریسک بالا برای سلامت انسان همراه است |
کلروفرم: 300 µg/L دیبروکلرومتان: 100 µg/L | — | این مقادیر برای هر THM فردی در نظر گرفته شدهاند، اثر تجمعی باید مدنظر باشد |
نکات کلیدی برای کاهش اثرات منفی کلر
برای کاهش اثرات جانبی کلر و محافظت از سلامت مصرف کنندگان، رعایت چند نکته کلیدی عملی و ساده می تواند بسیار مؤثر باشد:
- استفاده از فیلترهای کربن فعال و سیستم های اسمز معکوس (RO) در نقطه مصرف برای حذف کلر باقیمانده و THMs.
- کنترل دقیق دوز کلر و زمان تماس (CT) در تصفیه خانه ها.
- استفاده از کلرزنی ثانویه با کلرامین برای حفظ اثر ضدعفونی کننده و کاهش ریسک تشکیل THMs.
- نظارت مستمر بر سطح DBPs در شبکه توزیع آب و رعایت استانداردهای بین المللی.
محصولات جانبی کلرزنی (DBPs) چیست؟
DBPs یا همان محصولات جانبی گندزدایی آب با کلر زمانی تشکیل می شوند که کلر با مواد آلی طبیعی موجود در آب واکنش دهد. به همین دلیل استانداردهای سخت گیرانه ای برای کنترل THMs و HAAs در آب آشامیدنی وجود دارد. از مهم ترین انواع DBPs می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تری هالومتان ها (THMs) – مانند کلروفرم: از نظر پتانسیل سرطان زایی مورد توجه هستند.
- اسیدهای هالواستیک (HAAs): در غلظتهای بالا می توانند برای سلامت خطرناک باشند.
چالش ها و محدودیت های کلرزنی در تصفیه آب
استفاده از کلر در تصفیه آب، گرچه مؤثر است، با چالش ها و محدودیت های فنی خاصی همراه است که لازم است اپراتورها و مهندسان تصفیه به آن ها توجه کنند. این مشکلات لزوماً ضرر مستقیم برای سلامت انسان نیستند، اما می توانند اثربخشی کلر و کیفیت نهایی آب را تحت تأثیر قرار دهند. شناخت و مدیریت این چالش ها به تصفیه کنندگان کمک می کند تا کلرزنی مؤثر و ایمن انجام داده و همزمان ریسک تشکیل محصولات جانبی ناخواسته و کاهش کیفیت آب را کاهش دهند:
- کاهش اثر در حضور مواد آلی: کلر با مواد آلی واکنش می دهد و بخشی از اثر ضدعفونی کاهش می یابد.
- افزایش مصرف در pH بالا: در آب قلیایی، HOCl کمتر و OCl⁻ بیشتر است؛ بنابراین برای ضدعفونی نیاز به دوز بالاتر کلر است.
- حساسیت به نور و دما: کلر و مشتقاتش سریع تجزیه می شوند و نیازمند نگهداری مناسب هستند.
- تشکیل کلرامینها: واکنش با آمونیوم قدرت ضدعفونی را کاهش می دهد و اثر طولانی مدت متفاوتی ایجاد می کند.
- کنترل دوز دشوار: تغییر کیفیت آب خام باعث تغییر میزان کلر مورد نیاز می شود و نیازمند نظارت مستمر است.
روش های جایگزین کلرزنی آب
اگرچه کلر رایج ترین روش گندزدایی آب است، اما روش های جایگزین نیز وجود دارند که می توانند اثربخشی بالا و کاهش تشکیل محصولات جانبی مضر را فراهم کنند. مهم ترین این روش ها عبارتند از:
|
متوسط تا بالا | بله | THMs و HAAs | بله | رایجترین روش، ارزان و مؤثر، ماندگاری بالا، ممکن است بو و طعم ایجاد کند |
بسیار بالا | خیر | بدون THMs | خیر | اثر سریع و قوی، مناسب برای تصفیه صنعتی، نیازمند روش مکمل برای ماندگاری |
بالا | خیر | کلریت و کلرات | بله | اثر ضدعفونی خوب، THMs تولید نمیکند اما نیازمند کنترل دقیق کلریت/کلرات |
بالا | خیر | هیچ | خیر | روش فیزیکی، بدون محصولات جانبی، معمولاً با کلر ترکیب میشود تا ماندگاری ایجاد شود |
نکته: گندزدایی با اشعه فرابنفش (UV) یک روش کاملاً فیزیکی و پاک است که میکروارگانیسم ها را به طور مستقیم غیرفعال می کند و هیچ محصول جانبی شیمیایی (DBPs) تولید نمی کند. UV با نفوذ به DNA و RNA میکروب ها، از تکثیر و ایجاد بیماری جلوگیری می کند و به همین دلیل ایمن ترین گزینه برای حذف میکروب ها بدون افزودن مواد شیمیایی است. با این وجود، چون ماندگاری در آب ندارد، اغلب به عنوان مرحله نهایی تصفیه یا در ترکیب با کلر استفاده میشود تا هم آب پاک و هم ضدعفونی باقی بماند. آبین طیف گسترده ای از فیلتر های UV صنعتی، کشاورزی و خانگی ارائه می کند.
بهترین روش برای حذف کلر و DBPs در نقطه مصرف
حتی با وجود کلرزنی استاندارد، مقدار کمی کلر، کلرامین یا DBPs ممکن است در آب باقی بماند. برای حذف آن ها، استفاده از دستگاه تصفیه آب خانگی و همچنین سیستم های تصفیه آب صنعتی و نیمه صنعتی در نقطه مصرف (Point of Use – POU) ضروری است. منظور از نقطه مصرف محل استفاده نهایی آب است، یعنی همان جایی که آب واقعاً مصرف می شود، مثل شیر آشپزخانه، آبسردکن، یا دستگاه نوشیدنی. در این نقطه، تصفیه تکمیلی می تواند آلاینده های باقی مانده، طعم و بو و محصولات جانبی کلرزنی را به طور مؤثر حذف کند:
- فیلتر کربن فعال (GAC/PAC)
- بهترین روش برای حذف کلر
- مؤثر در حذف طعم و بو
- جذب بخش زیادی از THMs و HAAs
- سیستم اسمز معکوس (RO)
- حذف نمکها، فلزات سنگین و بسیاری از ترکیبات آلی
- کاهش THMs، HAAs و کلرامینها
- تولید آب بسیار خالص
بهترین راهکار برای تضمین کیفیت آب آشامیدنی
کلرزنی همچنان مؤثرترین، ایمن ترین و مقرون به صرفه ترین روش گندزدایی آب شهری در جهان است. اما کنترل DBPs و طعم و بوی کلر نیازمند تکمیل فرآیند تصفیه در نقطه مصرف است. فیلترهای کربن فعال و سیستم های اسمز معکوس بهترین گزینه برای حذف باقی مانده های کلر و محصولات جانبی آن هستند.
تضمین کیفیت آب با آبین
آبین به عنوان مرجع تخصصی تصفیه آب، راهکارهای مهندسی شده، تجهیزات معتبر و مواد شیمیایی استاندارد همراه با مشاوره تخصصی بی طرفانه، شفافیت کامل قیمت گذاری، پشتیبانی حرفه ای و واقعی پس از فروش و پاسخگویی سریع و حرفه ای پس از تحویل پروژه یا محصول ارائه می دهد. تجربه اجرای پروژه های صنعتی، پتروشیمی، غذایی و دارویی نیز نشان دهنده توان فنی این مجموعه بشمار می روند. برای دریافت اطلاعات بیشتر یا مشاوره رایگان و سفارش تجهیزات، می توانید با شماره 79137 021 تماس بگیرید.
نظرات
دیدگاهی برای این مقاله ثبت نشده است