تصفیه آب: از چشمه تا لیوان
مراحل اصلی پالایش: از درشتگیری تا ضدعفونی
فرایند تصفیه آب معمولاً در چند مرحلهٔ پشت سر هم انجام میشود تا آب با کیفیت مطلوب به دست آید. تصور کنید یک لیوان آب گلآلود از کنار رودخانه برداشتهاید. برای خوردن آن، چه کار میکنید؟ ابتدا اجازه میدهید تا شنها و ذرات درشت ته نشین شوند (آبگیری اولیه)، سپس آن را از یک پارچهٔ تمیز عبور میدهید (فیلتراسیون فیزیکی) و در نهایت اگر باز هم نگران میکروبهای آن هستید، میجوشانیدش (ضدعفونی). تصفیه خانههای آب نیز دقیقاً همین کارها را در مقیاس بزرگ انجام میدهند.
| مرحله | هدف | روش متداول | مثال در زندگی |
|---|---|---|---|
| آبگیری اولیه | جدا کردن ذرات بسیار درشت (چوب، برگ، ماهی) | عبور از توریها و صفحات مشبک | صافی کنار سینک ظرفشویی |
| لختهسازی و تهنشینی | به هم چسباندن ذرات ریز و معلق و تهنشین کردن آنها | افزودن مواد منعقدکننده (مانند زاج) و سپس آرام کردن آب در حوضچهها | گذاشتن آب گلآلود در ظرف تا گل و لای تهنشین شود |
| صاف کردن (فیلتراسیون) | حذف ذرات ریزتر، مواد آلی، بو و طعم نامطبوع | عبور آب از لایههای شن، ماسه و کربن فعال [2] | استفاده از پارچ یا کتری دارای فیلتر کربنی |
| گندزدایی (ضدعفونی) | از بین بردن میکروبها، باکتریها و ویروسهای بیماریزا | کلرزنی، استفاده از اشعه ماوراءبنفش (UV)، ازنزنی | جوشاندن آب برای تهیهٔ چای یا بهدلیل اعلام هشدار آلودگی |
آب شیرین کنِ زیر سینکی: ماجرای اسمز معکوس
شاید در خانه یا خانهٔ دوستانتان دستگاهی زیر سینک آشپزخانه دیده باشید که یک شیر آب جداگانه دارد. این دستگاه معمولاً با روشی به نام اسمز معکوس (RO) [3] کار میکند. تصور کنید یک غشای بسیار نازک و نیمهتراوا داریم که فقط مولکولهای آب میتوانند از آن عبور کنند و نمکها، فلزات سنگین و آلودگیهای دیگر پشت آن باقی میمانند. در اسمز معکوس، ما با فشار، آب را مجبور میکنیم تا از این غشا عبور کند و در طرف دیگر، آبی تقریباً خالص به دست بیاوریم. به همین دلیل است که به آن «آب شیرینکن» هم میگویند، چون میتواند آب شور یا لبشور را هم شیرین کند.
این دستگاهها معمولاً چند مرحله فیلتر دارند (مثلاً ۵ یا ۶ مرحله). مرحله اول یک فیلتر الیافی است که ذرات بزرگ مثل شن و زنگ لولهها را میگیرد. مراحل بعدی معمولاً فیلترهای کربنی هستند که بو، رنگ و کلر آب را جذب میکنند. سپس نوبت به غشای اصلی اسمز معکوس میرسد که مهمترین قسمت کار است. در نهایت، ممکن است یک فیلتر نهایی برای بهبود طعم آب وجود داشته باشد.
تصفیه آب در مدرسه: یک کاردستی ساده و کاربردی
احتمالاً در درس علوم، یک آزمایش ساده برای تصفیه آب انجام دادهاید. با یک بطری پلاستیکی، مقداری شن، ماسه، سنگریزه و پنبه یا پارچه، یک فیلتر ساختهاید. این مدل ساده، نمایی کوچک از آن چیزی است که در تصفیه خانههای آب اتفاق میافتد. اگر به جای آب معمولی، آبِ مخلوط با خاک و روغن را از این فیلتر عبور دهید، میبینید که چطور شن و ماسه، ذرات درشت روغن و خاک را به دام میاندازند و آب نسبتاً زلالی از ته بطری میچکد. این مثال عینی نشان میدهد که چگونه لایههای مختلف میتوانند با مکانیزمهای فیزیکی، آب را زلالتر کنند.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
❓ آیا آب جوشیده کاملاً خالص و سالم است؟
جوشاندن آب، میکروبها و عوامل بیماریزا را از بین میبرد، اما تأثیری بر حذف فلزات سنگین (مانند سرب)، نیتراتها یا مواد شیمیایی محلول در آب ندارد. اگر آب منبعی دارای این آلایندهها باشد، جوشاندن کمکی به تصفیه آن نمیکند و حتی ممکن است با تبخیر آب، غلظت این مواد را بیشتر کند.
❓ آب معدنی بخریم یا آب تصفیهکن خانگی نصب کنیم؟
جالب است بدانید که بسیاری از آبهای معدنی نیز با استفاده از فرایند اسمز معکوس تصفیه میشوند. دستگاههای خانگی تصفیه آب میتوانند آبی با کیفیت مشابه یا حتی بهتر از آبهای بطری تولید کنند. علاوه بر این، استفاده از دستگاههای خانگی از مصرف بیرویهٔ بطریهای پلاستیکی و آلودگی محیط زیست جلوگیری میکند.
❓ آیا دستگاههای تصفیه آب، املاح مفید آب را هم حذف میکنند؟
بله، بسیاری از روشهای پیشرفته مثل اسمز معکوس، علاوه بر آلایندهها، املاح مفیدی مانند کلسیم و منیزیم را نیز تا حد زیادی حذف میکنند. اما این املاح را میتوان از طریق یک رژیم غذایی سالم (مانند مصرف لبنیات، سبزیجات و غلات) دریافت کرد. تأمین آب آشامیدنی عاری از هرگونه آلودگی، اولویت بالاتری نسبت به حفظ املاح معدنی آن دارد، به ویژه در مناطقی که کیفیت آب نامناسب است.
پاورقی
[1] لختهسازی (Flocculation): فرایندی که در آن ذرات ریز و کلوئیدی موجود در آب با افزودن مواد شیمیایی خاص به یکدیگر میچسبند و تودههای بزرگتری به نام «لخته» را تشکیل میدهند تا به راحتی تهنشین یا فیلتر شوند.
[2] کربن فعال (Activated Carbon): مادهای متخلخل که از موادی مانند چوب، زغال سنگ یا پوسته نارگیل تولید میشود و سطح بسیار بالایی برای جذب مواد شیمیایی، کلر، بو و رنگهای نامطبوع از آب دارد.
[3] اسمز معکوس (Reverse Osmosis - RO): یک فرایند تصفیه آب که در آن با اعمال فشار، آب از یک غشای نیمهتراوا عبور داده میشود و یونها، مولکولهای بزرگتر و آلایندهها از آب جدا میشوند. به این روش، «آب شیرینکن» نیز میگویند.
