طرق معالجة تلوث المياه الجوفية

طرق معالجة تلوث المياه الجوفية وكذلك كيفية معالجة مياه الشرب، كما سنقوم بذكر تنقية المياه في حالات الطوارئ، وكذلك سنتحدث عن معالجة مياه الآبار، وكل هذا من خلال مقالنا هذا تابعونا.

طرق معالجة تلوث المياه الجوفية

1- المعالجة الفيزيائية:
تُستخدم طريقة المعالجة الفيزيائية للتخلص من العوالق والجزيئات الكبيرة من داخل المياه الجوفية من خلال استخدام الهواء المضغوط بعد تجفيفه وإزالة الرطوبة منه لتنقية المياه الجوفية من الشوائب.
كما تُعد طريقة ضخ المياه من طرق المعالجة الفيزيائية التي تُستخدم لإزالة الحجارة الصخرية كبيرة الحجم وقطع الحصى من المياه الجوفية، وذلك من خلال ضخ المياه الجوفية من باطن الأرض إلى سطحها، ثم معالجتها بوسائل بيولوجية أو وسائل كيميائية، وتُعد هذه الطريقة الأكثر استخدامًا للتخفيف من مستوى الملوثات في المياه الجوفية.
2- المعالجة البيولوجية:
تُستخدم طريقة المعالجة البيولوجية لتحليل ملوثات المياه الجوفية بيولوجيًا وذلك من خلال إضافة المواد العضوية، وأنواع من النباتات، والكائنات الحية الدقيقة إلى المياه الجوفية، بحيث تُحلل المواد البيولوجية المركبات والمواد الكيميائية من النفايات الصناعية الموجودة في المياه الجوفية.
هناك ثلاثة طرق لاستخدام المواد العضوية في المعالجة البيولوجية وهي: التنظيم الحيوي، والزيادة الحيوية، والتكاثر الحيوي، وتُعد هذه الطريقة من الطرق المناسبة لمعالجة المياه الجوفية التي لا تحتاج إلى ضخها إلى السطح وإخراجها من مكانها.
يُمكن لهذه الطريقة معالجة المياه الجوفية من المركبات العضوية المتطايرة المتفاعلة مع الكلور، وعادةً ما تُزرع الكائنات الحية الدقيقة ثم تُضاف إلى المياه الجوفية في باطن الأرض لتُحلل الملوثات، وتُحلل طريقة الاستزراع هذه بشكل أسرع من المجتمعات الميكروبية التي تُحلل بشكل طبيعي، وتحتاج المعالجة البيولوجية من 1-5 سنوات للحصول على نتائج جيدة.
3- المعالجة الكيميائية:
تستخدم المعالجة الكيميائية العديد من الطرق لمعالجة المياه الجوفية من الملوثات بما في ذلك: الترسيب الكيميائي، والتبادل الأيوني، وامتصاص الكربون، والأكسدة، وعادةً ما تُستخدم المعالجة الكيميائية مع المعالجة الفيزيائية للحصول على أفضل النتائج، كما أنّها من الطرق التي تُحقق كفاءة عالية للتخلص من ملوثات المياه الجوفية.
يوجد العديد من أنواع ملوثات المياه الجوفية التي لا يُمكن التخلص منها إلّا باستخدام المعالجة الكيميائية بالرغم من تكلفتها العالية وحاجة تنفيذها إلى وقت طويل، وعادةً ما تُحقن أو تُخلط المؤكسدات الكيميائية مثل: غاز الأكسجين، وغاز الأوزون، وغيرها من المواد الكيميائية السائلة، في المياه الجوفية لتُدمر أي ملوثات تصل إليها وتُلامسها.
4- استخدام الأوزون والأشعة فوق البنفسجية:
يُستخدم غاز الأوزون والأشعة فوق البنفسجية كطرق علاج إضافية للتخلص من الكائنات الحية الدقيقة الغير مرغوب فيها داخل المياه الجوفية، بحيث تُدمر هذه الكائنات عند تعرضها للأشعة أو غاز الأوزون، ثم يتم تصفية المياه من الكائنات الحية الدقيقة الميتة للحصول على مياه نقية تمامًا.

كيفية معالجة مياه الشرب

1- مرحلة التصفية:
يقصد بها فصلُ الماء عن كل ما عَلِقَ به من الشوائب والموادِّّ الصلبة والذرات بأحجامها المختلفة.
2- مرحلة الترشيح:
هي مرحلة متقدمة من عملية التصفية، وتزداد فيها دقة المواد التي يتمُّ تصفيتها من خلال استخدام مرشحات دقيقة تقوم بتخليص الماء من الشوائب والأحياء الدقيقة؛ حيث يتمُّ استخدامُ أكثرَ من تقنيةٍ لذلك مثل: الفلاتر الرملية، وفلاتر السيراميك، ومسامات السيليلوز، والأغشية المستخدمة في عمليات التناضح العكسي.
3- مرحلة التعقيم:
هي العمليات المستخدمة في الحدِّ من تواجد الكائنات الحية الدقيقة في مياه الشرب؛ وذلك من خلال تصفيتها وقتلها، حيث يعتبر وجودُ هذه الموادِّ ضاراً وخطراً على صحة الإنسان، وتتمُّ عملية التعقيم باستخدام أكثرَ من تقنيةٍ فيزيائيةٍ وكيميائيةٍ نذكر منها:
– التعقيم بالغليان:
حيث تعتبر مدَّةُ ربعِ ساعةٍ من غليان الماء كفيلةً بقتل الميكروبات الموجودة فيه، وتمتاز هذه الطريقة بسهولة الاستخدام المنزلي؛ ولكنَّها من الناحية الاقتصاديةِ تعتبرُ طريقةً غيرَ فعالةٍ نظراً لحاجةِ عزل الماء عن الوسط المحيط بعد عملية التعقيم.
– التعقيم الكيميائي باستخدام مركبات الكلور:
حيث يتمُّ بهذه العمليةِ إضافةُ موادَ كيميائيةٍ لإحداثِ تفاعلٍ ينتجُ عنه موادَ معقمةٍ للماء؛ وتعتبرُ موادً قاتلةً للميكروبات مثل: استخدامُ الكلور لإنتاج حمض الهيبوكلورس المُعقِّمِ وارتباطاته الكيميائية مثل: كلس الكلور، هيبوكلوريت الصوديوم، هيبوكلوريت الكالسيوم، أوكسيد الكلور.
– التعقيم الكيميائي باستخدام غاز الأوزون (O3):
حيث تحتاج عملية إنتاجِ الأوزون إلى الحصول على ذرة أكسجين حرةٍ لترتبطَ بجزيءِ الأوكسجين؛ إذ يتمُّ استخدامُ الأشعة الفوق بنفسجية لتحقيق ذلك، ومن ثمَّ يُصارُ إلى ضخِّ الأوزن وخلطه الفوري مع الماء؛ حيث يعتبر مادةً قاتلة للميكروبات الحيَّةِ الضارَّةِ الموجودة في الماء.
التعقيم الكيميائي باستخدام بيرمنغنات البوتاسيوم، واليود، والبرومين، والفضة، وكبريتات النحاس.
– التعقيم باستخدام الإشاعات الأيونية:
وذلك من خلال الاستفادة من أشعة جاما أو أشعة اكس على أطوال موجية محددة.
– التعقيم باستخدام الموجات الفوق صوتية:
حيث أنَّ هذا النوع من الموجات ذو تردداتٍ عاليةٍ ذاتِ طاقةٍ عاليةٍ قاتلةٍ للميكروبات؛ ولكنَّها ذاتُ تكلفةٍ ماديةٍ عاليةٍ؛ لذا تعدُّ من الاستخداماتِ الغير منتشرة.

تنقية المياه في حالات الطوارئ

1- غلي الماء:
تعدّ عملية غلي الماء من أكثر الطرق كفاءةً في التخلّص من الملوثات، ويجب غلي الماء لمدّة ثلاث دقائق، ثم تركه ليبرد وبعد ذلك سكبه من وعاء إلى آخر مرّةً بعد مرة لتحسين مذاقه.
2- مبيض الغسيل المنزلي:
يُمكن تعقيم المياه بواسطة مبيض الغسيل المتواجد في المنازل، ومن الأفضل عدم احتوائه على مواد عطرية.
3- اليود:
من الممكن استخدام صبغة اليود في تعقيم المياه، إلّا أنه ليس على درجة عالية من الفعالية، لكنّه جيد في الحالات الطارئة إلى حد ما.
4- أقراص تعقيم المياه:
تحتوي أقراص تعقيم المياه على الكلور أو اليود، ويُمكن شراؤها من مستودعات الأدوية أو محلات معدات المياه ويجب استخدامها تبعاً للطريقة المكتوبة على البطاقة التابعة لها.
5- عصير الليمون المركز:
يُمكن استخدام عصير الليمون المركّز في تعقيم المياه، وتعدّ هذه الطريقة غير مكلفة خاصّةً في موسم قطف الليمون.
6- الحرارة والإشعاع:
يُمكن تطهير المياه بواسطة الحرارة وهي طريقة ذات كفاءة عالية وغير مُكلفة؛ حيث تقضي الحرارة على الكائنات الحية الدقيقة، إلّا أنّ هذه الطريقة تعتمد بشكل أساسي على الموسم السائد.

معالجة مياه الآبار

1- الترسيب:
يتم في هذه العملية التخلص من الشوائب وإذابتها اعتماداً على مبدأ بسيط وهو قوة الجاذبية، فعندما تكون المياه في حالة استقرار تبدأ الملوّثات والشوائب الأعلى كثافة من كثافة المياه بالهبوط تدريجياً وصولاً إلى قاع الحوض أو الخزان؛ وهذا ما يسمّى بعملية الترسيب العادي، أمّا في محطات المعالجة فإنّه يتم بناء خزّانات ترسيب خاصة تعمل على توفير وقت المعالجة، بحيث تتدفق المياه من مدخل الخزان إلى مخرجه ببطء، ويكون شكل هذه الصهاريح مستطيلاً أو دائرياً وعمقه حوالي 3 أمتار، يتم ترتيبها بشكل متوازٍ، تمر المياه أثناء معاجتها بالسدود ووظيفتها إزالة الشوائب، ويطلق على المواد الصلبة المترسبة في قاع الخزان الحمأة، يتم إزالتها بواسطة كاشطات ميكانيكية مجهّزة مع صهاريج الترسيب تعمل على دفع الرواسب من قاع خزّان الترسيب لخزّان تجميعيّ آخر.
2- التخثّر:
يتم في هذه العملية معالجة المياه عن طريق إضافة أملاح الحديد أو الألمنيوم للمياه، مثل كبرتيتات الألمنيوم وكبريتات الحديديك وكلوريد الحديديك أو أنواع من المبلمرات، وتسمّى هذه المواد بالمخثّرات، وهي ذات شحنات موجبة، فعند إضافتها للمياه تجذب الشحنات السالبة الموجودة في شوائب المياه وتتفاعل معها لتكوّن جزيئات كبيرة تترسب وتستقر في القاع، ويتم التعامل معها بنفس طريقة الترسيب التي ذكرناها سابقاً.
3- الترشيح:
يتم في عملية الترشيح إزالة الشوائب والملوثات من المياه ويعتمد حجم الشوائب التي يتم إزالتها على حجم المرشحات التي يتم استخدامها، فقد تكون هذه العملية تدريجية تبدأ بإزالة الحصى والأتربة من المياه وتنتهي بإزالة البكتيريا والفايروسات في عملية الترشيح البطيء للوصول لمياه نظيفة تماماً.
4- الإسموزية العكسية:
تستخدم هذه الطريقة لمعالجة المياه وإزالة الملوثات منها؛ مثل النترات والكبريتات والكلوريد، ويتم في هذه العملية بدايةً أخذ المياه المراد معالجتها من مصدرها، ودفعها باتّجاه غشاء شبه نافذ، يقوم هذا الغشاء بترشيح المياه على نطاق جزئي قبل دخولها خزانات التخزين، حيث يتم تصفية المياه من المعادن الغير مرغوبة وتصريفها، ولزيادة فعالية هذه العملية يمكن إضافة مرشح للكربون قبل عبور المياه للغشاء شبه النافذ.