تلوث انهار

-



تلوث الأنهار

محمد سمير الفقير

أسباب تلوث الأنهار	مراقبة تلوث مياه الأنهار
تلوث الأنهار المشتركة ومخاطره على البيئة	طرائق المعايرات وتحاليل المياه
إدارة مياه الأنهار وحمايتها من التلوث	التقانات الحديثة لمراقبة تلوث المسطحات المائية والأنهار
معايير مياه الأنهار المعالجة للشرب والمستخدمة للري	محطات معالجة مياه الأنهار الملوثة وتقاناتها

تتلوث مياه الأنهار أو الجداول river or stream pollution  بفعل الإنسان ويحدث تغير في تركيبها ومظهرها على نحو مباشر على شكل تيارات من الملوثات أو غير مباشر على شكل تيارات متداخلة، وتصبح أقل صلاحية للاستعمال البشري، أو يؤدي ذلك إلى خلل في التوازن البيئي للنهر. والأنهار هي جزء من المياه السطحية الظاهرة على سطح الأرض التي تتضمن إضافة إلى الأنهار الجداول والبحيرات وغيرها من المسطحات المائية. ويشمل مفهوم تلوث المياه السطحية مختلف المؤثرات التي تؤدي إلى تلوث كل من المياه العذبة والمالحة. يتميز الماء بدورته الهدرولوجية التي ينتقل الماء فيما بين مختلف أشكال التخزين سواء المياه المالحة في البحار والمحيطات والبحيرات أم في الغلاف الجوي، أم في مكامن المياه الجارية أم المياه الجوفية المالحة والعذبة وضمن التربة وسواها. تحل المياه الملوثات أو تحملها معها في أثناء تنقلها؛ مما يسبب أضراراً مختلفة تؤثر في صحة البيئة والإنسان ومختلف الكائنات الحية (الشكل 1).

الشكل (1) بعض مظاهر تلوث مياه الأنهار والبحيرات بالملوثات المختلفة.

 أسباب تلوث الأنهار

تتشكل الأنهار من جريان المياه من مصادرها الرئيسية مثل ذوبان الثلوج أو تشكل السيول أو الينابيع وعبر بعض البحيرات أحياناً. ومع أن التلوث يمكن أن يكون من المصدر مباشرة وناجماً عن تسرب الملوثات إلى المياه الجوفية أو جرفها عند خروج المياه من مصادر الينابيع؛ إلاّ أنّ الأنهار تتميز بخصوصية في مجال التلوث لكونها مفتوحة في معظم الأحيان مباشرة على الجو الخارجي، وتجرف معها مختلف الملوثات سواء ما يسقط منها من الجو المحيط (مثل انحلال الملوثات المحملة بالهواء فيها أو تساقط مياه الأمطار الملوثة أو الحامضية وانجرافها إليها)، أم لدى مرورها في أماكن النشاط الحضري البشري، وتعرضها للتلوث بإلقاء النفايات المختلفة فيها، أو بتصريف المياه الملوثة إليها (مياه الصرف المنزلي أو الزراعي المحملة بالمبيدات والأدوية والمخلفات الزراعية)، أم مياه الصرف الصناعي المحملة بالمواد السامة. يؤدي مجمل هذه الأسباب إلى ارتفاع نسب التلوث بين أعلى النهر ومصبه إن لم يُنْشأ عليه بعض المنشآت التي تعالج التلوث. كذلك قد تستخدم مياه بعض الأنهار في عمليات التبريد الصناعي لدى المنشآت المقامة على ضفافها ومن ثم إعادتها ساخنة؛ مما يؤدي إلى تغيير البيئة النهرية في أماكن صب هذه المياه، وتشكيل بيئة حاضنة لعدد من الكائنات أو وحيدات الخلية والجراثيم والطحالب الغريبة عن البيئة النهرية المعتادة. وينجم عن ذلك تدهور الأحياء النهرية المعتادة  مثل الأسماك وسواها. ويدعى هذا النوع من التلوث تلوثاً حرارياً. كذلك يمكن أن تتلوث الأنهار بالنفط ومشتقاته بفعل بعض الحوادث الطارئة، أو النزاعات المسلحة. ويبين الشكل (2) مختلف مظاهر تلوث الأنهار ومسبباتها ضمن إطار الدورة الهدرولوجية للماء، وانتقال الملوثات وتبادلها بين مختلف الأوساط التي يتنقل فيها الماء، حيث يلاحظ أن الهواطل وذوبان الثلوج يؤديان إلى انجراف المياه السطحية إلى الأنهار وهروب قسم من مياهها إلى البحار والمحيطات، ويعرف ذلك بالصبيب المائي السطحي  surface runoff. بيد أن هذا الصبيب السطحي للماء ليس ثابتاً على مدار العام، ويتناقص في فترات الجفاف، ويتزايد في الفصول الممطرة، وفي أثناء العواصف، وفترات ذوبان الثلوج والجليد. ويمكن للمياه السطحية المنجرفة أن تبلغ الأنهار سواء بالتدفق السطحي المباشر أم من خروج المياه من الينابيع نتيجة تدفق المياه الجوفيّة. ويؤدي ذلك عادة إلى رفع مستويات مياه الأنهار على نحو مفاجئ، أو إلى خروج المياه عن مجراها الأصلي وحدوث الفيضانات وانجراف التربة والنفايات والملوثات معها.

تتدفق المياه الجوفيّة من المناطق العليا لسوية النطاق المائي إلى المناطق الأخفض تحت تأثير الجاذبية الأرضية، وتنبثق ينابيع، أو يتسرب بعضها إلى داخل الأرض من خلال الشقوق والمسامات، وتتعمق لتغذي الأحواض الجوفية. ومع ذلك تظل المياه في حركة دائبة، فيعود بعضها إلى المحيطات من جديد.

الشكل (2) مختلف المؤثرات ومظاهر تلوث الأنهار ضمن إطار الدورة الهدرولوجية للماء.

يتلوث كثير من أنهار العالم بالنفط أو مشتقاته لأسباب متعددة، منها: الحوادث الطارئة والكوارث التي تؤدي إلى تسرب هذه المواد في الأنهار، مثل غرق المركبات النهرية المحملة بتلك المواد، أو تدهور حالة خزانات النفط الموجودة بالقرب من ضفة النهر وتقادمها وغير ذلك، أو الحوادث المفتعلة مثل ضخ نفايات المصانع ومنشآت تكرير النفط فيها. وتبين - على سبيل المثال- وجود تلوث نفطي كبير في حوض نهر العاصي في سورية بارتفاعاتٍ تراوح بين  80 و900 متر، ومناخه المتوسطي الجبلي، ومصدره المائي؛ بسبب مصفاة النفط ونتيجة لتصريف المخلفات الصناعية في النهر وفي بحيرة قطينة. ومع أن المعايير المعتمدة عالمياً تمنع إلقاء النفط ومشتقاته في شبكات الصرف العامة، وتمنع كذلك صب مجرور الصرف الصحي في الأنهار؛ فإن ذلك يمكن أن يحدث في بعض الأماكن من العالم  لتكون في مجملها مصدراً من مصادر تلوث الأنهار بالنفط ومشتقاته. كذلك  تعرضت مياه نهر الفرات والجو المحيط بالقرى الواقعة في المنطقة والمياه الجوفية ومياه سد حوش للتلوث نتيجة التعدي عليها؛ ممّا أدى إلى  تضرر الأراضي وموت الأسماك. كما أدى تسرب مخلفات التكرير من المصافي العشوائية والبدائية وارتفاع نسبة المواد السامة فيها إلى نفوق الحيوانات والطيور والأسماك وتضرر الثروة الحيوانية في المنطقة.‏‏

 تلوث الأنهار المشتركة ومخاطره على البيئة

في المنطقة العربية العديد من الأنهار الدولية المشتركة. وتؤثر التحديات الأساسية المتعلقة بتلوث مياهها في جميع الدول المعنية. وتُعدّ النفايات السائلة والصلبة الزراعية منها والصناعية المصادر الرئيسة المسببة لتلوث هذه الأنهار. وعلى هذا الصعيد، يُعَدُّ تلوث النهر الكبير الجنوبي بين الجمهورية العربية السورية والجمهورية اللبنانية مثالاً عن تلوث الموارد المائية السطحية المشتركة وتأثيرها في البيئة والصحة العامة بين البلدين. وقد أدت مجموعة من العوامل الاجتماعية إلى بعض التصرفات الخاطئة مثل التخلص من النفايات المختلفة في النهر مباشرة من دون معالجة؛ مما أدى إلى تدهور نوعية المياه وتلوث البيئة وتهديد الصحة العامة، كما تَسَبَّبَ الرعي المكثف على ضفاف الحوض في انجراف التربة وتلوث النهر بها. كذلك ساهمت الأنشطة الزراعية في تلوث الحوض بسبب الاستعمال المكثف للكيمياويات والأسمدة الزراعية والري المفرط واستعمال الطرائق التقليدية للري؛ مما أدى إلى ارتفاع تركيز المواد السامة في رواسب النهر ونقص ملحوظ في منسوب المياه، وزيادة ملوحة التربة. وتُعدّ التجارة غير المشروعة بين ضفتي النهر من أسباب تلوث مياه النهر بمشتقات النفط المهرَّب.

كذلك تأثرت نوعية المياه من جراء بناء السدود على نهري دجلة والفرات في الدول المشاطئة لهذه الموارد المائية السطحية (أي تركيا وسورية والعراق) وخاصة مشروع جنوب شرقيّ الأناضول والذي يحتوي على ما لا يقل عن 22 سدّاً؛ إضافة إلى ضعف التنسيق بين هذه الدول. ويؤثر كل ذلك في السكان ليس من فقدان كميات المياه الآمنة للشرب فحسب، بل من ارتفاع نسبة ملوحة المياه وتلوثها؛ إضافة إلى الأثر السلبي في الإنتاج الزراعي.

إدارة مياه الأنهار وحمايتها من التلوث

تهدف إدارة مياه الأنهار إلى منع وصول الملوثات إلى مياه الأنهار بما فيها المياه الجوفية والسطحية، وتوفير الحماية الصحية لمستهلكي المياه في القطاعات كافة؛ إلى جانب وضع الاستراتيجيات والخطط الإدارية والفنية والمؤسساتية للوصول إلى بيئة تسمح بحصول المستثمرين على المياه بالنوعيات والمواصفات المطابقة للمعايير المعتمدة وبالكميات المطلوبة. فيما يخص مياه الأنهار المستخدمة في الشرب بعد المعالجة مثلاً لا بد أن يهتم بتحقيق مياه الشرب للمواصفات والمعايير الوطنية المستندة إلى المعايير المعتمدة من منظمات موثوقة مثل منظمة الصحة العالمية؛ الأمر الذي يوفر الحماية للمواطنين. أما ما يخص استخدام مياه الأنهار في الري مباشرة أو معالجة المياه الملوثة بشدة لاستخدامها لهذا الغرض؛  فلا بد من أن تحقق المعايير المحددة لكل نوع من أنواع الاستخدام الزراعي. وتعتمد إدارة نوعية المياه على مؤشرات القياس والتحاليل المجراة لمختلف صنوف المياه بما فيها مياه الأنهار، ومراقبتها على نحو دائم وفق برنامج يسمح بتقييم نوعيتها والتأكد من مطابقتها للأهداف المختلفة المرجوة للاستثمار.

معايير مياه الأنهار المعالجة للشرب والمستخدمة للري

لمراقبة تلوث مياه الأنهار لا بد من وجود تعريف مرجعي لمتوسط القيم المقبولة لمياه الأنهار المستعملة في الري، أو معالجتها على النحو المناسب؛ لتصبح صالحة للشرب. تشمل المعايير المعتمدة لمياه الري ولمياه الشرب الأسس الخاصة بهذه المرجعيات، فبعد معالجة مياه الأنهار أو مياه الصرف الصحي لا بد من أن تكون مواصفات المياه الناتجة بالحد المقبول قبل استخدامها في الري ، ففي سورية تنص المواصفة السورية 2752/2008 على الحدود العظمى لتراكيز الملوثات المسموح بها في مياه الأنهار أو مياه الصرف المعالجة لري المزروعات، وتميز المواصفة نسب التراكيز المسموحة بين ري الفئة أ (الملاعب الرياضية والمتنزهات والملاعب وحواشي الشوارع داخل المدن والخضر المطبوخة) وري الفئة ب (الحبوب والمحاصيل الصناعية والعلفية والمسطحات الخضراء وجوانب الطرق الخارجية والأشجار المثمرة) وري الفئة ج (الأشجار الحراجية وغيرها)، فالحد الأعلى المسموح به للمتطلب  الحيوي للأكسجين   Biochemical Oxygen Demand (BOD)   بعد خمسة أيام من أخذ العينة يجب ألا يتجاوز 30مغ/ ل بالنسبة إلى الفئة أ  و100مغ/ ل بالنسبة إلى الفئة ب  و150 مغ/ ل بالنسبة إلى الفئة ج. كما توجد المواصفة 45/2007 لمياه الشرب والمستلزمات الغذائية.

مراقبة تلوث مياه الأنهار

بغية تقييم جودة مياه الأنهار والوقوف على مواصفاتها ومراقبة تلوثها قبل المعالجة وبعدها، أو دراسة إمكان استخدامها للشرب أو الري أو سواها؛ من المفضل استخدام أجهزة عالية الكفاءة وأخذ العينات والمعايرة بطرائق معتمدة من منظمات عالمية مثل منظمة حماية البيئة Environmental Protection Agency (EPA)،  ومنظمة الصحة العالمية، واتباع الطرائق القياسية المعتمدة في تحاليل المياه لتجنب الوقوع بالأخطاء التجريبية غير معروفة المصدر؛ مع أخذ الحيطة لدى أخذ العينات بطرائق سليمة معتمدة ومن قبل أشخاص مؤهلين، وتحليل العينات ضمن الزمن المعياري المحدد لكل تحليل، ومن الأشياء المهمة التي يجب الأخذ بها عند اختيار طرائق التحليل ما يلي:

1- اختيار الطريقة التي تحقق الدقة المطلوبة بالاستناد إلى المعيار الأساسي والعوامل الأخرى التي توفر الظروف اللازمة لإجراء التحليل وإنجازه بسرعة. 

2- اتخاذ الإجراءات المختلفة لتحديد أخطاء طرائق التحاليل المختلفة وتشابكها واعتماد الطرائق القياسية العالمية.

3- إذا كانت ثمة رغبة في مقارنة نتائج أحد المخابر مع مخابر أخرى؛ فمن المفضل أن ينفذ ذلك بعد تصحيح أكبر قدر من الأخطاء المرتبطة بالتحاليل.

 تعتمد عمليات التحليل على  الوزن  لتقدير كمية المواد الكلية المنحلة بعد ترشيح العينة وتبخيرها؛ لتحديد الملوثات الخطرة، وتحديد المعطيات الأساسية التي تميز مواصفات المياه وخواصها الفيزيائية وكشف الإيونات (الشوارد) الموجبة والسالبة ومركّبات المعادن الثقيلة المنحلة، وتحديد الأكسجين المستهلك بيولوجياً وكيميائياً، والكلور المتبقي، والملوثات العضوية الخطرة والمبيدات، ونواتج الكلورة المسرطنة الخطرة مثل ثلاثي هالو ميتانTrihalomethane (THM)  الناجمة عن تطهير المياه بالكلور، والهدروكربونات متعددة النوى العطريةPolyaromatic Hydrocarbons (PAH)   المسرطنة المنحلة في الماء.

  طرائق المعايرات وتحاليل المياه

·       المعايرات الحجمية volumetric titrations: وتشمل تحليل الملوثات  باستخدام محاليل معيارية  وتحديد نهاية المعايرة بالاستناد إلى ناتج التفاعل مع  الكاشف، أو بتغير الكمون الكهربائي أو درجة الحموضة (الباهاءpH).

·   طرائق التحليل اللونية colorimetric methods: تحلل الإيونات (الشوارد) بعد تشكيل مركّبات ملونة تتناسب شدة اللون فيها مع تركيز الإيون في العينة، ثم تقاس بجهاز قياس مطيافية الامتصاص الضوئي بطول موجة موافق للون المتشكل أو المندثر. يحدد التركيز بالاعتماد على المنحني المعياري المحدد مسبقاً بدلالة تغير تراكيز معروفة للمركّب الملون، وفي حال استخدام المجال غير المرئي – مثل فوق البنفسجي UVمثلاً- يجري القياس على نحو مماثل؛ على أن يتم تقصي تغير الامتصاصية عند طول موجي فوق البنفسجي.

·       يمكن قياس تركيز المواد القابلة للتأين باستخدام إلكترود انتقاء الإيونات ion-selective electrode. يتناسب الكمون المقاس بهذه الطريقة مع لوغارتم تركيز الشوارد، ويمكن استخدام هذه التقنية لتحديد الشوارد السالبة والموجبة - كالفلور والبروم على سبيل المثال - بوجود إلكترود انتقائي لكل شاردة مع إلكترود مرجعي؛ بعد أن يعاير الجهاز بنقطتين عياريتين قبل تمرير العينات المراد تحليلها.

·    قياس المركّبات العضوية الطيارة  Volatile Organic Compounds (VOC) التي لها نقطة غليان عند 100° س أو ضغط أكبر من 1 مم من عمود الزئبق في الدرجة 25ْ س، مثل كلور الڤينيل .

·   قياس رقم عتبة الرائحة Threshold Odor Number (TON): ويقابله التمديد اللازم للحصول على ماء عديم الرائحة، وتعرف طريقة القياس المعيارية وفق جداول لجنة الطرائق المعيارية.

·       قياس كمية المواد الصلبة الكلية (TS)Total Solids: وهي مجموع المواد الصلبة التي تتبقى من الماء الملوث بعد تبخيره بالدرجة 103° إلى 105°س، ولاتُعدّ المواد التي تتبخر في عملية التبخير من المواد الصلبة الكلية. أما المواد الصلبة المترسبة settleable solids فهي التي تستقر أو تترسب خلال ســاعة في قعر قمع إمهوف Imhoff Cone (الشكل3 )

الشكل (3) أقماع إمهوف لقياس المواد الصلبة القابلة للاستقرار.

ويعبر عنها بـالإملاء لتر في اللتر الواحد (mL/L)، يمكن فصل المواد الصلبة الكلية المعلقة بترشيح حجم معيّن من مياه الأنهار الملوثة من خلال مرشِّح معياري من ألياف الزجاج مثل مرشِّح وَتمان   Whatman GF/Cأو من البولي كربونات، وتُعدّ كمية المواد الصلبة الكلية المعلقة  Total Suspended Solids (TSS)، والمواد الصلبة الكلية المتطايرة Total Volatile Solids (TVS)، والمواد الصلبة المستقرة (TDS)    Total settled solidsومواد صلبة ثابتة كلية Total Fixed Solids (TFS)من المواد الصلبة الكلية (TS). يبين الشكل (4) مصفوفة العلاقات بين مختلف أجزاء المواد الصلبة الكلية في المياه:

الشكل (4) مصفوفة العلاقات بين أجزاء المواد الصلبة الكلية في مياه الأنهار.

وفيما يلي بعض المعايير المعتمدة لتحديد تراكيز الملوثات والمواد المنحلة في مياه الأنهار وطرائق  قياسها ومراقبتها:

·   القساوة الكلية: تعاير بمحلول ملح ثنائي  الصوديوم Ethylene Diamine Tetra Acetic Acid (EDTA) بدرجة حموضة  =10، مشعر أسود الأيروكروم.  

·   قلوية البيكربونات: تحدد بمعايرة القلوية باستعمال مشعر فينول فتالئينTotal Alkalinity (AT)  ثم معايرة القلوية الكلية (TAC)Complete Alkanity Titration .                               

·       الكلوريد: معايرة شوارد الكلور بمحلول نترات الزئبق.                  

·    الأكسجين المطلوب كيميائياًChemical Oxygen Demand (COD) : تعتمد معايرة الأكسجين على أكسدة المواد العضوية بمحلول كبريتات الحديدي النشادرية بوجود مشعر.

·       النتريت: تحلل بطريقة الديلزة  dialysis .

·       النترات: تحلل بطريقة غراندفال ولاجوGrandval and Lajoux .

·       الأمونيوم: تحلل بطريقة الفينات.

·       الكبريتات: تحلل بطريقة مقياس العكر.

·   قياس الشوارد السالبة بجهاز الاستشراب الإيوني (الشاردي) Ion Chromatography (IC) : تقاس شوارد النترات والنتريت والفلور وأورتو فسفات والبروميد والبيكربونات بجهاز الاستشراب الشاردي بوجود كاشف الناقلية وعمود خاص بتحليل الشوارد السالبة.

·   معايرة الأكسجين المطلوب بيولوجياً (BOD) بجهاز خاص مع حضن العينات بدرجة حرارة   °20س مدة خمسة أيام.

·       قياس المعادن في المياه: بمطيافية الامتصاص الذري.

·   المبيدات الكلورية: طريقة التحليل الكمي، والاستخلاص بالهكسان، ثم تركيز العينة وتحليلها بجهاز الاستشراب الغازي بوجود كاشف  Electron Capture Detector (ECD).

·        التحليل الجرثومي: بالاعتماد على العينات المأخوذة بعبوات عقيمة، ثم ترشيح العينة في المخبر بمرشحات مسامية معقمة بقطر 0,45 مكرومتر، ثم زرع ورقة الترشيح في وسط ملائم وحضنها بحاضنة بدرجة حرارة 37 ْس لمدة  24- 48 ساعة، وتعداد المستعمرات. ولا بد في عمليات الاعتيان من تطبيق طرائق الاعتيان المعيارية والزمن الأعظمي لحفظ العينات.

    وهناك العديد من التجهيزات وطرائق التحليل المؤتمتة التي تتدرج بالتعقيد والتكلفة وسرعة الإنجاز مع الموثوقية. أما الملوثات اللاعضوية، فتتدرج درجة تعقيد طرائق تحليلها وفقاً للجدول (1):

الجدول (1) تصنيف تدرج  تعقيد طرائق تحليل المواد اللاعضوية.

التصنيف مثال على طرائق التحليل 1 الطريقتان اللونية والحجمية Volumetric method, colorimetric method 2 طريقة المسرى Electrode method 3 الاستشراب الشاردي Ion chromatography (IC) 4 استشراب السوائل عالية الأداء (HPLCraphy (gliquid  chromato High   Performance 5 مطيافية الامتصاص الذري باللهب  Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS) 6 مطيافية الامتصاص الذري الكهرحرارية  Electrothermal Atomic Absorption Spectrometry (EAAS) 7 مطيافية الانبعاث الذري/ البلازما المقترنة Atomic emission spectroscopy (AES) /Inductively coupled plasma (ICP) 8 المطيافية الكتلوية Mass Spectrometry (MS) / ICP

التقانات الحديثة لمراقبة تلوث المسطحات المائية والأنهار

يُعدّ الإستشعار من بُعد remote sensing ومنظومات المعلومات الجغرافية Geographical Information Systems (GIS) وسائل علمية للحصول على معلوماتٍ عن شيء أو مساحةٍ أو ظاهرةٍ ما بعيدة عنها. وتشتمل على عملياتٍ متسلسلةٍ لقراءة المعطيات التي تجمعها من بعد مستشعرات مختلفة وتحليلها للحصول على المعلومات المطلوبة والتي تختلف باختلاف وسائل جمعها، كالتباينات في قوى الجاذبية أو في توزع الموجات الكهرطيسية أو الصوتية أو الحرارية أو الضوئية. ويمكن أن تكون المستشعرات على الطائرات أو في المركبات الفضائية، وتساعد على كشف المصادر الطبيعية والمياه الملوثة ومراقبتها ورسم خرائطها. وتتطلب عملية الاستشعار من بعد مصدراً للطاقة، ويُعدّ الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة غاما من أشكال الطاقة. وتعمل معظم منظومات الاستشعار من بُعد في مجال واحد أو عدة مجالات من الطيف المرئي والأشعة تحت الحمراء المنعكسة والحرارية وفي القسم المكروي من الطيف.

  تستخدم كذلك الصور الرادارية في عدد كبير من تطبيقات الاستشعار من بعد مثل إعداد الخرائط الجيولوجية والوقوف على وضع تلوث المياه السطحية والأنهار، ويمكن استخدام منظومات المعلومات الجغرافية عموماً في مجال علم المياه (الهدرولوجيا) Hydrology  لتحديد مواقع المياه الجوفية ومصادر المياه السطحية، وتوجيه استغلالها في الري والاستعمالات الأخرى ومصادر التلوث. ويمكن عن طريق المظاهر الخطية تحديد أماكن وجود المياه وكميتها في الثلوج، والتي يمكن عند ذوبانها تقدير خطر حدوث الفيضانات ومدى تأثيرها في تغذية مصادر المياه الجوفية، كما يمكن بالتصوير الحراري تحديد مواقع تسرب المياه العذبة إلى البحر بالاعتماد على الفروق الحرارية بين المياه العذبة والمياه المالحة.

تُعالَج المعطيات التي يقدمها الاستشعار من بعد ومنظومة المعلومات الجغرافية والمصادر الأخرى لرسم خرائط تلوث الأنهار والمياه السطحية ومصادرها، وإعداد قواعد البيانات لإدارة الموارد المائية.

محطات معالجة مياه الأنهار الملوثة وتقاناتها

تشمل معالجة مياه الأنهار الملوثة إزالة ملوثات محددة والتحكم بمستوياتها، وطرائق تشابه عمليات معالجة مياه الصرف الصحي؛ ولاسيما عندما تتلوث الأنهار بمياه الصرف الصحي نفسها. أما مياه الصرف الصناعي فتخضع لطرائق تتعلق بمواصفاتها الكيميائية وحمولتها من المواد الكيميائية السامة التي قد تعوق المعالجة الحيوية؛ بتعطيلها عمل الحمأة المنشطة ونموها فيها، فإذا كانت تلك المواد غير موجودة أو قليلة الفاعلية يمكن أن تُعدّ مياه الأنهار الملوثة بمياه الصرف الصناعي ملائمة بيئياً وقابلة للتحلل بيولوجياً biodegradable، ومن ثم إخضاعها لعمليات المعالجة الحيوية مباشرة.

يحدد تدفق مياه النهر إلى محطات المعالجة وفقاً للطاقة الإنتاجية لتلك المحطات، وقد يكون من المتعذر - عندما يكون تدفق النهر عالياً، أو طاقة المحطات الإنتاجية منخفضة - أن تجرى معالجة لمياه النهر بالكامل. ويمكن عندئذٍ أخذ الكميات المناسبة من مياه النهر، ثم ضخها بعد المعالجة لأغراض الري أو الشرب وفقاً للتقنيات والغايات التي صممت المحطة لها. يبين الشكل (5) ملخصاً لعمليات معالجة مياه الأنهار الملوثة بمياه الصرف.

الشكل (5) عمليات معالجة  مياه الانهار الملوثة بمياه الصرف الصحي.

تسمح عمليات التصفية الأولية للمياه الملوثة بالصرف الصحي والنفايات بإزالة معظم الملوثات الكبيرة الحجم لحماية المعدات والحيلولة دون دخول المواد العائمة إلى خزانات الترسيب. تتألف شبكة التصفية عادة من قضبان متوازية أو شبكة من الأسلاك أو صفائح مثقوبة أو غيرها، ويجري التخلص من المواد التي جرى التخلص منها فيزيائياً، بدفنها أو حرقها، أو بالطرائق الأخرى المناسبة (إعادة تدويرها).

تستخدم تجهيزات خاصة لضبط تدفق المياه flow equalization الداخلة إلى برك المعالجة بهدف التحكم بزمن مكوثها ورفع فعالية المعالجة. وتؤدي عمليات المزج والخلط والتهوية دوراً رئيسياً في المعالجة الهوائية الحيوية للحمأة المنشطة، ويمكن استخدام أدوات ميكانيكية لتفتيت الأجسام الكبيرة العائمة عندما يكون استعمال المصافي غير عملي.  ويُعدّ الترسيب الكيميائي أساسياً في معالجة مياه الصرف. ويساعد التخثير الكيميائي على تجميع الأجسام الصلبة والمعلقات وتلبيدها لتشكيل كتل كبيرة متجمعة يسهل فصلها وترشيحها. ومن المواد المستخدمة في تخثير العوالق كيميائياً: الشب (كبريتات الألمنيوم) وبعض أملاح الحديد (كلور الحديد، وكبريتات الحديد، وكبريتات الحديدي)، والكلس الحي.  

يخضع اختيار الطريقة المناسبة لإزالة الملوثات من مياه الأنهار لتقديرات اقتصادية وتقييم الجدوى وفقاً لمستوى تلوث المياه؛ بحيث تكون تكلفة المعالجة في حدها الأدنى.

فإذا كان المطلوب الحصول على مياه شرب من الأنهار الملوثة فلا بد من تطبيق طرائق إضافية سواء كان الضخ إليها من المحطات السابقة أم من مياه النهر مباشرة. تشبه الطرائق التي تطبق هنا عادة تلك المستخدمة في تحلية مياه البحر، أو إزالة ملوحة المياه قليلة الملوحة (الماء الزعاق) brackish water. يمكن تلخيص تقانات تحلية مياه البحر والمياه الجوفية المالحة ومياه الأنهار الملوثة  وطرائقها كما يلي:

1-  التقطير الومضي متعدد المراحل MSF))Multi-Stage Flash distillation .

2-  التحلية بالتبخير متعدد التأثير (MEE)Multi-Effect Euaporation desalination.

3-  التحلية بالضغط البخاري الحراري (TVC) Thermal Vapor Compession desalination  والميكانيكي (MVC)Mechanical Vapor Compression desalination .

4-  التحلية بالتناضح العكسي Reverse Osmosis  (RO).

5-  الأغشية المختلفة المستخدمة في منظومة التناضح العكسي ومرشحات النانو nanofiltration.

6-  التحلية بالفرز الغشائي الكهربائي (الديلزة)  .Electrodialysis (ED)

مراجع للاستزادة: -     تقييم إدارة نوعية المياه في منطقة الإسكوا، اللجنة الاقتصادية والاجتماعية لغربي آسيا (الإسكوا)، الأمم المتحدة، E/ESCWA/SDPD/2007/2 ،  2007. -      Guidelines for Drinking-water Quality; First Addendum ;Recommendations; WHO Library Cataloguing-in-Publication Data World Health Organization 2006. -      L. Klein, Causes and Effects: River Pollution‎ Butterworth-Heinemann 2017. -      J. Swainston, ‎How Clean is Your River?: A Guide to Understanding River Quality,Swainston House Publishing 2020.

 

---

- التصنيف : التقانات الصناعية - النوع : التقانات الصناعية - المجلد : المجلد العاشر، طبعة 2025، دمشق مشاركة :