أخبار عاجلة
الرئيسية / Domestic Wastewater Treatment / تطهير المياه بالاشعة فوق البنفسجية

تطهير المياه بالاشعة فوق البنفسجية

مقدمة

التطهير هو التدمير والقتل النوعي المنتخب للكائنات المسببة للامراض , مما يعني ليس كل الكائنات الحية  تموت وتدمر خلال هذه العملية , بينما يعرف التعقيم بانه قتل وتدمير لكل الكائنات الحية الدقيقة  الموجودة الممرضة وغير الممرضة .

لا تسمح عملية ترويب المواد العالقة مع عمليات الترسيب والترشيح اللاحقة، وكذلك عملية الكلورة المسبقة للمياه بالحصول على إزالة كاملة للبكتريا الضارة، حيث تحافظ حتى 10% من البكتريا والفيروسات على حياتها بعد العمليات السابقة. وكذلك لا تسمح عمليات المعالجة المختلفة لمياه الصرف الصحي بالقضاء نهائياً على الأحياء الممرضة في هذه المياه. لذلك تعتبر عملية التطهير هي العملية النهائية اللازمة لتحضير مياه الشرب وكذلك لمعالجة مياه الصرف الصحي قبل طرحها إلى المجتمعات المائية الطبيعية أو استخدامها للأغراض المختلفة.

في مجال معالجة المياه والمخلفات السائلة فهناك ثلاث مجموعات رئيسية مسببة للمرض مصدرها داخل الحيوان والانسان  ((Human enteric Organisms  وهي  البكتريا والفيروسات والطفيليات الاميبية

والمواد المستخدمة في التطهير وهي ما تعرف بالمطهرات لابد ان تكون – امنة في النقل والتداول والتطبيق –  وتركيزها في المياه المعالجة يمكن قياسه وتقديره  والا تكون هي مصدرا لتلوث البيئة .

ولمعرفة أهمية التطهير لابد من معرفة أهم الكائنات الدقيقة الممرضة  التي تتواجد في مياه الصرف المعالجة والامراض التي تسببها للانسان والحيوان.

خصائص المواد المستخدمة في التطهير

لكي تتم عملية التطهير بنجاح لابد ان تتوفر في المواد المطهرة خصائص معينة  وأهم الخصائص المطلوب توافرها الاتية :

  1. السمية للكائنات الدقيقة الممرضة فلابد ان يكون شديد السمية عند التركيزات الضعيفة , بحيث ان كميات او تركيزات قليلة من المادة المطهرة تكفي للقضاء علي الكائنات الدقيقة الممرضة الموجودة في المكان المراد تطهيره .
  2. الذوبانية لابد ان يذوب في المياه أو في انسجة خلايا الكائنات الممرضة.
  3. الثبات فقدان قدرته علي الابادة مع الوقت قليل , اي تستمر قدرته التطهيرية مدة مناسبة تكفي للقضاء علي الممرضات المطلوب التخلص منها .
  4. غير سام للكائنات العليا لابد ان يكون ساما للكائنات الدقيقة وغير سام للكائنات العليا فمثلا عند تطهير ماء الشرب لابد ان تكون مادة التطهير غير سامة للانسان الذي سوف يشرب ذلك الماء .
  5. التجانس اذا كانت المادة المطهرة سوف تستخدم في صورة سائلة فلابد ان يكون المحلول المطهر متجانسا.
  6. التفاعل مع المواد الجانبية لابد ان لا يمتص من المواد العضوية دون الخلايا البكتيرية أو الفيروسية .
  7. السمية عند درجة الحرارة المطلوبة لابد ان يكون فعالا عند درجة لحرارة المناسبة
  8. القدرة علي الاختراق له القدرة علي اختراق سطح المياه وله القدرة الي الوصول بسهوله  للهدف المراد تطهيره.

تطهير مصادر المياه

تطهير مصادر المياه المستخدمة لاغراض الشرب والاستعمال اليومي من اهم الوسائل التطبيقية لمكافحة التلوث البيولوجي للمياه وخاصة التلوث بالكائنات الحية الدقيقة الممرضة .كما ان التطهير من الوسائل الفعالة لمنع انتشار الاوبئة والامراض المنتقلة بالماء .فاستخدام العوامل المطهرة من شانه ان يحد من نمو وتكاثر الكائنات الممرضة داخل البيئة المائية التي تتمثل في مياه المسطحات المائية المختلفة وخاصة التي تعد موردا لمياه الشرب أو التي تعد مصبا نهائيا لمياه الصرف المعالجة والمطهرة جيدا . وعملية القضاء علي الكائنات الممرضة التي توجد في الماء الملوث هو الهدف من عملية التطهير بالاضافة الي توفير الظروف المناسبة لعدم نمو اية ميكروبات داخل مياه الشرب أو اية مياه يستخدمها الانسان من اولويات مكافحة التلوث البيولوجي للماء  .

التطهير بالاشعة فوق البنفسجية

الأشعة فوق البنفسجية هي جزء من الطيف الكهرومغناطيسي. وتتميز بأطوال موجات أقصر من موجات الضوء المرئي ولكن أطول من الأشعة السينية , توجد هذه الأشعة في ضوء الشمس وطول موجتها تتراوح ما بين 100-400 نانومتر تصل إلى سطح الأرض أقصرمن ذلك لترشيحها وامتصاصها في طبقة الأوزون في الأجزاء الخارجية من الغلاف الجوي . والضوء فوق البنفسجي الواصل إلى سطح الأرض ذات تأثير قاتل للبكتيريا ولذلك فإن ضوء الشمس يلعب دوراً مهماً في القضاء على الميكروبات في البيئة ، وعلى كل فإن الأمواج الأقصــــر في الطيف فوق البنفسجي أكثر فاعلية في قتل العناصر البكتيرية . والجزء الأكثر فاعلية في الطيف هو الذي يقع بين 200-300 وأكثره أيضاً هو 250-265 نانومتر.

إن التطهير الفوق بنفسجي للمياه هو عبارة عن عملية طبيعية تماما وخالية من المواد الكيميائية.

يتراوح طول موجات الشعاع فوق البنفسجي ضمن نطاق 240 حتى 280 نانومترا، حيث يقوم بمهاجمة الحمض النووي الحيويDNA ,RNA  لجميع الكائنات الممرضة كالبكتريا والفيروسات والطفيليات بشكل مباشر. يبدأ الإشعاع برد فعل كيميائي ضوئي يؤدي إلى تدمير المعلومات الجينية الموجودة في الحمض النووي ويمنع تضاعفه , فتعمل الاشعة علي احداث تغيير في الحمض النووي للبكتيريا خاصة في القواعد النتروجينية  في عملية تسمي Thymine dimerization. . حيث تفقد البكتيريا قدرتها على التكاثر وتتلف وتموت . حتى أن الطفيليات مثل Cryptosporidium أو  Giardia، المقاومة بشكل عنيف للمطهرات الكيميائية، تقل بشكل فاعل نتيجة التعرض لهذا  الإشعاع.

 

كيفية اتلاف الاشعة فوق البنفسجية للحمض النووي

تتداخل الاشعة في عملية تضاعف الحمض النووي  حيث تؤثر في عملية ترتيب القواعد النتروجينية فتغير من هذا الترتيب فلا يحدث تضاعف للحمض النووي بصورة صحيحة وتموت الخلية . اثناء نسخ الحمض  النووي تقوم الاشعة باحداث تلف كيموضوئي  وئتكوين روابط جديدة  (ثنائية)بين النيوكليتيدات المتجاورة مكونة جزيئات مزدوجة أو بوليمرات ثنائية الربط بين النيوكليتيدات المتجاورة خاصة الثايمين , ويؤدي تكون الكثير من البوليمرات الثنائية للثايمين في الحمض النووي للبكتريا أو الفيروسات الي منع تضاعف الخلايا ويؤدي لموتها.

كما يمكن استخدام الأشعة فوق البنفسجية لإزالة الكلور وأنواع الكلورامينات من المياه، حيث تسمى هذه العملية بالتحليل الضوئي وتتطلب جرعة أعلى من التطهير العادي. إن الكائنات المجهرية التي تم تطهيرها لا يتم إزالتها من المياه، فتطهير الأشعة فوق البنفسجية لا يزيل العضويات المتحللة أو المركبات اللاعضوية أو الجزيئات في المياه. ومع ذلك، فيمكن استخدام عمليات ألاكسدة بالأشعة فوق البنفسجية للتطهير عن طريق الأثر الكيميائي وفي الوقت ذاته تؤمن مستوى عال من التطهير.

 

المراجع

  • التلوث البيولوجي للبيئة المائية , احمد احمد السروي , مكتبة الدار العلمية – القاهرة 2010.
  • الملوثات المائية (المصدر – التأثير- التحكم والعلاج) , احمد السروي , دار الكتب العلمية 2008.
  •   HARM, W., 1980, Biological Effects of Ultraviolet Radiation, International Union of Pure and Applied Biophysics, Biophysics series, Cambridge University

بقلم

أحمد أحمد السروي

استشاري جودة المختبرات والدراسات البيئية

البريد الاليكتروني    aelserwy71@yahoo.com

 

شاهد أيضاً

إعادة إستخدام المياه

بقلم  أحمد محمد هشام  ماجستير كيمياء تحليلية  Ahmedhasham83@gmail.com إن عملية إعادة استخدام المياه ضرورة حتمية …