ومن ثم، فإن معالجة المياه تشكل حجر الزاوية في الصحة العامة، مما يضمن أن تكون المياه التي تتدفق من صنابيرنا خالية من المسببات المرضية ومأمونة للاستهلاك، وأن تكون خطوة التطهير، التي كثيرا ما تستخدم الكلور أو الكلور أو الأوزون، ذات تأثير أساسي في الكائنات العضوية المجهرية، ولكن هذه العملية الأساسية لها تأثير جانبي معقد: تكوين الملوثات العضوية الثابتة.

ما هي المنتجات الثانوية التطهير؟

أما المنتجات الثانوية المسببة للاضطرابات فهي مجموعة متنوعة من المركبات الكيميائية التي تم تشكيلها أثناء التفاعل بين المفاعلات (مثل الكلور، والكلور، وثاني أكسيد الكلور، أو الأوزون) والمواد السليفة في المياه، وأكثرها تنظيماً هي أحادي الخلية (الثانية) وأحماض الهالويتية (HAAs).

ولا يقتصر تكوين ثنائي الفينيل متعدد الكلور على الكلور، ويمكن للكلورة أن تنتج مادة النيتروزوديميثيلين (NDMA)، وهي مادة مسببة للغاز، ويمكن أن تشكل مادة برومات عند وجود بروميد الميثيل، ويمكن أن ينتج ثاني أكسيد الكلور الكلور الكلور الكلور الكلورات والكلورات، ويخلق كل ملوثات دي بي بي بي بي بي بي دي فريدة، متأثرة بمعالم جودة المياه والتشكيل العضوي.

الآثار الصحية المترتبة على الممارسات الضاربة

وترتبط الدراسات الوبائية بالتعرض الطويل الأجل للمركبات غير المحتوية على مواد كيميائية، ولا سيما مبيدات الآفات والتلوثات الخطرة، مع زيادة خطر الإصابة بسرطان المثانة، وسرطان الألوان، ونتائج الولادة الضارة مثل انخفاض وزن المواليد وهشاشة الأورام، وتصنف الوكالة الدولية لبحوث السرطان كلوروفورم الميثيل على أنه من المحتمل أن يكون مسبباً للسرطان في العالم (السكران 2 باء)

دور الملوثات العضوية في تشكيلة إدارة شؤون السلامة والأمن

وتُستخدم الملوثات العضوية كسلائف أولية لتشكيل البيوتادايين السداسي الكلور، ومعظم المواد العضوية في مياه المصدر هي المادة العضوية الطبيعية، والخليط المعقد من المركبات العضوية الناشئة عن تفكك مخلفات النبات والحيوانات والنشاط المجهري وغسل التربة، وتتكون المنظمة من مواد رطوبة (حمضات الرومي والفولط)، وثباتات الكربون، ووزنات البروتين، وحامضات، وكميات منخفضة.

وعندما يضاف الكلور إلى الماء، فإنه يتصرف بسهولة مع الفئران الغنية بالكهرباء في المنظمة، مثل الحلقات المتطورة الموجودة في الأحماض المتواضعة، وهذا التفاعل ينطوي على استبدال (إدماج الكلور في الجزيئات العضوية) وردود فعل النكهة، التي تنتج أنواعاً منخفضة الوزن الرئوي مثل ثاني أكسيد الكربون وحامض الهكتاريوم.

أنواع السلائف العضوية

  • Humic acids:] High-molecular- weight, hydrophobic fractions of NOM that are particularly reactive with chlorine and produce high amounts of THMs and HAs.
  • Fulvic acids:] Lower-molecular- weight but still highly reactive; contribute to DBP formation, though often at slightly different ratios than humic acids.
  • Soluble microbial products (SMPs):] released by bacteria and algae; contain nitrogen and can be authors for nitrogenous DBPs like nitrosamines.
  • Efficient organic matter (EfOM): ] Originating from wastewater discharges; includes pharmaceuticals, personal care products, and other anthropogenic compounds that can react with disinfectants to form unique DBPs.
  • Anthropogenic organic contaminants:] Pesticides, industrial chemicals, and solvents that can act as DBP السلائف, especially when present in source waters impacted by agriculture or industry.

العوامل التي تؤثر على تكوين ثنائي الفينيل متعدد البروم من الملوثات العضوية الثابتة

وينظم نطاق تشكيلة الـ دي بي بي ومضاربة هذه العوامل المتعددة المترابطة، ويتيح فهم هذه البارامترات للمرافق المائية الاستفادة المثلى من العلاج وتقليل المخاطر الصحية إلى أدنى حد.

نوع المادة العضوية وتركيزها

وقد تؤدي التركيزات المرتفعة للسلائف العضوية عموماً إلى زيادة تكوين ثنائي الفينيل متعدد البروم، وقد يكون السمة العضوية المحددة - التي تقاس بالكربون العضوي المذوب أو امتصاص الأشعة فوق البنفسجية عند 254 نانوغرام (UV254) - تنبؤاً رئيسياً، إذ إن الماء الذي يحتوي على امتصاص شديد الأشعة فوق البنفسجية يشير إلى ارتفاع نسبة الكلور في شكل النيتروز، وهو مادة متغير الكهرومفي.

درجة الحرارة

وتؤثر المادة الهيدروجينية تأثيراً كبيراً على مسارات تكوين ثنائي الفينيل متعدد البروم، وفي ارتفاع درجة الهيدروجين (فوق 8)، فإن الكلور أكثر انتشاراً حيث أنَّ ارتفاع نسبة الأيونات الفلورية (أوكلت -)، وهو أقل تفاعلاً من حمض الفلور عند مستوى منخفض من الهيدروجين، غير أنَّ تركيبات المادة الثالثة (THM) تُفضَّل عند ارتفاع مستوى الهيدروجين لأنَّ تردّد الحرارة في نهاية المطاف أعلى.

النوع والنبض

كما أن الكلور هو أكثر المضاربة شيوعاً، ولكنه أيضاً الأكثر بروزاً في إنتاج مركبات ثنائي الفينيل متعدد البروم الخاضعة للتنظيم، كما أن الكلورين (المونو كلورمين) ينتج مستويات أقل من ثاني أكسيد ثلاثي الفينيل وأكسيد الكربون الهكسان، ويمكن أن يشكل أيضاً أشكالاً من ثنائي الفينيل متعدد البروم مثل مادة NDMA.

شروط نظام تحديد الوقت والتوزيع

ويزيد طول فترات الاتصال بين المطهر والسلائف العضوية من تكوين سداسي البروم ثنائي الفينيل، وفي نظام التوزيع، لا يزال المطهر المتبقي يتفاعل مع المادة العضوية في الماء السوائب والمرشحات الأحيائية، مما يتسبب في ارتفاع تركيزات ثنائي الفينيل متعدد البروم من محطة المعالجة إلى الصنبور، وفي أنماط تدفق المياه، ومستويات درجات الحرارة، ووجود عوامل التآكل أو الرش الأحيائي يمكن أن يزيد من تغيير مستويات الديموبيل.

وجود الأيونات غير العضوية

وتُعدُّ مواسير بروميد واليود سلائف غير عضوية حاسمة، وعندما تكون موجودة في مياه المصدر، فإنها تتنافس مع المادة العضوية للرد على الكلور، وتُشكل متجانسة وحاملة من ثنائي الفينيل متعدد البروم.() وتُعتبر هذه المادة من المصادر المُخزَّرة (مثلاً، برومو، وبرومو دي كلورو الميثان) أكثر سمية من كمياتها المكلورة.()

الآثار المترتبة على معالجة المياه

وتتطلب المراقبة الفعالة لتشكيل نظام إدارة الموارد البشرية استراتيجية متكاملة تستهدف إزالة السلائف، وتحقيق الاستخدام الأمثل للمطهر، وإدارة نظام التوزيع، ويمكن لمصانع معالجة المياه أن تقلل بدرجة كبيرة من مخاطر المكافحة القائمة على التنوع البيولوجي عن طريق تنفيذ النهج التالية.

تعزيز التخصيب والترسيب

(ب) تعزيز التخثر ينطوي على تعديل الجرعة المسببة للخشخاش وضغط الدم لتعظيم إزالة الناموسيات قبل التطهير، وذلك باستهدافه لكسر الهيدروجين والوزن العضوي العالي البوليت، يمكن لهذه العملية أن تقلل من الـ (دي-70٪) مما يقلل من كمية السائل المتاحة لتكوين الـ دي بي بي. بي.

إنتاج الكربون المنشط من قبل شركة غات

(ج) إن استيعاب المادة الكيميائية فعال للغاية في إزالة السلائف العضوية، ولا سيما الحامض النووي المائي والعديد من المركبات البشرية المنشأ، ويمكن استخدام هذه المادة كخطوة بعد التصفية أو كاستبدال لوسائط الإعلام في مرشحات تقليدية، وتصبح القدرة الاستيعابية في نهاية المطاف مرهقة، وتتطلب تجديداً دورياً أو استبدالاً، وبالنسبة للتحكم المستمر في المادة الكيميائية، فإن العديد من النباتات تستخدم المادة (GAC) بعد التخصيب والترسبوط في كثير من أجل تحقيق مستويات منخفضة من المادة (DC)

العوامل البديلة للتعطل والاضطرابات الشديدة

ويمكن أن يكون التحول من الكلور الحر إلى الكلورولين الأحادي الكلور فعالاً في خفض تركيزات ثاني أكسيد الكربون وهاء - ألف، وإن كان قد ينتج مادة النيتروجين وغيرها من مركبات ثنائي الفينيل متعدد البروم، وتعتمد بعض المرافق نهجاً تسلسلياً: استخدام الأوزون كمبيد رئيسي (الذي يكسر مستوى النيتروز إلى مركبات أكثر قابلية للتحلل الأحيائي)، ويعقب ذلك وضع لوائح بشأن التلوث البيولوجي لإزالة تلك المركبات، ثم الحفاظ على سلامة منخفضة.

عمليات التقريب المتقدمة

وتجمع الملوثات العضوية الثابتة بين الأوكسيدات (الزون، وبروكسيد الهيدروجين، والأشعة فوق البنفسجية) لتوليد متطرفات هيدروكسيل التي يمكن أن تتدهور بصورة غير انتقائية، ويمكن لهذه العمليات أن تُعدن مركبات السليفة العضوية، بما في ذلك الارتداد بالأشعة غير المنصفة، والملوثات الدقيقة، غير أن الملوثات العضوية الثابتة هي كمية من الطاقة الكثيفة وقد تنتج منتجات ثانوية غير مرغوب فيها إذا لم تخضع للرقابة، وكثيرا ما تطبق على الازدهار، وفودو بود.

Membrane Filtration (Nanofiltration and Reverse Osmosis)

ويمكن لتكنولوجيات النسيج ذات أحجام ضيقة أن ترفض مادياً جزءاً كبيراً من المادة العضوية، ويمكن أن تزيل التسلل ما يصل إلى 90 في المائة من مادة التنغمس، بينما يؤدي النسيج العكسي إلى رفض أكبر، وهذه النظم باهظة الثمن ولكنها أصبحت أكثر شيوعاً لمعالجة مياه المصدر التي تشكل تحدياً، ولا سيما تلك التي تؤثر على مياه النفايات أو على الرش الزراعي.

تصريف الأراضي ورصدها

:: استمرار تطور الأنظمة في جميع أنحاء العالم مع اكتشاف أنواع جديدة من الـ دي بي بي وتراكم الأدلة الصحية؛ وفي الولايات المتحدة، فإن قاعدة المواد الكيميائية والمخلفات الوبائية الموزعة على الفئة " دال " (Stage 2 D/DBPR) تحدد مستويات ملوثة قصوى (MCLs) بالنسبة للذخائر العنقودية تبلغ 80 ميكروغرام/لتر وHA5 في 60 ميكروغرام/لتر.

كما أن الضغط التنظيمي يدفع إلى إدراج برامجيات الـ دي بي بي بي بي بي بي بي الناشئة مثل هذه التي لديها مشروع مستوى استشاري صحي قدره 0.0001 ميكروغرام/لتر من برنامج حماية البيئة بسبب تضخمها الشديد، وتحتاج العديد من الولايات في الولايات المتحدة إلى رصد لمادة النيتروز وغيرها من النيتروز في نظم المياه باستخدام الكلورامين أو التي لها تأثير على المياه المستعملة.

توجيهات البحوث المستقبلية

وتركز البحوث الجارية على عدة جبهات:

  • تحديد هوية غير معروفة من مفاعلات جديدة وكيمياء سلائف، بما في ذلك المواد من المواد ذات الفلور أوالكيل الواحد.
  • وضع نماذج تنبؤية تتضمن بيانات عن نوعية المياه في الوقت الحقيقي لتوقع تكوين برنامج تنمية الموارد البشرية وتمكين إجراء تعديلات علاجية استباقية.
  • النهوض بتكنولوجيات إزالة السلائف الفعالة من حيث التكلفة بالنسبة للنظم الصغيرة والمتوسطة الحجم.
  • فهم السمية التآزرية لمخاليط الـ دي بي بي بي من أجل تحسين المعلومات عن الحدود التنظيمية.
  • استكشاف دور الميكروبيوم في نظم التوزيع في تعديل تركيزات الدي بي بي وخلق منتجات ثانوية جديدة.

خاتمة

ونظراً لأن الملوثات العضوية في مياه المصدر هي المحرك الرئيسي وراء تكوين المنتجات الثانوية الضارة للتطهير أثناء معالجة المياه، فمن المواد المتواضعة في الأنهار البكرانية إلى مركبات بشرية في مستجمعات المياه ذات التأثير الشديد، فإن تنوع المواد العضوية وتفاعلها يملي كمية ونوعية الـ دي بي بي بي بي بي التي تظهر في مياهنا النقالة، ومن خلال فهم تأثير هذه المواد الكيميائية - والعوامل التي تؤدي إلى معالجة جيدة.

لمزيد من القراءة، تقدم خطة وزارة الصحة 2 D/DBPR صفحة ] تفاصيل تنظيمية.