فهم الإطار التنظيمي لتكنولوجيات الأوزون في معالجة المياه

الأنظمة والمبادئ التوجيهية الرئيسية في مجال التفاصيل

قواعد العلاج السطحي للمياه

The Surface Water Treatment Rules (SWTR) require that public water systems using surface water or groundwater under the direct influence of surface water achieve at least 99.9% (3-log) inactivation of Giardia lamblia cysts and 99.99% (4-log) inactivation of viruses. Ozone is one of few disinactation

Under the Stage 2 Disinfectants and Disinfection Byproducts Rule, water systems must monitor for bromate at the entrance to the distribution system if ozone is used and the source water has aبروميد concentration above 0.05 mg/L. The MCL for bromate is 0.010 mg/L. Compliance requires careful control of ozone dose, p-00H

لوائح منظمة الأغذية والزراعة بشأن المياه المبتلعة والاتصال بالغذاء

قاعدة الـ (إف دي) للماء المزدحم (21 CFR 165.110) تسمح بمعالجة الأوزون مع بقايا لا تتجاوز 0.4 ملغم/لتر وقت التغليف، وهذا الحد الأدنى يضمن عدم استمرار وجود طبقة الأوزون في الماء المزدحم، ومنع الطلقات غير المُحتملة، وتركيب مواد التغليف، وبالنسبة لتجهيز الأغذية، فإن هيئة الغذاء والدواء تسمح بالأوزون عند مستويات تصل إلى 10 ملغم (مغم/لتر) في الماء المُستخدم في الغسيل.

WHO Guidelines for Ozone Disinfection

توصي منظمة الصحة العالمية بأن يكون تركيزات الأوزون المتبقية ووقتها الاتصال كافية لتحقيق ما لا يقل عن 4 ملوك (99.99 في المائة) في تفعيل الفيروسات و3 ملغ (99.9 في المائة) في تفعيل نظام كريبتوسبوريديوم، وبالنسبة للمياه السطحية المعرضة لخطر كبير، تقترح منظمة الصحة العالمية أن يكون هناك تركيز على المادة 1 من نوع CT من حيث القيمة الهندسية للتصميمات المائية التي تستمد من شبكة Cryptosporidium.

معايير المنظمة الدولية لتوحيد المقاييس والتوثيق

ISO 14008:2018) Establish test methods for measuring ozone output, energy consumption, and gas leakage of ozone generated generates used in water treatment. Manufacturers can seek ISO certification to demonstrate product reliable and safety. Additionally, ISO 22000 certification for food safety management systems can incorporate ozonation as a critical control point (CCP) under Hazard Analysis and Critical Control Points (HACCP) principles.0

اعتبارات الامتثال والسلامة

ويتطلب تشغيل نظام الازدواج التزاماً صارماً ببروتوكولات الأمان لأن الأوزون هو مهيج للرئة ويمكن أن يكون خطيراً عند تركيزات تزيد على 0.1 جزء من المليون في الهواء، وتضع الإدارة المهنية للصحة والسلامة في الولايات المتحدة حداً للتعرض المسموح به يبلغ 0.1 جزء من المليون في المتوسط على مدى فترة انتقال عمل مدتها 8 ساعات، ويوصي المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنيتين بالحد الأقصى لمستوى التعرض قبل الولادة(1).

يجب على المشغلين أن يتبعوا متطلبات معدات الحماية الشخصية، بما في ذلك أجهزة التنفس للاستجابة في حالات الطوارئ وأثناء الصيانة، والتدريب على معالجة الأوزون، وإجراءات الطوارئ، والاستخدام السليم لأجهزة التنفس المكتفية ذاتياً، والمطلوب بموجب معيار الإبلاغ عن المخاطرة الذي وضعته منظمة الصحة العالمية (29 CFR 1910.1200) ويكلف العديد من الجهات التنظيمية بكشف مسار خطي

يجب أن يتم تسجيل البيانات والاحتفاظ بها للاستعراض التنظيمي، عادة لمدة ثلاث أو خمس سنوات، نظام المعلومات عن المياه الصالحة للشرب (Safe Drinking Water Information System) ] يتطلب من نظم المياه العامة الإبلاغ عن نتائج رصد الامتثال فصلياً، أي تجاوز للزبائن MCL أو عدم الحفاظ على القيم المطلوبة من قبل أجهزة الرقابة يجب الإبلاغ عنه في غضون 48 ساعة محددة.

إدارة المنتجات الثانوية والتخفيف من آثارها

والمنتج الثانوي الرئيسي الذي يثير القلق هو برومات، وهو ما شكل عندما يرد الأوزون على أيون بروميد يحدث بصورة طبيعية، أما MCL البالغة 0.010 ملغم/لتر فهى منخفضة للغاية، مما يتطلب استراتيجيات متقدمة للرقابة، وتشمل:

• pH depression:] Lowering pH to around 6.5-7.0 reduces bromate formation kinetics.
• Ammonia addition:] Ammonia reacts with hypobromous acid to form bromamines, which are less reactive to form bromate.
• Hydrogen peroxide addition:] Hydrogen peroxide can quench the bromate pathway.
• Optimized ozone dosing:] Using the minimum ozone dose necessary to achieve disinfection goals, often with real-time control based on oxidation-reduction potential (ORP) or UV absorbance.
• Membrane pretreatment:] Removingبروميد قبل الازدهار باستخدام الرش النانوي أو النسيج العكسي.

وتشمل المنتجات الثانوية الأخرى الديهايدز والكيتون وحامضات الكاربوكسيليك والأكسيدات العضوية، وفي حين أن هذه المواد أقل تنظيماً عموماً، توصي منظمة الصحة العالمية برصد الديهيدي الرسمي والخسلديهيد كمؤشرات لتكوين المنتجات الثانوية للأوزون، كما أن العديد من مرافق المعالجة تقيس الكربون العضوي القابل للاشتعال لتقييم الاستقرار البيولوجي بعد الازدهار.

التحديات في تنظيم العمليات

الموازنة بين فعالية التطهير ومكافحة المنتجات الثانوية

التحدي التنظيمي الرئيسي هو تحقيق الحد الأمثل لجرعة الأوزون لتحقيق إبطال مسببات الأمراض الملائمة مع الحفاظ على برومة تحت مستوى حركة بروميد الميثيل، وهذا أمر صعب بوجه خاص في المياه ذات المستويات العالية من بروميد الميثيل، حيث لا يمكن تعديل الهيدروجين بسهولة بسبب متطلبات مراقبة التآكل، وقد حصلت عدة مرافق على تصاريح تبدل أو جداول امتثال لتنفيذ تدابير تحقيق الحد الأمثل.

الأهداف المؤثرة في المناطق

(ب) إن الملوثات الناشئة مثل المواد ذات الفلور والكيلوفلور، والميكروبات، والجينات المضادة للبيولوجيا، غير خاضعة بعد لتنظيم شامل، ولكن الازدواج يبشر بالتدهور، ونظراً إلى أن البحوث قد ترسي معايير للعلاج أو مركبات متعددة الكلور بالنسبة لهذه المواد، فعلى سبيل المثال، اقترحت وكالة حماية البيئة معايير لمياه الشرب لـ 6 مركبات من المواد الكيميائية المتطورة،

التنسيق الدولي والتجارة

وفي حين أن هيئات مثل منظمة الصحة العالمية والمنظمة الدولية لتوحيد المقاييس تعزز التنسيق، فإن هناك اختلافات كبيرة بين الأنظمة الوطنية، ولا يجوز قبول منتج معتمد في ولاية قضائية أخرى دون إجراء اختبارات إضافية، فعلى سبيل المثال، يمكن أن تنطبق اشتراطات الاتحاد الأوروبي المتعلقة بوضع علامات على المواد الكيميائية تحت توجيه معدات الضغط (2014/68/EU) على مفاعلات الأوزون، بينما تفتقر الولايات المتحدة إلى معيار إلزامي مماثل، وتعمل الجهود مثل الرابطة الدولية لطبقة الأوزون على مواءمة بروتوكولات الاختبار، ولكن التنسيق الكامل لا يزال يمثل هدفاً طويلاً.

الاتجاهات المستقبلية والتطورات التنظيمية

(أ) الأطر التنظيمية تتطور في عدة اتجاهات: أولاً، نظراً لأن تغير المناخ يغير نوعية المياه (زيادة بروميد الماء المتسرب، وارتفاع درجات الحرارة)، يمكن أن تشد أجهزة التنظيم معايير بروم أو تحتاج إلى تعديلات موسمية.

ومن المرجح أن يؤدي نهج One Water]، الذي يدمج مياه الشرب، والمياه المستعملة، ومياه العواصف، وإعادة الاستخدام، إلى زيادة توحيد الرقابة التنظيمية، ويؤدي الإزون دوراً محورياً في خطط إعادة الاستخدام الصالح للشرب (مثل إعادة الاستخدام المباشر للزبائن)، التي تنظمها بشكل متزايد ولايات مثل كاليفورنيا مع لوائح الباب 22، وتحدد هذه الأنظمة فترات الاتصال ورصد عمليات خفض مسببات أخرى.

وأخيراً، يتوقع أن تشمل تنقيح المبادئ التوجيهية لمنظمة الصحة العالمية بشأن نوعية الشرب - الماء ] (الاستمرار) جداول محدثة بشأن الأوزون من مسببات الأمراض والفيروسات الناشئة، فضلاً عن توجيه جديد بشأن المنتجات الثانوية من الأكسدة المتقدمة.() وينبغي لأصحاب المصلحة في الصناعة أن يرصدوا هذه التطورات عن كثب لتوقع حدوث تغييرات في الامتثال.

خاتمة

إن الإطار التنظيمي لتكنولوجيات الازدهار في معالجة المياه هو هيكل معقد ولكنه ضروري يكفل حماية الصحة العامة والاستدامة البيئية، ومن القواعد الأساسية لبرنامج العمل البيئي في الولايات المتحدة إلى المبادئ التوجيهية لمنظمة الصحة العالمية ومعايير المنظمة الدولية لتوحيد المقاييس، يجب على الجهات الفاعلة والمصنعة أن تبحر مناظرة من الحدود، والرصد، وبروتوكولات السلامة، وبما أن تطبيقات الأوزون تتوسع وتتطور التحديات المتعلقة بالتلوث، فإن الأنظمة ستستمر في التكيف مع التوازن بين كفاءة الأداء في مجال السلامة.