زینب امیری تجربیات و مهارت های حرفه ای من در حوضه فناوری آب
تمدن‌های اولیه بشر در اطراف منابع آب تشکیل شدند. درزمانی که اهمیت کافی بودن مقدار آب شرب و اهداف آن برای اجداد ما آشکار بود، درکی از کیفیت آب وجود نداشت. بااین‌وجود در اسناد تاریخی به مشکلات ظاهری آب ازجمله شکل، بو و مزه آن اشاره شده است. هزاران سال طول کشید تا انسان‌ها فهمیدند که حواسشان به‌تنهایی نمی‌تواند قضاوت دقیقی از کیفیت آب داشته باشد.
انسان‌ها، آب را برای قرن‌ها ذخیره و سپس توزیع می‌کردند. در ابتدا، زمانی که کوچ می‌کردند و با شکار غذای خود را تأمین می‌نمودند، از آب رودخانه برای آشامیدن استفاده می‌کردند. سپس، زمانی که به‌صورت دائم، برای مدت‌زمان طولانی در یکجا ساکن شدند، مکان سکونتشان معمولاً در نزدیکی رودخانه یا دریاچه بود. وقتی‌که هیچ رودخانه و دریاچه‌ای در یک ناحیه وجود نداشت، از آب‌های زیرزمینی برای آشامیدن استفاده می‌کردند و این کار را از طریق پمپاژ آب از داخل چاه‌ها انجام می‌دادند. ساکنین جریکو واقع در سرزمین شامات، در حدود ۷۰۰۰ سال قبل، آب موردنیاز خود را از این طریق تأمین می‌کردند. وقتی‌که جمعیت انسان‌ها شروع به رشد گسترده‌ای کرد، دیگر منابع آب کافی نبودند. لازم بود که آب آشامیدنی از منابع دیگری استخراج گردد.
همچنین انسان‌ها شروع به توسعه سیستم‌های انتقال آب کردند. انتقال از طریق کانال‌های ساده‌ای که در شن و ماسه و سنگ‌ها حفر می‌شد، صورت می‌گرفت. بعدها این کار از طریق لوله‌های توخالی انجام شد. مصری‌ها از درختان نخل توخالی و چینی‌ها و ژاپنی‌ها از ساقه‌های بامبو استفاده می‌کردند. درنهایت، شروع به استفاده از لوله‌های رسی، چوبی و فلزی کرند.
در ایران مردم به جستجوی رودخانه‌ها و دریاچه‌های زیرزمینی می‌پرداختند و با حفر چاه‌های آب در سنگ‌ها و صخره‌ها، آب ره به روی سطح زمین می‌آوردند (قنات).
تصفیه آب در ابتدا، بر روی بهبود ظاهر آب شرب، متمرکز بود. روش‌های بهبود بو و مزه آب شرب به ۴۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح برمی‌گردد. در زبان سانسکریت باستانی و یونانی، روش‌های تصفیه آب از قبیل عبور از صافی زغالی، در معرض آفتاب گذاشتن و جوشاندن توصیه شده بود زیرا بیشتر منابع آب دارای ذراتی بودند که بو و ظاهر آب را از بین می‌برد.
در یونان باستان، خیلی زود استفاده از چشمه‌های آب، آب چاه و آب باران رایج بود. به خاطر رشد سریع جمعیت شهری، یونانی‌ها مجبور به ذخیره آب در چاه‌ها و سپس انتقال آن از طریق شبکه‌های توزیع آب شدند. آبی که مورداستفاده قرارگرفته بود، همراه با آب باران، از طریق مجراهای فاضلاب جمع‌آوری و انتقال داده می‌شد. هنگامی‌که به دره می‌رسیدند، آب تحت‌فشار به آن سمت هدایت می‌شد. یونانی‌ها از اولین کسانی بودند که به آب باکیفیت دسترسی یافتند. آن‌ها از حوضه‌های هواده برای تصفیه آب استفاده می‌کردند.
در حدود ۳۰۰۰ سال پیش از میلاد مسیح، شهر موهنجو دارو (در پاکستان) دارای یک منبع بسیار گسترده آب بود. در این شهر امکانات حمام عمومی با تأسیسات جوشاننده آب و اتاق‌های حمام وجود داشت.
رومیان بزرگ‌ترین سازندگان و معماران شبکه‌های توزیع آب در طول تاریخ بوده‌اند. آن‌ها از رودخانه‌ها، چشمه‌ها و آب‌های زیرزمینی برای تأمین آب استفاده نموده‌اند. رومی‌ها با ساخت سد بر روی رودخانه‌ها، دریاچه‌ها را تشکیل دادند. ابتدا آب این دریاچه‌ها هوادهی شده و سپس به مصرف می‌رسید. آب کوهستان‌ها، به خاطر کیفیتشان، از محبوب‌ترین آب‌ها بودند.
برای انتقال آب، قنات‌ها ساخته شدند. از طریق این قنات‌ها، آب ده‌ها مایل انتقال داده می‌شد. لوله‌کشی‌های داخل شهرها از جنس بتن، سنگ، برنز، نقره، چوب یا سرب ساخته می‌شدند. محل‌های خروج آب، از آلودگی‌ها محافظت می‌شدند.
طبق گزارش‌های ثبت‌شده، مصری‌ها در ۱۵۰۰ سال قبل از میلاد از زاج سفید به‌عنوان یک روش شیمیایی برای ته‌نشین کردن ذرات معلق موجود در آب استفاده نمودند.
پس از سقوط امپراتوری روم، قنات‌ها دیگر استفاده نشدند. از ۵۰۰ تا ۱۵۰۰ سال بعد از میلاد مسیح، توسعه کمی در حوزه تصفیه آب صورت پذیرفت. در قرون‌وسطی شهرهای بی‌شماری به وجود آمدند. در این شهرها از لوله‌کشی‌های چوبی استفاده می‌شد. آب از رودخانه‌ها یا چاه‌ها و یا خارج از شهرها استخراج می‌شد. خیلی زود شرایط آب، بسیار غیربهداشتی شد، زیرا آشغال و فاضلاب به آب‌ها راه یافت. مردمی که از این آب می‌نوشیدند بیمار می‌شدند و گاهی می‌مردند. برای حل این مشکل، مردم شروع به آشامیدن آب از منابع خارج از شهرها کردند چراکه رودخانه‌ها آلوده نبودند. این آب باید به شهرها انتقال داده می‌شد.
طی ۱۷۰۰ سال، استفاده از صافی‌ها به‌عنوان یک روش بسیار مؤثر برای زدودن ذرات آب شناخته شد، هرچند مقدار تمیزی آب قابل‌اندازه‌گیری نبود. در اوایل دهه ۱۸۰۰، در اروپا، به‌صورت منظم، شروع به استفاده از فیلترهای شنیِ کند کردند.
اولین منبع آب آشامیدنی که آب یک شهر کامل را تأمین می‌نمود، در شهر پیزلی در اسکاتلند، در سال ۱۸۰۴ و توسط جان گیب ساخته شد. پس از سه سال سیستم آب تصفیه‌شده به شهر گلاسکو (در اسکاتلند) منتقل شد.
در سال ۱۸۰۶ در پاریس شروع به بهره‌برداری از یک تصفیه‌خانه آب بزرگ نمودند. در این تصفیه‌خانه، آب قبل از عبور از صافی، به مدت ۱۲ ساعت ساکن می‌ماند تا ته‌نشینی اتفاق افتد. صافی‌ها از شن و ماسه و زغال چوب تشکیل شده بودند که هر ۶ ساعت عوض می‌شدند.
در سال ۱۸۲۷، جیمز سیمپسونِ انگلیسی، یک صافی شنی برای تصفیه آب آشامیدنی ساخت. امروزه ما هنوز از آن با عنوان شماره یک در امر سلامت عمومی یاد می‌کنیم.
از اواسط تا اواخر قرن ۱۹، دانشمندان یافته‌های جدید از منابع آب و اثر آلاینده‌های آب آشامیدنی به دست آوردند، مخصوصاً آن‌ها که با چشم غیرمسلح قابل‌دیدن نبودند. دکتر جان اسنو و دکتر لوئی پاستور ازجمله دانشمندانی بودند که اکتشافاتی درزمینهٔ بیماری‌های ناشی از آب آلوده مانند و با به دست آوردند و ازآن‌پس اهمیت تصفیه آب بیشتر شد.
کلر به‌عنوان یک ماده شیمیایی ارزشمند در تصفیه آب، اولین بار توسط دکتر جان اسنو شناخته شد. او از کلر جهت از بین بردن میکرب و با در آب استفاده نمود. با مشخص شدن قدرت ضدعفونی‌کنندگی کلر، دولت بریتانیا شروع به کلرزنی آب شرب عمومی نمود. این اقدام همچنین باعث کاهش شدید مرگ‌ومیر در اثر بیماری تیفوئید گردید.
امروزه، ذخایر آب آشامیدنیِ امریکا، یکی از امن‌ترین‌ها در دنیاست. ضدعفونی آب، نقش مهمی در بهبود کیفیت آب آشامیدنی در ایالات‌متحده ایفا کرده است. نیوجرسی اولین شهر در امریکا بود که در سال ۱۹۰۸ شروع به تصفیه آب آشامیدنی کرد. در طول دهه‌های بعد، هزاران شهر و روستای دیگر در امریکا به سیستم‌های تصفیه آب تجهیز شدند.
در ابتدای قرن بیستم تلاش در جهت تصفیه آب از پیشگیری انتقال بیماری‌های واگیردار، به تهیه آب غیر سخت و با مواد معدنی کمتر معطوف گردید. سختی گیری‌های آب که از یون‌های سدیم جهت جایگزین کردن مواد معدنی سختی زا در آب بهره می‌جستند در سال ۱۹۰۳ به بازار معرفی شدند. تئوری تعویض یونی که در آن یون‌های بی‌ضرر با یون‌های ضرر دار جایگزین می‌شوند، تأثیر فراوانی در صنعت تصفیه آب گذاشته و ازآن‌جهت از بین بردن سرب، جیوه و سایر فلزات سنگین در آب استفاده می‌شود.
شرایط جغرافیایی ایران و در دسترس بودن آب شیرین و سالم شاید یکی از علت‌های عدم استفاده گسترده ایرانیان از روش‌های تصفیه آب بوده است؛ زیرا توجه به آب سالم و آلوده نکردن آن‌که مستلزم شناخت انواع بیماری‌هایی ناشی از آلودگی‌های آب است، از آموزه‌های اشو زرتشت پیامبر باستانی است.
بقایای سیستم فاضلاب متمرکز شهری در زمان هخامنشیان که در کاوش‌های سال‌های اخیر پیدا شده نشانگر تسلط ایرانیان باستان به آب بوده و چه‌بسا در بعضی نقاط نیز از روش‌های قدیمی تصفیه آب استفاده می‌کردند.
تصویری از کانال های انتقال و توزیع آب در کاخ های هخامنشیان در پاسارگاد
امروزه فیلتراسیون و کلرزنی همچنان اصلی‌ترین روش‌های تصفیه آب به شمار می‌روند. بااین‌حال در طی سال‌ها، روش‌های دیگری نیز جهت ضدعفونی کردن آب ابداع شده‌اند. در دهه ۱۹۸۰ میلادی و پس‌ازآن، پیشرفت‌های زیادی در ساخت غشاهایی جهت فیلتراسیون به روش اسمز معکوس و یا سایر روش‌ها نظیر ازن زنی و استفاده از UV جهت ضدعفونی آب حاصل شد. این پیشرفت‌ها نتیجه کشف پاتوژن هایی در آب می‌باشند که نسبت به کلر مقاوم‌اند و می‌توانند بیماری‌هایی نظیر هپاتیت و ورم معده را ایجاد کنند. بدین ترتیب تصفیه آب مهم‌ترین دستاورد بشر در قرن بیستم در جهت حفظ و اعتلای بهداشت عمومی به شمار می‌رود. بسیاری از روش‌های تصفیه آب که امروزه در تصفیه‌خانه‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرند، صدها و گاه هزارها سال است که بکار می‌روند. بااین‌حال روش‌های جدیدتر تصفیه نظیر اسمز معکوس استفاده از کربن فعال و غیره نیز در بسیاری تصفیه‌خانه‌های مدرن مورد بهره‌برداری قرارگرفته‌اند. چنین روش‌های نوینی با کشف آلودگی‌های جدید و پیچیده‌تر در آب بیش‌ازپیش موردتوجه قرار خواهند گرفت.
منابع:
شرکت لنتک هلند
اسناد EPA
وب سایت عمران سازان مهاب
