منابع آب آشامیدنی و آب شیرین بر روی زمین بسیار محدود و نگران کننده است. از این رو باید توجه زیادی به نحوه‌ی مصرف آب داشته باشیم. در بین سلسله مطالبی که به آب پرداختیم، در این مطلب به منابع آب آشامیدنی یعنی آبی که قابل خوردن باشد می‌پردازیم. در لینک‌های زیر می‌توانید مطالب قبلی را مطالعه کنید.
آب آشامیدنی
همگی می‌دانیم بعد از هوا، آب مهم‌ترین و حیاتی‌ترین نیاز انسان است. اما آن هم نه هر آبی، بلکه انسان برای زنده ماندن به آب شیرین نیاز دارد. آب شیرین، یعنی آبی که میزان نمک‌های آن بسیار کم باشد. آب اقیانوس‌ها و دریاها شور هستند و استفاده از آنها نیاز به تصفیه کردن دارد که هزینه بالای آن باعث شده انسان به آب‌های شیرین موجود در خشکی و جو زمین قانع باشد.
البته این آب شیرین هم نمی‌تواند به طور مستقیم استفاده شود و باید ضدعفونی شده و تبدیل به آب آشامیدنی شود. آب آشامیدنی، آبی قابل نوشیدنی است که عوامل شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی در آن در حد استاندارد باشد و مصرف آن عوارض بدی برای بدن ایجاد نکند. امروزه وجود منابع آب آشامیدنی بیشتر برای کشورها امتیاز بزرگی برای توسعه و پیشرفت آن کشور محسوب می‌شود و در عرصه‌های سیاسی نقش مهمی را ایفا می‌کند.
همان‌طور که گفتیم و می‌دانید، تنها سه درصد از کل آب‌های زمین را آب شیرین تشکیل می‌دهد که از این مقدار نیز دو سوم آن، در یخچال‌های طبیعی و قطبی قرار دارند؛ بنابراین منابع آب آشامیدنی میزان بسیار محدود و کمی آب را در خود جای داده‌اند. مهم‌ترین منابع آب به طور کلی به سه دسته تقسیم می‌شود:
- منابع آب سطحی
- منابع آب زیرزمینی
- آب‌های شور
منابع آب آشامیدنی
آب‌های موجود در زمین به طور کلی در سه لایه: اتمسفر یا جو (بالای زمین)، بیوسفر یا زیست کره (روی زمین)، لیتوسفر یا سنگ کره (زیرزمین)، دیده می‌شود. این آب‌ها همواره در حال تغییر شکل هستند و به حالت‌های مایع، جامد و گاز تبدیل می‌شوند. آب به اشکال مختلفی در طبیعت وجود دارد مثلاً مقداری از آن در زمین نفوذ کرده و آب‌های زیرزمینی را تشکیل می‌دهد. قدری از آن در درون شاخه‌ها، برگ‌ها، تنه و ریشه درختان ذخیره می‌شود.
آب موجود در اتمسفر زمین‌بر اثر گردش طبیعی هر ۹ روز یک بار بین آسمان و زمین جابجا می‌شود. هر سال این عمل چندین بار تکرار می‌شود. حجم آبی که هر سال به وسیله گردش آب در طبیعت ایجاد می‌شود، در حدود ۴۰۰۰۰ کیلومتر مکعب است.
برخی از منابع تأمین آب شرب عبارت‌اند از:
- منابع زمینی نظیر آب زیرزمینی، چشمه‌ها و سفره‌های آبی
- بارش که شامل باران، تگرگ، مه و غیره
- آب‌های سطحی نظیر رودخانه‌ها، نهرها، یخچال‌های طبیعی
- منابع بیولوژیکی مانند گیاهان
- آب تقطیر شده دریا
- شبکه آبرسانی
- ژنراتور آب جوی
اما به طور کلی منابع آب آشامیدنی را می‌توان به آب سطحی، جوی، زیرزمینی و آب شور تقسیم کرد.
– آب‌های سطحی:
آب‌هایی که در قالب آب رودخانه، آب دریاچه‌های طبیعی یا سدهای ذخیره‌ای در طبیعت وجود دارند، در صورتی که نگهداری و بهره‌برداری آنها از نظر اقتصادی و فنی مقدور باشد، به عنوان منابع آب آشامیدنی انتخاب می‌شوند.
آب رودخانه‌ها
رودخانه‌ها از زمان‌های قدیم یکی از مهم‌ترین منابع آب آشامیدنی انسان‌ها بوده‌اند. آنها هنوز از این نظر اهمیت خود را نگه داشته‌اند، به طوری که همین الان در آمریکا و آلمان به ترتیب ۸۰ درصد و ۵۰ درصد از آب آشامیدنی مردم از رودخانه تأمین می‌شود. البته امروزه روش‌های بهتری از استفاده مستقیم از رودخانه‌ها درست شده و در مسیر رودخانه‌ها ایجاد دریاچه‌های مصنوعی پشت سدها، یکی از بهترین روش‌ها برای تأمین آب مورد نیاز شهرها است. این دریاچه‌های مصنوعی هم برای تأمین آب آشامیدنی و هم در تأمین آب کشاورزی منطقه و تهیه و تولید انرژی برق نقش و اهمیت زیادی دارند.
آب ذخیره شده در پشت سد
ذخیره آب رودخانه‌ها پشت سدها و در دریاچه‌های مصنوعی، باعث می‌شود مواد معلق و گل و لای آب رودخانه‌ها در پشت سد ته نشین شده و باعث کاهش بسیار هزینه‌های تصفیه آب شود. گاهی برای تکمیل این موضوع، بین دریاچه مصنوعی و محل تصفیه خانه حوض‌های ته‌نشینی ایجاد می‌کنند.
در آب ذخیره شده نه تنها از نظر مواد معلق، بلکه از نظر باکتری‌ها نیز کاهش قابل توجهی مشاهده می‌شود و این امر همچنین باعث کاهش هزینه‌های ضد عفونی در تصفیه خانه نیز می‌شود.
دریاچه‌ها از نظر مقدار اکسیژن موجود در آنها به دو قسمت تقسیم می‌شوند، دریاچه‌های با آب صاف و غنی از اکسیژن و فقیر از پلانکتون و دریاچه‌های فقیر از اکسیژن.
– منابع آب آشامیدنی زیرزمینی
منابع آب آشامیدنی زیرزمینی تنوع بیشتری نسبت به آب‌های سطحی دارد. آب چشمه سارها، آب چاه‌های کم‌عمق، چاه‌های عمیق، چاه‌های جاری، قنات‌ها و آب حاصل از کانال‌های ساخته‌شده منابع آب زیرزمینی را تشکیل می‌دهند.
با توجه به قرار گرفتن ایران در نواحی خشک و بیابانی، مقدار بارندگی و حجم آب‌های ایران کافی نیست و ریزش‌های جوی نیز به طور یکنواخت صورت نمی‌گیرد. همچنین ریزش‌های جوی به صورت محلی و فصلی است، یعنی زمانی که نیاز چندانی به آب برای کشاورزی در پاییز و زمستان نیست برف و باران می‌بارد.
البته مردم ایران از اول با این مشکل مواجه بودند و با حفر قنات و کاریز، استفاده از آب‌های زیرزمینی را ابداع کردند. امروزه نیز اکثر شهرها و روستاهای ایران از منابع آب زیرزمینی استفاده می‌کنند. منبع اصلی آب آشامیدنی شهرهایی مانند مشهد، شیراز، تبریز، بندرعباس، کرمانشاه، کرمان و بخشی از تهران از منابع آب زیرزمینی است.
مزایای آب زیرزمینی در مقایسه با آب‌های سطحی:
- آب‌های زیرزمینی امکان آلودگی کمتری دارند.
- میزان تبخیر از آب‌های زیرزمینی بسیار ناچیز است.
- امکان استفاده از آب‌های زیرزمینی معمولاً در اغلب مناطق وجود دارد.
- آب‌های زیرزمینی عموماً دارای ترکیب شیمیایی ثابتی هستند.
- معمولاً آب‌های زیرزمینی نیازی به تصفیه فیزیکی برای مصارف مختلف ندارند.
- آب‌های زیرزمینی غالباً بی‌رنگ و فاقد مواد تیره کننده می‌باشند.
- دمای آب‌های زیرزمینی در طول سال تغییرات زیادی ندارند.
- آب‌های زیرزمینی کمتر تحت تأثیر خشکسالی‌های کوتاه‌مدت قرار می‌گیرند.
- آب‌های زیرزمینی معمولاً عاری از میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا می‌باشند.
– منابع آب آشامیدنی جوی
همان‌طور که گفتیم بخشی از آب‌های موجود در زمین، در اتمسفر یا همان جو زمین وجود دارد. این منابع آب آشامیدنی شامل باران، برف و تگرگ می‌شود. در ایران قدیم در مهمان‌سراهای بین راه، آب باران را ذخیره می‌کردند و از آب باران ذخیره شده، برای تأمین آب مورد نیاز مسافران استفاده می‌کردند.
آب باران
باران یکی دیگر از منابع آب آشامیدنی بر روی زمین است. اما نکته اساسی اینجاست که همه ما تصور می‌کنیم، آب باران کاملاً خالص و پاک است، در حالی که اصلاً این‌طور نیست. به علت تماس آب هنگام بارش باران با گرد و خاک، ذرات معلق و گازهای مخلوط در هوا مقدار قابل توجهی از آنها در آب حل می‌شود. گازهایی مانند اکسیژن، گاز کربونیک و ازت نیز در آب باران حل خواهند شد.
حل شدن این مواد در آب باران علاوه بر نامطلوب کردن آن از نظر بهداشت برای بسیاری از وسایل خانگی و فلزی خطرناک است. در آب باران، مواد رادیواکتیوی چون ید و سدیم نیز گاهی دیده می‌شود. علاوه بر اینها، باید میکروارگانیسم‌هایی را که باران در هنگام بارش با خود به زمین می‌آورد را هم در نظر بگیریم.
در نقاطی که استفاده از آب‌های سطحی، یا زیرزمینی با اشکالاتی مواجه باشد، به کار بردن آب باران به عنوان منبع آب آشامیدنی توصیه شده است. کما اینکه در سال ۱۹۰۳ در حدود یک چهارم مردم ایتالیا از آب بارانی که در منابع مخصوص ذخیره می‌کردند، به عنوان آب آشامیدنی استفاده می‌کردند و شاید هنوز هم در آفریقا، آسیای جنوب شرقی، جاهایی وجود دارد که آب باران تنها منبع آب آشامیدنی آنهاست.
– منابع آب شور
بالاخره در شرایطی که هیچ‌کدام از منابع بالا برای دستیابی به آب شیرین ممکن نباشد، آخرین منبع عبارت خواهد بود از آب دریاها و دریاچه آب‌های شور زیرزمینی.
امروزه کشورهای حاشیه حوزه خلیج‌فارس به دلیل نبود منبع آب شیرین مجبور به استفاده از آب‌های شور مثل آب دریا هستند که در همین راستا از روش اسمز معکوس برای شیرین‌سازی آب استفاده می‌کنند. دستگاه اسمز معکوس که با نام آب شیرین کن و در انواع آب شیرین کن صنعتی و آب شیرین کن کشاورزی شناخته شده است، یکی از بهترین دستگاه‌ها برای شیرین سازی آب شور می‌باشد.
و در آخر جالب است بدانید، به تازگی دانشمندان دانشگاه ایلینویز به روش جدید و جالبی نیز برای تولید آب دست یافتند. دانشمندان با این روش جدید که یک پروسه شیمیایی موسوم به «کاهش اکسیژن» است، هم می‌توانند از مواد خام مثل الکل، آب تولید کنند و هم اینکه با این روش می‌توان کاتالیزورهای بهتر و پیل‌های سوختی ارزان قیمت‌تر تولید کنند.