أسباب تلوث المياه وطرق الحد منه

يشغل الماء أكبر حيز من الكرة الأرضية، إذ تحتل المسطحات المائية مساحة قدرها 71% تقريبا من سطح الكرة الأرضية ، وتقدر كمية المياه على الأرض (الغلاف المائي ) بحوالي 1,973 مليار كيلو متر مربع مكعب.

وتمثل المياه المالحة حوالي 97% من حجم المياه الكلي وتوجد في البحار والمحيطات وبعض البحيرات والممرات المائية أما المياه العذبة فتمثل الجزء الباقي والذي يصل إلى 3% وتتركز هذه المياه في الأنهار والبرك ومعظم البحيرات وباطن الأرض ، وتشكل الجبال الجليدية في المناطق القطبية الجزء الأكبر من المياه العذبة المتاحة لاستعمال الإنسان الذي يمثل 1,6% تقريبا من حجم المياه الكلي.. وهذه النسبة ليست ثابتة خاصة مع ارتفاع نسبة الأملاح المتزايدة في كثير من البحيرات والمسطحات المائية العذبة المغلقة أو شبه المغلقة هذا من جانب والتي تتصل مياهها مع مياه البحار المالحة من جانب آخر.

ومن المعروف أن المياه المالحة غير صالحة لاستخدام الإنسان كما هي ، ولابد من تحويلها إلى مياه عذبة وهذا يوضح أهمية ترشيد استخدام المياه وعدم الإسراف في استعمالها (كلوا واشربوا ولاتسرفوا) (سورة الأعراف/31)

 

أنواع المياه:

(أ)مياه سطحية Surface Water

المياه السطحية هي: المياه التي تتواجد على سطح القشرة الأرضية بحيث تكون متاحة للاستخدام بسهولة وهي تنقسم تبعا إلى ملوحتها إلى:

1- مياه مالحة Salt Water : هي المياه التي تحتوي على قدر عال من الملوحة لاحتوائها على كميات كبيرة من الأملاح المعدنية الذائبة . وتعتبر البحار والمحيطات المصدر الرئيسي للمياه المالحة .

2- مياه عذبة Fresh Water :هي المياه التي تتميز بضآلة كمية الأملاح بها أو حتى انعدامها في بعض الأحيان وتعتبر الأنهار والجداول والجليد القطبي والأمطار المصدر الرئيسي للمياه العذبة .

(ب)مياه جوفية Ground Water

وهي المياه التي توجد في باطن الأرض (تحت القشرة الأرضية) وقد تكون عذبة أو مالحة ، وهي تتميز عن المياه الأخرى بأنها أقل عرضه لتلوث بنفايات المصانع والمجاري ولكن العصر الحديث لم يتركها الإ نسان بل دفن النفايات السامة والمشعة في الأرض فوصلت آثار منها إلى المياه الجوفية ولوثتها.

وهناك نظام دينامكي يربط مصادر المياه المختلفة ببعضها حيث تتبخر المياه وتتكون السحب التي لا تلبث أن تهطل لتعود مرة أخرى لمصادرها الأرضية من محيطات وأنهار وغيرها ثم تتكرر هذه الدورة

وهذا النظام يسمى الدورة المائية وهي دورة طبيعية تبدأ بالبخار المتصاعد من المسطحات المائية ونتيجة انخفاض درجة  حرارته يكون السحب أو تجمد ويكون الجليد على الجبال ، ثم ينزل السحاب على هيئة مطر نتيجة سقوط الأمطار وانصهارالجليد يجري الماء في صورة أنهار وجداول كما يكون البحيرات العذبة والتي تصب بدورها في البحار والمحيطات أما الجزء الآخر فيتسرب إلى باطن الأرض على أعماق مختلفة في صورة مياه جوفية.

  

تلوث الماء  WaterPollution

وبالرغم من أهمية الماء للحياة سواء للشرب أو للري أو توليد الطاقة واستخدامه في الصناعة... الخ .

إلا أن الإنسان يقوم بتلويثه وجعله غير صالح للاستهلاك وذلك بإلقاء النفايات والملوثات إلى مصادره رغم أن القرآن الكريم حذرنا من ذلك إلا أن الأنسان لا يحافظ عليه (ظهر الفساد في البر والبحر بما كسبت أيدي الناس ) (سورة الروم/41).

المقصود بتلوث الماء هو إفساد نوعية مياه الأنهار والبحار والمحيطات بالإضافة إلى مياه الأمطار والآبار الجوفية مما يجعل هذه المياه غير صالحه للاستعمال . ويتلوث الماء عن طريق المخلفات الإنسانية والنباتية أو الحيوانية   أو المعدنية أو الصناعية أو الزراعية أو الكيميائية التي تصب في مصادر المياه (المسطحات المائية من بحار ومحيطات وأنهار) ، كما تتلوث المياه الجوفية نتيجة لتسرب المواد الكيميائية وأيضا مياه الصرف الصحي إليها بما فيها من بكتيريا وأحياء دقيقة .

ولقد عرفت هيئة الصحة العالمية WHO تلوث المياه:"بأنه أي تغير يطرأ على العناصر الداخلة في تركيبه بطريقة مباشرة أو غير مباشرة بسبب نشاط الإنسان ، الأمر الذي يجعل هذه المياه أقل صلاحية للاستعمالات الطبيعية المخصصة لها أو بعضها أو بعبارة أخرى عبارة عن التغيرات التي تحدث في خصائص الماء الطبيعية والبيولوجية والكيميائية للماء مما يجعله غير صالح للشرب أو للاستعمالات المنزلية والصناعية والزراعية".

مصادر تلوث الماء:

إن العديد من أنشطة الإنسان في البيئة تتسبب في تلوث الماء, لذا فإن هناك العديد منى مصادر المياه نذكر منها:

(1)التلوث بالنفط ومشتقاته:

(أ)-التلوث بالنفط الخام:

 يعتبر النفط الخام شيئا غير مرغوب فيه عندما يخرج من باطن الأرض لينتشر على سطح مياه البحر بشكل يؤدي إلى تلوثها من ثروات سمكية بشكل تتأثر معه سلبيا صحة الإنسان.

وتعتبر كميات النفط التي تصل إلى مياه البحر والمحيطات من أكثر ملوثات المياه في العالم.وتقدر كميات النفط التي تلوث المياه نتيجة لعمليات نقل النفط الخام وحدها بحوالي 2 مليون طن سنويا, أما كمية النفط التي تلوث المياه نتيجة لاستخدامات الإنسان فتقدر بأكثر من عشرة ملايين طن سنويا هذا بالإضافة إلى كميات أخرى تطرح في مياه البحر نتيجة لعمليات التنقيط واستخراج النفط.

والذي يزيد من احتمالات تلوث المياه بالنفط هو إن كان حدوث بعض الحوادث في ناقلات النفط فقد وقع خلال الفترة من 1970 – 1990 أكثر الحوادث لناقلات النفط وانسكاب ما قيمته 75% من النفط الذي كانت تحمله هذه الناقلات وقد بلغ حجم النفط الذي انسكب في هذه الفترة حوالي ثلاثة ملايين طن. وكلنا يذكر حادثة غرق ناقلة النفط Exxan Valdez   في مارس 1989 نتيجة اصطدامها بالصخور المرجانية أمام خليج برنس وليم بألاسكا – أمريكا عندما كانت تتفادى الارتطام بأحد جبال الجليد العائمة مما أدى إلى تسرب نحو 260000 ألف برميل نفط من هذه الناقلة, وانتشر هذا الزيت على مساحة تقدر بحوالي 1000 ميل مربع أمام شواطئ المنطقة والمنطقة المجاورة لها.

وقد تعرضت دولة الكويت لكارثة بيئية نتيجة الغزو العراقي الغاشم عام 1990 حيث في الفترة من 25 يناير – 29 يناير 1990 تعرضت محطة ضخ بترول ميناء الأحمدي للتدمير ونتج عن ذلك اندفاع البترول الخام إلى مياه الخليج العربي بمعدل حوالي 2 مليون برميل / يوم, وخلال 4 أيام تالية كانت مياه الخليج مغطاة بالبترول الخام بطول 50 ميل وعرض 12 ميل وسمك 3 ملليمتر. وفوق ذلك في الفترة من 23 إلى 27 فبراير 1991 أشعلت النار بواسطة الجيش العراقي في حوالي 727 بئر نفط من آبار دولة الكويت, ونتج عن ذلك احتراق 5 مليون برميل في اليوم حتى تم إخماد هذه النيران في آخر بئر بتاريخ 6 نوفمبر 1991 ونتج عن هذا البحيرات النفطيةLakes oil (200 بحيرة تغطى مساحة تبلغ 49 كم مربع) على الأراضي الصحراوية المجاورة.

ولقد أصبحت مياه الخليج العربي أكثر عرضة لخطر التلوث بالنفط وذلك بعدما أصبحت الدول المحيطة بهذه المياه من الدول الرئيسية المنتجة للنفط مما ينتج عنه تعرض الخليج للتلوث بالنفط بالإضافة إلى تعرضه للتلوث بمخلفات المصانع والصناعات النفطية المقامة على سواحله والتي تلقى نفاياتها فيه مياه.

ولقد وجد أن البنزوثيوفين وبعض مستبدلاته الميثيليته(Benothiophens and some of Its methyl substituted)   وهي مركبات كيميائية ثابتة تظهر في مياه البحار والمحيطات نتيجة تلوثها بالنفط كما وجدت هذه المركبات في الأحياء المائية الموجودة في هذه المياه الملوثة بزيت البترول الخام, كما وأثبتت بعض الدراسات أن زيت البترول الخام يحتوي على من 1- 10 % من الكبريت ونصف هذه الكمية توجد على صورة كبريت عضوي مرتبط مع حلقات آروماتيه

 (ب)-التلوث بنواتج احتراق منتجات النفط:

 قد أصبحت حقيقة علمية ثابتة أن المركبات الهيدرو كربونية العطرية متعددة الحلقات (PAHs) Polycyclic Aromatic Hydrocarbons   هي أحدى النواتج الموجودة في الغازات المنبعثة من أحترق منتجات النفط التي تستخدم كوقود مثل البنزين والكيروسين في ألآت الاحتراق الداخلي مثل السيارات وغيرها وكذلك من أحترق الديزل في المصانع ومحطات التدفئة وتوليد الكهرباء.

ويساهم هذا المصدر بشكل كبير في تلوث الهواء حيث تتجمع هذه المركبات فوق الحبيبات الموجودة بالهواء وتسقط بما عليها من ملوثات إلى المياه السطحية فتلوثها وتلوث رواسب قاع تلك المياه.

وتتكون هذه الهيدروكربونات العطرية المتعددة الحلقات بميكانيكية الأصول الحرة Free radicals حيث أن أحترق الكثير من المركبات الهيدروكربونية عند درجات حرارة مرتفعة (500-800 درجه م ) يؤدي إلى تفكك كمية كبيرة منها ثم يعاد ارتباطها بأشكال جديدة وعندما يحدث الاحتراق في جو قليل الأوكسجين فإن نسبة تكون هذه المركبات متعددة الحلقات سوف تزداد عما عليه في وجود كمية أكبر من الأوكسجين. ويتعقد أن آلية تكون هذه المركبات يمر بخطوتين أثناء الاحتراق في داخل المحركات هما:

التفكك الحراري ويليه التجمع الحراري فعند درجات الحرارة المرتفعة تتفكك المركبات العضوية إلى جزيئات صغيرة معضمها على شكل أصول حرة شديدة القدرة على التفاعل معا بعضها مشكلة جزيئات أكبر مستقرة نسبيا وعادة ما تكون من نوع المركبات العطرية ويعتقد أنه في حالة وجود حلقات عطرية في الجزيئات الأولية فأن هذه الجزيئات تتفكك أيضا حراريا وينتزع منها ذرات هيدروجين وبعدها يتم التجمع الحراري لتتكون مركبات متعددة الحلقات.

ولقد أثبتت الدراسات وجود بعض المركبات في نواتج احتراق المواد البترولية ( البنزين, الكيروسين ) في محركات السيارات.

وبالرغم من أن هذه المركبات الهيدروكربونية العطرية متعددة الحلقات تصنف على أنها خاملة كيميائيا إلا أنها تستطيع أن تدخل في عدد من التفاعلات الكيميائية المختلفة لإنتاج مشتقات النيترو أو النيتروزو لها فعل سرطاني على الإنسان.

وكذلك تتفاعل المركبات العطرية متعددة الحلقات معا حمض الكبريتيك وثاني وثالث أكسيد الكبريت بسهولة وتنتج المركبات الكبريتية المقابلة مثل: (PCPASHs ) Polyshlorinated Polycyclic Aromatic Sulphur Hydroccarbonsالضارة بصحة الإنسان.

(2)-التلوث بمخلفات المصانع:

 تعتبر مخلفات المصانع من اكبر مصادر تلويث مياه الأنهار و البحار و المحيطات و تحتوي هذه المخلفات على الكثير من المواد الكيميائية والتي يتم تصريفها إلى المسطحات المائية مثل الأنهار والبحار, وتعتمد أنواع المركبات الكيميائية المختلفة على نوع الصناعات القائمة كما وتعتمد على نوع المعالجة التي تجري في كل مصنع و لكن تشترك اغلب المصانع في إلقائها الكثير من المواد مثل: الأحماض والقواعد والمنظفات الصناعية والأصباغ وبعض مركبات الفسفور والمعادن الثقيلة السامة مثل الرصاص والزئبق مما يتسبب عنها تلوثا شديدا للمياه التي تلقى.

  

(3)-التلوث بالمبيدات:

أدى التوسع في استخدام المبيدات بصورة مكثفة في الأغراض الزراعية والصحية إلى تلوث المسطحات المائية بالمبيدات العضوية أما مباشرة عن طريق إلقائها في المياه أو بطريق غير مباشر مع مياه الصرف الزراعي والصحي والصناعي التي تصب بهذه المسطحات كما ويتسرب جزء من هذه المبيدات إلى المياه الجوفية

(4)-التلوث الأسمدة الكيماوية الزراعية:

أسرف الإنسان في استخدام الأسمدة والمخصبات الزراعية وأضافتها إلى التربة الزراعية بهدف زيادة الإنتاج دون أن يعلم أن هناك معدلات معينة من هذه الأسمدة لا يمكن أن يستفيد النبات بأي كميات زائدة عنها لذا فأن هذه الكميات الزائدة عن حاجته من الأسمدة الآزوتية تذوب في مياه الري ومياه الصرف الزراعي ويذهب جزء كبير منها إلى المياه السطحية والمياه الجوفية

التلوث بمياه الصرف الصحي

مياه الصرف الصحي هي مياه المجاري والتي تحمل فضلات دورات المياه بما تحتويه من فضلات عضوية وشوائب و منظفات صناعية وبكتيريا...الخ .

وكذلك المياه التي استخدمت في الأغراض المختلفة من مصانع و خلافه والتخلص من هذه المياه في الكثير من الدول يتم عن طريق تصريفها الى المسطحات المائية كالأنهار والبحار والبحيرات،على الرغم من خطورة ذلك،حيث تكون هذه المياه ملوثه بالمواد العضوية و المواد الكيميائية (كالصابون والمنظفات الصناعية) وبعض أنواع البكتيريا والميكروبات الضارة بالأضافة الى المعادن الثقيلة السامة والمركبات الهيدروكريونة. ويؤدي ذلك الى حدوث أضرار جسميه مثل تقليل نسبة الأكسجين في الماء و الموت الجماعي لأسماك والأحياء المائية وتعفن المياه.كذلك انتقال الكثير من مسببات الأمراض الخطيرة التي يمكن أن تصيب الأنسان من جراء تلوث المسطحات المائية بمياه الصرف الصحي(الغير معالجه) مثل بكتيريا السالمونيلا salmonella التي تسبب أمراض حمى التيفود و النزلات المعوية وبكتيريا الشيجلا

shigella التي تسبب امراض الأسهال

  

تلوث بمياه الأمطار الحامضية

الأمطار الحامضية هي الأمطار الملوثة بالغازات الحمضية خاصة أكاسيد الكبريت،والتي تتحول في الجو نتيجة سلسلة من التفاعلات الى حامض كبريتيك،وأكاسيد النيتروجين التي تتحول الى حامض النيتريك(التي تنبعث نتيجة الصناعات المختلفة ومن عمليات احتراق الوقود) وتعود هذه الأحماض الى  التربة والأنهار والبحار والمحيطات.وتؤدي الأمطار الى حدوث أضرار بمياه البحيرات خاصة المقفلة نتيجة رفع حموضتها مما يؤثر على الأسماك وكثير من الكائنات الحية  الأخرى،ويحدث مثل ذلك في الأنهار أيضا مثل نهر "توفدال"tovdal  "بالنرويج الشهير بوجود اسماك السلامون ولكن أصبح بفعل الأمطار الحمضية لايوجد به اسماك أو أي نوع من أنواع الكائنات الحية وتؤثر الأمطار الحامضية على مياه الشرب عن طريق تسببها في تآكل بعض قنوات المياه فزادة نسبة الرصاص في مياه الشرب وحدث ذلك في احد خزانات ولاية ماساشوستس الامريكية.كما وتسبب الأمطار الحامضية في اذابة بعض الفلزات مثل الرصاص والزئبق والألمنيوم من التربة حامله أياها الى الأنهار،والبحار والبحيرات مسببة أضرار للكائنات الحية وكذلك تتأثر صحة الانسان من خلال شرب هذه المياه الملوثة والأسماك والكائنات البحرية التي يتغذى عليها.ويمكن اتخاذ عدة اجراءات لتقليل الأمطار الحامضية عن طريق الحد من انبعاث أكاسيد الكبريت والنيتروجين الى الهواء الجوي عن طريق ازالتها باستخدام طرق عملية أو استخدام وقود منخفض المحتوى من الكبريت وقد أمكن البعض استخدام الجير في معالجة مياه البحيرات التي تتعرض لأمطار الحامضية بدقه لمعادلة حموضتها.

التلوث بالملوثات الإشعاعية

عندما تصل الملوثات الاشعاعية الموجودة في مياه تبريد المحطات النوويه(في الدول التي تستعملها)الى المياه يذوب بعضها ويتعلق في صوره معادن ثقيلة كالرصاص والنيكل والكادميوم والزرنيخ والزئبق والكوبالت والألمنيوم وعندما تصل هذه المياه الملوثة الى جسم الأنسان تحدث أمراض خطيرة.

التلوث بالطحالب

تحتوي المياه السطحية على الكثير من الكائنات الحية النباتية(كالطحالب أو ورد النيل)التي تغير من طبيعة المياه(الطعم والرائحة واللون)

ونوعيتها من حيث يتم تكوين نموات طحلبية فوق أسطح المياه مع انبعاث الروائح الكريهة ،ومن المعروف أن صرف مياه المجاري في الأنهار و البحيرات يزيد من هذه المشكلة لأن المخلفات تعمل كمساد جيد للطحالب تزيد نموها بدرجه هائلة.كما وأن الطحالب تحدث أضرارا اقتصادية لاتلافها السفن اذ تساهم في تكوين ما يعرف باسم قلف المراكب اذا تترسب هذه الطحالب بكثرة على جدران السفن (قد تصل الى عشرات الأطنان ) مما يؤدي الى خفض سرعتها وزيادة استهلاكها من الوقود ،ولذلك تطلى هياكل السفن بنوعين من الطلاء تحتوي على مركبات النحاس والزئبق يعمل الأول على وقايتها من التآكل ويعمل الثاني على وقايتها من تواجد النحاس .

حماية مصادر المياه من التلوث

(1)حجب مصادر تلوث المياه من المنع بتطبيق القوانين الخاصة بحماية البيئة .

(2) معالجة مخلفات المصانع ومياه الصرف الصناعي أو الصحي او الزراعي ومحاولة منع وصولها الى المسطحات المائية قبل معالجتها وتشمل عمليات المعالجة مراحل متعددة طبيعية وبيولوجية وكيميائية تهدف الى تحسين خواص المياه عن طريق التخلص من ملوثاتها وذلك لاعادة استخدام هذه المياه بدون أي أضرار بيئية ، صحية أو نفسية .

(3) التخلص من الطحالب والنباتات المائية الملوثة لمياة الأنهار بالوسائل الميكانيكية .

(4) تنقية مياه الشرب لازالة العكارة واللون والطعم والرائحة وقتل الجراثيم الضارة من المواد السامة العضوية عن طريق:.

*امرار تيار قوي من الهواء لازالة الغازات الذائبة في الماء مثل غاز كبريتيد الهيدروجين وكذلك للتخلص من المواد العضوية القابلة للتطاير مما يؤدي الى تحسين خواص الماء من ناحية الرائحة كما أن الهواء الجوي يؤدي الى أكسدة بعض المواء العضوية سهلة التأكسد والتي توجد ذائبة في الماء ويحويها الى غاز ثاني أكسيد الكربون الذي يتصاعد الى الهواء الجوي كما وأن امرار تيار الهواء يؤدي الى أكسدة أملاح الحديدوز+ fe 2  الذائبة في الماء وتحولها الى أيونات حديديك fe3+لتترسب على صورة هيدروكسيد حديديك وبالتالي يسهل التخلص منها بالترشيح .

أما أملاح النترات فلا يمكن ازالتها من مياه الشرب الا بتقطيرها ولكن أخيرا أمكن استخدام بعض أنواع البكتيريا التي تقوم بتحويل النترات الى نيتروجين ولذلك تضاف للماء لتقويم بهذه العملية ثم يضاف الكلور للماء لقتلها والتخلص منها.

*الترشيح البطئ أو السريع وفيها يحدث ترويق أي ترسب الشوائب بواسطة مواد مجمعة مثل (كبريتات الألومونيوم)

*ترشيح الماء خلال طبقات الرمل والزلط بارتفاعات مختلفة.

*المرور على محطات تنقية لإزالة عسر الماء بنوعية المؤقت والدائم وذلك بإضافة الجير المطفي (هيدروكسيد الكالسيوم)منفردا أو مختلطا مع كربونات الصوديوم لترسيب أملاح الكالسيوم والماغنسيوم وتفاعل المياة بالمواد المؤكسدة مثل الكلور لقتل الجراثيم .

*تكامل عمليات الترسيب والترشيح وازالة عسر الماء مع المنشط المحبب والتنقية باستخدام الكلور (أو الأوزون )أدى الى ازالة متبقيات معظم المبيدات الى الحد المسموح به عالميا.

*نظرا لتفاعل الكلور مع المركبات العضوية مكونا المركبات الكلورينية العضوية التي قد تتسبب السرطان فانه يستعمل الأوزون الذي يتم توليده في الموقع بدلا من الكلور ولكن عيبة أنه لا يمكن الاستدلال عليه في الماء مثل الكلور