Solar water disinfection

گندزدایی آب توسط انرژی خورشیدی (ترجمه و ارسال توسط :سمانه مقرب الهی) 

( ضد عفونی کردن آب بدون هزینه) روشی که در  اندونزی استفاده شده  است. 

 گندزدایی خورشیدی اب بنام SODIS شناخته شده که یک روش ضدعفونی آب فقط با انعکاس تابش خورشید وبطری های پلاستیکی است.SODIS   رایگان است ویک روش موثر که حاکم شده در تصفیه اب.بطوری که کاربرد دارد برای همه سطوح خانواده و توصیه شده است توسط سازمان جهانی بهداشت و یک روش قابل دوام و مناسب برای تصفیه اب خانگی وسلامتی مخزن های ذخیره. SODIS قبلن در کشورهای پیشرفته وتوسعه یافته پرجمعیت کاربرد داشته است جزوات کارشناسان آموزشی برای این روش برای همه زبانها قابل استفاده است .  

۱-اصول علمی و تاریخچه 2-مراحل استفاده خانگی   3-کربردها 4-پیش بینی عوارض ناشی از آن

5- اثرات برروی سلامتی وکاهش اسهال  6-تحقیقات و پیشرفتها  7-رسیدگی نتایج   

 8-کاربردهای نامحدود جهانی    9-مشاهدات  10- رفرنس

تاریخچه: 

سابقا" با درمعرض قرار دادن نمونه در مقابل تابش مستقیم افتاب سبب بی اثر 

 شدن آلودگی آب آشامیدنی توسط میکروارگانیسم های مسبب اسهال می 

 شده است.سه اثر از تشعشعات خورشیدی که گمان میرود به دخالت در غیر 

 فعال کردن ارگانیسم های شاخص بیماریزا عبارتند از:   

1-    اشعه UV A : مستقیما" بامتابولیسم ونابود کردن ساختمان سلولی باکترها دخالت دارد  

2-   UV A  باطول موج (320-400nm) واکنش نشان می دهد بااکسیزن محلول درآب وتولید می کند فرم های واکنش دار بزرگ از اکسیژن (اساس رادیکال آزاد اکسیژن و پراکسیدهیدروژن) که گمان می رود تولید پاتوژن های زیان آور راباعث شده است 

3-  اشعه مادون قرمز که آب را گرم وبرانگیخته می کند.اگردرجه حرارت آب بیشتر از 50درجه شود پروسه گندزدایی آب سه برابر سریعتر می گردد.

آب با درجه حرارت در حدود 30درجه سانتیگراد( (86 Fشدت آستانه ای تشعشعات خورشیدی از حداقل 500w/m₂   (درهمه طیف های نوری) مورد لزوم برای حدود 5ساعت برای راندمان وکارایی sodis لازم است.این مقدار شامل 555 wh/m₃ انرژی در رنج UVAونور بنفش طول موج (نانومتر350-400) متناظردرحدود 6ساعت در عرض جغرافیایی میانی (وسعت عمل میانی) استاندارد اروپایی درتابش آفتاب در ظهر تابستان می باشد.در درجه حرارت بالاتر آب از 45درجه و113 درجه فارنهایت باهمکاری اشعه ماورابنفش ودرجه حرارت کمک میکند به بالابردن راندمان گندزدایی. 

طرز کاربرای استفاده خانگی 

1- استفاده از بطری های مقاوم پلاستیکی

2- پرکردن بطری با آب وبستن درب ان

3- گذاشتن بطری در معرض نور خورشید برای 6ساعت ویا 2روز در هوای ابری

4-   انبارکردن آب در بطری های SODIS

5- نوشیدن آب مستقیما"از بطری یا از لیوان تمیز

کمرنگی و شفافی بطری اب یا حجم بطری (2لیتر یا سایز نسبتا"کوچک)با خراش سطحی کم نونه متخب برای کاربرد و استفاده است.برای بهتر کردن نسبت اکسیژن محلول بطری ها باید ابتداسه چهارم آن پرشوند وسپس برای 20ثانیه باگذاشتن درب بطری)تکان داده شود وسپس کاملا" پرودرب ان بسته شود.آب با تیرگی زیاد و کدورت بالاتر از 30NTU باید ابتدا صاف و سپس در عرض نور آفتاب قرار گیرد.بطری های پرشده باید بدون حفاظ در معرض آفتاب قرار گیرد.بطری ها سریع داغ خواهند شد ودرجه حرارت آنها بالا می رود اگر در یک مکان دارای سقف فلزی موج دار بصورت سرشیب قرار داده شوند در مقابل آفتاب در مقایسه با سقف های دارای پوشش .اب عمل آورده شده می تواند مستقیما"ویا داخل لیوان تمیز نوشیدنی ریخته شود.احتمال الودگی کاهش پیدا میکند اگر اب در بطری ذخیره شود.مجددا" دوباره پرکرده و ذخیره در ظرف احتمال رشد آلودگی دارد.

   طرز عمل (تصفیه)پیشنهادشده

حداقل مدت زمان برای تصفیه	شرایط آب وهوایی
6ساعت	آفتابی
6ساعت	50درصد ابری
2روز	100-50درصد ابری
به علت مداخله آب باران در این شرایط نتیجه رضایتبخش وایمن نیست	بارندگی پیوسته

کاربرد ها 

SODIS هست یک روش موثر برای تصفیه کردن آب در جایی که سوخت ویا اجاق خوراک پزی غیر دسترس ویا به علت هزینه های زیاد ممکن نباشد.هر جا هم سوخت در دسترس باشد باز SODIS یک روش اقتصادی و بیشتر برای حفاظت و دوستی با محیط است.کاربرد SODIS محدود می شود اگر بطری در دسترس نباشد ویا مثلا" در اردوگاههای مهاجرین و پناهندگان.اگر چه تامین ردن بطری ها میتواند مشکل تر از تهیه قرص های مشابه کلر،برم،یایدبرای گندزدایی باشد.افزون بر ان در بعضی شرایط می تواند ضمانت آن مشکل باشد که آب برای مدت لازم در آفتاب باقی بماند.روش دیگر برای تصفیه خانگی و ذخایر سطحی وجوددارد(کلرزنی)روش های مختلف فیلتراسیون ویاانعقاد سازی/گندزدایی.انتخاب روش کافی ومناسب باید براساس اثرات وکاربردهاروی معیارها باشد.مثلا"وقوع پیشامدهااز دیگر مدل های آلودگی(کدورت-آ؟لودگی شیمیایی-هزینه های تصفیه-نیروی انسانی و تسهیلات) وکاربرد اولویت های کار می باشد.

پیش بینی  

اگر بطری آب به مدت وشکل مناسب ودرزمان کافی در آفتاب قرار داده نشود آب برای نوشیدن نمی تواند سالم باشدوباعث ایجاد بیماری می شود.اگرقدرت نورخورشید کم باشد قرارداشتن درهوای ابری یا آب وهوای کم آفتابی ، لازم است درزمن مناسب وبه مدت طولانی تر در آفتاب باشد.اعلام موارد ذیل باید بااندیشه وتحقیق صحیح همراه باشد: 

1- موادبطری:برخی شیشه ها ویا مواد pvc می تواند از رسیدن اشعه ماورابنفش خورشید به آب جلوگیری کند.بطری های تجاری در دسترس ساخته شده از مواد پلاستیکی مقاوم که سفارش وتوصیه شده است.بررسی ها نشان داده است تقریبا" در بیشتر جعبه ها بطری های pet( مقاوم پلاستیکی) مناسب هستند.بلوکه های پلی کربونات همگی اشعه های UV Aو  UV B هستند وبنابراین نباید به کار برده شوند. 

2-   عمر بطری های پلاستیکی: کاربرد مفید SODIS وابسته است روی وضعیت فیزیکی بطری های پلاستیکی،باخراش واثرات دیگر از فعالیت مفید ودوام آن کاسته می شود.باخراشیده شدن زیاد و کهنه باید درپوش بطری ها جایگزین وتعویض گردد. 

3-  شکل ظروف: با افزایش عمق آب بطور سریع اثرتابش اشعه ماوراءبنفش به میزان زیاد کاهش می یابد.درعمق آب  از 10cm(  4اینچ) وکدورت ملایم درحدود 26 NTU ،اشعه ماوراء بنفش A تا50درصد تقلیل می یابد.بطری های نوشیدنی سالم وسبک هستند اغلب اوقات به آسانی در دسترس و بدین معنی که بیشتر برای SODIS کاربرد دارند. 

4-اکسیژن: محصولات نورخورشید بطور زیاد واکنشی از اکسیژن رادیکال آزاد (اکسیژن وپراکسید هیدروژن) در آب است.این واکنش مولکولی شرکت می کند در پروسه های انهدام میکروارگانیسم ها.وضعیت های غیر نرمال (رودخانه،نهرها،چشمه ها ومنابع،دریاچه وشیر آب) قابلیت دارد مقدار کم اکسیژن بیشتر از 3میلی گرم برلیتر اکسیژن ونبود هوادهی قبل از کاربرد SODIS راشامل می شود.

5-  شست وشو وتصفیه مواد بطری: در این موضوع یک سوال با اهمیت مطرح بود که آیا ظروف نوشیدنی پلاستیکی می تواند تریبات سمی ویا شیمیایی را در آب پخش کنداین فرایند احتمالا"به وسیله گرما تسریع می شود.آزمایشگاه فدرال سوءیس برای آزمایش مواد و پژوهش انجام داد یک آزمون که انتشار دهد ADIPATESو PHTHALATES ودوباره استفاده کردن بطری های پلاستیکی در آبی که به مدت طولانی درمعرض نور خورشید بوده است.یک ترازی از غلضت های یافت شده در آب بعد ازتابش نورخورشید از 17ساعت در 60درجه آب به مراتب پایین تر از استانداردهای WHO برای آبهای نوشیدنی معمولا دریافت می شود در کیفیت های بالای آب شرب. 

نگرانی ها درباره کاربرد های کلی از بطری های مقاوم پلاستیکی اظهار شده بود هم چنین بعد از یک گزارش منتشرشده به وسیله پژوهشگری از دانشگاه هیدلبرگ روی مواد فلزی شیمیایی که از نشر وپخش کردن بطری های پلاستیکی که در آن نوشابه های غیرالکلی و آب معدنی ذخیره می شود در چندین ماه در سوپرمارکت ها.هرچند غلظت مواد شیمیایی در بطری ها در استاندارد WHO از درجه اهمیت کمی برخوردار است وبصورت طبیعی در آب آشامیدنی وجود دارد و گذشته از این آب SODIS در دوره های طولانی در بطری ها ذخیره نمی شود. 

6-  محدودیت رشد باکتری ها

سابقا" برداشت میشد از نور خورشید ،اثرباقیمانده (تجمع باکتریها) می تواند دوباره در تاریکی تکثیر شود.یک مطالعه در 2010 نشان داده است که افزایش فقط 10بخش بر میلیون از پراکسید هیدروژن در جلوگیری از عدم رشد سالمونلای وحشی موثر بوده است 

اثرات برسلامتی و کاهش موارد اسهال 

فقط  46درصد  آب آشامیدنی سالم در آفریقا دارند.این نشان می دهد روشSODIS وروشهای دیگر تصفیه خانگی می تواند خیلی کاربردی باشد در برطرف کردن آلودگیهای بیماریزای آب.بنابراین بیماریهای مسری نیز از روشهای دیگری نیز انتقال می یابد.مقتضی است که به علت فقدان کلی اصول بهداشتی و بهسازی است.مطالعه روی کاهش موارد اسهال درمیان کاربرد های SODIS  نشان می دهد درجه اهش از 80-30 درصد می باشد. 

پژوهش و پیشرفت: 

اولین اثرات SODIS به وسیله پروفسور آفتیم آکرا در دانشگاه آمریکایی بیروت در اوایل 1980کشف شده بود.هدایت کننده اساسی این پژوهش به وسیله گروهی از محققین (مارتین وگلین) درموسسه فدرال سوئیس از علم آب شناسی. 

مطالعه این طرح ابتدا آغاز شد با مطالعه روی چند کشور که شامل مطالعه نواحی از زیمباوه ،جنوب آفریقا وکنیا.پیشرفت های دیگر شامل پیشرفت یک جریان مداوم گند زدایی ،واحد گند زدایی خورشیدی با غشاء تیتانیوم روی شیشه های استوانه ای (بطری) که مانع رشد باکتری های گروه کلیفرم بعد از SODIS می شد.پژوهش ها نشان می دهد شماری از تجمع کمی مستعد برای تسریع درSODIS  هستند که این افزایش توانایی ساخت SODIS بیشتر و دارای اثرات در هردو آب وهوای ابری و آفتابی را دارد.این پیشرفت کمک می کند به ایجاد اثرات تکنولوژی بیشتر وکاربرد های قابل قبول .مطالعه دیگر نشان می دهد که انعقاد طبیعی بذر 5دانه طبیعی (نخود-لوبیا-عدس برای ازبین بردن کدورت کاربرد داشته است.اثرات آلوم تجاری (سولفات آلومنیوم)ارجحیت بیشتری دارد زیرا میزان استفاده مجاز بهینه آن کم می باشد. 

نتایج بحث: 

در ذیل بعضی از نتایج بدست آمده و مطرح شده در این بحث آمده است:

1-    بیشتر در اجتماعهایی که امراض قابل توجه و یا خطر بیماریهای مرتبط با آب را تحمل کرده اند،کاربردی است 

2-    آموزش محلی در کاربرد SODIS مهم است برای اجتناب از پریشانی بین بطری های مقاوم پلاستیکی و مواد بطری های دیگر 

3-    کاربرد SODIS بدون اظهار نظر فبلی و مناسب (یا برآورد نامناسب وغلط)از وضعیت بهداشتی موجود و وقوع اسهال نمی تواند عوامل گروههای دیگر از عفونت باشد.پیشرفت و فرهیختگی اجتماع نیاز دارد به ابتدا تربیت خود افراد آن

4-    اگرچه امنیت واثرات سیستم SODIS نمی تواند بطور مناسب تبدیل به یک شیر آب شود بنابراین درکشورهای پیشرفته هنوز سیستم تصفیه باتوجه به هزینه های بالای آن پذیرفته تر از SODIS  بنظر می رسد.  

References

1.      ^ World Health Organization

2.      ^ Training material Sodis.ch accessed 1 February 2010

3.      ^ "How does it work?" (PDF). sodis.ch. http://www.sodis.ch/Text2002/T-Howdoesitwork.htm. Retrieved 1 February 2010. 

4.      ^ "SODIS Technical Note # 2 Materials: Plastic versus Glass Bottles" (PDF). sodis.ch. 20 October 1998. http://www.webcitation.org/5hmK5deXc. Retrieved 1 February 2010. 

5.      ^ "Guidelines for drinking-water quality" (PDF). World Health Organization. pp. 304–6. http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/chemicals/antimonysum.pdf. 

6.      ^ Kohler M, Wolfensberger M. "Migration of organic components from polyethylene terephthalate (PET) bottles to water" (PDF). Swiss Federal Institute for Materials Testing and Research (EMPA). Archived from the original on 2007-09-21. http://web.archive.org/web/20070921045938/http://www.sodis.ch/files/Report_EMPA.pdf. 

7.      ^ William Shotyk, Michael Krachler and Bin Chen (2006). "Contamination of Canadian and European bottled waters with antimony from PET containers". Journal of Environmental Monitoring 8: 288–292. doi:10.1039/b517844b. Lay summary. 

8.      ^ University of Heidelberg (26 January 2006). "Bottled Waters Contaminated with Antimony from PET". Press release. http://www.uni-heidelberg.de/press/news/news06/2601antime.html. 

9.      ^ Sciacca F, Rengifo-Herrera JA, Wéthé J, Pulgarin C (2010-01-8). "Dramatic enhancement of solar disinfection (SODIS) of wild Salmonella sp. in PET bottles by H(2)O(2) addition on natural water of Burkina Faso containing dissolved iron" (Epub ahead of print). Chemosphere. PMID 20060566. 

10.  ^ Conroy RM, Elmore-Meegan M, Joyce T, McGuigan KG, Barnes J (1996). "Solar disinfection of drinking water and diarrhoea in Maasai children: a controlled field trial". Lancet 348 (9043): 1695–7. doi:10.1016/S0140-6736(96)02309-4. PMID 8973432. 

11.  ^ Conroy RM, Meegan ME, Joyce T, McGuigan K, Barnes J (October 1999). "Solar disinfection of water reduces diarrhoeal disease: an update". Archives of disease in childhood 81 (4): 337–8. doi:10.1136/adc.81.4.337. PMID 10490440. PMC 1718112. http://adc.bmj.com/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=10490440. 

12.  ^ Conroy RM, Meegan ME, Joyce T, McGuigan K, Barnes J (October 2001). "Solar disinfection of drinking water protects against cholera in children under 6 years of age". Archives of disease in childhood 85 (4): 293–5. doi:10.1136/adc.85.4.293. PMID 11567937. PMC 1718943. http://adc.bmj.com/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=11567937. 

13.  ^ Rose A, Roy S, Abraham V, et al. (February 2006). "Solar disinfection of water for diarrhoeal prevention in southern India". Archives of disease in childhood 91 (2): 139–41. doi:10.1136/adc.2005.077867. PMID 16403847. 

14.  ^ Hobbins M. (2003). The SODIS Health Impact Study, Ph.D. Thesis, Swiss Tropical Institute Basel

15.  ^ Caslake LF, Connolly DJ, Menon V, Duncanson CM, Rojas R, Tavakoli J (February 2004). "Disinfection of contaminated water by using solar irradiation". Appl. Environ. Microbiol. 70 (2): 1145–50. doi:10.1128/AEM.70.2.1145-1150.2004. PMID 14766599. 

16.  ^ Gelover S, Gómez LA, Reyes K, Teresa Leal M (October 2006). "A practical demonstration of water disinfection using TiO2 films and sunlight". Water Res. 40 (17): 3274–80. doi:10.1016/j.watres.2006.07.006. PMID 16949121. 

17.  ^ Fisher MB, Keenan CR, Nelson KL, Voelker BM (March 2008). "Speeding up solar disinfection (SODIS): effects of hydrogen peroxide, temperature, pH, and copper plus ascorbate on the photoinactivation of E. coli". J Water Health 6 (1): 35–51. doi:10.2166/wh.2007.005. PMID 17998606.  .سایت wikimedia