روش هاي ضدعفونی آب توسط مواد شیمیایی، ازن و اشعه UV

آب رودخانه، چاه و دریاچه ها داراي پاتوژن هایی می باشند که قبل از مصرف نیاز به ضدعفونی دارند. روش هاي متعددي نظیر استفاده از مواد شیمیایی، ازن و اشعه یووي بمنظور گندزدایی آب وجود دارد که هریک به نوبه خود داراي مزایا و معایب می باشند.

از آنجا که شرکت هاي مختلف به جهت فروش محصولات خود دست به تبلیغات بعضا نادرست می زنند و این مسئله باعث سردرگمی بسیاري از پرورش دهندگان عزیز گردیده بر آن شدیم تا تحقیقاتی انجام داده و نتیجه را به اطلاع برسانیم.

شرکت تریتا ارائه دهنده هر سه نوع راه حل اعم از شیمیایی (آب اکسیژنه پایدار شونده با نقره)، مولد ازن و مولد اشعه یووي و برخی روش هاي دیگر می باشد. از اینرو می توان ادعا نمود که حداکثر توان خود را در ارائه گزارشی بی طرف اعمال نمودیم.

مواد شیمیایی

مواد شیمیایی متعددي بمنظور حذف میکروارگانیسم ها استفاده می شود. در استفاده از مواد شیمیایی باید به دوز موثر آنها در انهدام میکروارگانیسم ها توجه نمود. همچنین با وجود استفاده گسترده از منابع مرتبط با دام، طیور، استفاده از مواد شیمیایی در آبزیان بسیار متفاوت و به دلیل حساسیت زیاد ماهی ها بسیار محدود است. در میان مواد شیمیایی استفاده شده در ضد عفونی آب، کلر یکی از پرکاربردترین ضدعفونی کننده ها شناخته می شود. این ماده در گروه هالوژن ها قرار می گیرد و در غیرفعال کردن میکروارگانیسم هاي بیماریزا موثر است. کلر از طریق اثر بر فعالیت هاي آنزیمی عوامل بیماریزا، سبب مرگ آنها می شود. نکته قابل توجه اینس ت که استفاده کلر در دوز نرمال امکان حذف تمامی کیست ھا، انگل ھا و ویروس ھا را ندارد.

 

از دیگر ضدعفونی کننده هاي موثر آب می توان به پراکسید هیدروژن اشاره نمود این ماده یک اکسیدکننده متداول می باشد که با تولید رادیکالهاي آزاد هیدروکسیل سبب ایجاد تغییر ساختاري در دیواره سلول میکروارگانیسم ها و حذف آنها می گردد.

استفاده از مواد شیمیایی در ضدعفونی آب تخریب زیست محیطی را بدنبال دارد که باید در مصرف آنها دقت لازم انجام شود.

تصور غلط:

محاسبه دوز مناسب در استفاده از مواد شیمیایی بسیار حائز اهمیت می باشد، بطوري که استفاده بیش از حد توصیه شده نه تنها راندمان این مواد در ضدعفونی را افزایش نمی دهد بلکه صدماتی براي محیط زیست و جانداران پیرامون بدنبال خواهد داشت.

استفاده از ازن:

ازن با فرمول شیمیایی O3 خاصیت اکسیدکنندگی بالایی دارد. این گاز به مولکول هاي O2 و اتم اکسیژن می شکند در این حالت اتم اکسیژن که از واکنش پذیري بالایی برخوردار است با عوامل بیماریزا ترکیب شده و با اکسیدکردن ترکیبات تشکیل دهنده پاتوژن ها منجر به مرگ آنها می شود.

با وجود اینکه ازن در ضدعفونی آب بسیار موثر است اما مقدار کم این گاز براي آبزیان و انسان بسیار سمی می باشد. بر اساس استاندارد تعیین شده توسط دپارتمان مدیریت بهداشت و ایمنی شغلی ( safety and health Occupational administration ،(حداکثر مقدار مجاز تماس انسان با گاز ازن یکبار با دوز کمتر از 3ppm/0 بمدت کمتر از 10 دقیقه و دوز 1ppm/0 بمدت 8 ساعت متوالی می باشد. از اینرو مراقبت لازم در مکان هایی که انسان در معرض گاز ازن قرار می گیرد و در هوایی آغشته به گاز تنفس می نماید بسیار ضروري می باشد و اگر توجه نشود منجر به سوزش چشم و مجاري تنفسی، تشدید آسم، اسپاسم برونشیتی، تجمع آب در ریه ها و گاهی فلج تنفسی و در دوزهاي بالاتر مرگ در چندساعت تا چند دقیقه رخ می دهد.

حد مجاز گاز ازن براي ماهی هاي خانواده سالمونیده نظیر ماهی قزل آلا و ماهی سالمون، l/mg 002/0 می باشد. مطالعات گسترده نشان می دهد که غلظت بالاتر سبب بروز صدمات جبران ناپذیر به آبشش ماهی می شود که کاهش رشد، افزایش آسیب پذیري و حتی مرگ ناگهانی را نیز در بر خواهد داشت و سبب افزایش استرس و حساسیت بالاي ماهی ها در ابتلا به عفونت هاي باکتریایی می شود. باقی ماندگی ازن در آب با توجه به شرایط محیطی بین 20 تا 90 دقیقه می باشد.

ازن یک اکسیدکننده قوي می باشد که توانایی غیر فعال نمودن عوامل بیماریزا را دارا می باشد اما چنانچه بار آلی موجود در آب بالا باشد، بخشی از ازن صرف اکسیداسیون این مواد می گردد و در نتیجه غلظت ازن در آب کاهش می یابد و غلظت باقی مانده براي حذف کلیه عوامل بیماریزا مناسب نخواهد بود. از اینرو محاسبه دوز دقیق براي حذف تمامی عوامل بیماریزا سخت و هزینه بر است. ازن سبب اکسیدشدن مقادیر جزیی از فلزات محلول نظیر آهن، منگنز و مس نیز می گردد که در سیستم رسوب کرده و باید توسط فیلتراسیون از آب حذف شود.

در آب هاي لب شور و آب هاي شور ازن با یونهاي موجود در آب نظیر برم و کلر واکنش نشان می دهد و سبب تشکیل ماده سمی و پایدار در آب می شود.

درصورت استفاده از دوز مناسب ازن براي ضدعفونی آب، باقی مانده ازن قبل از رسیدن به استخرهاي داراي ماهی باید از آب حذف گردد. در بیشتر موارد بمنظور حذف ازن از آب باید مدت زمانی براي ماندگاري آب در مخزن لحاظ گردد تا این گاز از آب حذف شود. البته حذف و تخریب ازن از طریق هوادهی شدید آب، از طریق عبور آب از بیوفیلتر و بد فیلتر (Bed folter (کربن، واکنش با مقدار کم پراکسید هیدروژن و اشعه یووي با طول موج 250nm-260 نیز انجام پذیر می باشد.

تکنیک هاي تولید صنعتی ازن:

1 -توسط اشعه UV :لامپ مولد UV بعنوان منبع تولید ازن استفاده می شود. با عبور هوا از کنار لامپ UV ،مولکول هاي اکسیژن شکسته می شود و اتم هاي اکسیژن تشکیل می گردد که میل ترکیبی بالایی با O2 داشته و ازن را ایجاد می نماید. استفاده از این روش بیشتر براي تصفیه هوا مناسب می باشد.

2 -روش تخلیه کرونا (discharge Crona :(یک جریان با ولتاژ بالا سبب شکل گیري جرقه می شود و بدلیل میل
ترکیبی اتم اکسیژن با مولکول اکسیژن، ازن شکل می گیرد. در این روش مقداري NOX توسط ژنراتور کرونا تولید می شود که در آب سبب تولید اسید نیتریک که خاصیت خورندگی دارد می گردد. استفاده از درایر (Dryer(
و در نتیجه هواي خشک می تواند ریسک تشکیل اسید نیتریک را کاهش دهد.

3 :(Cold plasma dielectric barrier discharge) سرد پلاسماي اکسیژن خالص و یا هواي داراي اکسیژن در تماس با پلاسما که توسط Discharge Barrier Dielectric تولید شده است، اتم هاي تکی اکسیژن را تولید می نماید که با مولکول O2 ترکیب شده و سبب تولید ازن می گردد.

درصورتیکه از اکسیژن خالص به عنوان منبع تامین گاز استفاده گردد میزان تشکیل مولکول هاي O4 ،O5 ،OX
بیشتر از O3 خواهد بود.

چنانچه ازن تولید شده در آب در تماس مستقیم با آبزیان قرار گیرد سبب بروز صدمات به آنها خواهد شد.
در تمامی موارد فوق بهتر است قبل از ساخت ازن از دستگاه اکسیژن ساز مناسب استفاده نمود تا اکسیژن با غلظت نزدیک به 100 %وارد دستگاه شده و ازن مناسب و خالص تري تولید شود.

تصور غلط:

تزریق ازن، بدون مطالعه زمان مناسب مجاورت و برنامه خروج آن، بطور مقطعی در آب کمکی ننموده و موجب از بین رفتن سرمایه و ایجاد خطر می گردد.

استفاده از سیستم هاي مولد UV:

یکی از روش هاي موثر گندزادیی آب (شور و شیرین) استفاده از پرتو فرابنفش (یووي) می باشد. پرتو فرابنفش در طول موج بین 100 تا 400 نانومتر قرار دارد که با تاثیر بر اسیدهاي نوکلئیک (DNA (میکروارگانیسم ها سبب تخریب آنها و حذف آنها از سیستم می گردد. بیشترین خاصیت تخریب اشعه یووي در طول موج 260 نانومتر می باشد که در طیف نوري C-UV) 280-185 نانومتر) قرار دارد. . در ضدعفونی آب از سیستم هاي یووي با لامپ هاي فشار کم که توانایی تولید اشعه با طول موج 254 نانومتر را دارد استفاده می شود. لامپ هاي مولد یووي در درون لوله هاي کوارتز قرار داده می شوند. تکنولوژي ساخت کوارتز در برش و فرم دادن رشته هاي کوارتز است که کیفیت متفاوتی را در میان تولید کنندگان آن در برخواهد داشت. میزان عبور اشعه از کوارتز به کیفیت و شفافیت آن بستگی دارد، متاسفانه در ساخت برخی از سیستم هاي مولد یووي استفاده از کوارتز با کیفیت پایین سبب گردیده تا درصد پایینی از اشعه از کوارتز عبور نموده و در نتیجه با افزایش شکست نور، کاهش راندمان سیستم در انهدام میکروارگانیسم ها را در بر خواهد داشت.

محاسبه دوز مناسب یووي براي تخریب سطح بیشتري از اسید نوکلئیک (DNA (ضروري می باشد. برخی از پاتوژن ها دوز بالاتري براي غیر فعال شدن نیازمند هستند. چنانچه دوز مناسب استفاده نشود امکان فعال ماندن برخی از آنها در آب وجود خواهد داشت که نتیجتا لزوم مطالعه کامل قبل از طراحی و انتخاب دستگاه مناسب را اثبات می کند.

با سیاه شدن بخش انتهایی توسط رسوب اکسید جیوه، کاهش تبادل حرارتی در لامپ رخ می دهد و راندمان لامپ ها با مصرف طولانی مدت کاهش می یابد. از اینرو سیستم هاي مورد استفاده باید مجهز به هشداردهنده تعویض لامپ روي نمایشگر خود باشند. وجود مواد معلق در آب ایجاد کدورت می نماید که سبب کاهش عملکرد سیستم در حذف پاتوژن خواهد شد. از اینرو در صورت وجود کدورت، افزایش شدت اشعه، تعداد لامپ هاي مولد و یا نصب فیلتر قبل از ورود آب به سیستم یووي ضروري می باشد. توصیه می شود قبل از نصب یووي فاکتورهاي موثر در انتخاب سیستم مناسب نظیر میزان سختی، کدورت، مواد معدنی، جریان ورودي آب و عوامل بیماریزا در نظر گرفته شود. همچنین طراحی راکتور از نظر هیدورلیکی نیز مهم می باشد، زیرا باید به گونه اي طراحی گردد تا توزیع یکنواختی از جریان آب در اطراف هر لامپ انجام پذیرد.

یک تصور غلط:

سال هاي گذشته بمنظور ضدعفونی آب استخرهاي پرورشی، لامپ هاي یووي برفراز کانال هاي آب آویزان می گردید که این روش کاملا غلط می باشد زیرا امکان ضدعفونی کلیه سطوح آب در این روش امکان پذیر نخواهد بود و همواره تعدادي میکروارگانیسم در آب باقی می ماند که قابلیت ایجاد بیماري براي آبزیان را خواهد داشت.