در بخش دوم مقاله دستگاه های تصفیه آب قابل حمل به جذب کربن فعال و ضد عفونی کردن آب با مواد شیمیایی و تصفیه آب با اشعه ماورای بنفش می پردازیم. برای مطالعه بخش اول روی لینک قبل کلیک نمایید.

جذب کربن فعال

تصفیه آب کربن فعال گرانولی از یک شکل از کربن فعال با سطح بالا و جذب بسیاری از ترکیبات، از جمله بسیاری از ترکیبات سمی استفاده می ­کند. عبور آب از طریق کربن فعال معمولا در فیلترهای تصفیه آب پمپی دستی برای رفع آلودگی­ های آلی، طعم، بو استفاده می ­شود.

فیلترهای کربن فعال معمولا به عنوان تکنیک­ های تصفیه اولیه دستگا­ه­ های تصفیه آب قابل حمل استفاده نمی ­شوند، بلکه به عنوان دستگاه­ های ثانویه برای تکمیل روش تصفیه آب بکار می ­روند. این امر اغلب برای پیش یا پس از فیلتر در یک مرحله جداگانه نسبت به تصفیه آب سرامیکی اجرا می­ شود، در هر دو مورد قبل از افزودن ضد عفونی کننده های شیمیایی مورد استفاده برای کنترل باکتری یا ویروس که حذف نمی ­شدند. کربن فعال می ­تواند کلر را از آب تصفیه شده حذف کند، یا هر پسماند باقی مانده در آب که در برابر عوامل بیماری­زا مقاومت نشان می ­دهد و به طور کلی نباید بدون تفکر دقیق بعد از تصفیه آب توسط ضد عفونی کننده های شیمیایی در پروسس تصفیه آب قابل حمل استفاده شود. فیلترهای تصفیه آب سرامیکی یا کربنی با اندازه منافذ 0.5 میکرومتر یا کوچکتر برای از بین ­بردن باکتری ­ها و کیست­ ها و مواد شیمیایی بسیار عالی می­ باشند.

ضد عفونی کردن آب با مواد شیمیایی

 ید مورد استفاده برای تصفیه آب معمولا به صورت محلول، در فرم بلوری، یا در قرص ­های حاوی هیدروپرید تتراگلیسین به آب اضافه می ­شود که 8 میلی گرم ید در هر قرص هیدروپرید تتراگلیسین شدید آزاد می­ کند. ید بسیاری، اما نه همه، از پاتوژن­ های شایع موجود در منابع آب شیرین طبیعی را از بین می ­برد. به همراه داشتن ید برای تصفیه آب یک راه­ حل ناقص اما ساده برای کسانی است که نیاز به تصفیه آب آشامیدنی دارند.

کیت ­ها در فروشگاه ­های کمپینگ در دسترس هستند که شامل یک قرص ید و یک قرص دوم (ویتامین C یا اسید اسکوربیک) است که طعم و مزه ید را از آب حذف می­ کند. افزودن ویتامین C، در قالب قرص یا پودر نوشیدنی طعم ­دار، بسیاری از ید موجود در محلول را ته نشین می­ کند، بنابراین تا زمانیکه ید کارش را انجام نداده است نباید اضافه شود. زمان نسبتا مشخص 30 دقیقه است، اما اگر آب گل آلود یا سرد باشد به طور قابل ملاحظه افزایش می­ یابد.

ید آب آشامیدنی را با قرص ­های حاوی هیدروپرید تتراگلیسین تصفیه می­ کند، همچنین جذب ید رادیواکتیو در انسان را به 2 % مقدار آن کاهش می ­دهد. این امر می­ تواند یک عامل مهم برای تصفیه آب در یک رویداد هسته­ ای باشد، که در آن مصرف ید رادیواکتیو یک نگرانی برای سمیت رادیواکتیو داخلی است. اگر ید در محلول رسوب کند، آنگاه آب آشامیدنی ید کمتری در محلول خواهد داشت. همچنین میزان ید در یک قرص برای جلوگیری از جذب کافی نیست. اثر هیدروپرید تتراگلیسین به طور نامحدود قبل از باز شدن بطری حفظ می­ شود؛ هر چند برخی از سازندگان پیشنهاد می­ کنند که از قرص تصفیه آب بیشتر از سه ماه پس از باز شدن بطری استفاده نشود، عمر مفید در واقع بسیار طولانی است به شرطی که بطری بلافاصله پس از هربار باز شدن تخلیه شود.

یک جایگزین مقرون به صرفه برای استفاده از دستگاه ­های تصفیه آب مبتنی بر ید، استفاده از کریستال ید است. مقدار کمی از آب در یک بطری شیشه ­ای کوچک ریخته می ­شود (با ظرفیت حدود 1 اونس یا 30 سانتی متر مکعب)، حدود 0.25 اونس (7 گرم) از کریستال ید به آن وارد می ­شود، و سپس برای تولید محلول اشباع ید همزده می­ شود. 12.5 سانتی متر مکعب از این محلول به یک لیتر آب برای گندزدایی اضافه می­ شود. پس از 15 دقیقه، آب را می ­توان مصرف کرد. در دمای خطای اسکریپت: نه چنین ماژول "تبدیل". اجازه دهید که آب به مدت 20 دقیقه مصرف شود. آب را پس از 30 دقیقه مصرف کنید یا از 25 سانتی متر مکعب محلول اشباع در هر لیتر استفاده نمایید (محلول ید اشباع را در بطری پلاستیکی ذخیره نکنید زیرا بخار ید از طریق پلاستیک عبور می­ کند و باعث زنگ زدن فولاد مجاو آن می­ شود). توجه داشته باشید که این روش ممکن است در کشتن کیست­ های ژیاردیا در آب سرد موثر نباشد محلول برای گرم کردن آب قبل از تصفیه است. مواظب باشید کریستال ید را مصرف نکنید؛ مقدار ید در محلول اشباع ممکن است دو تا چهار برابر کشنده­ تر باشد. باید دقت شود که بطری شیشه ­ای کوچک کریستال ید با آب در آب و هوای سرد منجمد نشود. مزیت استفاده از کریستال ید این است که تنها مقدار کمی از ید از کریستال ید در هر استفاده حل می­ شود، باعث می­ شود این روش تصفیه آب قابلیت تصفیه مقادیر بسیار زیادی آب، در حدود 2000 لیتر (500 گالن) با یک بطری کوچک کریستال را داشته باشد. بر خلاف قرص ­های هیدروپرید تتراگلیسین، کریستال­ های ید اساساً عمر مفید نامحدودی تا زمانیکه در معرض هوا برای مدت زمان طولانی قرار نگرفته باشند و در زیر آب نگه داشته شوند، دارند. (کریستال­ های ید تصعید خواهند شد اگر در معرض هوا برای مدت زمان طولانی قرار بگیرند). مقدار زیادی از آب می­ تواند با کریستال ­های ید با هزینه کم تصفیه شود که باعث می ­شود این روش برای محل استفاده مقرون به صرفه بوده یا برای روش ­های تصفیه آب اضطراری برای استفاده طولانی­ تر از عمر مفید هیدروپرید تتراگلیسین در نظر گرفته شود.

قرص­ های هالازون دارای کلر قبلا برای دستگاه­ های تصفیه آب قابل حمل استفاده می ­شدند. کلر در آب بیش از سه برابر نسبت به یک گندزدا در برابر اشرشیاکلی موثرتر از ید است. بنابراین قرص­ های هالازون در طول جنگ جهانی دوم توسط سربازان ایالات متحده برای دستگاه­ های تصفیه آب قابل حمل استفاده می ­شدند، حتی در بسته­ های لوازم جانبی برای C-جیره تا 1945 وجود داشت. محدودیت اصلی قرص وهالازون طول عمر بسیار کوتاه در بطری باز شده است، که به طور معمول 3 روز یا کمتر است، بر خلاف قرص ­های مبتنی بر ید که طول عمر 3 ماه در بطری باز دارند. سدیم دی­کلروایزوسیانورات  (NaDCC)تا حد زیادی جایگزین قرص ­های هالازون برای چند دستگاه­ های تصفیه آب کلری شده است. این قرص ­ها با نمک جوشان، معمولا اسید آدیپیک و بیکربنات سدیم فشرده شده ­اند، تا قرص ­های به سرعت حل شونده، تا رقت 10 قسمت در میلیون کلر تشکیل دهند، هنگامی که آب آشامیدنی بصورت خفیف آلوده و ppm  20 است که مشخصه آلودگی است. قرص­ های سفید کلر یک پلت فرم پایدارتری برای مواد گندزدای آب نسبت به مایع سفیدکننده (هیپوکلریت سدیم) به عنوان حالت مایع ایجاد می­ کنند زیرا تمایل به کاهش با سن و نتایج غیر قابل تنظیم دارند مگر اینکه آزمایش ­ها در نقطه­ ای عملی انجام شوند. حال، با وجود کاهش محبوبیت قرص هالازون مبتنی بر کلر در دستگاه ­های تصفیه آب قابل حمل، سفید کننده مبتنی بر کلر ممکن است با خیال راحت برای استریل کردن آب به صورت اضطراری در  کوتاه مدت استفاده شود. دو قطره بدون بو 5٪ از سفید کننده می­ تواند در هر لیتر یا کوارت آب تمیز اضافه شود، آن گاه می­ تواند برای 30 تا 60 دقیقه استفاده شود. پس از این تصفیه، برای کاهش بوی کلر و طعم و مزه سر بطری آب می ­تواند باز گذاشته شود. دستورالعمل­ های آنلاین برای استفاده اضطراری از سفید کننده برای تهیه آب آشامیدنی پرخطر در دسترس است. مراکز کنترل بیماری و پیشگیری (CDC) و خدمات جمعیت بین المللی (PSI) یک محصول مشابه (0.5٪ - 1.5٪ محلول هیپوکلریت سدیم) به عنوان بخشی از استراتژی سیستم آب مطمئن (SWS) ارائه داده­ اند. این محصول در کشورهای در حال توسعه تحت نام ­های تجاری محلی به طور خاص به منظور گندزدایی آب آشامیدنی به فروش می ­رسد.

نه کلر (به عنوان مثال، سفید کننده) و نه ید به تنهایی در برابر کریپتوسپوریدیوم موثر نیستند، اگر چه تا حدی در برابر ژیاردیا موثر هستند. ید باید حداقل 30 دقیقه  برای کشتن ژیاردیا وقت داشته باشد. کلر کمی بهتر از ید است.

یک محلول کامل­تر که شامل مواد شیمیایی گندزدا برای اولین فیلتر کردن آب است، از 0.2 میکرومتر فیلتر پمپ کارتریج سرامیکی، به دنبال تصفیه با ید یا کلر استفاده می ­شود، در نتیجه کریپتوسپوریدیوم، ژیاردیا، و بسیاری از باکتری ­ها، همراه با ویروس ­های بزرگتر را فیلتر می­ کند، در حالی که از مواد گندزدای شیمیایی برای مشخص کردن ویروس­ ها و باکتری­ هایی که فیلتر نمی ­تواند آنها را حذف کند استفاده می­ شود. این ترکیب همچنین به طور بالقوه در برخی موارد موثرتر از گندزداهای الکترونیکی قابل حمل بر اساس درمان UV، مانند استفاده از یک دستگاه تصفیه آب قابل حمل SteriPEN UV است.

یک جایگزین برای آماده سازی مبتنی بر ید در برخی از حالات قرص ­های نقره یون / کلر دی اکسید هستند. این محلول­ ها می­ توانند آب را موثرتر از ید گندزدایی کنند در حالی که به ندرت طعم قابل توجهی در آب در برخی از حالات بجا می­ گذارند. مواد گندزدای بر اساس نقره یون / دی اکسید کلر، کریپتوسپوریدیوم و ژیاردیا را از بین خواهند برد، اگر به درستی استفاده شوند. عیب اصلی تکنیک­ های مبتنی بر نقره یون / دی اکسید کلر زمان تصفیه طولانی است (به طور کلی 30 دقیقه تا 4 ساعت، بسته به فرمول استفاده شده). دیگر نگرانی رسوب و تجمع ترکیبات نقره در بافت­ های مختلف بدن است که منجر به یک بیماری نادر به نام argyria می­ شود که منجر به بد شکل شدن و رنگ پریدگی دائمی پوست، چشم، و غشاهای مخاطی می­ شود. هزینه تصفیه دی اکسید کلر در حدود چهار برابر بیشتر از هزینه تصفیه ید است.

تصفیه اشعه ماورای بنفش

نور ماورای بنفش (UV) باعث شکل گیری پیوند کووالانسی در DNA شده و در نتیجه مانع از تکثیر میکروب­ ها می­ شود. بدون تولید مثل، میکروب ­ها به مراتب کمتر خطرناک هستند. نور UV-C ضد باکتری در محدوده طول موج کوتاه 100-280 نانومتر در تیمین، یکی از چهار نوکلئوتید پایه در DNA عمل می ­کند. هنگامیکه یک فوتون اشعه ماوراء بنفش ضد باکتری توسط یک مولکول تیمین در مجاورت دیگر تیمین در رشته DNA جذب می­ شود، یک پیوند کووالانسی یا دایمر بین مولکول ایجاد می­ شود. این دایمر تیمین مانع از "خواندن" DNA توسط آنزیم و کپی کردن آن می­ شود، در نتیجه میکروب را خنثی می­ کند. با این حال، محدودیت­ هایی در این فناوری وجود دارد. کدورت آب (یعنی، مقدار مواد جامد معلق و کلوئیدی موجود در آب) باید کم باشد، به طوری که آب زلال و شفاف باشد، تا تصفیه UV به خوبی عمل کند - در نتیجه یک گام پیش فیلتر ممکن است لازم باشد.

یک نگرانی در مورد دستگاه تصفیه آب قابل حمل UV این است که برخی از عوامل بیماری ­زا صدها بار کمتر به نور UV نسبت به موارد دیگر حساس هستند. زمانی معتقد بودند که کیست­ های تک یاخته حداقل حساسیت را دارند، با این حال مطالعات اخیر غیر این را به اثبات رسانده است، که نشان می ­دهد که هر دو کریپتوسپوریدیوم و ژیاردیا توسط یک دوز UV فقط mJ/cm sq 6 غیر فعال می­ شوند. با این حال، مقررات EPA و مطالعات دیگر نشان می­ دهند که آن ویروس­ ها عامل محدود کننده تصفیه UV هستند، زیرا نیاز به دوز 10-30 برابر بیشتر نور UV نسبت به ژیاردیا و یا کریپتوسپوریدیوم دارند. مطالعات نشان داده ­اند که دوزهای UV در سطوح ارائه شده توسط واحدهای UV قابل حمل در کشتن ژیاردیا موثر هستند و هیچ شواهدی از فعال شدن مجدد کیست­ ها وجود نداشت.

آب تصفیه شده با UV هنوز دارای میکروب ­هایی است که نمی­ توانند تولید مثل کنند. در صورتی که آب تصفیه شده با UV حاوی میکروب های عقیم در معرض نو مرئی (به طور خاص، طول موج نور بیش از 330-500 نانومتر) برای هر مدت قابل توجهی از زمان باشد، فرایندی که فعال سازی مجدد نام دارد، در آن امکان ترمیم آسیب وارد در DNA تولید مثل باکتری ­ها مطرح می ­شود، به طور بالقوه آنها را قادر به تولید مثل و ایجاد بیماری می­ کند. به همین دلیل آب تصفیه شده با UV نباید در معرض نور مرئی برای هر مدت قابل توجه از زمان بعد از تصفیه UV قبل از مصرف برای جلوگیری از ورود میکروب­ های فعال شده و خطرناک قرار گیرد.

برای مطالعه ادامه مطلب روی لینک زیر کلیک نمایید.

دستگاه های تصفیه آب قابل حمل ـ بخش سوم

*ن