معايير قياس جودة الأوساط المائية

معايير قياس جودة الماء

مقاييس فيزيائية لجودة المياه

• درجة الحرارة: تؤثر بشكل مباشر على العمليات البيولوجية في الماء، حيث يؤدّي ارتفاع درجة الحرارة إلى انخفاض تركيز الأكسجين المذاب في الماء وزيادة معدل عمليّات الأيض للكائنات الحية وتسريع تكاثرها.
• التعكر: تؤدي الأجسام الصلبة التي لا تذوي في الماء مثل الطحالب وذرات الرمال والبكتيريا إلى تعكر لون الماء، الأمر الذي يؤدي إلى تقليل إمكانية دخول أشعة الشمس إلى التجمعات المائية وبالتالي تقليل عملية التمثيل الضوئي وتقليل تركيز الأكسجين مع زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الماء، مما يؤثر سلباً على الكائنات التي ستشرب هذه المياه، ويتمّ قياس تعكّر الماء باستخدام صفيحة سكي المدهونة بمثلثات لون بعضها أسود والبعض الآخر أبيض، والتي تدخل إلى الماء ليقاس العمق الذي اختفت عنده الألوان، فكلّما اختفت الألوان بعمق أقل دلّ ذلك على ارتفاع نسبة التعكّر، ويعبّر عن مقياس التعكر بوحدات NTU.
• لون وطعم ورائحة الماء: من المعروف أنّ الماء لا طعم، ولا لون، ولا رائحة له، وبالتالي فإنّ وجود أيّ صفة من هذه الصفات يعني تلوّث الماء.

مقاييس كيميائية

• لجودة المياه الملوحة: عادةً ما توجد الأملاح في الماء بطريقة طبيعيّة تنتج عن ذوبان الصخور أو الأملاح الموجودة في التربة، أو بطريقة غير طبيعية بفعل الإنسان من خلال استعمال الأسمدة الكيميائية أو خلط المياه الصالحة للشرب بمياه المجاري.
• النيترات والفوسفات: تؤدّي زيادة نسبة النيترات والفوسفات في الماء إلى تكاثر الكائنات الحية النباتية بسرعة في الماء، وعلى وجه الخصوص الطحالب، مما يقلل التمثيل الضوئي للنباتات، وتركيز الأكسجين فتموت معظم الكائنات التي تعيش في الماء، كما أنّ زيادة النيترات في مياه الشرب يؤدّي إلى اتصالها مع مادة الهيموغلوبين الموجودة في كريات الدم الحمراء وإعاقة نقل الأكسجين في الجسم والإصابة بمرض الازرقاق وخاصةً لدى الأطفال .
• الأكسجين: تحتاج الكائنات التي تعيش في الماء إلى نسبة تركيز معيّنة من الأكسجين، حيث يصل التركيز الأدنى للحياة في الماء إلى 4ملغم/لتر، ولا تستطيع الكائنات العيش بتركيز أقلّ.
• درجة الحموضة : ويقصد به نسبة درجة حامضية أو قاعدية الماء، حيث يقاس pH في مجال 0ـ 14، وعندما تكون نسبة pH=7 فهو متعادل، أمّا إذا كانت أقلّ من 7 فهو حامضي، أما أكثر من 7 فهو قاعدي.
• عسر الماء: يقصد بعسر الماء تركيز أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم مجتمعة في الما، فكلّما زاد تركيز هذه الأيونات زاد عسر الماء، وبالتالي زيادة ترسبات في الأملاح.
• معادن ثقيلة: تؤثر المعادن الموجودة في الماء على صحّة الإنسان، سواء كانت معادن طبيعيّة ناتجة عن ذوبان الصخور، أو معادن صناعية ناتجة عن المياه العادمة.

المقاييس البيولوجية

يقوم مبدأ المعيار الإحيائي البيولوجي على قياس نسبة الكائنات الحية وخصوصاً اللافقاريات التي تعتبر أكثر الكائنات حساسية ضد التلوث، التي تعيش وتتكاثر داخل الوسط المائي، حيث يجب أن يتراوح المعامل الإحيائي بين 0 و10، وكلّما زادت القيمة من ستة إلى عشرة كان ذلك معياراً على جودة مياه مرتفعة.

مقاييس إشعاعية

يقصد بها المواد المشعة، والتي تؤدي إلى تلوث المياه، وقد يكون مصدر هذه المواد المشعة إلى ذوبان الصخور المشعة أو رمي مخلفات المواد المشعة الناتجة عن المصانع أو المستشفيات أو المختبرات في الماء، ويعتبر هذا الأمر خطيراً جداً لتأثيره على مبنى المادة الوراثية للإنسان DNA وتسببه بحدوث طفرات فيها، أو الإصابة بمرض السرطان.

معايير قياس تلوث المياه

يُستخدَم مصطلح نوعية المياه أو جودة المياه (بالإنجليزية: Water Quality) لوصف الخصائص الفيزيائيّة و الكيميائيّة والبيولوجيّة للمياه،إذ لا يقتصر وصف المياه بأنَّها جيدة أم سيئة فقط، إنمّا يتم تطبيق هذا المُصطلح وتحديد معاييره بحسب الغرض المُستخدَم لأجله، فعلى سبيل المثال الماء المُناسب لغسيل السيارات ليس مُناسبا للشرب، لذا تتعدد أغراض هذا المُصطلح بحسب استخدام المياه إما للشرب أو السباحة أو الصيد، وفيما يأتي بعض المعايير الشائعة والمُستخدمة لوصف جودة المياه وتوضيح أهميتها للصحة والحياة في المُسطحات المائية:

العكورة

تُعدُّ العكورة أو الكدرة أو العكرة (بالإنجليزية : Turbidity) مقياس مدى صفاء المياه التي تتأثر بوجود المواد الصلبة، والجسيمات الصغيرة أو الرواسب او الملوثات، إذ تزداد عكورة الماء بزيادة الرواسب، لذا تعتبر مؤشراً فيما يتعلق بآثار الجريان السطحيّ للمياه عن البناء والأنشطة الزراعيّة، وقطع الأشجار، ومياه العواصف، وتصريف مياه الصرف الصحي، فغالبا ما تزداد عكورة المياه خلال تساقط الأمطار في المناطق الحضريّة مقارنةً بالمناطق الريفيّة؛ إذ يزيد تدفق جريان المياه من معدلات تآكل ضفاف وقنوات الأنهار، ومن المُمكن أيضا أن تزداد عكورة المياه بشكلٍ كبير في الطقس الصحو في حال كانت أنشطة البناء بالقُرب من أو في مجرى المياه في حال عدم تحكم بعمليات التآكل.

البكتيريا

يتمُّ قياس البكتيريا لتحديد مقياس الخطر النسبيّ للإصابة بالأمراض التي يُمكن أن تنتج من أنشطة السباحة والإستجمام باستخدام المياه السطحيّة، وتضمُّ أنواعا مُختلفةً مثل: البكتيريا القولونية البرازية، والإشريكيَّة القولونية، و المُكورات المعوية، ويرجع منشأ هذه البكتيريا إلى مُخلفات الحيوانات ذوات الدم الحار أي الثدييات المائية، حيث تُشير نسبة هذه المُخلفات إلى مُسببات الأمراض الموجودة في المياه السطحية، بالإضافة إلى ذلك تتواجد العديد من المصادر التي من شأنها نموُّ البكتيريا في حال دخلت إلى المُسطحات المائية وتتضمن المياه المُعالجة بشكل غير كافٍ والمياه الناتجة من أنظمة الصرف الصحي، ومُخلفات المواشي، والحيوانات الأليفة، وكذلك الطيور الماء.

الأكسجين الذائب

يُقصَد تشبع الأكسجين أو الأكسجين المذاب (بالإنجليزية: Dissolved Oxygen) كمية غاز الأكسجين الذائبة في المياه الضررورية لحياة جميع الكائنات المائية، و يتمُّ قياسها بوحدة مليغرام/ لتر (mg/l) أو التعبير عنها من خلال نسبة التشبُّع (%sat)، حيث تُشير نسبة التشبُّع إلى الكمية الإجمالية لغاز الأكسجين الموجود بالمياه عند درجة حرارة مُعينة، فالعديد من الكائنات المائية تتعرض للاختناق وتموت في حال كانت كميّات الأكسجين غير كافيةٍ، فعلى سبيل المثال، تحتاج الأسماك مستويات من الأكسجين تصل إلى 6 مليغرام/ لتر على الأقل لتبقى على قيد الحياة أو بنسبة تشبُّع تصل إلى 80%، ويجدر الإشارة إلى أنَّ مستويات الأكسجين الذائبة في المياه تتأثر بعِدة عوامل أهمها :

• مُعدل التدفق : تحوي المياه المُتدفقة بسرعةٍ كبيرة فوق الصخور على مستوياتٍ عالية من الأكسجين مُقارنةً بالمياه الساكنة.
• الحرارة : كلما كانت درجة حرارة المياه مُنخفضة ازدادت كمية الأكسجين الذائبة في المياه.
• الملوحة : كلما كانت المياه أكثر ملوحةً كانت كميات الأكسجين الذائبة في المياه قليلة.
• العكورة : إذ ما كانت عكورة المياه عالية تعني أنَّ كمية الأكسجين الذائبة في المياه قليلة.

درجة الحموضة

يُستخدَم الرقم الهيدروجيني (PH) لقياس درجة حموضة المياه، إذ يُعدُّ أحد المعايير الأكثر شيوعاً لقياس جودة المياه، ويتمُّ قياس الرقم الهيدروجيني باستخدام مقياس لوغاريتمي لأيون الهيدروجين، بحيث يتدرج ضمن نطاق مابين الأرقام (1-14)؛ فالرقم واحد يُشير إلى أنَّ المادة تحوي تركيزاً عالياً من أيون الهيدروجين وأنَّها شديدة الحموضة، بينما الرقم 14 يُشير أنَّ المادة تحوي تركيزا مُنخفضا من أيون الهيدروجين وأنَّها أكثر قاعدية، ويُذكر أنَّ الرقم 7 يُشير إلى أنَّ المادة متعادلة، ومثال ذلك الماء المُقطَر.

يعتمدُ الرقم الهيدروجيني للمياه الجوفية المُتاحة للشرب على نوع الصخور التي تتدفق من خلالها، بحيث أنَّ الرقم الهيدروجيني لهذه المياه يكون أعلى أو أقل بقليل من درجة حموضة لهذه الصخور، فالمياه التي تتدفق عبر صخور الجرانيت رقمها الهيدروجيني أقل من الرقم الهيدروجيني للمياه التي تتدفق عبر صخور الحجر الجيري ،حيث أنَّ رقمها الهيدروجيني أعلى منها بقليل فقط، وإلى جانب ذلك فإنَّ الرقم الهيدروجيني لمياه الأمطار يصل 5.5؛ لإنها تحتوي على غاز ثاني أكسيد الكربون، حيث أنَّ انبعاثات المواد السامة من عوادم السيارات ومحطات الطاقة تتحدُ مع المياه في الغلاف الجوي وتسقط على الأرض ڪ مطر حمضي أو الثلوج، ويجدر الإشارة إلى أنَّ قيم الرقم الهيدروجيني للمياه سواء أكانت مُرتفعةً بشكلٍ كبير أو العكس فهي مُضرةٌ بحياة الكائنات المائيّة، فالكائنات الحية تحتمل مياه درجة حموضتها يترواح ما بين (5.0 – 9.0) لكن الأسماك تُفضل العيش في مياه درجة حموضتها مابين (6.5 – 8.2).

المُغذيات

تتضمن العناصر المُغذية أو المُغذيات (بالإنجليزية :Nutrients) عددا مُتنوعا من العناصر الكيميائية كالنيتروجين و الفسفور في المياه، والتي يستخدمها الإنسان في صناعة الأسمدة الزراعية للحقول والحدائق؛ لزيادة سرعة نموُّ المحاصيل الزراعيّة، فتأثيرها على الأراضي نفس تأثيرها على المياه، حيث تعمل على زيادة نموُّ النباتات المائية مثل الطحالب بأنواعها العائمة على المياه أو التي تنمو على الصخور بالإضافة إلى نباتات الخلايا الكبيرة الجذور مثل زنبق الماء، وتكمن أهميتها في أنَّها دعم حياة النباتات المائيّة لكن مع مرور الوقت وزيادة إنتاجية النباتات يحدث ما يُعرف بعملية فرط المُغذيات أو التتريف أو إغناء الماء (بالإنجليزية: Eutrophication) بشكلٍ طبيعي، لكن الأنشطة البشريّة تعمل على تسريع هذه العملية في حال وجود العديد من العناصر المُغذية الداخلة إلى المياه.

الرواسب

يوجد توازن ديناميكي في المياه المُتدّفقة مابين مصدر تزويد الرواسب الناتج عن عملية الحت، والتعرية الطبيعيّة، وطاقة حركة المياه التي تعمل على إعادة تفريغ حمولة الرواسب، ويتحدد هذه التوازن بناءً على عِدة خصائص للجدوال المائية ومدى مُلائمتها لمُختلف أشكال الحياة البحرية والمائيّة، لكن تلعب العديد من الأنشطة البشريّة دوراً بإحداث خلل في هذا التوازن، حيث تُسرِع من عمليات التعرية، بإلاضافة إلى الجريان السطحي المُكثَّف مثل الجريان للمياه في مصرف المياه على جانبي الطرق الأمر الذي يزيد من حمولة المياه للرواسب في المجرى المائيّ، وبالتالي يُقلل قدرة المجرى المائي على الحفاظ على الحياة المائية والبحرية، فيظهر هذا الأثر جلياً للحصى التي تقوم الأسماك بتجهيزها كعُش لوضع البيض داخلها، حيث تتعرض هذه الحصى بشكلٍ خاص للتآكل؛ بسبب ملىء الرواسب الدقيقة كالرمل والطمي الفراغات مابين الحصى الكبيرة، وهذا الترسيب يُقلل من مساحة المعيشة الخاصة ببيض الأسماك والأسماك التي تفقس حديثا الأمر الذي ينتج عنه إختناقها، إضافةً إلى ذلك تعمل التغُيرات في معدل تتدفق المياه على تغير التوازن في الرواسب ففي بعض الحالات يصل الأمر إلى تقليل قدرة المجرى المائي على تحريك الرواسب.

السميّة

يُقصد بالمواد السامة أو السميّة (بالإنجليزية: Toxic Substances) أي مادة أو أيّ عامل يسبب المرض عند دخول للمياه في حال استنشاق أو ابتلاع الكائنات الحية لها، أو تفاعلها واندماجها في جسدها، وقد يتسبب ذلك بالوفاة أو الإصابة بالأورام الخبيثة أو حدوث طفرة جينية وكذلك حدوث تغيرات غير طبيعيّة في أجسام الكائنات الحية أو في نسلها، لذا هنالك العديد من المعايير والمقاييس للمواد السامة في المياه من أجل حماية الحياة المائية وصحة الإنسان، ويتمُّ التعبير عنها بمقياس رقمي أو كتابي في حال كانت سُميّة المواد غير معروفة أو كافية لتحديدها بمعيار رقمي، ومن هذه المواد:

• الأمونيا: تُعدُّ الأمونيا إحدى المواد شديدة السُميّة للحياة البحرية، وتنتج من مصادر طبيعية إلاَّ أنَّ الزيادة المُرتفعة في مستوياتها ناتجةٌ عن تفريغ النفايات السائلة المُعالجة بشكلٍ غير كاف مثل مياه الصرف الصحي المنزليّة، فعند إحتواء النفايات على النتيروجين و بوجود مستوى مُنخفض من الأكسجين ينتج عن ذلك الأمونيا داخل المجرى المائي، ويذكر أنَّ معايير قياس الأمونيا تختلف باختلاف الظروف المائيّة مثل: درجة الحرارة ودرجة الحموضة.
• المعادن: تُشكَل التراكيز المرتفعة من بعض المعادن مثل الزرنيخ ، و الكادميوم، والنحاس، والفضة، والذهب، و الرصاص تهديداً على الحياة المائية وكذلك على صحة الإنسان، ويرجع ذلك بسبب إلقاء مُخلفات الثروة الحيوانية والمياه المنزلية في المصادر المائية، ويتمثل الخطر على صحة الإنسان عند تناوله للأسماك الملوثة التي تحوي الزرنيخ، حيث يؤدي تراكم هذه المعادن في أنسجة جسم الإنسان خطرا على صحته، ويتمُّ تحديد المستويات الخطرة لهذه المعادن من خلال التحليل الكهربائي للمياه، بالإضافة إلى ذلك يُمكن تحليل الرواسب و تحليل أنسجة الأسماك.
• الزئبق : يُعدُّ الزئبق مادةً سامةً وخطرة على الحياة المائية وكذلك صحة الإنسان، ويوجد الزئبق بشكل غير عُضوي في المُسطحات المائية؛ بسبب وجوده في الصخور والتربة فأثناء عمليات التجوية والتعرية يدخل بشكل قليل إلى المُسطحات المائية، لكن عند ظروف وبيئات مُعينة مثل قاع البحيرات والمُستنقعات تتحول كميات من الزئبق غير عضوية إلى مادةٍ عضوية مثل: ميثيل الزئبق الذي يُصبح أكثر سُميّة، وبذلك يُشكل مصدر قلق لصحة الإنسان، فقد يتراكم في أنسجة عضلات الإنسان عند تناوله للأسماك.
• المواد العضوية : تشمل المواد العضوية على العديد من المواد السامة الكيميائيّة التي من صُنع الإنسان القائمة على عنصر الكربون، وتضمُّ مبيدات الآفات المنزلية والزراعية والعديد من المُنظفات المنزلية والصناعية الآخرى، ومثال على ذلك، مركبات ثنائي الفينيل مُتعدد الكلور فهي مُركبات كيميائيّة صناعيّة وسامة ومُسببة للسرطان، وبالرغم من حظر صناعتها في بعض الدول إلاَّ أنّ لها عُمرا طويلا فتدوم في البيئة، حيث تتراكم في أنسجة الأسماك وكذلك في جسم الإنسان عند تناولها، فبعض المواد العضوية شديدة التراكم البيولوجي فيُمكن قياسها في الرواسب أو الأنسجة وكذلك المياه، بإلاضافة إلى ذلك تُعدَّ المُستحضرات الدوائية ومُنتجات العناية الشخصية من المواد الملوثة و التي تؤثر على عمليات التكاثر والنموُّ للأسماك وكذلك الحشرات، حيث تدخل إلى المياه السطحية عن طريق الاستخدام النهائي لها إمّا عن طريق الفضلات أو مياه التنظيف.

درجة الحرارة

تؤثر درجة حرارة على المياه بعدة طُرق مُختلفة، فبعض الكائنات الحية تُفضِل العيش في المياه الباردة بينما بعضها الآخر يعيش في المياه الدافئة، لكن مُعظم الكائنات التي تعيش في المياه من ذوات الدم البارد وهذه يعني أنَّ درجة حرارة أجسادها تتوافق مع درجة حرارة البيئة المُحيطة بها، ويُذكر أنَّه في حال ارتفعت درجات الحرارة فإنَّ الماء يذوب فيه كمية أكبر من الأملاح والسكر وكمياتٍ أقل من الغازات مثل الأكسجين والعكس صحيح بالنسبة للمياه الباردة، لكن بعض التفاعلات مثل البناء الضوئيّ والهضم تتأثر بدرجة الحرارة؛ فالنباتات والطحالب التي تقوم بعميلة البناء الضوئي تُفضِل العيش في المياه الدافئة وكذلك فإنَّ البكتيريا تنمو بسُرعة أكبر في المياه الدافئة، لكن الأسماك ويرقات الحشرات تُفضل العيش في المياه الباردة كونها تحوي كميات كبيرة من الأكسجين المذاب كما ذُكِر سابقا.

درجة الملوحة

يُعدُّ الماء مُذيبا شائعا وعاما؛ لقدرته على إذابة العديد من المركبات، كما أنَّ الماء ينتقل خلال الغلاف الجوي وأحواض الصرف الصحي الأمر الذي من شأنه أن يُذوب العديد من المعادن وينقلها من مكانها، وتُسمى هذه المعادن الذائبة بالأملاح التي تنتج من مصادر عضوية مثل: الأوراق، والطمي، والعوالق، والصرف الصحي، ومن مواد غير عضوية مثل: الصخور والهواء، فالملوحة (بالإنجليزية : Salinity) هي كمية الأملاح الذائبة في عينة من الماء، فهنالك كمية مُحددة من الأملاح الضرورية للحياة المائية؛ حيث تُساعد الأملاح الذائبة على تدفق وانتقال المياه من وإلى خارج خلايا الكائنات الحية، لكن التغُيرات في كميات الأملاح أمرٌ ضار، وبالرغم من أنَّ الكائنات الحية تستطيع التكيف للعيش ضمن نطاق للملوحة لكن إذ ازدادت نسبة الملوحة عن هذا المدى أو نقصت فإنَّ ذلك يُعرضها إلى الموت، ويرجع السبب في تغيُر ملوحة بعض المُسطحات المائية نتيجةً للاختلافات في مُعدل التبخر ومعدل تدفق المياه العذبة الذي يحدث بشكلٍ طبيعي أو موسمي، لكن يُمكن أنْ تتسبب الأنشطة البشرية في ذلك مثل زيادة سحب المياه العذبة و تفريغ مياه محطات الطاقة في المُسطحات المائية، بالإضافة إلى تحلية المياه لجعلها صالحة للشرب وري الحقول.

معايير قياس جودة الأوساط الطبيعية

أمام تفشي مختلف أشكال التلوث الناجمة عن استغلال الإنسان للمواد العضوية و غير العضوية، و قصد تجنب تدهور الأوساط الطبيعية و اختلال توازن الحميلات البيئية، لجأت أغلب الدول إلى نهج سياسات بيئية و اعتماد وسائل المراقبة الدائمة لرصد مختلف العناصر الملوثة و كذا مراقبة جودة و صحة الأوساط الطبيعية.

باختلاف الأوساط الطبيعية المراقبة (ماء، هواء، تربة)، تختلف التقنيات و المعايير المُعتمدة.

اختبار جودة الماء

كيف يمكن اختبار جودة المياه؟ اختبارات كيميائية بميزانيات محدودة

نماذج الاختبارات

الاختبارات الميدانية المحمولة ذات التكنولوجيا البسيطة لرصد جودة المياه تنقسم إلى ثلاث فئات:

• أشرطة الاختبار: وهي أشرطة صغيرة منفردة تستعمل لمرة واحدة ويتغير لونها طبقا لتركيز المادة الكيميائية. ووفقا لنوع الاختبار، يقوم المستخدم “بتحفيز” الورقة على شريحة بلاستيكية بغمسها في عينة المياه المراد اختبارها ثم تحريكها في الهواء قليلا، أو وضعها تحت تيار من المياه. وبعد الانتظار قليلا، يطابق المستخدم لون الشريحة بلوحة الألوان لكي يحدد درجة تركيز المادة الكيميائية. هذه المجموعات الاختبارية بسيطة للغاية، لكنها تكون أقل دقة من الطرق الأخرى، خاصة عندما يخفق المستخدم في اتباع التعليمات.

• مجموعة الأقراص اللونية: مجموعات أقراص الاختبار اللونية متوفرة لطائفة كبيرة من الاختبارات الكيميائية. في الأحوال العادية، يضيف المستخدم كيسا صغيرا من المسحوق أو عدة قطرات من السائل الكاشف إلى عينة من المياه المراد اختبارها في أنبوب بلاستيكي صالح للاستعمال مرة أخرى. ثم يوضع الأنبوب البلاستيك في وعاء بلاستيكي شفاف صغير يمكن المشاهدة من خلاله. هذا الوعاء الشفاف يحتوي على قرص بلاستيكي عليه تدريج مطبوع. يدير المستخدم قرص الألوان للعثور على الجزء الذي يتطابق مع لون العينة، ثم يقرأ من القرص تركيز المادة الكيميائية. في العادة تتضمن مجموعات الاختبار اللونية خطوات عديدة وكثيرا ماتتطلب فترات انتظار محددة، ومن ثم فهي أكثر تعقيدا وأعلى كلفة، لكنها بشكل عام أكثر دقة.

• الأدوات الرقمية المحمولة- أدوات القياس الخفيفة والمحمولة، والأدوات اللونية، والضوئية كلها متاحة لاختبار المياه. وهي تقدم أدق النتائج في طرق الاختبار الثلاث، لكنها أيضا أكثر كلفة وأقل متانة من الخيارات السابقة. هذه الأدوات تحتاج إلى بطاريات وإلى ضبط للمعايرة. وإذا كانت الأدوات الرقمية معينا للفنيين الميدانيين وتشكل جزءا أساسيا من أي شبكة مستمرة في الرصد عن بعد، إلا أنها لاتلائم على الأرجح “مستوى علم المواطن” أو الاختبارات الشعبية لجودة المياه.

المعايير الكيميائية لجودة المياه

بعد تحديد مختلف طرق اختبار المياه، يبقى السؤال التالي: ما الهدف من اختبار المياه؟ توصي منظمة اليونيسيف بمنح الأولوية بالرصد الكيميائي لمركبات الفلوريد والزرنيخ والنيترات. في المناطق التي تكون فيها التربة الطبيعية غنية بمركبات الفلور والزرنيخ، فإن مستوياتها في مياه الآبار تكون مرتفعة لدرجة أن التعرض المزمن لها يشكل خطرا على صحة الإنسان.

كيف يمكننا إجراء اختبار لرصد هذه العناصر؟

• الفلوريد: هناك مجموعة اختبار واحدة على الأقل باستخدام القرص اللوني لرصد الفلوريد. ومع هذا، كثيرا مايفضل استخدام الأدوات اللونية الرقمية المحمولة بسبب القلق بشأن الدقة. وقد طرح نظام أكفو كاديسفلاي Ackvo Caddisfly للقياس اختبارا لونيا للفلوريد يمكن قراءته من خلال تطبيق على الهاتف المحمول.

• الزرنيخ: خيارات الاختبار الميداني للزرنيخ محدودة. ويفضل قياس هذا العنصر السام في المختبرات. هناك مجموعات اختبار تجارية متاحة، لكنها معقدة نسبيا وتتطلب العديد من الخطوات. ورغم أن تركيزات الزرنيخ التي يتم “قياسها” بهذه المجموعات قد تكون غير دقيقة، فإن هذه المجموعات ترصد وجود الزرنيخ تقريبا في جميع العينات التي تحتوي على أكثر من مائة ملليغرام في اللتر، وأيضا في أغلب العينات التي تحتوي هذا العنصر في نطاق بين 55 ملليجرام إلى 99 ملليجرام في اللتر. ومن ثم فقد أوصت اليونيسيف بالإبلاع عن نتائج رصد الزرنيخ من خلال هذه الاختبارات المحمولة والقطع بوجوده من عدمه باستخدام التركيز المرجعي المقدر بخمسين ملليجرام للتر- وهو المستوى الذي يكون عليه في مياه الشرب بالعديد من البلدان التي تعاني تلوثا طبيعيا بالزرنيخ.

• النيترات: كل من الاختبار باستخدام مجموعات الأشرطة والأقراص اللونية متاحة بالنسبة لاختبار وجود النيترات. النيترات يمكن قياسها أيضا بمقياس رقمي. المستويات العالية من العناصر الغذائية ترتبط بالتلوث الزراعي الناجم عن الأسمدة (النيتروجين والفوسفور) والمخلفات الحيوانية (النيتروجين).المراحيض وبلاعات الصرف ومدافن النفايات والتلوث الصناعي يمكن أيضا أن تولد نيتروجين. رصد النيترات هي عملية بسيطة لتقييم أثر المخلفات الزراعية والآدمية على جودة المياه.

تقترح اليونيسيف في حالة توفر الموارد إضافة ثلاثة معايير كيميائية أخرى لبرامج الرصد: معدنا الحديد والمنجنيز اللذان يتكونان بشكل طبيعي وجموع الجوامد الذائبة TDS عامة. هذه العناصر الثلاثة يمكن أن تسبب مشاكل في الطعم والرائحة، مما يضطر المستهلك إلى البحث عن مصادر للمياه قد تكون أفضل مذاقا لكنها أقل سلامة.

• الحديد والمنجنيز: الاختبارات بالأشرطة والأقراص اللونية متاحة لرصد هذين المعدنين اللذين يمكن قياسهما أيضا باستخدام أدوات رقمية محمولة. الاختبارات الميدانية بالأجهزة الرقمية تعتبر موثوقة بالنسبة للحديد والمنجنيز.

• مجموع الجوامد الذائبة: مجموع الجوامد الذائبة تضم مزيجا من الأملاح غير العضوية، وأغلبها من الصوديوم والكلور والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنسيوم. وبدلا من اختبار مكونات معينة، يتم رصد مجموع الجوامد الذائبة بقياس قابلية التوصيل الكهربائي في الماء بمقياس رقمي. لايمكن هنا استخدام شريط اختبار أو مجموعة القرص الملون، رغم أنه يمكن ربط مقياس واحد على الأقل لقابلية التوصيل بالهاتف المحمول.

في شبكات التوزيع المنقاة بالكلور، من الأهمية بمكان رصد معيارين كيميائيين إضافيين: درجة الحموضة و رواسب الكلور.

• درجة الحموضة: شرائط اختبار درجة الحموضة واختبارات القرص الملون متاحة على نطاق واسع. الخيارات الأعلى كلفة والأحدث تكنولوجيا تتضمن مقاييس درجة الحموضة التي تستند على الأقطاب الكهربائية. درجة الحموضة هي مقياس لنشاط أيون الهيدروجين، وهو مايعني أنها تكشف لنا درجة حمضية أو قاعدية المياه. درجة الحموضة ليست ملوثا، لكنها متغير كيميائي رئيسي. وهي تؤثر على نشاط المكونات الكيميائية الأخرى، بما في ذلك درجة تأثير رواسب الكلور على التلوث الميكروبي. التغيرات المفاجئة في درجة الحموضة يمكن أيضا أن تكشف فشل محطات معالجة المياه أو حالات التلوث في الروافد الطبيعية للمياه (على سبيل المثال، الصرف الصناعي غير القانوني).

• الكلور: هناك طرق عديدة يسيرة لاختبار رواسب الكلور، تشمل أشرطة الاختبار، والأقراص الملونة، بل والمجموعات المصممة لاختبار حمامات السباحة. هناك أيضا أدوات القياس الرقمية التي يمكن أن توفر قياسات كمية موثوقة.

واعتمادا على الظروف المحلية وعلى بؤرة التركيز لمشروع مراقبة جودة المياه، يمكن إضافة اختبارات كيميائية أخرى. أحدها يمكن استخدامه في اختبار درجة القلوية أو الصلابة، (تشمل الكالسيوم، المغنسيوم، إلخ؛ المجموعات الميدانية متوفرة)، الكلور (مؤشر على وجود الملح الصخري أو أملاح البحر؛ توجد لها مجموعات للاختبار)، الأكسجين المذاب،  مستويات الكربون العضوي (الملوثات الكيميائية، الملوثات العضوية، مجموع الكربون العضوي TOC)، الكيماويات الزراعية (مبيدات حشرية أو أسمدة معينة)، أو ملوثات التعدين/الصناعة (على سبيل المثال، ثنائيات الفينيل متعدد الكلور ، السيانيد.) وأخيرا، فإن المعادن الثقيلة، كالرصاص والزئبق والنحاس والكروم، إلخ، تكون محل اهتمام في كثير من الأحيان. ومع هذا، فإن الغالبية العظمى لهذه الاختبارات التقليدية – التي كثيرا ماتتضمن الهواتف المحمولة- هي محل بحوث نشطة لمقاييس مثل الزئبق والمبيدات الحشرية .

ابقوا معنا لمتابعة المقالة التالية، التي ستغوص في الاختبار الميكروبي لجودة المياه!

إذا كانت الاختبارات السابقة قد انتهت إلى أن مستويات الزرنيخ والفلوريد لاتشكل مصدر قلق في شبكة معينة للمياه، فربما يتم إسقاط هذين القياسين لصالح قياسات محلية أكثر اتصالا بهذا الأمر. التلوث بالزرنيخ والفلوريد يمكن أيضا أن يكون ناجما عن الأنشطة البشرية، مثل التعدين أو صرف المخلفات الصناعية.

الاختبارات المتدنية تكنولوجيا للأكسجين المذاب تتطلب خطوات عديدة بإضافات كاشفة يعقبها تحليل كيميائي بالتقطير؛ بعض التدريبات قد تكون ضرورية، وقد تكون النتائج أكثر تباينا من نتائج مجموعات الاختبار الأخرى. كما توجد أدوات رقمية أخرى.

مؤشر جودة المياه

 «مؤشرات جودة المياه»

يشتمل هذا التصنيف على 21 صفحة، من أصل 21.

العوامل المؤثره على جودة مياه الشرب