آب و تاثیرات آن در طبیعت

فهرست   
مقدمه   
۱- چرخه آب در طبیعت   
۲- آب در طبیعت   
۳- مصارف مهم آب   
۴- تقاضای آب شهری   
۵- تقاضای آب صنعتی   
۶- تقاضای آب کشاورزی   
۷- تقاضای تفریحی و زیست محیطی   
۸- تقتضای آب با کیفیت های مختلف   
۹- آلودگی آب ها   
۱۰- انواع آلوده کننده ها   
۱۱- بازیابی و استفاده مجدد از آب   
۱۲- ضوابط و دستورالعمل حفاظت از منابع آب زیرزمینی   
۱-۱۲) حفاظت کلی   
۲-۱۲) حفاظت محلی   
۱۳- نتیجه گیری   

بخش اول – کلیات
در این بخش بترتیب مطالب زیر مورد بحث و گفتگو قرار گرفته است:
۱-    مقدمه
۲-    چرخه آب در طبیعت
۳-    منابع تامین آب
۴-    شیمی آبهای طبیعی
۵-    مصارف مهم آب

۱-    مقدمه
آب که به مصداق و جعلنا من الماء کل شئی حی گهواره حیات می باشد ، با توجه به این که وظیفه اصلی رساندن مواد غذائی به تمام سلول های بدن و دفع سموم از آنها به عهده آب واگذار گردیده و هر انسان بالغ ۵۷ تا ۶۶ درصد وزن بدنش را اب تشکیل داده و قسمت مهم تشکیل دهنده بافتها و سلول های بدن آب می باشد (۷۹ درصد بافت قلب ۹۹ درصد بزاق، ۷۶ درصد خون، ۳۰ درصد بافتهای چربی) ، بعلاوه نوزاد انسان در موقع تولد ۶۹ درصد در ۵/۲ ماهگی ۹۴ درصد در ۴ و ۵ ماهگی ۹۰ درصد در ۸ و ۷ ماهگی ۸۰ درصد وزن بدنش را آب تشکیل داده است، ادامه دهنده حیات است. بر اساس شواهد تاریخی اولین اجتماعات انسانی همیشه در محلی به وجود آمده اند که مقداری آب وجود داشته است، علاوه بر انسان زندگی تمام موجودات طبیعی و گیاهان که به نحوی در زندگی انسان و بهتر زیستی او موثر هستند به وجود آب بستگی دارد. وظیفه اصلی رساندن مواد غذائی اخذ شده از خاک توسط ریشه گیاهان به تمام سلول های گیاهی نیز به آب محول گردیده است. زندگی پاره ای از موجودات آبی مثل ماهی که انسان برای تامین پروتئین آینده مورد نیاز خود به آن دلبسته است نیز به آب بستگی دارد.
آب یکی از پایدارترین ترکیبات طبیعت است و بزرگترین حلال شیمیایی محسوب می شود. آب علاوه بر کلیه شئون زندگی و اجتماعی در تولید محصولات کشاورزی و گردش چرخ صنایع ، در تولید نیرو و بسیاری از موارد دیگر مورد استفاده قرار گرفته و بهمان اندازه که در پیشرفتهای اجتماعی و بهداشتی انسان اهمیت دارد پیشرفتهای کشاورزی و صنعتی بدون وجود مقادیر کافی آب ناممکن است.
اکوسیستمی که از انسان و مجموعه عوامل اطرافش تشکیل یافته چنان به یکدیگر وابسته هستند که هر تغییر در یکی از عوامل باعث تغییر در کل اکوسیستم خواهد گردید. متاسفانه بیشترین تاثیرات فعالیت های انسان، اکوسیستم جنبه ویرانگری دارد و انسان بدون توجه به این که جزو ثروتهای عمومی تلقی می گردد و باید نسل های آینده نیز بتوانند از این ثروت بهره مند شوند در آلودگی آن که یکی از جنبه های ویرانگری اکوسیستم است بی وقفه تلاش می کنند، میزان آلودگی آبها و به طور کلی آلودگی محیط به حدی است که انسان ناچاراً با احساس خطر مسائل مربوط به این موضوع را حتی در سمینارهای منطقه ای و جهانی به منظور چاره اندیشی و رهائی از خطرات آینده آلودگی محیط مورد بررسی و بحث قرار داده است.
پیشرفت های سریع تکنولوژی علاوه بر تهی ساختن اجتماعات از منابع اولیه با بکار گرفتن هزاران ترکیب شیمیائی جدید و ورود قسمتی از این ترکیبات به صورت پس آب به محیط زیست مساله آلودگی محیط را پیش از بیش پیچیده تر کرده است. آلودگی های کشاورزی ناشی از مصرف بارور کننده زمین های زراعی با موادی که به عنوان دفع آفات گیاهی به کار می رود و ورود این مواد به طبیعت از طریق شستشوی زمین های زراعتی و گیاهان نیز در آلودگی آبها نقش مهمی داشته و بعضی از این آلودگی ها ، حتی با روشهای معمولی تصفیه آب قابل حذف شدن نیستند.
متاسفانه افزایش سریع جمعیت در دنیا که بنا به اظهار کارشناسان جهانی هر ۳۰ سال یکبار دو برابر می شود و روند این افزایش تا سال ۲۰۰۰ در شکل (۱-۱) نشان داده شده است و بالا رفتن سطح بهداشت عمومی روز به روز میزان مصرف آب و به همان اندازه تولید فاضلاب را که مهمترین عامل آلودگی طبیعت است افزایش می دهد،اگر تصور  شود جمعیت دنیا در  سال ۲۰۰۰ حدود ۷ میلیارد نفر خواهد بود و ۷۵ درصد این جمعیت در آن سال شهرنشین باشد و حداقل مصرف سرانه آب در پایان قرن ۱۵۰ لیتر منظور گردد میزان فاضلاب حاصل از زندگی اجتماعات در این سال اعداد و ارقامی نجومی خواهد بود.
در حال حاضر صنایع سالیانه ۲۰۰ میلیارد متر مکعب پس آب تولید می کنند. پیش بینی شده پیشرفت و توسعه صنایع تا پاایان قرن ۱۰ تا ۱۵ برابر شود، بدین ترتیب تولید پس آب های صنعتی در سال ۲۰۰۰ به ۳۰۰۰ میلیون متر مکعب خواهد رسید که از نظر آلودگی محیط مخصوصاً آب می تواند فاجعه آمیز باشد. توام با پیشرفتهای اجتماعی و صنعتی توسعه کشاورزی برای تهیه و تولید مواد غذائی مورد نیاز ساکنان زمین در سال ۲۰۰۰ و مصرف مقادیر عظیمی کود و مواد دفع آفات نباتی در آلوده سازی محیط به میزان وسیعی تاثیر دارد.
مهمترین نوع آلودگی آبها که بیش از سایر انواع آلودگی مساله ساز بوده و می باشد انتقال آلودگی های میکروبی بوسیله آب است که تا بحال خسارات جبران ناپذیری به صورت مرگ و میرهای ناشی از همه گیری بیماری به وجود آورده است.
نباید تصور کرد مرگ و میرهای ناشی از وجود مواد سمی در آبها از طریق تخلیه پس آب ناچیز و بی اهمیت بوده است. مرگ و میر حاصل از آل.ئگی محی در انسان خلاصه نمی شود بلکه به مرگ و میرهای موجودات آبزی در اثر مواد سمی تخلیه شده از طریق پس آبهای صنعتی باید اشاره نمود و این گونه آلودگی ها تا بحال باعث از بین رفتن مقادیر عظیمی از منابع تامین پروتئین دریائی بوده است.
طبق برآورد سازمان بهداشت جهانی ۳/۲ مردم جهان سوم آب آشامیدنی سالم نداشته و ۴/۳ این افراد از اصول اولیه بهداشت محروم هستند و این در حالی است که سالیانه در دنیا ۵۵۰ میلیارد دلار صرف تسلیحات و ۱۰۰ میلیارد دلار صرف کشیدن سیگار می شود. به منظور رفع این تنگناها بوده است که سالهای ۱۹۸۰ تا ۱۹۹۰ را سازمان بهداشت جهانی دهه آب سالم و بهداشت عمومی برای همه نامگذاری نموده است.
برای توجه به مواد دفعی حاصل از اجتماعات به شکل (۱-۲) که مواد دفعی ناشی از زندگی و فعالیت یک میلیون نفر را نشان داده است توجه می نمائیم.
نباید تصور کرد آلودگی محیط منحصر به آلوده شدن آب است بلکه هوا نیز که روزانه بیشتر از آب مورد استفاده انسان قرار می گیرد، از این آلودگی در امان نیست، متاسفانه اثرات مسمومیت آلودگی های هوا به مراتب شدیدتر از آلودگی های آب است به طوری که هوای آلوده می تواند قربانیان زیادتری تا آبا آلوده بگیرد. مرگ و میرهای حاصل از آلودگی هوا به کرات در دنیا اتفاق افتاده که از آن میان می توان به آلودگی هوای شهر لندن در ۱۹۵۲ که باعث مردن ۴۰۰۰ نفر و مسمویت ۱۸۰۰۰ نفر گردید، اشاره نمد ، شاید جدیدترین مرگ و میر ناشی از هوای آلوده مربوط به کارخانه یونایتد کار باید هند باشد که ۲۰۰۰ کشته و حدود ۷۰۰۰۰ نفر مسموم و مجروح که اکثر آنها به نقص عضو دچار شدند همراه داشته است. اشاره می نماید که آلودگی های هوا مالاً در اثر انحلال در آب باران به زمین انتقال یافته و باعث آلودگی آبی و محیط می گردند.
در خاتمه یادآور می شود آلودگی محیط منحصر به آلوده شدن آبهای سطحی به تنهایی نیست بلکه انتقال آلودگی ها از لابلای طبقات زمین مخصوصاً با توجه به امکان حرکت آلودگی ها در زمین در مسافات زیاد می تواند در آلوده سازی آبهای زیرزمینی موثر باشد.
مهمترین مشخصه های ویژه آب عبارتند از:
۱-    بالا بودن وزن مخصوص آن در ۴ درجه سانتیگراد از تمام اجسام.
۲-     بالا بودن گرمای ویژه آب.
۳-     هدایت حرارتی زیاد آب.
۴-     حلالیت زیاد آب در برابر سایر اجسام.
۵-     انبساط آب در حال انجماد.
در ابتدای امر خوبی و بدی آب را از نظر مصارف مختلف از کیفیت ظاهری آن مانند رنگ، طعم، بو و وجود یا عدم مواد معلق در آن تشخیص می دادند. به مرور با پیشرفتهای علمی که نصیب انسان شد، بشر در استفاده از نظر کیفیت سختگیرتر گردید و بالاخخره برای هر آبی استاندارد مخصوص تدوین نمود.
طبق مدارک موجود مصریان و چینی ها اولین اقوامی بودند که اطلاعاتی در زمینه تصفیه آب بوسیله زاج داشته اند و یا در ایران قدیم در زمان هخامنشیان برای رعایت بهداشت آب جوشیده به سربازان می دادند.
۲-    چرخه آب در طبیعت
از زمانهای قدیم به طور تجربی برای آب در طبیعت چرخه و گردشی تعیین شده بود. آب معمولاً بین ۵ عامل زیر در گردش است.
اقیانوسها
اتمسفر
رودخانه ها و دریاچه ها
یخهای قطبی
منابع زیرزمینی آب
معمولاً علم بیان کننده رابطه بین آب و این عوامل را آب شناسی و نحوه گردش آب بین عوامل مذکور را چرخه آب در طبیعت گویند. آب و هوا مهمترین عوامل متحرک فیزیکی در زمین هستند و همین تحرک به آب اجازه می دهد چرخه خود را طی کند.
تحت اثر شرایط اقلیمی آب در طبیعت به ۳ صورت جامد – مایع – بخار تغییر شکل داده و دائماً در گردش است. چرخه آب معمولاً از تبخیر آب ایانوسها و دریاها شروع می گردد. اصولاً اقیانوسها و دریاها نه تنها بزرگترین منابع آبی هیدروسفر هستند بلکه مهمترین منابع آبی بشمار می روند که اثرات عمیقی بر روی شرایط اقلیمی – نزولات جوی دارد. زیرا اقیانوسها و دریاها با سطحی معادل ۱۰×1359 مایل مربع و عمق متوسطی حدود ۲۷/۲ مایل و عرضی حدود ۹۰۰ تا ۲۵۰۰ برابر عمق یکی از مهمترین مراکز ذخیره حرارت هستند. جرانهای گرم این انرژی و حرارت را به صورت حرارتی که محیط را گرم می کند از دست می دهد و این حرارت علاوه بر تعدیل حرارت محیط به صورت انرژی لازم برای تتبخیر آب اقیانوسها کمورد استفاده قرار می گیرد. بنابراین مجموعه اقیانوس و اتمسفر بهترین دریافت کننده انرژی خورشیدی است، در این عمل اقیانوسها نقش بزرگترین سیستم تقطیر و اتمسفر نقش بزرگترین عامل توزیع کننده آب تقطیر شده را به عهده دارند، (میزان حرارت از دست رفته توسط جریان گلف استریم در اروپا ۱۰×4 کیلو ژول در ساعت یا معادل سوختن ۴۰ میلیون تن ذغال است). مجموعاً می توان گفت که چرخه آب در طبیعت یک فرآیند دائمی و مداوم است و بیشترین پدیده های طبیعی در اثر این چرخه و گردش صورت می گیرد.
شروع چرخه آب در طبیعت (Hydrological-Cycle) با تبخیر آب اقیانوسها در اثر تابش نور خورشید و بالا رفتن بخارات حاصل به طرف اتمسفر و برگشت مجدد آنها به صورت باران به زمین انجام می شود. کل آب موجود در اتمسفر ۱۰۱۸×6 هکتومترمکعب است، در حالیکه که باران سالیانه نازل شده بزمین ۱۰۸×225 هکتومتر مکعب می باشد، با این حساب آب در امسفر هر سال ۲۷ بار گردش می نماید. بر اساس آخرین تخمین ها جریان آب از زمین بطرف بالا سالیانه معادل ۱۰۰۰ میلیمتر آب است ولی این تبخیر در نقاط مختلف متفاوتست. اگر باران نزولی در زمین را در تمام سطح زمین پخش نمایند آبی به ارتفاع ۵/۰ متر تمام کره زمین را خواهد پوشانید. اصولاً حرارتی  که از طریق خورشید به زمین می رسد تقریباً ۱۰۱۸×55/2 کالری در دقیقه است. ۳۰% از این انرژی بلافاصله منعکس شده و ۱۷ درصد آن در اتمسفر جذب و ۲۲ درصد آن به زمین رسیده و در اشعه آسمانی نفوذ می نماید و بالاخره ۳۱% در سطح زمین جذب می گردد، بدین ترتیب از کلانرژی تابیده به زمین ۵۱ درصد آن به نحوی در زمین مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
۷۰% از آب نازل شده به زمین مجدداً بخار شده و فقط ۳۰% آن در زمین حرکت نمده یا به داخل زمین نفوذ می نماید. تبخیر آبها به دو صورت یا تبخیر از رطوبت زمین و یا تبخیر از گیاهان می باشد.
میزانی از آبهای خوب طبیعت که در چرخه آب شرکت می کند از ۰۰۳/۰ درصد کل آبها متجاوز نیست.
اشکال (۱-۳ و ۱-۴) آب در طبیعت را نشان می دهد.
۳-    آب در طبیعت
همانطور که اشاره شد اقیانوسها و دریاها را باید منشاء پیدایش مهمترین منابع آبی دنیا بدالنیم آبهای طبیعی را به دو دسته مهم زیر تقسیم نموده اند.
۱-    آبهای سطحی
۲-     آبهای زیرزمینی
در آبهای سطحی منابعی چون دریاچه ها ، رودخانه ها، مخازن، اقیانوس ها و در آبهای زیرزمینی می توان از چشمه، قنات، آب چاهها را نام برد. شاید تقسیم بندی آب به ترتیب زیر از طبقه بندی فوق الذکر صحیح تر باشد.
–    آبهای جوی مانند برف و باران
–     آبهای سطحی مانند رودخانه ها، دریاچه، دریا
–     آبهای زیرزمینی مانند چاه، چشمه، قنات
در حال حاضر رودخانه ها مهمترین منابع آب را تشکیل می دهند که قسمت اعظم نیارزهای آبی اجتماعات را تامین می نماید. برای این که بتوانیم در تمام دت سال از آب وردخانه هایی که نزدیک اجتماعات قرار دارند استفاده نمائیم،‌به علاوه به منظور ته نشین شدن مواد معلق این آبها و کاستن هزینه های تصفیه و از همه مهمتر برای استفاده از نیرو هیدروالکتریک آبها معمولاً بر روی جریاتن های سطحی با ایجاد سدهای خاکی یا بتونی آب آنها را در دریاچه های پشت سد ذخیره می کنند. این دریاچه ها ، و سدها ممکن است فقط برای ذخیره آب کشاورزی باشد، ولی ترجیح می دهند سدهای ساخته شده بر روی رودخانه ها حالت سه منظوره داشته باتشد.
آبهای سطحی چون رودخانه از قدیم الایام یکی از مهمترین منابع تامین آب بوده است و همیشه سعی می کردند تا اجتماعات را در نزدیکی منابع آبی مثل رودخانه تشکیل دهند، تا علاوه بر استفاده از آب آن برای مصارف شهری – کشاورزی و احیاناً صنعتی بتوانند زواید حاصل از فعالیت های اجتماعی را در آن دفع نمایند. در برداشت آب از این مکنابع باید دقت شود این برداشت همیشه از بالادست اجتماعات قبل از ورود آب فاضلاب تا پس آب فعالیت های اجتماعی در آن باشد. در آمریکا ۸۰ درصد و در آلمان ۵۰ درصد آب آشامیدنی مردم از رودخانه تامین می گردد. در بعضی شهرهای ایران مانند تهران منبع منحصر به فرد تامین آب رودخانه های هستند که در نزدیکی این شهرها جریان دارند.
ذخیره آب پشت سدها نه تنها باعث ته نشین شدن مواد معلق خواهد گردید، بلکه قسمت مهمی از باکتریها و میکروارگانیسم های آب نیز از بین خواهند رفت و این موضوع از نظر اقتصادی در تصفیه آب باعث کاهش مصرف مواد ضدعفونی کننده برای سالمسازی آب آشامیدنی خواهد گردید.
بترتیب کلسیم ۳/۰ – منیزیم ۲/۰ پتاسیم ۲/۰ سدیم ۹/۱ – کلرور ۳/۳ – سولفات ۲/۳ – بیکربنات ۴/۰ میلی گرم در لیتر دارد. تقریباً تمام کلرور آب باران از آب دریا تامین می شود ولی سولفات آن ناشی از آلودگی های هوا خواهد بود.
علاوه بر گازهائی که بعنوان آلودگی اتمسفر نام بردیم که بصورت انحلال در باران قسمتی از مواد محلول آبهای طبیعی را بوجود می آورد مواد نظیر SO4H2-HCL سدیم پتاسیم و بعضی فلزات کمیاب دیگر مثل سرب، ر.ی نیز از عواملی هستند که بعنوان آلوده کننده هوا به آب باران راه یافته و بصورت املاح محلول داخل آبهای طبیعت می گردند.
شکل زیر نحوه ورود آلوده کننده های هوا را به آبها نشانداده است.
۵-مصارف مهم آب
مهمترین مصارف آب به قرار زیر هستند:
۱-     مصارف شهری و آشامیدنی
۲-     مصارف کشاورزی
۳-     مصارف صنعتی
۴-     تولید نیرو
۵-     پرورش آبزیان
۶-     مصارف تفریحی
طبیعی است که کیفیت آب در مصارف مختلف فوق با یکدیگر متفاوت است. به عنوان مثال آبی که برای شرب به کار می رود علاوه بر برخورداری از استانداردهای جهانی آب آشامایدنی باید عاری از میکروارگانیزم های بیماری زا باشد. آب مصرفی در کشاورزی از نظر کیفیت در شرایط نازلتری تا آب آشامیدنی قرار دارد و یا آبهای صنعتی باید عاری از عوامل خورنده و رسوب دهنده باشند.
آب در مصارف شهری به عنوان آشامیدن – پخت و پز – شستشوی البسه شستشوی ظروف – شستشوی زمین – مسائل بهداشت فردی – حمام به کار برده می شود، و میزان سرانه مصرف آب بستگی تام به سطح بهداشت عمومی هر اجتماع دارد.
فصل ۲
انواع و مقادیر تفاصای آب
تقاضای آب شهری
از نظر سابقه تاریخی ، تقاضای آب تنها برحسب کاربردهای وسیع آن ، مثل استفاده به وسیله بخشهای شهری ،‌صنعتی، کشاورزی ، تفریحی و زیست محیطی تمیز داده شده اند. به نظر ما، اتکای صرف بر رهیتافت سنتی طبقه بندی تقاضای آب هم ناقص و هم در در برخی جنبه ها گمراه کننده است. به جای رهیافت فوق،‌تاکید ما روی تقاضای هر استفاده کننده خاص از کیفیت خاص در هر بخش می باشد.
تقاضای آب شهری ،‌شامل انواع تقاضای ذاتاً متفاوت آب برای کاربردهای مسکونی، عمومی و تجاری است. تقاضای آب مسکونی ، شامل استفاده به وسیله خانوارها در دتخل یا خخارج از محدوده مسکونی می شود. حجم آب مورد استفائده فوق، برحسب ماهیت اسکان، ترکیب خانوار، شغل ساکنان، قیمت آب، اینکه مصرف آب اندازه گیری می شود یا نمی شود، به طرز چشمگیری تغییر می کند. تقاضای آب داخل خانه، نوسانهای فصلی اندکی را نشان می دهد،‌زیرا تا حد زیادی ، تحت تاثیر تغییرات جوی نیست. نوسانهای کوتاه مدت در جامعه ای که پدیده اسکان انسان امری مسلط برای آن است، معمولاً به دلیل تغییرات کاربرد آب در مناظر است. میزان استفاده از آب در آبیاری مناظر، بستگی به تاثیرات جوی و کارایی آبیاری دارد. عوامل جوی، شامل بارندگی، درجه هوا، رطوبت و تحرکات جوی می باشد. کارآیی در آبیاری بستگی به طراحی شبکه آبیاری بستگی به طراحی شبکه لآبیاری و مشخصه های الگوی خاک از لحاظ ظرفیت رطوبت در نواحی ریشه ای گیاهلن دارد.
استفاده عمومی آب ، شامل آب عرضه شده به پارکها،‌زمینهای گلف،‌مدارس، بیمارستانها، کلیساها و دیگر تسهیلات عمومی می شود. در برخی موارد، به ویژه در جوامعی که صنایع کارخانه ای اندکی داشته باشند یا جوامعی که تاکیدی قوی روی حفظ پارکها و دیگر امکانات می شود، این کاربردها، بخش شایان توجهی از کل عرضه آب شهری را به خود اختصاص می دهد. مطابق داده های موجود در مورد فعالیتهای خدمات عمومی، تغییرات روزانه،‌فصلی محلی مهمی در استاده از آب وجود دارد. پژوهش تجربی اندکی درباره عواملی که این تغییرات را تحت تاثیر قرار می دهند، صورت گرفته است. به علاوه، از آنجا که اخذ مبلغ، بر مبنای کیفیت آب برگرفته شده و رها سازی فاضلاب نبوده است، سیاستهای مبتنی بر انگیزش قیمتی در نوشته ها و متون بررسی نشده اند.
موارد کاربرد تجاری، شامل آب مصرفی انبارها، فروشگاه ها، رستورانها، بوفه ها، هتلها، و فعالیت های مربوط به آرایشگاه ها و سالنهای زیبایی، سینما و تئاتر و انواع دفاتر ،‌از جمله دفاتری که در ساختمانهای مخصوص دفاتر متمرکز هستند، می گردد. استفاده از آب در فعالیتهای تجاری تحت تاثیر همان عواملی هستند که بر استفاده از آب مسکونی اثر می گذارند. تقاضای آب به وسیله بخش تجاری عاملی اولیه در طراحی شبکه های آبرسانی شهری نبوده است. دلیل اصلی برای این امر، مطابق نظر مک موئن، ساترلند وکیم (۱۹۸۰) آن است که استفاده تجاری آب، تنها بخش ناچیزی از کل تقاضای شهری را در یک شبکه آبرسانی نوعی شهری تشکیل می دهد. در حالی که در موارد استفاده مسکونی آب و موارد صنعتی، ممکن است بیش از ۷۰ درصد تقاضا را به خود اختصاص دهد. موارد استفاده تجایر به طور عادی تنها ۱۵ تا ۲۰ درصد کل تقاضا را شامل می شود اما به هر حال،‌همچنانکه اقتصاد از فعالیتهای صنعتی به سمت فعالیتهای خدماتی تر افزایش می یابد بخش خدمات نقشی بزرگتری در مصرف آب بازی خواهد کرد و بررسی دقیقتر تقاضای آب تجاری توجیه می یابد.
تغییرات فن آورانه ممکن است که اثری بزرگتر بر تقاضای آب در فعالیتهای تجاری داشته باشد در بخش مسکونی ممکن است تاسیسات تجاری به منظور جذب مشتری بیشتر از طریق نمایشی که بیشتر به میزان بالاتری استفاده نمایند (مثل فواره) یا آنکه از چشم انداز فضای وسیعی استفاده کنند. برای برخی از این موارد استفاده می توان آب با کیفیت پائین تر را پیشنهاد کرد. به علاوه عواملی مثل کنترل یا مقررات سیاست قیمت گذاری اقدامات آموزشی روند خانه سازی هزینه های عرضه و تغییرات در فن آوری تقاضا که می تواند تقاضای مسکونی را تحت تاثیر قرار دهد می توانند همچنین بر تقاضای تجاری موثر باشند. برخی مولفان (هانکه و دومور ۱۹۸۴ و پراسیفکا ۱۹۸۸) توجه داشته اند که سیاستهای قیمت گذاری در مدیریت تقاضای آب تجاری کم اثرتر است زیرا استفاده کنندگان (در بیشتر موارد استخدام شدگان) مسئول پرداخت هزینه های آب نیستند اما به هر حال در صورتی که میزان آب محدود شده و قیمت آن به مبزان چشمگیری افزایش یابد مدیریت تجاری واکنش بیشتری را به تغییرات قیمتی نشان خواهد داد.
تقاضای آب صنعتی
فرآیندهای صنعتی نیازمند آب برای هدفهای مشخصی هستند اتر (۱۹۸۴) تقاضای آب صنعتی را در شش گروه طبقه بندی می کند: الف) خنک سازی ب) عملیات تولید یا فرآوری ج) تولید نیرو د) هدفهای بهداشتی و پاکیزگی ه) حفاظت در برابر حریق و) متفرقه. بهره گیری آب توسط کارخانه صنعتی همچنین بستگی به عواملی از قبیل کیفیت و نوع مواد خام مورد استفاده طراحی کارخانه و کارایی فرآیند صنعتی مورد استفاده دارد. کمیت و کیفیت نیازمندیهای آب صنعتی به میزان شایان توجهی در هر کشور در هر صنعت در هر کارخانه یا بین فرایندهای متفاوت در داخل یک صنعت بسته به فرایند تولید و در دسترس بودن آب با کیفیات متفاوت فرق می کند.
از نظر کیفیت آب مورد نیاز برای موارد استفاده کارکنان داخل کارخانه و تغذیه دیگهای بخار باید سختترین استانداردها را رعایت کند. آب فرآوری مورد استفاده در صنایع غذایی و نوشابه سازی نیرز باید استانداردهای سختی را رعایت نماید. در بیشتر مواقع موارد استفاده فوق به وسیله شبکه آب عمومی یا منابع دیگر آشامیدنی که گرانترین شکل تامنین آب مورد استفاده برای یک صنعت است تامین می شود. از سوی دیگر برای آب مورد استفاده به منظور خنک کردن، نیازمندیهای کیفیتی اندکی وجود دارد.بدین ترتیب برخی کارخانه های بخاری نیروی برق و دیگر کارخانه های بزرگ صنعتی برای خنک سازی از آب شور ارزان یا پساب تصفیه شده شهری استفادئه می نمایند.
تقاضای آب کشاورزی
تقاضای آب کشاورزی را می توان به دو طبقه اصلی گروهبندی کرد: الف) آبیاری زراعی ب) موارد استفاده در دامپروری. آب مورد استفاده برای آبیاری زراعی را به عنوان یک نهاده همانند خاک بذر کود سموم نیروی کار ماشین آلات و پرتو خورشید در نظر می گیریم. تقاضا برای آب آبیاری زراعی دارای مشخصه های مهمی از قبیل فصل موقعیت نیازمندیهای کیفیتی و اثرهای ناشی از آن می باشد قابلیت استفاده از آب برای آبیاری به وسیله محتوای شیمیایی آب حساسیت محصول نسبت به نمک و دیگر عناصر محلولی آب و مشخصات شیمیایی خاکی که آب برای آن استفاده می شود تعیین می شود. برای مثال در مناطق خشک و نیمه خشک انباشت بالقوه یک سم خاص در خاک شایان توجه است میزان محصول به ترکیبی از عوامل جوی بستگی دارد که نشان می دهد تا چه میزان نیازمندیهای یک گیاه به رطوبت انرژی در حد کفایت تامنین شده است.
تولید و فراوری دامپروری عنصر مهم دیگر بخش کشاورزی است که به مقادیر قابل توجهی آب نیازدارد حیوانات آب را از سه منبع به دست می آورند: مصرف مستقیم، غذا، و از طریق فرایندهای مربوط به سوخت و ساز . مقادیر آب موئرد نیاز بستگی به عوامل مختلفی مثل گونه حیوان حجم سن جنس میزان و محتوای غذا در دسترس بودن آب و هوا و حرارت دارد.
تقاضای تفریحی و زیست محیطی
شنا حمام کردن قایق سواری و کرجی رانی در رودخانه ها و دریاچه ها ماهیگیر و شکار تفریحی اسکی روی آب و موارد دیگر از این قبیل همگی استفاده هایی غایی از آب را نشان می دهند که به سبب فراهم آوری مطلوبیت برای مصرف کننده دارای ارزش می باشد. طی چند دهه گذشته در نتیجه گسترش صنعتی شدن و شهرنشینی و تقاضای در حال قزاینده برای تفریحات در خارج از منزل توجه بیشتری به فراهم آوری آب برای فعالیتهای تفریحی شده است. بدین ترتیب منابع آب بسیاری به فعالیتهای تفریحی اختصاص یافته است. یکی از مسائل در بررسی تفریحی آب با کیفیت خاص اندازه گیری منافع تفریحی آن برای جامعه است. به هر حال استفاده تفریحی از آب در میان مدیران آب و عموم مردم هنگام کمیابی آب به طور معمول اولویت چندانی ندارد.
همچنان که ماتر (۱۹۸۴) توجه کرده است، تقاضا برای آب به منظور استفاده و لذت بردن از ماهیگیری حیات وحش و دیگر طرق زندگی وابسته به آب با نرخی بسیار بیشتر از افزایش در خود جمعیت همراه با افزطایش درآمد قابیل تصرف و میزان زمان فراغت در حال افزایش است. به ویژه در بسیاری از مناطق ساحلی ماهیگیری هم در حالت تجارت و هم در حالت تفریحی نقشی مهم بازی می کند. در سال ۱۹۸۴ ماهیگیری تجاری نمایشگر یک رشته فعالیت هفت میلیارد دلاری در سطح جهان بوده که معادل ۵۰۰۰۰۰ نفر – سال اشتغال ایجاد کرده است (ماتر ۱۹۸۴ ص۱۶۹) در ایالت فلوریدا ماهیگیری تجاری و تفریحی از جمله با ارزشترین کارها به شمار می رود. این فعالیتها، با فراهم آوردن ماهی هم برای مصرف و هم به منظور تفریح، با صنعت گردشگری، ارتباط تنگاتنگی دارد. در واقع، مطابق نظر بل و دیگران (۱۹۸۲)، احتمالاً فلوریدا مهمترین ایالت ماهیگیری تفریحی در ایالات متحده است که ارزش صنعت ماهیگیری – تفریحی آن بیش از ۲۷ میلیارد دلار است. در ساحل جنوب شرقی در سال ۱۹۸۲ بیش از ۵/۱ میلیون نفر (از افراد مقیم و نیز جهانگردان) تقریباً ۷۵ میلیون دلار در زمینه ورزشهایی از این دست خرج کرده اند. (بل و دیگران ۱۹۸۵).
همچنان که موارد استفاده های صنعتی و شهری و نیز کشاورزی آبی از آب با کیفیتهای گوناگون به طور فزاینده ای با ماهیگیری و حیات آبی رقابت دارند، هر دو نیازهای تجاری و تفریحی در داخل یک ساختار بازاری، نقشی مهم در جریان زیست محیطی آب بازی می نمایند. همچنان که گیبونز (۱۹۸۶) توجه می دارد، ارزش یا داریی زیستمحیطی مانند دریاچه یا رودخانه، بستگی به واحد ارزش یک روز استفاده کننده و تعداد مصرف کنندگان (بازدید کننده) از محل دارد. این ارزش، همچنین بسته به تعداد فرصتهای موجود برای انواع ختص زندگی آبی و تفریحات مبتنی بر آب، متفاوت است. آنچه مصرف کننده برای استفاده از این منبع می پردازد.
تقاضا برای آب با کیفیتهای مختلف
تقاضای کل برای آب با هر کیفیت خاص را می توان بین عناصر الف) موارد استفاده خانگی و تفریحی با تصمیمگیری بر مبنای ملاکهای مطلوبیت ب) موارد استفاده صنعتی و کشاورزی و جز اینها، بر مبنای ملاکهای بهره وری تقسیم کرد. مجموعه های متفاوتی از توابع تقاضا که نمایشگر دو رفتار اقتصادی متفاوت هستند. یعنی الف) حداکثر سازی مطلوبیت ب) حداقل سازی هزینه یا حداکثر سازی سود در چارچوب بازار تعیین خواهد شد.
با ملحوظ داشتن آب به عنوان یک کالای چند محصوله می توان از کشش تقاضا به منظور تحلیل تقاضا برای آب با کیفیتهای مختلف و تخصیص آن زمانی که قیمت و دیگر متغیرها تغییر می نمایند، سود جست. کشش تقاضا برای هر کالا خدمت یا نهاده ای برای اندازه گیری حساسیت و واکنش مقدار مورد تقاضا به وسیله استفاده کنندگان نسبت به تغییرات در یک متغیر تعیین کننده تقاضا مثل قیمت با ثبات دیگر متغیرها مورد استفاده واقع می شود. زمانی که کالا یا خدمت مورد نظر نهاده ای برای فریند تولید است تا کالای مورد مصرف نهایی، تقاضا برای آن تقاضای مشتق شده نام دارد. کشش تقاضای مشتق شده بستگی به مشخصه های فرایند تولید مربوطه دارد. به ویژه آنکه سهم یک عامل تولید در کل هزینه، قابلیت جانشینی آن به وسیله دیگر عوامل تولید و نیز کشش تقاضا برای محصول نهایی به طور مستقیم کشش تقاضای مشتق شده را برای آن عامل تعیین می کند.
آلودگی آب
منابع آبی از جمله رودهای جاری نهرها دریاچه ها یا خورها به عنوان وسیله و مکانی برای دفع دامنه وسیعی از مواد آسیب رسان مورد توجه قرار گرفته اند: فاضلاب خانگی زباله های صنعتی که در هنگام تولید و استفاده از مواد شیمیایی ایجاد می شوند آبهای روان شهری (مثل آب باران) شامل جریانها از مکانهای صنعتی کشاورزی تولید نفت و معدن و دیگر مواد آلاینده . زمانی که این پسماندها در آبها رها می شوند ممکن است در آب غلظت آنها کمتر شده به شکلی دیگر تبدیل شوند (مثل اضمحلال مواد آلی استفاده کننده از اکسیژن) انباشته یا ذخیره شوند یا به مکان دیگری در مسیر جریان که ممکن است صدماتی را به فعالیت های استفاده کنندگان در آنجا وارد کنند منتقل شود. بنابراین در ارزشیابی درست نظام مدیری منابع آب در یک چارچوب وسیعتر و هزینه – فایده نه تنها تصمیمات مربوط به فرایند تولید (نهاده ها، فن آوری، مقیاس فعالیت، ستانده و سود) بلکه همچنین باید تصمیمات مربوط به هزینه ها و آسیبهای متناظر با تولید فاضلاب و آلاینده ها نیز مورد توجه قرار بگیرند.
اغلب آلاینده هایی که وارد شبکه آب می شوند نمی توان به طور مشخص دنبال و مهار کرد این آلاینده های غیر متمرکز در یک نقطه شامل آبهای باران روان شده شهری یا بزرگراهها آبهای مخازن فاضلاب مسکونی یا تجاری نخاله های گیاهی و پسابهای فعالیتهای کشاورزی و معدنی و ساختمانی می شود. آلودگی ناشی از منابع غیر متمرکز همچنین می تواند از تجزیه مواد معدنی فرسایش زمینها و جنگلهای بکر پسماندهای نشو و نمای گیاهان طبیعی یا منابع مصنوعی یا نیمه مصنوعی ناشی شود. گر وههای مواد مصنوعی به فریندهایی مثل کاربرد کود استفاده از مواد شیمیایی کشاورزی برای کنترل علفهای هرز و آفات فرسایش مواد خاک در مناطق زراعی کشاورزی و مزارع پرورش حیوانات و حمل و نقل و فرسایش در مناطق در حال تجزیه برای توسعه شهرها مرتبط است.
ماهیت پراکنده و متنوع منابع آلاینده های غیر متمرکز مسائل مدیریتی و حقوقی بسیاری را مطرح می کند برای مثال مطابق یک پژوهش انجام شده به وسیله اداره منابع طبیعی ویسکانسین (۱۹۸۶) بیشتر کشاورزان و صاحبان زمین آگاه نیستند که عملیات آنها مسائلی را در زمینه کیفیت آب ایجاد می کند. همچنین آنها میال به تسهیم زینه در پروژه های کاهش آلودگی به طور داوطلبانهنیستن. همین امر برای کساتنی صادق است که در شهرها زمینها را قطعه قطعه کرده و برای ساختمان سازی به فروش می رسانند و لایه سطحی خاک (ناحیه ریشه ای گیاهان) را در طول حاشیه هایی که جذب کننده آب در مناطق حومه شهر می باشند از بین می برند که بدین ترتیب باعث از دست رفتن مقادیر زیادی خاک و مسائل مربوط به کیفیت آب در بعدها می شوند. این افراد استدلال می نمایند که اعمال منجر به آلودگی آنها تنها موقتی بوده و هزینه کنترلها از فواید آن بیشتر است هرچند که هزینه این امر کمتر از یک درصد قیمت هر قطعه فروخته شده باشد. سرانجام اینکه بیشتر مهندسان شهری هنوز معتقدند که جداسازی مجاری فاضلابها از آب طغیانها و تحولات جوی مسئله آلودگی مناطق شهری را حل می کند. آنها به نادرستی این طور تصور می نمایند که آب باران روان شده در سطح شهر که به وسیله مجاری آبی هدایت می شوند تمیز است و می توانند بدون اقدامات کاهش آلودگی رها شوند. (نووتنی و دیگران، ۱۹۸۹)
مسئله انباشت مواد آلاینده در مناطق شهریب و شستشوی بعدی آن به وسیله آب باران که عوامل عمده در تقلیل کیفیت آب هستند، مثالی خوب از پیچیدگی مسئله کنترل آب است. میزان مواد آلاینده انباشنده شده بستگی به عوامل گوناگون از قبیل بارشهای جوی نرخ انباشت به لیتر خیابانها فضولات حیوانات و پرندگان گیاهان منهدم شده و تاثیر ترافیک خیابانی دارد.. کیفیت پسمانهای خیابانی که به سوی آبهای سطحی شستشو می شوند همچنین تابعی از عواملی از قبیل استفاده از زمین جمعیت جریان میزان ترافیک کارایی فرایند پاکیزه سازی خیابان و نوع سطح خیابان هستند.
بخش دوم – آلودگی آبها
در این بخش آلودگی آبها از نظر
۱-    فاضلاب شهری شامل:
–    اندازه گیری
–     اندازه گیری
–     اثرات آلودگی فاضلاب
۲-    پس آب صنعتی
۳-      پس آب کشاورزی
۴-      سایر آلوده کننده ها
مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.
آلودگی آب افزودن هر جسمی خارجی به آن است به طوریکه کیفیت فیزیکی شیمیایی و یا بیولوژیکی آن طوری تغییر نماید که برای زندگی انسان و سایر موجودات و کشاورزی مضر باشد و انسان نتواند با تصفیه عادی از آن آب، آب مورد نیاز مصارف زندگی خود را تامین کند. مساله آلودگی آب مخصوصاً در نقاطی که منابع آبی محدود است از اهمیت زیادتری برخوردار است و باید در این نقاط از موجودی آبها نه تنها حداکثر استفاده به منظور پیشرفتهای اجتماعی – کشاورزی و صنعتی به عمل آید بلکه به طرق گوناگون از آلوده ساختن این آبها ممانعت شود . در گذشته که آلودگی آبها به شدت و    حال نبود روشهای تصفیه آب می توانست از آبهای آلوده آب مورد نیاز اجتماعات را فراهم نماید ولی بالا رفتن سطح بهداشت عمومی و وارد شدن صدها ترکیب جدید در زندگی روزانه به منظور بهتر زیستن – مصرف هزلارران ترکیب شیمیایی در صنایع و همچنین کاربرد ترکیبات شیمیایی بیشمار به منظور جلمبارزه با آفات گیاهی و متاسفانه ورود قسمتی از این مواد مصرفی به صورت فاضلاب و پس آب به آبهای طبیعت موضوع آلودگی را به اندازه ای حاد و پیچیده نموده است که با توجه به تکنولوژی پیشرفته صنعت تصفیه آب گاهی نمی توانیم کلیه آثار آلودگی را از آبهای آلوده جدا نمائیم. ممکن است هزینه تصفیه آب مورد نیاز صنایع از این آبهای آلوده به حدی بالا باشد که عملاً تاثیر مستقیم روی قیمت مصنوعات صنعتی از خود باقی گذاشته و قیمت آنها را از نظر اقتصادی دور از رقابت نگه دارد.
دانشمندان علم الاجتماع علل بروز مشکلات در محیط زیست انسان را به شرح زیر طبقه بندی نموده اند.
تکنولوژی
جمعیت
ارزش
تحرک
گرچه اغلب عوامل فوق در آلودگی هوا نیز نقش مهمی دارند ولی نباید فراموش کرد که آلودگی های هوا چه در اثر شهر نشینی و حاصل از استفاده از وسائل مدرن و اتومبیل و چه در اثر دودهای حاصل از کارخانجات مالاً در اثر ج باران به زمین و آبهای طبیعی عودت داده خواهد شد. آلوده کننده های آب را بعضی از محققین مطابق جدول زیر تقسیم کرده اند.
–    عوامل بیماری زا
–     مواد سنتتیک آلی
–     مواد مغذی گیاهی
–     نفت
–     مواد معدنی
–     مواد معلق و رسوبات
–     مواد رادیو اکتیو
–     حرارت وگرما
اگر به طبقه بندی آلوده کننده های آب که در ابتدای بخش دوم بیان کرده ایم توجه شود، دیده خواهد شد که هر یک از عوامل طبقه بندی جدید در یک از طبقات ۴ گانه مذکور قرار گرفته است، بنابراین بحث آلودگی آنها را مطابق طبقه بندی ۴ گانه ادامه خواهیم داد.
آلودگی های آب را از نظر کلی میتوان در جداول پیوست ملاحظه نمود. در این جداول علاوه بر تعیین آلوده کننده ها منشاء ورود آلودگی به آب نیز تعیین گردیده است…