دانلود تحقیق آب

1- 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 57 تا 66 درصد وزن بدنش را اب تشکیل داده و قسمت مهم تشکیل دهنده بافتها و سلول های بدن آب می باشد (79 درصد بافت قلب 99 درصد بزاق، 76 درصد خون، 30 درصد بافتهای چربی) ، بعلاوه نوزاد انسان در موقع تولد 69 درصد در 5/2 ماهگی 94 درصد در 4 و 5 ماهگی 90 درصد در 8 و 7 ماهگی 80 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 30 سال یکبار دو برابر می شود و روند این افزایش تا سال 2000 در شکل (1-1) 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 2000 حدود 7 میلیارد نفر خواهد بود و 75 درصد این جمعیت در آن سال شهرنشین باشد و حداقل مصرف سرانه آب در پایان قرن 150 لیتر منظور گردد میزان فاضلاب حاصل از زندگی اجتماعات در این سال اعداد و ارقامی نجومی خواهد بود.

در حال حاضر صنایع سالیانه 200 میلیارد متر مکعب پس آب تولید می کنند.

پیش بینی شده پیشرفت و توسعه صنایع تا پاایان قرن 10 تا 15 برابر شود، بدین ترتیب تولید پس آب های صنعتی در سال 2000 به 3000 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 2000 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 3/2 مردم جهان سوم آب آشامیدنی سالم نداشته و 4/3 این افراد از اصول اولیه بهداشت محروم هستند و این در حالی است که سالیانه در دنیا 550 میلیارد دلار صرف تسلیحات و 100 میلیارد دلار صرف کشیدن سیگار می شود.

به منظور رفع این تنگناها بوده است که سالهای 1980 تا 1990 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 (1-2) 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 1952 که باعث مردن 4000 نفر و مسمویت 18000 نفر گردید، اشاره نمد ، شاید جدیدترین مرگ و میر ناشی از هوای آلوده مربوط به کارخانه یونایتد کار باید هند باشد که 2000 کشته و حدود 70000 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: بالا بودن وزن مخصوص آن در 4 درجه سانتیگراد از تمام اجسام.

بالا بودن گرمای ویژه آب.

هدایت حرارتی زیاد آب.

حلالیت زیاد آب در برابر سایر اجسام.

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.

چرخه آب در طبیعت از زمانهای قدیم به طور تجربی برای آب در طبیعت چرخه و گردشی تعیین شده بود.

آب معمولاً بین 5 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 3 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 10×1359 مایل مربع و عمق متوسطی حدود 27/2 مایل و عرضی حدود 900 تا 2500 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 10×4 کیلو ژول در ساعت یا معادل سوختن 40 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 1018×6 هکتومترمکعب است، در حالیکه که باران سالیانه نازل شده بزمین 108×225 هکتومتر مکعب می باشد، با این حساب آب در امسفر هر سال 27 بار گردش می نماید.

بر اساس آخرین تخمین ها جریان آب از زمین بطرف بالا سالیانه معادل 1000 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 5/0 متر تمام کره زمین را خواهد پوشانید.

اصولاً حرارتی که از طریق خورشید به زمین می رسد تقریباً 1018×55/2 کالری در دقیقه است.

30% از این انرژی بلافاصله منعکس شده و 17 درصد آن در اتمسفر جذب و 22 درصد آن به زمین رسیده و در اشعه آسمانی نفوذ می نماید و بالاخره 31% در سطح زمین جذب می گردد، بدین ترتیب از کلانرژی تابیده به زمین 51 درصد آن به نحوی در زمین مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

70% از آب نازل شده به زمین مجدداً بخار شده و فقط 30% 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 003/0 درصد کل آبها متجاوز نیست.

اشکال (1-3 و 1-4) آب در طبیعت را نشان می دهد.

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.

آبهای سطحی 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