به نام خدا گندزدایی آب با نور خورشید و با استفاده از کاتالیزور دی اکسید تیتانیوم

1. به نام خدا گندزدایی آب با نور خورشید و با استفاده از کاتالیزور دی اکسید تیتانیوم

2. SODIS Solar Disinfection گندزدایی با نور خورشید یکی از پر کاربرد ترین راههای گندزدایی است که به کمک کاتالیزور دی اکسید تیتانیوم انجام میشود. این تکنیک ساده جهت بهبود میکروبیولوژی آب آشامیدنی با استفاده از اشعه خورشید برای تخریب میکرو ارگانیسم ها و از ایجاد بیماری جلوگیری میکند.

3. در SODIS استفاده از کاتالزور TIO2 تاثیر بیشتری بر روی گندزدایی دارد، برای غیر فعال کردن توتال و فیکال کلیفرم ها از دی اکسید تیتانیوم استفاده میشود با تابش 1000W .m-2 . که برای غیر فعال کردن فکال کلیفرم ها 15 دقیقه لازم است و برای توتال کلیفرم ها 30 دقیقه لازم است . از این روش در کشورهای در حال توسعه بکار می رود.

4. تخمین زده شده است که آب آلوده بر روی 1.2میلیار نفر در سراسر جهان تاثیر میگذارد، پاتوژن های انسانی منتقله از طریق آب آشامیدنی که بیماری روده ای ایجاد میکنند در شرایط محیطی که تاریک باشد و مرطوب و رنج دما بین36تا 37 درجه سانتی گراد باشد زندگی برایش دشوار است . هنگامی که پاتوژن به محیط زیست وارد می شود شرایط زندگی خارج از بدن برایش دشوار می شود.و میتوان از این فرصت استفاده کردبرای از بین بردن پاتوژن ها با حرارت و اشعه UV .

6. گند زدایی با SODIS ساده ، و با محیط زیست سازگار و کم هزینه است .در این روش اشعه UV –A با طول موج 400تا 320 نانو متر و همچنین در حضور اکسیژن اثر می گذارد و باعث غیر فعال شدن باکتری ها می شود.نور خورشید تابیده شده اشکال بسیار واکنش پذیری در آب ایجاد میکند ( رادیکالهای آزاد اکسیژن و پراکسید هیدروژن).

7. نمودار1و2 به صورت تجربی در روزهای مختلف نشان می دهد که در آن کاهش هر دو نوع کلیفرم (توتال و فیکال)در سیستم فتوکاتالیستی (SODIS+Tio2) به وضوح مشاهده می شود. در این نمودار به علت ناتوانی در مقیاس ورودی غلظت غیر قابل تشخیص است به همین علت 0.1MPN/100ml نشان داده شده است.

8. کاهش تعداد توتال کلیفرم در طول گندزدایی با و بدون دی اکسید تیتانیوم

9. کاهش تعداد فیکال کلیفرم در طول گندزدایی با و بدون در اکسید تیتانیوم

10. در نمونه تصفیه نشده تعداد کلیفرم های کل 3*103 MPN/100mlاست و برای نمونه تصفیه شده با SODIS به طور ناگهانی تعداد تغییر میکند و به 1*102MPN/100ml می رسد این کاهش را میتوان به عنوان یک نتیجه خوب تلقی کرداما برای اهداف گندزدایی کافی نیست. فیکال کلیفرمها بیشتر از توتال کلیفرمها به نور خورشید حساس هستند. مشخص شده است که وجود یک ماده منعکس کننده به عنوان پشتیبان از بطری گندزدایی با SODIS را بهبود میبخشد و هنگامی که آب تصفیه می شود کدورت کمتر است.

11. گندزدایی SODIS که غیر فعال کردن فیکال و توتال کلیفرمها در طول هفته صورت می گیرد بایستی در شرایط دمای معمولی اتاق در بطری را بسته و در معرض نور مصنوعی یا طبیعی قرار میدهیم.آب را باید روزانه تحت شرایط استریل نمونه برداری و به اندازه گیری باکتری ها پرداخت کاملا باید هفت بار تکرار شود.

12. روش کار SODIS : برای اینکار بطری شفاف پلاستیکی را از آب الوده پر کرده و در معرض نور خورشید به مدت یک ساعت قرار می دهیم، اگر بطری شفاف باشد از دو مکانیسم پرتو تابی با امواج پلی کروماتیک وافزایش دما گند زدایی آب را تا تامین استاندارد اب آشامیدنی به انجام میرسانیم.اگر دمای آب از 50 درجه بالاتر رود گندزدایی سه مرتبه سریعتر انجام میشود.

13. روش خانگی گند زدایی: جوشاندن آب به مدت 10 دقیقه ، استفاده از کلر مانند ترکیبات هیپوکلریت کلسیم میتوان نام برد. برای استفاده از کلر محلول 0.1 کلر تهیه کرده و سه قاشق مربا خوری (15گرم) برای یک لیتر آب و در بطری های تیره رنک نگه داری می شود.

14. برای استفاده از SODIS چند مرحله را باید رعایت کرد: 1-در اولین استفاده بطری خوب شسته شود. 2- بطری از آب پر شود. 3- بطری را به مدت 20 ثانیه تکان دهید. برای افزایش میزان اکسیژن.(هوادهی). 4- بطری را کامل پلمپکرده و در پوش را قرار می دهید. 5- بطری را به حالت افقی بر روی صفحه آهنی قرار دهید یا بر روی سقف بخوابانید. 6- بطری را رو به آفتاب قرار دهید. بهترین ساعت 9صبح تا 3 بعد از ظهر است و در تابستان میشود یک ساعت از ان را کم کرد.

15. در SODIS توجه به فاکتور های زیر حائز اهمیت است: آب و هوا ، مواد معلق ، عرض جغرافیایی ، کدورت آب و هوا؛ SODIS نیاز به تشعشه و دما دارد. در نتیجه وقتی آسمان صاف باشد یا بالای 50 درصد ابری نباشد ظرف به مدت 6ساعت در معرض خورشید قرار گیرد. در طول روز بارانی درست عمل نمی کند و باید از ورود آب باران به بطری جلوگیری شود.

16. مطلوب ترین ناحیه برای SODIS بین عرض های جغرافیایی 15 و 35 N/S است؛ چون تشعشع خورشیدی بالاست(3000 ساعت نور خورشیدی در سال).و دومین ناحیه مطلوب بین خط استوا و ناحیه 15 N/S عرض جغرافیایی ؛ چونک تشعشع متفرق در این ناحیه بالاست (2500ساعت نور خورشیدی در سال).

17. مواد معلق باعث کاهش تاثیر امواج مفید بویژه نور فرابنفش و از ریشه کنی میکرو ارگانیسم ها جلوگیری می کند. SODIS نیاز به آب نسبتا تمیز با کدورت کمتر از 30NTU است. پس لازم است آب کدر را قبل از گندزدایی با نور خورشید فیلتر شود تا کدورت پایین آید.

18. بطری های پلاستیکی PET (پلی اتیلن ترفتالات) به بطری PVC (پلی ونیل کلراید) ترجیح داده می شود. چونکه حاوی ثابت کننده های نور UV کمتر هستند. ظروف شیشه ای و بی رنگ بهترین انتخاب هستن چونکه نور را در محدوده ای نزدیک فرابنفش که کشنده ترین دامنه است قرار می دهند(315-400nm) . در دامنه طیف مرئی ظروف به رنگ آبی و بنفش در الویت هستند و برای سایر ظروف به ترتیب اثر مفید سبز˂زرد˂نارنجی˂قرمز می باشد. بنابراین از ظروف رنگی باید خودداری شود چونکه مانع عبور غالب اشعه های کشنده نور خورشید می گردد.

19. وضعیت دیواره هم تاثیر دارد هر چه دیواره ضخیم تر باشد اثرات اشعه خورشیدی بر ان کمتر است. ظروف دایره ای شکل بهترین گزینه است برای SODIS و با ظروف استوانه ای در یک سطح قرار دارند و بر ظروف مربعی ترجیح داده می شود چون که خود را با حرکت خورشیدی شرق به غرب بهتر مطابقت میدهد. سایه مانع از عبور نور می شود.

20. بطور کلی : کاتالیزور دی اکسید تیتانیوم غلظت هر دو کلیفرم ها(توتال و فیکال) را در مدت زمانی کوتاه کاهش می دهد و پس از گندزدایی فتوکاتالیستی از رشد مجدد خودداری می کند. همچنان در گندزدایی SODIS تغییرات شیمیایی هم انجام می شود.( رادیکال ها )