المخاطر المحتملة لاستخدام مياه الآبار

مقدمة :- المهندس مرتضى عصام هاتف

طالب دكتوراه هندسة مدنية

ليبيا

تنتشر في العديد من بلدان الوطن العربي مشاكل أمراض الكلية وخصوصا في بلدان المغرب العربي ومن أهم الأسباب المؤدية لتلك المشاكل هي استخدام مياه الآبار للشرب بدون تعقيم وكذلك استخدام أحواض التخزين المائية التي تحزن بها مياه الأمطار لفترات طويلة بصورة تراكمية طوال أيام السنة دون إتباع الأسس العلمية لتعقيمها وصيانتها .

ان مصادر المياه العذبة شبه ثابتة في حين يزداد معدل استهلاك هذه المياه بصفة مستمرة مع الوقت والاعتماد على المياه الجوفية سيزداد في المستقبل القريب في جميع المجالات التي تستخدم فيها مياه

عذبة .

إن غالبية الدول تعتمد على المياه الجوفية في أغراض شتى وعلى سبيل المثال فأن الولايات المتحدة تعتمد على المياه الجوفية لسد الاحتياجات المنزلية حوالي نصف السكان وتعتمد كذلك على المياه الجوفية لسد احتياجات حوالي ثلث مياه الري .

تلوث المياه الجوفية :-

تتعرض المياه الجوفية وخاصة تلك التي في الطبقات السطحية للتلوث من المصادر آلاتية :-

1- تسريب المياه الملوثة من المزارع وزرائب تربية الماشية .

2- بيارات وخنادق التصريف الملحقة بأحواض التحليل .

3- مواقع التخلص من مياه المجاري .

4- مواقع التخلص من رواسب المجاري .

5- مواقع التخلص من القمامة .

6- مناطق البترول والمناجم .

7- المسطحات المائية الملوثة .

8- مياه البحار والمحيطات .

خواص المياه الجوفية :-

تتغير خواص المياه الجوفية من موقع لأخر , وتختلف في نفس الموقع بالنسبة للمياه المرفوعة من الأعماق المختلفة ومن نفس العمق تتغير احيانا مع معدلات الرفع الكبيرة إذا استمرت لسنوات طويلة .

تعتمد مكونات وخواص المياه الجوفية على جميع العوامل التي صاحبت هذه المياه بداية من سقوطها كأمطار , ثم سريانها خلال طبقات التربة المختلفة التكوين رأسيا ثم أفقيا وحتى رفعها للاستعمال واهم هذه العوامل الاملاح والمعادن التي توجد في مكونات التربة والتي يذوب جزء منها في المياه الجوفية التي تمر بهذه التربة .

تتراوح المواد الذائبة الكلية بين ( 100 إلى 100000 ) جزء في المليون حسب العوامل المؤثرة في مكونات المياه الجوفية وطبيعتها وبالنسبة لمياه الشرب فأن المعايير الدولية وكذلك المعايير التي أوصت بها هيئة الصحة العالمية قد حددت تراكيز الأملاح والمواد الأخرى المسموح بها في مياه الشرب ويبين الجدول أدناه معايير مياه الشرب :-

أقصى تركيز مسموح به جزء في المليون	اكبر تركيز مقبول بالمياه جزء في المليون	المواد الذائبة بالمياه	ت
1500	500	المواد الصلبة الكلية	1-
1	0.3	الحديد	2-
0.5	0.05	المنغنيز	3-
1.5	0.05	النحاس	4-
15	5	الزنك	5-
250	100	العسر الكلي	6-
600	200	الكلوريدات	7-
400	200	الكبريتات	8-
-	0.5	الامونيا	9-
-	1	النتريت	10-
-	10	النترات	11-
1.2	0.7	الفلوريد	12-
0.1	-	الرصاص	13-
0.1	0,01	الزرنيخ	14-
1	0.5	البورون ( في مياه الري )	15-
1	-	الباريوم	16-
0.01	-	الكاديوم	17-
0.05	-	الكروم	18-
0.002	-	الزئبق	19-
0.01	-	السيلينيوم	20-

ويوضح الجدول الأملاح والمواد السامة والضارة بالتركيزات المسموح بها في مياه الشرب وتختلف الأضرار الناتجة من استعمال المياه التي تحوي تركيزات اكبر من المسموح بها من مادة إلى أخرى فبعض المواد له تأثير سام مباشر مثل الرصاص والزئبق والسلينيوم والبعض الآخر له أضرار مباشرة لبعض أجزاء الجسم.

فالبار يوم مثلا يؤثر على القلب والأوعية الدموية والأعصاب والكادميوم يتراكم في الكلية والكبد وله علاقة بارتفاع ضغط الدم, وزيادة الأملاح في الكلية والعسر الكلي في المياه عن التركيزات المسموح بها في معايير مياه الشرب لها آثار عديدة نوجزها فيما يلي:

1) تآكل مواسير المياه الرئيسية والفرعية ووصلاتها وكذلك التوصيلات الداخلية بالوحدات السكنية والأجهزة الصحية .

2) بعض الأملاح مثل الحديد والمنغنيز يساعد على نوم بعض أنواع البكتيريا في المياه حيث تلتصق بالسطح الداخلي للمواسير وتقلل من مقطعها وسعتها .

3) احتمالات الإصابة بحصى الكلى نتيجة ترسب بعض الأملاح بسبب شرب المياه ويزيد تأثير هذا العامل في المناطق الحارة ,التي يعتمد سكانها أساسا على المياه الجوفية في الشرب .

4) اضطرا بات الجهاز الهضمي .

5) يسبب العسر في المياه عدم تحلل نسبة من الصابون ويزيد من استهلاكه ويكون أملاح غير ذاتية من الكالسيوم والمغنيسيوم تترسب على الجسم وتلتصق بمواسير الصرف.

6) بعض الناس يتأثر جلدهم بالمياه التي تحوي نسبة كبيرة من العسر .

7) استخدام هذه المياه يقلل من معدلات طهي الطعام حيث تترسب بعض الأملاح على أسطح اللحوم والخضراوات فتسبب تصلبها وتمنع خروج العصارة منها أثناء الطهي.

8) يقل تركيز الشاي المعد في مياه عسرة بنسبة تصل إلى 50%.

9) غسيل الملابس بمياه عسرة يقلل من عمر المنسوجات بنسبة تصل إلى 75% .

10) أملاح الحديد والمنجنيز قد تسبب في إزالة ألوان صباغة الملابس .

11) استعمال هذه المياه في الغلايات يكون ترسبات بالقاع والجوانب.

12) استعمال هذه المياه في عمليات التصنيع يؤثر على جودة المنتجات الصناعية.

إنشاء الآبار:-

تنشأ الآبار بطرق كثيرة بسيطة ومعقدة منها المحفورة يدويا أو التي تستخدم في إنشاءها معدات ميكانيكية كبيرة لعمل فتحات عميقة بالتربة الصخرية, خاصة للآبار العميقة التي يصل عمقها لعشرات الأمتار وتعتمد طريقة الإنشاء على عوامل كثيرة أهمها:_

1) بعد المياه الجوفية عن سطح الأرض.

2) مكونات وخواص التربة في سطح الأرض وحتى أسفل الطبقات الحاملة للمياه .

3) معدلات سحب المياه المطلوبة.

4) مصادر التلوث المحتملة في المنطقة.

وفي حالة وجود أحواض تحليل وبيارات وخنادق حرف بالمنطقة يكون موقع البئر بعيدا عنها بمسافة لاتقل عن 30 متر إذا كان بئر مياه الشرب فوق التيار بالنسبة لسريان المياه الجوفية في اتجاه خزان التحليل , ولا تقل هذه المسافة عن 60 متر إذا كان بئر مياه الشرب تحت التيار بالنسبة لحوض التحليل.

ويجب الاخد بعين الاعتبار الأمور التالية لتحديد بئر أو مجموعة أبار :_

1_ اختيار المواقع المناسبة للآبار لكمية المياه المطلوبة ونوعيتها ز

2_ طبيعة الطبقات الحاملة للمياه وبعدها عن سطح الأرض .

3_ مدى احتمال تلوث المياه الجوفية.

4_ مدى إمكانية دق أبار اختبار لأنها أفضل طريقة تعطي بيانات صحيحة عن خواص المياه والتربة و ويساعد على عملها قرب المياه من السطح بحيث لا تخترق هذه الآبار طبقات صخرية صلبة.

الأمور الواجب مراعاتها للتقليل من أخطار مياه الآبار :-

أ- استخدام مصافي الآبار :-

تستخدم أنواع عديدة تتناسب مع طبيعة التربة من جهة ومع قطر البئر وعمقه من جهة أخرى

ويفضل في حالات كثيرة استخدام غلاف من الزلط حول المصافي وبسمك من 15_25 سم يبدأ من قاع البئر ويصل إلى حوالي 3 متر أعلى نهاية المصافي ويساعد استخدام غلاف الزلط في :

· زيادة فتحات المصافي .

· منع الرمال من دخول البئر مع المياه.

· خفض الفواقد في النفط.

· زيادة المساحة الفعلية التي تدخل منها مياه البئر وما يتبعها من زيادة التصرفات

وتستخدم هذه الطريقة في حالات الإمداد بالمياه بمعدلات كبيرة.

ب- سرعة المياه خلال المصافي:-

في التقدير المبدئي لسرعة المياه خلال فتحات المصافي يجب اعتبار أن حوالي 50% من مساحة الفتحات معرضة لسدد بسبب حبيبات التربة التي تصل للفتحات مع المياه.

وقد اقترح والتون(Walton) سرعات للمياه خلال فتحات المصافي تعتمد على نفاذية التربة وهذه السرع يتضمنها الجدول أدناه.

اكبر سرعة مسموح بها خلال فتحات المصافي سم/ثانية	معامل النفاذية متر/يوم
1	اقل من 20
1.5	20
2	40
3	80
4	120
4.5	160
5	200
5.5	240
6	اكبر من 240

وبعد اختبار السرعة المناسبة من الجدول يمكن اختبار الطول الكلي للمصافي من مواقع الفتحات الفعلية وهي حوالي 50% ويجب ألا يزيد طول المصافي عن 3/1 عمق المياه في حالة عدم التشغيل حيث أن هذا العمق يعطي أقصى تصرف محتمل سميه من البئر.

ج- تهيئة البئر للتشغيل:-

يتعرض البئر أثناء التنفيذ للتلوث من الأتربة والمصادر الخارجية من المياه السطحية وأدوات التنفيذ ويجب تطهير البئر والطبقة المحيطة به من أي اثر لهذا التلوث والأتربة وذلك بالرفع المتقطع للمياه من البئر والتي تسمح للأتربة في الطبقة المحيطة بدخول البئر يمكن رفعها مع المياه ويجب أن يبدأ الرفع بمعدل صغير جدا ثم يتزايد بعد ذلك لمنع التأثير على فتحات المصافي.

ويمكن توجيه مياه تحت ضغط أو هواء مضغوط لداخل البئر أثناء عملية الرفع ليساعد ذلك على تطهير البئر في أي مواد تكون عالقة بالأسطح الداخلية أثناء عملية الإنشاء وتساعد على مزج الأتربة المترسبة بالقاع وحملها مع المياه أثناء الرفع.

وبعد تطهير البئر من الأتربة يستخدم الكلور بتركيز من 50_ 200 جزء من المليون للقضاء على أي ملوثات تكون بداخل البئر بحيث تبقى هذه المياه بالبئر لعدة ساعات ثم يصير رفع المياه من البئر لمدة نصف ساعة بحيث تصرف هذه المياه ولا يسمح باستعمالها لان تركيز الكلور العالي بها يجعلها سامة, ثم يجري تحليل شامل لمياه البئر للتأكد من خلوها من التلوث قبل السماح باستعمالها فإذا كان لا يزال بها مواد ملوثة تعاد عملية التطهير بالكلور حتى تظهر التحليلات خلو مياه البئر من التلوث ثم يسمح باستعمالها .

د- الفحوصات الدورية:-

يجب عمل تحليلات دورية لمياه الآبار للتأكد من خلوها من الملوثات وللحصول على عينة من المياه لتحليلها يجب إتباع الأتي:

v تكون زجاجة العينة معقمة تماما بواسطة الأخصائيين بمعمل التحليلات .

v في حالة اخذ عينة من حنفية مياه يجب التأكد من عدم تسرب مياه على الحنفية من خارجها ثم تترك مفتوحة لمدة لاتقل عن دقيقة قبل اخذ العينة.

v بعد جمع العينة يجب التأكد من عدم تلوث غطاء الزجاجة أو وصول أي قطرات ملوثة بخلاف العينة.

v تنقل زجاجات العينات إلى معامل التحليل بأسرع مما يمكن وبطريقة لا تؤثر على خصائص المياه ,بحيث يتم تحديد طريقة نقل العينات بواسطة الفنيين المسئولين عن إجراء هذه التحليلات.

ه-صيانة الآبار:-

يتعرض البئر منذ بدء تشغيله لبعض المتاعب الناتجة من مكونات المياه الجوفية وعلى سبيل المثال:

o ترسبات تتكون حول فتحات المصافي بسبب كربونات الكالسيوم والمغنيسيوم التي توجد غالبا ذائبة في المياه الجوفية.

o تراكم طبقات من اكاسيد الحديد والمنجنيز على فتحات المصافي والتي يساعد في تراكمها بعض أنواع من البكتيريا تحتاج للحديد في نموها.

ويمكن استخدام الأحماض وخاصة الايدروكلوريك في التخلص من مركبات الكربونات بحيث يستخدم بكمية مناسبة لمكونات المياه الجوفية ويبقى في البئر مدة كافية مع المزج بطريقة مناسبة , ويستخدم الكلور كما سبق بتركيز عالي للقضاء على البكتيريا في حالة وجودها في مياه البئر أو في طبقات التربة حول فتحات المصافي.

المصادر:

النظم الهندسية للتغذية والمياه والصرف الصحي

Limsley , R.K water resowees engineering 1972