جلبکها موجودات زنده تک سلولی یا چند سلولی هستند که در محیط های آبی مانند دریاچه ها، رودخانه ها، استخرها و حتی فاضلاب یافت می شوند. در حالی که برخی از جلبک ها برای اکوسیستم های آبی مفید هستند، رشد بیش از حد آنها می تواند منجر به مشکلات متعددی در تصفیه خانه ها و منابع آبی شود. یکی از مهم ترین مشکلات و نگرانی ها در سایت های تصفیه خانه رشد بیش از حد جلبک ها میباشد. مشکلات جلبکها در منابع آبی و تصفیه خانه ها مربوط به تغییر در طعم، رنگ و بو، تغییر در ویژگی های بیولوژیکی و شیمیایی و تهدید سلامتی آبزیان و انسان میباشد. عواملی که منجر به شکوفایی جلبکی می شوند، مواد مغذی، نیتروژن و فسفر هستند. مطالعات نشان می دهد که راه اصلی برای محدود کردن رشد جلبکها، کاهش بار فسفر در لاگون تا حد ممکن است.
مشکلات ناشی از رشد جلبک ها
رشد بی رویه جلبک ها در تصفیه خانه ها و منابع آبی می تواند پیامد های منفی متعددی به دنبال داشته باشد، از جمله:
- کاهش کیفیت آب: جلبک ها می توانند طعم و بوی آب را تحت تاثیر قرار داده و آن را برای آشامیدن، کشاورزی و مصارف صنعتی نامناسب کنند.
- تولید سموم: برخی از گونه های جلبک می توانند سموم خطرناکی تولید کنند که برای انسان ها، حیوانات و گیاهان سمی هستند.
- انسداد لوله ها و فیلترها: جلبک ها می توانند در لوله ها، فیلترها و سایر تجهیزات تصفیه خانه ها و سیستم های آبرسانی رسوب کرده و باعث انسداد آنها شوند.
- افزایش هزینه های تصفیه: کنترل رشد جلبک ها نیاز به مصرف مواد شیمیایی، انرژی و نیروی انسانی دارد که می تواند هزینه های تصفیه آب را افزایش دهد.
- مرگ و میر آبزیان: تجزیه جلبک های مرگ یافته می تواند منجر به کاهش اکسیژن محلول در آب شود که این امر می تواند به مرگ و میر آبزیان منجر شود.
اثرات ناشی از رشد جلبک در تصفیه خانه، پکیج های تصفیه فاضلاب و سایر منابع آبی
شکوفایی جلبکی در پکیج تصفیه خانه فاضلاب، به ویژه در لاگون هوادهی، دارای مزیت کم و باعث ایجاد انواع مشکلات می شود:
TSS و BOD5 بالا: TSS بالا و BOD5 بالا با هم اتفاق میافتد و به پیش میرود. هر میلیگرم از جلبک باعث افزایش 0.5 میلیگرمی در BOD می شود. TSS و BOD پساب به دلیل وجود جلبک در آن است که می تواند بیشتر از چیزی که محاسبه شده باشد.
اکسیژن کم: جلبکها در طول روز تولید کننده و در شب مصرف کننده اکسیژن هستند. که در نتیجه اکسیژن کمتری را برای استفاده باکتری های تصفیه کننده باقی میگذارند. از بین رفتن ناگهانی جلبک، چه طبیعی و چه بر اثر استفاده از مواد شیمیایی، میتواند باعث کاهش اکسیژن و کم شدن اکسیژن محلول (DO) شود.
تغییرات pH: جلبکها در طول روز باعث افزایش pH و در شب باعث کاهش pH میشوند.
تخریب چرخه مواد مغذی: جلبک ها از آمونیاک و فسفر تغذیه میکنند و پس از مرگ دوباره آنها را وارد آب می کنند.
ایجاد بوهای بد: DO پایین به همراه تخریب جلبک ها باعث ایجاد بوی نامطبوع میشود. طعم و بوی نامطبوع به دلیل آزادسازی ترکیب های خاص توسط جلبکهای در حال تجزیه نظیر ژئوسمین و متیل ایزوبورنئول است.
تولید لجن: پس از مرگ جلبکها به سمت پایین میروند و در کف لاگون به صورت لجن جمع میشوند.
آسیب به تاسیسات: جلبکها به مرور در تمام سطوح و کف را فرا میگیرند که باعث ورود جلبکها به لوله و تاسیسات تصفیه خانه شده که منجر به خوردگی، انسداد و گرفتگی میشود.
آلودگی منابع آب: جلبکها میتوانند منابع آب را آلوده کرده و آنها را برای مصارف آشامیدنی، کشاورزی و صنعتی نامناسب کنند.
از بین رفتن تنوع زیستی: رشد بیرویه جلبکها میتواند منجر به از بین رفتن تنوع زیستی در آبهای شیرین و دریایی شود.
ایجاد پدیده های اکولوژیکی مضر: رشد بیرویه جلبکها میتواند منجر به ایجاد پدیدههای اکولوژیکی مضر مانند شکوفایی جلبک ها شود که می تواند سموم خطرناکی تولید کند و برای انسان ها و حیوانات سمی باشد.
تغییر اقلیم: جلبک ها می توانند به تغییر اقلیم کمک کنند. برخی از گونه های جلبک متان تولید می کنند که یک گاز گلخانه ای قوی است.
انواع جلبک در تصفیه خانه
به طور کلی دو نوع جلبک، سبز و آبی در تصفیه خانه ها شروع به رشد می کنند. هر کدام دارای ویژگی های ظاهری خاص خود هستند. در ذیل به هر کدام پرداخته ایم:
جلبک سبز: همانطور که از نامش پیداست ظاهری سبز به تصفیه خانه می بخشد. وجود آنها به طور کلی مفید و نشان دهنده عملکرد مناسب لاگون میباشد.
جلبک آبی: یک نوع جلبک رشته ای است که به دلیل پایین بودن نرخ pH به مواد مغذی (افزایش مواد مغذی) تشکیل میشود. گونه های جانوری بالاتر از جلبک سبز تغذیه میکنند و بنابراین این جلبک میتواند زنده بماند و رشد کند. ظاهر شدن این نوع جلبک در لاگون نشان دهنده ایجاد مشکل در لاگون است.
عوامل رشد جلبک در تصفیه خانه ها منابع آبی
یکی از اصلی ترین مشکلاتی که در بیشتر حوضچه های تصفیه آب و منابع آبی بهوجود میآید، مشکلات جلبک های مختلف از جمله جلبک های سبز آبی میباشد. به طور کلی، افزایش دما از مهم ترین دلایل برای رشد این جلبک ها به شمار میرود. از عوامل مهم رشد جلبک ها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
مواد مغذی
مواد مغذی مانند فسفر و نیتروژن، برای رشد گیاه ضروری هستند. در نتیجه ورود بیش از حد آنها به منابع آبی مانند لاگونهای تصفیهخانه، دریاچه ها و برکه ها باعث ایجاد پدیدهای به نام آلودگی مواد مغذی میشوند. به طور کلی بیشتر این مواد مغذی از طریق روانابهای کشاورزی، از طریق شستشوی کودهای مختلف وارد منابع آبی میشوند.
افزایش دما
سیانوباکتری ها در دمای بالا سریعتر رشد میکنند و باعث ایجاد پدیده شکوفایی جلبکی میشوند. این پدیده یک چرخه رشد برای این باکتریها به وجود میآورد. به این ترتیب که با ضخیم شدن جلبک ها نور بیشتری را دریافت میکنند که منجر به افزایش رشد این باکتری میشود.
سکون آب
راکد بودن یا سرعت پایین آب باعث ایجاد جریان آب گرم در سطح میشود که درنهایت موجب ایجاد شکوفایی جلبکی میشود. خشکسالی، استخراج آب برای مصارف کشاورزی و نوشیدنی، تغییر آبراههای طبیعی از طریق سدسازی همگی از عوامل راکد شدن آب و یا کاهش سرعت جریان میباشند.
تغییرات اقلیمی
تغییر اقلیم باعث افزایش دورههای خشکسالی و دفعات آن میشود. همچنین تغییر اقلیم منجر به شکل گیری بارانهای شدید شده که با افزایش رواناب سطحی در زمینهای کشاورزی، فضای سبز و غیره همراه بوده که از منابع اصلی مواد مغذی هستند.
نور خورشید
جلبکها برای فتوسنتز به نور خورشید نیاز دارند. به همین دلیل، رشد آنها در مکانهایی که نور خورشید به طور مستقیم به آب میرسد، بیشتر است.
دمای آب
دمای آب نیز بر رشد جلبک ها تاثیر میگذارد. برخی از گونههای جلبک در دمای گرم و برخی دیگر در دمای خنک رشد میکنند.
pH آب
pH آب نیز بر رشد جلبکها تاثیر میگذارد. برخی از گونههای جلبک در آب اسیدی و برخی دیگر در آب قلیایی رشد میکنند.
کنترل رشد جلبک ها
وجود تنها 0.1 mg/l فسفر در آب سبب ایجاد پدیده شکوفایی جلبکی در لاگون شده بنابراین کنترل غلظت فسفر مهم ترین عامل کنترل رشد جلبکها است. برای پیشگیری از تشکیل جلبک در تصفیه خانه و یا سایر منابع آبی، بهترین راه کنترل از مبدا است. تبیین قوانین سختگیرانه برای کارخانه ها و صنایعی که دارای پسابهایی با غلظت بالای فسفر هستند میتواند نقش بسزایی در کنترل رشد جلبک ها داشته باشد. تصفیه در مبدا میتواند راه حل مناسبی برای جلوگیری شکوفایی جلبک در سایت تصفیه خانه باشد.
افزایش سن لجن یکی از عوامل تشکیل جلبک در تصفیه خانه میباشد. بالا رفتن سن لجن موجب تولید گاز H2S که این گاز لجنها را با خود به سطح آب میآورد. افزایش نرخ لجن دفعی، کاهش دوره دفع لجن و همچنین استفاده از مواد منعقد کننده و هوادهی میتواند نقش کمک کننده در جلوگیری از رشد جلبکها داشته باشد.
راه حل مقابله با پدیده شکوفایی جلبکی
روش های فیزیکی
افزایش اختلاط و هوادهی یکی از راه حلهای موثر در مقابله با رشد جلبکها است. علاه بر هوادهی حذف فیزیکی جلبک ها از سطح مخزن با استفاده از آشغالگیر و صافی میتواند در کاهش جلبکها موثر باشد. همچنین میتوان از کاور بر روی سطح لاگون به همراه هوادهی استفاده کرد. با این روش تا 60% درصد از جلبکها را میتوان در دو روز حذف کرد.
روش های شیمیایی
استفاده از علفکش ها و جلبک کش ها، سولفات مس و سایر مواد منعقد کننده از روشهای شیمیایی مرسوم برای حذف جلبکها به شمار میروند. در این روش پس از مرگ جلبکها در ته لاگون ته نشین میشوند که تصفیه مکانیکی را الزامی می کند.
روش های بیولوژیکی
با استفاده از رشد کنترل شده باکتریها می توان بر روی پدیده جلبکی اثر گذاشت. رشد باکتریها در محیط جلبکی یک راه حل ایمن و کاربردی برای حذف جلبکها است. امروزه استفاده از محصولات زیستی غیر سمی و دوستدار محیط زیست برای حذف جلبک ها توجه زیادی را به خود جلب کرده است چرا که این محصولات عاری از علف کش ها و مواد شیمیایی هستند.
باکتری ها برای استفاده از کربن و نیتروژن با جلبکها وارد رقابت میشوند. در شرایط محیطی مناسب باکتریها با سرعت بیشتری رشد میکنند و باعث مرگ جلبکها میشوند. در نهایت لاگون بدون استفاده از مواد شیمیایی و سمی از جلبک پاک میشود. رشد دادن کنترل شده برخی از گیاهان مانند عدسک آبی و یا سنبل میتواند به حذف جلبکها کمک کند. همچنین استفاده از ماهیانی مانند کپور موجب کاهش حجم جلبکها در منابع آبی میشود.
سخن پایانی
رشد جلبک ها در تصفیه خانه ها و منابع آبی مشکلی جدی است که می تواند پیامد های منفی متعددی برای انسان و محیط زیست داشته باشد.
با اقداماتی در سطوح مختلف مانند آگاهی رسانی، قانونگذاری، پژوهش و توسعه و همکاری بین المللی می توان این مشکل را کنترل کرد و از منابع آب برای نسل های آینده محافظت کرد.
