آب آشامیدنی سالم یکی از ضروری ترین ملزومات زندگی بشر است. بدون آب سالم، امکان بروز انواع بیماری ها برای انسان ها و حیوانات وچود دارد و حتی بقای موجودات را به خطر می اندازد. این مساله امروزه به دلیل ورود مواد شیمیایی به داخل آب ها از اهمیت بیشتری برخوردار است. اگرچه برای شیرین سازی آب و حذف املاح مختلف آن از انواع دستگاه آب شیرین کن صنعتی و خانگی استفاده می شود، اما برخی از مواد شیمیایی هستند که باید حذف انها از آب به دقت مورد توجه قرار گیرد. یکی از این مواد شیمیایی بور است. اگرچه این ماده به اندازه آرسنیک خطرناک نیست و حذف کردن آن از آب نیز به اندازه حذف آرسنیک از آب مورد توجه نیست، اما به دلیل خطراتی که برای سلامتی به بار می آورد، روش هایی برای حذف آن از آب در نظر گرفته می شود که در این پست قصد داریم به بررسی آنها بپردازیم.
بور چیست؟
بور یا بورن از مهمترین عناصر در جدول تناوبی به حساب می‌آید، که در گروه ۱۳ قرار گرفته است. بور را یک میکرو مغذی بسیار ارزشمند می‌شناسند که مهمترین ترکیبات آن شامل بوراکس، کرنیت و یوکلسیت است. حاصل ترکیب این عنصر با سدیم، منیزیم و کلسیم در طبیعت موجود است. در یک حالت کلی این ترکیبات را در گندزدایی و ضدعفونی کننده‌های بسیار قوی در نظر می‌گیرند. همچنین در تولید شیشه هم کاربرد فراوان دارد.
علت افزایش میزان بور در آب
پیش بررسی روش‌ها و دلایل حذف بور از آب آشامیدنی ، باید ابتدا ببینیم که چرا مقدار این عنصر در آب افزایش می‌یابد. همانطور که پیشتر عنوان نمودیم مقدار و میزان نرمالِ بور در آب برای گیاهان، انسان و دیگر موجودات بسیار مفید است. اما در صورتی که میزان آن کاهش یا افزایش پیدا کند، اثرات منفی‌ای ایجاد خواهد کرد. یکی از عواملی که موجب افزایش میزان و مقدار بور در محلول‌های آب می‌شود، فعالیت‌های صنعتی است.
زیرا بسیاری از پساب‌های کارخانجات دارای مقادیر بسیار زیادی بور بوده که در صورت عدم حذف یا تصفیه آنها، وارد طبیعت و سفره‌های آب زیرزمینی می‌شود. همچنین ذکر این نکته لازم است که در صورتی که سنگ‌ها و نمک‌ها دچار فرسایش شوند، غلظت بور هم افزایش پیدا خواهد کرد. به همین دلیل میزان بور در آب‌های ساحلی دریا خیلی بیشتر از دیگر نقاط است.
میزان استاندارد بور در آب‌های آشامیدنی
با توجه به اینکه کاهش یا افزایش میزان بور موجب تاثیرات منفی و آسیب بر طبیعت می‌شود، سازمان بهداشت جهانی مقدار و میزان استاندارد آن را تعیین کرده است و در صورت افزایش این مقدار باید به حذف بور از آب آشامیدنی اقدام کرد.. بر اساس استاندارد ارائه شده توسط who، میزان بور، حداکثر باید ۵ میلی‌گرم در هر لیتر آب باشد. البته این میزان برای انسان بوده و برای گیاهان استاندارد بور در آب باید بین ۳ تا ۴ میلی‌گرم در هر لیتر آب در نظر گرفته شود.
در نتیجه مقدار کمتر و بیشترِ آن آسیب زا خواهد بود. مقدار استاندارد بور3 است، اما چون دست یافتن به آن سخت است، اصولاً عدد ۵ ، به عنوان میزان مجاز در نظر گرفته می‌شود. به دلیل اثرات منفی کمبودِ بور در بدن، توصیه می‌شود، هر انسان بالغ روزانه ۵.۱ میلی‌گرم بور در آب مصرف نماید.
شیوه‌های حذف بور از آب آشامیدنی
به دلیل تاثیرات منفی که در بالا اشاره کردیم، نیاز است که میزان بور در آب‌ها تعدیل شده و مقدار اضافی حذف گردد. برای تصفیه و حذف آن روش‌های متعددی در نظر گرفته شده است، که در ادامه آنها را شرح می‌دهیم.
روش جذبی
یکی از پرکاربردترین و رایج‌ترین روش حذف بور از آب آشامیدنی ، روش جذبی است که مهمترین آنها موارد زیر را شامل می‌شود.
رزین کیلیت کننده در حذف بور
یکی از موارد حذف بور جذبی از آب‌های آشامیدنی، جذب بورها به وسیله رزین‌های کیلیت کننده است. این رزین‌ها قدرت بسیار بالایی در به وجود آوردن پیوند با بورهای موجود در آب دارند. به همین دلیل آنها را به خوبی به سمت خود جذب می‌کنند.
کانی زئولیت
یکی از سختی‌های حذف بور از آب‌های آشامیدنی، وجود بور به صورت BOH3 با بار منفی است. به خاطر وجود این شکل، نحوه جدا کردن آن خیلی به سختی انجام می‌شود. در این مورد کانی زئولیت به کمک حذف آن آمده و بهترین روش حذف بور از آب آشامیدنی به حساب می‌آید. در ساختار این نوع کانی، اسکلت، آب زئولیتی، کاتیون‌های تبادلی و آلومینیوم سیلیکاتی وجود دارد. برای بالا بردن قدرت جذب بورها به وسیله زئولیت می‌توان PH را خیلی بیشتر نمود. هرچه PH بیشتر باشد، قدرت جذب بورها به وسیله زئولیت بالاتر می‌رود.
روش غشایی در حذف بور از آب آشامیدنی
یکی دیگر از روش‌های بسیار موثر در حذف و کاهش میزان بور، روش غشایی است. در این روش با عبور دادن آب از غشاها، بور جدا شده و به طور کلی از آب حذف می‌گردد. برای اینکه میزان قدرت جداسازی بور از آب‌ها را افزایش دهیم، در این روش لازم است که ph به میزان ۱۱ افزایش پیدا کند.
روش هیبریدی
روش هیبریدی یا همان روش ترکیبی، یکی دیگر از شیوه‌های بسیار کاربردی جهت حذف و کاهش بور در آب‌های آشامیدنی به حساب می‌آید. در روش هیبریدی، ابتدا بور به وسیله پلیمر، کمپلکس می‌شوند و سپس با عبور از غشا، جداسازی می‌گردند.
روش لخته سازی برای حذف بور از آب آشامیدنی
در میان تمام روش‌های حذف بور از آب آشامیدنی ،روش لخته سازی وشی موثر شناخته می‌شود، که در دو مرحله صورت می‌گیرد. در مرحله اول انعقاد انجام می‌شود و در مرحله دوم جذب سطحی صورت خواهد گرفت. برای انعقاد در این روش از پلی آلومینیوم کلراید استفاده شده و مقدار ph نیز افزایش پیدا خواهد کرد.
علل حذف بور از آب آشامیدنی و تاثیرات آن بر محیط زیست
همانطور که پیشتر اشاره نمودیم، بور یک میکرومغذی یا ریزمغذی ارزشمند به حساب می‌آید که به شدت در رشد گیاهان و انسان‌ها تاثیر مثبت خواهد داشت. مهمترین اثرات آن بر محیط زیست شامل موارد زیر می‌باشد:
· رشد گیاهان در صورت کمبود بور متوقف شده و برگ و ریشه گیاهان ضخیم می‌گردد.
· زرد شدن برگ گیاهان در افزایش میزان بور یکی دیگر از تاثیرات بور است.
· افتادن میوه کال و نارس از درخت را می‌توان از تاثیرات بالا بودن میزان بور به حساب آورد.
· کم بودن مقدار بور در روند سرعت جوانه زنی تاثیر فراوانی دارد.
در صورتی که میزان بور در آب آشامیدنی هم زیاد باشد، منجر به عفونت معده و کلیه در انسان خواهد شد. همچنین بالا بودن میزانِ بور موجب اختلال در باروری و بارداری و همچنین متولد شدن نوزادان با نقص جسمی می‌شود. بنابراین باید حتما به حذف بور از آب آشامیدنی اقدام