معاونت پژوهش و فناوري
به نام خدا
منشور اخلاق پژوهش
با ياري از خداوند سبحان و اعتقاد به اين که عالم محضر خداست و همواره ناظر بر اعمال انسان و به منظور پاس داشت مقام بلند و دانش و پژوهش و نظر به اهميت
جايگاه دانشگاه در اعتلاي فرهنگ و تمدن بشري؛ ما دانشجويان و اعضاء هيئت علمي واحدهاي دانشگاه آزاد اسلامي متعهد مي گرديم اصول زير را در انجام فعاليت هاي پژوهشي مد نظر قرار داده و از آن تخطي نکنيم:
1- اصل برائت: التزام به برائت جويي از هرگونه رفتار غير حرفه اي و اعلام موضع نسبت به کساني که حوزه علم و پژوهش را به شائبه هاي غير علمي مي آلايند.
2- اصل رعايت انصاف و امانت: تعهد به اجتناب از هرگونه جانب داري غير علمي و حفاظت از اموال، تجهيزات و منابع در اختيار.
3- اصل ترويج: تعهد به رواج دانش و اشاعه نتايح تحقيقات و انتقال آن به همکاران علمي و دانشجويان به غير از مواردي که منع قانوني دارد.
4- اصل احترام: تعهد به رعايت حريم ها و حرمت ها در انجام تحقيقات و رعايت جانب نقد و خودداري از هرگونه حرمت شکني.
5- اصل رعايت حقوق: التزام به رعايت کامل حقوق پژوهشگران و پژوهيدگان (انسان، حيوان، نبات) و ساير صاحبان حق.
6- اصل رازداري: تعهد به صيانت از اسرار و اطلاعات محرمانه افراد، سازمان ها و کشور و کليه افراد و نهاد هاي مرتبط با تحقيق.
7- اصل خقيقت جويي: تلاش در راستاي پي جويي حقيقت و وفاداري به آن و دوري از هرگونه پنهان سازي حقيقت.
8- اصل مالکيت مادي و معنوي: تعهد به رعايت کامل حقوق مادي و معنوي دانشگاه و کليه همکاران پژوهش.
9- اصل منافع ملي: تعهد به رعايت مصالح ملي و در نظر داشتن پيشبرد و توسعه کشور در کليه مراحل پژوهش.

دانشگاه آزاد اسلامي
واحد دامغان
دانشکده کشاورزي

پايان نامه (يا رساله) براي دريافت درجه کارشناسي ارشد در رشته صنايع غذايي
گرايش شيمي مواد غذايي
عنوان
بررسي وجود فلزات سنگين ، مقادير نيترات ونيتريت و ويژگي هاي ميکروبي آبهاي بطري شده استان مازندران سال91

استاد راهنما(استادان راهنما)
دکتر حسين جلالي

استاد مشاور(استادان مشاور)
دکتر عبدالرضا محمدي نافچي

نگارنده
صابر عابدي
شهريور 1392

يرفع الله الذي آمنوا منکم و الذين اوتوالعلم درجات
قرآن کريم
كارشناسي ارشد آقاي / خانم ………………………………………………………………………………………..
با عنوان ………………………………………………………………………………………………………………………………
در جلسه مورخ ………………………………… تحت نظارت شوراي پايان نامه متشكل از استادان زير با درجه …………………………….. و نمره ……………………….. مورد تأييد قرار گرفت .
1- استاد ( استادان) راهنما : نام و نام خانوادگي ………………………………………………………………. امضاء
2- استاد ( استادان) مشاور: نام و نام خانوادگي ……………………………………………………………….. امضاء
3- داور داخل گروه : نام و نام خانوادگي ……………………………………………………………………….. امضاء
4- داور خارج از گروه : نام و نام خانوادگي ……………………………………………………………………. امضاء
دكتر:
معاون پژوهشي دانشگاه آزاد اسلامي
واحد دامغان

سپاسگزاري:
شکر شايان نثار ايزد منان که توفيق را رفيق راهم ساخت تا اين پايان نامه را به پايان برسانم . از استادان فاضل و انديشمند آقاي دکتر جلالي و محمدي به عنوان استاد راهنما و مشاور که همواره نگارنده را مورد لطف و محبت خود قرار داه اند ،کمال تشکر را دارم.
اين پايان نامه را ضمن تشکر و سپاس بيکران و در کمال افتخار و امتنان تقديم مي نمايم به: محضر ارزشمند پدر و مادر عزيزم به خاطر همه ي تلاشهاي محبت آميز ي که در دوران مختلف زندگي ام انجام داده اند و بامهرباني چگونه زيستن را به من آموخته اند.
به همسر مهربانم که در تمام طول تحصيل همراه و همگام من بوده است.
به دوستان و همکاران گرامي که در راه کسب دانش و انجام اين پايان نامه راهنمايم بودند.
الهي به من کمک کن تا بتوانم اداي دين کنم و به خواسته ي آنان جامه ي عمل بپوشانم.

فهرست مطالب
عنوانصفحه
چکيده…………………………………………………………………………………………….1
فصل اول: مقدمه
1-1- آب آشاميدني……………………………………………………………………………..2
1-2- عوامل موثر بر کيفيت و آلودگي آب هاي زير زميني…………………………………………3
1-3- ميزان مصرف آب در جهان ………………………………………………………………….4
1-4-آب آشاميدني بطري شده و مزاياي آن……………………………………………………….5
1-5-انواع آب آشاميدني بطري شده………………………………………………………………6
1-5-1-آب آشاميدني معدني……………………………………………………………………..6
1-5-2-آب هاي آشاميدني غير معدني……………………………………………………………6
1-6-منابع آب هاي بطري شده……………………………………………………………………6
1-7- شناسايي آب بسته بندي شده معدني از آب بسته بندي شده آشاميدني………………………7
1-8- تکنولوژي توليد آب بسته بندي شده………………………………………………………….8
1-8-1- آماده سازي و سالم سازي و پر کردن آب معدني…………………………………………..8
1-8-2- تصفيه آب……………………………………………………………………………… 9
1-8-2-1- شفاف کردن آب……………………………………………………………………. 9
1-9- انواع آلودگي آب……………………………………………………………………….. 12
1-9-1- فلزات سنگين………………………………………………………………………….12
1-9-1-1- مکانيسم اثر فلزات سنگين در بدن…………………………………………………. 14
1-9-2-نيتريت و نيترات ها……………………………………………………………………. 14
1-9-3 آلودگي ميکروبي……………………………………………………………………… 16
1-10 حدود مجاز آلودگي ها…………………………………………………………………. 16
1-10-1-استاندارد فلزات سنگين در آب بطري شده آشاميدني و معدني…………………………16
1-10-2-استاندارد نيتريت و نيترات در آب آشاميدني و معدني………………………………….17
1-10-3-استاندارد آلودگي ميکربي در آب آشاميدني و معدني…………………………………..19
فصل دوم: مروري بر تحقيقات انجام شده
2-1-تحقيقات انجام شده در ايران………………………………………………………………21
2-2- تحقيقات انجام شده درساير کشورها………………………………………………………..28
فصل سوم: مواد و روش ها
3-1-جامعه مورد بررسي………………………………………………………………………..34
3-2 روش نمونه گيري وتعيين ايستگاه هاي نمونه برداري……………………………………..34
3-3 مواد و دستگاه ها………………………………………………………………………….35
3-3-1- مواد و محلول هاي مورد استفاده……………………………………………………….35
3-3-2- دستگاه هاي مورد استفاده در انجام پژوهش……………………………………………36
3-4-روش انجام آزمون…………………………………………………………………………37
3-4-1-اصطلاحات وتعاريف…………………………………………………………………………………………………..37
3-4-2-آماده سازي نمونه ها……………………………………………………………………………………………………37
3-4-3- تهيه محلول هاي استانداردها……………………………………………………………………………………….37
3-4-4-شرايط کار با دستگاه جذب اتميک……………………………………………………………………………….38
3-4-4-1-کادميوم………………………………………………………………………………………………………………….38
3-4-4-2-سرب……………………………………………………………………………………………………………………..38
3-4-4-3-کروم……………………………………………………………………………………………………………………..39
3-4-4-4-مس……………………………………………………………………………………………………………………….39
3-4-4-5-منگنز……………………………………………………………………………………………………………………..40
3-4-4-6- نيکل…………………………………………………………………………………………………………………….40
3-4-4-6- آرسنيک………………………………………………………………………………………………………………..41
3-4-5- روش اندازه گيري نيترات و نيتريت…………………………………………………………………………….41
3-4-5-1- اندازه گيري نيترات…………………………………………………………………………………………………41
3-4-5-2- اندازه گيري نيتريت………………………………………………………………………………………………..41
3-4-6- روش کار براي آزمونهاي ميکروبي………………………………………………………………………………42
3-4-6-1- محيط کشت جهت انجام آزمونهاي ميکروبي……………………………………………………………… 42
3-4-7- روش تجزيه تحليل و آناليز آماري………………………………………………………………………………….44
فصل چهارم: نتايج و بحث
4-1- بررسي غلظت مواد آلاينده هاي منگنز، مس، نيتريت ونيترات در آب هاي آشاميدني…………………45
4-1-1- ميانگين غلظت منگنز آب هاي آشاميدني…………………………………………………………………………47
4-1-2- ميانگين غلظت مس آب هاي آشاميدني…………………………………………………………………………..48
4-1-3- ميانگين غلظت نيتريت آب هاي آشاميدني……………………………………………………………………….48
4-1-4- ميانگين غلظت نيترات آب هاي آشاميدني……………………………………………………………………….49
4-2- بررسي غلظت آلاينده ها در آب هاي معدني………………………………………………………………………..51
4-2-1- ميانگين غلظت منگنز آب هاي معدني…………………………………………………………………………….53
4-2-2- ميانگين غلظت مس در آب هاي معدني………………………………………………………………………….54
4-2-3- ميانگين غلظت نيتريت در آب هاي معدني………………………………………………………………………55
4-2-5- ميانگين غلظت سرب در آب هاي معدني………………………………………………………………………..56
4-2-6- ميانگين غلظت کادميوم درآب هاي معدني………………………………………………………………………57
4-2-7- ميانگين غلظت کروم در آب هاي معدني…………………………………………………………………………57
4-2-8- ميانگين غلظت نيکل آب هاي معدني……………………………………………………………………………..58
4-2-9- ميانگين غلظت آرسنيک درآب هاي معدني……………………………………………………………………..59
4-3- نتايج آزمون هاي ميکربي در نمونه هاي آب آشاميدني و معدني……………………………………………..61
فصل پنجم: نتيجه گيري
5-1- آب آشاميدني بطري شده…………………………………………………………………………………………………..62
5-2- آب معدني بطري شده………………………………………………………………………………………………………63
5-3- پيشنهادات………………………………………………………………………………………………………………………64
فهرست جداول
عنوانصفحهجدول 1-1. حداكثر ميزان مجاز فلزات سنگين و مواد شيميايي موجود در آب معدني طبيعي و در آب آشاميدني بطري شده (ميلي گرم در ليتر)……………………………………………………………………………………………17
جدول شماره 1-2.حداکثرغلظت مجاز بعضي عناصر شيميايي در آب هاي آشاميدني معدني و بسته بندي شده و شبکه توزيع آبرساني (بر حسب ميکروگرم بر ليتر)……………………………………………………………17
جدول شماره 1-3.حد مجاز نيترات و نيتريت در انواع آب (ميلي گرم / ليتر)………………………………………..18
جدول شماره 1-4. مقادير نيترات آبهاي بطري شده در کشورهاي مختلف……………………………………………..18
جدول شماره 1-5.حد مجاز آلودگي ميکروبيولوژي فرآورده توليد شده…………………………………………………19
جدول 3-1. مشخصات مواد و محلول هاي مورداستفاده……………………………………………………………………..35
جدول 3-2. مشخصات محيط کشت و محلول هاي مورد استفاده…………………………………………………………36
جدول3-3. مشخصات دستگاه هاي استفاده شده درتحقيق…………………………………………………………………..36
جدول 3-4. غلظت هاي محلول هاي استاندارد کاري………………………………………………………………………….37
جدول3-5. مشخصات دستگاه اتميک براي اندازه گيري کادميوم…………………………………………………………..38
جدول3-6. مشخصات دستگاه اتميک براي اندازه گيري سرب……………………………………………………………..38
جدول3-7. مشخصات دستگاه اتميک براي اندازه گيري کروم………………………………………………………………39
جدول3-8. مشخصات دستگاه اتميک براي اندازه گيري مس……………………………………………………………….39جدول3-9. مشخصات دستگاه اتميک براي اندازه گيري منگنز……………………………………………………………..40
جدول3-10. مشخصات دستگاه اتميک براي اندازه گيري نيکل…………………………………………………………….40
جدول3-11. مشخصات دستگاه اتميک براي اندازه گيري آرسنيک……………………………………………………….41جدول 4-1 ميزان ميانگين و انحراف معيار باقيمانده منگنز، مس، نيتريت ونيترات در آب هاي آشاميدني……46
جدول 4-2. بررسي تاثير فصول چهارگانه بر ميانگين آلاينده هاي منگنز، مس، نيتريت ونيترات در آب هاي آشاميدني با آناليز واريانس يکطرفه آنوا……………………………………………………………………………………………..50
جدول 4-3. ميزان ميانگين و انحراف معيار باقيمانده منگنز، مس، سرب، کادميوم، کروم، نيکل و آرسنيک نيتريت ونيترات در آب هاي معدني…………………………………………………………………………………………………..51
ادامه جدول 4-3. ميزان ميانگين و انحراف معيار باقيمانده منگنز، مس، نيتريت ونيترات، سرب، کادميوم، کروم، نيکل و آرسنيک در آب هاي معدني………………………………………………………………………………………………….52
جدول 4-4. بررسي تاثير فصول چهارگانه بر ميانگين آلاينده هاي منگنز، مس، نيتريت ونيترات، سرب، کادميوم، کروم، نيکل و آرسنيک در آب هاي معدني با آناليز واريانس يکطرفه…………………………………………60
جدول 4-5. نتيجه آزمون هاي ميکروبي آب هاي معدني و آشاميدني بسته بندي شده……………………………..61

فهرست نمودار
عنوان صفحهنمودار3-1. منحني کاليبراسيون کادميوم در پيوست الف……………………………………………………………………71
نمودار3-2. منحني کاليبراسيون سرب در پيوست……………………………………………………………………………..71
نمودار3-3. منحني کاليبراسيون مس در پيوست……………………………………………………………………………….72
نمودار3-4. منحني کاليبراسيون کروم در پيوست………………………………………………………………………………72
نمودار3-5. منحني کاليبراسيون منگنز در پيوست……………………………………………………………………………..73
نمودار3-6. منحني کاليبراسيون نيکل در پيوست………………………………………………………………………………73
نمودار3-7. منحني کاليبراسيون آرسنيک در پيوست………………………………………………………………………..74
نمودار4-1. ميانگين غلظت مواد آلاينده هاي منگنز، مس، نيتريت ونيترات در آب هاي آشاميدني به تفکيک فصل………………………………………………………………………………………………………………………………………….47
نمودار4-2. ميانگين غلظت منگنز در آب هاي آشاميدني به تفکيک فصل……………………………………………48
نمودار4-3. ميانگين غلظت مس در آب هاي آشاميدني به تفکيک فصل……………………………………………..48
نمودار4-4. ميانگين غلظت نيتريت در آب هاي آشاميدني به تفکيک فصل………………………………………….49
نمودار4-5. ميانگين غلظت نيترات در آب هاي آشاميدني به تفکيک فصل………………………………………….49
نمودار4-6. ميانگين غلظت مواد آلاينده منگنز، مس، نيتريت ونيترات، سرب، کادميوم، کروم، نيکل و آرسنيک در آب هاي معدني به تفکيک فصل…………………………………………………………………………………..53
نمودار4-7. ميانگين غلظت منگنز در آب هاي معدني به تفکيک فصل………………………………………………..54
نمودار4-8. ميانگين غلظت مس در آب هاي معدني به تفکيک فصل………………………………………………….54
نمودار4-9. ميانگين غلظت نيتريت در آب هاي معدني به تفکيک فصل……………………………………………..55
نمودار4-10. ميانگين غلظت نيترات در آب هاي معدني به تفکيک فصل…………………………………………….56
نمودار4-11. ميانگين غلظت سرب در آب هاي معدني به تفکيک فصل……………………………………………..56
نمودار4-12. ميانگين غلظت کادميوم در آب هاي معدني به تفکيک فصل…………………………………………..57
نمودار4-13. ميانگين غلظت کروم در آب هاي معدني به تفکيک فصل………………………………………………58
نمودار4-14. ميانگين غلظت نيکل در آب هاي معدني به تفکيک فصل………………………………………………58
نمودار4-15. ميانگين غلظت آرسنيک در آب هاي معدني به تفکيک فصل………………………………………….59

فهرست شکل
عنوان صفحهشکل3-1. دستگاه اسپکتروفتومتري جذب اتمي…………………………………………………………………………………74
شکل 3-2. دستگاه فتومتر………………………………………………………………………………………………………………75
شکل3-3. دستگاه فيلتراسيون………………………………………………………………………………………………………….75
شکل3-4. دستگاه تهيه آب ديونايزر…………………………………………………………………………………………………76

چکيده
هدف: با توجه به عوارض خطرناک ناشي از مصرف آبهاي آلوده به فلزات سنگين،نيترات، نيتريت وباکتري هاي مضر در بدن انسان و روي آوري جوامع امروزي به استفاده نسبتا وسيع از آبهاي بطري شده بررسي و تحقيق در مورد ميزان اين آلودگي ها از اهميت زيادي برخوردار است.استان مازندران به علت دارا بودن منابع آبي فراوان يکي از منابع اصلي توليد آب هاي بسته بندي در ايران مي باشد.بنابراين در اين تحقيق ميزان آلودگي شيميايي و ميکروبي آب آشاميدني بطري شده در فصول مختلف بررسي مي شود.
مواد و روشها: تعداد 60 نمونه آب آشاميدني و 72 نمونه آب معدني توليد استان مازندران در چهار فصل از سطح عرضه نمونه برداري شد. باقيمانده فلزات سنگين به روش طيف سنجي جذب اتمي/کوره گرافيتي و نيتريت و نيترات به روش فتومتري اندازه گيري گرديد. آزمون هاي ميکربي به روش فيلتراسيون و کشت انجام شد.
يافته ها و نتايج: در آب هاي آشاميدني باقيمانده منگنز کمتر از حد مجاز استاندارد بود و هم چنين تاثير فصول بر روي باقيمانده آن ها معنادار نبود؛ اما بيشترين باقيمانده مس در فصل زمستان(µg/Lit 206.20 ) به دست آمد که بيشتر از حد مجاز (µg/Lit 100) مي باشد اما اثر فصول بر روي آن معنادار نبود. هم چنين بيشترين مقدار نيتريت در فصل تابستان(mg/Lit 0.0288 ) به دست آمد که بيشتر از حد مجاز (mg/Lit 0.02)بود ولي اثر فصول بر روي آن معنادار نبود. در مورد نيترات هر چند بيشترين مقدار در فصل بهار(mg/Lit 8.530 ) به دست آمد که کمتر از حد مجاز (mg/Lit 50) مي باشد اما اثر فصول بر روي باقيمانده نيترات در آب آشاميدني معنادار بوده است(05/0>p).
در آب هاي معدني باقيمانده آلاينده هاي مس، نيتريت، نيترات، کادميوم، کروم و آرسنيک کمتر از حد مجاز استاندارد تعيين شده بود و هم چنين تاثير فصول بر روي باقيمانده آن ها معنادار نبود. بيشترين مقدار نيکل در فصل بهار (µg/Lit 60) به دست آمد که بيشتر از حد مجاز (µg/Lit 10) بود و اثر فصول بر روي آن معنادار بود(05/0>p). بيشترين مقدار سرب در فصل بهار (µg/Lit 172.33) به دست آمد که بيشتر از حد مجاز (µg/Lit 10) بود و اثر فصول بر روي آن معنادار بود(01/0>p). در مورد منگنز هر چند اثر فصول بر روي آن معنادار بود(05/0>p)، اما بيشترين مقدار آن در فصل تابستان (µg/Lit 13.03) دست آمد که بسيار پايين تر از حد مجاز µg/Lit 500 مي باشد.
هم چنين هم در آب هاي آشاميدني و هم در آب هاي معدني از نظر کلي فرم، اشرشيا کلي، انترو کوک هاي روده اي و سودو موناس آئرو ژينوزا آلودگي مشاهده نشد.

کليد واژه: آب آشاميدني بطري شده، آب معدني، فلزات سنگين، نيتريت، نيترات، آلودگي ميکربي

فصل اول: مقدمه

1-1 آب آشاميدني:
انسان در طول حيات به علت تغييرات محيطي که ممکن است به دليل فعاليت خود انسان باشد هميشه در معرض خطرات مختلف قرار داشته است. در عصر ما رابطه انسان با محيط زيست خود دستخوش بحران است و اين بحران حاصل از دستکاري نامعقول وتخريب سودجويانه است. بنابراين مسايل نگران کننده اي مثل آلودگي آب ها و تغيير ترکيب طبيعي اتمسفر، گرم شدن تدريجي زمين، نابودي پوشش گياهي و پراکنش روز افزون پسماندهاي شيميايي و غيره بروز مي کند.

در طول تاريخ مقدار وکيفيت آب و غذايي که در دسترس انسان ها بوده است عوامل حياتي در تعيين سطح آسايش آن ها بوده است و کمبود ناشي از آنها در اثر پديد آمدن تغيير در شرايط آب و هوا باعث نابودي کامل تمدن ها گرديده است. صنعتي شدن جوامع گر چه رفاه بشر را به وجود مي آورد ولي همواره داراي معايبي نيز مي باشد که گاه اين معايب اندک و گاهي آنچنان مهم هستند که تاثيرات سوء آن روي زندگي بشر بيشتر از ايجاد رفاه است. يکي از عوارض مهم صنعتي شدن جوامع آلودگي محيط زيست مي باشد که قسمتي از آلودگي توسط هوا، آب وغذا به انسان منتقل مي شود. (حاتمي و همکاران، 1383)
آب به عنوان يكي از نيازهاي اساسي روزمره انسان بوده و موجب استمرار حيات مي باشد. ميزان متوسط نياز هر فرد يك تا دو ليتر آب در روز مي باشد كه بسته به شرايط آب و هوايي، سن و وزن هر فرد متفاوت مي باشد. استفاده از آب آشاميدني سالم و گوارا يكي از مهمترين الزامات مصرف آب مي باشد كه از ساليان بسيار دور به آن توجه شده است. با اين وجود، علت ابتلا به بيماريهاي عفوني و انگلي عدم دسترسي انسان به آب آشاميدني سالم و بهداشتي مي باشد. واقعيت آن است كه آب گوارا و سالم كمياب و گرانبها مي باشد و وجود آلودگي ها ي مختلف تغييرات نامطلوب در خواص فيزيكي، شيميايي و بيولوژيكي ايجاد نموده و باعث كاهش سطح كيفيت آب مي شود. (استاندارد4403) آب يکي از فراوانترين و پايدار ترين ترکيباتي است که در طبيعت يافت شده و اساسي ترين تشکيل دهنده بافت هاي بدن بوده و به عنوان ضروري ترين عامل حيات شناخته شده که بدون آن اعمال فيزيولوژي بدن ممکن نمي باشد. آب حدود 70% وزن بدن انسان را تشکيل داده است.حجم آب موجود در جهان به ميزان ??? ميليارد کيلومتر مکعب برآورد شده است که ?? درصد آن در اقيانوس‌ها و درياها قرار دارد و شور است و بخش اعظم آب شيرين زمين در کلاهک‌هاي يخي قطبي ذخيره شده و تنها کمتر از يک‌درصد آن به صورت منابع آبي در دسترس انسان قرار دارد که براي کشاورزي و شرب قابل مصرف است. (خدادادي، 1386)
مهمترين منابع آب در کره زمين عبارتند از: آبهاي سطحي( رودخانه ها، درياچه ها و درياها و اقيانوس ها )، آبهاي زيرزميني (چاه، چشمه و قنات)، وآبهاي جاري (باران و برف ). همچنين بخشي از آب موجود در کره زمين بصورت بخار در اتمسفر و بخش ديگري نيز بصورت جامد در يخچالهاي طبيعي وجود دارد.
در حال حاضر 9 کشور جهان شامل کانادا، چين، کلمبيا، پرو، برزيل، روسيه، ايالات متحده آمريکا، اندونزي و هند حدود 60 % از کل منابع آب شيرين را به خود اختصاص مي دهند و اين در حالي است که 80 کشور با کمبود آب مواجه اند که برخي از آنها تقريبا به هيچ منبع آب شيرين قابل توجهي دسترس ندارند. با توجه به افزايش روز افزون جمعيت و توسعه صنايع و افزايش آلودگي منابع آب شيرين، دسترسي به آب سالم و مناسب در اکثر کشورها به يک بحران جدي تبديل شده است.
دلايل استفاده از آب هاي زير زميني و مزاياي آن نسبت به آب هاي سطحي نظير رودخانه هاي بزرگ و کوچک و درياچه ها که ممکن است بوسيله سد جمع آوري شوند عبارت است از اينکه آن ها کيفيت متفاوتي دارند و ممکن است رنگ، مزه و بوي نا مطلوبي داشته باشند. آبهاي سطحي در معرض آلودگي با فاضلاب شهري، صنايع، سيلاب هاي کشاورزي و پس مانده هاي حيوانات و گياهان قرار دارد. از طرفي آبهاي زيرزميني نيز در معرض آلودگي قرار دارند ولي اغلب صاف و بي رنگ بوده و مقدار مواد آلي ميکروارگانيسم آنها کمتر از آب هاي سطحي است زيرا که آب ضمن عبور از لايه هاي مختلف خاک تا حدي تصفيه مي شود، بر عکس سختي آن شامل يون هاي کلسيم و منيزيم بيشتر خواهد بود.(حاتمي و همکاران، 1383)
1-2 عوامل موثر بر کيفيت و آلودگي آب هاي زير زميني:
در جوامع صنعتي امروز، سرچشمه هاي گوناگوني براي ورود آلودگي شيميايي به درون منابع آبي و غذايي وجود دارد. از آن جمله مي توان به پسابهاي ناشي از صنايع شيميايي وآبهايي که به عنوان زه آب از زمينهاي کشاورزي عبور کرده و به آفت کشها يا کودهاي شيميايي آلوده شده اند و نيز به فاضلاب شهري و نقاط دفع فضولات شيميايي اشاره کرد که از منابع جدي آلودگي هستند. آگاهي از منابع آلودگي و نحوه انتقال آنها به انسان و آثار ناشي از ورود آلاينده ها به آب براي کنترل اين آلودگي ها، جهت حفظ بهداشت عمومي و جلوگيري از خطرات زيست محيطي ضروري به نظر مي رسد. اين عوامل عبارتند از:
1- تاثير بارندگي و تغيير فصل بر آب هاي زير زميني:
2- تاثير ورود پساب هاي شهري و کشاورزي به آب هاي زير زميني:
3- فاضلاب شهرها: با توجه به اينکه بيشتر شهرها داراي سيستم تصفيه فاضلاب مناسبي نمي باشند و حتي بعضي شهرها پساب خود را مستقيما وارد رود خانه ها ودرياها ميکنند واز طرف ديگر جمعيت شهرها وروستاها روز به روز در حال افزايش است بنابراين انتظار مي رود که به همين نسبت ميزان آلودگي افزايش پيدا کند. زيرا خود پالايي آب قادر به تصفيه حجم زياد آلودگي نمي باشد.
4- زه آب کشاورزي نيز به دليل کاربرد کودهاي شيميايي وانواع آفت کشها حاوي مقادير آلاينده هاي ناشي از اين مواد مي شود زيرا کودهاي شيميايي به طور کامل جذب گياهان نشده ومقداري از آن هميشه به وسيله زمين جذب مي گردد (سلطاني، 1365).
5- ورود آب حاصل از صنعت به آب هاي زيرزميني: مراکز صنعتي مهمترين منبع آلودگي آبها مي باشند که به طريق مختلف به انسان ميرسد.از مراکز مهم آلودگي مي توان به صنايع توليد فرآورده هاي نفتي،صنايع پتروشيمي،صنايع شيميايي و چرمسازي اشاره کرد.
1-3 ميزان مصرف آب در جهان:
اگر امكانات بالقوه منابع آب نسبت به جمعيت مورد توجه قرار گيرد سهم هر نفر از جمعيت 5 ميليارد و 300 ميليوني دنيا به طور متوسط 7600 مترمكعب در سال خواهد بود. توزيع نامتعادل امكانات بالقوه منابع آب در سطح كشور به ويژه در مورد جريانهاي سطحي، مشكل كنترل و انتقال آب از نقطه اي به نقطه ديگر را نيز به موانع ذكر شده اضافه مي نمايد.
سهم اندك ايران از موجودي آب هاي شيرين كره زمين و مشكلات بهره برداري از آن اين واقعيت را مطرح مي سازد كه علاوه بر ضرورت صرفه جوئي بايد روشهاي مناسب استفاده از آب شناسايي و به كار گرفته شود و از حداكثر پتانسيل آب موجود به صورت بهينه با الگوهاي جديد استفاده نمود.
در انگلستان ميزان مصرف آب آشاميدني در سال 1975 بيش از 5 ميليون ليتر که اين ميزان در سال 2000 به حدود 38/1 بيليون ليتر در سال رسيد(بيتون، 2005).1
1-4 آب آشاميدني بطري شده و مزاياي آن:
افزايش جمعيت و رشد مصارف آب شرب و کمبود آب در کشور هاي خشک و نيمه خشک مانند ايران باعث شده تا استفاده بهينه از اين ماده حياتي در مصارف مختلف صورت گيرد. اين محدوديت ها و توجه به کيفيت آب از سوي ديگر باعث شده تا استفاده از آب بطري شده به عنوان يک راهکار جدي در توزيع عادلانه وبهداشتي آب مورد توجه قرار گيرد(مراغه چي و همکاران،1387). به همين علت در بسياري از کشورها از آب هاي بطري شده به علت سهولت دسترسي، هزينه نسبتا پايين، طعم بهتر و کم بودن ميزان ناخالصي ها استفاده مي شود(اوا، 2000)2.
در مناطقي که آب آشاميدني با کيفيت مناسب در دسترس نباشد و امکانات تصفيه آب نيز فراهم نباشد، امکان استفاده از آب هاي بطري شده انتخاب مناسبي است. به همين دليل مصرف آب هاي بطري شده در نواحي مختلفي از جهان به دليل تقاضاي مردم براي آب سالم و گوارا و بهداشتي، رشد قابل ملاحظه اي را نشان مي دهد(سالواتو،2003)3. آب بطري شده مزيت هاي خاصي از جمله طعم و مزه بهتر نسبت به آب لوله کشي، سبک بودن ظروف محتواي آب و آساني حمل آن، عدم استفاده از کلر براي ضد عفوني کردن، استفاده از روش هايي مثل اشعه مادون قرمز، فيلتراسيون و ازن براي ضد عفوني کردن با کيفيت بالا و همراه با برجا نگذاشتن طعم خاص در آب دارد(عمويي و همکاران: 1390).
آب معدني موجب کارکرد صحيح دستگاه گوارش مي شود، ريگ ها و شن هاي مجاري ادراري را در خود حل مي کند و از تشکيل مجدد آنها جلوگيري مي نمايد. بر اثر آشاميدن اين آب، خون ميزان قابل توجهي از اسيداوريک خود را از دست مي دهد و در نتيجه تغذيه در شرايط بهتر انجام مي شود(ساکاموتو4، 2006).
1-5 انواع آب آشاميدني بطري شده:
1-5-1 آب آشاميدني معدني:
بر اساس استاندارد ملي ايران شماره 2441، آب آشاميدني بطري شده معدني آبي است که در ظروف بطري شده و به طور طبيعي داراي املاح بوده و يا به آن اضافه مي شود و مي تواند به طور طبيعي محتوي گاز کربنيک باشد و از منبع آب مستقيما و بدون هيچ تغيير وتحولي بسته بندي ميشود. اين آب بسته به شرايط جوي در فصول مختلف ، داراي درصد املاح متفاوت است.به عبارت ديگر در فصول کم بارش داراي املاح بيشتر ودر فصول بارش داراي املاح کمتر است.
1-5-2 آب هاي آشاميدني غير معدني:
بر اساس استاندارد ملي شماره 6694، آب آشاميدني است که در ظروف بسته بندي مي شود و بطور طبيعي داراي املاح بوده و يا به آن اضافه مي شود، مي تواند به طور طبيعي حاوي گاز کربنيک باشد يا به آن اضافه گردد.افزودن هرگونه مواد ديگر مانند شيرين کننده، طعم دهنده به آن مجاز نيست.

1-6 منابع آب هاي بطري شده:
1- آب هاي زير زميني شامل(آب چشمه،آب هاي فوران کننده،آب چاه يا قنات)
2 – آب حاصل از يخچال هاي طبيعي
3- آب آماده شده: آبي که بر روي آن فرايند انجام مي گيرد به طوري که ترکيب آن با ترکيب منشا تفاوت دارد. منبع تامين اين آب مي تواند آب هاي زير زميني يا شبکه آبرساني عمومي يا هر منبع مناسب ديگر باشد. در مواردي كه آب شبكه آبرساني براي بسته بندي مورد استفاده قرار مي گيرد، بايد از نظر ويژگي هاي فيزيكي، شيميائي، راديولوژيكي و ميكروبيولوژيكي با استانداردهاي مربوطه مطابقت داشته باشد. درصورتي كه آب و ساير تركيبات كمك فرآيند آلوده به انگل، ميكروارگانيسم هاي نامطلوب، باقيمانده سموم دفع آفات و يا مواد سمي ديگر باشد (كه با فرآيند هاي معمول نتوان آن را تا حد مورد نظر كاهش داد)، نبايد مورد استفاده قرار گيرد. درموارد لزوم ويژگي هاي تركيبات كمك فرآيند بايد تعيين گردد.
4- آب با مواد معدني افزوده شده
5- آب هاي سطحي: درصورتي كه از آبهاي سطحي تصفيه نشده براي بسته بندي استفاده مي شود (مانند آب حاصل از ذوب برف) بايد ازنظر ويژگي هاي فيزيكي و شيميائي و راديولوژيكي و ميكروبيولوژيكي كيفيت مناسبي داشته باشد، به گونه اي كه انجام فرآيند تصفيه لازم نباشد و يا انجام تصفيه (تركيبي ازروشهاي صاف كردن و گندزدائي شيميائي) درطي فرآيند باعث ايجاد فرآورده اي ايمن و با كيفيت مناسب براي مصرف شود. درمجموع هر چه كيفيت آب مورد استفاده بهتر باشد فرآيند تصفيه كمتري مورد نياز است ) استاندارد 6694).
1-7 شناسايي آب بطري شده معدني از آب بطري شده آشاميدني:
أ‌. آب معدني به وسيله محتواي املاح معدني خاص، عناصر کمياب و ديگر ترکيبات مشخص ميگردد، از طرف ديگر آب بطري شده آشاميدني محتوي املاح معدني است اما املاح معدني آن بايد تابع استاندارد 1053 باشد.
ب‌. آب معدني از منابع طبيعي مانند چشمه و نقاط حفاري شده از سفره هاي آب زير زميني بدست مي آيد و کليه اقدامات احتياطي براي جلوگيري از هر گونه آلودگي يا تاثيرات خارجي روي کيفيت آن بايد انجام گيرد، اماآب آشاميدني بطري شدهشامل آب هاي زميني(چشمه، چاه، قنات، آب هاي فوران کننده)، آب حاصل از يخچال هاي طبيعي، آب آماده شده، آب شبکه توزيع آب مي باشد.
ت‌. براي آب معدني ترکيبات آن در فصول مختلف سال از ثبات نسبي برخوردار است و تحت شرايطي که ويژگي هاي آن تغيير نکند جمع آوري مي شود اما آب آشاميدني بايد به شکلي جمع آوري شود که تغييرات فيزيکي، ترکيبات و کيفيت آب را پيش از تصفيه تغيير ندهد.
ث‌. بسته بندي آب معدني در نزديکترين محل ممکن به سرچشمه و تحت شرايط بهداشتي خاص بسته بندي مي شود و هيچ گونه فرايند پالايش به جز پالايش هاي فيزيكي مجاز که عبارتند از: جداسازي اجزاء ناپايدار مثل تركيبات محتوي آهن، منگنز، سولفور و آرسنيك بوسيله دكانته كردن و يا صاف كردن و در صورت لزوم تسريع آن با عمل هوادهي در مورد آن به کار نمي رود، اما آب آشاميدني را مي توان توسط تانکر يا لوله هاي انتقال آب به محل کارخانه انتقال داد، انتقال در واحد هاي حجيم مجاز مي باشد.
ج‌. در آب معدني تصفيه هاي فيزيکي (فيلتر کردن، صاف کردن، هوا دادن) مجاز بوده و تصفيه هاي شيميايي و ميکروبي ممنوع است، اما در آب آشاميدني بطري شده تصفيه هاي فيزيکي، حرارتي، شيميايي و يا ضد ميکروبي ايمن و مناسب مجاز و حتي ترکيب تصفيه ها نيز مجاز مي باشد.
ح‌. اگر ميزان نيترات آب معدني از 10ميلي گرم بر ليتر بيشتر باشد بايد بر روي آن نوشته شود که اين آب براي مصرف نوزادان مناسب نمي باشد. اگر ميزان نيترات آب آشاميدني بطري شدهشده از 10 ميلي گرم بيشتر بود، الزامي نيست که چيزي روي بر چسب نوشته شود.
خ‌. وضعيت ظاهري آب معدني بايد زلال، بدون ذرات معلق و رسوب باشد. واحد کدورت و رنگ در آب معدني قيد نشده است. در آب آشاميدني بطري شدهشده ميزان کل مواد جامد محلول در آب TDS بايد نوشته شود. هم چنين کدورت بايد کمتر يا مساوي 1 و يا حداکثر 5 باشد، و رنگ آن نيز 20 واحد رنگ مي باشد(استاندارد 2441).
1-8 تکنولوژي توليد آب بطري شده:
جهت توليد آب بطري شده به ترتيب هريک از مراحل زير انجام مي پذيرد:
1-8-1 آماده سازي و سالم سازي و پر کردن آب معدني:
در اين قسمت آب معدني هدايت شده از منابع آب معدني طي مراحل زير جهت انتقال به خط پرکن آماده مي گردد. ازآن جائي که بر اساس تعاريف انجام شده محصول آب معدني، آب طبيعي خارج شده از منابع آب (چشمه يا چاه) مي باشد که بدون هيچ گونه تغييري در ترکيبات شيميايي آن پر شده باشد لذا جهت آماده سازي صرفا از مراحل زير استفاده مي گردد
أ‌. انتقال آب از منابع آب: در اين مرحله با توجه به محل استقرار چشمه و يا آب زير زميني، آب از منابع مذکور به صورت کاملا بهداشتي به منابع ذخيره آب هوايي يا زير زميني واحد منتقل ميگردد. طي اين مرحله ضمن ته نشيني مواد خارجي سنگين، سعي مي گردد از هر گونه آلودگي جنبي آب جلوگيري بعمل آيد.
ب‌. مخازن ذخيره آب: جهت هدايت آب به داخل واحد از منابع هوايي يا زير زميني بايد با توجه به ظرفيت خط توليد استفاده گردد و اين منابع از هرگونه آلودگي شيميائي و ميکروبيولوژيک به دور باشند.
ت‌. فيلتراسيون آب: جهت حذف مواد معلق و شناور در آب از فيلترهاي شني مناسب در اين مرحله استفاده مي شود. اين فيلترها طوري طراحي مي شود که آب با فشار معيني از يک بستر شني با سايزهاي متفاوت عبور داده شده و مواد معلق در آن حذف مي گردد. اين فيلتر ها با مکانيسم يکسان به صور مختلفي ساخته مي شود که صرف نظر از نوع آلودگي همگي داراي مکانيسم يکسان و مشابه هستند.
ث‌. تعديل طعم – رنگ و بوي آب (puriffication): جهت حذف هرگونه بوي احتمالي در آب و هم چنين حذف رنگ هاي احتمالي آن، در اين مرحله آب را از يک بستر کربن اکتيو عبور مي دهند که طي آن از هر گونه بو و رنگ غير طبيعي عاري مي گردد.
ج‌. مرحله فيلتراسيون نهايي آب: طي اين مرحله آب از يک فيلتر کارتريجي به نام پوليشر عبور داده مي شود. با توجه به اينکه اين فيلترها بسيار ريز هستند( در حدود ??? تا ??? ميکرون )، آب از هرگونه مواد معلق که با چشم غير مسلح قابل رويت نمي باشد، عاري مي گردد. اين فيلترها با مکانيسم يکسان ولي به اشکال مختلف ساخته مي شوند.
ح‌. مرحله استريليزاسيون آب: جهت حذف هرگونه آلودگي احتمالي ميکروبي در آب و بهداشتي کردن آن از يک سيستم UV استفاده مي گردد. در اين مرحله آب با دبي و فشار معيني از يک بستر نور عبور داده مي شود، که طي زمان مذکور هرگونه آلودگي ميکروبي آن از بين رفته و استريل شده، آماده پر کردن مي باشد.
1-8-2 تصفيه آب:
1-8-2-1 شفاف کردن آب (clarification):
ساده ترين راه براي جدا کردن مواد معلق آب وارد کردن در حوضچه هاي بزرگ مي باشد که به اين حوضچه ها اصطلاحا شفاف کننده (clarifier) مي گويند. اين حوضچه ها به دو دسته تقسيم مي شوند.
أ‌. ته نشين کننده هاي ساکن: آب وارد شده به اين ها چندين ساعت راکد مي مانند تا مواد معلق آن ته نشين شوند
ب‌. ته نشين کننده هاي مداوم: اين ته نشين کننده ها که به فرم هاي مختلف ساخته ميشوند آب را دائما تصفيه و شفاف ميسازند. ته نشين کننده هاي ساکن از نظر اقتصادي مقرون به صرفه نيستند و بيشتر ته نشين کننده هاي با جريان مداوم مورد مصرف دارد.
مراحل شفاف سازي
أ‌. براي خنثي کردن کاتيونهايي مثل Al و Fe که جذب يون هاي منفي ذرات سطحي مي شوند، از يون هاي ساده يا کمپکس هاي هيدراته قوي استفاده مي شود.
ب‌. استفاده از ماده عالي محلول در آب که يونيزه شده و توليد يون مثبت نمايد. اين کاتيون ها بار منفي ذرات آب را جذب کرده و مانع دفع بارهاي هم نام ذرات آب مي شود.
ت‌. استفاده از کاتيون هاي معدني که پس از جذب کدورت آب ها هيدروليز شده تا رسوب نامحلول به وجود آورند که در حين رسوب کردن ساير ذرات را با خود ته نشين نمايند. به عنوان نمونه مي توان از املاح Al يا آهن نام برد که بصورت هيدروکسيد رسوب مي کنند.
جداسازي مواد معلق در سه مرحله انعقاد، لخته شدن و ته نشين سازي انجام ميشود.
انعقاد (Cogaulation): انعقاد عملي است که طي آن با خنثي سازي بار ذرات آنها را به حالت ناپايدار و فاقد بار کرده و مانع دفع ذرات شده در نتيجه ذرات در کنار هم مجتمع مي شوند.
لخته شدن (Flocculation): لخته شدن ذرات مرحله اي است که طي آن ذرات ناپايدار به يکديگر متصل شده و لخته ايجاد مينمايد.
ته نشين سازي (Sedaimentation): مرحله اي است که مواد معلق لخته شده ته نشين مي شود. در سال هاي اخير روش هاي ته نشين مداوم بر پايه روش هاي بالا متداول گرديده و به منظور بالا بردن راندمان شفاف سازي آب به آن مواد شيميايي يا پلميري بعنوان مواد منعقد کننده اضافه مي کنند.
کلاريفاير (Clarifier): معمولا ? عمل بطور همزمان در دستگاه کلاريفاير صورت ميگيرد: (1) منعقد کردن مواد معلق کلوئيدي، (2)لخته کردن مواد منعقد شده، (3)ته نشيني لخته تشکيل شده، (4)سرازير شدن آب از حوضچه ته نشيني.
فيلتراسيون (Filteration): با انجام عمل انعقاد ته نشين سازي مواد معلق آب براي اکثر مصارف صنعتي مناسب مي شود.چنانچه آب براي آشاميدن، استفاده در ديگ هاي بخار، برج هاي خنک کننده مصرف شوند بايد مواد معلق آن را جدا کرد. مي توان اين مواد معلق را با عبور دادن آب از فيلترهايي با درجه تخلخل متوسط فيلتر شني عبور داد. شن کواترز ، شن سيليس، زغال آنتراسيت، کلسيت، مگنتيت يا ساير مواد ممکن است براي فيلترها مورد استفاده قرار گيرد. معمولا در صنايع شني، سيليس و انتراسيت بيشتر مصرف دارد.
انواع فيلتر ها:
فيلتر ها بدو دسته گراويتي و فشاري تفسيم ميشوند:
فيلتر هاي گراويتي : جريان آب در اين فيلتر با وزن ( سنگين ) آن انجام ميشود. در فيلتر هاي شني يا زغالي آب با استفاده از وزن خود و با سرعت نسبتا بالا که حدود GPM 4-2 است عبور مينمايد.
قسمت هاي اساسي اين فيلترها عبارتند از:
?- پوسته فيلتر که ممکن است از جنس سيمان، استيل يا چوب و به شکل مربع، مستطيل يا کروي باشد نوع مستطيل شکل که با بتون مسلح ساخته شده رايج تر است.
2- ته بستر را قلوه سنگ هاي درشت تشکيل ميدهد و مانع از اين ميشود که شن و آنتراسيت از بستر بگذرد و در عين حال پخش کننده مناسبي براي آب است.
3- محفظه پايين فيلتر که بدومنظور در نظر گرفته ميشود: جمع آوري آب تصفيه شده و توزيع آب شستشوي معکوس
?- قسمت (trough) به منظور فرِآوري و جمع آوري آب شستشوي معکوس که معمولا از جنس استيل، چدن و يا سيمان ميباشد.
5- از وسايل کنترل کننده جريان آب که روي فيلتر نصب ميشود نيز ميتوان استفاده کرد.
فيلتر فشاري: نسبت به نوع قبلي کاربرد وسيع تري دارد. يکي از مزاياي اين فيلترها اين است که مي توان آنرا مستقيما در مسير توليد و ارسال به واحدهاي فرآيند قرار داد و از پمپاژ مجدد جلوگيري نمود. فيلترهاي فشاري ممکن است عمودي يا افقي باشد و پوسته آن از جنس استيل به شکل استوانه اي باشد. محدوديت روش فيلتراسيون در اين است که فقط ذرات درشت را جدا ميکند.
کلر زني (Cloronization): کلر از مهمترين عناصري است که در ميکروب زدايي آب ها به کار مي رود. ترکيبات کلر همانند هيپوکلريت سديم و کلسيم و کلرآمين ها نقش ميکرب زدايي را ايفا مي کنند. چناچه کلر به آب هاي طبيعي اضافه نمايند ايجاد واکنش شيميايي مي کند. برخي از کاربردهاي مهم کلر به شرح زير است:
ميکرب زدايي، جداسازي آمونياک و ديگر ترکيبات عالي ازت دار، کنترل بو و طعم، جداسازي هيدروژن سولفوره، جداسازي آهن و منگنز،



قیمت: تومان


پاسخ دهید