ترکیبات گوگرد موجود در آب آشامیدنی (بخش اول – سولفید هیدروژن)‏

ترکیبات گوگرد موجود در آب، معمولاً به دو صورت "سولفید هیدروژن" و "سولفات" یافت می شوند. علیرغم اینکه این دو ترکیب گوگرد برای سلامتی انسان ضرری ندارند، اما مشکلاتی را از نظر طعم و بو و نیز ایجاد رسوب در سیستم های انتفال آب ایجاد می کنند. در این مقاله، بنا داریم تا به بررسی و شناسایی بیشتر "سولفید هیدروژن" و نحوه تصفیه آن از آب آشامیدنی بپردازیم.

"سولفید هیدروژن"

یک نوع باکتری بنام "باکتری گوگرد"، مهمترین عامل به وجود آورنده گاز سولفید هیدروژن است. این باکتری، گوگرد را تغذیه و به سولفید هیدروژن تبدیل می کند. باکتری گوگرد در مناطقی که دارای کمبود اکسیژن هستند، مانند چاه های آب عمیق، سیستم های لوله کشی انتقال آب، دستگاه های سختی گیر آب و دستگاه های آبگرمکن زندگی و رشد می کنند.  رشد و نمو باکتری گوگرد در آب گرم خیلی بیشتر از آب سرد است.  

به غیر از باکتری گوگرد، سولفید هیدروژن گاهی می تواند بصورت طبیعی در آبهای زیرزمینی وجود داشته باشد. در این حالت، تجزیه و فاسد شدن مواد گیاهی، دلیل تولید گاز سولفید هیدروژن در آبهای زیرزمینی است. بنابراین، گاز سولفید هیدروژن می تواند در آب خروجی بسیاری از چاه های عمیق، وجود داشته باشد.

آبگرمکن ها هم از مکانهای تجمع گاز سولفید هیدروژن و بوی ناشی از آن هستند. استفاده از آنود منیزیم محافظ خوردگی در این آبگرمکن ها می تواند باعث جلوگیری از تبدیل سولفات به سولفید هیدروژن شده و از تولید بوی ناخوشایند این گاز جلوگیری نماید.  

مهمترین علامت وجود سولفید هیدروژن در آب، استشمام و احساس طعم و بوی تخم مرغ گندیده است که حس ناخوشایندی را به همراه دارد. البته باید در نظر داشت که سولفید هیدروژن در مقادیر معمولی که در آب وجود دارد، برای سلامتی ضرری ندارد و تنها حس ناخوشایندی از طعم و بوی آب به فرد منتقل می شود. بوی گاز سولفید هیدروژن، بسیار قوی بوده و حتی در مقادیر کم هم قابل تشخیص است. بهتر است پیش از هر اقدامی برای از بین بردن بوی نامناسب، ابتدا منشأ بوی سولفید هیدروژن را شناسایی کنیم.

شناسایی منشأ گاز سولفید هیدروژن

ابتدا، سعی کنید تشخیص دهید که بوی گاز سولفید هیدروژن، در خروجی شیر آب سرد است و یا آبگرم؟ یا هر دو؟ اگر بوی نامطبوع ناشی از سولفید هیدروژن، تنها در آب گرم باشد، به احتمال زیاد، مشکل در آبگرمکن است. اگر پس از گذشت مدتی زمان، بوی سولفید هیدروژن قطع شد، دلیل بر احتمال وجود مشکل در سیستم لوله کشی است  که در اینصورت، نیاز به استفاده از کلر برای از بین بردن باکتری گوگرد  وجود خواهد داشت.

این بررسی را برای تمامی شیرهای منزل انجام دهید. اگر بوی سولفید هیدروژن تنها در یک شیر قابل تشخیص باشد، مشکل احتمالی در سیستم تخلیه و لوله کشی سینک آن شیر بخصوص وجود دارد. در اینصورت، باید قطعات سینک کاملاً ابتدا ضدعفوونی و سپس مسیر لوله های متصل به سینک، با آب شستشو شوند.

نهایتاً اگر بعد از تمامی این بررسی ها مشخص شده که بوی گاز سولفید هیدروژن در آب خروجی تمامی شیرها وجود دارد، منبع اصلی تأمین آب دارای مشکل بوده و توصیه می شود تا از سیستم های اشعه ماوراء بنفش و فیلترهای مخصوص حذف سولفید هیدروژن از آب  که در ادامه مقاله به تفصیل به آن پرداخته خواهد شد، استفاده شود.

میزان مجاز سولفید هیدروژن در آب آشامیدنی

سولفید هیدروژن، در دسته بندی آلاینده ها، یک آلاینده نوع دوم محسوب می شود. یعنی از آن دسته آلاینده هایی است که برای سلامتی ضرر جدی نداشته و تنها باعث نامطبوع کردن طعم و بوی آب می شود. بوی تولید شده توسط سولفید هیدروژن حتی در مقادیر کمتر از 5/0 ppm، توسط عموم مردم قابل تشخیص است. سولفید هیدروژن با مقدار کمتر از 1ppm ، باعث می شود تا آب بوی کپک یا لجن به خود بگیرد. وجود سولفید هیدروژن با میزان بین 1 تا 2 ppm، باعث تولید بوی تخم مرغ گندیده و افزایش خورندگی آب در برابر لوله های فلزی مسیر انتقال می شود. بطور معمول، میزان سولفید هیدروژن در آب کمتر از 10 ppm است. هرچند که در مواردی، وجود 50 تا 75 ppm سولفید هیدروژن در آب هم در برخی مناطق گزارش شده است.

روش های تصفیه آب  دارای سولفید هیدروژن

روش انتخابی برای تصفیه آب چاه و یا آب آشامیدنی دارای سولفید هیدروژن، بستگی به میزان این آلاینده در آب دارد.

- در صورتیکه بعد از بررسی لازم، مشخص شد که مشکل در منبع آب (مثلاً چاه آب) است، برای اینکه عامل احتمالی اصلی، یعنی باکتری گوگرد را از بین ببریم، لازمست تا "شوک کلرزنی" در چاه آب انجام دهیم. برای مطالعه نحوه انجام شوک کلرزنی چاه آب، این مقاله را مطالعه کنید.

- اگر میزان سولفید هیدروژن در آب، مقدار ناچیز (کمتر از 1 ppm) باشد، ساده ترین راه برای از بین بردن بوی نامطبوع، استفاده از فیلترهای کربن فعال است. گاز سولفید هیدروژن ضمن عبور از داخل مواد متخلخل کربن فعال، به دلیل توان سطح جذبی بالای کربن فعال، به این فیلترها جذب شده و از آب خارج می شوند. البته با توجه به اینکه علاوه بر منشاء اصلی چاه، باکتری گوگرد در مسیر لوله های انتقال آب هم می تواند وجود داشته باشد، توصیه می شود که بعد از فیلتر کربن فعال، از یک سیستم اشعه ماوراء بنفش نیز استفاده شود تا در صورت وجود باکتری گوگرد، آنرا از بین ببرد.

- برای مقادیر بالاتر سولفید هیدروژن در آب (بین 5 تا 7 ppm)، استفاده از فیلترهای اکسید کننده توصیه می شود.معروف ترین نوع فیلترهای اکسید کننده، موادی با نام گرین سند (Green Sand) هستند. گرین سند، دانه های شنی با روکش دی اکسید منگنز هستند که در تماس با سولفید هیدروژن، بلافاصله آن را اکسید کرده و از حالت گاز تبدیل به ذرات جامد می کند. ذرات جامد سولفید هیدروژن اکسید شده، در داخل دانه های گرین سند گیر کرده و از آب بصورت فیزیکی جدا می شوند. فیلترهای گرین سند علاوه بر نیاز به بک واش منظم، می بایست در بازه های زمانی تعریف شده، توسط پرمنگنات پتاسیم احیا شوند تا در طول زمان، خاصیت خود را از دست ندهند.

- برای مقادیر زیاد سولفید هیدروژن (بین 7 تا 10 ppm)،  از تزریق مواد اکسید کننده قوی مانند کلر مایع (مانند هیپوکلریت سدیم که همان وایتکس است) و یا پرمنگنات پتاسیم در آب و سپس عبور از یک فیلتر جدا کننده استفاده کرد. مکانیزم این روش نیز، اکسیداسیون سولفید هیدروژن، تبدیل آن به ذرات جامد و سپس جدا کردن فیزیکی آن از آب است. در این روش، آب و ماده شیمیایی اکسید کننده تزریق شده در آن، در یک تانک ذخیره حدود 30 تا 45 دقیقه باقی می مانند تا عمل اکسیداسیون بصورت کامل انجام پذیرد. مدت زمان لازم برای باقی ماندن آب در مخزن ذخیره، بستگی به میزان ماده شیمیایی اکسید کننده تزریق شده، شکل مخزن و دمای آب دارد. پس از این مدت، آب وارد یک فیلتر جدا کننده ذرات و سپس وارد یک فیلتر کربن فعال برای حذف کلر مازاد می شود. اگر بجای کلر از پرمنگنات پتاسیم برای اکسید کنندگی استفاده شده باشد، توصیه می شود تا بجای دو فیلتر جدا کننده و فیلتر کربن فعال، از یک فیلتر گرین سند برای جداگنندگی ذرات جامد اکسید شده بعد از تانک ذخیره استفاده شود.

بصورت کلی، روش حذف سولفید هیدروژن از آب، خیلی شبیه به حذف آهن و منگنز از آب است. به همین دلیل است که در بسیاری از مواقع، فیلترهای طراحی شده برای حذف آهن ومنگنز، برای حذف سولفید هیدروژن نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

روش های اشاره شده فوق، برای تصفیه کل آب ورودی به منزل و یا تصفیه آب چاه که حاوی سولفید هیدروژن هستند، توصیه شده ‏است. اما روش های دیگری مانند تقطیر و یا استفاده از دستگاه های تصفیه خانگی اسمز معکوس (‏RO‏) نیز می توانند مقادیر آب کم ‏حاوی سولفید هیدروژن را تصفیه و آن را برای آشامیدن، مناسب کنند. ‏

روش های فوق را می توان در جدول زیر، خلاصه نمود:

لازم به ذکر است که "ازن" هم مانند کلر و پرمنگنات پتاسیم، یک ماده اکسید کننده و ضدعفونی کننده قوی است. استفاده از ازن برای اکسید کردن سولفید هیدروژن و سپس جداکردن فیزیکی هم در مواردی استفاده می شود.

برای مطالعه بخش دوم این مقاله، اینجا را کلیک کنید.