تأثير المخلفات الكيميائية لمخابر جامعة حلب في استدامة مياه الصرف الصحي في الزراعة
The Effect of Aleppo University Laboratories, Chemical Residue in The Sustainable Use of Wastewater in Agriculture
رسالة علمية أعدت لنيل درجة الماجستير في الهندسة الزراعية قسم علوم التربة واستصلاح الأراضي بكلية الهندسة الزراعية جامعة حلب
إعداد الطالبة
سعاد شهوان
بإشراف
د. محمد حسام بهلوان
أ.د. عباس حزوري
قسم علوم التربة واستصلاح الأراضي
كلية الهندسة الزراعية - جامعة حلب
2014 - 2015م
الملخص
تتركز اهمية هذه الدراسة في تقييم نوعية الملوثات التي ترمى في المجاري المرتبطة بمخابر التحليل والعيادات المختلفة الموجودة في المراكز العلمية التابعة لجامعة حلب وتم مقارنة أهم المؤشرات الكيميائية لهذه المياه مع المياه العادمة الموجودة في أحواض الترسيب التابعة لمحطة الصرف في الشيخ سعيد. وكذلك تم تحديد كفاءة محطة المعالجة في التخلص من بعض الملوثات من خلال مقارنة خصائص المياه العادمة الداخلة إلى المحطة مع عينات مماثلة مأخوذة من مخرج المحطة. ومن خلال هذه الرؤية كان لابد من إتباع منهجية عملية في قراءة تأثير مياه الصرف الصحي في استدامة استخدامها في الزراعة، من خلال دراسة حركية وانتقال عنصر الرصاص في التربة. وذلك من خلال تطبيق تجربة مخبرية ضمن أعمدة ترابية تم امرار مياه ملوثة صنعياً بمستويين من تركيز الرصاص. وقد تم تقسيم منهجية هذه الدراسة إلى أربع مراحل وفق الآتي:
1-المرحلة الأولى: دراسة الخصائص الكيميائية لمياه الصرف الناجمة عن راكارات بعض المراكز العلمية في جامعة حلب.
2-المرحلة الثانية: دراسة وتقييم مياه الصرف في الشبكة العامة لمدينة حلب، وتحديد كفاءة عمل محطة المعالجة في الشيخ سعيد لعام 2011.
3-المرحلة الثالثة: تقييم مياه الصرف الناتجة عن جهاز الامتصاص الذري في مخبز أبحاث كلية الشراعة (دراسة حالة).
4-المرحلة الرابعة: دراسة حركية و انتقال الرصاص في نوعين من الترب السورية.
وفيما يلي عرض موجز لأهم النتائج التي تم التوصل إليها:
أولا- دراسة الخصائص الكيميائية لمياه الصرف الناجمة عن راكارات بعض المراكز العلمية في جامعة حلب.
تم تحديد أربع مراكز علمية تابعة لجامعة حلب وهي:
(راكمار المشفى الجامعي، راكار العيادات السنية في كلية طب الأسنان، راكار كلية العلوم، راكار كلية الزراعة). قطفت عينات من مياه الصرف التي تصل من المخابر والعيادات الموجودة في المراكز الآنفة الذكر، بشكل أسبوعي وعلى مدار ثلاثة أشهر خلال النصف الأول من عام 2011. حيث تم تحديد خمسة تواريخ من كل شهير موعداً ثابتاً لأخذ العينات. وتم تحديد أشهر نيسان و أيار وحزيران بحيث تمثل فترات ذات نشاط عالي ومتوسط ومنخفض على الترتيب، للخمابر والمراكز العلمية المدروسة. وأخذت العينات المقطوفة إلى المخبر لإجراء التحاليل الكيميائية والفيزيائية وكان أهم النتائج المتحصل عليها في هذه المرحمة:
أظهرت الدراسة انخفاض الرقم الهيدروجيني لعينات الصرف الناجمة عن بعض المراكز العلمية التابعة لجامعة حلب بشكل كبير، مما قد ينعكس على نوعية المياه في الشبكة العامة للصرف الصحي، وهذا ما يسبب مشاكل عديدة، منها قد يصيب الكائنات الحية بشكل مباشر.
أوضحت الدراسة ارتفاع قيم التوصيل الكهربائي لبعض العينات بشكل كبير يفوق الحدود المسموح بها، كما هو الحال بالنسبة للعينات المأخوذة من كلية العلووم في شهر حزيران، حيث وصل معدل التوصيل الكهربائي إلى نحو 13000 ميكروسيمينز/سم.
أشارت الدراسة إلى وجود تلوث واضح لمياه الصرف الناجمة عن كل المراكز العلمية بعنصر المولبيدنيوم حيث بلغ أعلى معدل لتركيزه في راكار العيادات السنية (L/mg 719.0).
بينت الدراسة ارتفاع تركيز بعض العناصر الثقيلة في مياه الصرف الناجمة عن المراكز العلمية إلى مستويات فاقت الحدود المسموح بها، بحيث يمنع من وصمولها إلى الشبكة العامة للصرف الصحي، حسب الحدود الموضوعة من قبل هيئة المواصفات والمقاييس السورية رقم 2550 لعام 2005.
كما هو الحال في الرصاص ( 4.39 mg/L) والكادميوم (0.331 mg/L) والنحاس (0.65 mg/L) والمنغنيز (0.92 mg/L)
ثانياً- دراسة وتقييم مياه الصرف في الشبكة العامة لمدينة حلب، وتحديد كفاءة عمل محطة المعالجة في الشيخ سعيد لعام 2011.
بهدف مقارنة نوعية مياه الصرف الناتجة من المراكز العلمية التابعة لجامعة حلب، مع مياه الصرف الموجودة في الشبكة العامة للصرف الصحي لمدينة حلب، وبهدف التعرف على كفاءة محطة المعالجة في الشيخ سعيد، تم تحديد موقعين لقطف عينات من مياه الصرف الصحي في محطة المعالجة هما: مدخل المحطة ومخرج المحطة.
وفيما يلي أهم النتائج التي تم التوصل إليها في هذه المرحلة:
بينت الدراسة أن الرقم الهيدروجيني لعينات مخرج المحطة أعلى من مثيالتها في مدخل المحطة، وأظهرت الدراسة تقارب قيم الرقم الهيدروجيني على مدار العام، فقد تراوحت بين (7.59 - 7.86) و(7.38 - 7. 69) لعينات ممثلة لمخرج المحطة ومدخل المحطة على الترتيب.
أشارت الدراسة إلى ارتفاع قيم التوصيل الكهربائي لعينات مخرج المحطة بالمقارنة مع عينات مدخل المحطة، وربما يعزى ذلك إلى ذوبان بعض الأملاح المترسبة في قاع حوض الرمل.
أوضحت الدراسة أن قيم الـ COD والـ BOD لعينات مخرج المحطة أقل من مثيالتها من عينات مدخل المحطة. وهذا دليل على أن حوض الرمل قادر على تخفيض الحمولات العضوية، و هذا ماأضه عامل الإزالة (RI) فقد تراوح بين (1.63% 42.89%) (1.91% - 89%) على الترتيب.
ثالثاً- تقييم مياه الصرف الناتجة عن جهاز الامتصاص الذري في مخبر أبحاث كلية الزراعة (دراسة حالة).
بهدف تقييم مياه الصرف الناجمة عن مخابر التحليل النوعية، والتي لا يتم صرف فضلاتها إلى شبكة الصرف العامة بشكل مباشر، إنما يتم تجميع المياه المنصرفة ضمن عبوات خاصة (سعة 20 ليتر). فقد تم قطف عينات من مياه الصرف الخاصة لجهاز الامتصاص الذري (التابع لمخبر الأبحاث في قسم علوم التربة في كلية الهندسة الزراعية) وعلى فترتين. ومن أهم النتائج التي تم التوصل إليها:
أوضحت نتائج الدراسة ارتفاع تركيز الكلوريد بشكل كبير في عينات مياه الصرف لجهاز الامتصاص الذري.
أظهرت نتائج التحليل المخبرية أن هناك ارتفاع في تركيز بعض العناصر الثقيلة بشكل كبير جداً كما هو الحال في (3.2 mg/L) والكادميوم (0.48 mg/L) والمولبيدنيوم (0.75 mg/L) والمنغنيز (L/mg 77.0). وهذه التراكيز العالية تفوق الحدود المسموح بها في مياه الصرف المعالجة وغير المعالجة. حسب (Metcalf and Eddy, 2007).
رابعاً- دراسة حركية و انتقال الرصاص في نوعين من الترب السورية. تم تنفيذ هذه المرحلة من خلال تطبيق أعمدة من التربة لوصف طبيعة انتقال الرصاص في نوعين من الترب السورية. حيث جمعت عينات الترب من موقعين: الموقع A: يمثل الترب الحامضية الناشئة فوق صخور بازلتية في منطقة ضير القصير الواقعة غرب مدينة حمص. الموقع B: يمثل الترب الجيرية المنتشرة في منطقة دير حافر الواقعة في شرق مدينة حلب. ومن أهم نتائج هذه الدراسة:
أوضحت الدراسة أن حركية وانتقال الرصاص في التربة يخضع بشكل واضح إلى الخواص الفيزيائية والفيزيوكيميائية للتربة، والتي تتعمق بمحتواها من الطين، والذي يؤثر بدوره في حركة الماء ضمن المسام السائدة في التربة. فالترب التي تملك نسبة مسام كبيرة على حساب نسبة المسام الدقيقة تجعل سرعة الرشف فيها عالية كما في تربة ضهر القصير.
كما أن لمحتوى التربة من كربونات الكالسيوم أثراً فعالاً في تثبيت حركية أيونات الرصاص، وعدم تغلغلها إلى الطبقات العميقة، من خلال تكوين مركبات شحيحة الذوبان مثل كربونات الرصاص، مما يخفض من كمية الرصاص الذائب في الترب الجيرية (كما هو الحال في تربة دير حافر).
وأظهرت الدراسة أن الرصاص بطيئ الحركة جداً في التربة، وذلك من خلال تراكم معظم الرصاص المضاف عن طريق المياه الملوثة صنعياً في الطبقة العليا من أعمدة التربة.
وأخيراً وبالرغم من أن الدراسة أشارت إلى انخفاض تركيز العناصر الثقيلة في عينات مدخل ومخرج المحطمة عن الحدود الموضوعة من قبل هيئة المواصفات والمقاييس السورية رقم ( 2752 / 2003)
ورقم 2580 / 2008) ومن قبل (2007, Eddy and Metcalf) وبناءً على خصائص التراكم تتميز التي بها العناصر الثقيلة في النظام البيئي، خلصت الدراسة إلى ضرورة وضع ضوابط صارمة على المخابر والمراكز العلمية والمنشآت الاقتصادية المختلفة التي تقوم برمي فضمالتها في الشبكة العامة للصرف الصحي، والعمل على تركيب وحدات معالجة للحد من تلوث المياه واستدامتها من أجل إعادة استخدامها في ري الأراضي الزراعية.
The Effect of Aleppo University Laboratories, Chemical Residue in The Sustainable Use of Wastewater in Agriculture
Thesis Submitted for the Degree of Master of Science (M.Se) In Agricultural Engineering (Department of Soil and Land Reclamation)
Submitted by
Sowad Shahwan
Supervised by
Dr.Mohmmad Hosam Bahlwan
Dr. Abbas Hazzori
2014-2015
Summary:
The Importance of this search was to assessing pollutants quality which were found in sewers of analytical laboratory or different clinics at university of Aleppo. Most important chemical parameters for this wastewater were compared with wastewater which were collected from sediments basins at Al-sheikh Saaid sewage water station. Also, the efficiency of station in purring some poll were determined by comparing the specifications of water samples pre and post station. In this way, we should follow the scientific method to obtain the effect of sewage sludge water on the sustain of use in agriculture, through study the dynamic transmission lead in soil. Laboratory experiment were conducted by using soil columns. The artificially contaminated water of through columns was pass at two levels of lead concentrations. Four stages were followed to lay out of thisstudy:
1- First phase: the study of chemical characteristics of sewers waters for university of Aleppo centers.
2- Second phase: the study and evaluation the public network Aleppo city sewers, and determine the efficiency of Al-sheikh Saaid sewage water station at 2011.
3- Third phase: evaluation the sewage water from atomic absorption advice at faculty of agriculture laboratory (case study).
4- Fourth phase: study of kinetics and transport of lead at tow Syrian soil types.
The results were as follow:
1- The study of chemical characteristics of wastewater in resulting from some scientific centers in the university of Aleppo:
We selected for scientific centers at Aleppo University: regar of university hospital, regar of dentinal clinics at Dental faculty, regar of science faculty, regar of agriculture faculty). New sewage water samples from laboratory and clinics were collected weekly through three months at first half of 2011 year. Fixed five dates at each month were determined to take samples. The months which selected were April, May and June which were selected as high, medium and low laboratory activity respectively. Samples analyzing showed that:
pH degree for sewage water samples were very low, which may affect the water specification in general sewage sludge net, and may cause some problems, as direct effect onviral objects.
The study showed the elevation of EC values at some samples more than permitted values. This case were found in samples which were selected from science faculty laboratory at June, the EC value was 13000 MicroSimens/cm.
Water samples were clearly contaminated by molybdenum element, highest concentration (0.719 mg/l) were showed at reagr of dental clinics.
Some heavy metals concentrations were highest than permitted values, and it forbidden to throughout this concentrations by organization for standardization standards No.2580 for 2008. As lead (4.39 mg/l), cadmium (0.331 mg/l), copper (0.65 mg/l) and manganese (0.92 mg/l).
2- The study and evaluation the general Aleppo city sewers, and determine the efficiency of Al-sheikh Saaid sewage water station at 2011.
Two site were selected at Al-sheikh Saaid station to take samples before and after station, by aiming compare sewage water quality between Aleppo university scientific centers and sewage water at Alsheikh Saaid station. And two evaluation the efficiency of station. The results showed:
Samples pH values after station were highest than samples before station. The study showed that pH values were similar through year, they were 7.38-7.69 at samples before station and 7.59-7.86 at samples after station.
Samples EC values after station were highest than samples before station. These may be because soluble some salts which were precipitated at below sand basin.
The COD and BOD values at samples after station were less than samples before station. This indicate that sand basin can minimize organic loads. And this was cleared when estimate removal indices (RI) which was between (12.63%-89.42%) and (1.91%-89%) for COD and BOD respectively.
3- Evaluation the sewage water from atomic absorption advice at faculty of agriculture laboratory (case study).
Water samples from sewage water of atomic absorption advice (at research laboratory in soil science in faculty of agriculture) were taken two times. That was to evaluate sewage water which found at specific analyzing laboratory, and water were not throughout into sewers but were collected in special refills (20 l). The main results were:
Chloride concentration was very high in sewage water for atomic absorption device.
There were very high concentration for some trace elements like: lead (3.2 mg/l), cadmium (0.48 mg/l), molybdenum (0.75 mg/l) and manganese (0.77 mg/l). These concentrations were above permitted limits in both water types (treated and untreated) (Metcalf and Eddy, 2007).
4- Study of dynamics and transmission of lead at tow Syrian soil types.
Laboratory study was carried out to study the kinetics and transport of Pb2+ in two types of Syrian soils (Acidic and basic) within the columns of soils. First site A: acidic soils on basalt rocks were taken from Tahe Alksir, west Homs. Second site B: a calcareous soil type from Deir Hafer est of Aleppo. Results were as follow:
the kinetics and transport of lead is depend clearly on soil physical and physio-chemical characteristics, which related with its clay content, which was affect water movement within soil pores. The soils with high ratio of large pores had faster infiltration capacity like Zahr Alksir soil.
Soil calcium carbonate content had important role on fixing lead ions kinetics, by great low soluble capacity like lead carbonate, these may reduce soluble lead in calcareous soil (like Deir Hafer Soil).
Lead element was very slow in movement within soil, and most lead which added artificially contaminated water was accumulate at top of soil layers.
Finally, the study show that heavy metals concentration in water samples input and output station were lower than Syrian standardization and classification committee No. (2752/2003) and No. (2580/2008), Also as (Metcalf and Eddy, 2007). Based on the accumulation properties for heavy metals in ecosystem, the experiment concluded to importance of make limits on different laboratory, scientific centers and economical factories which throughout their wests in public network. And we advise to installation that need for strict controls on laboratory and public network of station processing units to reduce water pollution and sustainably in order to store used to irrigation agricultural lands.
تحميل الرسالة
قراءة وتحميل الرسالة