اگر چه حدود سه چهارم کره زمین را آب تشکیل داده . اما متاسفانه تنها قسمت اندکی از این آب شیرین بوده وبرای مصارف انسانی قابل استفاده است ( حدوداّ ۲ الی۵/۲ درصد کل آبهای کره زمین شیرین است که ازاین مقدار ٪۹۰  آن به صورت منجمد دردوقطب شمال وجنوب قراردارد  ) .

اگر چه حدود سه چهارم کره زمین را آب تشکیل داده . اما متاسفانه تنها قسمت اندکی از این آب شیرین بوده وبرای مصارف انسانی قابل استفاده است ( حدوداّ ۲ الی۵/۲ درصد کل آبهای کره زمین شیرین است که ازاین مقدار ٪۹۰  آن به صورت منجمد دردوقطب شمال وجنوب قراردارد  ) .

نیازهای صنعتی، کشاورزی ، همچنین خوراکی و بهداشتی تمدنهای بشری باید از این منابع اندک تامین شود کم بودن منابع آب شیرین از یک سو و پراکندگی نامتعادل این منابع از سویی دیگروافزایش تقاضا برای این ماده حیاطی با رشد جمعیت استفاده بهینه از منابع آب شیرین را به صورت امری لازم برای بقاء نوع بشر در این سیاره تبدیل نموده است.

تصفیه فاضلاب راهکاری مناسب درجهت حفظ منابع آب و بهره برداری بهینه ازاین مایع حیاطی می باشد.تصفیه فاضلاب نه تنها باعث استفاده مجدد از آب بلکه ازورود پس آب به محیط زیست وسایر منابع آبی جلوگیری کرده واز تخریب محیط زیست ومنابع آبی جلوگیری می کند. در فرآیند تصفیه موادی که در فاضلاب به صورت معلق وجود داشته ازآن جدا شده وضمن بی خطر شدن امکان استفاده ازآنها هم درحدامکان بوجود می آید.یکی از این مواد لجن می باشد.

درصورت بهره برداری از لجن درزمین های کشاورزی باید مطمئن شد که مواد موجود درلجن تحت هیچ شرایطی باعث صدمه دیدن گیاه ویا خاک نشده وهمچنین بعد ازاستفاده ازمحصول توسط انسان یا دام هیچ خطری متوجه استفاده کننده نمی شود باید خاطر نشان کرد ممکن است این خطر بعد ازورود این مواد به زنجیره غذایی بروزکند(برای مثال: در استفاده کننده اولی که همان دام باشد مشکلی دیده نشود ولی افرادی که از دام و فرآورده هایش استفاده می کنند دچار مشکل شوند.) در کل استفاده از محصول به عنوان غذای انسان ودام ممکن است. باید توجه داشت که برخی از مواد گرچه در غلظتهای بالا به عنوان مواد آلاینده درنظرگرفته شود ولی درعین حال جزء عناصر مغذی جزئی مورد نیاز می باشند. دراین رابطه لازم است که بویژه به عناصری همچون مس،روی، منگنز، مولیبدن، و بور اشاره شود. تاثیر مواد آلاینده برخاک بستگی به موارد متعددی دارد که مهترین آنها عبارتند:

غلظت و مشخصات عناصر یا ترکیبات آنها

مشخصات کیفی خاک مورد نظر

میزان مواد مختلف موجود درخاک

قابلیت جذب عناصر مذکور توسط گیاه

دررابطه با مواد موجود در لجن، مقدار مواد مغذی وقابلیت دسترسی به آنها درخاک تحت شرایط متفاوت ممکن است ازاهمیت بسزایی برخوردارباشد. تقسیم صحیح موادی که ازطریق لجن وارد خاک می شوند نیزحائز اهمیت است. توجه به این نکته ضروری است که از انتقال مواد مغذی از طریق لجن بیش از نیاز خاک جلو گیری شود.

فسفات ها

تاثیر گذاری فسفات های موجود درلجن برتغذیه گیاه به طور متوسط معادل کودهای فسفات مصرفی است زیرا فسفات ها معمولاّ پس از مدت بسیار کوتاهی تبدیل به ترکیبات فسفات مشخصه خاک می شوند. افزایش غلظت فسفات ها درلجن عامل محدود کننده مقدارلجن مصرفی در کشاورزی است زیرا انتقال بیش ازحد مجاز فسفات ها به زمین با تبعات نا مطلوبی همراه است.

پتاسیم

نقش پتاسیم دررابطه با استفاده ازلجن جهت مصارف کشاورزی به دلیل قابلیت حل شدن زیاد آن درآب و غلظت بسیار کم آن درلجن بسیارمحدود بوده و قابل چشم پوشی است به بیان دیگر حتی درصورت کاربرد لجن، کود دهی شیمیایی جهت تامین پتاسیم مورد احتیاج الزامی است.

آهک

آهک موجود در لجن (مخصوصاّ لجن هایی که درزنجیره فرآیند آبگیری وتصفیه آنها از آهک استفاده شده است ) تاثیر بسزایی برمیزان PH خاک دارد. مقدار آهک موجود در لجن ممکن است معمولاّ تاحدود ٪۸ باشد. درصورت استفاده از آهک در آبگیری ازلجن (به عنوان مثال در دستگاه فیلترپرس محفظه ای) ممکن است مقدارآهک تاحدود ٪۴۰ کلسیم درماده خشک افزایش یابد. بدیهی است که در این صورت استفاده مستمرازاینگونه لجن ها ممکن است، مخصوصاّ درخاک های حساس مثل خاک های سبک ماسه ای تغییرات محسوسی درمقدارPH مشاهده گردد.

منیزیم

مقدار منیزیم موجود درلجن (اتم مرکزی کلروفیل) قالباّ برای استفاده های متعارف کشاورزی کافی است. میزان مواد مغذی جزئی موجود درلجن شامل آهن، مس، روی و بور معمولاّ برای تامین نیازهای گیاهان وجبران مقادیر شسته شده ازخاک کافیست. توجه به میزان بسیارکم مجازقابل استفاده مس وروی الزام آوراست. انتقال بیش از حد مجازمواد محلول از طریق لجن به زمین کشاورزی، ازجمله سدیم، ازت، کلسیم وهمچنین کلرایدها ممکن است سبب آسیب های قابل توجه به خاک کشاورزی شود. غلظت بالای نمک باعث ایجاد اختلالاتی درفرآیندهای اسمزی شده وتاثیر منفی بررشد گیاهان دارد. این امر باعث خشک شدن گیاهان می شود. به غیر از یونهای سولفات و کلراید، می توان از تاثیرمنفی یون های سدیم وهمچنین یون های کربنات (قلیایی شدن خاک) نام برد. بررسی میزان PH خاک ولجن قبل ازاستفاده ازآن امری لازم است.

جنب مسائل بهداشتی، توجه خاص به عواملی مانند فلزات سنگین برمشخصات خاک ورشد گیاهان ضروری است. معمولاّ آلومینیم وآهن درزمره عوامل محدود کننده استفاده لجن درکشاورزی به حساب نمی آیند.گونه هایی از گیاهان که قادرند میزان قابل توجهی یون H دفع نمایند، امکان دارد درمجاورت ریشه خود مقدارقابل توجهی آلومینیم را تثبیت کنند وبه همین دلیل هم نسبت به آلومینیم حساسیت نشان می دهند. آهن وآلومینیم تنها درخاک های اسیدی ( ۵٫۵PH< ) تاثیرمنفی دارند.

سرب برفرآیند فتوسنتز تاثیر منفی دارد. وجود نیترات سرب باعث ممانعت ازجذب دی اکسید کربن درکلروپلاست انواع مختلفی ازگیاهان می شود. درصورتی که غلظت سرب درخاک بیش ازحدود ۵۰۰ میلی گرم به ازاء هرکیلو ماده خشک باشد، مقدار آن درقسمت ریشه گیاه به مقدارزیاد افزایش می یابد، درحالی که درقسمت های بالای خاک فقط غلظت های اندک آن قابل مشاهده می باشد.

نظربه اینکه غالباّ سرب توسط ذرات خاک خیلی خوب جذب می شود.تاثیر منفی آن برگیاهانی که سطح برگ آنها پهن می باشد حساس تر است.

کادمیوم

کادمیوم نه تنها دارای تاثیرمنفی بررشد ونموگیاهان می باشد بلکه مصرف محصولات کشاورزی آلوده به آن برای انسان وجانوران زیان آورمی باشد. این عنصر در خاک های اسیدی، به مقداربیشتری جذب گیاهان می گردد.با در نظرگرفتن مشخصات زمین کشاورزی درصورت موجود بودن کادمیوم به مقدار۸۰ الی ۱٫۷ میلی گرم به ازاء هرکیلوگرم، کاهش محصول تاحدود ٪۲۵ دیده می شود.

درهمین حال غلظت کادمیوم درگیاه تا حدود ۴۰۰ میلی گرم درکیلوگرم افزایش پیدا می کند.برعکس سرب، انتقال قسمت زیادی از بار آلودگی کادمیوم به انسان ازراه تغذیه ویا به عبارت دیگراز راه زنجیره خاک – گیاه- جانور- انسان انجام می پذیرد.

مس

مس ازعناصر ضروری برای یاخته های گیاهی می باشد که درصورت وجود غلظت بالا تاثیرات سمی دارد. تاثیرات منفی این عنصرمخصوصاّ درزمین های دارای خاک سبک با PH پایین و میزان کم مواد آلی دیده می شود.علائم نخستین صدمات وارده از غلظت مازاد مس درریشه های فرعی گیاهان دیده شده وبا بالا رفتن غلظت آن تا حدود ۲۰ الی ۲۰۰  میلی گرم درکیلوگرم باعث نابودی محصول می گردد. غلظت بالای مس درخاک تاثیر منفی برفرآیندهای میکروبیولوژی داخل خاک دارد. تاثیرمنفی غلظت مازاد مس درگیاهان برموجوداتی که ازاین گیاهان تغذیه می کنند هم دارای اهمیت است.

کروم

کروم حتی درغلظت های کم، بررشد و نمو برخی گیاهان تاثیر دارد، مخصوصاّ برتشکیل کلروفیل وانجام عمل فتوسنتز. تاثیر سمی کروم سه ظرفیتی برگیاهان مشاهده نشده است. درپاره ای مواقع حتی لجن های حاوی کروم سه ظرفیتی به عنوان کود مورد استفاده قرارگرفته اند. اما تاثیرات منفی کروم شش ظرفیتی بسیار چشم گیرمی باشد. یکی از مضرات کروم شش ظرفیتی سرطانزا بودن آن است.درصورت کم بودن آهن وسرب درخاک تاثیرات منفی کروم شش ظرفیتی تشدید می شود. تاثیر منفی این عنصردرخاکهای اسیدی درصورت وجود غلظت بیش از ۵۰۰ میلی گرم درکیلوگرم وخاکهای خنثی درصورت وجود غلظت بیش از۱۰۰۰ میلی گرم درکیلوگرم مشاهده می شود.

جیوه

جیوه دروحله نخسست به میزان چشم گیری جذب مواد آلی موجود درخاک می شود. به همین علت هم اندازه جذب آن توسط گیاه بسیارپایین است. اما اگرغلظت آن در خاک بالاتراز ۵۰ میلی گرم در کیلوگرم باشد طبئات منفی آن بررشد و نمو گیاهان قابل مشاهده شده و درصورتی که غلظت آن به بیش از۱۰۰۰ میلی گرم برسد، صدمات جدی به گیاهان وارد می شود. غلظت جیوه درگیاهان حدوداّ برابر۲/۰ الی ۰۱/۰ میلی گرم به ازاء هرکیلوگرم ماده خشک است.

نیکل

نیکل درخاک های اسیدی بربیشتر گیاهان تاثیرات سمی دارد.اگرغلظت آن از ۵۰ میلی گرم درکیلوگرم بالاتربرود آثارمنفی آن برمحصول مشهود است. امکان دسترسی گیاه به نیکل موجود درخاک بستگی فراوانی به ترکیبات معدنی موجود دارد.

روی

غلظت بالای روی اسارسمی ازخود برگیاهان نشان می دهد.این امرسبب تجمع عنصرمزبوردرگیاهان نیز می شود. تاثیر منفی روی برمیزان محصول درخاک های سبک با قابلیت جذب ضعیف با غلظت های بیش از ۵۰۰ میلی گرم درکیلوگرم مشاهده می شود. صدمات جدی وقتی مشاهده می شود که غلظت روی بیش از ۱۰۰۰ میلی گرم درهرکیلوگرم باشد. اثرگذاری روی نیز بستگی زیادی به ترکیبات مربوطه درخاک دارد.

کمپوست لجن

کمپوست لجن آخرین محصول حاصل ازتصفیه فاضلاب ولجن حاصل ازآن می باشد. لجن مورد استفاده بعد ازاضافه کردن مواد مناسب ( بهبود دهنده ساختار) وانجام فرآیندهای هوازی به خاک بهداشتی تبدیل شده وکاربردهای زیادی درکشاورزی، باغبانی و احیاء زمین های بایر دارد. درصورت استفاده از لجن بهبود یافته دارای مواد کربنی مانند چوب، کاغذ و غیره باید غلظت مجاز عناصری مانند سرب ( ۴۵۰ میلی گرم درکیلوگرم )   کادمیوم ( ۵ میلی گرم درکیلوگرم )       کروم  (  ۴۵۰  میلی گرم   درکیلوگرم )      مس   (  ۴۰۰ میلی گرم درکیلوگرم ) نیکل   ( ۱۰۰  میلی گرم    درکیلوگرم )      جیوه     ( ۵۰  میلی گرم  درکیلوگرم) روی   ( ۱۲۵۰ میلی گرم   درکیلوگرم  )

رعایت شود.

محدودیت های مرتبت با خاک های سبک حاوی کمتراز ٪۵ رس ومقدارPH  بزرگتراز ۵ وکوچکتراز ۶ باید رعایت شود. تحت چنین شرایطی غلظت مجاز کادمیوم ۵/۲ میلی گرم در کیلوگرم و روی ۱۰۰۰ میلی گرم درکیلوگرم می باشد.

دررابطه با زمین های کشاورزی که خاک آنها حاوی کمتراز ٪۵ رس بوده ویا مقدارPH  آنها بزرگتراز ۵ وکوچکتراز ۶ می باشد، مقدارمجاز کادمیوم درخاک برابر ۱/۰ میلی گرم درکیلوگرم وروی برابر ۱۵۰ میلی گرم می باشد. استفاده ازلجن یا کمپوست لجن درزمین های کشاورزی که خاک آنها دارای PH کوچکتراز۵ می باشد مجاز نمی باشد.

مطالبی که دربالا ارائه شد دانسته هایی جسته وگریخته ازتصفیه فاضلاب و استفاده ازکمپوست لجن آن درکشاورزی بود که امیدوارم مورد استفاده شما دانشجویان عزیز قرار بگیرد.

گردآورنده:علیرضاشعوری الوارعلیا

منابع  : کتاب طراحی تصفیه خانه های فاضلاب