كاهش آلودگي ميكروبي آب :

كاهش آلودگي ميكروبي آب دارای اهمیت بسیار زیادی در تصفیه آب و فاضلاب می باشد. آب سالم و بهداشتي يكي از نيازهاي مهم يك جامعه است. همچنين تامين آب در كشورهاي در حال توسعه يك مسئله مهم و حياتي است. معمولا آب به سرعت ميتواند آلوده شود كه موجب غير بهداشتي و غير آشاميدن آن ميكردد. عوامل آلودگي هاي ميكروبي و باكتري يكي از مهمترين آلايندههاي آب هستند و تكنولوژي ها و فناوريهاي نوين براي تصفيه آب در اين خصوص توسعه زيادي يافته اند.با پيشرفت علم در فناوري نانو ميتوان راهكارهاي مناسب و مطلوب براي تصفيه آب و همچنين براي بهبود كيفيت آب توسط نانو مواد (نانو ذرات) كه خاصيت ضد باكتري بالايي دارند، ارائه نموده است. يكي از مهمترين تركيبات نانو ذرهاي كه خاصيت ضد باكتري موثر بر روي تعداد زيادي از ميكروارگانيسمها دارند، نانو ذرات نقره است كه يكي از نانو ذرات پر طرفدار در حيطه ضدباكتري است.

آب سالم و تميز نياز اساسي براي زندگي انسان به شمار ميرود. جهان هنوز با چالش افزايش تقاضاي آب سالم آشاميدني و كاهش آلودگي ميكروبي آب در كشورهاي در حال توسعه روبه روست. باكتريها عمده آلاينده هر منبع آبي هستند. كاهش آلودگي ميكروبي آبامري ضروري مي باشد. سازمان بهداشت جهاني گزارش كرده كه 80ميليون از بيماريها و يك سوم از مرگ و مير ها در كشورهاي در حال توسعه ناشي از مصرف آب آلوده بوده است .طبق گزارش 3/8 ،UNICEFميليون از كودكان زير 5سال در سر تاسر جهان در سال 1993به دليل بيماري اسهال درگذشته اند.
رشد انواع باكتريهايي كه مقاوم در برابر آنتي بيوتيكها هستند يك مشكل مهم براي سلامت انسان است،كه اين
باكتريها يكي از آلايندههاي مهم آب به شمار ميرود. موادهاي ضدباكتري كه از رشد و تكثير ميكروارگانيسمها به خصوص باكتريها جلوگيري ميكنند،جهت بهبود كيفيت و بهداشت آب مورد استفاده قرار گرفته اند.

پيشرفت علم به خصوص در نانو بسياري از مشكلات از جمله مشكلاتي كه مرتبط با كيفيت آب را بر طرف نمايد. ميتوان نانو ذرات را در سيستمهاي تصفيه آب و كاهش آلودگي ميكروبي آب مورد استفاده قرار داد. نانوذرات مانند نقره، مس ،روي تيتانيوم و طلا خاصيت ضدباكتري دارند.البته نانو ذرات نقره خاصيت ضد باكتري موثر و مطلوبي را در برابر طيف وسيعي از باكتريها،ويروسها و ساير ميكروارگانيسمها را دارا ميباشد،كه ميتوان در سيستم تصفيه آب استفاده نمود.

كيفيت قابل قبول آب :

آب به سرعت مواد طبيعي و مصنوعي را جذب كرده و سريع آلوده مي شود. كه معمولا موجب غير بهداشتي شدن آن جهت آشاميدن و مصارف مختلف در صنايع مختلف ميگردد.
عوامل بيماريزا روده اي و مواد شيميايي خطرناك بيشترين آلاينده هاي مرتبط با آشاميدني و مصرفي هستند. توسط سازمانها چهار نوع هدف اصلي مبتني بر سلامت به كار برده ميشود :
-اهداف پيامد بهداشتي
-اهداف كيفي آب
-اهداف كارايي
-اهداف تكنولوژي اختصاصي
عوامل مختلف و گوناگوني باعث نا مطلوب شدن و غير بهداشتي شدن آب مي شود كه عبارتنداز:
– رنگ: رنگ مربوط به حضور مواد آلي )حاصل از خاك هاي گياهي( و يا نمك هاي معدني آهن و منگنز است.
– مواد معلق: مواد معدني ريز و مواد گياهي و جانوري كه تحت شرايط معمول ته نشين نميشوند.
– كدورت: معياري از زلالي يا شفافيت آب است. تيرگي ممكن به دليل عوامل بي شماري مانند ذرات معدني ريز به صورت سوسپانسيون ، تعداد زياد باكتريها حتي حبابهاي هواي ناشي از هوادهي اضافي ايجاد شود.
-عوامل بيماري زا: شامل ويروسها، باكتريها، پروتوزوآها يا ديگر انواع موجودات زنده بيماريزا بوده كه بر سلامتي مصرف كننده تاثير نامطلوب دارند. منشاء آنها ميتواند مواد زائد انساني يا حيواني باشد كه منابع آب را آلوده ميكنند.
–سختي: سختي زياد و خيلي كم به طور يكساني نامطلوب مي باشد. عمدتا سختي زياد ناشي از منابع آب زيرزميني بوده در حالي كه آبهاي خيلي سبك ويژگي برخي ار آبخيز هاي مناطق كوهستاني است.
-طعم و بو: طعم و بوي نامطلوب دلايل معتددي از قبيل آلودگي توسط فاضلاب، غلظت زياد برخي از مواد شيميايي خاص مانند آهن، منگنز يا آلومينيوم، تجزيه گياهان، شرايط راكد ناشي از فقدان اكسيژن در آب و حضور جلبكهاي خاص دارد.
-مواد شيميايي مضر:گستره وسيعي از مواد آلي و معدني سمي و مضر ميتوانند در منابع آب وجود داشته باشند. آنها از خاك جذب شده يا به دليل آلودگي ناشي فاضلابهاي خانگي و يا صنعتي ميباشند.

نانو مواد ضد ميكروبي براي ضدعفوني آب و كاهش آلودگي ميكروبي آب مي توان استفاده كرد عبارتند از :
-پپتيدها و كيتوزان
-نانو ذرات نقره
-فلوران ها
-اكسيد تيتانيوم TiOଶ
-اكسيد روي ZnO
-نانوتيوب هاي كربن
مقايسه خاصيت ضدباكتري مواد نانو ذرات معدني به ترتيب عبارتند از :
Ag>Hg>Cu>Cd>Pb>Co>Au>zn>fe>Mn>Sn
در بين تمام مواد نانو ضد ميكروبي، نانو ذرات نقره داراي بيشترين مصرف است. از مكمل هاي مواد غذايي تا پوشش سطحي وسايل آشپزخانه، سيستم هاي تصفيه آب خانگي؛كه گزارش شده % 99/99پاتوژن ها را حذف مي كند، از غشايي آغشته به نقره يا سطحي پوشيده شده با نقره استفاده شده است.ذرات نانو كيتوسان در وسايل و لوازم آرايشي، نگهداري مواد غذايي، كشاورزي و پزشكي به كار مي رود. اين ماده علاوه خاصيت ضد ميكروبي باعث خاصيت هيدروفوبيك (آب گريزي) در محصولات مي شود. كيتوسان در تصفيه آب و فاضلاب به عنوان ماده كواگولانت /فلوكولانت به كار رفته است TiO به خاطر شفافيت و ايندكس انعكاسي بالا مخصوصاً به شكل جايگزين شده، امروزه در بسياري از محصولات از جمله ضد آفتاب، خميردندان و نقاشي استفاده مي شود .اين ماده همچنين در تصفيه كننده هاي هواي خانه ، جهت حذف تركيبات فرار آلي و كاهش آلودگي ميكروبي آب به كار مي رود. نانومواد مي توانند به طور بالقوه به عنوان ضد عفوني كننده مناسب استفاده شوند و يا اينكه جهت افزايش اثر ضد عفوني كنندگي به همراه تكنولوژي هايي مانند ،UVاستفاده گردند.

امروزه از علم نانو در حيطه هاي مختلفي از جمله  كاهش آلودگي ميكروبي  آب ، استفاده ميشود.كه نانو ذرات به دليل نسبت سطح به حجم بسيار بالا،خواص بهتري را از خود نشان ميدهند به خصوص در ارتباط با خاصيت ضد ميكروبي، ويژگيهاي منحصر به فردي را نشان مي دهند.در كاهش آلودگي ميكروبي آب به خصوص براي ضد باكتري، ميتوان از نانو ذرات نقره ، كيتوزان، نانولوله هاي كربن و دياكسيدتيتانيوم ميتوان استفاده نمود. البته پژوهشهاي بيشتري در مورد ايمني نانو ذرات بر روي سلامت انسان و محيط زيست بايد انجام پذيرد. همچنين اقتصادي بودن نانو ذرات در سيستم تصفيه آب آشاميدني و مصرفي بايد مد نظر قرار بگيرد تا بتوان از نانو ذرات در سيستم تصفيه آب استفاده نمود. نانو ذرات ضد باكتري مانند نانو ذرات نقره توانسته است تغييراتي در سيستم تصفيه آب جهت از بين بردن ميكروارگانيسم مانند باكتريها انجام پذيرد.