ما هي المياه العذبة؟
المياه العذبة: هي أي مياه تحدث بشكل طبيعي، باستثناء مياه البحر والمياه شبه المالحة، حيث تشمل المياه العذبة المياه في صفائح الجليد والغطاء الجليدي والأنهار الجليدية والجبال الجليدية والمستنقعات والبرك والبحيرات والأنهار والجداول وحتى المياه الجوفية، تتميز المياه العذبة عمومًا بتركيزات منخفضة من الأملاح الذائبة والمواد الصلبة الذائبة الكلية الأخرى، على الرغم من أن المصطلح يستثني على وجه التحديد مياه البحر والمياه المالحة إلا أنه يشمل المياه الغنية بالمعادن مثل ينابيع الكربل.
المياه العذبة ليست مثل مياه الشرب، الكثير من مياه الأرض العذبة (على السطح والمياه الجوفية) غير مناسبة للشرب دون بعض العلاج، حيث يمكن أن تصبح المياه العذبة ملوثة بسهولة بسبب الأنشطة البشرية أو بسبب عمليات تحدث بشكل طبيعي مثل التعرية.
لا يمكن للنباتات والحيوانات أن تعيش بدون مياه عذبة؛ لأن جميع الكائنات الحية تتكون في الغالب من الماء، فعلى سبيل المثال: الشجرة تحتوي على حوالي 60٪ ماء ومعظم الحيوانات تحتوي على حوالي 50-65٪ ماء، كما يحتاج كل منا إلى كميات هائلة من الماء، حيث أن الماء مهم جداً لبقاء جميع الكائنات الحية حيث يمكن أن تزدهر بعض الكائنات الحية على المياه المالحة ولكن الغالبية العظمى من النباتات الأعلى ومعظم الثدييات تحتاج إلى مياه عذبة لتعيش.
هنالك جزء صغير من المياه العذبة الموجودة في كوكبنا، حيث يوجد حوالي 97.4٪ من حيث الحجم في المحيطات وهو مالح جدًا للشرب أو الري أو الصناعة، معظم المياه المتبقية البالغة 2.6٪ هي مياه عذبة ومحبوسة في طبقات جليدية أو أنهار جليدية أو أنها عميقة جدًا تحت الأرض ولا يمكن الوصول إليها ويمكن أن تكون مالحة جدًا وبحاجة لمعالجة، وبالتالي فإن حوالي 0.014٪ فقط من إجمالي حجم المياه في الأرض متاحة لنا بسهولة مثل رطوبة التربة والمياه الجوفية القابلة للاستخدام وبخار الماء والبحيرات والجداول.
تلوث المياه العذبة في النظم البيئية:
يعتمد تركيزO2 المذاب بشكل كبير على كمية الملوثات، لأن معظم ملوثات المياه تسبب انخفاض مستويات الأكسجين في المياه العذبة، هذه الملوثات تجعل من الصعب على الأنواع العيش والعديد من الكائنات المائي وخاصة الأسماك تموت عندما تنخفض مستويات الأكسجين المذاب إلى أقل من 5 جزء في المليون.
هناك عدد قليل من المصادر الطبيعية للملوثات الموجودة في النظم البيئية المائية ولكن في الغالب قد تصبح النظم البيئية للمياه العذبة غير متوازنة بسبب العوامل بسبب الأنشطة البشرية، تؤثر الأنشطة البشرية على التوافر البيولوجي للمواد الكيميائية للكائنات الحية وتتسبب في تقلبات درجة الحرارة وتعديل هطول الأمطار ودرجة الحموضة والملوحة.
تلعب المياه دورًا رئيسيًا في تخفيف الملوثات وبسبب هذا التفوق كمذيب فهذا يعني أيضًا أن النفايات القابلة للذوبان في الماء تلوث المياه بسهولة، فعلى سبيل المثال: يوفر الجريان السطحي من الأراضي المجاورة مناطق حياة المياه العذبة مع إدخال ثابت تقريبًا من المواد العضوية والمغذيات غير العضوية والملوثات الأخرى، حيث تم إدراج حوالي 1500 مادة كملوثات في النظم البيئية للمياه العذبة.
أن الذي يسبب التلوث للمياه العذبة في النظم البيئية هو إدراج حوالي 1500 مادة كملوثات في النظم البيئية للمياه العذبة وكل منها يحدث في الأنواع التالية من ملوثات المياه العذبة وفيما يلي قائمة عامة بهم:
- الأحماض والقلويات: الترسيب غير الملوث أو المطر المتوازن مع ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي له درجة حموضة 5.6 تقريباً في كل مكان في العالم حيث يكون الرقم الهيدروجيني للمطر أقل من ذلك، الملوثات الرئيسية المسؤولة عن الترسب الحمضي (أو المطر الحمضي) هي ثاني أكسيد الكبريت (SO2) وأكاسيد النيتروجين (NOx)، حيث يؤثر ترسب الحمض بشكل رئيسي على درجة حموضة المياه العذبة.
تأتي انبعاثات النيتروجين والكبريت من مصادر طبيعية وبشرية، تشمل الانبعاثات الطبيعية على سبيل المثال انبعاثات البركان والبرق والعمليات الميكروبية، محطات الطاقة والمنشآت الصناعية مثل تعدين وصهر الخامات عالية الكبريت واحتراق الوقود الأحفوري تنبعث منها أكبر كميات من الكبريت وأكاسيد النيتروجين والمركبات الحمضية الأخرى، تمتزج هذه المركبات مع بخار الماء بنسب غير عادية لتسبب ترسب الحمض مع الرقم الهيدروجيني من 4.2 إلى 4.7. أي 10 مرات أو أكثر من حموضة الترسيب الطبيعي.
يعتمد تحمض المياه العذبة في منطقة ما على كمية كربونات الكالسيوم (الحجر الجيري) في التربة، حيث يمكن للحجر الجيري أن يعزل (يحيد) تحمض المياه العذبة، تكون تأثيرات ترسب الحمض أكبر بكثير على البحيرات ذات سعة التخزين الضئيلة، إن الكثير من الأضرار التي لحقت بالحياة المائية في المناطق الحساسة ذات سعة التخزين الصغيرة هذه هي نتيجة “الصدمة الحمضية” حيث يحدث هذا بسبب الجريان السطحي المفاجئ لكميات كبيرة من الماء عالي الحموضة وأيونات الألمنيوم في البحيرات والجداول. - الأنيونات: يشير مصطلح السيانيد إلى أنيون مشحون بشكل فريد يتكون من ذرة كربون واحدة وذرة نيتروجين مرتبطة برابطة ثلاثية، الشكل الأكثر سمية من السيانيد هو السيانيد الحر والذي يتضمن أنيون السيانيد نفسه وسيانيد الهيدروجين، حيث أن ملعقة صغيرة من محلول السيانيد 2٪ يمكن أن تقتل الشخص.
كثيراً ما يستخدم السيانيد في تكنولوجيا التعدين تسمى ترشيح كومة السيانيد، حيث أنها طريقة رخيصة لاستخراج الذهب من خامه، تقوم Goldminers برش محلول السيانيد (الذي يتفاعل مع الذهب) في أكوام ضخمة من الخام المسحوق في الهواء الطلق، ثم يقومون بجمع الحل في أسرّة ترشيح وأحواض فيض وإعادة تدويره عدة مرات واستخراج الذهب منه. - المنظفات: يمكن أن يكون للمنظفات تأثيرات سامة في جميع أنواع الحياة المائية إذا كانت موجودة بكميات كافية وهذا يشمل المنظفات القابلة للتحلل، تدمر جميع المنظفات طبقات المخاط الخارجية التي تحمي الأسماك من البكتيريا والطفيليات بالإضافة إلى أنها يمكن أن تسبب أضرارا بالغة للخياشيم، تموت معظم الأسماك عندما تقترب تركيزات المنظفات من 15 جزءًا في المليون، وأن تركيزات المنظفات منخفضة تصل إلى 5 جزء في المليون ستقتل بيض السمك، تتسبب المنظفات الخافضة للتوتر السطحي في تقليل قدرة تكاثر الكائنات المائية.
تضيف المنظفات أيضًا مشكلة أخرى للحياة المائية عن طريق تقليل التوتر السطحي للماء ثم تمتص المواد الكيميائية العضوية مثل المبيدات الحشرية والفينولات بسهولة أكبر من قبل الأسماك، يمكن أن يؤدي تركيز المنظف الذي يبلغ 2 جزء في المليون فقط إلى امتصاص الأسماك لمضاعفة كمية المواد الكيميائية التي تمتصها عادةً على الرغم من أن التركيز نفسه ليس عاليًا بما يكفي للتأثير على الأسماك مباشرة.
يمكن أن تؤدي الفوسفات في المنظفات إلى ازدهار طحالب المياه العذبة التي تطلق السموم واستنفاد الأكسجين في المجاري المائية، عندما تتحلل الطحالب فإنها تستخدم الأكسجين المتاح للحياة المائية. - الغازات (مثل الكلور والأمونيا): غالبًا ما تكون المخلفات السائلة عبارة عن خليط معقد من السموم، إذا كان هناك سمّان أو أكثر موجودان معًا في سائل قد يكون لهما تأثير مشترك على كائن حي يكون مضافًا، بعض الغازات التي يمكن أن تضر بحياة المياه العذبة المائية هي غازات مثل الكلور والأمونيا والميثان، الكلور مادة مضافة للغاية مع النحاس، إنها مادة مصنعة والمنتجات الثانوية من الكلور(الكلورينات العضوية والديوكسينات) ثابتة في البيئة، تعد صناعة الورق من أكبر استخدامات الكلور حيث يستخدم الكلور أولاً لكسر اللجنان الذي يمسك ألياف الخشب معًا، ثم يستخدم الكلور لتبييض الورق ليصبح أبيض.
يتم بعد ذلك إلقاء النفايات السائلة أو مياه الصرف المحتوية على الديوكسينات والكلورينات العضوية الأخرى في الجداول والمجاري المائية، هذه المكونات شديدة السمية ومسببة للسرطان بمجرد دخولها في مجرى النفايات تتلامس مع المواد العضوية الأخرى والمواد الخافضة للتوتر السطحي وتتحد لتشكل مجموعة من المواد الكيميائية العضوية شديدة السمية. - الحرارة: هناك تأثيرات مختلفة على بيولوجيا النظم البيئية عندما تصل النفايات السائلة الساخنة إلى المياه المستقبلة قد تختفي الأنواع غير المتسامحة للظروف الدافئة بينما قد تزدهر الأنواع الأخرى النادرة في الماء غير المُسخن حتى يتغير هيكل المجتمع، يمكن أن يكون للتلوث الحراري تأثير كبير على النظام البيئي المائي، الأنواع التي تقتصر على المياه الساخنة يمكن أن تتراكم أعدادًا كبيرة في المياه المستقبلة وقد تتغير معدلات التنفس والنمو وقد تغير من معدلات تغذية الكائنات الحية وقد يتم تقديم فترة التكاثر وقد يتم تسريع عملية التطوير وقد تتأثر أيضًا الطفيليات والأمراض.
زيادة درجة الحرارة تعني أيضًا انخفاض قابلية ذوبان الأكسجين أي انخفاض في تركيز الأكسجين في الماء خاصة عند وجود التلوث العضوي قد يؤدي إلى فقدان الأنواع الحساسة. - المعادن: تستهلك ثلاث دول وهي الولايات المتحدة وألمانيا وروسيا (أي ما يعادل 8٪ من سكان العالم) حوالي 75٪ من أكثر المعادن استخدامًا في العالم، تستخدم الولايات المتحدة التي تضم 4.5٪ من سكان العالم حوالي 20٪ من المعادن و 25٪ من الوقود الأحفوري الذي يتم إنتاجه كل عام.
يتم إدخال المعادن في النظم المائية نتيجة التجوية في التربة والصخور ومن ثورات البراكين ومن مجموعة متنوعة من الأنشطة البشرية التي تنطوي على التعدين أو المعالجة أو استخدام المعادن أو المواد التي تحتوي على ملوثات معدنية، أكثر ملوثات المعادن الثقيلة شيوعًا هي الزرنيخ والكادميوم والكروم والنحاس والنيكل والرصاص والزئبق.
هناك أنواع مختلفة من مصادر الملوثات: المصادر النقطية (التلوث الموضعي) حيث تأتي الملوثات من مصادر فردية قابلة للتحديد، النوع الثاني من مصادر الملوثات هو مصادر غير محددة المصدر حيث تأتي الملوثات من مصادر متفرقة (ويصعب تحديدها غالبًا)، لا يوجد سوى عدد قليل من الأمثلة على التلوث المعدني الموضعي مثل التجوية الطبيعية لأجسام الخام والجزيئات المعدنية الصغيرة القادمة من محطات توليد الطاقة التي تعمل بحرق الفحم عبر المداخن في الهواء والماء والتربة حول المصنع.
