تعداد نشریات | 50 |
تعداد شمارهها | 2,232 |
تعداد مقالات | 20,476 |
تعداد مشاهده مقاله | 25,279,189 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 22,932,102 |
مروری بر بیماری های انسانی مربوط به آب های زیرزمینی و نقش عوامل هیدروژئولوژیک در تقابل با آن ها | |||||||
انسان و محیط زیست | |||||||
مقاله 18، دوره 20، شماره 4 - شماره پیاپی 63، دی 1401، صفحه 255-285 اصل مقاله (721.92 K) | |||||||
نوع مقاله: مقاله مروری | |||||||
نویسندگان | |||||||
نجات زیدعلی نژاد 1؛ زهره رامک2 | |||||||
1کارشناس منابع آب شرکت آب منطقهای لرستان، لرستان، ایران. *(مسوول مکاتبات) | |||||||
2کارشناس منابع آب شرکت آب منطقهای لرستان، لرستان، ایران. | |||||||
چکیده | |||||||
زمینه و هدف: علیرغم اینکه آبهای سطحی نسبت به آبهای زیرزمینی بیشتر در معرض آلودگی و عوامل بیماریزا قرار دارند، امروزه مشخص شده است آبهای زیرزمینی نه تنها ممکن است عامل ایجاد بیماری در انسان باشند، بلکه میتوانند باعث آلودگی آبهای سطحی نیز شوند. با این وجود، تاکنون مطالعات اندکی بیماریهای مربوط به آبهای زیرزمینی را بررسی کردهاند. هدف از این مطالعه، بررسی عوامل بیماریزا و بیماریهای مربوط به آبهای زیرزمینی و نقش عوامل هیدروژئولوژیک در تقابل با آنها است. روش بررسی: در این مطالعه از مقالات مختلف، به خصوص مطالعات موردی، که بیماریهای مربوط به آبهای زیرزمینی را بررسی کردهاند استفاده شد. یافته ها: آبهای زیرزمینی ممکن است منشأ بسیاری از بیماریها باشند که بر روی قسمتهای مختلف بدن تأثیر میگذارند. بیماریهای گوارشی، قلبی- عروقی، مغزی، تنفسی، اسکلتی، دندانی، چشمی، و روانشناختی همراه با حصبه، وبا، هپاتیت، گواتر، متاگلوبین، برونشیت، فلجاطفال، کمخونی، خونریزی داخلی، پیرشدگی، آلرژی، گلودرد، ورم ملتحمه، آنوسمی، التهاب و سوزش دهان، بیهوشی، اختلالات یادگیری، اختلالات رفتاری و بیشفعالی در کودکان، اختلال در باروری و رشد جنین، سندروم کودک آبی و نقص مادرزادی در نوزادان، سرطان و حتی مرگ ممکن است به دلیل آبهای زیرزمینی رخ دهند. بحث و نتیجه گیری: شناخت سیستمهای آب زیرزمینی میتواند در فهم عوامل بیماریزا و پالایش آنها مفید باشد. در واقع، سیستمهای آب زیرزمینی با خصوصیات هیدروژئولوژیک مختلف وجود دارند. در نظر گرفتن فاکتورهایی مانند جنس سازندهای زمینشناسی، عمق آبخوان و نقش عوامل انسانی، مانند برداشت بیرویه از آبهای زیرزمینی، میتواند مسئله را پیچیدهتر، و لزوم مطالعات هیدروژئولوژیکی را در خصوص خودپالایی بارزتر کند. | |||||||
کلیدواژهها | |||||||
آبهای زیرزمینی؛ آبخوان؛ عوامل بیماریزا؛ آلاینده؛ هیدروژئولوژی | |||||||
اصل مقاله | |||||||
مقاله مروری
فصلنامه انسان و محیط زیست، شماره 63، زمستان 1401 (285- 255)
مروری بر بیماری های انسانی مربوط به آب های زیرزمینی و نقش عوامل هیدروژئولوژیک در تقابل با آن ها نجات زیدعلینژاد [1] * زهره رامک 1
چکیده زمینه و هدف: علیرغم اینکه آبهای سطحی نسبت به آبهای زیرزمینی بیشتر در معرض آلودگی و عوامل بیماریزا قرار دارند، امروزه مشخص شده است آبهای زیرزمینی نه تنها ممکن است عامل ایجاد بیماری در انسان باشند، بلکه میتوانند باعث آلودگی آبهای سطحی نیز شوند. با این وجود، تاکنون مطالعات اندکی بیماریهای مربوط به آبهای زیرزمینی را بررسی کردهاند. هدف از این مطالعه، بررسی عوامل بیماریزا و بیماریهای مربوط به آبهای زیرزمینی و نقش عوامل هیدروژئولوژیک در تقابل با آنها است. روش بررسی: در این مطالعه از مقالات مختلف، به خصوص مطالعات موردی، که بیماریهای مربوط به آبهای زیرزمینی را بررسی کردهاند استفاده شد. یافته ها: آبهای زیرزمینی ممکن است منشأ بسیاری از بیماریها باشند که بر روی قسمتهای مختلف بدن تأثیر میگذارند. بیماریهای گوارشی، قلبی- عروقی، مغزی، تنفسی، اسکلتی، دندانی، چشمی، و روانشناختی همراه با حصبه، وبا، هپاتیت، گواتر، متاگلوبین، برونشیت، فلجاطفال، کمخونی، خونریزی داخلی، پیرشدگی، آلرژی، گلودرد، ورم ملتحمه، آنوسمی، التهاب و سوزش دهان، بیهوشی، اختلالات یادگیری، اختلالات رفتاری و بیشفعالی در کودکان، اختلال در باروری و رشد جنین، سندروم کودک آبی و نقص مادرزادی در نوزادان، سرطان و حتی مرگ ممکن است به دلیل آبهای زیرزمینی رخ دهند. بحث و نتیجه گیری: شناخت سیستمهای آب زیرزمینی میتواند در فهم عوامل بیماریزا و پالایش آنها مفید باشد. در واقع، سیستمهای آب زیرزمینی با خصوصیات هیدروژئولوژیک مختلف وجود دارند. در نظر گرفتن فاکتورهایی مانند جنس سازندهای زمینشناسی، عمق آبخوان و نقش عوامل انسانی، مانند برداشت بیرویه از آبهای زیرزمینی، میتواند مسئله را پیچیدهتر، و لزوم مطالعات هیدروژئولوژیکی را در خصوص خودپالایی بارزتر کند.
واژههای کلیدی: آبهای زیرزمینی، آبخوان، عوامل بیماریزا، آلاینده، هیدروژئولوژی
A review of groundwater human diseases and the role of hydrogeological factors in counteracting them
Nejat Zeydalinejad [2] * Zohreh Ramak 1
Abstract Background and Objective: Even though surface water is more susceptible to pollution and pathogens than groundwater, nowadays, it has been affirmed that groundwater may not only cause diseases in humanity, but also contaminate surface water. However, few studies have hitherto taken into account the groundwater diseases. The objective of this study is to evaluate the pathogens and diseases apropos of groundwater and to assess the key role of hydrogeological factors in alleviating them. Material and Methodology: In this study, different articles, especially case studies, related to groundwater diseases were reviewed. Findings: Groundwater may be the origin of many diseases affecting different parts of the body. Gastrointestinal, cardiovascular, cerebral, respiratory, skeletal, dental, ocular, and psychological diseases along with typhoid, cholera, hepatitis, goiter, metaglobin, bronchitis, poliomyelitis, anemia, internal bleeding, aging, allergies, sore throat, conjunctivitis, anosmia, inflammation and burning of the mouth, anesthesia, learning disabilities, behavioral and hyperactivity disorders in children, impaired fertility and fetal development, methemoglobinemia, congenital defect, cancer, and even death may occur in lights of groundwater. Discussion and Conclusion: Acquiring knowledge about the groundwater systems might be advantageous to a thorough understanding of issues relating to pathogens, and their refinement. Indeed, dissimilar groundwater systems having various hydrogeological characteristics exist. Considering features such as the type of geological formations, the aquifer's depth, and the anthropogenic influences, viz. groundwater over-exploitation, can complicate the issue, and impose requirements on hydrogeological studies in terms of self-purification.
Keywords: Groundwater, Aquifer, Pathogens, Contaminant, Hydrogeology.
مقدمه
آبهای زیرزمینی بیشترین ماده خام مستخرج در مقیاس جهانی هستند که حدود 5/31 درصد آب شرب جمعیت جهان، یعنی حدود 2/2 میلیارد نفر، را تأمین میکنند (1). با توجه به رشد روزافزون جمعیت اهمیت آبهای زیرزمینی روز به روز بیشتر نیز میشود. بهگونهای که زیدعلینژاد و همکاران (2) نشان دادند که آبهای زیرزمینی میتوانند در مقابل تنشهای ناشی از تغییر اقلیم قرار بگیرند و ذخایر آب شیرین را برای بقای بشر حفظ کنند. با این وجود، امروزه ثابت شده است که آبهای زیرزمینی ممکن است عامل شیوع بیماریهای گوناگون مربوط به آب باشند. درواقع، سهم بزرگی از شیوع بیماریهای ناشی از آب مربوط به آبهای زیرزمینی است (3). شیوع بیماریهای ناشی از میکروارگانیسمهای وبا، سالمونلا و شیگلا به دلیل نامطلوب بودن کیفیت آب در جوامع روستایی تشکویی در آفریقای جنوبی بیان شده است (4). همچنین مشخص شده است 2/79 درصد از نمونههای منابع آبی مورد آزمایش روستاهای ایالت جورجیا دارای آلودگی به سالمونلا هستند که شیوع این بیماری در فصل تابستان بیشتر از سایر فصلها بوده است (5). مطالعات نشان داده است که بیش از نصف چاههای آب آشامیدنی آمریکا آلودگی مدفوعی دارند. کنترل پاتوژنهای مربوط به این آلودگی با اقدامات مربوط به رعایت حریم منابع آبی به منظور جلوگیری از آلودگی مدفوعی آبخوانها و چاهها شروع میشود (3). به علاوه، ضدعفونی کردن میتواند یک سیاست سلامت عمومی بسیار دقیق و حساس برای تمام سیستمهای آب زیرزمینی در نظر گرفته شود (3). به گونهای که کیفیت آب زیرزمینی، به ویژه برای مصرف شرب، به طور مستقیم سلامت انسان را تحت تأثیر قرار میدهد (6). منابع آب زیرزمینی ممکن است تحت تأثیر عوامل متعددی از جمله شرایط آب و هوایی، ویژگیهای خاک، نفوذ آب شور در مناطق ساحلی، و فعالیتهای انسانی دچار تغییر کیفیت و آلودگی شوند (7). درنتیجه، این منابع ممکن است سبب انتقال مواد شیمیایی مضر و بیماریهای عفونی شوند (8). در واقع، از منابع آلاینده آبهای زیرزمینی نشت فاضلابها و ورود آلایندههای میکروبی و ویروسهای بیماریزا به این منابع از راههای مختلف، شامل تانکهای سپتیک، مکانهای دفع زباله و پوشکهای یک بار مصرف (لندفیلها)، تغذیه مصنوعی آبهای زیرزمینی، و آبیاری محصولات کشاورزی با استفاده از فاضلاب تصفیهشده میباشند (9) که میتوانند در سطحی وسیع سبب شیوع بیماری شوند (10). به همین ترتیب، نگرانی آلودگی آبهای زیرزمینی توسط آفتکشها (11)، کودها و سموم شیمیایی (9) در حال افزایش است. غلظت آفتکشهای فسفره آلی ممکن است منجر به افزایش سموم فسفره آلی در آبهای زیرزمینی تا بیش از حداکثر غلظت مجاز شود (12). به طور کلی، منشا آلودگی آبهای زیرزمینی به دو دسته طبیعی و انسانی تقسیم میشود. فعالیتهای کشاورزی، معدنکاری، مواد دفعی صنعتی، سیستمهای تانک سپتیک برجا، و آلودگی چاههای با ساختمان ناقص از جمله منشأهای انسانی آلودگی آبهای زیرزمینی هستند (13). از طرف دیگر، سازندهای زمینشناسی، نفوذ آب شور، و سیالات ژئوترمال از منشأهای طبیعی آلودگی آب زیرزمینی هستند که میتوانند باعث افزایش خصوصیات سمی یا نامطلوب از طریق کاهش و یا افزایش غلظت عناصر گوناگون شوند (14). علیرغم اینکه بسیاری از آبخوانهای کشور از منشأ انسانی آلوده شدهاند بسیاری از آنها نیز آلودگی با منشأ طبیعی دارند. از آبهای زیرزمینی با منشأ آلودگی طبیعی میتوان به تکاب در استان آذربایجانغربی، هشترود در استان آذربایجانشرقی (15)، قروه و بیجار در استان کردستان (15)، خاش در استان سیستان و بلوچستان (16)، و اطراف دریاچه مهارلو در استان فارس (17) اشاره کرد. در صورت آلودگی طبیعی آبهای زیرزمینی، که به شدت متأثر از فرآیندها و سازندهای زمین شناسی است، نمیتوان به سادگی آن را از بین برد و یا مانع گسترش آن شد. در واقع، به علت کند بودن حرکت آب زیرزمینی، حتی بعد از حذف منبع آلاینده، سالهای زیادی لازم است تا لایههای آبدار آلوده احیا شوند (18). بنابراین، این نوع آلودگیها بایستی به دقت مورد بررسی قرار گیرند. بررسی آلودگی آب شرب چاهها در استان مازندران طی سالهای 1381 و 1382 نشاندهنده آلودگی بیش از 15 درصد آنها به انگل بود (19). از طرفی، کیفیت میکروبی و شیمیایی نمونههای آب ارسالی یگانهای مختلف نزاجا در سال 1389 بررسی و با استانداردهای کشوری و بینالمللی مقایسه شد (20). نتیجه پژوهش نشان داد در مجموع کیفیت نمونههای آب مورد بررسی نسبتا رضایت بخش است. با این وجود، به علت نزدیکی چاههای آب در تعدادی از یگانها به چاههای فاضلاب، همواره احتمال آلودگی آب و تغییرات گسترده در پارامترهای میکروبی و شیمیایی آن وجود دارد. بنابراین کنترل مستمر این پارامترها از اهمیت بالایی برخوردار است. در مطالعهای توصیفی شاخصهای کیفی میکروبیولوژیکی، فیزیکی، و شیمیایی آب آشامیدنی یگانهای نظامی بررسی و کیفیت آنها با استانداردهای آب آشامیدنی موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران مقایسه شد (21). نتایج تحقیق نشان داد میزان سختی، منیزیم، سولفات، فسفات، و کلیفرمها بالاتر از حد استاندارد و بقیه پارامترها در حد استانداردهای ملی قرار دارند. مطالعه و بررسی صحرایی گستره حوضه آبریز سد سهند منجر به شناسایی چندین سیستم گسلش در سازندهای زمینشناسی مختلف شد. این گسلها آبهای زیرزمینی و سطحی را به یکدیگر مرتبط میسازند. مطالعه مقاطع نازک و صیقلی، وجود سولفیدهای آرسنیک در درز و شکافهای سنگ آهک، مارن، کنگلومرا و ماسهسنگ را نشان داد. بیشترین غلظت آرسنیک در نمونههای آب چشمههای مرتبط با گسلها شناسایی شد. در واقع، تغلیظ اپیترمال عنصر آرسنیک در شکستگیهای سازندهای موجود منشأ اصلی این ناهنجاری شناخته شد (22). سلبی و همکاران (23) ریسک سلامت انسان را با در نظر گرفتن عناصر فلزی حل شده در آبهای سطحی و زیرزمینی در حوضه ملن (Melen) در ترکیه بررسی کردند. در این مطالعه، نمونهبرداری از آبهای سطحی و زیرزمینی از سپتامبر تا آگوست 2010 انجام شد و عناصر فلزی موجود در آزمایشگاه مورد تحلیل قرار گرفتند. نتایج نشان داد در منابع آب زیرزمینی گستره مورد مطالعه عناصر آرسنیک، بر، باریم، کروم، مس، منگنز و سرب وجود دارند که میتوانند باعث ایجاد بیماریهای گوارشی و سرطان، به خصوص در بزرگسالان، شوند. مورفی و همکاران (24) روشهای مورد استفاده در بررسی بیماری گوارشی حاد ناشی از آب آشامیدنی را در کشورهای توسعه یافته بررسی کردند. در این مطالعه بیان شد منشأ اصلی بیماری گوارشی حاد نسبت داده شده به آب آشامیدنی در کانادا ناشناخته است. روشهای مورد استفاده در محاسبه کمی بیماری گوارشی حاد از تخمینهای نقطهای ساده تا ارزیابی کمی ریسک میکروبی و شبیهسازی مونتکارلو، که به فرضیهها و دادههای اپیدمولوژیکی منابع علمی متکی است، متغیر هستند. در این مطالعه بیان شد برای افزایش دقت تخمینهای آتی به مطالعات اپیدمولوژیکی دقیق نیاز است که ریسک سلامت مربوط به سیستمهای آب خصوصی یا کوچک، آب زیرزمینی، و تأثیر ورودیهای سیستم توزیع را به طور کمی بررسی میکنند. ریسک سلامت آلودگی خاک و آب زیرزمینی در جمهوری اسلوواکی تخمین زده شد (25). مقادیر آستانهای برای ریسک ممتد و مقادیر غیرآستانهای برای ریسک سرطان در نظر گرفته شدند. نتایج بیانگر افزایش ریسک سلامت به خصوص در نواحی معدنی قدیمی بود که توسط منابع انسانی- زمینشناختی آلوده شدهاند. در این مطالعه، آرسنیک و آنتیموان به عنوان مهمترین عناصر مرتبط با ریسک سلامت آلودگی خاک و آب زیرزمینی در گستره مورد مطالعه بیان شدند. در واقع، در برخی از نواحی افزایش ریسک سرطان ناشی از آلودگی خاک و آب زیرزمینی به افزایش غلظت آرسنیک در محیط زیست ارتباط داده شد. به علاوه، ارتباط آب و خاک آلوده به فلزات سنگین با سرطان در مناطق روستایی باختر اصفهان با در نظر گرفتن جامعه انسانی (مدارک پزشکی و پروندههای موجود در خانههای بهداشت) و دادههای محیطی (فلزات سنگین آب و خاک) با استفاده از نرمافزارهایSPSS و ArcGIS بررسی شد (26). نتایج نشان داد بین غلظت عناصر سنگین موجود در آب با مجموع بیماریهای غیرواگیر شامل فشار خون، دیابت و سرطان ارتباط مثبت و معناداری وجود دارد. درجه سختی منابع آبی روستاهای شهرستان دیواندره با وضعیت بافت زمینشناسی گستره ارتباط نزدیکی دارد (27). به گونهای که سختی آب در مناطق دارای لایههای آهکی و دولومیتی نسبت به سایر مناطق بیشتر است و این به دلیل حل شدن عناصر ایجادکننده سختی از جمله یون کلسیم در آب میباشد. همچنین این پژوهش نشان داد که استفاده از آب با درجه سختی متوسط به بالا میتواند در کاهش ابتلا بـه فشار خون بالا و بـه تبع آن کاهش ابتلا به بیماریهای قلبی عروقی موثر باشد. در کشور هند، آب زیرزمینی 20 ایالت از مجموع 29 ایالت تحت تأثیر فلوئور، و حدود 40 درصد جمعیت مستعد بیماریهای ناشی از این عنصر است. در این کشور، بیش از 66 میلیون نفر مبتلا به بیماری فلوئورسیس هستند که در این میان شش میلیون کودک زیر 14 سال وجود دارد. به علاوه، در شش ایالت حدود 70 میلیون نفر در معرض خطر عنصر سمی آرسنیک میباشند که باعث ایجاد سرطان و انواع دیگری از بیماریها شده است (28). کلو و همکاران (29) با بررسی عوامل بیماریزای میکروبی منابع آب زیرزمینی فنلاند، نروژ و ایسلند بیان کردند بیشتر آبخوانهای موجود از ساحل آزاد دور هستند و بنابراین مستعد آلودگی هستند. به هر حال، آنها اغلب بدون اثرات انسانی قابل توجه هستند و کیفیت آب مناسبی دارند. در مناطق ساحلی نیز رسوبات دریایی ممکن است آبخوانها را بپوشانند و از نظر آلودگی حفظ کنند. با این وجود، کیفیت آب در این آبخوانها بسیار متغیر است، به گونهای که مناطق ساحلی متاثر از فعالیتهای کشاورزی، نفوذ آب شور و عوامل شهری هستند. به علاوه، در این مطالعه بیان شد علیرغم کیفیت آب نسبتا مناسب آبهای زیرزمینی، آلودگی میکروبی عمدتا توسط نوروویروس و کمپیلوباکتر(Campylobacter) رخ داده است که به دلیل آلودگی فاضلاب، ارتباط متقابل منابع آب آشامیدنی، بارشهای سنگین، و نفوذ آب سطحی آلوده به آبهای زیرزمینی شیوع گستردهای داشتهاند. مصلحت و مصطفوی (30) به بررسی نقش انستیتو پاستور ایران در ضدعفونی کردن آب آشامیدنی تهران و کنترل اپیدمی حصبه که ناشی از آلودگی آب زیرزمینی بود در سالهای 1329 تا 1333 پرداختند. پژوهش آنها نشان داد که آب آشامیدنی، به خصوص در صورت تأمین شدن از قناتها، حامل باکتری عامل بیماری حصبه و وبا بوده است. انستیتو پاستور ایران جهت کنترل اپیدمی اقدام به گود کردن چاههای کمعمق، تغییر مسیر قناتها و کلرزنی آب حاصل از آنها، و تعطیل کردن بعضی از مراکز توزیع آب پرداخت، و در نتیجه، توانست نقش مهمی در تهیة آب سالم و بهداشتی برای شهر تهران ایفا نماید. در یک مطالعه توصیفی- مقطعی، 50 نمونه آب از نقاط مختلف شبکه آبرسانی شهر زابل در زمستان سال 1397 برداشت و توسط دستگاهICP-OED آنالیز شد. میانگین غلظت فلزات آرسنیک، کادمیوم، کروم، نیکل، سرب، منگنز، روی، مس، و آهن با استانداردهای ملی ایران (1053 ایران)، آژانس حفاظت محیط زیست و سازمان بهداشت جهانی مقایسه شد. نتایج پژوهش خطر بالای بروز بیماریهای غیرسرطانی و سرطانی را در مواجهه طولانی مدت برای جمعیت محلی نشان داد (31). مطالعه آلودگی سیستمهای آب زیرزمینی خانگی در مقیاس جهانی با در نظر گرفتن کولی اشریچیا وروتاکسیجنیک (Verotoxigenic Escherichia coli(VTEC)) انجام شد (32). نتایج نشان داد VTEC به مقدار ناچیز در این سیستمها وجود دارد که در صورت وجود ایکلی(E. coli) عمومی (شاخص مدفوع) در برخی نواحی شهری غلظت آن بیشتر میشود. با این وجود، مکانیسمهای مربوط به انتقال و نفوذ VTEC به منابع آب زیرزمینی همچنان مبهم هستند که دلیل آن عدم شناخت مناسب و در نظر نگرفتن توامان عوامل هیدروژئولوژیکی و سلامت عمومی است. اهداف اصلی این مطالعه عبارتند از: (1) با توجه به بهترین شناخت نویسندگان در هیچ مطالعهای تمام بیماریهای مربوط به آبهای زیرزمینی با در نظر گرفتن عوامل بیماریزای مختلف بررسی نشدهاند. بنابراین، با توجه به اهمیت بالای آبهای زیرزمینی در تأمین سهم عمدهای از آب موردنیاز بشریت و محیطزیست بررسی عوامل بیماریزای مربوط به آنها با در نظر گرفتن عوامل بیماریزای مختلف میتواند حائز اهمیت بالایی باشد، که هدف اصلی این مقاله است. (2) با توجه به بهترین شناخت نویسندگان مطالعات بسیار اندکی نقش آبخوانهای مختلف، از جمله آبخوانهای آبرفتی، کارستی، سازند سخت، و خصوصیات زمینشناسی یا هیدروژئولوژیکی گوناگون را در تقابل با عوامل بیماریزا در نظر گرفتهاند. بنابراین، هدف بعدی این مطالعه بیان خصوصیات آبخوانهای مختلف با در نظر گرفتن عوامل هیدروژئولوژیکی آنها در تقابل با عوامل بیماریزای موجود است. بهگونهای که انواع مختلف آبخوان با در نظر گرفتن خصوصیات هیدروژئولوژیکی آنها و عوامل موثر بر تغییر غلظت عوامل بیماریزا بیان شوند. روش بررسی در این مطالعه از مقالات، به خصوص مطالعات موردی، مختلف که عوامل بیماریزای مربوط به آبهای زیرزمینی و بیماریهای مختلف مربوط به هر عامل بیماریزا را بررسی کردهاند استفاده شد. به علاوه، از مراجع اصلی مربوط به آبهای زیرزمینی خصوصیات هیدروژئولوژیکی مربوط به آبخوانها استخراج و بیان شد. 3- عوامل بیماریزا و بیماریهای مربوط به آبهای زیرزمینی سختی آب: یکی از عواملی که ممکن است بر سلامتی انسان تأثیر داشته باشد سختی آب است. در خصوص آبهای زیرزمینی عناصر ایجاد سختی آب ممکن است از راههای گوناگون تأمین شوند. به عنوان مثال، در مناطق با آبخوانهای کارستی به دلیل وجود سنگهای کربناته یون کلسیم از کانی کلسیت و دولومیت، و یون منیزیم از کانی دولومیت منشأ میگیرد. در سالهای اخیر مطالعات مختلف ارتباط مشخصی را بین انواع آب آشامیدنی و بروز بیماریهای قلبی- عروقی نشان دادهاند. ساباتیر و همکاران (33) تأثیر یونهای موجود در آب را روی فشارخون مطالعه کردند که نشانگر اهمیت میزان سختی آب در روند سلامت افراد میباشد. تحقیقات مختلف نقش عناصر کلسیم، منیزیم، پتاسیم، و سدیم را روی فشار خون مورد بررسی قرار داده و بیان کردهاند افزایش این عناصر در بدن انسان با کاهش حدود 10 تا 35 درصدی فشار خون و نارساییهای قلبی همراه است (34). با این حال بایستی در نظر داشت در مطالعه وودمن و همکاران (35) چنین تأثیری گزارش نشد. عوامل بیماریزای میکروبی: بیماریهای اسهالی، شامل بیماریهای وخیمی مانند وبا و دیسانتری (اسهال خونی)، عمدتا با هضم پاتوژنهای میکروبی ایجادکننده اسهال شامل ویروسها، باکتریها و تکیاختهایها(Protozoa) ایجاد میشوند. پاتوژنهای اسهالی در مدفوع افراد مبتلا متمرکز میشوند و درنتیجه، انتقال آنها با آلودگی مدفوعی محیطی گسترش مییابد (36). تقریبا 88 درصد موارد اسهال در سطح جهانی به انتقال پاتوژن از آلودگی مدفوعی آب، غذا، یا دستها نسبت داده میشود. این موارد منجر به مرگ حدود 5/1 میلیون نفر در سال، به خصوص در میان کودکان زیر پنج سال، میشوند (37). گسترش خطر میکروبی آب با آلودگی مدفوعی انسان و حیوان در ارتباط است. در واقع، تخلیه فاضلاب در محیطهای آبی منبع اصلی میکروارگانیسمهای مدفوعی به ویژه پاتوژنهای موجود در آب شرب میباشد (38). از عمدهترین بیماریهای مربوط به آب آلوده به مدفوع انسان و حیوان حصبه، وبا، هپاتیتهای مسری، اسهال ویروسی و بیماریهای حاد گوارشی هستند (24، 32) که بروز آنها ممکن است به طور همزمان، بین افرادی که از یک منبع آب استفاده کردهاند، مشخص شود (39). طبق گزارش سازمان بهداشت جهانی سالانه حدود 7/1 میلیارد نفر در جهان به اسهال مبتلا میشوند که در این میان ۷۶۰ هزار کودک زیر پنج سال فوت میکنند (40). از طرف دیگر، سالانه بیش از دو میلیون نفر، که غالبا کودکان زیر ده سال میباشند، به دیسانتری مبتلا میشوند که ۶۰۰ هزار نفر از آنها میمیرند (41). خاک محیط مساعدی را برای میکروارگانیسمها فراهم میکند. به دلیل احتمال آلودگی آبهای سطحی و زیرزمینی و ایجاد بیماریهای مختلف، انتقال میکروارگانیسمهای بیماریزا در خاک و برهمکنشهای بین آنها توجه دانشمندان به خصوص در سالهای اخیر به این مقوله جلب شده است (42). آلایندههای میکروبیولوژیک همچنان بزرگترین چالش مدیریتی ریسک سلامت برای تأمینکنندههای آب آشامیدنی هستند که این ریسک بیشتر مربوط به آب زیرزمینی است. درحالیکه مقررات بسیار سختگیرانهای برای کنترل آلودگیهای میکروبی سیستمهای آب آشامیدنی مربوط به آبهای سطحی وجود دارد، مقررات بسیار محدودی درخصوص سیستمهای مربوط به آب زیرزمینی وجود دارد (3). پاتوژنهای میکروبی بسیار زیادی میتوانند آب زیرزمینی را آلوده یا احتمالا آلوده کنند (43). آلودگی آب زیرزمینی به میکروارگانیسمهای بیماریزا معمولا از انتقال و ورود مواد مدفوعی مربوط به انسان، احشام، پستانداران دیگر و بعضی از پرندگان به زیر سطح زمین رخ میدهد. در این میان نهشتههای هیدروژئولوژیکی و شرایط اقلیمی در انتقال این میکروارگانیسمها در آب زیرزمینی موثر هستند (3). مسلر و مرکل (3) اثرات سلامت همراه با هر میکروارگانیسم بیماریزای مربوط به آبهای زیرزمینی را که بیشتر این ارگانیسمها منشأ مدفوعی دارند و از طریق مسیر دهان و مدفوع قابل انتقال هستند این گونه بیان کردند: 1- ویروسها: اندازه کوچک ویروسها که از باکتریها و تکیاختهایها کوچکتر هستند باعث حرکت آزاد آنها در زون غیراشباع و اشباع آبهای زیرزمینی میشود. ویروسCoxsackie عامل ایجاد تب، گلو درد، جوش، بیماریهای تنفسی، اسهال، بیماری ملتحمه خونریزیدهنده چشم (Hemorrhagic conjunctivitis)، التهاب عضله قلب، التهاب برونشامه قلب، مننژیت آسپتیک، ورم مغز، دیابت وابسته به انسولین واکنشی، و در نهایت بیماریهای دهان، دست و پا میشود. ویروسEcho منجر به بیماری تنفسی، مننژیت آسپتیک، جوش و تب میشود. ویروسهای Norwalk و Rota منجر به ورم روده و معده (تب، استفراغ و اسهال) میشوند. ویروسHepatitis A منجر به تب، تهوع، یرقان، و نارسایی کبد میشود. ویروسHepatitis E منجر به تب، تهوع، یرقان، و حتی مرگ میشود. ویروسEnteric adeno منجر به بیماری تنفسی، بیماری ملتحمه خونریزیدهنده چشم، و در نهایت ورم روده و معده میشود. ویروسهایCalici و Astro منجر به ورم روده و معده (اسهال) میشوند. 2- باکتریها: باکتری Escherichia coli منجر به ورم روده و معده (اسهال) میشود. باکتری Salmonella spp. منجر به آماس روده (Enterocolitis) (تب، اسهال و استفراغ)، التهاب پوشش داخلی قلب(endocarditis) ، مننژیت، آماس برونشامه قلب، آرتروز واکنشی، و سینهپهلو میشود. باکتری Shigella spp. منجر به ورم روده و معده (تب، استفراغ و اسهال)، و آرتروز واکنشی میشود. باکتری Campylobacter jejuni منجر به ورم روده و معده (تب، استفراغ و اسهال)، و نشانگان گیلن- باره (Guillain-Barre syndrome) میشود. باکتری Yersinia spp.منجر به اسهال و آرتروز واکنشی میشود. باکتریLegionella spp. منجر به بیماری لژیونر، تب پنتیا (Pontiac fever)، و حتی مرگ میشود. در نهایت، باکتری Vibrio cholera منجر به اسهال، استفراغ و حتی مرگ میشود. 3- تکیاختهایها: تکیاختهایCryptosporidium parnum منجر به اسهال و تکیاختهای Giardia lamblia منجر به اسهال مزمن میشود. با این وجود، تکیاختهایها اندازه نسبتا بزرگی دارند و نسبت به باکتریها و قارچها بیشتر در معرض پالایش طبیعی خاک قرار دارند. به همین خاطر، وجود تکیاختهایها در آب زیرزمینی معمولا نشانه تأثیر مستقیم آب سطحی بر آب زیرزمینی است. به هرحال، بعضی از نهشتههای هیدروژئولوژیکی (کارست و سنگهای خردشده با لایههای نازک سطحی خاک) میتوانند بدون دخالت و وجود آب سطحی حاوی آلودگی تکیاختهایها باشند. خواننده علاقهمند به پاتوژنهای میکروبی آب زیرزمینی و نحوه کنترل آنها میتواند به مطالعات مربوطه، از جمله مطالعه بسیار جذاب مسلر و مرکل (3)، رجوع کند. نیترات: امروزه با افزایش جمعیت و در نتیجه آن تقاضای بیشتر غذا، با افزایش آلودگی نیترات در آبهای زیرزمینی مواجه هستیم که علت آن استفاده از کودهای نیتراته مرتبط با فعالیتهای کشاورزی است (44). امروزه، یکی از مهمترین مشکلات بسیاری از آبخوانهای کشور، به خصوص در شهرهای بزرگ و صنعتی مانند تهران، اراک و مشهد، آلودگی به نیترات است. به گونهای که آب بعضی از چاهها در این مناطق دیگر مصرف آشامیدن ندارد و به شهرداریها برای مصرف فضای سبز اختصاص داده شده است (45). از لحاظ محیطزیستی، نیترات مازاد در آبهای سطحی منجر به رشد بیش از اندازه جلبکها و گیاهان و تخریب شدید اکوسیستم آبزی میشود. توانایی ورود نیترات به منابع آب بستگی به شرایط خاک و عمق چاه دارد (46). نیترات یک مولکول محلول در آب است که از عناصر نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده است و علت ورود آن به آب اکسیداسیون آمونیاک و سایر ترکیبات نیتروژندار است. آبها به صورت طبیعی و در صورت عدم آلودگی نیز دارای نیترات با غلظتی حدود یک میلیگرم بر لیتر هستند و ورود مقدار ناچیز نیترات به بدن انسان مشکل چندانی به وجود نمیآورد و نیترات یک جز طبیعی از رژیم غذایی انسان است. بالا بودن غلظت نیترات نشاندهنده آلودگی است که میتواند آلودگی میکروبی نیز به همراه داشته باشد (45). نیترات پایدارترین شکل نیتروژن پس از نیتروژن گازی(N2) در آبهای زیرزمینی است. کودهای شیمیایی، فضولات حیوانی و انسانی، و مواد ارگانیک خاک از جمله منابع نیترات به شمار میآیند. آلودگی نیترات آبهای زیرزمینی از شایعترین مشکلات در مناطقی است که آبخوان با زمینهای کشاورزی ارتباط هیدرولیکی دارد. در مناطقی که زهکشها آب با غلظت زیاد نیترات را زهکشی و به طور مستقیم وارد رودخانه و دریاچه میکنند نگرانیهای زیستمحیطی جدی وجود دارد (47). تعیین منشأ نیترات در آبهای زیرزمینی اولین قدم در فرآیند بهبود کیفیت و کاهش میزان غلظت آن در آبهای زیرزمینی است. معمولا فراوانی ایزوتوپهای پایدار نیتروژن در سیستمهای آبی برای تعیین منشأ نیترات مورد استفاده قرار میگیرد (48). حذف آلودگی نیترات از آبهای زیرزمینی توسط واکنشهای بیولوژیکی صورت میگیرد (عمدتا توسط باکتری Thobacillus denitrificans) (49). مقدار مجاز یون نیترات آب آشامیدنی براساس استاندارد سازمان جهانی بهداشت برابر 50 میلیگرم بر لیتر میباشد. بالا بودن غلظت یون نیترات در منابع آب شرب باعث بروز بیماری سندروم بچه آبی یا متهموگلوبینما (Methaemoglobinaemia) در نوزادان میشود (50). در این بیماری، بدن با کمبود اکسیژن مواجه و رنگ پوست آبی میشود، و در صورت غلظت بالای نیترات ممکن است حتی به مرگ منجر شود (51). در بزرگسالان نیترات در بدن به ترکیب سرطانزای نیتروزامین تبدیل میشود و احتمال بروز سرطانهای دستگاه گوارش و مثانه را افزایش میدهد. علاوه بر این، مقادیر بیش از حد مجاز نیترات در آبهای آشامیدنی سبب ایجاد بیماریهای گواتر، نقص مادرزادی، سرطان معده و متاگلوبین در انسان میشود (50). صالحیفرد و اسکندری (52) در مطالعهای به بررسی تأثیر نیترات آب آشامیدنی بر سرطان مثانه در شهر لارستان پرداختند. نتایج تحقیق نشان داد با توجه به ارتباطی که بین نیترات با سرطان مثانه وجود دارد، بررسی دقیقتر موضوع از نظر عناصر آب و سایر فاکتورهای مؤثر بر ابتلا به سرطان مثانه امری ضروری به نظر میرسد . فسفر: مطالعات زیادی نشان دادهاند که فسفر در آب زیرزمینی میتواند یک توزیعکننده مهم نشت فسفر کل به آبهای سطحی باشد که به موجب آن ریسک مردابی شدن(Eutrophication) آب سطحی افزایش مییابد (53). بنابراین، مطالعه منشأ و رفتار فسفر در سیستمهای آب زیرزمینی اهمیت بالایی دارد. با این وجود از دیرباز فسفر در آب زیرزمینی آنچنان که شایسته است در نظر گرفته نشده است (53)، و این به علت ایده پذیرفتهشدهای بود که میگفت فسفر تمایل دارد توسط خاک و رسوبات آبخوان جذب شود و به آسانی در آب زیرزمینی انتقال نمییابد (54). علیرغم اینکه مطالعات اندکی بر روی تحرک فسفر در آب زیرزمینی انجام شده است، مجموعه داده پایش در دسترس نشان داده است که فسفر در آب زیرزمینی مهاجرت میکند (53، 55). علیرغم اینکه منشأ اصلی فسفر در آب زیرزمینی مربوط به انسان است که شامل کودهای کشاورزی، فضولات حیوانی، سیستمهای نشت سپتیک، و فاضلابهای خانگی و صنعتی میشود (56)، غلظتهای بالای فسفر در آب زیرزمینی گاهی اوقات منشأ طبیعی دارند. دوبروسکی و همکاران (57) رابطهای را بین فسفر در آب زیرزمینی با کودهای کشاورزی و فضولات حیوانی مشاهده نکردند بلکه آن را مشابه غلظتهای فسفر در آب زیرزمینی عمیقتر یافتند. بهگونهای که عوامل طبیعی میتوانند باعث غلظت بیشتر فسفر در آب زیرزمینی نسبت به عوامل انسانی شوند. در واقع، تجزیه میکروبی فسفر ارگانیک و انحلال احیاییFeOOH ممکن است باعث غلظت بالای فسفر در آب زیرزمینی شوند (58). علیرغم اینکه فسفات برای حیات ضروری است تجمع آن میتواند مضر باشد. جذب فسفر در بدن میتواند از طریقی عواملی از جمله آب و غذا باشد. در مرحله نهایی بیماریهای کلیوی، کلسیتیشدن عروقی گسترده درنتیجه تمرکز طولانی فسفات رخ میدهد. به علاوه، جذب پیوسته فسفات بالا با پیرشدگی، فیبریلاسیون دهلیزی، هیپرتروفی قلبی، عملکرد نامناسب اندوتلیال(endothelial)، تصلب شریان بدون نشانه و حتی مرگ همراه است (59). خواننده علاقهمند میتواند برای دسترسی به اطلاعات جزئی در خصوص فسفر در آبهای زیرزمینی میتواند به مقالات مربوطه، از جمله مطالعه بسیار جذاب تائو و همکاران (53)، مراجعه کند. سولفور: آلودگی سولفات آبهای زیرزمینی ممکن است بر اثر عوامل طبیعی مانند سازندهای گچی، و غیرطبیعی مانند معدنکاوی زغال (60) و یا لندفیلها (61) ایجاد شود. تحت شرایط حاکم بر آبهای زیرزمینی سولفات میتواند بر اثر باکتریهای احیاکننده سولفات به گاز سولفید هیدروژن(H2S) تبدیل شود. به علاوه، گاز سولفید هیدروژن در لندفیل در نتیجه تجزیه زیستی زبالههای جامد شهری (از جمله گچ، مواد غذایی و کاغذی) ایجاد میشود (62). این گاز سمی، قابل اشتعال و بدون رنگ است و یک مولفه اصلی ایجاد بو (بوی تخممرغ گندیده) در لندفیل است (61). بسیاری از جوامع به آبهای زیرزمینی به عنوان منشأ اصلی آب آشامیدنی متکی هستند. با این وجود، گاز سولفید هیدروژن یک آلاینده تشخیص داده نشده است (60) و در نتیجه در معرض مصرف آب زیرزمینی آلوده به این گاز قرار دارند. از اثرات منفی سلامت مربوط به این گاز افزایش ریسک بیماریهای تنفسی است (63). به طور جزئی، این گاز ممکن است سبب سوختگی چشم، برونشیت، التهاب گلو(pharyngitis)، ورم ملتحمه(conjunctivitis)، درد چشم، آسیب مجرای تنفسی فوقانی، از دست دادن بویایی، تجمع مایعات در ریه(Pulmonary edema) با ریسک مرگ، از دست دادن هوشیاری و بیهوشی شود (64). فلوئور: سنگهای حاوی فلوئور در قشر بالایی پوسته زمین فراوان هستند. فلوئور میتواند شسته شود و منابع خاک و آب مجاور را آلوده کند. غلظت فلوئور در آب آشامیدنی عمدتا" بستگی به ترکیب شیمیایی خاک، مدت زمان تماس آب با خاک، فلوئور شستهشده از سنگها، سنگهای آتشفشانی و گرانیتی، و مقدار آب برداشت شده از منبع در طول زمان دارد (65). معمولا آبهای سطحی درصد فلوئور کمی دارند. در حالیکه آبهای زیرزمینی غلظت فلوئور بالایی دارند. در واقع، علیرغم اینکه آبهای رودخانهای نزدیک به صنایع یا معادنی مانند بوکسیت، گرافیت، آلومینیوم، فسفات و کودهای شیمیایی حاوی فلوئور فراوانی هستند، آبهای زیرزمینی مهمترین عامل پخش فلوئور و ایجاد بیماری فلوئورسیس هستند (66). افزایش غلظت فلوئور باعث آسیب مینای دندان، تغییر شکل اندامها و ستون فقرات، و حتی فلجاطفال میشود (31). فلزات سنگین: در چند دهه اخیر آلودگی فلزات سنگین از جمله آهن، مس، روی، منگنز، نیکل، کروم، سرب، کادمیوم، و آرسنیک در محیطهای آبی به یک مشکل جهانی تبدیل شده است (67). عمدهترین منابع تولیدکننده این عناصر معادن و غبارهای آتشفشانی میباشند. به علاوه، انسان به راههای گوناگون مثل فعالیتهای صنعتی، صنایع رنگرزی، آبکاری فلزات، و فعالیتهای کشاورزی در انتشار فلزات سنگین نقش دارد (68). فلزات سنگین در پوسته زمین یافت میشوند و میتوانند توسط فرآیندهای طبیعی و تغییر pH خاک در آبهای زیرزمینی انحلال یابند. به علاوه آبهای زیرزمینی میتوانند از شیرابه زبالهها، فاضلاب، شستشوی پسماندهای معدنی، نشت از لاگونهای باطله یا دریاچههای صنعتی، به فلزات سنگین آلوده شوند (69). فلزات سنگین به دلیل پایداری محیطی، بازیافت بیوژئوشیمیایی، پدیده جذب- واجذبی، پتانسیل اکسایش- کاهش، تهنشست، انحلالپذیری، و خطرات بوم شناختی مورد توجه فراوان قرار گرفتهاند (70). علیرغم اینکه بعضی از فلزات سنگین به عنوان مواد مغذی برای زنده ماندن حائز اهمیت هستند، در غلظتهای بیش از حد مجاز منجر به مسمومیت شدید میشوند. بیشتر شکلهای سمی این فلزات به صورت گونههای یونی و در شرایط حاوی اکسیژن (مانندAs3+, Ag+2, Hg2+, Pb2+ و Cd2+ ) با مولکولهای زیستی بدن واکنش میدهند و ترکیبات پایداری را به وجود میآورند (71). یکی از مشکلات مهم فلزات سنگین در ارتباط با سلامت انسان، عدم متابولیزه شدن آنها در بدن و تجمع یافتن در بافت چربی، عضلات، استخوانها و مفاصل میباشد (21). در واقع، فلزات سنگین دارای خاصیت تجمعپذیری در گیاهان و ورود به زنجیره غذایی هستند (72). افرادی که از طریق مصرف آب در معرض فلزات سنگین قرار دارند، نسبت به سرطان و دیگر خطرات آسیبپذیرتر هستند. همچنین مصرف طولانی آبهای زیرزمینی آلوده به فلزات سنگین میتواند منجر به بیماریهای ذهنی شود. رخداد غیرمعمول بیماریهای روانی در ناحیه ایشیاگو (Ishiagu)در نیجریه به این دلیل گزارش شده است (73). به منظور ارزیابی آلودگی فلزات سنگین به ویژه در منابع آب زیرزمینی به عنوان تأمین آب شرب و کشاورزی در کشورهای خشک و نیمهخشک، مانند ایران، چندین شاخص معرفی شده است. از جمله این شاخصها میتوان به شاخص آلودگی(Contamination Index) یا Cd، شاخص آلودگی فلزات سنگین(Heavy Metal Pollution Index) یا HPI و شاخص ارزیابی فلزات سنگین(Heavy Metal Evaluation Index) یا HEIاشاره کرد (74). در این بین شاخص آلودگی فلزات سنگین ابزاری مناسب برای ارزیابی کلی آلودگی منابع آب زیرزمینی است (75). در ادامه، هر یک از فلزات سنگین در ارتباط با آبهای زیرزمینی و عوامل بیماریزا به صورت جداگانه مورد بحث قرار میگیرند. سرب: در میان فلزات سنگین، عنصر سرب بسیار سمی است که از جمله ترکیبات سرطانزای موسسه بینالمللی تحقیقات سرطان(International Agency for Research on Cancer یا IARC) طبقهبندی شده است و یکی از چهار فلزی است که بیشترین عوارض را بر روی سلامتی انسان دارد. هوا، غذا و آب مهمترین منابعی هستند که سرب میتواند از طریق آنها وارد بدن شود (76). به طور کلی در حدود 10 تا 20 درصد ورود سرب به بدن در اثر مصرف آب آشامیدنی آلوده است. منبع اصلی سرب در آب مصرفی از حلشدن آن در لولهکشیهای قدیمی ناشی میشود. سرب از طریق عوامل طبیعی (از سازندهای زمینشناسی) و یا غیر طبیعی (مانند دفع کنترلنشده باتریهای اسیدی سربی (77)) ممکن است وارد آب زیرزمینی شود (78). هر چند مقادیر ناچیز آن ممکن است حتی مفید باشد، در غلظتهای سمی بسیار خطرناک است. آثار سمی سرب بسته به ویژگیهای متابولیکی و رژیم غذایی افراد متغیر است و در بدن، بر چهار موضع دستگاه گوارش، سیستم عصبی مرکزی، اعصاب محیطی و سیستم خونساز اثر میگذارد (79). مسمومیت با سرب در هر سنی میتواند اتفاق بیفتد، اما مسمومیت برای کودکان به دلیل اینکه آسیبپذیر هستند شایعتر است (80). سرب میتواند سبب اختلال بیوسنتزهموگلوبین، کمخونی، افزایش فشار خون، آسیب به کلیه، سقط جنین و نارسی نوزاد، اختلال در عملکرد سیستمهای حیاتی بدن از جمله سیستم عصبی، آسیب به مغز، ناباروری مردان، کاهش بهره هوشی و قدرت یادگیری، اختلالات رفتاری در کودکان و حتی مرگ شود (64). روی: روی یکی از فراوانترین عناصر در پوسته زمین است و به مقدار جزئی در آبهای سطحی و زیرزمینی غیرآلوده یافت میشود. روی به مقدار کم تقریبا در همه سنگهای آذرین وجود دارد (81). کانههای اصلی روی سولفیدها مانند اسفالریت (Sphalerite) و وورزیت(Wurzite) هستند (82)، که آب زیرزمینی با عبور از این سنگها حاوی فلز روی میشود. درصد روی طبیعی خاکها حدود 1 تا 300 میلیگرم بر کیلوگرم است (82). در آبهای طبیعی سطحی غلظت روی تقریبا زیر 010/0 میلیگرم بر لیتر، و در آبهای زیرزمینی حدود 010/0 تا 040/0 میلیگرم بر لیتر است (82). به علاوه، روی در نتیجه خورندگی تانکها، لولههای از جنس آهن گالوانیزه و اتصالات برنجی وارد آبهای آشامیدنی میشود. غلظت بیش از حد مجاز روی در کوتاهمدت منجر به مشکلات گوارشی چون دلپیچه، اسهال و تهوع (83) و در طولانیمدت منجر به بیماریهای سیستم عصبی، آسیب لوزالمعده و کاهش کلسترول مناسب خون (HDL) میشود (80، 83). کروم: کروم از فعالیتهایی مانند تهیه آلیاژهای کروم، آبکاری کروم، استفاده از ترکیبات بازدارنده خوردگی، صنعت نساجی، صنعت چاپ، عکاسی، و دباغی وارد محیطزیست میشود. کروم اضافه شده به محیطزیست در نهایت از طریق چرخه آب وارد آب زیرزمینی میشوند (84). به علاوه، از سنگهای حاوی کروم، مانند کرومیت، نیز آب زیرزمینی ممکن است حاوی کروم شود. معمولترین فرم کروم طبیعیCr(III) است که بسیار غیرمتحرک است. به گونهای که آبهای طبیعی معمولا غلظت بسیار کمی کروم دارند، به جز در مواردی کهpH بسیار پایین باشد. به هر حال، کروم میتواند به صورتCr(VI) نیز باشد که به صورت فرم آنیونی چنداتمی، یعنیCrO42-، تحت شرایط بسیار اکسایشی پایدار است. هر چند که کروماتهای طبیعی ناچیز هستند (85). بر طبق گزارشات سازمان بهداشت جهانی حدود 93 تا 98 درصد کروم از طریق غذا و تنها حدود 9/1 تا 7 درصد از طریق آب وارد بدن میشود (83). غلظت بالای کروم در بدن انسان در کوتاهمدت باعث التهاب و سوزش دهان، بینی، ریهها، التهاب پوست و مشکل هضم غذا و آسیب دیدن کلیهها و کبد میشود. مصرف بیش از حد مجاز کروم میتواند باعث سوزش و خارش مخاط گوارشی شود و در شرایطی حادتر عوارضی مانند نکروز کبدی، خونریزی داخلی، التهاب کلیه، مشکلات تنفسی، سرطان دستگاه گوارش، ریه و روده و در نهایت مرگ را در پی داشته باشد (21). به علاوه، ترکیبات کروم شش ظرفیتی اثرات تخریبی بر بافتهای بدن انسان میگذارد و منجر به بیماری سرطان در بلندمدت میشوند (86). مس: مس ممکن است از طریق کانیهای مسی و فعالیتهای معدنکاری مربوط به مس وارد آبهای زیرزمینی شود. ارزیابی خطر ناشی از مواجهه با این ترکیبات و همچنین پایش این فلز برای ارزیابی ایمنی محیطزیست و سلامت انسان از اهمیت ویژهای برخوردار است (87). غلظت بالای مس در کوتاهمدت باعث ایجاد بیماریهای گوارشی و در بلندمدت منجر به بیماریهایی از قبیل کمخونی، اختلال در استخوانها، افزایش کلسترول و گاهی باعث مرگ میشود. کودکان زیر یک سال نسبت به مس حساستر هستند (88). آرسنیک: آرسنیک یک عنصر سرطانزا و شبهفلزی است که در همه جای پوسته زمین وجود دارد. کانیهای رآلگار و زرنیخ (اورپیمان) منشا وجود آرسنیک هستند. آرسنیک به راحتی در آب حل میشود و نسبت به عناصر دیگر بسیار محرکتر میباشد. آبهای سطحی و زیرزمینی مناسبترین شرایط را برای جابهجایی و حرکت آرسنیک دارند. آبهای زیرزمینی به طور طبیعی آسیبپذیر میباشند و اغلب مواد زیادی را در خود حل میکنند. اگر سازند تشکیلدهنده آبخوان دارای آرسنیک باشد، آبهای زیرزمینی به راحتی آلوده میشوند (89). مواجهه انسانها با آرسنیک غیرآلی عمدتاً از طریق مصرف آب شربی است که به صورت طبیعی آلوده شده باشد. به علاوه، آرسنیک ممکن است در مناطقی که معادن فلزی وجود دارد، و همچنین در نتیجه مصرف مواد ضد آفات نباتی، و حشرهکشهایی که حاوی آرسنیک هستند وارد آب شود (80، 83). آرسنیک موجود در آب معمولا آرسنیک با ظرفیت (3+ و 5+) میباشد. آرسنیک با ظرفیت (3-)، که بسیار سمی است، هم در شرایط بسیار احیایی رخ میدهد (90). آرسنیک موجود در آب معمولا در شرایط احیاییAs+3 و در شرایط اکسیدی As+5 میباشد (91). هر فرم آرسنیک درجه سمی بودن خود را دارد (92). دو فرم غالب آرسنیک، آرسنات (AsO4-3) با As+5 و آرسنیت (AsO3-3) با As+3 هستند که هر دو برای انسان و سایر حیوانات سمی میباشند و از طرف سازمان بهداشت جهانی (WHO) و حفاظت محیط زیست امریکا(EPA) سرطانزا شناخته شدهاند. آرسنیت وقتی با گروههای سولفیدی موجود در پروتئینها و آنزیمها واکنش میدهد میتواند بسیار سمی باشد (93). به طوریکه به طور مداوم با اکسیژن داخل سلول واکنش میدهد و سلول را تخریب میکند (94). در واقع، آرسنیت در داخل سلولها باعث تغییر شکل ژنها میشود و در نهایت شکلDNA را تغییر میدهد (95). به علاوه، آرسنیت در داخل بدن باعث اختلال در فعالیت بیش از 200 آنزیم مهم میشود (96). ترکیب دیگر آرسنیک آرسنات میباشد و از آنجا که ساختار آن بسیار شبیه فسفر است، جانشین فسفر موجود در ترکیبات فسفات بدن در جاهایی مثل استخوانها میشود (97). آرسنات در داخل سلول به راحتی هیدرولیز میشود. بعد از مدتی، فسفات لازم برای تبدیل آدنوزیندیفسفات (ADP) به آدنوزینتریفسفات (ATP) که انرژی رایج داخل سلول است وجود ندارد و در نتیجه سلول خالی از انرژی میشود و در نهایت میمیرد (98). سمیترین ترکیب آرسنیک گاز آرسن است که باعث از بین رفتن گلبولهای قرمز خون و در نهایت ایجاد بیماری کمخونی میشود (99). همچنین اثر منفی آن بر روی آنزیمها و پروتئینها هم دیده شده است. آرسنیک گاهی باعث جلوگیری از فعالیت DNA میشود و در نتیجه، بدن را مستعد سرطانهای گوناگون میکند (100). آرسنیک همچنین بر روی سلولهای دفاعی بدن (سلولهای T) اثر میکند و باعث ضعیف شدن بدن در برابر بیماریها میشود. اگر مقدار آرسنیک موجود در داخل آب بیشتر از 50 میکروگرم بر لیتر باشد خطر ابتلا به سرطان از هر 100 نفر یک نفر میباشد (101). آرسنیک اغلب بر روی قسمتهایی از بدن که وارد آن یا در آن ذخیره میشود، از جمله سیستم گوارش، سیستم گردش خون، کبد، ریه، قلب، کلیه، و پوست، اثر میگذارد (102). بیشترین اثر سمی آرسنیک بر روی پوست است که پزشکان حدود 1800 سال پیش به آن پی بردهاند (103). از بیماریهای پوستی آرسنیک میتوان به شاخیشدن، ایجاد لکههای سیاه، ریزش موی روی پوست، و ایجاد تومورهای سرطانی روی پوست اشاره کرد. در جنوب تایوان نرخ بیماریهای شاخی شدن و لکهدار شدن پوست بر اثر آرسنیک به ترتیب برابر 7 و 18 درصد میباشد که این بیماریها بعد از حدود 3 تا 30 سال در معرض آرسنیک قرار گرفتن نمایان شدهاند (104). در بنگالباختری واقع در هند 70 درصد افرادی که بیماری کبدی دارند آب آلوده به آرسنیک مصرف کردهاند (105). به علاوه، آرسنیک باعث آسیب رساندن به نورونهای عصبی و ایجاد اختلالات روانی در فرد میشود که این مورد در بین کارگران صنایع ذوب فلز آرسنیکدار و کودکان کشورهای آلوده مانند بنگلادش و تایوان به فراوانی ثبت شده است (106). اگر افراد به مدت طولانی در معرض آرسنیک قرار گیرند مبتلا به فشار خون میشوند (107). در واقع، در مناطق آلوده به آرسنیک، افرادی مبتلا به فشار خون شش برابر مناطق دیگر است (108). در زمان بارداری، آرسنیک موجود در بدن مادر همراه خون از راه جفت وارد بدن جنین میشود. در این صورت، بر روی رشد جنین اثر منفی میگذارد (109) و باعث نقصان نوزاد و یا در آینده (زمان نوجوانی) اختلالات روانی میشود (110). بیماری آرسنیکوزیس بیماری دیگری است که در اثر مسمومیت شدید با آرسنیک ایجاد میشود. این بیماری باعث اختلال گردش خون در دست و پا میشود که نتیجه آن قانقاریای دردناک است. این بیماری خطرناک در اکثر موارد منجر به قطع عضو میشود. مواجهه با عنصر سرطانزای آرسنیک، عوارضی مانند کارکرد غیرطبیعی قلب، آسیب به ششها و مجاری تنفسی، کاهش تولید گلبولهای سفید و قرمز خون، ناراحتی گوارشی، و سرطانهای ریه، مثانه و پوست را در بلندمدت در پی دارد (79). در ایران مناطق مختلف آلوده به آرسنیک با تمرکز بیش از حد نرمال آن در داخل آب و سازندهای مختلف گزارش شده است. ندیری و همکاران (25) ناهنجاریهای رخداد آرسنیک را در منابع آبی سد سهند، هشترود، بررسی کردند. نتایج نشان داد منشأ اصلی کانهزاییهای مربوطه فعالیتهای اپیترمال سازندها است. وجود کانیهای آمفیبول و بیوتیت در توده آذرین منطقه نشانگر توانایی ماگما در تولید سیالات گرمایی است که علاوه بر جزو متئوریک کانسارهای اپیترمال، جزو ماگمایی در ارتباط با سد سهند سازندها را تحت تاثیر قرار میدهد و انواع دگردیسیهای سیلیسیشدن، دولومیتیشدن، پیریتیشدن، و آهکزدایی مرتبط با تمرکز آرسنیک را به وجود آوردهاند (25). کادمیوم: کادمیوم معمولاً به طور طبیعی در آبهای سطحی و زیرزمینی وجود دارد. کادمیوم از طریق فرسایش خاک و سنگ بستر، رسوبات آلوده اتمسفری ناشی از کارخانجات صنعتی، پساب مناطق آلوده و استفاده از لجن و کود در کشاورزی وارد آب میشود. حلالیت کادمیوم در آب تحت تأثیر عواملی نظیر نوع ترکیبات و pH آب است. غلظت بیش از چند میکروگرم بر لیتر کادمیوم احتمالاً ناشی از تخلیه فاضلاب آلوده به کادمیوم میباشد (83). کادمیوم و ترکیبات آن بسیار سمی هستند و ممکن است سیستم ایمنی بدن را مختل کنند. مسمومیت حاد ناشی از کادمیوم اغلب به علت شرب آب یا دیگر مایعات با pH اسیدی و آلوده به این عنصر است (21). فلز کادمیوم خواص سرطانزایی دارد و بیماریهایی مثل فشار خون، گرفتگی عروق، آسیب به کلیه، کبد، طحال و استخوان نتیجه مواجهه طولانیمدت با این فلز میباشند (111). نیکل: نیکل یک عنصر طبیعی در پوسته زمین است. بنابراین، مقادیر جزئی آن در غذا، آب، خاک، و هوا وجود دارد. نیکل در کل با سنگهای قلیایی و فوققلیایی همراه است (112). نیکل در آب غیر قابل حل است. با این وجود، وقتی به شکل ذرات خیلی ریز است به صورت یون نیکل دو ظرفیتی در آب و سیالات زیستی مانند خون در میآید (113). درواقع، نیکل ممکن است به صورت یک کاتیون دو ظرفیتی در آبهای طبیعی با pH حدود 5 تا 9 وجود داشته باشد. آماس پوستی شامل خارش انگشتها، دستها، و ساعدها معمولترین اثر در انسان ناشی از تماس طولانی پوست با نیکل است (112). به علاوه، نیکل بیشتر در استخوان، کلیه، ریه، و کبد انسان تجمع مییابد (114). بیماریهای ناشی از تماس بلندمدت با نیکل شامل آلرژی، سرطان، و اختلالات تنفسی میباشند (114). در خلال تماس از طریق بلع دهانی نیکل، مرگ یک بچه با هضم حدود 570 میلیگرم بر کیلوگرم نیکل گزارش شده است (115). به علاوه، مشکلات رودهای، تهوع، اسهال، و درد شکم از موارد دیگر است (116). وابسته به نوع ورود نیکل به بدن، اثرات ایمنی، خونی، کبدی، کلیوی، و ژنوتوکسیک بر روی باروری و رشد جنین گزارش شده است (117). سیستم ایمنی و مجرای تنفسی اهداف حساس مربوط به سمی شدن نیکل هستند. به گونهای که برونشیت مزمن، آمفیزم، و عملکرد نامناسب ریه ایجاد میشود (118). آهن: اگرچه آهن دومین عنصر فلزی فراوان در پوسته زمین است، غلظت آن در آب معمولا ناچیز است. منشأ آهن در آب زیرزمینی آهن موجود در سازندهای سنگی و خاک است که در نتیجه برهمکنشهای آب- خاک در آب زیرزمینی حل میشود. به علاوه از طریق تراوش باران و نفوذ آن به آب زیرزمینی در آب باران حل و به آب زیرزمینی میپیوندد (119). رفتار شیمیایی آهن و انحلالپذیری آن در آب زیرزمینی شدیدا به شرایط اکسیداسیون سیستم آب زیرزمینی بستگی دارد. به علاوه، pH نیز تأثیر مهمی دارد (120). غلظت بالای آهن در آبهای زیرزمینی میتواند باعث وجود طعم فلز، رنگزدایی و بوی نامطبوع شود. رشد باکتریهای ناخواسته منجر به پوششهای لجنی در لولههای آب میشوند، که مصرف بیش از اندازه آن ممکن است منجر به ایجاد و افزایش ذخیره آهن در بدن شود که سبب بیماریهایی مانند دیابت، بیماریهای قلبی، سرطان و مشکلات کلیوی میشود (121). آهن به عنوان یک عنصر ضروری برای تولید انرژی، حمل اکسیژن، تکثیر سلولها و انجام فعالیتهای زیستی موجودات زنده محسوب میشود (122). در بدن یک فرد سالم بیش از دو سوم آهن بدن در ساختار گلبولهای قرمز و پیشسازهای آنها به کار رفته است. روزانه حدود 20 تا 25 میلیگرم آهن برای تولید گلبولهای قرمز تازه مورد نیاز است (123). این در حالی است که مقدار قابل توجهی از آهن مورد نیاز برای خونسازی از بازیافت آهن گلبولهای قرمز پیر توسط ماکروفاژها تأمین میگردد و تنها حدود یک تا دو میلیگرم آهن روزانه از طریق رودهها جذب میشود. همواره مقادیر بسیار ناچیزی از آهن در اثر ریزش سلولهای دیواره روده کوچک (تنها مسیر دفع آهن) از بدن دفع میشود (123). به دلیل نبود یک مکانسیم فیزیولوژیک اختصاصی برای دفع آهن، در صورتی که آهن به مقدار زیادی از طریق رژیم غذایی وارد بدن شود، در صورتی که مسیرهای متابولیسمی آهن دچار اختلال شده باشند و یا فرد در اثر ابتلا به بیماریهایی نظیر تالاسمی نیاز به تزریقهای مکرر خون داشته باشد، آهن اضافی در بدن انباشته و باعث ایجاد مسمومیت آهن میشود (123). مسمومیت آهن باعث افزایش تولید رادیکالهای آزاد میشود. در شرایط نرمال و پاتولوژیک سوپراکسید(O2-) و هیدروژنپراکسید(H2O2) تولیدشده در بدن توسط آنزیمهای آنتیاکسیدان، متابولیزه میشوند و از بین میروند (124). در حالت اضافه باری آهن، یونهای آزاد آهن با سوپراکسید (O2-) و هیدروژنپراکسید (H2O2) واکنش میدهند و رادیکالهای سمی و واکنشپذیر هیــدروکسیل (OH-) را ایجاد میکنند. رادیکالهای هیدروکسیل باعث تخریب غشای سلولی و غشاهای اندامکهای سلولی مثل میتوکندری و لیزوزوم میشوند. با تخریب غشای لیزوزوم، آنزیمهای پروتئولیتیک آزاد و منجر به مرگ سلول میشوند (125). منگنز: وجود منگنز در آب زیرزمینی با فاکتورهای بسیاری کنترل میشود. ژئوشیمی سنگ، شیمی آب و فعالیت میکروبیولوژیکی از این موارد هستند. بعضی از سنگها مانند سنگهای مافیک و اولترامافیک، شیل، گریوک و سنگ آهک غلظتهای بالایی منگنز دارند که از طریق فرآیند هوازدگی غلظتهای بالای منگنز را در خاک و رسوب سبب میشوند. شیمی آب، به خصوصEh, pH ، اکسیژن حلشده (DO)، و کربن آلی حل شده (DOC) غلظت منگنز را در آب کنترل میکنند. مهمترین فرمهای منگنز در محیط Mn2+ قابل حل در حالت احیایی وMn4+ غیرقابل حل در حالت اکسیداسیون هستند (126). منگنز در pH و Eh پایین به صورت Mn2+ قابل حل است و در حضور اکسیژن و pH بالاتر به صورت Mn4+ رسوب میکند (127). میکروارگانیسمها میتوانند نقش مهمی در جابهجایی منگنز در محیط داشته باشند. به گونهای که آنها میتوانند باعث افزایش و یا کاهش غلظت منگنز در آب زیرزمینی شوند. غلظت کم منگنز برای سلامت انسان مفید است (128). سازمان بهداشت جهانی مقدار مجاز آن را 4/0 میلیگرم بر لیتر اعلام کرده است. غلظت بالای منگنز ممکن است باعث ایجاد مزه فلز در آب، لکه لباس، ظرف و محصولاتی مانند کاغذ و پلاستیک شود. به علاوه، فشار و جریان آب در لوله به دلیل تجمع اکسیدهای منگنز کاهش مییابد (129). هومونسیک و همکاران (126) بیان کردند در چندین مطالعه مربوط به مناطق مختلف ارتباط مهم بین منگنز موجود در آب آشامیدنی با منشأ آب زیرزمینی و اثرات منفی سلامت انسان گزارش شده است. پایین آمدن عملکرد هوش کودکان ده ساله در بنگلادش (130) به دلیل غلظت منگنز آب چاه و رفتارهای بیشفعالی کودکان در کوبک(Quebec) (131) از جمله این موارد است. به علاوه، در بزرگسالان غلظت بالای منگنز در آب آشامیدنی ممکن است منجر به بیماری منگنیسم (Manganism)، یک بیماری شبیه پارکینسون، شود (126). همچنین در یک مطالعه در یونان مشخص شد سمپتومهای نورولوژیکی مسمومیت ممتد منگنز به دلیل تأمین آب از آب زیرزمینی دارای منگنز افزایش مییابد (132). غلظت بالاتر از حد مجاز منگنز، میتواند عملکرد سیستمهای مختلف بدن از جمله سیستم تنفسی، گوارشی و عصبی را مختل کند (21). مطالعه میرمحمدلو و همکاران (133) برای ارتباط دادن آلودگی آب به لژیونلا با در نظر گرفتن عناصر جزئی (آهن، منگنز، مس، و روی)، قلیائیت، و سختی آب نشان داد کیفیت شیمیایی آب بر آلودگی لژیونلا موثر است و براساس برازش لجستیک غلظت منگنز بیشترین تأثیر را بر حضور لژیونلا دارد. پاتوژن لژیونلا عامل ایجاد بیماریهای لژیونلوزیس (فرم شدیدی از پنومونی)، و تب پونتیاک (نوعی بیماری خودمحدودشونده شبیه آنفولانزا) است. 4- خصوصیات هیدروژئولوژیکی آبهای زیرزمینی آبهای زیرزمینی به عنوان بخشی از چرخه آب در نظر گرفته میشوند و تشکیل آنها عمدتا مربوط به تغذیه از بارش و آبهای سطحی است. آبهای زیرزمینی ممکن است در سازندهای زمینشناسی مختلف وجود داشته باشند که از این بین آبخوانها (Aquifer) اهمیت بالایی دارند. آبخوان سازندی است که مواد زمینشناسی نفوذپذیر اشباع وسیعی را شامل میشود و در نتیجه میتواند مقادیر قابل توجهی آب را به چاه یا چشمه تخلیه کند. به عبارتی آبخوان توانایی ذخیره و انتقال آب را دارد. لایههای زمینشناسی ممکن است آبخوان نباشند، بلکه ناتراوا (Aquiclude)، بستهسازند (Auifuge)، و نیمهتراوا (Aquitard) باشند. لایههای زمینشناسی ناتراوا توانایی ذخیره آب را دارند ولی نسبتا غیر قابل نفوذ هستند (مثل رس). لایههای زمینشناسی بستهسازند نه توانایی ذخیره آب و نه توانایی انتقال آن را دارند (مثل گرانیت متراکم). لایههای زمینشناسی نیمهتراوا میتوانند اشباع از آب باشند اما نفوذپذیری نسبتا پایینی دارند (مثل رس ماسهای) (134). از بین لایههای زمینشناسی مختلف، آبخوان که قابلیت ذخیره و انتقال آب بالایی دارد نسبت به پاتوژنها و عوامل بیماریزا حساسترین میباشد و بایستی از آن محافظت کرد. آب زیرزمینی ممکن است در زون اشباع و یا غیراشباع باشد. در زون غیراشباع فضاهای خالی توسط آب و هوا پوشیده شدهاند. در زون اشباع تمام فضاهای خالی توسط آب پوشیده شده است. زون اشباع ممکن است آبخوان باشد که تا سنگ کف ادامه دارد و از نظر سطحی نیز مساحت نسبتا وسیعی را از منطقه تغذیه تا منطقه تخلیه به خود اختصاص میدهد. اگر عمق آبخوان زیاد باشد عوامل بیماریزا ممکن است تا قبل از رسیدن به سطح آب زیرزمینی (سطح ایستابی) از بین بروند. از منطقه تغذیه (معمولا ارتفاع توپوگرافی زیاد) به سمت منطقه تخلیه (معمولا ارتفاع توپوگرافی کم) دانههای رسوبی ریزتر میشوند و عمق سطح آب زیرزمینی افزایش مییابد. در این صورت، در منطقه تخلیه انتظار بر آنست که به دلیل خصوصیات خودپالایی دانههای رسوبی آبهای زیرزمینی نسبت به عوامل بیماریزا به طور طبیعی تصفیه شوند. با این وجود، این فرآیند ممکن است به دلیل سرعت کند آبهای زیرزمینی مدت زمان زیادی طول بکشد. در منطقه تغذیه حرکت عمودی آب زیرزمینی ممکن است مشاهده شود و در این منطقه دانههای رسوبی درشتتر هستند و احتمال آلودگی آب زیرزمینی نیز بیشتر است. هر سیستم آبخوان ممکن است انواع و خصوصیات هیدروژئولوژیکی مختلفی داشته باشد که کیفیت آب برای هر یک متفاوت باشد. درواقع، آبخوان آبرفتی خود میتواند معلق، آزاد، تحتفشار، محبوس و یا حدواسط باشد. لایه بالایی آبخوان ممکن است غیرقابل نفوذ باشد و در نتیجه یک آبخوان محبوس (Confined aquifer) ایجاد شود. این لایه میتواند نقش محافظتی از آبخوان را در مقابل عوامل بیماریزا داشته باشد. آبخوان محبوسی که پس از حفر چاه، آب بالاتر از لایه غیرقابل نفوذ بالایی قرار بگیرد را تحتفشار میگویند. در غیر اینصورت آبخوان آزاد (Unconfined aquifer) است. یک آبخوان آزاد در منطقه تهویه آب زیرزمینی بر روی یک لایه موضعی با نفوذپذیری بسیار کم را آبخوان معلق مینامند. آبخوانهای آزاد بسیار مستعد آلودگی هستند (32). به علاوه، سطحیترین لایه ممکن است خاک باشد که معمولا نقش محافظتی از آبخوان در مقابل عوامل بیماریزا دارد. در کل، کم عمق بودن آب زیرزمینی، مسیرهای جریان ترجیحی آب زیرزمینی، و نازک بودن پوشش خاک میتوانند پتانسیل آلودگی را افزایش دهند (32). آبخوانهای آبرفتی ممکن است بزرگمقیاس و یا کوچکمقیاس باشند که حتی مقیاس آبخوان نیز بر عوامل بیماریزای مربوط به آبهای زیرزمینی تأثیرگذار است. هر کدام از این آبخوانها پیچیدگیهای مربوط به خود را دارند. گاهی اوقات یک آبخوان کوچک مقیاس نیز ممکن است آنقدر پیچیده باشد که برای شبیهسازی آن نیاز به استفاده از مدلهای عددی پیچیده باشد (135). در خصوص یک آبخوان سیستم آب زیرزمینی ممکن است از زیرسیستمهای محلی و منطقهای تشکیل شده باشد. آب زیرزمینی در زیرسیستمهای محلی مسافت کمتری را از منطقه تغذیه تا تخلیه طی میکند ولی در زیرسیستمهای منطقهای ممکن است مسافت خیلی زیادی را طی کند (134) و در نتیجه فرصت کافی را برای پالایش عوامل بیماریزا دارد. آبخوان ممکن است از نوع کارستی (عمدتا در سازندهای کربناته مثل آهکی و دولومیتی) و یا سازند سخت (مثل گرانیت بسیار خردشده) باشد (136). در این صورت بحث عوامل بیماریزا متفاوت میباشد. به دلیل انحلال، خردشدگی، و تشکیل غارها ممکن است آب زیرزمینی در این آبخوانها با سرعت بسیار بالایی حرکت کند. به علاوه، این آبخوانها معمولا به دلیل عدم وجود دانههای رسوبی نسبت به عوامل بیماریزا بسیار حساس میباشند. در نتیجه، بایستی از این منابع استراتژیک به طور جدی محافظت کرد. آب شرب مربوط به آبخوانهای سخت ممکن است غلظتهای مواد آلاینده بیشتر از حد مجاز سلامت انسان داشته باشند، در حالیکه آبخوانهای آبرفتی کمتر متأثر از آلودگی قرار میگیرند (137). در حالیکه تغذیه آبخوانهای آبرفتی عمدتا از نوع توزیعی (Distributed) است در خصوص آبخوانهای کارستی میتواند توزیعی و متمرکز (Concentrated) باشد (138). تغذیه متمرکز آب را با سرعت بالا معمولا به صورت یک منبع نقطهای به آبخوان وارد میکند و بنابراین استعداد آلودگی آبخوانهای کارستی نسبت به آبخوانهای آبرفتی بیشتر است. در خصوص آبخوانهای کارستی و مدلسازی آنها جهت دستیابی به اطلاعاتی از جمله انتقال عوامل آلاینده مسائل و چالشهای زیادی وجود دارد. اولین مشکل وجود داده آب زیرزمینی است که معمولا در خصوص این آبخوانها وجود ندارد. مسئله بعدی ناهمگنی (تغییرپذیری نسبت به مکان) و انایزوتروپی (تغییرپذیری نسبت به جهت) شدید این آبخوانهاست که کار را برای هر گونه مطالعه با چالش همراه میکند. در نهایت، نحوه جریان آب زیرزمینی در این آبخوانها ممکن است افشان (Diffuse)، مجرایی (Conduit) و حتی ترکیبی از این موارد باشد. در واقع، با توجه به درجه کارستیشدن این آبخوانها ممکن است حاوی غارها، مجاری و شکستگیهای فراوان باشند و جریان در آنها مجرایی باشد. به علاوه، آب ممکن است از شکستگیهای فراوان و غارها عبور کند. از طرفی، ممکن است درجه کارستیشدن این آبخوانها بسیار کم و جریان در آنها شبیه آبخوانهای آبرفتی باشد و از ماتریکس سنگ به صورت افشان عبور کند. در هر کدام از این حالتها سرعت حرکت آب زیرزمینی و پالایش مواد آلاینده در آبخوان متفاوت است. در داخل خود غارها و مجاری بزرگ ممکن است دانههای رسوبی از جمله ماسه وجود داشته باشد و مواد آلاینده با عبور از آنها پالایش شوند. نکته کلی این است که این آبخوانها رفتار خاصی ندارند و ارزیابی اینکه کدام رفتار را دارند و اینکه بر سر مواد آلاینده و عوامل بیماریزا چه میآید با عوامل زیادی در ارتباط است. در این صورت پیچیدگیهای موجود کار را برای هر گونه مطالعه در خصوص این آبخوانها مشکل میکنند و در نتیجه مدیریت این آبخوانها، خواه از نظر کمی و خواه از نظر کیفی، با مسائلی همراه است. سازندهای سخت و کارستی ممکن است درجه کارستی شدن، و درنتیجه پتانسیل تشکیل آبخوان و هیدرولیک متفاوتی داشته باشند. به عبارت دیگر، این آبخوانها گاهی آنچنان حفره و شکستگی دارند که تاحدودی شبیه آبهای سطحی عمل میکنند (جریان مجرایی)، و درنتیجه نقشی ناچیزی در کاهش عوامل بیماریزا نسبت به آبهای سطحی دارند. از طرف دیگر، جریان در آنها ممکن است مشابه آبخوانهای آبرفتی باشد (جریان افشان)، و درنتیجه نقش موثری در خودپالایی عوامل بیماریزا داشته باشند. خواننده علاقهمند در خصوص آبخوانهای کارستی، و پیچیدگیهای موجود برای شبیهسازی آنها میتواند به منابع مربوطه، از جمله: 136، 139-141، مراجعه کند. آبهای زیرزمینی در نتیجه فرآیندهای طبیعی مانند انتشار(Diffusion)، همرفتی (Advection)، پخشیدگی(Dispersion)، تبخیر (Volatilization)، و اختلاط (Mixing) ممکن است احیا و عاری از عوامل آلاینده شوند. به علاوه، آبهای زیرزمینی در نتیجه فرآیندهای زیستی، مانند تجزیه زیستی (Biodegradation)، و فرآیندهای زمینشیمیایی، مانند جذب سطحی، تبادل یونی، رسوبگذاری شیمیایی، واکنشهای اکسیداسیون- احیا، انحلال، تجزیه رادیواکتیو، و جذب توسط کربن آلی، میتوانند نسبت به آلودگی و عوامل بیماریزا خودپالایی انجام دهند. خواننده علاقهمند در خصوص این فرآیندها میتواند به مراجع مربوطه، از جمله 142، مراجعه کند. به دلیل عبور از لایههای زمینشناسی مختلف، تیپ آب زیرزمینی از منطقه تغذیه تا منطقه تخلیه از بیکربناته، به سولفاته، و در نهایت به کلروره تغییر میکند. در نتیجه کیفیت آب زیرزمینی از منطقه تغذیه به سمت منطقه تخلیه کاهش مییابد و یکی از نکات منفی در خصوص منطقه تخلیه آب زیرزمینی این مورد است. به طور کلی موقعیت منبع آلودهکننده، زمان ورود آلودگی، و مقدار آلودگی بر میزان آلودگی آبهای زیرزمینی موثرند. منبع آلاینده ممکن است در بالادست یک چاه یا چشمه باشد و درنتیجه باعث آلودگی آن شود و یا برعکس در پاییندست آن باشد و منبع را آلوده نکند. علاوه بر ویژگیهای مربوط به آلایندهها و ویژگیهای هیدروژئولوژیکی آبخوان، عوامل دیگری مانند ساختمان چاه، عمق چاه، و مجاورت آن به آلایندههای مدفوعی از عوامل اصلی کنترلکننده آسیبپذیری سیستم آب زیرزمینی هستند (143). 5- کاهش آلودگی آب های زیرزمینی از طریق فرآیندهایی میتوان آلودگی آبهای زیرزمینی را کاهش داد. یکی از این روشها، روش جذب سطحی است که به دلیل سادگی، قابلیت بالای حذف آلایندههای شیمیایی، و عدم ایجاد محصولات جانبی خطرناک میتواند به عنوان یک روش موثر در نظر گرفته شود (144). استفاده از نانوذرات میتواند به عنوان یک روش کارآمد در جذب سطحی آلایندهها در آبهای زیرزمینی به حساب آید. تاکنون، انواع گوناگونی از نانوذرات در مطالعات مختلف معرفی شده است. یکی از مهمترین انواع آنها نانوذرات آهن میباشند که از سطح فعال و خاصیت کاهندگی شیمیایی بالایی برخودار هستند و به علت اندازه بسیار کوچک قابلیت جابجایی مسافتهای بسیار طولانی را در خاک و آبخوان دارند. به علاوه، از مزیتهای این روش تصفیه برجای آب زیرزمینی است (145). رهیافت دیگر تغذیه مصنوعی آبهای زیرزمینی است که نهتنها میتواند افت آبهای زیرزمینی را کاهش دهد بلکه میتواند آلودگی آب تغذیهشده را نیز کاهش دهد. حتی تغذیه آبهای زیرزمینی با استفاده از پساب یا فاضلاب تصفیهشده نیز برای برخی از آبخوانها، از جمله آبخوان دشت یزد- اردکان (146)، امکانسنجی و انجام شده است. با این وجود، در خصوص تغذیه با فاضلاب تصفیهشده بایستی مطالعات دقیقتری انجام شود. مدلسازی عددی تغذیه مصنوعی آبخوان شهرکرد با استفاده از فاضلاب تصفیهشده نشان داد که علیرغم اینکه این کار باعث افزایش سطح ایستابی آبخوان میشود، باعث افزایش غلظت نیترات در حدود 15 میلیگرم در لیتر میشود. با این وجود، میتوان این آلودگی را حداکثر در فاصله با شعاع یک کیلومتری کنترل کرد (147). از جمله راهکارهای دیگر کاهش آلودگی، میتوان به انتخاب مکانهای دفن زباله پس از مطالعات زمینشناسی و هیدروژئولوژیکی دقیق، پاکسازی بیولوژیک آبهای زیرزمینی آلوده به هیدروکربنهای نفتی، و روشهای پمپاژ- تصفیه و هوادهی در احیای محلی آبهای زیرزمینی آلوده اشاره کرد. خواننده علاقهمند در خصوص این روشها میتوان به منابع مربوطه، از جمله (145)، مراجعه نماید. برای بررسی آلودگی در آبخوانهای کشور یکی از مهمترین مشکلها کمبود داده و یا وجود داده با دقت کم است. بنابراین، تهیه بانک اطلاعاتی زیربنای انجام مطالعات آلودگی آب زیرزمینی به حساب میآید. علیرغم اینکه سطح آب زیرزمینی برای چاههای مشاهدهای آبخوانهای کشور به صورت ماهیانه اندازهگیری میشود، و یا آبدهی چشمههای سازند سخت معمولا در یک گام زمانی مشخص اندازهگیری میشود، در خصوص متغیرهای آلودگی آبهای زیرزمینی معمولا اینگونه نیست. در نهایت، برای کاهش آلودگی آبخوانها بایستی مطالعات آلودگی و هیدروژئوشیمیایی بیشتر و دقیقتری در مورد سیستمهای آب زیرزمینی انجام شود. این مطالعات میتوانند شامل تأثیر تنشهای طبیعی و مصنوعی بر کیفیت و آلودگی آبخوان باشند. به عنوان مثال، تأثیر برداشت بیش از حد آبهای زیرزمینی، تأثیر برداشت آب زیرزمینی و نفوذ آب شور در خصوص آبخوانهای ساحلی، و یا تأثیر خشکسالی، تغییرپذیری اقلیمی و تغییر اقلیم بر کیفیت و آلودگی آب زیرزمینی ممکن است مطالعه شوند. به علاوه، آلودگیهای آب زیرزمینی با منشأ طبیعی، مثلا ناشی از سازندهای زمینشناسی، نیز بایستی به طور جامعتر بررسی شوند.
بحث و نتیجهگیری جدول 1 بیماریهای مربوط به عوامل بیماریزای مختلف را در آبهای زیرزمینی به طور خلاصه نشان میدهد. عوامل مختلفی ممکن است باعث ایجاد بیماری در آبهای زیرزمینی شوند که به طور خلاصه بیماریهای گزارش شده مربوط به هر عامل بیماریزا در آب زیرزمینی به این صورت میباشند: کاهش سختی آب با بیماریهای قلبی- عروقی مرتبط است. بیماریهای اسهالی، حصبه، وبا، هپاتیتهای مسری، و بیماریهای حاد گوارشی با پاتوژنهای میکروبی شامل ویروسها، باکتریها و تکیاختهایها در ارتباط نزدیک هستند. بالا بودن غلظت یون نیترات باعث بروز سندروم بچه آبی در نوزادان و نقص مادرزادی، سرطانهای دستگاه گوارش و مثانه، بیماریهای گواتر، سرطان معده و متاگلوبین میشود. جذب پیوسته فسفات بالا با کلسیتیشدن عروقی گسترده در بیماریهای کلیوی، پیرشدگی، فیبریلاسیون دهلیزی، هیپرتروفی قلبی، عملکرد نامناسب اندوتلیال، تصلب شریان بدون نشانه و حتی مرگ همراه است. گاز سولفید هیدروژن در ارتباط با آبهای زیرزمینی سبب سوختگی چشم، برونشیت، التهاب گلو، ورم ملتحمه، درد چشم، آسیب مجرای تنفسی فوقانی، از دست دادن حس بویایی، تجمع مایعات در ریه با ریسک مرگ، از دست دادن هوشیاری و بیهوشی میشود. فلوئور باعث ایجاد بیماری فلوئورسیس، آسیب مینای دندان، تغییر شکل اندامها و ستون فقرات، و فلجاطفال میشود. سرب در بدن، بر چهار موضع دستگاه گوارش، سیستم عصبی مرکزی، اعصاب محیطی و سیستم خونساز اثر میگذارد و سبب اختلال بیوسنتزهموگلوبین، کمخونی، افزایش فشار خون، آسیب به کلیه، سقط جنین و نارسی نوزاد، اختلال در عملکرد سیستمهای حیاتی بدن از جمله سیستم عصبی، آسیب به مغز، ناباروری مردان، کاهش بهره هوشی و قدرت یادگیری، اختلالات رفتاری در کودکان و حتی مرگ شود. غلظت بیش از حد مجاز روی منجر به مشکلات گوارشی چون دلپیچه، اسهال و تهوع و بیماریهای سیستم عصبی، آسیب لوزالمعده و کاهش کلسترول مناسب خون میشود. غلظت بالای کروم در بدن انسان باعث التهاب و سوزش دهان، بینی، ریهها، سوزش و خارش مخاط گوارشی، التهاب پوست و مشکل هضم غذا و آسیب دیدن کلیهها و کبد، خونریزی داخلی، مشکلات تنفسی، تخریب بافتهای بدن، بیماری سرطان و در نهایت مرگ میشود. غلظت بالای مس باعث ایجاد بیماریهای گوارشی، کمخونی، اختلال در استخوانها، افزایش کلسترول و حتی مرگ میشود. آرسنیک باعث تخریب سلول، گلبولهای قرمز خون و سلولهای دفاعی بدن، تغییر ژنها و DNA، ایجاد بیماری کمخونی، بیماریهای پوستی، آسیب رساندن به نورونهای عصبی و ایجاد اختلالات روانی، آسیبهای کبدی، ایجاد فشار خون، نقصان نوزاد، بیماری آرسنیکوزیس، کارکرد غیرطبیعی قلب، آسیب به ششها و مجاری تنفسی، ناراحتی گوارشی، و سرطانهای ریه، مثانه و پوست میشود. کادمیوم باعث اختلال سیستم ایمنی بدن، سرطان و بیماریهایی مثل فشار خون، گرفتگی عروق، آسیب به کلیه، کبد، طحال و استخوان میشود. نیکل باعث آماس پوستی (شامل خارش انگشتها، دستها، و ساعدها)، آلرژی، اختلالات تنفسی، مشکلات رودهای، تهوع، اسهال، درد شکم، اختلال در باروری و رشد جنین، برونشیت مزمن، آمفیزم، عملکرد نامناسب ریه، و سرطان میشود. آهن با مسمومیت آهن، تخریب غشای سلولی و غشاهای اندامکهای سلولی و مرگ سلول همراه است. در نهایت، منگنز باعث بیشفعالی کودکان، بیماری منگنیسم، اختلال سیستم تنفسی، گوارشی و عصبی، بیماری لژیونلوزیس، و تب پونتیاک میشود.
وجود عوامل بیماریزا در آبهای زیرزمینی ممکن است منشأ انسانی یا طبیعی (عوامل زمینشناسی) داشته باشد. با اینکه آبهای سطحی بیشتر مستعد آلودگی هستند، گاهی، به خصوص در مورد عوامل آلودگی با منشأ طبیعی، آبهای زیرزمینی ممکن است منشأ اصلی آلودگی باشند و عوامل بیماریزا را نیز در نتیجه برهمکنشهای موجود وارد آبهای سطحی کنند (مثلا در خصوص بیماریهای مربوط به فلوئور). لایههای زمینشناسی مختلف، شامل ناتراوا، نیمهتراوا، بستهسازند و آبخوان وجود دارد. به علاوه، خود آبخوانها نیز بسته به عوامل هیدروژئولوژیک مختلف به انواعی دستهبندی میشوند. نقش عوامل هیدروژئولوژیک در تقابل با عوامل بیماریزا ممکن است متفاوت باشد. عدم وجود لایه خاک سطحی، عمق کم آب زیرزمینی، ساختمان نامناسب چاه، قرار گرفتن منبع آلاینده در بالادست منبع آب زیرزمینی، جریان سریع آب زیرزمینی به خصوص در آبخوانهای کارستی و سازند سخت از طریق مجاری و شکستگیها، عدم وجود رسوب در شکستگیهای آبخوانهای کارستی و سازند سخت، و ارتباط مستقیم آب زیرزمینی با آب سطحی ممکن است باعث پتانسیل بالای آبهای زیرزمینی در حمل عوامل بیماریزا و ایجاد بیماری شوند. در نهایت، علیرغم اینکه مطالعه عوامل بیماریزا بیشتر در خصوص آبهای سطحی انجام شده است، امروزه، پژوهشگران مختلف عوامل بیماریزای مربوط به آبهای زیرزمینی را نیز مد نظر قرار دادهاند. به گونهای که مطالعات بسیار مناسبی در این خصوص در سطح جهانی به خصوص در سالهای اخیر انجام شده است. با این وجود، در کشور فقدان این گونه مطالعات حس میشود. در واقع، علیرغم اینکه مطالعات نسبتا مناسبی در خصوص آلودگی آبهای زیرزمینی در کشور انجام شده است، در خصوص بیماریهای مربوط به آبهای زیرزمینی مطالعات بسیار اندکی وجود دارد. بنابراین، پیشنهاد میشود مطالعات بینرشتهای جدید در خصوص عوامل بیماریزا و بیماریهای مربوط به آبهای زیرزمینی به خصوص در کشور انجام شود. به گونهای که آبهای زیرزمینی مصرف آب بسیاری از جوامع کشور را تشکیل میدهند و فقدان مطالعات جامع در این خصوص ممکن است با چالشهای زیادی همراه باشد. این چالشها با در نظر گرفتن مسائل روز جهانی از جمله گرمایش جهانی اهمیت بیشتری نیز دارند.
References
1- کارشناس منابع آب شرکت آب منطقهای لرستان، لرستان، ایران. *(مسوول مکاتبات) 1- Water resources expert, Lorestan Regional Water Company, Lorestan, Iran. *(Corresponding Author) | |||||||
مراجع | |||||||
| |||||||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 2,243 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 233 |