מֵידָע

7.4: טיפול במים - ביולוגיה

7.4: טיפול במים - ביולוגיה


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

פתרון משבר זיהום המים העולמי דורש גישות מרובות כדי לשפר את איכות המים המתוקים שלנו ולהתקדם לעבר קיימות. הטיפול בשפכים נעשה במתקן לטיהור שפכים באזורים עירוניים ובאמצעות מערכת בורות ספיגה באזורים כפריים.

המטרה העיקרית של טיפול בשפכים (שפכים). היא להסיר חומרים אורגניים (פסולת הדורשת חמצן) ולהרוג חיידקים. ניתן להשתמש בשיטות מיוחדות גם להסרת חומרים מזינים ומזהמים אחרים. המדרגות הרבות במפעל טיהור שפכים קונבנציונלי כוללים טיפול מקדים (הקרנה והסרה של חול וחצץ), טיפול ראשוני (שיקוע או ציפה כדי להסיר מוצקים אורגניים, שומן ושומן), טיפול משני (פירוק חיידקים אירובי של מוצקים אורגניים), טיפול שלישוני (פירוק חיידקי של חומרים מזינים וסינון), חיטוי (טיפול עם כלור, אוזון, אור אולטרה סגול או אקונומיקה כדי להרוג את רוב החיידקים), וכן פְּרִיקָה למים עיליים (בדרך כלל נהר מקומי) או שימוש חוזר למטרה אחרת, כגון השקיה, שימור בתי גידול והזנה מלאכותית של מי תהום (איור (PageIndex{1})).

המוצק האורגני המרוכז המיוצר במהלך הטיפול הראשוני והמשני נקרא רֶפֶשׁ, אשר מטופל במגוון דרכים לרבות סילוק מזבלה, שריפה, שימוש כדשן ופירוק חיידקים אנאירובי, הנעשה בהיעדר חמצן. פירוק אנאירובי של בוצה מייצר גז מתאן, שיכול לשמש כמקור אנרגיה. כדי להפחית את בעיות זיהום המים, מערכות ביוב נפרדות (שבהן מי נגר ברחובות הולך לנהרות ורק מי שפכים עוברים למכון טיהור שפכים) טובות בהרבה ממערכות ביוב משולבות, שעלולות לעלות על גדותיו ולשחרר שפכים לא מטופלים למים העיליים בזמן גשם כבד. ערים מסוימות כמו שיקגו, אילינוי בנו מערות תת-קרקעיות גדולות ומשתמשות גם במחצבות סלע נטושות כדי לשמור על הצפת ביוב סערה. לאחר הפסקת הגשם, המים האגורים עוברים למכון טיהור שפכים לעיבוד.

א בור ספיגה מערכת היא מערכת פרטנית לטיפול בשפכים לבתים בסביבה כפרית טיפוסית. המרכיבים הבסיסיים של מערכת בורות ספיגה (איור (PageIndex{2})) כוללים קו ביוב מהבית, בור ספיגה (מיכל גדול שבו שוקעת בוצה לקרקעית ומיקרואורגניזמים מפרקים את המוצקים האורגניים בצורה אנאירובית), ושדה הניקוז (רשת של צינורות מחוררים שבהם המים המבוררים מחלחלים לאדמה ומטוהרים עוד יותר על ידי חיידקים). בעיות זיהום מים מתרחשות אם בור הספיגה מתקלקל, מה שמתרחש בדרך כלל כאשר מערכת מוקמת בסוג האדמה הלא נכון או מתוחזקת בצורה גרועה.

עבור מדינות מתפתחות רבות, סיוע כספי נחוץ לבניית מתקני טיהור שפכים נאותים. ארגון הבריאות העולמי מעריך חיסכון מוערך של בין 3 ל-34 דולר עבור כל 1 דולר שהושקע באספקת מים נקיים ותברואה. החיסכון בעלויות הוא מחסכון בשירותי בריאות, רווחים בפריון העבודה ובבית הספר, ומניעת מקרי מוות. טכניקות פשוטות ולא יקרות לטיפול במים בבית כוללות הכלרה, מסננים וחיטוי סולארי. חלופה נוספת היא שימוש בטכנולוגיית שטחי ביצות בנויים (ביצות שנבנו לטיפול במים מזוהמים), שהיא פשוטה וזולה יותר ממכון טיהור שפכים קונבנציונלי.

מים בבקבוקים אינם פתרון בר קיימא למשבר המים. מים בבקבוקים אינם בהכרח בטוחים יותר מאספקת המים הציבורית בארה"ב, הם עולים בממוצע פי 700 יותר ממי הברז בארה"ב, ובכל שנה הם משתמשים בכ-200 מיליארד בקבוקי פלסטיק וזכוכית בעלי שיעור מיחזור נמוך יחסית. בהשוואה למי ברז, הם צורכים הרבה יותר אנרגיה, בעיקר בייצור בקבוקים ותחבורה למרחקים ארוכים. אם אינך אוהב את הטעם של מי הברז שלך, אנא השתמש במסנן מים במקום מים בבקבוקים!

חוק מים נקיים

במהלך תחילת שנות ה-1900 התיעוש המהיר בארה"ב הביא לזיהום מים נרחב עקב הזרמה חופשית של פסולת למים עיליים. נהר Cuyahoga בצפון מזרח אוהיו עלה באש מספר רב של פעמים, כולל שריפה מפורסמת בשנת 1969 שמשכה את תשומת הלב של האומה. בשנת 1972 הקונגרס העביר את אחד מחוקי הסביבה החשובים ביותר בהיסטוריה של ארה"ב, החוק הפדרלי לבקרת זיהום מים, אשר מכונה בדרך כלל חוק מים נקיים. מטרת חוק המים הנקיים ותיקונים מאוחרים יותר היא לשמור ולשקם את איכות המים, או במילים פשוטות יותר להפוך את המים שלנו לשחייה ולדוג. זה הפך לבלתי חוקי להטיל זיהום למים עיליים אלא אם כן היה אישור רשמי ואיכות המים בארה"ב השתפרה משמעותית כתוצאה מכך. דרושה התקדמות נוספת מכיוון שכרגע ה-EPA רואה בלמעלה מ-40,000 גופי מים בארה"ב כפגועים, לרוב בגלל פתוגנים, מתכות, חומרי הזנה מהצומח ודלדול חמצן. דאגה נוספת היא הגנה על איכות מי התהום, שעדיין לא מטופלת מספיק בחוק הפדרלי.


4.7 מיליארד דולר ביוצידים לטיפול במים (ביוצידים מחמצנים, ביוצידים שאינם מחמצנים) שווקי - תחזית עולמית לשנת 2024

לפי הערכות, מגזר הביוצידים המחמצנים יהיה עד לקצב הצמיחה הגבוה יותר בין 2019 ל-2024, במונחים של ערך. הגידול מיוחס לביקוש הגובר ביישומים, כגון טיפול במים עירוני, מגדלי קירור של כרייה, תחנות כוח ומפעלים כימיים ובריכות שחייה.

הביקוש הגובר לטיפול במים עירוני צפוי להניע את שוק הביוצידים לטיפול במים.

השוק ביישום העירוני לטיפול במים מונע בעיקר מהביקוש הגובר למי שתייה בטוחים בגיבוי האוכלוסייה הגדלה והעיור המהיר. בנוסף, טיפול במים הכרחי על מנת להתגבר על אתגרי מחסור במים. לפיכך, הצורך הגובר בטיפול ושימוש חוזר במים הגביר את השימוש בביוצידים. עיריות מטפלות במים כדי לענות על הביקוש הגובר למי שתייה וכדי לעמוד בדרישות הרגולטוריות.

שוק הביוצידים לטיפול במים בצפון אמריקה צפוי להיות עד לצמיחה משמעותית בתקופת התחזית.

שוק הביוצידים לטיפול במים בצפון אמריקה מוערך עד לצמיחה משמעותית במונחים של ערך, במהלך תקופת התחזית. זאת בשל נוכחותם של שחקני מפתח, כמו דופונט, סולניס ואלבמארל, בין היתר באזור. בנוסף, המודעות הגוברת למחסור במים מניעה את השוק באזור.

השחקנים המרכזיים המופיעים בדוח כוללים את Ecolab Inc. (ארה"ב), Solenis (ארה"ב), DuPont (ארה"ב), BWA Water Additives (בריטניה), Innovative Water Care (ארה"ב), Kemira Oyj (פינלנד), SUEZ (צרפת), נוריון (הולנד), Veolia (צרפת), Albemarle Corporation (ארה"ב), קבוצת כיל (ישראל) וקבוצת LANXESS (גרמניה).

2 מתודולוגיית מחקר

4 תובנות פרימיום
4.1 הזדמנויות אטרקטיביות בשוק הביוצידים לטיפול במים
4.2 שוק הביוצידים לטיפול במים, לפי אזור
4.3 שוק הביוצידים לטיפול במים של APAC, לפי יישום ומדינה, 2018
4.4 שוק הביוצידים לטיפול במים, לפי מדינות עיקריות
4.5 שוק הביוצידים לטיפול במים, לפי בקשה

5 סקירת שוק
5.1 מבוא
5.2 דינמיקת שוק
5.2.1 מנהלי התקנים
5.2.1.1 סביבה רגולטורית מחמירה
5.2.1.2 הגדלת הביקוש מיישומים שונים
5.2.2 מעצורים
5.2.2.1 תהליך רישום ארוך ויקר באיחוד האירופי
5.2.3 הזדמנויות
5.2.3.1 עליית אוכלוסייה ותיעוש מהיר במשקים המתעוררים
5.2.4 אתגרים
5.2.4.1 מחירי חומרי גלם משתנים
5.3 ניתוח חמשת הכוחות של פורטר
5.4 אינדיקטורים מקרו-כלכליים
5.4.1 מגמות תוצר ותחזית של כלכלות מרכזיות
5.5 מדיניות ותקנות
5.5.1 רישום, הערכה, אישור והגבלה של כימיקלים (REACH)
5.5.2 הסוכנות להגנת הסביבה (EPA)
5.5.3 החוק הפדרלי של קוטל חרקים, קוטל פטריות וקוטלת מכרסמים (FIFRA)
5.5.4 תקנות מוצרים ביוצידיים (BPR)

6 שוק הביוצידים לטיפול במים, לפי סוג מוצר
6.1 מבוא
6.2 ביוצידים מחמצנים
6.2.1 הביקוש הגובר למים עירוניים מטופלים עם האוכלוסייה הגדלה צפוי להניע את השוק
6.3 ביוצידים שאינם מחמצנים
6.3.1 הגדלת ייצור הנפט והגז מגבירה את הביקוש לביוצידים שאינם מחמצנים

7 שוק הביוצידים לטיפול במים, לפי בקשה
7.1 מבוא
7.2 טיפול במים עירוני
7.2.1 אוכלוסייה גדלה, משאבי מים מתוקים מוגבלים ומחסור הולך וגובר במים מקדמים את הביקוש לביוצידים לטיפול במים ביישומים עירוניים לטיפול במים
7.3 נפט וגז
7.3.1 הצורך בבקרת מיקרוביאלית לצורך יעילות תפעולית הוא הגורם השולט העיקרי בשוק בפלח זה
7.4 תחנות כוח
7.4.1 הצמיחה בתעשיית ייצור החשמל צפויה להניע עוד יותר את הביקוש ביישומי תחנות כוח
7.5 עיסת נייר
7.5.1 השימוש בכמות גבוהה של מי תהליך עבור תהליכים שונים מגביר את הביקוש לביוצידים לטיפול במים ביישומי עיסת נייר
7.6 בריכות שחייה
7.6.1 כלור הוא בין הביוצידים השונים לטיפול במים המשמשים בבריכות שחייה לחיטוי
7.7 כרייה
7.7.1 השימוש בביצידים לטיפול במים הוא נרחב ביישומי כרייה עתירי מים
7.8 אחרים

8 שוק הביוצידים לטיפול במים, לפי אזור

9 נוף תחרותי
9.1 סקירה כללית
9.2 מיפוי מנהיגות תחרותית
9.2.1 מנהיגים בעלי חזון
9.2.2 חדשנים
9.2.3 מבדלים דינמיים
9.2.4 חברות מתעוררות
9.3 חוזק תיק המוצרים
9.4 מצוינות באסטרטגיה עסקית
9.5 ניתוח נתחי שוק
9.6 מצב תחרותי ומגמות
9.6.1 הרחבה
9.6.2 השקת מוצר חדש
9.6.3 מיזוג ורכישה
9.6.4 חוזה והסכם
9.6.5 מיזם משותף

10 פרופילי חברה
10.1 דופונט
10.2 Ecolab Inc.
10.3 סואץ
10.4 טיפול חדשני במים
10.5 סולניס
10.6 תוספי מים BWA
10.7 Kemira OYJ
10.8 ויוליה
10.9 נוריון
10.10 תאגיד אלבמארל
10.11 קבוצת לנקסס
10.12 קבוצת כיל
10.13 שחקני שוק נוספים
10.13.1 Accepta טיפול במים
10.13.2 באקמן
10.13.3 B &V כימיקלים
10.13.4 Industrial Specialty Chemicals, Inc.
10.13.5 Kimberlite Chemicals ( India ) Pvt. בע"מ.
10.13.6 קוריטה תעשיות מים בע"מ.
10.13.7 מלצר כימיקלים Pvt. בע"מ.
10.13.8 Momar, Inc.
10.13.9 Ozone Tech Systems OTS AB
10.13.10 Scotmas Limited
10.13.11 Shandong Taihe Water Treatment Technologies Co. Ltd.
10.13.12 סולביי
13.10.13 תאגיד ת'ור
10.13.14 Uniphos Chemicals
10.13.15 סטרילי ארה"ב

למידע נוסף על דוח זה בקר בכתובת https://www.researchandmarkets.com/r/wv4ql4

מחקר ושווקים מציע גם שירותי מחקר מותאם אישית המספקים מחקר ממוקד, מקיף ומותאם.

מחקר ושווקים
לורה ווד, מנהלת בכירה
[אימייל מוגן]


על ידי שימוש באתר זה, אתה מסכים להצבת עוגיות במחשב שלך. למד עוד

עוגיות מידע

קובצי Cookie הם דוחות קצרים שנשלחים ומאוחסנים בכונן הקשיח של מחשב המשתמש דרך הדפדפן שלך כאשר הוא מתחבר לאינטרנט. ניתן להשתמש בקובצי Cookie כדי לאסוף ולאחסן נתוני משתמש תוך כדי חיבור כדי לספק לך את השירותים המבוקשים ולעיתים נוטים לא לשמור. קובצי Cookie יכולים להיות עצמם או אחרים.

ישנם מספר סוגים של עוגיות:

  • עוגיות טכניות המקלים על הניווט והשימוש של המשתמשים באפשרויות או בשירותים השונים המוצעים על ידי האינטרנט כמזהים את ההפעלה, מאפשרים גישה לאזורים מסוימים, מקלים על הזמנות, רכישות, מילוי טפסים, הרשמה, אבטחה, הקלות פונקציונליות (סרטונים, רשתות חברתיות וכו'. .).
  • קובצי Cookie להתאמה אישית המאפשרים למשתמשים לגשת לשירותים בהתאם להעדפותיהם (שפה, דפדפן, תצורה וכו'..).
  • עוגיות אנליטיות המאפשרים ניתוח אנונימי של התנהגות משתמשי האינטרנט ומאפשרים למדוד פעילות משתמשים ולפתח פרופילי ניווט על מנת לשפר את האתרים.

אז כאשר אתה ניגש לאתר שלנו, בהתאם לסעיף 22 לחוק 34/2002 של שירותי חברת המידע, בטיפול בעוגיות האנליטיות, ביקשנו את הסכמתך לשימוש בהן. כל זה נועד לשפר את השירותים שלנו. אנו משתמשים ב-Google Analytics כדי לאסוף מידע סטטיסטי אנונימי כגון מספר המבקרים באתר שלנו. קובצי Cookie שנוספו על ידי Google Analytics כפופים למדיניות הפרטיות של Google Analytics. אם תרצה תוכל להשבית קובצי Cookie מגוגל אנליטיקס.

עם זאת, שים לב שאתה יכול להפעיל או להשבית קובצי Cookie על ידי ביצוע ההוראות של הדפדפן שלך.


שבע סיבות מדוע מים אלקליים הם בעצם בזבוז כסף

אם יש חומר אחד כמעט חינמי שאנחנו ממשיכים לייצר רווחים, זה מים. זה לא חדש וגם לא חדשות. תעשיית המים בבקבוקים גדלה כמעט מדי שנה מאז 1977, ובשנים האחרונות הגיעה להכנסות שנתיות של 20 מיליארד דולר. זה מסתכם בכ-14 מיליארד גלונים של מים מדי שנה. ולמרות שנראה שיש עשרות (אם כי עדיין לא מיליארדים) של סוגים של מים בבקבוקים, כולל אלה ממעיינות "טבעיים" (שרובם אינם "טבעיים" ולא "מעיינות"), אלה עם ויטמינים, אלה עם מינרלים, אלה עם טעמים, וכאלה עם עודף חמצן, נראה שהשחקן של השנים האחרונות הוא מים בסיסיים.

אלקליין הוא מונח המבוסס על ה-pH של חומר, ("ה" המתייחס לריכוז יוני המימן) או רמת החומציות, הנייטרליות או הבסיסיות. יש חומצות שיכולות להרוג אותך (כגון חומצה גופרתית) ובסיסים שיכולים להרוג אותך (כגון מנקה ניקוז או אקונומיקה). רוב החומצות והבסיסים בטוחים, קרובים יותר למרכז הסולם, או 7.0. pH של 7.0 נחשב לנייטרלי, לא חומצי ולא בסיסי. לחומרים חומציים יש pH נמוך מ-7.0, כמו לימונים, חומצת קיבה או עגבניות. לחומרים בסיסיים (הידועים גם כבסיסיים) יש pH גבוה מ-7.0, עד ל-pH של 14. דוגמאות לכך הן מי ים, חלב מגנזיה, אמוניה ואקונומיקה. ה-pH של הדם הוא בערך 7.4. המים מגיעים ל-7.0 מושלם, המכילים יון מימן חומצי אחד (H+) ויון הידרוקסיד בסיסי אחד (OH-), ומאזנים זה את זה כדי להפוך מים לנייטרליים. כמה משעמם.

רוב המים הבסיסיים נמצאים בטווח ה-pH של 8 או 9, עקב הוספת מינרלים כמו סידן, מגנזיום ואשלגן - בוודאי בטווח הבטוח, לרוב הכל מלבד הארנק שלך. ובמקרים מסוימים, הכליות שלך. אבל בואו נחזור ל-7.0 המתוק, ניטרליות מים, ו-7 סיבות מדוע מים אלקליין הם בזבוז בסיסי של כסף.


חיידקים ו-E. Coli במים

מים, כמו כל דבר אחר על פני כדור הארץ, כולל אתה, מלאים בחיידקים. חלק מהחיידקים מועילים וחלק לא. אי קולי (אי - קוליחיידקים, המצויים במערכת העיכול של בעלי חיים, יכולים לחדור לסביבה, ואם אנשים יוצרים קשר, עלולים לגרום לבעיות בריאותיות ולמחלות. גלה את הפרטים כאן.

חיידקים ו אי - קולי במים

אי קולי אוֹ אי - קולי הוא סוג של חיידק קוליפורם צואה שנמצא בדרך כלל במעיים של בעלי חיים ובני אדם. אי - קולי במים הוא אינדיקטור חזק לזיהום ביוב או פסולת בעלי חיים. שפכים ופסולת בעלי חיים יכולים להכיל סוגים רבים של אורגניזמים הגורמים למחלות. הצריכה עלולה לגרום למחלות קשות ילדים מתחת לגיל חמש, אלה עם מערכת חיסון לקויה וקשישים רגישים במיוחד.

חיידקים הם אורגניזמים חד-תאיים נפוצים והם מרכיב טבעי של אגמים, נהרות ונחלים. רוב החיידקים הללו אינם מזיקים לבני אדם אולם, לחיידקים מסוימים, שחלקם מאכלסים בדרך כלל את מערכת המעיים של בעלי חיים בעלי דם חם, יש פוטנציאל לגרום לחולי ומחלות בבני אדם. מספרים גבוהים של חיידקים בלתי מזיקים אלה מעידים לעתים קרובות על מספרים גבוהים של חיידקים מזיקים, כמו גם אורגניזמים אחרים הגורמים למחלות כגון וירוסים ופרוטוזואים.

שיטה אחת לקביעת ספירת חיידקים היא לספור את מספר מושבות החיידקים שגדלות על מצע מוכן.

אי קולי (בקיצור בשם אי - קולי) הם חיידקים המצויים בסביבה, במזונות ובמעיים של אנשים ובעלי חיים. אי - קולי הם קבוצה גדולה ומגוונת של חיידקים. למרות שרוב הזנים של אי - קולי אינם מזיקים, אחרים יכולים לגרום לך לחלות. כמה סוגים של אי - קולי יכול לגרום לשלשול, בעוד שאחרים גורמים לדלקות בדרכי השתן, מחלות בדרכי הנשימה ודלקת ריאות ומחלות אחרות.

קוליפורם מוחלט

כל קוליפורמים הם גרם שליליים, אירוביים או פקולטטיביים אנאירוביים, מוטות שאינם יוצרים נבגים. במקור האמינו שחיידקים אלו מצביעים על נוכחות של זיהום צואה, אולם נמצא כי סך הקוליפורמים נמצא בתפוצה רחבה בטבע ולא תמיד קשורים למערכת העיכול של בעלי חיים בעלי דם חם. מספר חיידקי הקוליפורם הכוללים בסביבה עדיין נמצא בשימוש נרחב כאינדיקטור למים ראויים לשתייה בארה"ב.

קוליפורם צואה

חיידקי קוליפורמים צואתיים הם תת-קבוצה של חיידקי קוליפורם ששימשו לקביעת הקריטריונים הראשונים לאיכות המים המיקרוביאליים. היכולת לגדול בטמפרטורה גבוהה (44.5 מעלות צלזיוס) מפרידה את החיידק הזה מכלל הקוליפורמים והופכת אותו לאינדיקטור מדויק יותר של זיהום צואה על ידי בעלי חיים בעלי דם חם. חיידקים צואתיים מתגלים על ידי ספירת המושבות הכחולות הכהות עד הכחולות האפורות הגדלות על מסנן של 0.65 מיקרון המוצבים על אגר mFC המודגרים בתנור של 44.5 מעלות צלזיוס למשך 22-24 שעות. נוכחותם של קוליפורמים צואתיים במים מצביעה על כך שהתרחש זיהום צואה של המים על ידי חיה בעלת דם חם, אולם מחקרים עדכניים לא מצאו קשר סטטיסטי בין ריכוזי קוליפורמים צואתיים לבין מחלת שחיינים.

אי קולי (אי - קולי) הוא חיידק בצורת מוט שנמצא בדרך כלל בדרכי העיכול ובצואה של בעלי חיים בעלי דם חם. הוא חבר בקבוצת החיידקים הקוליפורמיים הצואה והוא מובחן בחוסר יכולתו לפרק אוריאה. אי - קולי המספרים במים מתוקים נקבעים על ידי ספירת מספר המושבות החומות הצהובות והצהובות הגדלות על מסנן 0.45 מיקרון המוצב על מדיה m-TEC ומודגרת ב-35.0ºC למשך 22-24 שעות. תוספת של מצע אוריאה מאשרת שמושבות כן אי - קולי. חיידק זה הוא אינדיקטור מועדף לבילוי מים מתוקים ונוכחותו מספקת עדות ישירה לזיהום צואה מבעלי חיים בעלי דם חם. למרות שבדרך כלל לא מזיק, אי - קולי יכול לגרום למחלות כמו דלקת קרום המוח, ספטיסמיה, דרכי השתן ודלקות מעיים. זן שהתגלה לאחרונה של אי - קולי (אי - קולי 0157:H7) עלול לגרום למחלה קשה ועלול להיות קטלני בילדים קטנים ובקשישים.

הקשר בין ספירת חיידקים לבין מחלה

צריכת מים או מגע עם מים מזוהמים בצואה של בעלי חיים בעלי דם חם עלולים לגרום למגוון מחלות. אי נוחות קלה במערכת העיכול היא כנראה התסמין השכיח ביותר, אולם פתוגנים שעלולים לגרום רק למחלות קלות אצל אנשים מסוימים עלולים לגרום למצבים חמורים או למוות אצל אחרים, במיוחד אצל צעירים מאוד, מבוגרים או אלה עם מערכת אימונולוגית מוחלשת.


7.2 בעיות ופתרונות באספקת מים

כאשר מי תהום נשאבים מבארות מים, בדרך כלל יש ירידה מקומית בשולחן המים סביב הבאר הנקראת קונוס של שקע. כאשר יש מספר רב של בארות ששואבות מים במשך זמן רב, גובה המים האזורי יכול לרדת משמעותית. זה נקרא כריית מי תהום, מה שיכול לאלץ קידוח של בארות עמוקות ויקרות יותר שבדרך כלל נתקלות במי תהום מלוחים יותר. גם נהרות, אגמים ואגמים מלאכותיים (מאגרי מים) עלולים להתרוקן עקב שימוש יתר. כמה נהרות גדולים, כמו קולורדו בארה"ב והצהוב בסין, מתייבשים בשנים מסוימות. היסטוריית המקרים של ים אראל שנדון בהמשך פרק זה כוללת דלדול של אגם. לבסוף, הקרחונים הולכים ומתרוקנים עקב ההמסה המואצת הקשורה להתחממות כדור הארץ במאה האחרונה.

בעיית משאבי מים נוספת הקשורה לכריית מי תהום היא חדירת מים מלוחים, כאשר שאיבת יתר של אקוויפרים של מים מתוקים ליד חופי האוקיינוס ​​גורמת למים מלוחים להיכנס לאזורי מים מתוקים. ירידת שולחן המים סביב א קונוס של דיכאון באקוויפר לא מוגבל יכול לשנות את כיוון זרימת מי התהום האזורי, מה שעלול לשלוח זיהום סמוך לעבר באר השאיבה במקום הרחק ממנה. לבסוף, בעיות של שְׁקִיעָה (שקיעה הדרגתית של פני הקרקע על פני שטח גדול) ו בולענים (שקיעה מהירה של פני הקרקע על פני שטח קטן) יכולה להתפתח עקב ירידה במפלס המים.

משבר אספקת מים

ה משבר מים מתייחס למצב גלובלי שבו לאנשים באזורים רבים אין גישה למים מספיקים, מים נקיים או שניהם. סעיף זה מתאר את המצב העולמי הכרוך במחסור במים, הנקרא גם מתח מים. באופן כללי, מתח המים הוא הגדול ביותר באזורים עם משקעים נמוכים מאוד (מדבריות מרכזיים), צפיפות אוכלוסין גדולה (למשל, הודו), או שניהם. התחממות כדור הארץ עתידית עלולה להחמיר את משבר המים על ידי העברת דפוסי המשקעים הרחק מאזורים לחים ועל ידי הפשרת קרחונים הרים המטעינים נהרות במורד הזרם. הפשרת קרחונים תתרום גם לעליית מפלס הים, שתחמיר את חדירת המים המלוחים לאקוויפרים ליד חופי האוקיינוס.

על פי דו"ח משנת 2006 של תוכנית הפיתוח של האו"ם, 700 מיליון בני אדם (11% מאוכלוסיית העולם) חיו עם לחץ מים. רובם חיים במזרח התיכון ובצפון אפריקה. עד 2025, הדו"ח צופה שיותר מ-3 מיליארד בני אדם (כ-40% מאוכלוסיית העולם) יחיו באזורים מוכי מים, כאשר הגידול הגדול מגיע בעיקר מסין והודו. משבר המים ישפיע גם על ייצור המזון ועל היכולת שלנו להאכיל את האוכלוסייה ההולכת וגדלה. אנו יכולים לצפות למתיחות עולמית עתידית ואף לעימות הקשור למחסור במים וזיהום. אזורים היסטוריים ועתידיים של סכסוך מים כוללים את המזרח התיכון (סכסוך נהר הפרת ונהר החידקל בין טורקיה, סוריה ועיראק סכסוך נהר הירדן בין ישראל, לבנון, ירדן והשטחים הפלסטיניים), אפריקה (עימות נהר הנילוס בין מצרים, אתיופיה, וסודאן), מרכז אסיה (סכסוך בים ארל בין קזחסטן, אוזבקיסטן, טורקמניסטן, טג'יקיסטן וקירגיזסטן), ודרום אסיה (סכסוך נהר גנג'ס בין הודו לפקיסטן).

פתרונות ברי קיימא למשבר אספקת המים?

משבר המים הנוכחי והעתידי המתואר לעיל מצריך גישות מרובות להרחבת אספקת המים המתוקים שלנו ולהתקדם לעבר קיימות. חלק מהגישות המסורתיות הוותיקות כוללות סכרים ואמות מים.

מאגרים הנוצרים מאחורי סכרים בנהרות יכולים לאסוף מים בתקופות רטובות ולאחסן אותם לשימוש בתקופות יבשות. הם יכולים לשמש גם עבור אספקת מים עירונית. יתרונות נוספים של סכרים ומאגרים הם הידרואלקטריות, בקרת שיטפונות ונופש. חלק מהחסרונות הם אובדן אידוי של מים באקלים צחיח, שחיקת ערוץ הנהר במורד הזרם והשפעה על המערכת האקולוגית, כולל שינוי מבית גידול של נהר לאגם והפרעה לנדידה ולהשרצה של דגים.

אמות מים יכול להעביר מים מהמקום שבו הם נמצאים בשפע למקום שבו הם נחוצים. אמות המים יכולות להיות שנויות במחלוקת וקשות מבחינה פוליטית, במיוחד אם מרחקי העברת המים גדולים. חסרון אחד הוא שהסטת המים עלולה לגרום לבצורת באזור שממנו שואבים המים. לדוגמה, אגם אוונס ואגם מונו במרכז קליפורניה החלו להיעלם לאחר שזרימת הנהר שלהם הוסטה לאמת המים של לוס אנג'לס. אגם אוונס נותר יבש כמעט לחלוטין, אך אגם מונו התאושש בצורה משמעותית יותר עקב התערבות משפטית.

שיטה אחת שיכולה למעשה להגדיל את כמות המים המתוקים על פני כדור הארץ היא הַתפָּלָה, הכולל הוצאת מלח מומס ממי ים או מי תהום מלוחים. ישנן מספר דרכים להתפלת מי ים כולל הרתחה, סינון, ואלקטרודאליזה. כל ההליכים הללו יקרים במידה בינונית עד מאוד ודורשים צריכת אנרגיה ניכרת, מה שהופך את המים המופקים ליקרים בהרבה ממים מתוקים ממקורות קונבנציונליים. בנוסף, התהליך יוצר שפכים מלוחים ביותר, אותם יש לפנות ויוצר השפעה סביבתית משמעותית. התפלה נפוצה ביותר במזרח התיכון, שם אנרגיה מנפט מצויה בשפע אך מים מועטים.

שימור פירושו שימוש בפחות מים ושימוש יעיל יותר. סביב הבית, שימור יכול לכלול הן מאפיינים מהונדסים, כגון מכונות כביסה יעילות ומקלחות ושירותים בזרימה נמוכה, כמו גם החלטות התנהגותיות, כגון גידול צמחייה מקומית הדורשת השקיה מועטה באקלים מדברי, כיבוי המים תוך כדי. אתה מצחצח שיניים ומתקן ברזים דולפים.

איסוף מי גשם כרוך בתפיסה ואגירה של מי גשמים לשימוש חוזר לפני שהם מגיעים לקרקע. טכניקה חשובה נוספת היא השקיה יעילה, וזה חשוב ביותר מכיוון שההשקיה אחראית לדרישת מים גדולה בהרבה מאספקת מים ציבורית. אסטרטגיות שימור מים בחקלאות כוללות גידול יבולים באזורים שבהם גשמים טבעיים יכולים לתמוך בהם, מערכות השקיה יעילות יותר כמו מערכות טפטפות הממזערות את ההפסדים עקב אידוי, חקלאות ללא עיבוד המפחיתה את הפסדי האידוי על ידי כיסוי הקרקע ושימוש חוזר בשפכים מטופלים. ממפעלי טיהור שפכים. מי שפכים ממוחזרים שימשו גם להטענת אקוויפרים.


חיטה | מבנה התבואה של חיטה ומוצרים מבוססי חיטה

מוצרים מבושלים

אחד השינויים העיקריים שיכולים להתרחש במהלך בישול של מוצרים אפויים הוא ג'לטיניזציה של גרגירי העמילן, וניתן לעקוב בקלות אחר המידה שבה זה התרחש באמצעות מיקרוסקופ אור מקוטב. ג'לטיניזציה של עמילן יכולה גם לגרום להיווצרות של חפצי הכנת דגימות משמעותיים יותר מאשר מתרחשים כאשר דגימות המכילות עמילן לא מתגלט מוכנות בטכניקות דומות. בחלק מהמוצרים, גרגירי העמילן המג'לטינים סופגים כמות גדולה של מים, והקפאה או התייבשות עלולה להוליד חפצים. עם זאת, ניתן לצמצם את אלה ולהתחשב בהפרשה מתאימה בעת פירוש הנתונים. במוצרים מורחבים, שחוללו, לגרגרי העמילן הג'לטיני יש יכולת גבוהה לספיגת מים וזה גורם לרמה גבוהה של התנפחות אם משתמשים בריאגנטים מימיים במהלך העיבוד ל-LM.

כדי להתרחש ג'לטיניזציה חייב להיות שילוב מתאים של חום ולחות ובמוצרים אפויים רבים זה האחרון יכול להיות לא מספיק. בלחם, רק אזור צר של גרגירי עמילן בקרום עדיין מראה שבירה דו-פעמית מסוימת. עם זאת, בביסקוויטים ובמאפים המכילים רמה גבוהה של שומן, רוב גרגירי העמילן עדיין משובצים כפול (כלומר, אינם מג'לטינים). בחלק ממזונות דגנים מבושלים, השלב הרציף, האחראי על שלמות הדגימות, הוא עמילן מג'לטיני (למשל, מוצרים העשויים מבלילה או ממכבשי בישול בלחץ גבוה), בעוד שבאחרים (למשל, כל הלחמים, האטריות והפסטה) הוא גלוטן. אופי השלב הרציף משפיע על בחירת חומרי הגלם ועל התכונות האורגנולפטיות של המוצר הסופי.

בדרך כלל, קמח מגרגרי חיטה רכים נותן מבנה בצק שמתאים יותר למוצרים מבושלים. חקירות אחרונות הראו כי ניתן לזהות את שני החלבונים המולקולריים הנקראים פורואנדולינים - סיכה A וסיכה B - המתואמים באופן מושלם עם מרקם החיטה. תגלית זו אמורה לעזור למגדלי חיטה בעתיד לפתח מגוון סופר רך להכנת סוגים חדשים של עוגות ועוגיות.


  1. טמפרטורה ומצב פיזי
  2. קליטה ופיזור חום
  3. התכה ואיידוי מים
  4. מים כממס
  5. לכידות והדבקה
  6. אופי המים הסלולריים
  7. גורמים המשפיעים על הפוטנציאל הכימי של מים
  8. מים באדמה
  9. כניסת מים לתאים
  10. כניסת מים לשורשים

מולקולות מים: תכונה מס' 1. טמפרטורה ומצב פיזי:

המים נשארים במצב נוזלי בטווח הטמפרטורות. נקודות ההיתוך והרתיחה של מים גבוהות מהצפוי בהשוואה למולקולות אחרות בגודל דומה, למשל. NH3, CH4. טבלה 7-1 מפרטת כמה מאפיינים פיזיקליים של מים ואלו מושווים למולקולות אחרות בגודל מולקולרי דומה. הערכים מוצגים ביחידות של ג'אול g -1.

אמוניה, מתאן ואתאן דורשים פחות אנרגיה כדי לשנות את מצבם. מתנול ואתנול עם חמצן נוסף מעלים את נקודות הרתיחה שלהם, מתקרבות לזו של H2O.

מולקולות מים: מאפיין מס' 2. קליטה ופיזור חום:

הקיבולת התרמית של חומר או כמות האנרגיה שיכולה להיספג עבור עליית טמפרטורה נתונה נקראת חום סגולי. הטבלה משווה חום ספציפי של מים עם חומרים אחרים. למים נוזליים יש מבנה מאורגן מאוד ולכן יש להם מוליכות תרמית גבוהה כלומר, הם מוליכים חום הרחק מנקודת היישום שלהם.

למים יש חום סגולי ומוליכות תרמית גבוהים ולכן יכולים לספוג ולפזר כמויות גדולות של אנרגיית חום מבלי להגביר את הטמפרטורות. מאפיין זה מאפשר לצמח לשמור על טמפרטורה יציבה.

ברמת התא, תגובות ביוכימיות מובילות להתחממות יתר, מותר להמשיך. ניתן להחליף כמות טובה של חום בין תאים וסביבתם מבלי לגרום לשינויים קיצוניים בטמפרטורה ברמת התא.

מולקולות מים: מאפיין מס' 3. התכה ואיידוי מים:

שינויים במצב של כל חומר, למשל, מוצק לנוזל או נוזל לגז דורשים אנרגיה. עם זאת, שינויים כאלה לא צריכים לשנות את הטמפרטורה. האנרגיה הדרושה להמרת מוצק למצב נוזלי נקראת חום היתוך.

הנתונים המופיעים בטבלה 7-1 מראים שהערך של חום ההיתוך עבור מים הוא הגבוה ביותר, שני רק לאמוניה. הערך הגבוה מיוחס למצב גבוה של אנרגיה הדרושה כדי לשאת כוחות בין-מולקולריים חזקים עקב קשר מימן.

תכונה חשובה נוספת היא צפיפות הקרח שב-0 מעלות צלזיוס קטנה מזו של מים נוזליים. בהשוואה לקרח, מולקולות של מים בנוזל מארוזות בצורה הדוקה יותר. כתוצאה מכך קרח צף על פני אגמים. קשר מימן מגביר את האנרגיה הדרושה לאידוי מים. האנרגיה הנדרשת להמרת שומה אחת של מים לשומה אחת של אדי מים היא חום האידוי. (44 קילו ג'יי מול -1 ב-25 מעלות צלזיוס).

אידוי ממשטח לח מקרר את פני השטח שכן מולקולות אנרגטיות עוזבות את פני השטח ומשאירות מאחוריהן את המולקולות בעלות האנרגיה הנמוכה יותר. כתוצאה מכך, צמחים מאבדים כמות עצומה של חום בעקבות אידוי מפני השטח של תאי עלים. בצמחי אדמה שחווים אור שמש עז, האידוי מווסת את הטמפרטורה של העלים.

מולקולות מים: מאפיין מס' 4. מים כממס:

התכונה הקוטבית מאוד של מולקולת המים הופכת אותה לממס מצוין. זה יכול לנטרל אטרקציות חשמליות בין מולקולות מומסות טעונות על ידי הקפת המולקולות במעטפת הידרציה.

הקוטביות של מולקולות מוערכת על ידי קבוע דיאלקטרי ולמים יש הקבוע הדיאלקטרי הגבוה ביותר. טבלה 7-2 משווה קבוע דיאלקטרי של כמה ממסים נפוצים ב-25°C.

מולקולות מים: מאפיין מס' 5. לכידות והדבקה:

מולקולות מים מפגינות משיכה הדדית חזקה ביניהן עקב קשרי מימן. זה ידוע בשם לכידות. Due to cohesion, water has high surface tension. Consequently water molecules at the surface are being pulled into the bulk water. Water drops tend to be spherical due to high surface tension.

Cohesion also contributes to the tensile strength of water, and water columns are capable of withstanding high tension viz. 30 megapascal (MPa). Cohesion of water molecules attracts it towards solid surfaces and is known as adhesion.

The latter process causes capillary of water in vessels (Fig. 7-3). The continuity of water columns in assets of plants is due to cohesion, adhesion and tensile strength. These aspects shall be discussed subsequently.

Water Molecules: Property # 6. Nature of Cellular Water:

The nature of water in biological systems is attracting lot of attention and several techniques are currently being employed. In general, most of the water appears to be ‘free’ and can be identified in vacuoles. This vacuolar water can be compared with a dilute salt solution. It is subjected to hydrostatic pressures of many bars.

Some amount of water is also held tightly by many plant cell constituents. This is referred to as adsorbed water and most of it is present near the cell membranes. Water molecules are also regarded as integral components of cell membranes and surfaces of cellulose microfibrils and polysaccharide colloids appear to be coated with a layer of water molecules.

Water Molecules: Property # 7. Factors Affecting the Chemical Potential of Water:

Water is spontaneously transferred from a region of higher chemical potential of water to a region of lower chemical potential of water provided no barrier separates the two regions. Several factors affect the energy content of water.

Some of these factors are temperature, presence of solutes and imbibants in the system existence of tension in the system. Elsewhere we have discussed that conventionally it is preferred to use the term water potential in place of chemical potential of water. The water potential values are recorded in bars.

Water Molecules: Property # 8. Water in the Soil:

Water in the soil is retained in many ways and is open to various types of stresses. Hydrostatic pressure or absorptive forces hold the water in the soil. Water which moves downward under the force of gravity is called gravitational water. This water is not of much use to a plant.

However, bulk quantity of the water in the soil remains as capillary water after that gravitational water is drained away. This is the main source of water available to the plants. It is held as thin films on the surface of the soil particles and also in small capillaries between the soil particles.

This water can freely move in all directions, especially towards the direction of greatest capillary tension. Hygroscopic water is held hygroscopically as thin film surrounding colloidal particles of soil or organic matter. This water is also not available to the plants.

The residual water which lacks vapour pressure is called combined water or water of chemical constitution. This water is held through chemical forces and can be driven off by heating only. Several factors like evaporation, gravity or root absorption tend to decrease the level of water in the soil.

Water in the soil diffuses through water potential. Its components are the same as those of a cell. Furthermore, the matric and the osmotic potential interact strongly in the soil. The tendency of the soil to absorb water is called water tension.

There is considerable variation in the water potential of the soils. A field capacity (FC) of the soil is when the soil is wetted and then allowed to drain till capillarity movement stops. Clay soils, in general, hold more of water at field capacity than sandy soils. Clay soils dry out slowly but its water potential is low. Water moves very fast in sandy soils whereas it moves slowly in the clay soils.

Plants fail to absorb enough water and replace the one lost through transpiration. When there is fall in the water potential sufficiently, then the leaves begin to recover and are said to be in a state of incipient wilt. If water in the soil continues to be low then the leaves wilt to a point of no recovery even though it is enclosed by water vapours.

At this point the water content of the soil is referred to as the permanent wilting percentage. (PWP). It may be added that field capacity is purely a physical value whereas PWP is basically a physiological value.

In brief, the readily available soil water represents the amount of water retained in a soil between FC and PWP. The range of soil water between FC and the PWP constitutes an important attribute of soil and also deer-mines the agricultural value of the soils.

Total soil moisture stress (TSMS) is called upon to indicate the mean potential of water in the soil resulting from all the factors which affect it. These include gravitation, matric, hydrostatic, and osmotic forces.

Water Molecules: Property # 9. Entry of Water into Cells:

It is generally accepted that water enters the cells osmotically i.e., it moves down a potential gradient. However, from time to time ‘active’ water uptake concept has also been advanced. In some instances expenditure of respiratory energy has been shown to be involved in water uptake.

From the soil, water diffuses directly into the free space of roots. Free space is that part of the root or tissue to which the solution in question (e.g. the solution bathing the tissue) has direct and unhindered access.

It is extremely difficult to measure this space but can be expressed as follow:

It is difficult to obtain this value with accuracy but in general the apparent free space of roots is in the range of 6-10% of the total tissue.

It may be mentioned that the water-filled intercellular spaces and cell walls in root tissue, except vacuoles, are nearly 7-10% of the tissue volume.

In summary, the apparent free space value of roots is basically the cell walls and intercellular spaces.

It may be added that the apparent free space does not include vacuoles which are separated from the surrounding fluid through the cytoplasm and the cellular system of plasmalemma and tonoplast.

Water Molecules: Property # 10. Entry of Water into Roots:

Terrestrial plants obtain their major water supply from the soil. Most part of water is absorbed by the younger parts of the root system and especially the region bearing root hairs. The root hairs arise as cylindrical outgrowths from the outer walls of the cells of piliferous layer in the maturation region of a young root. They penetrate between the particles of the soil.

A root hair consists of a cell w all lined internally by a thin film of cytoplasm surrounding a central vacuole (Fig. 7-4).

The nucleus of the cell passes in the cytoplasm of the root hair. A gummy softening of the wall near the distal end of the root hair leads to a most intimate connection with the soil particles facilitating absorption of water present as films around them.

They increase the absorptive surface of the root. The root hair arise in an acropetal order and function for a short while. Each root hair cell forms an osmotic system. The cell sap has an osmotic pressure of about 2-5 atmospheres or more. The cytoplasmic membrane acts as a semipermeable membrane.

The soil water has small quantities of salts such as, nitrates, carbonates, phosphates and sulphates of sodium, potassium and calcium, etc. dissolved in it and their total concentration is usually less than 0.2 per cent.

The water enters the vacuole of the root hair by osmosis. The root hair, while absorbing water has to face a certain resistance from the soil due to the physical forces of the soil capillarity, adsorption and also the existing osmotic gradient or the soil water system.

However, the absorptive forces of root hair are adequate to overcome these resistances. Plants chiefly utilize the capillary water. They cannot absorb the water adsorbed on the colloidal particles of soil, because the adsorbed water is held tenaciously and the absorptive forces of the root hairs are not sufficient to overcome these forces of adsorption.


Membrane Contactors and Integrated Membrane Operations

4.08.7.4.1 Membrane filtration for treating produced water

MF (membrane pore size between 0.1 and 5 μm) or UF (membrane pore size less than 0.1 μm) or a combination of MF/UF polymeric or ceramic membranes are suitable for removing oil from oilfield-produced water. UF is one of the most effective methods for oily wastewater treatment, since, in comparison with conventional separation methods, UF offers high oil-removal efficiency, no necessity for chemical additives, low energy costs, and small space requirements [108] . MF and UF treatment have been compared in a pilot trial to treat the North Sea oilfield-produced water [109] : UF, but not MF, could meet effluent standards for total hydrocarbons, SS, and dissolved constituents. By UF membrane treatment (molecular weight cut-off (MWCO) between 100 000 and 200 000 Da), total hydrocarbon concentration was reduced to 2 mg l −1 (96% removal) benzene, toluene, and xylene were reduced by 54% and some metals such as Cu and Zn were removed by 95%. The NATCO group pilot-tested a hydrophilic UF membrane (pore size of 0.01 μm), in cross-flow mode, to treat oilfield-produced water [110] . A hydrocyclone was used as pretreatment, removing solids and oil content by 73% and 54%, respectively. Oil and gas concentration after UF were reduced to less than 2 mg l −1 . This test showed that the preferred feed-water specification for ideal performance of UF was oil and solids less than 50 and 15 ppm, respectively.

In order to address membrane fouling, novel UF membranes incorporating the amphiphilic comb copolymer additive polyacrylonitrile-שֶׁתֶל-poly(ethylene oxide) (PAN-ז-PEO) were developed and exhibit complete resistance to irreversible fouling by different organics [111] . These membranes were applied to the UF treatment of three industrial samples of oilfield-produced water and refinery wastewater [112] . The novel membranes achieved removals of dispersed and free oils of over 96% based on COD for produced water samples, comparable to a PAN commercial UF membrane. For refinery wastewater treatment, the COD removal values were substantially lower (41–44%), due to higher contents of dissolved organics. Comb copolymer-modified membranes showed significantly better fouling resistance than commercial membranes and recovered their initial fluxes after physical methods alone (backwash), thus extending membrane lifetime and improving the process economics for the treatment of oil-contaminated waters.

Addition of nano-sized alumina particles to polyvinylidene fluoride (PVDF) membranes was effective in reducing fouling, as shown in tubular UF module (cross-flow mode) treating produced water from Daqing oilfield (China) [113] . COD and TOC removal efficiencies of the system were 90% and 98%, respectively oil and SS were below 1 mg l −1 .


צפו בסרטון: שיקום ושיפור גב תחתון, הידרותראפיה, סרטון 1 (נוֹבֶמבֶּר 2022).