باکتری آهن چیست و چگونه می توان آن را از آب چاه حذف کرد؟

اگر از آب چاه به عنوان آب مصرفی در منزل استفاده می‌کنید، احتمالاُ مشکلات ناشی از وجود آهن مانند طعم و بوی نامطلوب و یا وجود لکه‌های نارنجی رنگ در سرویس های بهداشتی را تجربه کرده‌اید. یکی از مهمترین عواملی که می‌تواند منجر به بروز این مشکلات شود، وجود "باکتری آهن" (Iron Bacteria) در آب چاه است.

آهن یکی از متداولترین مواد معدنی است که با توجه به فراوانی آن در بسترهای زیر زمین، ممکن است مقادیر قابل توجهی از آن در آب خروجی چاه‌های آب وجود داشته باشد. وجود آهن در آب باعث رشد و تکثیر باکتری آّهن در آب می‌شود.

باکتری‌ آهن، یک نوع میکروارگانیسم است که انرژی و مواد تغذیه کننده خود را از ترکیب اکسیژن (اکسیداسیون) با آهن، منگنز و سایر مواد معدنی به دست می‌‌آورد. وجود این نوع میکروارگانیسم در آب باعث تشکیل لایه لجن لزج حاوی زنگاب، باکتری و سایر مواد آلی و معدنی می‌شود. این لایه لزج در ادامه شروع به نشستن روی سطوح لوله، پمپ، تجهیزات، تأسیسات، شیرآلات و ایجاد گرفتگی در آنها نموده و همچنین باعث طعم و بوی نامطبوع آب و همچنین خوردگی لوله ها و تجهیزات فلزی خواهد شد.

از آنجائیکه نفوذ این باکتری‌ها به بسیاری از چاه‌ها بسرعت انجام شده و توجه به این نکته که حذف آنها از آب نیز کار ساده‌ای نیست، توجه ویژه‌ای لازمست که حتی‌الامکان از وارد شدن این نوع باکتری به چاه "پیشگیری" شده و اقدامات احتیاطی لازم در این خصوص نیز به دقت انجام شود. خوشبختانه در این مقاله به این روش های پیشگیری نیز اشاره خواهد شد. ابتدا بهتر است با خود باکتری آهن و چگونگی نفوذ آن به چاه آب بیشتر آشنا شوید.

سرفصل‌های این مقاله عبارتند از:

- باکتری آهن چیست و چگونه وارد آب چاه می‌شود؟

- نشانه‌های وجود باکتری آهن در آب چاه

- آیا باکتری آهن برای سلامتی خطرناک است؟

- اندازه‌گیری باکتری آهن

- چگونه از ورود باکتری آهن به چاه آب جلوگیری کنیم؟

- روش‌های حذف باکتری آهن از آب چاه

باکتری آهن چیست و چگونه وارد آب چاه می‌شود؟

باکتری آهن یک میکروارگانیسم طبیعی است که در خاک، آبهای سطحی و آبهای زیرزمینی با عمق کم یافت می‌شود. در حالیکه عمده باکتری‌ها انرژی و مواد تغذیه کننده خود را از تجزیه مواد آلی به دست می‌آورند، باکتری آهن آنها را از اکسیداسیون آهن و یا منگنز محلول در آب تأمین می‌نماید. باکتری‌های Gallionella spp. و Lepothrix spp. دو گونه متداول از باکتری آهن به شمار می‌روند که در فرآیند اکسیداسیون آهن و منگنز حضور دارند.

علیرغم اینکه باکتری آهن بصورت محدود در آبهای زیرزمینی وجود دارد، اما مقدار آنها در روی زمین بسیار بیشتر و قابل توجه تر می‌باشد. این باکتری‌ها بصورت معمول از روی زمین و در زمان حفر چاه، قرار دادن پمپ مستغرق در داخل چاه و یا سایر عملیات مرتبط با حفر، ساخت و نگهداری چاه وارد آب چاه می شوند. به عنوان مثال:

- اگر از آبی که حاوی باکتری آهن بوده و توسط کلر ضدعفونی نشده باشد، در زمان سوراخکاری و حفر چاه استفاده ‌شود، این احتمال وجود خواهد داشت که باکتری آهن از این طریق وارد آب چاه شود.

- اگر در زمان حفر و یا تعمیرات چاه، پمپ و لوله کشی‌های مربوطه روی زمین قرار داشته باشند، ممکن است خاک حاوی باکتری آهن وارد چاه شود.

- تجهیزات حفاری چاه می‌توانند باکتری آهن را از یک چاه به چاه دیگر منتقل نمایند.

- اگر پس از تعمیرات انجام شده در چاه، پمپ بدون انجام ضدعفونی داخل چاه قرار داده شود، باکتری آهنی که احتمالاً روی پمپ قرار داشته ممکن است مجدداً به داخل چاه برگردد.

- پس از حفر و ساخت چاه، باکتری آهن ممکن است به‌ وسیله سیلاب سطحی، سیستم‌های سپتیک و یا سایر منابع به داخل چاه آب نفوذ پیدا کند.

آهن به دو صورت محلول (در آب بدون اکسیژن) و نامحلول (در آب حاوی اکسیژن بصورت ذرات جامد معلق خاکی رنگ) وجود دارد. زمانی که آب زیرزمینی حاوی آهن که دارای اکسیژن نبوده و آهن در آن بصورت محلول قرار داشته در معرض اکسیژن قرار می گیرد، باکتری آهن از اکسیژن استفاده کرده و آهن محلول را به آهن نامحلول تبدیل می‌کند. در این حالت، یک لایه لزج به رنگ خاک (متمایل به قرمز) که از باکتری‌های زنده و مرده و بقایای آنها تشکیل شده است، بر جا خواهد ماند.

زمانی که باکتری آهن وارد آب چاه شود، توسط پمپ بسرعت وارد سیستم لوله‌کشی و شیر آلات آب مصرفی منزل خواهد شد. در صورتیکه دستگاه تصفیه آب مناسب بعد از چاه آب و پیش از ورود به منزل، باکتری آهن را از بین نبرده باشد، این باکتری‌ها علاوه بر ته نشینی در لوله کشی و تجهیزات منزل، همزمان با نوشیدن آب نیز وارد بدن انسان خواهد شد.

نشانه‌های وجود باکتری آهن در آب چاه

اگر آب چاهی که استفاده می‌ کنید حاوی باکتری آهن باشد، احتمالاً با نشانه‌ها و علائم ناخوشایندی از جمله موارد زیر مواجه شده‌اید:

لکه‌ گذاری و رسوب روی لوله‌ها و تجهیزات

آب حاوی باکتری آهن، لکه و یا لایه لزج با رنگ خاک بر روی سطوح لوله‌ها و تجهیزات بر جای می‌گذارد.  این رسوبات از جمله در داخل سینک، سرویس بهداشتی، دیواره چاه، ظروف، البسه و سطوح مختلفی که در معرض تماس با آب هستند، قابل مشاهده خواهند بود. این لکه‌ها معمولاً به رنگ خاکستری، زرد، قهوه ای و یا عمدتاً قرمز رنگ متمایل به رنگ خاک هستند.

تغییر رنگ آب

همانطور که گفته شد، آب دارای باکتری آهن معمولاً به رنگ زرد، قرمز و یا نارنجی است. ته نشینی ذرات در جاهایی مانند فلاش تانک سرویس بهداشتی کاملاً قابل مشاهده است. زمانی که آب مدتی در فلاش تانک بماند، این ذرات ته‌نشین شده، در داخل آب داخل فلاش تانک بصورت شناور درآمده و به تدریج و با مصرف آب به سطوح دیگر سرویس بهداشتی نیز خواهد رسید.

چربی روی آب

یک روش سریع و آسان برای تشخیص وجود باکتری آّهن، مشاهده آب داخل فلاش تانک سرویس بهداشتی است. اگر روی سطح آب لایه چربی و بر روی سطوح داخلی فلاش تانک لایه‌های لزج وجود داشت، به احتمال بسیار زیاد آب دارای باکتری آهن است. اگر آب داخل فلاش تانک ضدعفونی شود، این علائم هم از بین خواهند رفت.

طعم و بوی ناخوشایند آب

معمولاً آب حاوی باکتری آهن، بویی شبیه تخم مرغ گندیده، نفت، فاضلاب و یا باتلاق می‌دهد. این بو در زمان صبح و یا پس از مدتی عدم استفاده از آب، مشهودتر خواهد بود. در این شرایط، آب ممکن است طعم سبزیجات گندیده نیز بدهد.

خوردگی در تأسیسات

باکتری آهن می تواند بصورت نقطه‌ای خاصیت اسیدی پیدا کرده و با افزایش غلظت یون‌های خورنده باعث خوردگی در لوله ها و تجهیزات شود. این خوردگی نقطه‌ای معمولاً در نقاط دارای آب ساکن، تشدید نیز می‌شود. بنابراین اگر متوجه وجود آب دارای زنگ آب زیاد در لوله‌ها و تجهیزات شدید، می‌تواند به دلیل وجود باکتری آهن در آب باشد.

مسدود شدن داخل لوله‌ها و صافی داخل چاه

اگر آبدهی چاه بصورت تصاعدی در حال کاهش است، می‌تواند به دلیل رشد و تکثیر قابل توجه باکتری آهن و تشکیل لایه‌های لزج ناشی از آن در داخل چاه باشد. افزایش و رشد لایه‌ها و رسوبات ناشی از باکتری آهن در آب چاه باعث گرفتگی در لوله‌ها و کاهش آب عبوری از آن به سمت منزل و سایر تجهیرات مانند آب گرمکن، ماشین ظرفشویی، ماشین لباسشویی و سایر تجهیزات مصرف کننده آب می‌شود.

باکتری آهن ضمناً می‌تواند باعث کاهش عملکرد و یا حتی آسیب دستگاه‌های تصفیه آب منزل شود. به عنوان مثال، ایجاد لایه رسوب ناشی از باکتری آهن در سختی‌گیر رزینی، دستگاه اسمز معکوس (RO) و یا فیلتر کربنی می تواند باعث ایجاد گرفتگی و یا حتی تخریب رزین، کربن و یا سایر فیلترها شود. مسدود شدن شلنگ یا لوله خروجی بک واش سختی گیر رزینی توسط این باکتری، ممکن است باعث ایجاد مشکل در کارکرد سختی گیر رزینی و همچنین آسیب دیدن رزین با گذشت زمان شود.

افزایش آلودگی ناشی از انواع دیگر باکتری ها

باکتری آهن می‌تواند زمینه‌ساز رشد و تکثیر سایر انواع باکتری‌ها مانند کلیفرم و باکتری گوگرد در آب شود. بوی تخم مرغ گندیده که در بخش‌های بالا به آن اشاره شد، مستقیماً توسط باکتری آهن تولید نمی‌شود. بلکه در بعضی مواقع باکتری آهن باعث ایجاد و رشد باکتری دیگری به نام "باکتری گوگرد" شده و این باکتری دلیل بوی تخم مرغ گندیده در آب خروجی چاه است. این بدان معناست که وجود باکتری آهن در آب ممکن است زمینه ساز به وجود آمدن و رشد سایر انواع باکتری‌های نامطلوب در آب نیز باشد.

آیا باکتری آهن برای سلامتی خطرناک است؟

باکتری آهن به تنهایی خطری برای سلامتی نداشته و جزو باکتری‌های بیماریزا به حساب نمی‌آید.

اندازه‌گیری باکتری آهن

آزمایشگاه‌هایی که باکتری آهن را بصورت جداگانه آزمایش و اندازه‌گیری می‌کنند، بسیار محدود هستند. شاید دلیل این موضوع، عدم ذکر استاندارد حد مجاز برای این باکتری در استانداردهای مرجع با توجه به خطرناک نبودن آن برای سلامتی است. به همین دلیل، برای شناسایی باکتری آهن در آب می‌توان از یک روش کیفی بصورت چشمی و با روش زیر استفاده نمود:

- یکی از شیرهای آب منزل را که چندین ساعت از آن استفاده نشده را برای نمونه‌گیری در نظر بگیرید. مثلاً شاید ابتدای صبح برای این کار مناسب باشد.

- در صورتیکه روی شیر آب توری برای جدا کردن ذرات معلق درشت قرار گرفته، ابتدا آن را از روی شیر جدا کنید.

- یک شیشه یا لیوان درب دار خشک، تمیز و شفاف را برداشته و مقدار از آب خروجی شیر را در آن بریزید.

- آب نمونه گیری شده را 24 ساعت در مکانی بصورت راکد نگهداری کنید.

- اگر آب پس از 24 ساعت مانند زمان نمونه‌گیری شفاف باشد، بدان معناست که ذرات اکسید آهن و اکسید منگنز و همچنین باکتری آهن در آب وجود ندارد.

- اگر ذرات معلق موجود در آب بصورت یک لایه نازک خاک (مانند ذرات ریز آرد) ته‌نشین شده باشد، نشاندهنده وجود اکسید آهن و احتمالاً مقدار کمی باکتری آهن در آب است.

- اگر مواد ته‌نشین شده در کف شیشه، بصورت توده و یا رشته های کرک قرمز یا خاکی رنگ باشد، احتمالاً مقدار قابل توجهی باکتری آهن در آب وجود دارد.

هر چند همین روش ساده کیفی، نشانگر وجود یا عدم وجود باکتری آهن در آب است. اما برای بررسی دقیق‌تر پیشنهاد می‌کنیم در صورت امکان، نتیجه اندازه‌گیری باکتری آهن را از یک آزمایشگاه تخصصی تست کیفیت آب نیز دریافت نمائید.

چگونه از ورود باکتری آهن به چاه آب جلوگیری کنیم؟

اگر باکتری‌ آهن وارد آب چاه شود، از بین بردن آن بسیار مشکل خواهد بود. بنابراین، پیشگیری و جلوگیری از ورود باکتری آهن به چاه ساده‌تر از تلاش برای حذف آن پس از ورود به چاه است.

برای جلوگیری از ورود باکتری آهن به چاه، لازمست تا کلیه فعالیت‌های مربوط به حفر چاه، نصب پمپ داخل چاه، لوله کشی و تعمیرات چاه با در نظر گرفتن حداکثری ملاحظات احتیاطی و پیشگیرانه انجام گیرد.

از جمله روش‌های پیشگیرانه می‌توان به چند نمونه زیر اشاره نمود:

- مته حفاری، پمپ و لوله‌های داخلی چاه کاملاً تمیز بوده و حتی الامکان از تماس آنها با سطح زمین جلوگیری شود.

- در زمان حفاری، تعمیرات و راه اندازی پمپ از آب ضدعفونی شده استفاده شود. به هیچ وجه از آب سطحی مانند آب رودخانه و چشمه برای این کار استفاده نشود.

- از بسته بودن درب چاه و آب بندی آن اطمینان داشته و ارتفاع آن را حداقل نیم متر بالاتر از سطح زمین در نظر بگیرید.

- چاه، پمپ و لوله‌ها را پس از تعمیرات کاملاً ضدعفونی کنید.

روش‌های حذف باکتری آهن از آب چاه

اگر علیرغم تمام اقدامات احتیاطی متوجه وجود باکتری آهن در آب شدید، باید به فکر از بین بردن آنها پیش از ورود آب به منزل باشید. معمولاً از سه روش اصلی زیر برای حذف باکتری آهن از آب استفاده می‌شود:

- دادن شوک کلر به چاه

- تزریق پیوسته کلر به آب

- تزریق گاز ازن به آب

در ادامه به بررسی و توضیح بیشتر موارد فوق پرداخته می‌شود:

دادن شوک کلر به چاه

منظور از شوک کلر، ریختن حجم بالایی از کلر (حدود 200 ppm) به داخل چاه برای ضدعفونی کامل آب چاه است. کلر یک ماده ضدعفونی کننده قوی و از بین برنده بیشتر انواع باکتری در آب به شمار می‌رود. کلر علاوه بر باکتری‌ها قادر است انواع دیگری از میکروارگانیسم‌ها از جمله ویروس، انگل، قارچ و جلبک‌ها را از داخل چاه، مخزن و لوله‌ها نیز از بین ببرد.

البته باید به این نکته توجه داشت که باکتری آهن و باکتری گوگرد چون در داخل لایه لزج بیوفیلم قرار دارند، در برابر تماس با کلر محافظت شده و از بین بردن آن‌ها با کلر کمی مشکل‌تر خواهد بود. به همین دلیل و با توجه به مصرف شدن کلر توسط سایر آلاینده‌های موجود در آب، پیشنهاد می‌شودکه برای از بین بردن باکتری آهن و باکتری گوگرد، مقدار بیشتری کلر (حدود 500 pp) برای شوک استفاده شود.

علاوه بر شوک اولیه، اگر از تزریق پیوسته کلر در خط استفاده نمی‌شود، بهتر است که شوک کلر 2 تا 3 مرتبه در سال انجام شود. چون احتمال نفوذ و رشد مجدد باکتری آهن در چاه آب وجود خواهد داشت.

تزریق پیوسته کلر

سیستم تزریق کلر، روشی مؤثرتر از شوک کلر چاه آب است. همانطور که از نام آن مشخص است، در این روش محلول پودر کلر (هیپوکلریت کلسیم) و یا کلر مایع (هیپوکلریت سدیم) با استفاده از پمپ تزریق بصورت پیوسته و یا مقطعی به خط خروجی آب چاه تزریق می‌شود.

در این روش، محلول کلر یا کلر مایع از داخل مخزن مکش شده و با فشار به داخل خط آب تزریق می‌شود. پس از تزریق کلر، آب می‌بایست وارد یک مخزن ذخیره شود تا زمان لازم برای ضدعفونی و اکسیداسیون آب توسط کلر فراهم شود. بستگی به شدت جریان آب عبوری، میزان تزریق کلر تنظیم می‌شود تا مقدار کلر باقیمانده مد نظر در آب خروجی تأمین شود.

البته وجود کلر اضافی در آب طبعاً خوشایند نیست و علاوه بر تأثیر نامطلوب روی طعم و بوی آب، باعث از بین رفتن رنگ البسه، سوزش بینی و چشم، آسیب به پوست و مو و سایر مشکلات در دراز مدت خواهد شد.

به همین دلیل لازم است تا با یک فیلتر مناسب، کلر اضافه آب پیش از مصرف حذف شود. فیلتر کربنی که حاوی دانه‌های کربن فعال گرانول است، گزینه‌ای بسیار مناسب برای حذف کلر به شمار می‌رود.

دیاگرام نصب و چیدمان تجهیزات سیستم کلرزنی مطابق شکل زیر پیشنهاد می‌شود:

سیستم تزریق کلر

سیستم تزریق کلرشامل پمپ تزریق، مخزن و میکسر آماده سازی محلول کلر و فیلتر کربنی جهت حذف کلر باقیمانده

مشاهده مشخصات

تزریق ازن

یکی دیگر از روش‌های بسیار مؤثر برای از بین بردن باکتری آهن در آب، تزریق گاز ازن به آب است. ازن یک ماده اکسیدکننده بسیار قوی است. مدت زمان مورد نیاز برای ضدعفونی و اکسیداسیون مواد در آب توسط ازن نسبت به کلر با غلظت تزریق مشابه، حدود 6/1 است که این سرعت بالا، یک مزیت مهم در استفاده از ازن بجای کلر محسوب می شود. 

ازن گازی بسیار ناپایدار بوده و پس از گذشت چند دقیقه (نهایتاً 30 دقیقه) تجزیه شده و از بین می رود. البته سرعت تجزیه ازن نیز به عواملی مانند شیمی آب، دما و pH بستگی دارد.

یکی از متداولترین روش‌های تزریق ازن به آب، تزریق آن با فشار از کف ستون آب و ایجاد حباب ازن در یک مخزن ذخیره عمودی است. در این روش، گاز ازن از زیر یک ستون بلند آب بوسیله دیفیوزر وارد آب می شود.  

با توجه به سادگی این نوع تزریق، این روش کماکان در مقادیر مصرف محدود و در خروجی چاه های آب برای از بین بردن بو و مقادیر جزئی باکتری آهن، بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.

دیاگرام یک سیستم کامل تزریق ازن توسط دیفیوزر را می توانید در شکل زیر ملاحظه کنید:

فیلتر حذف آهن با ازن

فیلتر حذف آهن با ازن شامل دستگاه ازن ژنراتور و فیلتر شنی

مشاهده مشخصات

جمعبندی

علیرغم اینکه باکتری آهن خطری برای سلامتی ندارد، اما اثرات نامطلوب آن از جمله طعم و بوی نامطلوب، خورندگی و رساندن آسیب به لوله‌ها و تجهیزات باعث می‌شود که حتماً به دنبال روشی برای حذف آن از آب باشیم.

با استفاده از روش‌هایی که در این مقاله توضیح داده شدند، می‌توان به خوبی با حذف باکتری آهن، از تمام مشکلات ناشی از آن نیز خلاص شد.