هل مياه الأمطار آمنة للشرب؟

من بين جميع السوائل المعروفة ، يكون الماء أقرب ما يكون إلى مذيب عالمي ؛ يذوب الماء مواد أكثر من أي مادة أخرى معروفة. هذا الميل إلى إذابة المواد يعني أيضًا أن الماء يحتوي على معادن وأكسجين ومواد كيميائية وبكتيريا تدور حوله. إذن ، فإن سلامة مياه الأمطار تتوقف على الشوائب التي قد تحتويها أو تحملها.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

تعتمد سلامة مياه الأمطار الصالحة للشرب على نظافة الغلاف الجوي الذي يمر به بخار الماء. تؤثر طريقة جمع المطر أيضًا على جودة المياه. إذا تم جمع المطر مباشرة من الهواء في منطقة نائية نسبيًا بدون مصادر تلوث الهواء في اتجاه الريح ، ثم تم غليه لقتل البكتيريا ، فقد تكون مياه الأمطار آمنة للشرب.

يمكن تعميم دورة المياه ، رغم كونها معقدة للغاية في تفاصيلها ، على أنها تتكون من ثلاث خطوات: التبخر والتكثيف والترسيب. يحدث التبخر عندما تكتسب جزيئات الماء طاقة كافية لتصبح بخار ماء. تتكون الطاقة عادة من الطاقة الحرارية من الشمس ، لكن التفاعلات الكيميائية تتراوح بين النبات والحيوان التنفس لمحركات الاحتراق الداخلي وانبعاثات المصنع تطلق أيضًا بخار الماء في الغلاف الجوي.

يطفو بخار الماء في الغلاف الجوي ، ويتجمع في النهاية مع جزيئات الماء الأخرى. غالبًا ما يحدث هذا التكتل حول جسيم عائم آخر. قد تكون هذه الجسيمات من المواد الكيميائية أو الغبار أو السخام أو البكتيريا أو حبوب اللقاح. يحدث التكثف عندما يتحول بخار الماء إلى سائل مرة أخرى.

عندما تصبح قطرات الماء كبيرة بما يكفي لتسقط ، يبدأ هطول الأمطار. يمكن أن يكون التساقط على شكل مطر أو ثلج أو برد أو مزيج. قد تغرق المياه المعادة إلى سطح الأرض في الأرض ؛ جري في الأنهار والجداول والبحيرات أو المحيط ؛ تمتصه النباتات ؛ في حالة سكر من الحيوانات أو تستخدمه الصناعة ، ولكن الماء يتبخر عاجلاً أم آجلاً وتستمر الدورة.

تتمثل إحدى فوائد حصاد مياه الأمطار في الحجم المتاح. على سبيل المثال ، 1 بوصة من المطر الذي يسقط على هيكل بمساحة 40 قدمًا في 70 قدمًا ينتج حوالي 1700 جالون (6600 لتر) من الماء. يمكن التقاط المياه عن طريق براميل المطر أو الصهاريج الملحقة بأنابيب الصرف. إذا تم تحويل الجريان السطحي الأول إلى الأرض ، فسيتم غسل بعض الحطام المتراكم والغبار والبكتيريا والملوثات الأخرى على الأقل. قد يكون الباقي آمنًا ، على الأقل لري النباتات غير الغذائية و ringardens ، وإذا كان نظيفًا نسبيًا ، لمصادر مياه الحياة البرية. يقلل استخدام مياه الأمطار المحصودة من كمية المياه المعالجة من الأنظمة العامة ، مما يحافظ على المياه.

لدى العديد من الولايات تشريعات تحكم أو تحظر حصاد مياه الأمطار. كولورادو ، على سبيل المثال ، في عام 2016 سنت قواعد تقصر أصحاب المنازل الخاصة على برميلين مطر (110 جالون) من مياه الأمطار المحصودة. يجب استخدام المياه في العقار للأغراض الخارجية مثل ري الحدائق والمناظر الطبيعية. في ولاية أوريغون ، يُسمح بتجميع مياه الأمطار ، ولكن لا يمكن جمعها إلا من أسطح الأسطح. يجب على مالكي المنازل التحقق من لوائح ولايتهم قبل تثبيت نظام تجميع مياه الأمطار.

تختلف جودة مياه الأمطار اختلافًا كبيرًا من مكان إلى آخر ، اعتمادًا على أنواع الملوثات والبعد عن مصادر التلوث. على سبيل المثال ، خففت المداخن الأطول جزئيًا من مشاكل الضباب الدخاني في لندن عن طريق نشر الدخان الملوث عبر مناطق أوسع. تشير الدراسات إلى أن مياه الأمطار في مراكز تلوث الهواء مثل لوس أنجلوس ستحتوي على ملوثات كيميائية.

تختلف اللوائح من ولاية إلى أخرى لاستخدام مياه الأمطار المقطوعة لمياه الشرب. إذا تم الاحتفاظ بها للاستخدام الخاص ، فإن العديد من الدول لا تفرض معايير مياه الشرب ، تاركة المسؤولية على عاتق صاحب المنزل. ومع ذلك ، من أجل السلامة ، يجب على مالكي المنازل اختبار مياههم قبل استخدام مياه الأمطار لمياه الشرب. أصدرت وكالة حماية البيئة الأمريكية معايير مياه الشرب المحدثة والإرشادات الصحية في 2018 (انظر الموارد).

قد يبدو تساقط المطر في الغلاف الجوي وكأنه أنظف مياه على الأرض. لسوء الحظ ، فإن قدرة الماء على حمل العديد من المواد المختلفة المذابة أو المعلقة تجعل هذا الافتراض غير آمن. حتى لو كانت مياه الأمطار نقية نسبيًا ، فإن طريقة التجميع تؤثر على نظافة مياه الأمطار. يمكن أن تصبح مياه الأمطار المخزنة ملوثة أيضًا.

قد تتحلل المواد المحمولة جواً أو تعلق في قطرات المطر ، مما يؤدي إلى تلوث مياه الأمطار. على سبيل المثال ، أظهرت مراقبة الهواء في منطقة لوس أنجلوس بين عامي 1995 و 1998 تعرض السكان لها ما يقرب من خمسة أضعاف المستويات الموصى بها من المركبات المسرطنة البنزين والفورمالديهايد والبيوتادين. تم نقل هذه المواد الكيميائية من الغلاف الجوي إلى الأرض أثناء العواصف الممطرة.

أمطار حمضية

تتحد الكبريتات وأكاسيد النيتروجين الناتجة عن تلوث الهواء كيميائيًا مع قطرات الماء لتكوين المطر الحمضي. تحتوي مياه الأمطار بشكل طبيعي على درجة حموضة من 5 إلى 6 ، وهي حمضية قليلاً. ومع ذلك ، قد يصل المطر الحمضي إلى درجة حموضة منخفضة تصل إلى 2 ، ولكن عادة ما يكون الرقم الهيدروجيني له حوالي 4. على الرغم من أن أقل درجة حموضة للأمطار الحمضية 2 تساوي الرقم الهيدروجيني للخل (2.2) وعصير الليمون (2.3) ، فإن المطر الحمضي ليس ضارًا بشكل مباشر للشرب. يأتي الضرر المباشر للإنسان (والحيوانات الأخرى) من تنفس المطر الحمضي. عندما يسقط المطر أو يتشكل الضباب الدخاني ، تكون الرطوبة النسبية للغلاف الجوي من 99 إلى 100 بالمائة. في هذه المرحلة ، يؤدي التنفس إلى دخول المادة الحمضية إلى الرئتين. يتعرض الأشخاص المصابون بالربو أو أمراض الجهاز التنفسي أو ضعف وظائف الجهاز التنفسي للخطر بشكل خاص.

تسبب ضباب لندن العظيم عام 1952 في مقتل ما يقدر بنحو 4000 شخص بشكل مباشر ، حيث قُدر إجمالي الوفيات بين 8000 و 12000 بسبب حدث الضباب الدخاني الحمضي الذي استمر خمسة أيام. في عام 1966 ، تسبب حدث الضباب الدخاني في عيد الشكر في وفاة حوالي 200 شخص في مدينة نيويورك. في الستينيات من القرن الماضي ، كانت الوفيات المرتبطة بالدخان والضباب الدخاني بسبب التهاب الشعب الهوائية وانتفاخ الرئة شائعة بشكل متزايد في مدينة نيويورك.

البكتيريا في مياه الأمطار

من المحتمل أن تحتوي مياه الأمطار التي يتم جمعها من أسطح المنازل على بكتيريا من فضلات الطيور وفضلات الثدييات الصغيرة والتحلل العضوي. أظهرت دراسة أسترالية أن البكتيريا المحمولة جواً تضيف بشكل كبير إلى هذا الحمل البكتيري.

قد تكون مياه الأمطار أفضل للنباتات لأنها تفتقر إلى المواد الكيميائية الخاصة بمرافق معالجة المياه العامة. ومع ذلك ، لا ينصح بحصاد مياه الأمطار لري المحاصيل الغذائية. إذا تم استخدام الماء لسقي الفواكه والخضروات ، فلا ينبغي استخدام الماء مباشرة على النبات. ضع الماء المحتمل تلوثه على التربة المحيطة بالنبات في الصباح الباكر وقم بتأخير الحصاد حتى وقت لاحق من اليوم عندما يؤدي التبخر والتعرض للأشعة فوق البنفسجية إلى قتل أي بكتيريا. يُقترح أيضًا معالجة مياه الأمطار بالمبيض أو اليود على افتراض أن المياه ملوثة بالبكتيريا.

الغبار والأوساخ والدخان وحبوب اللقاح

الغبار والأوساخ والدخان وحبوب اللقاح التي تلتقطها الرياح والسيارات والجز والحرائق وغيرها من الأنشطة تصبح جزءًا من الغلاف الجوي. يتكثف بخار الماء حول الجسيمات. يعود الغبار والأوساخ والدخان وحبوب اللقاح إلى الأرض مع هطول الأمطار. تنجرف هذه المواد المترسبة على الأسطح أثناء العواصف المطيرة ، خاصة أثناء العواصف الأولى بعد موجة الجفاف. يمكن أن تسبب هذه المواد الطبيعية مشاكل صحية في مياه الأمطار.

ملوثات السقف

عندما يتساقط المطر عبر السقف ، تنضم جزيئات السقف ومواد المزراب إلى الغبار والسخام وحبوب اللقاح والمواد الكيميائية المحمولة في الهواء في الجريان السطحي. قد تلوث مواد البناء مثل الأسبستوس والأسفلت (منتج بترولي) والمعادن (الرصاص والنحاس) الجريان السطحي.

تلوث مياه الأمطار المخزنة

يجب استخدام مياه الأمطار المجمعة في غضون 10 أيام لمنع غزو يرقات البعوض. يجب استخدام الشاشات لمنع تلوث الحيوانات والحطام من دخول حاوية التخزين. قد تتلوث الصهاريج ذات اللحامات بالرصاص من اللحام. لن تؤدي معالجة مياه الأمطار بالمبيض أو اليود إلى إزالة الملوثات الكيميائية.