நீர் மற்றும் நீர் சுத்திகரிப்பு (Water and Water Purification)

இயற்கையின் மிக முக்கியமான மற்றும் அத்தியாவசியமான வளங்களில் ஒன்று நீர். பூமியின் மேற்பரப்பில் சுமார் 71% நீரால் சூழப்பட்டுள்ளது. மனித நாகரிகங்கள் அனைத்தும் நதிக்கரைகளிலேயே தோன்றின என்பது நீரின் முக்கியத்துவத்தை உணர்த்துகிறது. வேதியியல் ரீதியாக நீர் என்பது ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்சிஜன் அணுக்களின் பிணைப்பால் உருவானது. இப்பாடத்தில் நீரின் பண்புகள், அதன் வகைகள் மற்றும் நவீன நீர் சுத்திகரிப்பு முறைகளை விரிவாகக் காண்போம்.

1. நீரின் வேதியியல் அமைப்பு

நீரின் மூலக்கூறு வாய்ப்பாடு H₂O ஆகும். இதில் இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் ஒரு ஆக்சிஜன் அணுவுடன் சகப்பிணைப்பின் (Covalent Bond) மூலம் இணைந்துள்ளன. நீரின் வடிவம் 'கோண வடிவம்' (Bent Shape) கொண்டது. இது ஒரு முனைவுத்தன்மை கொண்ட (Polar) கரைப்பானாகும்.

நீரின் இயற்பியல் பண்புகள்:

• தூய நீர் நிறமற்றது, மணமற்றது மற்றும் சுவையற்றது.
• நீரின் கொதிநிலை 100°C மற்றும் உறைநிலை 0°C ஆகும்.
• நீர் அதிக தன்வெப்ப ஏற்புத்திறன் (Specific Heat Capacity) கொண்டது, இது பூமியின் வெப்பநிலையைச் சமநிலையில் வைக்க உதவுகிறது.

2. நீரின் கடினத்தன்மை (Hardness of Water)

நீரில் கரைந்துள்ள கால்சியம் (Ca²⁺) மற்றும் மெக்னீசியம் (Mg²⁺) அயனிகளின் இருப்பைப் பொறுத்து நீர் இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கப்படுகிறது. கடின நீர் சோப்புடன் நுரைப்பதில்லை, மென்நீர் எளிதில் நுரைக்கும்.

கடின நீரின் வகைகள்:

1. தற்காலிக கடினத்தன்மை: இதில் கால்சியம் மற்றும் மெக்னீசியத்தின் பைகார்பனேட்டுகள் கரைந்துள்ளன. இதை நீரை கொதிக்க வைப்பதன் மூலமே நீக்கிவிட முடியும்.
2. நிரந்தர கடினத்தன்மை: இதில் கால்சியம் மற்றும் மெக்னீசியத்தின் குளோரைடுகள் மற்றும் சல்பேட்டுகள் உள்ளன. இவற்றை சாதாரண கொதிநிலை மூலம் நீக்க முடியாது, வேதிமுறை சுத்திகரிப்பு அவசியம்.

3. நீர் சுத்திகரிப்பு முறைகள் (Water Purification Methods)

குடிநீரைப் பாதுகாப்பானதாக மாற்றவும், தொழிற்சாலைக் கழிவுகளைச் சுத்திகரிக்கவும் பல்வேறு தொழில்நுட்பங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

அடிப்படை சுத்திகரிப்பு நிலைகள்:

1. தெளிதல் (Sedimentation): நீரில் உள்ள பெரிய துகள்கள் மற்றும் மணல் அடியில் தங்குவதற்கு அனுமதிக்கப்படுதல்.
2. வடித்தல் (Filtration): மணல், ஜல்லி மற்றும் நிலக்கரி அடுக்குகளின் வழியாக நீரைச் செலுத்தி நுண் துகள்களை நீக்குதல்.
3. கிருமி நீக்கம் (Disinfection): குளோரின், ஓசோன் அல்லது புற ஊதாக் கதிர்களைப் (UV) பயன்படுத்தி நுண்கிருமிகளை அழித்தல்.

4. நீர் மாசுபடுதல் - காரணங்கள் மற்றும் விளைவுகள்

நீர் மாசுபடுதல் என்பது நீரில் வேண்டாத பொருட்கள் சேர்வதால் அதன் தரம் குறைவதாகும். இது சுற்றுச்சூழல் மற்றும் மனித ஆரோக்கியத்திற்குப் பெரும் அச்சுறுத்தலாகும்.

மாசுபாட்டின் முக்கிய காரணிகள்:

• தொழிற்சாலைக் கழிவுகள் (கன உலோகங்கள்: பாதரசம், காட்மியம்).
• விவசாய உரங்கள் மற்றும் பூச்சிக்கொல்லிகள் (நைட்ரேட்டுகள் மற்றும் பாஸ்பேட்டுகள்).
• வீட்டுக் கழிவுநீர் மற்றும் பிளாஸ்டிக் கழிவுகள்.
• எண்ணெய் கசிவு (Oil Spills).

5. நீர் மேலாண்மை மற்றும் பாதுகாப்பு

நீர் என்பது புதுப்பிக்கத்தக்க வளம் என்றாலும், அதன் தரம் குறைந்து வருகிறது. எனவே, நீர் மேலாண்மை மிக அவசியம்.

நீர் பாதுகாப்பிற்கான வழிமுறைகள்:

1. மழைநீர் சேகரிப்பு: நிலத்தடி நீர் மட்டத்தை உயர்த்தும் சிறந்த முறை.
2. மறுசுழற்சி (Recycling): சுத்திகரிக்கப்பட்ட கழிவுநீரைத் தொழிற்சாலைகள் மற்றும் தோட்டங்களுக்குப் பயன்படுத்துதல்.
3. காடு வளர்ப்பு: நீர்நிலைகளைச் சுற்றி மரங்களை வளர்ப்பது நீராவிப் போக்கைக் குறைத்து நீரைச் சேமிக்க உதவும்.

6. நீர் தொடர்பான முக்கிய வேதியியல் வினைகள்

நீர் ஒரு சிறந்த வினைபொருளாக செயல்படுகிறது. நீரின் மின்னாற்பகுப்பு (Electrolysis) மூலம் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்சிஜன் வாயுக்களைப் பிரிக்கலாம்.

வினை: 2H₂O → 2H₂ + O₂

இந்த வினை மின் ஆற்றலை வேதி ஆற்றலாக மாற்றும் ஒரு செயல்முறையாகும். இது நவீன எரிபொருள் மின்கலங்களில் (Fuel Cells) பயன்படுத்தப்படுகிறது.

7. சுற்றுச்சூழல் தாக்கம்

நீர் நிலைகளில் நைட்ரஜன் மற்றும் பாஸ்பரஸ் போன்ற சத்துக்கள் அதிகமாகச் சேரும்போது 'யூட்ரோஃபிகேஷன்' (Eutrophication) ஏற்படுகிறது. இதனால் பாசிகள் (Algae) அதிகமாக வளர்ந்து, நீரில் உள்ள ஆக்சிஜனைக் குறைத்து மீன்கள் மற்றும் உயிரினங்கள் இறக்க வழிவகுக்கிறது.

8. முடிவுரை

நீர் சுத்திகரிப்பு என்பது வெறும் தொழில்நுட்பம் சார்ந்த விஷயம் மட்டுமல்ல; அது சமூகப் பொறுப்பும் கூட. வேதியியல் விதிகளைப் புரிந்துகொள்வதன் மூலம், கழிவுநீரைச் சுத்திகரித்து மீண்டும் பயன்பாட்டிற்குக் கொண்டு வருவது எதிர்கால நீர்த் தட்டுப்பாட்டைத் தீர்க்கும் சிறந்த வழியாகும்.