اختصاصات آب

درحال مشاهده: اختصاصات آب

ادعونی اهدای خون

اختصاصات آب

۱۳۹۰/۰۶/۰۳

13:47

امیرحسین ستوده بیدختی

اختصاصات فیزیکی آب
كل جامدات محلول Total Dissolved Solids

كل جامدات محلول ( TDS )[1] موجود در آبهاي طبيعي، به علت وجود نمكهاي غيرآلي می باشد. در رودخانه ها و درياچه ها غلظت ;TDS با توجه به زمان سال، شرايط جغرافيايي محل،‌ آب و هوا و تخليه فاضلابها تغيير خواهد كرد. طبقه بندي آبها به صورت شيرين، لب شور، شور و آب دريا معمولاً بر اساس ميزان TDS صورت گرفته است. غلظت TDS در درياچه ها و رودخانه ها معمولاً كمتر از mg/L 200 است.TDS   معيار سالم يا ناسالم بودن آب نيست; بلكه به استاندارد ثانويه يا جنبه زيبايي شناختي آن مربوط مي شود. EPA[2] حداكثر TDS در آب آشاميدني را mg/L 500 توصيه مي كند; بيشتر از اين مقدار، آب مزه شور خواهد داشت. حد بالاي توصيه شده TDS براي آب كشاورزي، mg/L 1500 است.] 5[
هدايت الكتريكي    Electrical Conductivity

هدايت الكتريكي) EC ([3]يا هدايت ويژه آب، به TDS مربوط مي شود كه از شاخصهاي مهم در تعيين كيفيت آب مي باشد. هدايت الكتريكي در تعيين كيفيت آبهاي سطحي، آبهاي تصفيه شده در تصفيه خانه ها، مخازن آب و فاضلابها كاربرد دارد.

اين پارامتر معياري از توانايي آب براي هدايت جريان الكتريسيته است كه به صورت ميكرو زيمنس بر سانتيمترگزارش مي شود. چون جريان الكتريكي در يك محلول توسط يونهاي موجود در آن انتقال داده مي شود; با افزايش TDS هدايت الكتريكي نيز افزايش مي يابد. بسته به غلظت TDS، اين ارتباط تقريباً خطي بوده و براي شرايط گوناگون، بايد جداگانه تعيين شود.

اين رابطه طبق معادله زير بيان مي گردد
EC * TDS = K
كل جامدات محلول       mg/L = TDS
هدايت الكتريكي     mho/cmµ =EC
ثابت =K
مقدار K   بسته به ميزان TDS و دماي آب بين 0.5 تا 0.9 متغير است. مقدار معمول K براي بيشتر آبها 0.64 است.
کدورت و سختي

كدورت:کدورت آب اغلب به واسطه وجود مواد معلق و کلوئیدی در آن مانند: رس، مواد آلي و غير آلي بسيار ريزو ميكروارگانيزم ها ايجاد مي شود. كدورت نماد خواص نور شناختي آب است كه سبب جذب يا پراكنش نور مي شود. درجه کدری آب را اغلب بدین روش تعیین می کنند که در کف استوانه ای به قطر 25 میلیمتر، حروف استاندارد شده ای قرار می دهند; سپس در آن، آب مورد آزمایش را تا ارتفاعی می ریزند که دیگر خط نام برده خوانا نباشد.
سختي: سختی[4] آب مربوط به املاح خاصی است که در آب وجود دارند. این املاح شامل کاتیونهایی مثل: منیزیم، کلسیم، استرانسیوم، آهن، آلومینیوم، منگنز و مس بوده که با آنیون های بی کربنات، کربنات، کلرور، سولفات، سیلیکات و نیترات به صورت محلول در آب وجود دارند. ] 3[

با وجود اينكه تمامي اين املاح در سختي آب تأثير گذارند; اما از يون هاي كلسيم و منيزيم به عنوان عامل اصلي سختي آب نام برده مي شود. بدليل غلظت هاي بسيار پايين اغلب يونهاي ديگر موجود در آب; از تأثير آنها صرفه نظر مي گردد. آب زيرزميني در يك منطقه مشخص، ممكن است سختي بيشتري از آب سطحي همان منطقه داشته باشد. آب سخت معمولاً با تشكيل پوسته در ديگهاي بخار، گرم كننده ها، لوله هاي آب داغ و روي سطوحي كه با آن تماس مي يابد، شناخته مي شود. همچنين آب سخت مانع كف كردن صابون شده و در نتيجه مصرف صابون افزايش مي يابد; این موضوع باعث ايجاد رنگ زرد در پارچه ها و زبر شدن سبزيجات مي شود.

سختی آب را می‌توان به دو نوع تقسیم کرد:

سختی موقت[5] را سختی کربناتی[6] نیز می‌نامند. این سختی، مولود بی‌کربنات کلسیم و منیزیم است که عمدتاً به کمک حرارت و یا ازدیاد PH کاهش می‌یابد.

سختی دائم[7] را سختی غیرکربناتی[8] نیز می‌نامند. این سختی، با حرارت دادن قابل حذف نیست.

مقدار سختی آب، علاوه بر اینکه در آبهای صنعتی اهمیت وافر دارد; از نظر بهداشت عمومی نیز اهمیت خاصی دارد. کلسیم که یکی از عوامل سختی آب است، در رشد استخوان و حفظ تعادل بدن دخالت داشته; ولی به همان اندازه سولفات کلسیم به علت کمی قابلیت هضم، ناراحتی هایی در دستگاه هاضمه بوجود می‌آورد. گاهی توصیه می‌شود که جهت تأمین بهداشت و سلامت مصرف کنندگان، آهک به آب آشامیدنی افزوده شود. بعضی دانشمندان معتقدند، بهتر است کلسیم و منیزیم لازم بدن توسط غذا تأمین گردد و حتی‌الامکان از آبهای سبک برای شرب استفاده شود. باید توجه داشت که بدن نسبت به سنگینی موجود در آب مورد مصرف خود حساسیت دارد; چنانچه این نوشیدنی تغییر یابد، ممکن است در دستگاه گوارش ایجاد اخلال نماید. این موضوع را به اصطلاح آب به آب شدن می‌گویند.
در بعضی از طبقه بندیها حداکثر سختی آبهای قابل شرب، 300 میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم تعیین شده است. ] 5[
تعداد ذرات

هر چند كدورت به عنوان يك پارامتر متداول، بطور گسترده در تصفيه آب استفاده مي شود; اما اخيراً كاربرد تعداد ذرات براي ارزيابي كارايي تصفيه و كيفيت آب تصفيه شده، در حال افزايش است.
رنگ

رنگ آب مربوط به مواردی است که در آن نمکهایی به صورت حل شده و یا کلوئیدی یافت می شوند. مثلاً نمکهای آهن، به آب رنگ متمایل به قرمز و نمکهای منگنز، به آب رنگ قهوه ای متمایل به سیاه می دهند. زردی آب نشانه وجود ترکیبات گیاهی و اسیدهای آلی ناشی از فساد آنها و یا وجود خاک رس می باشد. درحالیکه سبزی آب، نشانه وجود گیاهانی از قبیل جلبکها[9] و . . . می باشد. اغلب مواد آلي نيز همانطور كه گفته شد، در آب رنگ ايجاد مي كنند; بنابراين از اندازه گيري رنگ براي تعيين مقدار مواد آلي استفاده مي شود که در این خصوص از آزمايش رنگ سنجي استفاده مي گردد. ] 3[

[1] Total Dissolved Solids

[2] Environmental Protection Agency

[3] Electrical Conductivity

[4] Hardner

[5]Temporary Hardner

[6]Carbonate Hardner

[7] Permanent Hardner

[8] Noncarbonate Hardner

[9] Aleges

اختصاصات شیمیایی آب
PH

رقم PH آب یا همان غلظت یونهای هیدروژن، میزان اسیدیته یا قلیايیت آب را مشخص می کند. برای آب خالص PH = 7 می باشد; به عبارتی آب خالص حالت خنثی دارد. اگر رقم PH آب کمتر از عدد 7 باشد، آب حالت اسیدی دارد و اگرPH آب بیشتر از عدد 7 باشد، آب حالت قلیایی را به خود می گیرد; که در هر دو حالت از استاندارد آب آشامیدنی خارج می گردد.
اسیدیته

آب اسیدی نوعی آب است که مقدارPH آن کمتر از 7 می باشد. در این حالت طعم آب ترش می- شود. اسیدیته در آب آلوده نشده، معمولاً توسط دی اکسیدکربن حل شده در آب که باعث ایجاد اسیدکربنیک ضعیف می گردد، بوجود می آید.
قلیايیت

قلياييت يك ويژگي عادي آبهاي طبيعي است كه ظرفيت بافري به آب داده و PH آن را در گستره 8.5 – 6 نگه مي دارد. در آبهاي طبيعي، قلياييت در درجه اول به واسطه حضور يونهاي كربنات و بي- كربنات که معمولاً همراه با یونهای کلسیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم می باشند، است;اگرچه در بسياري از موارد، بخش كمي از قلياييت نیز ممكن است به واسطه حضور نمكهاي سيليكات، بورات، فسفات، اسيدهاي آلي و هيدروكسيدها باشد. مقدار قلياييت آب با توجه به موقعيت جغرافيايي محل به ويژه بسته به نوع سنگها و خاكهاي موجود در منطقه، متغير است. تغييرات ناگهاني قلياييت آب نهرها و جويبارها عموماً به علت تخليه فاضلابهاي شهري و صنعتي تصفيه شده يا تصفيه نشده اتفاق مي افتد. در PH بالای7، آب خاصیت قلیایی داشته و طعم گس پیدا می کند. گستره مطلوب قلياييت بي- كربنات براي يك اكوسيستم آبي سالم، بين mg/L 130 – 30 بر حسب CaCO3 است; بطوريكه PH در گستره 8.2 – 6.5 حفظ مي شود. براي انجام انعقاد مؤثر،‌ حداقل قلياييتmg/L 30 برحسب CaCO3 لازم است. جهت محاسبه مقدار آهك و بي كربنات سديم مورد نياز براي سختي گيري آب، همچنین تعيين خورنده يا رسوب گذار بودن آب; دانستن مقدار قلياييت ضروري است.
نسبت جذب سديم

كاتيونهاي مهم از نظر آب مصرفي در كشاورزي عبارتند از: كلسيم، منيزيم و سديم; اغلب از يونهاي ديگر در تعين خطر از هم پاشيدگي خاك، صرفه نظر مي شود. نسبت جذب سديم [1](SAR) معمولاً براي پيش بيني مشكلات نفوذپذيري آب در خاك استفاده مي شود. SAR از معادله زير كه در آن همه كاتيونها بر حسب واحد meq/L بيان مي شوند،‌ بدست مي آيد.

SAR = [Na+] / Sqr[ ( [Ca+2] + [Mg+2] ) / 2]

آب داراي مقاديرSAR بين 18 – 8، ممكن است بر نفوذپذيري خاكهايي با درصد قابل توجهي رس،‌ اثر نامطلوبي داشته باشد; زيرا مصرف اين نوع آبها باعث جذب مقادير زيادي سديم در خاك مي شود. مقادير SAR بالاي 4 به علت سميت نوري سديم،‌ ممكن است براي گياهان حساس زيان آور باشد.
پايداري آب Stabilization

آب يك حلال قوي است كه مي تواند بسياري از مواد معدني از جمله موادي كه در ساخت لوله ها و اتصالات استفاده مي شوند را در خود حل نماید. برعكس، آبي كه فوق اشباع از مواد معدني است، تمايل به رسوب اين مواد در لوله ها و متعلقات شبكه آبرساني دارد. آبي كه تمايل به انحلال مواد معدني در خود دارد، خورنده در نظر گرفته مي شود و آبي كه تمايل به ترسيب مواد معدني دارد، رسوب گذار ناميده مي شود. تمايل آب به انحلال يا ترسيب مواد معدني به كيفيت شيميايي آن بستگي دارد; اين ويژگي به عنوان پايداري آب شناحته مي شود. آبي كه ناپايدار است; يا باعث تشكيل رسوب و يا سبب خوردگي لوله ها در سيستم توزيع مي شود. پايدارسازي آب[2] به معني اصلاح ماهيت شيميايي آب است; بطوريكه نه باعث خوردگي لوله ها و نه ايجاد رسوب كربنات كلسيم شود. بنابراين پايدارسازي، تنظيم PH و قلياييت آب تا مقدار تعادل اشباع كربنات كلسيم است. تمايل يك آب خورنده براي انحلال مواد معدني در خود، مي تواند براي كيفيت آب و شبكه توزيع مضر باشد. آبهاي خورنده علاوه بر انحلال كلسيم و منيزيم، مي توانند فلزات خطرناك موجود در اتصالات مثل سرب و مس را نيز حل كنند. آبهاي رسوب گذار، يك لايه نازكي از مواد معدني( پوسته ) روي ديواره لوله تشكيل داده كه باعث كاهش و در برخي موارد جلوگيري از خوردگي سطوح فلزي مي شود; با اين وجود، پوسته گذاري خيلي شديد نيز نامطلوب است. تجمع بيش از حد رسوب، مي تواند باعث آسيب رساندن به وسایل مثل آبگرمكن ها شده و ضريب اصطكاك لوله را افزايش دهد و حتي در برخي موارد ممكن است باعث گرفتگي لوله شود. بنابراين بهترين آب، آبي است كه تنها كمي رسوب گذار باشد.] 5 [
اكسيژن محلول Dissolved Oxygen

در طبيعت آبهاي تميز، اشباع يا تقريباً اشباع از اكسيژن محلول((DO[3] هستند. در صورت تخليه مواد زائد آلي به داخل آبهاي طبيعي، ميكرو ارگانيزم ها اين مواد را تجزيه و DO را مصرف مي كنند. مقدار DO در آبهاي طبيعي معياري از ميزان آلودگي به مواد زائد اكسيژن خواه است. غلظتهاي پايين DO نشان دهنده كيفيت پايين آب بوده كه در اين حالت ممكن است تصفيه خانه آب، با مشكلات طعم و بو مواجه شود. در آب تصفيه شده، DO يكي از فاكتورهاي مؤثر بر ميزان خوردگي فلزات است.
اجزاي غيرآلي

آنيونها و كاتيونهاي اصلي

نوع يونهاي اصلي و توزيع آنها در آبهاي طبيعي، با توجه به تشكيلات زمين شناختي و نوع خاك بسيار متفاوت است. يونهاي اصلي موجود در همه آبهاي طبيعي كه كيفيت آن را تحت تأثير قرار داده و اجزاي شيميايي اصلي را بوجود مي آورند در زير آورده شده است.

يونهاي اصلي موجود در آب هاي طبيعي

كاتيونها	آنيونها
كلسيم ( Ca⁺² )	بي كربنات ( HCO₃ ^- ) و كربنات ( CO₃ ^-2 )
منيزيم ( Mg ⁺² )	كلرايد (CL^- )
سديم ( Na ⁺ )	سولفات ( SO4^-2 )
پتاسيم ( K ⁺ )	نيترات ( NO₃^- )
آهن ( Fe +2 )	فسفات ( PO₄ ^-3 )

منگنز ( Mn ⁺² )

فلورايد ( F^- )

اجزاي آلي

تركيبات آلي موجود در آبهاي طبيعي، از تجزيه مواد گياهي و حيواني منشأ مي گيرند. متداول ترين مواد آلي طبيعي موجود در آبهاي سطحي، اسيدهاي هيوميك، فولويك و هيماتوملانيك، جلبكها و ساير ميكروارگانيزم ها هستند. همچنين تركيبات آلي ممكن است در اثر تخليه فاضلابهاي صنعتي و شهري و رواناب هاي شهري و كشاورزي، به آبهاي سطحي راه يابند. غلظت مواد آلي ممكن است از صفر ( در آبهاي زيرزميني حفاظت شده ) تا mg/L 30 – 10 در آبهاي سطحي آلوده و پر بار ( از مواد آلي )، متغير باشد. تركيبات آلي موجود در آبهاي طبيعي، مشكلات مختلفي را ايجاد مي كنند. مهمترين اين مشكلات عبارتند از :

ايجاد رنگ و كدورت
كاهش اكسيژن محلول
ايجاد طعم و بو
تداخل با فرآيندهاي تصفيه آب
ايجاد تركيبات هالوژنه به هنگام كلرزني آب

مواد آلي طبيعي Natural Organic Chromatography

مواد آلي كه بطور طبيعي در يك سيستم آبي وجود دارند) NOM ([4]،‌ از بقاياي گياهي و حيواني منشأ مي گيرند. اين بقايا عمدتاً حاوي پروتئين، كربوهيدرات و چربي هستند. هيوميكي شدن اين مواد دسته وسيعي از مواد آلي را توليد مي كند كه در مجموع مواد هيوميكي ناميده مي شوند. اين مواد در آب، پليمرهایي با وزن مولكولي متفاوت در گستره كمتر از 800 تا 50000 هستند. مواد هيوميكي داراي گروه هاي شيميايي مختلفي مثل هيدروكسيل، كربوكسيل، متوكسيل و كينين بوده كه خواص آب گريزي به آنها مي دهند. مقدار بار آنها به درجه يونيزاسيون و در نتيجه به PH آب بستگي دارد.
تركيبات آلي مصنوعي Synthetic Organic Compounds

از سال 1940 تا كنون، بيش از 100000 نوع تركيبات آلي ساخته شده است. بسياري از اين تركيبات بطور بي رويه استفاده مي شوند و به علت انجام کارهایی مانند مصرف بيش از حد دور ريزها، ريخت و پاش و دفع عمدي آنها; غلظت اين مواد در آبهاي سطحي و زيرزميني در حال افزايش است. بسياري از اين تركيبات حتي در غلظتهاي بسيار پايين; سرطان زا ( تومورزا)، جهش زا ( ايجاد جهش در ژنهاي انساني يا ساير موجودات ) يا ناهنجاري زا ( نقص اندام ها و اعضا ) هستند. دسته هاي اصلي تركيبات آلي مصنوعي) (SOM[5] كه مشكل ساز از نظر بهداشتي، تصفيه و بوم شناختي مي باشند، شامل: سورفاكتانت ها، آفت كشها و علف كشها، حلالهاي پاك كننده، پلي كلرينيتد بي فنيل ها(PCBS )[6] و فراورده هاي جانبي گندزدايي (THMS )[7] مي شوند

[1] Sodium adsorption ratio

[2] Stabilization

[3] Dissolved Oxygen

[4]Natural Organic Chromatography

[5]Synthetic Organic Compounds

[6] Polychlorinated biphenyls

[7] THMs, the most common byproducts formed when water is disinfected

اختصاصات بیولوژیکی آب

در آبهای طبیعی مخصوصاً آبهای سطحی، در کنار مواد معلق تعداد بسیاری موجودات کوچک نیز یافت می شوند. این موجودات ممکن است ریشه گیاهی یا حیوانی داشته باشند. جدا کردن و گروه بندی آنها از دیدگاه حالت حیوانی یا گیاهی داشتن، بسیار دشوار می باشد; زیرا تعدادی از آنها در حد فاصل بین دو حالت نام برده قرار دارند. بدین جهت تمام این موجودات زنده ذره بینی را میکروب می- نامند. این موجودات به علت سادگی شکل زندگی خود، قدرت تکثیر پذیری زیادی را دارا می باشند. تمام باکتریها یا میکروب های موجود در آب، بیماری زا نیستند و حتی بسیاری از آنها بوسیله دیاستازهایی که ترشح می کنند و یا از راه تغذیه، مواد آلی آبها را تجزیه و به مواد ساده تر تبدیل می- نمایند. از تمام باکتریهایی که در آبها یافت می شوند; تنها تعداد کمی برای سلامتی انسان مضرند. شناخت باکتریهای بیماری زا از باکتریهای بی ضرر، نیاز به آزمایشات دقیق دارد. با توجه به اینکه وجود یک نوع باکتری حتی اگر خطرناک نباشد، می‌تواند نشان‌دهنده وجود باکتریهای دیگر و همچنین میکروبهای بیماری زا باشد; لذا در آب مورد استفاده برای آبرسانی، باید تعداد موجودات ذره بینی بی ضرر از حد معینی تجاوز ننمایند; به عبارت دیگر وجود تعداد زیادی باکتری در آب، احتمال وجود باکتریهای بیماری زا از قبیل: میکروبهای بیماری هایی چون وبا و اسهال را نیز بالا می برد.

آبهایی که با مدفوع انسان یا حیوان آلوده می گردند; ممکن است دارای باکتریهایی باشند که موجب بیماری های روده ای مانند: اسهال خونی و تب روده و نظایر آن گردند. می دانیم که کلیفرم به ویژه اشریشیاکلی، به میزان فراوان در مدفوع انسان و حیوان خونگرم وجود دارند و چون مقاومت کلیفرم ها در آب بیشتر از سایر میکروبهای بیماری‌زا است; نبودن کلیفرم در آب، دلیل قاطعی است که سایر ارگانیسم های بیماری زا به احتمال زیاد در آب وجود ندارند; ولی وجود کلیفرم ها در آب، ممکن است به همراه میکروبهای بیماری زا باشد و همین امر اساس آزمایشات آلودگی آبهای شرب می‌باشد. آزمایش استانداردی که برای شمارش کلیفرم ها انجام می دهند; تست احتمالات ) MPN ([1] نام دارد که با تعیین آن و مراجعه به جداول مخصوص، تعداد کلیفرم ها را در 100 میلی متر نمونه مشخص می نماید.
راديو نوكلوييدها

آبهاي طبيعي داراي راديواكتيويته كمي هستند. افزايش راديواكتيويته آب ممكن است بطور طبيعي

اتفاق افتاده يا انسان ساخت باشد. افزايش طبيعي راديواكتيويته ممكن است از بمباران تابش كيهاني در اتمسفر ناشي شود. راديواكتيويته انسان ساخت از استخراج سنگ معدن و فراوري آن، كاربرد مواد راديواكتيو در صنعت و پزشكي و يا دفع و آزمايش تسليحات هسته اي ناشي مي شود. واحدهاي راديواكتيويته عبارتند از: كوري(Ci)[2] و رم(rem )[3]. يك كوري معادل 1010 * 3.7 فروپاشي اتم در هر ثانيه ( فروپاشي هرگرم راديوم ) است. واحد متداول پيكوكوري( PCi)[4] معادل 12-10 كوري است. راديواكتيويته كلي زمين در آبهاي طبيعي PCi/L 0.1 است. هدف از تسهيلات تأمين آب، داشتن راديواكتيويته كلي كمتر از PCi/L 10 با حداكثر مجاز كمتر از PCi/L 100 است. يك رم، معيار مقدار تابش دريافت شده در واحد زمان است. حداكثر دوز مجاز براي افراد در معرض تابش، 5 رم در سال است.

[1] Most Probable Number

[2] curie

[3] Radium and radon in the environment

[4] pico curie per liter

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

موضوعات مرتبط: آب و آلودگی آب و آبیاری و منابع آب,حفاری

برچسب‌ها: کیفیت آب , آب

ادامه مطلب

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

درحال مشاهده: اختصاصات آب

اختصاصات آب

لیست مطالب

آرشیو موضوعی

برچسب ها

صفحات مهم

لینک دوستان

پیوندها

نویسندگان

آخرین مطالب

آرشیو