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
آنيونها | كاتيونها |
بي كربنات ( HCO3 - ) و كربنات ( CO3 -2 ) | كلسيم ( Ca+2 ) |
كلرايد (CL - ) | منيزيم ( Mg +2 ) |
سولفات ( SO4 -2 ) | سديم ( Na + ) |
نيترات ( NO3 - ) | پتاسيم ( K + ) |
فسفات ( PO4 -3 ) | آهن ( Fe +2 ) |
فلورايد ( F- ) | منگنز ( Mn +2 ) |
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
--
Farid Bensaeed
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر