تولید آب با روشی مدرن
دانشمندان دانشگاه ايلينويز به روش جديدي براي توليد آب دست يافتند. دانشمندان با اين روش جديد نه تنها مي‌توانند از مواد خام غيرمحتمل مانند الكل ، آب توليد كنند بلكه با روش مزبور مي‌توان كاتاليزورهاي بهتر و پيلهاي سوختي ارزان قيمت تر توليد كرد.
به گزارش ایسنا ، زاخاريا هيدن، دانشجوي دكتري و محقق اصلي پروژه كه مقاله‌اش در اين خصوص براي چاپ در مجله انجمن شيمي آمريكا پذيرفته شده درباره روش ابداعي‌اش اظهار كرد: ما دريافته‌ايم كه هيبريدهاي فلزي غير متعارف را مي‌توان براي يك پروسه شيميايي موسوم به «كاهش اكسيژن» مورد استفاده قرار داد كه بخش اساسي در پروسه توليد آب است. در اين روش روي فعاليت اكسيداسيون كاتاليزورهاي هيدروژن دهنده انتقالي ايريديمي در يك حلال همگن و غيرآبي، تمركز شده است. اين محققان دريافتند كه تركيب ايريديم هم روي اكسيداسيون الكل‌ها و هم روي كاهش اكسيژن تاثير مي گذارد.
به گفته دانشمندان، بيشتر تركيبات يا با هيدروژن و يا با اكسيژن واكنش ميدهند در حالي كه اين تركيب ميتواند با هر دوي مولكول‌ها واكنش داشته باشد.
به اين ترتيب اين كاتاليزورهاي جديد در نهايت به توليد پيلهاي سوختي هيدروژني كارآمدتر و با هزينه كمتر صنعتي منجر ميشود.
سختی آب:
سختی آب (Hardner) ، اساسا به معنی ظرفیت آن در ترسیب صابون است.
عناصر ایجاد کننده سختی آب :
صابون عمدتا توسط کلسیم و منیزیم قابل ترسیب است، ولی به غیر از آنها فلزات دیگری نظیر آلومینیوم ، آهن ، منگنز ، استرانسیم و روی نیز در ایجاد سختی آب شرکت می‌کنند، ولی از این نظر که دو عنصر اولی در مقادیر زیاد در آبهای طبیعی وجود دارند، لذا سختی آب بطور عمده بر اساس این دو سنجیده میشود. ولی با وجود این ، اگر مقادیر فلزات دیگر قابل توجه باشد، باید آنها را نیز محسوب داشت.
محاسبه سختی آب:
مقدار سختی آب ، برحسب اکی‌والانهای کربنات کلسیم آنها محاسبه و بیان میشود.
تقسیم بندی سختی آب
سختی آب را می‌توان به دو نوع تقسیم کرد
سختی موقت
سختی موقت (Temporary Hardner) را سختی کربناتی (Carbonate Hardner) نیز می‌نامند. این سختی ، مولود بی‌کربنات کلسیم و منیزیم است که عمدتا به کمک حرارت و یا ازدیاد PH کاهش می‌یابد.
سختی دائم
سختی دائم (Permanent Hardner) را سختی غیرکربناتی (Noncarbonate Hardner) نیز می‌نامند. این سختی ، با حرارت دادن قابل حذف نیست.
اهمیت سختی آب :
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 ، ناراحتیهایی در دستگاه هاضمه بوجود می‌آورد. گاهی توصیه میشود که جهت تامین بهداشت و سلامت مصرف کنندگان ، آهک به آب آشامیدنی افزوده شود. بعضی دانشمندان معتقدند، بهتر است کلسیم و منیزیم لازم بدن توسط غذا تامین شود 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 و این موضوع را به اصطلاح آب به آب شدن می‌گویند.
طبقه بندی آب از نظر سختی:
سختی آب (کربنات کلسیم (mg/lit) 55 - 5 100 - 56 200 - 101 500 - 201
نوع آب سبک سختی کم متوسط خیلی سخت
در بعضی از طبقه بندیها حداکثر سختی آبهای قابل شرب ، 300 میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم تعیین شده است.
املاح محلول در آب و اثرات آنها
املاح موثر در تولید سختی
املاح موثر در سختی عبارتند از:
املاح غیر تاثیر گذار در سختی
املاحی که در تولید سختی موثر نیستند، عبارتند از:
تاثیر قلیائیت در سختی آب
اگر قلیائیت کل آب ، مساوی یا بیشتر از سختی کل باشد، تمام سختی آب به صورت سختی کربناتی خواهد بود. در صورتی که که قلیائیت کل ، کمتر از سختی باشد، سختی کربناتی آب معادل قلیائیت بوده و سختی دائم ، اختلاف بین سختی کل و قلیائیت است.
واحدهای بکار رفته در سختی آب
در صورتی که مقادیر کاتیونهای مختلف برحسب میلی گرم بر لیتر (ppm) در دست باشد، معمولا جهت سهولت ، به کمک فاکتورهایی که از تقسیم وزن مولکولی کربنات کلسیم به وزن اتمی هر یک از عناصر بدست آمده ، کلیه این مقادیر برحسب کربنات کلسیم محاسبه و بیان میگردد. سختی آب ، معمولا بر حسب ppm یعنی mg/lit بیان میشود. علاوه بر این ، واحدهای آلمانی ، انگلیسی ، فرانسوی ، آمریکایی را نیز در بیان آن بکار می‌برند؛
هر یک از درجات فوق به ترتیب برابر 17.9 و 14.3 و 10 و 17.2 میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم است.
_________________
چرخه آب
آب در زندگی بشر اهمیت بنیادی دارد. از اینرو آب را مایه حیات گویند. در روز گرم تابستان وقتی شیر آب قطع می شود ، ضرورت وجود آب در زندگی انسان نمایان می گردد. انسان می تواند بدون غذا چند روزی را بگذراند ، اما بدون آب به زودی از پا در می آید.
آیا می توانید روزی را تجسم کنید که آب نداشته باشید؟
آیا آب را به بطور سالم و در حد نیاز استفاده می کنید؟
آیا آب به اندازه کافی و در همه جا در دسترس بشر هست؟
برای استفاده مطلوب از آب چه کار باید کرد؟ و غیره
موقعیت جهانی آب
مقدار آب موجود در کره زمین تقریبا ثابت بوده است. این آب به مصارف آشامیدن ، کشاورزی ، صنعت و ... می رسد و زندگی بشر را بهبود می بخشد. اگر کره زمین از فضا روئیت شود ، رنگ طبیعی آن آبی دیده می شود یعنی کره ای که بیشتر سطح آن را آب پوشانده است. یعنی بخش اعظم سطح زمین را اقیانوس‌ها و دریاها فرا گرفته اند. از نقطه نظر حجم و اندازه ، در حدود 97.2%از آبهای موجود در جو زمین و آب موجود در خاکها و آبهای زیرزمینی می باشند.
آب شیرین
انسان برای انجام فعالیت هایش به آب شیرین نیاز دارد. آب شیرین ، یعنی آبی که میزان نمکهای آن بسیار کم باشد. آب اقیانوس ها و دریاها شور هستند و استفاده از آنها نیازمند تصفیه کردن آنهاست که این امر به احداث مرکز تصفیه خانه آب با مکانیزم های پیشرفته تصویه نیاز دارد. هزینه بالای این امر سبب شده که انسان به آب های شیرین موجود در خشکیها و اتمسفر زمین قانع باشد. حجم آب شیرین در جهان بسیار کم و در حدود 2.8% از حجم کل آب جهان است. برای مصرف آب شیرین اندک موجود در جهان محدودیت هایی هم وجود دارد ، زیرا مقداری از آبهای شیرین جهان به شکل یخ در یخچالهای قطبی و کوهستانی قرار دارد که به این صورت قابل بهره برداری نمی باشند. اما انسان به آبهای شیرین موجود در رودها ، دریاچه‌ها ، و آبهای زیرزمینی دسترسی دارد. البته آبهای زیرزمینی که در لایه‌های داخلی زمین موجود هستند ، لازمه دسترسی به آنها مسائلی همچون اکتشاف ، حفر چاه ، کانال کشی ، و به کار بردن دستگاههای پمپ آب ، ایجادتاسیسات و لوله کشی را در پی دارد.
گردش طبیعی آب
آبهای موجود در زمین همواره در حال تغییر شکل هستند. این آبها ، حالات مایع ، جامد و گاز به خود می گیرند ، جلوه‌های طبیعی آب بسیار وسیع است. مقداری از آن در زمین نفوذ کرده و آبهای زیرزمینی را تشکیل می دهد. قدری از آن هم در درون شاخه‌ها ، برگ‌ها ، تنه و ریشه درختان ذخیره می شود. آیا جلوه های دیگری از آب هم می شناسید؟
آب موجود در اتمسفر زمین بر اثر گردش طبیعی آن هر 9 روز یک بار بین آسمان و زمین جابجا می شود. در هر سال این عمل چندین مرتبه تکرار می شود. حجم آبی که در هر سال به وسیله گردش آب در طبیعت فراهم می شود ، در حدود 40000 کیلومتر مکعب است. انسان با تکنولوژی امروزی می تواند 25000 کیلومتر مکعب آنرا مورد بهره برداری قرار دهد. ریزش های جوی در همه جای سیاره زمین یکسان نیست و در برخی جاها بارندگی بیشتر از سایر مکانهاست.
وضعیت آبهای ایران
با توجه به قرار گرفتن ایران در نواحی خشک و بیابان ، مقدار بارندگی و حجم آبهای ایران کافی نیست. و ریزش های جوی نیز بطور یکنواخت صورت نمی گیرد. میانگین بارندگی سالانه در جهان در حدود 800mm تبخیر واقعی و 900mm تبخیر بالقوه می شوند. کشور ایران با اینکه 1.1% از مساحت خشکی های جهان را داراست ، فقط 0.345% از آبهای موجود در خشکیهای جهان را در اختیار دارد. از سوی دیگر در اغلب مناطق ایران ، ریزشهای جوی بصورت محلی و فصلی است که نیاز چندانی به آب برای کشاورزی در پاییز و زمستان نیست ، همچنین بارندگی به طور یکنواخت در کشور توزیع نمی شود.
محدودیت منابع آب و توزیع فصلی نامناسب بارندگی دال بر این است که بایستی منابع آبهای موجود سطحی و زیرزمینی را به خوبی شناسای و مطالعه کرده و با برنامه ریزی دقیق ، بهره برداری صحیح از آنها صورت گیرد. البته مردم ایران از اول با این مشکل مواجه بوده اند و با حفر قنات و کاریز ، بهره برداری از آبهای زیرزمینی را ابداع کرده اند. با احداث سد و بندهای متعددی نیز آبهای سطحی را مورد استفاده قرار می دهند.
آنچه باید بدانیم
حجم آبهای شیرین قابل استفاده توسط انسان بسیار محدود است.
میزان بارندگی سالانه ایران بسیار کمتر از میانگین بارندگی جهانی است.
پراکندگی بارش در همه جای ایران یکسان نیست و بیشتر بارندگی در زمان نامناسب برای کشاورزی صورت می گیرد.
برای بهره برداری صحیص از منابع آب بایستی ابتدا منابع را خوب شناخته و بر روی آنها برنامه ریزی دقیق انجام داد.
__________________
قلیائیت آب
ظرفیت کمی آب ، برای خنثی نمودن یک اسید قوی تا ph معینی را قلیائیت آب می‌گویند. قلیائیت آب به عنوان یکی از ویژگیهای عمومی آب در نظر گرفته میشود. قلیائیت آبهای سطحی معمولا تابعی از مقادیر هیدروکسید کربنات و بی‌کربنات موجود در آب می‌باشد. در تعیین قلیائیت معمولا حضور بوراتها ، فسفاتها و سیلیکاتها را باید در نظر گرفت.
تعیین قلیائیت در تفسیر و کنترل فرآیندهای تصفیه آب و فاضلابها کاربرد فراوانی دارد.
چگونگی ایجاد قلیائیت در آب
اسیدیته و قلیائیت آب ، هر دو به مقدار co2 محلول در آب بستگی دارند. Co2 در آب حل شده و اسید کربنیک تولید می‌کند. اسید حاصله در داخل آب ، یونیزه شده و پروتون و یون بی‌کربنات ایجاد می‌کند. پروتون با کربنات کلسیم ترکیب شده و با تولید بی‌کربنات باعث تبدیل کربناتها به بی‌کربنات میشود و در نتیجه حلالیت کربنات کلسیم در آب افزایش می‌یابد.
شکلهای گوناگون co2 محلول در آب در ph های مختلف
co2محلول در آب در ph کمتر از 4 به صورت اسید کربنیک می‌باشد. با افزایش ph ، اسید کربنیک به بی‌کربنات تجزیه میشود. در 6.3=ph مقدار اسید کربنیک و بی‌کربنات در آب با هم برابر می‌باشد. در 8.3 = ph ، فقط بی‌کربنات وجود دارد و با افزایش مجدد ph مقدار کربنات در محلول بیشتر میشود، بطوری که در 10.3= ph مقدار کربنات و بی‌کربنات باهم برابرند. در 11.3 ph بوده و t= m خواهد بود.
نکته مهم
در محیط بازی که یونهای وجود دارند، بی‌کربناتها وجود ندارند و عموما به کربنات تبدیل شده‌اند. از آن رو درصورت موجود بودن قلیائیت هیدروکسید ، مقدار قلیائیت بی‌کربنات عملا صفر خواهد بود. البته عکس این مطلب هم صادق است.
__________________
آب سنگین ونیم سنگین
آب سنگین آبی است که نسبت ایزوتوپ دوتریوم در آن از حد آب معمولی بیشتر است. در آب سنگین (با فرمول D۲O) بر خلاف آب معمولی (با فرمول H۲O) به جای هیدروژن ایزوتوپ هیدروژن دوتریم با اکسیژن ترکیب شده است.
تاریخچه
هارولد یوری شیمیدان و از پیشتازان فعالیت روی ایزوتوپها که در سال 1934 جایزه نوبل در شیمی گرفت در سال 1931 ایزوتوپ هیدروژن سنگین را که بعد ها به منظور افزایش غلظت آب مورد استفاده قرار گرفت، کشف کرد.
همچنین در سال 1933، گیلبرت نیوتن لوئیس (Gilbert Newton Lewis شیمیدان و فیزیکدان مشهور آمریکایی) استاد هارولد یوری توانست برای اولین بار نمونه آب سنگین خالص را بوسیله عمل الکترولیز بوجود آورد.
اولین کاربرد علمی از آب سنگین در سال در سال 1934 توسط دو بیولوژیست بنامهای هوسی (Hevesy) و هافر(Hoffer) صورت گرفت. آنها از آب سنگین برای آزمایش ردیابی بیولوژیکی، به منظور تخمین میزان بازدهی آب در بدن انسان، استفاده قرار دادند
آب نیمه سنگین
چنانچه در اکسید هیدروژن تنها یکی از اتمهای هیدروژن به ایزوتوپ دوتریوم تبدیل شود نتیجه حاصله (HDO) را آب نیمه سنگین می گویند. در مواردی که ترکیب مساوی از هیدروژن و دوتریوم در تشکیل مولکوهای آب حضور داشته باشند، آب نیمه سنگین تهیه می شود.
__________________
آب آشامیدنی
آب سالم: به آبي گفته ميشود كه صاف و زلال، بيرنگ پو بي‌بو و داراي شرايط زير باشد:
الف: آلوده به عوامل بيماري‌زا و مزاحم نباشد ب) عاري از مواد مسموم كننده باشد.
ج) مواد معدني و آلي آن براي مصرف كننده زيان آور نباشد.
* آلودگي‌هاي آب با املاح و تركيبات مختلف:
الف: اگر آب زردرنگ باشد، دليل بر وجود تركيبات گياهي و خاك رس است.
ب: اگر آب قرمز رنگ باشد دليل بر وجود تركيبات آهن است.
ج: اگر آب سبزرنگ باشد دليل بر وجود جلبك‌ها و خزه‌ها در آب ميباشد.
د: اگر آب قهوه‌اي رنگ متمايل به سياه باشد، دليل بر وجود منگنز ميباشد.
هـ : شوري آب نشانه‌ي وجود نمك خوراكي و تلخي آن بواسطه‌ي زياد بودن يون منيزيم است.
* بعضي تركيبات معدني مهم و محصول موجود در آب آشاميدني:
فلوئور: وجود اين ماده در آب لازم است مقدار آن 5/1 – 8/0 ميلي گرم در ليتر است وجود فلوئور در آب براي تقويت دندان و جلوگيري از پوسيدگي دندان‌ها توصيه ميشود مصرف بيش از اندازه فلوئور باعث لكه‌هاي قهوه‌اي رنگ روي دندان‌ها ميشود كه به آن بيماري فلئوروزيس مي‌گويند به عقيده دانشمندان يون F جاي يون OH در تركيبات دندان را مي‌گيرد و از اين طريق باعث استحكام دندان‌ها ميشود.
* يد: به ميزان 5/1-1 ميليگرم در ليتر آب، از ابتلا به بيماري گواتر جلوگيري ميكند كمبود يد در بدن باعث ورم غده تيروئي ( غمباد يا گواتر) ميشود. يد در اكسيداسيون مستقيم درون سلول دخالت دارد.
* آهن: مقدار مجاز آن 1/0 تا 3/0 ميليگرم در ليتر ميباشد، تركيبات آهن موجود در آب براي سلامتي مضر نيستند ولي از نظر شرب بهداشتي نيستند، تركيبات آهن در لوله‌هاي آبرساني باعث ايجاد رسوب در جدار داخلي لوله‌ها و در نتيجه باعث افت فشار ميشوند.
بعضي نكات مهم در تصفيه آب آشاميدني
غلظت زياد كربن دي اكسيد باعث مشكلات زير ميشود:
1. باعث افزايش اسيديته آب و در نتيجه خاصيت خورندگي آب را افزايش ميدهد.
2. با آهك تركيب ميشود و هزينه سبك كردن آب را افزايش ميدهد.
موادي كه روي طعم و مزه آب موثر هستند:
1. غلظت زياد متان در آب بوي سير به آب ميدهد كه در اين صورت بسيار آتشگير است.
2. غلظت زياد H2S در آب بوي تخم مرغ گنديده به آب ميدهد. همچنين مزه چاي – قهوه و ساير غذاها را تغيير ميدهد كه
ناشي از ورود فاضلاب به آبهاي طبيعي است.
3. مزه شور آب ناشي از غلظت يون كلر است.
4. مزه گس در آب مربوط به آهن و آلومينيوم است.
5. داشتن مزه صابون ، نشانه‌هاي PH بزرگتر از 9 است.
6. مزه آب به علت يونهاي مثبت (+) و منفي (-) در آب است، يونهاي +2 Ca و + 2 Fe، +2 Mg، +2Na و يونهاي –3 Hco و مزه آب را تغيير ميدهند. شايان ذكر است كه اوزون (3O) و اشعه اولتراويوله (UV) نيز در تصفيه آب استفاده مي‌كنند ولي قيمت و هزينه‌هاي زياد و نياز به متخصص مانع استفاده همگاني از اين روش‌ها شده است . مزاياي تصفيه آب با تركيبات كلر:
1- حذف مواد ريز و ذره بيني 2- كلرداركردن آمونياك و تركيبات آمونياكي 3- خنثي كردن مواد آلي
( تفاوت آبهاي زيرزميني و سطحي )
الف: 1- آبهاي زيرزميني: زلال هستند 2- مواد معلق در آنها بسيار كم است 3- حاوي تركيبات آهن و منگنز گاهي به صورت محلول هستند 4- شن دارند 5- مواد آلي آنها بسيار كم است 6- املاح آنها زياد است 7- عاري از ميكروب هستند 8- سختي موقت دارند 9- PH 9/6 تا 9/7 دارند.
ب: آبهاي سطحي: 1- زلال نيستند 2- PH 7 تا 8 دارند 3- مواد آلي در آنها متفاوت است 4- آلوده به ميكروب هستند.
. __________________
آب و آلودگی های آن
آب Water
آب از فراوانترین ترکیبات زمین وضروری ترین عوامل فیزیولوژیکی موجودات زنده به حساب می آید فقدان آب سالم ودفع غیر بهداشتی فاضلاب علت اصلی 80درصد از بیماری ها در کشورهای در حال توسعه می باشد دسترسی به آب سالم از حقوق اولیه انسانها می باشد.
آلودگی منابع آب (چشمه ها،رودخانه ها،آب های زیر زمین )تهدیدی جدی علیه سلامت انسانهاست.
به ویژه هنگامی که منابع آلوده به عنوان منبع آب آشامیدنی ، برای شستن،آبیاری محصولات کشاورزی یا در تولید مواد غذایی مورد استفاده قرار میکیرد همچنین آلودگی رودخانه ها ،دریاها ، باعث ایجاد شرایط نامناسب برای محیط زیست موجودات زنده از قبیل ماهی ها ، کاهش کاربری این منابع طبیعی در زمینه های مختلف خواهد گردید. بنابراین رفاه وسلامت جامعه توسعه بهداشت وحفاظت از محیط زیست بدون تامین آب سالم میسر نمی شود.
تعریف آب سالم وبهداشتی:
آبی است که در موقع مصرف خواص فیزیکی ،شیمایی ومیکروبی آن مطابق استاندارهای موجود بوده وعاری از هر گونه بوء وطعم وظاهر نامطبوع باشد.
اهداف تصفیه آب:
- بهبود در قابلیت ظاهری آب
- حذف یا غیر فعال نمودن میکرو ارگانیسم های پاتوژن
- از بین بردن ترکیبات سمي ومضر
- برای سلامتی انسان
- مقرون به صرفه بودن قیمت آب تصفیه شده
استاندارد آب:
حدود مجاز وتصویب شده پارامترهای فیزیکی، شیمیایی وبیولوژیکی برای مصرف آب باید رعایت شوند.
انواع استانداردهای آب:
استاندارد اولیه : هدف حفظ جنبه های بهداشتی وسلامتی افراد می باشد.
استاندارد ثانویه :علاوه بر استاندارد های اولیه ، بحث زیبا بودن آب وحفظ زندگی گیاهان وحیوانات نیز مطرح است.
آلودگی آب :
عبارتند از تغییر خصوصیات فیزیکی ، شیمیایی وبیولوژیکی آب به صورتیکه آن را از نظر استاندارد کیفی برای یک مصرف خاص غیر قابل قبول کند.
انواع آلاینده هایی که از طریق فاضلاب می توانند وارد آب شوند :
زایدات اکسیژن خواه ، عوامل بیماری زا ، ترکیبات آلی سینیک ، نوترینت های گیاهی ، مواد شیمیایی غیر آلی ومعدنی ، رسوبات ، مواد رادیو اکتیو ، آلودگی حرارتی ، نفت وروغن
آلودگی می تواند نقطه ای ،پراکنده وزمینه باشد.
منابع آلودگی آب :
منابع آلودگی آب ، منابع شهری وغیر صنعتی ، منابع کشاورزی ، منابع طبیعی ورواناب های سطحی
خواص آب:
خواص فیزیکی : جامدات معلق ، كدورت ، رنگ ، طعم، بو ، درجه حرارت، Ec Electrical Conductivity...
خواص شیمیایی و فیزیکوشیمیایی : اسیدیته ، قلیائیت ، سختی ، Dissolved Oxygen)Do) و ...
خواص بیولوژیکی :
عوامل ارگانیک در آب كه باكتريها و ويروس ها و...
در زير به چند پارامتر مهم اشاره مي گردد:
رنگ:
رنگ آب آشاميدني مي تواند منشاء طبيعي داشته باشد كه به علت وجود ماده آلي رنگ دار ( عمدتا اسيدهاي هيوميك،فولويك) مي باشد.وجود آهن و منگنز و ساير مواد فلزي به صورت ناخالصي هاي طبيعي يا به عنوان فرآورده هاي خوردگي بر روي رنگ آب تاثير مي گذارند رنگ آب همچنين مي تواند ناشي از ورود فاضلاب هاي صنعتي به آب باشد بيشتر مردم رنگ هاي بالاتر ازTCU 15 را در يك ليوان آب تشخيص مي دهند رنگ هاي زير15 TCU معمولا براي مصرف كنندگان قابل قبول مي باشد واحدهاي رنگ TCU كه واحد رنگ حقيقي مي باشد واحد رنگ براي صنايع ADMI استفاده مي گردد
طعم و بو:
دو تا از ويژگي هاي آب است كه قابل جدا شدن از هم نيستند كه منشا بيولوژيكي ويا آلودگي هاي شيميايي به عنوان يك فرآورده فرعي تصفيه آب ناشي گردد مانند فرآيند كلرزني
كنترل طعم و بو در سه مرحله مي تواند صورت گيرد:
در منبع آب ، در تاسيسات تصفيه ، شبكه توزيع آب
از جمله فاكتورهاي ايجاد كننده طعم و بو در آب جلبك ها هستند كه براي كنترل آنها از سولفات مس استفاده ميگردد.
درجه حرارت:
عموما آب سرد مطبوع تر از آب گرم ميباشد درجه حرارت بالاي آب مي تواند باعث تسريع در رشد ميكروارگانيسم ها شده و امكان دارد طعم، بو،رنگ و مشكلات خوردگي را افزايش دهد.
كدورت:
عبارت است از ميزان پراكندگي و جذب نور از مواد معلق و كلوئدي مي باشد حداكثر مطلوب كدورت NTU 5 در آب مي باشد كدورت بالا مرتبط با سطوح بالاتر ميكروارگانيسم ها و باكتري ها مي باشد. بر اساس استانداردهاي EPA و WHO گندزدايي موثر آب كدورت بايد زير NTU 1 باشد و پس از 30 دقيقه تماس بين گندزدا و آب مقدار كلر باقيمانده آزاد3/0 تا 5/0 ميليگرم در ليتر باشد
ازانواع روشهای تصفیه آب می توان به :
هوادهی ، فرآیندهای انعقاد ، ته نشینی وفیلتراسیون ، نرم کردن اب ، فرآیند های تبادن يوني ، فرآیندهای غشایی ، جذب سطحی ، اکسیداسیون شیمیایی اشاره نمود.
انواع فرآیندهای تصفیه آب:
فرآیندهای فیزیکی : که شامل ته نشین سازی، فیلتراسیون وانتقال گاز هستند. از ته نشینی در جدا کردن ذرات وکلوئیدی ها هم در آب وهم در فاضلاب استفاده میگردد.
فرآیندهای شیمیایی: که از مواد شیمیایی جهت تصفیه آب استفاده میشود . مثلا": از آهک برای ته نشینی وکاهش سختی آب در تصفیه آب آشامیدنی ورسوب کردن فسفات در تصفیه فاضلاب در تصفیه فاضلاب ویا از عوامل اکسید کننده برای جداسازی ترکیبات احیاء شده مورد استفاده قرار میگیرند مثلا" : پرمنگنات پتاسیم برای اکسید نمودن شکل های محلول آهن ومنگنز به کار می رود و...
فرآیندهای بیولوژیکی : در تصفیه منابع آب آشامیدنی به دلیل مقدار اندک مواد آلی قابل تجزیه در آب خام دارای کاربرد محدود هستند.
گند زادئی آب :
فرآيند تصفيه اي است كه باعث تخريب يا غير فعال كردن ارگانسيم هاي بيماري زا (پاتوژن) مي گردد.
انواع روش هاي گندزدايي آب:
- روشهای شیمیایی : گاز کلر وترکیبات آن ازن،پرمنگنات ، آهک،یون های فلزی
- روشهای فیزیکی : نور خورشید، اشعه ماوراء بنفش
كلرزني عبارت است از افزودن كلر به آب مي باشد كه به عنوان يك گندزدايي مناسب به كار ميرود.
__________________
معایب سختی آب
آب سخـت آبـي اسـت كـه حـاوي گـچ، آهـك و ديــگر املاح محلول مي بـاشـد. در آب سـخـت سـطـــح برخي از املاح مـعـدني مـحـلـول در آب بيـشـــتر است. اين املاح معدني عمدتا شامل كربنات كلسيم و كربنات منيزيم مي باشند.
آب سخـت آبـي اسـت كـه حـاوي گـچ، آهـك و ديــگر املاح محلول مي بـاشـد. در آب سـخـت سـطـــح برخي از املاح مـعـدني مـحـلـول در آب بيـشـــتر است. اين املاح معدني عمدتا شامل كربنات كلسيم و كربنات منيزيم مي باشند.
اما املاحي مانند بي كربناتها، سولفاتها و سيليكات ها و هــمچنين آهن و منگنز را نيز در برميگيرد. با آنكه نوشيدن آب سـخـت مشـكل خـاصـي بـراي سـلامـتـي شـما ايجاد نمي كنـد (جـز آنـكه ميتواند تشكيل سنگ كليه را افزايش دهـد) چــه بسا ممكن است در برخي موارد مزيتهايي نيز داشـتــه باشد (مثلا شكستگي استخوانها سريعتر جوش مي خـورند و يا خوردگي را در لوله ها به حداقل ميرساند)
امــا مصرف آب سخت مضرات بسياري نيز دارا ميباشد كه به قرار زير ميباشد:
1- موجب رسوب مواد آهكي بروي جداره داخلي كتريها، قوريها، لوله هاي آب گرم، لباس شوييها، ظرف شوييها، كولرها، شوفاژها و ديگهاي بخار ميگردد.
2- كيفيت طعم و مزه چاي و قهوه را كاهش ميدهد.
3- صابون، شامپو و ساير شوينده هاي خانگي با آب سخت خوب كف توليد نميكنند بنابراين بازده شستشو كاهش يافته و مصرف شوينده ها افزايش مي يابد.
4- سبب خشن و زبر شدن البسه، رنگ پريدگي لباسها و خاكستري شدن لباسهاي سفيد رنگ ميشود. عمر مفيد لباسها را كاهش ميدهد.
5- كارايي و راندمان شوفاژ و ساير سيستمهاي گرمايشي كه در آنها آب جريان دارد راكاهش ميدهد.
6- سبزيها به خوبي پخته نميگردند.
7- شستن بدن حين استحمام با آب سخت سبب ميگردد قشري از نمكهاي نامحلول روي پوست و موهاي بدن رسوب كند. كه همين امر سبب مسدود شدن روزنه ها و خارش و سوزش پوست ميگردد. همچنين موها را رنگ پريده كرده و شانه كردن و برس كشيدن موها دشوار ميگردد. اين رسوبات رشد باكتريها را نيز تسهيل ميكند.
براي كاهش سختي آب ميتوانيد از فيلترهاي تصفيه كننده آب خانگي استفاده كنيد كه داراي سختي گير ميباشند. سختي گيرها با تبادل يونهاي كلسيم و منيزيم با يونهاي سديم و پتاسيم غلظت املاح سخت را كاهش ميدهند.
مزاياي آبي كه سختي آن گرفته شده است
1- عمر مفيد هيترها، ظرف شوييها و ماشين لباس شوييها و لوله هاي آب افزايش مييابد.
2- صابون و شامپو بهتر كف توليد كرده و ميزان مصرف آنها 50 درصد كاهش مي يابد.
3- كف خمير دندان افزايش مي يابد.
4- بازده سيستمهاي گرمايشي افزايش مي يابد.
5- مدت زمان شستشوي ظرفها كاهش مي يابد.
6- جرم و رسوبات كتري، قوري، لوله هاي آب گرم و وان حمام حذف ميگردد.
7- رگه ها و لكهاي ظروف پس از شستشو به حداقل رسيده و ظروف براق تر و درخشنده تر ميگردند.
8- موها را نرم و لطيف كرده و شانه و برس زدن آنها راحت تر ميگردد.
9- شستشوي خودرو آسانتر ميگردد.
10- اصلاح ريش صورت آسانتر ميگردد.
11- خشكي و زبري پوست كاهش مي يابد.
12- رخت ها پس از ششتشو نرمتر و روشنتر ميشوند.
دانشمندان دانشگاه ايلينويز به روش جديدي براي توليد آب دست يافتند. دانشمندان با اين روش جديد نه تنها مي‌توانند از مواد خام غيرمحتمل مانند الكل ، آب توليد كنند بلكه با روش مزبور مي‌توان كاتاليزورهاي بهتر و پيلهاي سوختي ارزان قيمت تر توليد كرد.
به گزارش ایسنا ، زاخاريا هيدن، دانشجوي دكتري و محقق اصلي پروژه كه مقاله‌اش در اين خصوص براي چاپ در مجله انجمن شيمي آمريكا پذيرفته شده درباره روش ابداعي‌اش اظهار كرد: ما دريافته‌ايم كه هيبريدهاي فلزي غير متعارف را مي‌توان براي يك پروسه شيميايي موسوم به «كاهش اكسيژن» مورد استفاده قرار داد كه بخش اساسي در پروسه توليد آب است. در اين روش روي فعاليت اكسيداسيون كاتاليزورهاي هيدروژن دهنده انتقالي ايريديمي در يك حلال همگن و غيرآبي، تمركز شده است. اين محققان دريافتند كه تركيب ايريديم هم روي اكسيداسيون الكل‌ها و هم روي كاهش اكسيژن تاثير مي گذارد.
به گفته دانشمندان، بيشتر تركيبات يا با هيدروژن و يا با اكسيژن واكنش ميدهند در حالي كه اين تركيب ميتواند با هر دوي مولكول‌ها واكنش داشته باشد.
به اين ترتيب اين كاتاليزورهاي جديد در نهايت به توليد پيلهاي سوختي هيدروژني كارآمدتر و با هزينه كمتر صنعتي منجر ميشود.
سختی آب:
سختی آب (Hardner) ، اساسا به معنی ظرفیت آن در ترسیب صابون است.
عناصر ایجاد کننده سختی آب :
صابون عمدتا توسط کلسیم و منیزیم قابل ترسیب است، ولی به غیر از آنها فلزات دیگری نظیر آلومینیوم ، آهن ، منگنز ، استرانسیم و روی نیز در ایجاد سختی آب شرکت می‌کنند، ولی از این نظر که دو عنصر اولی در مقادیر زیاد در آبهای طبیعی وجود دارند، لذا سختی آب بطور عمده بر اساس این دو سنجیده میشود. ولی با وجود این ، اگر مقادیر فلزات دیگر قابل توجه باشد، باید آنها را نیز محسوب داشت.
محاسبه سختی آب:
مقدار سختی آب ، برحسب اکی‌والانهای کربنات کلسیم آنها محاسبه و بیان میشود.
تقسیم بندی سختی آب
سختی آب را می‌توان به دو نوع تقسیم کرد
سختی موقت
سختی موقت (Temporary Hardner) را سختی کربناتی (Carbonate Hardner) نیز می‌نامند. این سختی ، مولود بی‌کربنات کلسیم و منیزیم است که عمدتا به کمک حرارت و یا ازدیاد PH کاهش می‌یابد.
سختی دائم
سختی دائم (Permanent Hardner) را سختی غیرکربناتی (Noncarbonate Hardner) نیز می‌نامند. این سختی ، با حرارت دادن قابل حذف نیست.
اهمیت سختی آب :
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 ، ناراحتیهایی در دستگاه هاضمه بوجود می‌آورد. گاهی توصیه میشود که جهت تامین بهداشت و سلامت مصرف کنندگان ، آهک به آب آشامیدنی افزوده شود. بعضی دانشمندان معتقدند، بهتر است کلسیم و منیزیم لازم بدن توسط غذا تامین شود 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 و این موضوع را به اصطلاح آب به آب شدن می‌گویند.
طبقه بندی آب از نظر سختی:
سختی آب (کربنات کلسیم (mg/lit) 55 - 5 100 - 56 200 - 101 500 - 201
نوع آب سبک سختی کم متوسط خیلی سخت
در بعضی از طبقه بندیها حداکثر سختی آبهای قابل شرب ، 300 میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم تعیین شده است.
املاح محلول در آب و اثرات آنها
املاح موثر در تولید سختی
املاح موثر در سختی عبارتند از:
املاح غیر تاثیر گذار در سختی
املاحی که در تولید سختی موثر نیستند، عبارتند از:
تاثیر قلیائیت در سختی آب
اگر قلیائیت کل آب ، مساوی یا بیشتر از سختی کل باشد، تمام سختی آب به صورت سختی کربناتی خواهد بود. در صورتی که که قلیائیت کل ، کمتر از سختی باشد، سختی کربناتی آب معادل قلیائیت بوده و سختی دائم ، اختلاف بین سختی کل و قلیائیت است.
واحدهای بکار رفته در سختی آب
در صورتی که مقادیر کاتیونهای مختلف برحسب میلی گرم بر لیتر (ppm) در دست باشد، معمولا جهت سهولت ، به کمک فاکتورهایی که از تقسیم وزن مولکولی کربنات کلسیم به وزن اتمی هر یک از عناصر بدست آمده ، کلیه این مقادیر برحسب کربنات کلسیم محاسبه و بیان میگردد. سختی آب ، معمولا بر حسب ppm یعنی mg/lit بیان میشود. علاوه بر این ، واحدهای آلمانی ، انگلیسی ، فرانسوی ، آمریکایی را نیز در بیان آن بکار می‌برند؛
هر یک از درجات فوق به ترتیب برابر 17.9 و 14.3 و 10 و 17.2 میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم است.
_________________
چرخه آب
آب در زندگی بشر اهمیت بنیادی دارد. از اینرو آب را مایه حیات گویند. در روز گرم تابستان وقتی شیر آب قطع می شود ، ضرورت وجود آب در زندگی انسان نمایان می گردد. انسان می تواند بدون غذا چند روزی را بگذراند ، اما بدون آب به زودی از پا در می آید.
آیا می توانید روزی را تجسم کنید که آب نداشته باشید؟
آیا آب را به بطور سالم و در حد نیاز استفاده می کنید؟
آیا آب به اندازه کافی و در همه جا در دسترس بشر هست؟
برای استفاده مطلوب از آب چه کار باید کرد؟ و غیره
موقعیت جهانی آب
مقدار آب موجود در کره زمین تقریبا ثابت بوده است. این آب به مصارف آشامیدن ، کشاورزی ، صنعت و ... می رسد و زندگی بشر را بهبود می بخشد. اگر کره زمین از فضا روئیت شود ، رنگ طبیعی آن آبی دیده می شود یعنی کره ای که بیشتر سطح آن را آب پوشانده است. یعنی بخش اعظم سطح زمین را اقیانوس‌ها و دریاها فرا گرفته اند. از نقطه نظر حجم و اندازه ، در حدود 97.2%از آبهای موجود در جو زمین و آب موجود در خاکها و آبهای زیرزمینی می باشند.
آب شیرین
انسان برای انجام فعالیت هایش به آب شیرین نیاز دارد. آب شیرین ، یعنی آبی که میزان نمکهای آن بسیار کم باشد. آب اقیانوس ها و دریاها شور هستند و استفاده از آنها نیازمند تصفیه کردن آنهاست که این امر به احداث مرکز تصفیه خانه آب با مکانیزم های پیشرفته تصویه نیاز دارد. هزینه بالای این امر سبب شده که انسان به آب های شیرین موجود در خشکیها و اتمسفر زمین قانع باشد. حجم آب شیرین در جهان بسیار کم و در حدود 2.8% از حجم کل آب جهان است. برای مصرف آب شیرین اندک موجود در جهان محدودیت هایی هم وجود دارد ، زیرا مقداری از آبهای شیرین جهان به شکل یخ در یخچالهای قطبی و کوهستانی قرار دارد که به این صورت قابل بهره برداری نمی باشند. اما انسان به آبهای شیرین موجود در رودها ، دریاچه‌ها ، و آبهای زیرزمینی دسترسی دارد. البته آبهای زیرزمینی که در لایه‌های داخلی زمین موجود هستند ، لازمه دسترسی به آنها مسائلی همچون اکتشاف ، حفر چاه ، کانال کشی ، و به کار بردن دستگاههای پمپ آب ، ایجادتاسیسات و لوله کشی را در پی دارد.
گردش طبیعی آب
آبهای موجود در زمین همواره در حال تغییر شکل هستند. این آبها ، حالات مایع ، جامد و گاز به خود می گیرند ، جلوه‌های طبیعی آب بسیار وسیع است. مقداری از آن در زمین نفوذ کرده و آبهای زیرزمینی را تشکیل می دهد. قدری از آن هم در درون شاخه‌ها ، برگ‌ها ، تنه و ریشه درختان ذخیره می شود. آیا جلوه های دیگری از آب هم می شناسید؟
آب موجود در اتمسفر زمین بر اثر گردش طبیعی آن هر 9 روز یک بار بین آسمان و زمین جابجا می شود. در هر سال این عمل چندین مرتبه تکرار می شود. حجم آبی که در هر سال به وسیله گردش آب در طبیعت فراهم می شود ، در حدود 40000 کیلومتر مکعب است. انسان با تکنولوژی امروزی می تواند 25000 کیلومتر مکعب آنرا مورد بهره برداری قرار دهد. ریزش های جوی در همه جای سیاره زمین یکسان نیست و در برخی جاها بارندگی بیشتر از سایر مکانهاست.
وضعیت آبهای ایران
با توجه به قرار گرفتن ایران در نواحی خشک و بیابان ، مقدار بارندگی و حجم آبهای ایران کافی نیست. و ریزش های جوی نیز بطور یکنواخت صورت نمی گیرد. میانگین بارندگی سالانه در جهان در حدود 800mm تبخیر واقعی و 900mm تبخیر بالقوه می شوند. کشور ایران با اینکه 1.1% از مساحت خشکی های جهان را داراست ، فقط 0.345% از آبهای موجود در خشکیهای جهان را در اختیار دارد. از سوی دیگر در اغلب مناطق ایران ، ریزشهای جوی بصورت محلی و فصلی است که نیاز چندانی به آب برای کشاورزی در پاییز و زمستان نیست ، همچنین بارندگی به طور یکنواخت در کشور توزیع نمی شود.
محدودیت منابع آب و توزیع فصلی نامناسب بارندگی دال بر این است که بایستی منابع آبهای موجود سطحی و زیرزمینی را به خوبی شناسای و مطالعه کرده و با برنامه ریزی دقیق ، بهره برداری صحیح از آنها صورت گیرد. البته مردم ایران از اول با این مشکل مواجه بوده اند و با حفر قنات و کاریز ، بهره برداری از آبهای زیرزمینی را ابداع کرده اند. با احداث سد و بندهای متعددی نیز آبهای سطحی را مورد استفاده قرار می دهند.
آنچه باید بدانیم
حجم آبهای شیرین قابل استفاده توسط انسان بسیار محدود است.
میزان بارندگی سالانه ایران بسیار کمتر از میانگین بارندگی جهانی است.
پراکندگی بارش در همه جای ایران یکسان نیست و بیشتر بارندگی در زمان نامناسب برای کشاورزی صورت می گیرد.
برای بهره برداری صحیص از منابع آب بایستی ابتدا منابع را خوب شناخته و بر روی آنها برنامه ریزی دقیق انجام داد.
__________________
قلیائیت آب
ظرفیت کمی آب ، برای خنثی نمودن یک اسید قوی تا ph معینی را قلیائیت آب می‌گویند. قلیائیت آب به عنوان یکی از ویژگیهای عمومی آب در نظر گرفته میشود. قلیائیت آبهای سطحی معمولا تابعی از مقادیر هیدروکسید کربنات و بی‌کربنات موجود در آب می‌باشد. در تعیین قلیائیت معمولا حضور بوراتها ، فسفاتها و سیلیکاتها را باید در نظر گرفت.
تعیین قلیائیت در تفسیر و کنترل فرآیندهای تصفیه آب و فاضلابها کاربرد فراوانی دارد.
چگونگی ایجاد قلیائیت در آب
اسیدیته و قلیائیت آب ، هر دو به مقدار co2 محلول در آب بستگی دارند. Co2 در آب حل شده و اسید کربنیک تولید می‌کند. اسید حاصله در داخل آب ، یونیزه شده و پروتون و یون بی‌کربنات ایجاد می‌کند. پروتون با کربنات کلسیم ترکیب شده و با تولید بی‌کربنات باعث تبدیل کربناتها به بی‌کربنات میشود و در نتیجه حلالیت کربنات کلسیم در آب افزایش می‌یابد.
شکلهای گوناگون co2 محلول در آب در ph های مختلف
co2محلول در آب در ph کمتر از 4 به صورت اسید کربنیک می‌باشد. با افزایش ph ، اسید کربنیک به بی‌کربنات تجزیه میشود. در 6.3=ph مقدار اسید کربنیک و بی‌کربنات در آب با هم برابر می‌باشد. در 8.3 = ph ، فقط بی‌کربنات وجود دارد و با افزایش مجدد ph مقدار کربنات در محلول بیشتر میشود، بطوری که در 10.3= ph مقدار کربنات و بی‌کربنات باهم برابرند. در 11.3 ph بوده و t= m خواهد بود.
نکته مهم
در محیط بازی که یونهای وجود دارند، بی‌کربناتها وجود ندارند و عموما به کربنات تبدیل شده‌اند. از آن رو درصورت موجود بودن قلیائیت هیدروکسید ، مقدار قلیائیت بی‌کربنات عملا صفر خواهد بود. البته عکس این مطلب هم صادق است.
__________________
آب سنگین ونیم سنگین
آب سنگین آبی است که نسبت ایزوتوپ دوتریوم در آن از حد آب معمولی بیشتر است. در آب سنگین (با فرمول D۲O) بر خلاف آب معمولی (با فرمول H۲O) به جای هیدروژن ایزوتوپ هیدروژن دوتریم با اکسیژن ترکیب شده است.
تاریخچه
هارولد یوری شیمیدان و از پیشتازان فعالیت روی ایزوتوپها که در سال 1934 جایزه نوبل در شیمی گرفت در سال 1931 ایزوتوپ هیدروژن سنگین را که بعد ها به منظور افزایش غلظت آب مورد استفاده قرار گرفت، کشف کرد.
همچنین در سال 1933، گیلبرت نیوتن لوئیس (Gilbert Newton Lewis شیمیدان و فیزیکدان مشهور آمریکایی) استاد هارولد یوری توانست برای اولین بار نمونه آب سنگین خالص را بوسیله عمل الکترولیز بوجود آورد.
اولین کاربرد علمی از آب سنگین در سال در سال 1934 توسط دو بیولوژیست بنامهای هوسی (Hevesy) و هافر(Hoffer) صورت گرفت. آنها از آب سنگین برای آزمایش ردیابی بیولوژیکی، به منظور تخمین میزان بازدهی آب در بدن انسان، استفاده قرار دادند
آب نیمه سنگین
چنانچه در اکسید هیدروژن تنها یکی از اتمهای هیدروژن به ایزوتوپ دوتریوم تبدیل شود نتیجه حاصله (HDO) را آب نیمه سنگین می گویند. در مواردی که ترکیب مساوی از هیدروژن و دوتریوم در تشکیل مولکوهای آب حضور داشته باشند، آب نیمه سنگین تهیه می شود.
__________________
آب آشامیدنی
آب سالم: به آبي گفته ميشود كه صاف و زلال، بيرنگ پو بي‌بو و داراي شرايط زير باشد:
الف: آلوده به عوامل بيماري‌زا و مزاحم نباشد ب) عاري از مواد مسموم كننده باشد.
ج) مواد معدني و آلي آن براي مصرف كننده زيان آور نباشد.
* آلودگي‌هاي آب با املاح و تركيبات مختلف:
الف: اگر آب زردرنگ باشد، دليل بر وجود تركيبات گياهي و خاك رس است.
ب: اگر آب قرمز رنگ باشد دليل بر وجود تركيبات آهن است.
ج: اگر آب سبزرنگ باشد دليل بر وجود جلبك‌ها و خزه‌ها در آب ميباشد.
د: اگر آب قهوه‌اي رنگ متمايل به سياه باشد، دليل بر وجود منگنز ميباشد.
هـ : شوري آب نشانه‌ي وجود نمك خوراكي و تلخي آن بواسطه‌ي زياد بودن يون منيزيم است.
* بعضي تركيبات معدني مهم و محصول موجود در آب آشاميدني:
فلوئور: وجود اين ماده در آب لازم است مقدار آن 5/1 – 8/0 ميلي گرم در ليتر است وجود فلوئور در آب براي تقويت دندان و جلوگيري از پوسيدگي دندان‌ها توصيه ميشود مصرف بيش از اندازه فلوئور باعث لكه‌هاي قهوه‌اي رنگ روي دندان‌ها ميشود كه به آن بيماري فلئوروزيس مي‌گويند به عقيده دانشمندان يون F جاي يون OH در تركيبات دندان را مي‌گيرد و از اين طريق باعث استحكام دندان‌ها ميشود.
* يد: به ميزان 5/1-1 ميليگرم در ليتر آب، از ابتلا به بيماري گواتر جلوگيري ميكند كمبود يد در بدن باعث ورم غده تيروئي ( غمباد يا گواتر) ميشود. يد در اكسيداسيون مستقيم درون سلول دخالت دارد.
* آهن: مقدار مجاز آن 1/0 تا 3/0 ميليگرم در ليتر ميباشد، تركيبات آهن موجود در آب براي سلامتي مضر نيستند ولي از نظر شرب بهداشتي نيستند، تركيبات آهن در لوله‌هاي آبرساني باعث ايجاد رسوب در جدار داخلي لوله‌ها و در نتيجه باعث افت فشار ميشوند.
بعضي نكات مهم در تصفيه آب آشاميدني
غلظت زياد كربن دي اكسيد باعث مشكلات زير ميشود:
1. باعث افزايش اسيديته آب و در نتيجه خاصيت خورندگي آب را افزايش ميدهد.
2. با آهك تركيب ميشود و هزينه سبك كردن آب را افزايش ميدهد.
موادي كه روي طعم و مزه آب موثر هستند:
1. غلظت زياد متان در آب بوي سير به آب ميدهد كه در اين صورت بسيار آتشگير است.
2. غلظت زياد H2S در آب بوي تخم مرغ گنديده به آب ميدهد. همچنين مزه چاي – قهوه و ساير غذاها را تغيير ميدهد كه
ناشي از ورود فاضلاب به آبهاي طبيعي است.
3. مزه شور آب ناشي از غلظت يون كلر است.
4. مزه گس در آب مربوط به آهن و آلومينيوم است.
5. داشتن مزه صابون ، نشانه‌هاي PH بزرگتر از 9 است.
6. مزه آب به علت يونهاي مثبت (+) و منفي (-) در آب است، يونهاي +2 Ca و + 2 Fe، +2 Mg، +2Na و يونهاي –3 Hco و مزه آب را تغيير ميدهند. شايان ذكر است كه اوزون (3O) و اشعه اولتراويوله (UV) نيز در تصفيه آب استفاده مي‌كنند ولي قيمت و هزينه‌هاي زياد و نياز به متخصص مانع استفاده همگاني از اين روش‌ها شده است . مزاياي تصفيه آب با تركيبات كلر:
1- حذف مواد ريز و ذره بيني 2- كلرداركردن آمونياك و تركيبات آمونياكي 3- خنثي كردن مواد آلي
( تفاوت آبهاي زيرزميني و سطحي )
الف: 1- آبهاي زيرزميني: زلال هستند 2- مواد معلق در آنها بسيار كم است 3- حاوي تركيبات آهن و منگنز گاهي به صورت محلول هستند 4- شن دارند 5- مواد آلي آنها بسيار كم است 6- املاح آنها زياد است 7- عاري از ميكروب هستند 8- سختي موقت دارند 9- PH 9/6 تا 9/7 دارند.
ب: آبهاي سطحي: 1- زلال نيستند 2- PH 7 تا 8 دارند 3- مواد آلي در آنها متفاوت است 4- آلوده به ميكروب هستند.
. __________________
آب و آلودگی های آن
آب Water
آب از فراوانترین ترکیبات زمین وضروری ترین عوامل فیزیولوژیکی موجودات زنده به حساب می آید فقدان آب سالم ودفع غیر بهداشتی فاضلاب علت اصلی 80درصد از بیماری ها در کشورهای در حال توسعه می باشد دسترسی به آب سالم از حقوق اولیه انسانها می باشد.
آلودگی منابع آب (چشمه ها،رودخانه ها،آب های زیر زمین )تهدیدی جدی علیه سلامت انسانهاست.
به ویژه هنگامی که منابع آلوده به عنوان منبع آب آشامیدنی ، برای شستن،آبیاری محصولات کشاورزی یا در تولید مواد غذایی مورد استفاده قرار میکیرد همچنین آلودگی رودخانه ها ،دریاها ، باعث ایجاد شرایط نامناسب برای محیط زیست موجودات زنده از قبیل ماهی ها ، کاهش کاربری این منابع طبیعی در زمینه های مختلف خواهد گردید. بنابراین رفاه وسلامت جامعه توسعه بهداشت وحفاظت از محیط زیست بدون تامین آب سالم میسر نمی شود.
تعریف آب سالم وبهداشتی:
آبی است که در موقع مصرف خواص فیزیکی ،شیمایی ومیکروبی آن مطابق استاندارهای موجود بوده وعاری از هر گونه بوء وطعم وظاهر نامطبوع باشد.
اهداف تصفیه آب:
- بهبود در قابلیت ظاهری آب
- حذف یا غیر فعال نمودن میکرو ارگانیسم های پاتوژن
- از بین بردن ترکیبات سمي ومضر
- برای سلامتی انسان
- مقرون به صرفه بودن قیمت آب تصفیه شده
استاندارد آب:
حدود مجاز وتصویب شده پارامترهای فیزیکی، شیمیایی وبیولوژیکی برای مصرف آب باید رعایت شوند.
انواع استانداردهای آب:
استاندارد اولیه : هدف حفظ جنبه های بهداشتی وسلامتی افراد می باشد.
استاندارد ثانویه :علاوه بر استاندارد های اولیه ، بحث زیبا بودن آب وحفظ زندگی گیاهان وحیوانات نیز مطرح است.
آلودگی آب :
عبارتند از تغییر خصوصیات فیزیکی ، شیمیایی وبیولوژیکی آب به صورتیکه آن را از نظر استاندارد کیفی برای یک مصرف خاص غیر قابل قبول کند.
انواع آلاینده هایی که از طریق فاضلاب می توانند وارد آب شوند :
زایدات اکسیژن خواه ، عوامل بیماری زا ، ترکیبات آلی سینیک ، نوترینت های گیاهی ، مواد شیمیایی غیر آلی ومعدنی ، رسوبات ، مواد رادیو اکتیو ، آلودگی حرارتی ، نفت وروغن
آلودگی می تواند نقطه ای ،پراکنده وزمینه باشد.
منابع آلودگی آب :
منابع آلودگی آب ، منابع شهری وغیر صنعتی ، منابع کشاورزی ، منابع طبیعی ورواناب های سطحی
خواص آب:
خواص فیزیکی : جامدات معلق ، كدورت ، رنگ ، طعم، بو ، درجه حرارت، Ec Electrical Conductivity...
خواص شیمیایی و فیزیکوشیمیایی : اسیدیته ، قلیائیت ، سختی ، Dissolved Oxygen)Do) و ...
خواص بیولوژیکی :
عوامل ارگانیک در آب كه باكتريها و ويروس ها و...
در زير به چند پارامتر مهم اشاره مي گردد:
رنگ:
رنگ آب آشاميدني مي تواند منشاء طبيعي داشته باشد كه به علت وجود ماده آلي رنگ دار ( عمدتا اسيدهاي هيوميك،فولويك) مي باشد.وجود آهن و منگنز و ساير مواد فلزي به صورت ناخالصي هاي طبيعي يا به عنوان فرآورده هاي خوردگي بر روي رنگ آب تاثير مي گذارند رنگ آب همچنين مي تواند ناشي از ورود فاضلاب هاي صنعتي به آب باشد بيشتر مردم رنگ هاي بالاتر ازTCU 15 را در يك ليوان آب تشخيص مي دهند رنگ هاي زير15 TCU معمولا براي مصرف كنندگان قابل قبول مي باشد واحدهاي رنگ TCU كه واحد رنگ حقيقي مي باشد واحد رنگ براي صنايع ADMI استفاده مي گردد
طعم و بو:
دو تا از ويژگي هاي آب است كه قابل جدا شدن از هم نيستند كه منشا بيولوژيكي ويا آلودگي هاي شيميايي به عنوان يك فرآورده فرعي تصفيه آب ناشي گردد مانند فرآيند كلرزني
كنترل طعم و بو در سه مرحله مي تواند صورت گيرد:
در منبع آب ، در تاسيسات تصفيه ، شبكه توزيع آب
از جمله فاكتورهاي ايجاد كننده طعم و بو در آب جلبك ها هستند كه براي كنترل آنها از سولفات مس استفاده ميگردد.
درجه حرارت:
عموما آب سرد مطبوع تر از آب گرم ميباشد درجه حرارت بالاي آب مي تواند باعث تسريع در رشد ميكروارگانيسم ها شده و امكان دارد طعم، بو،رنگ و مشكلات خوردگي را افزايش دهد.
كدورت:
عبارت است از ميزان پراكندگي و جذب نور از مواد معلق و كلوئدي مي باشد حداكثر مطلوب كدورت NTU 5 در آب مي باشد كدورت بالا مرتبط با سطوح بالاتر ميكروارگانيسم ها و باكتري ها مي باشد. بر اساس استانداردهاي EPA و WHO گندزدايي موثر آب كدورت بايد زير NTU 1 باشد و پس از 30 دقيقه تماس بين گندزدا و آب مقدار كلر باقيمانده آزاد3/0 تا 5/0 ميليگرم در ليتر باشد
ازانواع روشهای تصفیه آب می توان به :
هوادهی ، فرآیندهای انعقاد ، ته نشینی وفیلتراسیون ، نرم کردن اب ، فرآیند های تبادن يوني ، فرآیندهای غشایی ، جذب سطحی ، اکسیداسیون شیمیایی اشاره نمود.
انواع فرآیندهای تصفیه آب:
فرآیندهای فیزیکی : که شامل ته نشین سازی، فیلتراسیون وانتقال گاز هستند. از ته نشینی در جدا کردن ذرات وکلوئیدی ها هم در آب وهم در فاضلاب استفاده میگردد.
فرآیندهای شیمیایی: که از مواد شیمیایی جهت تصفیه آب استفاده میشود . مثلا": از آهک برای ته نشینی وکاهش سختی آب در تصفیه آب آشامیدنی ورسوب کردن فسفات در تصفیه فاضلاب در تصفیه فاضلاب ویا از عوامل اکسید کننده برای جداسازی ترکیبات احیاء شده مورد استفاده قرار میگیرند مثلا" : پرمنگنات پتاسیم برای اکسید نمودن شکل های محلول آهن ومنگنز به کار می رود و...
فرآیندهای بیولوژیکی : در تصفیه منابع آب آشامیدنی به دلیل مقدار اندک مواد آلی قابل تجزیه در آب خام دارای کاربرد محدود هستند.
گند زادئی آب :
فرآيند تصفيه اي است كه باعث تخريب يا غير فعال كردن ارگانسيم هاي بيماري زا (پاتوژن) مي گردد.
انواع روش هاي گندزدايي آب:
- روشهای شیمیایی : گاز کلر وترکیبات آن ازن،پرمنگنات ، آهک،یون های فلزی
- روشهای فیزیکی : نور خورشید، اشعه ماوراء بنفش
كلرزني عبارت است از افزودن كلر به آب مي باشد كه به عنوان يك گندزدايي مناسب به كار ميرود.
__________________
معایب سختی آب
آب سخـت آبـي اسـت كـه حـاوي گـچ، آهـك و ديــگر املاح محلول مي بـاشـد. در آب سـخـت سـطـــح برخي از املاح مـعـدني مـحـلـول در آب بيـشـــتر است. اين املاح معدني عمدتا شامل كربنات كلسيم و كربنات منيزيم مي باشند.
آب سخـت آبـي اسـت كـه حـاوي گـچ، آهـك و ديــگر املاح محلول مي بـاشـد. در آب سـخـت سـطـــح برخي از املاح مـعـدني مـحـلـول در آب بيـشـــتر است. اين املاح معدني عمدتا شامل كربنات كلسيم و كربنات منيزيم مي باشند.
اما املاحي مانند بي كربناتها، سولفاتها و سيليكات ها و هــمچنين آهن و منگنز را نيز در برميگيرد. با آنكه نوشيدن آب سـخـت مشـكل خـاصـي بـراي سـلامـتـي شـما ايجاد نمي كنـد (جـز آنـكه ميتواند تشكيل سنگ كليه را افزايش دهـد) چــه بسا ممكن است در برخي موارد مزيتهايي نيز داشـتــه باشد (مثلا شكستگي استخوانها سريعتر جوش مي خـورند و يا خوردگي را در لوله ها به حداقل ميرساند)
امــا مصرف آب سخت مضرات بسياري نيز دارا ميباشد كه به قرار زير ميباشد:
1- موجب رسوب مواد آهكي بروي جداره داخلي كتريها، قوريها، لوله هاي آب گرم، لباس شوييها، ظرف شوييها، كولرها، شوفاژها و ديگهاي بخار ميگردد.
2- كيفيت طعم و مزه چاي و قهوه را كاهش ميدهد.
3- صابون، شامپو و ساير شوينده هاي خانگي با آب سخت خوب كف توليد نميكنند بنابراين بازده شستشو كاهش يافته و مصرف شوينده ها افزايش مي يابد.
4- سبب خشن و زبر شدن البسه، رنگ پريدگي لباسها و خاكستري شدن لباسهاي سفيد رنگ ميشود. عمر مفيد لباسها را كاهش ميدهد.
5- كارايي و راندمان شوفاژ و ساير سيستمهاي گرمايشي كه در آنها آب جريان دارد راكاهش ميدهد.
6- سبزيها به خوبي پخته نميگردند.
7- شستن بدن حين استحمام با آب سخت سبب ميگردد قشري از نمكهاي نامحلول روي پوست و موهاي بدن رسوب كند. كه همين امر سبب مسدود شدن روزنه ها و خارش و سوزش پوست ميگردد. همچنين موها را رنگ پريده كرده و شانه كردن و برس كشيدن موها دشوار ميگردد. اين رسوبات رشد باكتريها را نيز تسهيل ميكند.
براي كاهش سختي آب ميتوانيد از فيلترهاي تصفيه كننده آب خانگي استفاده كنيد كه داراي سختي گير ميباشند. سختي گيرها با تبادل يونهاي كلسيم و منيزيم با يونهاي سديم و پتاسيم غلظت املاح سخت را كاهش ميدهند.
مزاياي آبي كه سختي آن گرفته شده است
1- عمر مفيد هيترها، ظرف شوييها و ماشين لباس شوييها و لوله هاي آب افزايش مييابد.
2- صابون و شامپو بهتر كف توليد كرده و ميزان مصرف آنها 50 درصد كاهش مي يابد.
3- كف خمير دندان افزايش مي يابد.
4- بازده سيستمهاي گرمايشي افزايش مي يابد.
5- مدت زمان شستشوي ظرفها كاهش مي يابد.
6- جرم و رسوبات كتري، قوري، لوله هاي آب گرم و وان حمام حذف ميگردد.
7- رگه ها و لكهاي ظروف پس از شستشو به حداقل رسيده و ظروف براق تر و درخشنده تر ميگردند.
8- موها را نرم و لطيف كرده و شانه و برس زدن آنها راحت تر ميگردد.
9- شستشوي خودرو آسانتر ميگردد.
10- اصلاح ريش صورت آسانتر ميگردد.
11- خشكي و زبري پوست كاهش مي يابد.
12- رخت ها پس از ششتشو نرمتر و روشنتر ميشوند.