وبلاگ
معیارهای مهم در تصفیه آب
ورود و اختلاط مواد شیمیایی معدنی و آلی به آب آشامیدنی همیشه نگران کننده است. زیرا بسیاری از مواد شیمیایی برای بدن انسان سمی بوده و آشامیدن آب آلوده به آنها آثار کوتاه مدت مسمومیت را به دنبال دارد. نوشیدن آب آلوده به برخی مواد شیمیایی نیز در بلند مدت منجر به بروز بیماریهای مختلف نظیر انواع سرطانها می شود.
حضور مواد شیمیایی در آب آشامیدنی ممکن است ناشی از یکی از رویدادهای زیر باشد:
- ورود جریانهای کشاورزی به منابع آب آشامیدنی
- فرایندهای بیولوژیکی همچون رشد سیانوباکتریها و جلبکها
- آلودگی با فاضلابی که تصفیه شده و سپس در منبع آبی تخلیه گشته
- اضافه شدن برخی مواد شیمایی همچون کلر و فلوراید
- خوردگی لوله ها و اتصالات
بررسی خواص شیمیایی آب شرب نظیر سختی، قلیاییت و غیره برای سنجش کیفیت آب از منظر شیمیایی حایز اهمیت است.
سختی(Hardness)
از نگاه عموم مردم آب سخت نیاز به صابون بیشتری برای درست کردن کف نسبت به آب نرم دارد. همچنین عامل رسوب گرفتگی لوله های آب گرم و اتصالات است. ولی از لحاظ علمی سختی به دلیل حضور یون های کلسیم و منیزیم در آب می باشد. اگرچه کاتیونهای دیگری مانند استرانسیوم، آهن، منگنز و باریم نیز منجر به افزایش سختی آب می شوند.
سختی کل(Total Hardness) مجموع غلظت یونهای کلسیم و منیزیم است که به صورت اکی والان کربنات کلسیم بیان می شود. همچنین سختی را می توان به صورت سختی کربناتی(موقت) و سختی غیر کربناتی(دائم) دسته بندی کرد. مطابق معیارهای سازمان استاندارد ایران، حداکثر مطلوب سختی کل آب آشامیدنی ۲۰۰ میلی گرم بر لیتر می باشد.
افزایش یا کاهش سختی آب منجر به تغییر خواص آب می شود. جدول زیر تغییرات خواص آب را بر اساس تغییرات سختی طبقه بندی می کند.
قلیاییت(Alkalinity)
قلیاییت آب نمایانگر ظرفیت آب برای خنثی کردن اسید افزوده شده تا رسیدن به pH حدود ۴٫۵ است. هرچه قلیاییت آب بیشتر باشد، ظرفیت بافری آن بیشتر است. قلیاییت آب طبیعی معمولا برابر مجموع غلظت یونهای هیدروکسیل، بی کربنات و کربنات می باشد. در تصفیه ی آب آشامیدنی دانستن مقادیر غلظت هر سه نوع آنیون مهم است.
روش سنجش قلیاییت آب: روش سنجش قلیاییت، تیتراسیون توسط یک اسید مانند اسید سولفوریک است. در این آزمایش از دو شناساگر متیل اورانژ یا فنل فتالئین استفاده می شود. برای اندازه گیری دقیق تر pH در هنگام این فرایند از دستگاه اندازه گیر pH استفاده می کنند.
رسانایی الکتریکی و شوری
رسانایی الکتریکی: رسانش(Conductivity) قابلیت یک محلول در انتقال جریان الکتریکی است. جریان الکتریکی در محلولها به وسیله کاتیونها و آنیونها، و در فلزات توسط الکترونها برقرار می شود. یونها اعم از کاتیون و آنیون از نمک های محلول و مواد معدنی همچون قلیاها، کلریدها، سولفیدها، ترکیبات کربنات و غیره تشکیل می شوند. هرچه مقادیر یونهای مذکور در محلول بیشتر باشد، میزان رسانش آن محلول نیز بالاتر است.
شوری(Salinity): مجموع غلظت تمام نمکهای محلول در آب است. مقدار شوری در میزان هدایت الکتریکی تاثیر به سزایی دارد. نمکهای محلول بسیاری عامل ایجاد شوری در آب هستند. عمده یونهای موجود در آب دریا کلرید، سدیم، منیزیم، سولفات، کلسیم، پتاسیم، بی کربنات و برم می باشند. اکثر رودخانه ها و دریاچه ها قلیا و نمک فلزهای قلیایی خاکی را در خود حل شده دارند، که کلسیم و منیزیم و سدیم و کربناتها و کلرایدها بیشترین درصد را به خود اختصاص داده اند. در حال حاضر میزان شوری بر پایه ی روش اندازه گیری هدایت الکتریکی با استفاده از تجهیزات مانیتورینگ الکترونیکی می باشد. متداول ترین واحد اندازه گیری هدایت الکتریکی میکرو یا میلی زیمنس بر سانتیمتر(µS/cm or mS/cm) است.
کل یونهای محلول(TDS)
کل یونها یا مواد جامد محلول(Total Dissolved Solids) متشکل از نمک های معدنی و مقادیر اندک مواد آلی است که در آب حل شده اند. ذرات گِل، نمکهای کربنات، نمکهای سولفات، آهن کلوئیدی، منگنز اکسیدها،سیلیکا و بسیاری از ترکیبات محلول در آب اگر بتوانند از فیلتری با غشای ۰٫۴۵ میکرونی عبور کنند در دسته بندی مواد جامد محلول قرار خواهند گرفت. مواد جامد محلول شامل سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، کلراید، سولفات، بی کربنات، کربنات، سیلیکا، مواد آلی، فلوراید، آهن، منگنز، نیترات، نیتریت و فسفات می باشد. مقادیر زیاد مواد جامد محلول ممکن است همراه با رسوب گرفتگی در لوله ها، اتصالات و وسایل خانگی باشند.
دقیق ترین روش سنجش میزان مواد جامد محلول، آنالیز کامل تمامی کاتیونها و آنیونها است. اما متداولترین و ارزانترین روش، روشی است که در آن مقادیر هدایت الکتریکی به مقادیر مواد جامد محلول توسط ضرب در فاکتوری که بر اساس نوع آب تغییر می کند، تبدیل می شود. میزان مواد جامد محلول با واحد میلی گرم بر لیتر نمایش داده می شود.
بازه مناسب TDS برای آب آشامیدنی: اتحادیه اروپا حداکثر مقدار هدایت الکتریکی مناسب برای آب آشامیدنی را ۲۵۰۰ میکروزیمنس بر سانتی متر تعیین کرده که میزان مواد جامد محلول معادل آن ۱۶۰۰ میلی گرم بر لیتر در دمای ۲۵ سانتی گراد می شود. سازمان حفاظت از محیط زیست ایالات متحده میزان مواد جامد محلول ۵۰۰ میلی گرم بر لیتر را در فهرست معیارهای پذیرش آب آشامیدنی منتشر کرده است.
مواد شیمیایی معدنی سمی
حضور مواد معدنی سمی و فلزات سنگین در آب آشامیدنی تهدیدی برای سلامتی مصرف کنندگان محسوب می گردد. در جدول ذیل مقادیر استاندارد تعدادی از این مواد شیمیایی در کشورهای مختلف ذکر شده اند:
(ابعاد برحسب میلی گرم بر لیتر)
مواد شیمیایی معدنی غیر سمی
مواد شیمیایی معدنی غیر سمی خطری برای سلامتی مصرف کنندگان ندارند، ولی ممکن است بر روی طعم، بو و مزه ی آب تاثیر بگذارند. آلومینیوم، مس، نیترات، کلسیم و سدیم از این دسته مواد می باشند.
مواد شیمیایی آلی
مواد شیمیایی آلی معمولا با غلظت بسیار کم در آب آشامیدنی موجوداند. عوامل پیدایش این مواد در آب ممکن است طبیعی یا ناشی از فعالیتهای انسانی باشند. موادی همچون تتراکلراید کربن، بنزن، اکریل آمید در این دسته قرار دارند. مقادیر بالای این ترکیبات مخاطرات جدی سلامتی را به دنبال دارد.
کلر آزاد باقیمانده و فلوراید
کلر را به منظور ضدعفونی به منابع آب آشامیدنی اضافه می کنند، زیرا کلر با خاصیت اکسید کنندگی میکروارگانسیمها و بسیاری از عوامل بیماریزای موجود در آب را از بین می برد. حداکثر مقدار مجاز کلر آزاد باقی مانده در آب آشامیدنی ایران ۰٫۶ میلی گرم بر لیتر و در استرالیا ۰٫۵ میلی گرم بر لیتر است.
فلوراید به طور طبیعی در منابعی همچون آب دریا، خاک و هوا حضور دارد. فلوراید به منظور حفاظت از سلامت دندان در برابر پوسیدگی و کرم خوردگی به منابع آب آشامیدنی و اغلب خمیردندانها افزوده می گردد. حداکثر مقدار مجاز فلوراید در منابع آب آشامیدنی ایران و جهان ۱٫۵ میلی گرم بر لیتر می باشد.
