جزوات رنگی و تایپ شده کیفیت اب
امین علیزاده مجتبی خوشروش امد علی شاهنظری دانشگاه علمی کاربردی آیرز امد شاپور حاجدانلودیها امد محم دانلود ضا – –
: )()( )( : : )(://:
)(-)(-:
– – ?? :
-: %-: % -: )( % -: %
)( : 
-: -: چون به هم وابسته هستند این دو خصوصیت را باهم آورده می شوند و مورد بررسی قرار می گیرند.
تلخی آب معمولا ناشی از یون منیزیم یا آهن است و شوری آب عمدتا به خاطر وجود یون کلر می باشد. معمولا یون کلر را با − cl نشان می دهیم. و در اثر حل شدن نمک هایی مثل کلرید سدیم (NaCl) ،کلریدکلسیم (2(CaCl ،یا کلرید منیزیم )2MgCl( در آب باعث ایجاد شوری می شود. در مورد شوری، نوع کاتیون ها خیلی مهم است یعنی بعضی از کاتیون ها باعث می شوندکه مزه آب شورتر به نظر برسد ولی بعضی از آنها ممکن است طوری باشندکه مزه شوری زیاد حس نشود . بنابراین این شوری بستگی به کاتیون ها هم دارد. معمولا بوی تخم مرغ گندیده از آب ناشی از وجود گازهای سولفور دار یا گوگرد دار است که این گازها عمدتا ازتجزیه ی بی هوازی) یعنی بدون حضوراکسیژن انجام می شود( موادآلی توسط باکتری های بی هوازی به وجود می آیند.
3-وزن مخصوص)چگالی آب:(چگالی) Density (: یکی از خصوصیات آب این است که در دمای °C 4 دارای بیشترین چگالی است. مثلا اگر ما آب °C
0 را داشته باشیم به تدریج که به آن حرارت دهیم چگالی شروع به افزایش پیداکردن می کند و وقتی به °C 4 برسد حداکثر چگالی را دارد و بعد از
°C 4 دوباره چگالی آن کاهش پیدا می کند. این موضوع در محیط زیست اهمیت زیادی دارد به دلیل این که حیات موجودات زنده دراکوسیستم های آبی را تضمین می کند.این خصوصیات آب دردریاها موجب لایه بندی خاص حرارتی دردریاها و اقیانوس ها می شود و همین لایه بندی و قرارگرفتن آب°C 4 در ته دریا می تواند حیات موجودات زنده را تضمین می کند. اگرچه ممکن است روی آن آب °C0 درجه باشد یا آب یخ زده باشد و چون آب°C 4 در پایین دریا قرار می گیرد بنابراین موجودات زنده درکف دریاها و اقیانوس ها امکان ادامه حیات برای آنها به وجود می آید.در صورتی که اینطور نبود و آب °C 0 درجه در ته دریا قرار می گرفت امکان حیات در ته دریا وجود نداشت. بنابراین این خاصیت موجب لایه بندی خاص حرارتی دردریاها و اقیانوس ها می شود و همین لایه بندی)قرارگرفتن آب°C 4 در پایین ترین لایه( می تواند حیات موجودات زنده را تضمین کند.علاوه بر این یک ویژگی دیگر که در اثر همین خاصیت است شناور بودن یخ بر روی سطح آب می باشد یعنی درقطب ها، یخچال ها برروی سطح آب شناور هستند اما در پایین دریاها ما آب °C 4را داریم.
آب دراثر یخ زدن حجم آن افزایش می یابدکه می تواند در محیط زیست عامل فرسایش،خوردگی سنگ ها و تولید خاک باشد.
4-نقطه ذوب وجوش آب: اکثر مایعات در دمای طبیعی ممکن است به جوش بیایند ولی آب در دمای°C 100 به جوش می آید و همین خصوصیت موجب ادامه حیات درکره ی زمین می شود.
5-گرمای ویژه آب: آب در مقایسه با سایر مایعات به جز آمونیاک دارای بیشترین گرمای ویژه است یعنی آب دیرتر از سایر مایعات سرد و گرم می شودکه باعث ایجاد تعادل دمایی یا حرارتی در مناطق مجاور دریاها و دریاچه ها و اقیانوس ها می شود و برای موجودات بسیاراهمیت دارد چون بعضی از موجودات در مقابل تغییرات دمایی حساس هستند و اگر آب این خصوصیت را نداشت ممکن بود این موجودات از بین بروند و یکی از دلایلی که اختلاف دما درکویر بسیار زیاداست) به خصوص درشب وروز( همین مسئله می باشد.
6-گرمای نهان تبخیرآب: گرمای نهان تبخیرآب درمقایسه با سایر مایعات بسیار بالاتر است. یعنی آب درحالت بخار دارای مقدار بسیار زیاد انرژی است و اگر آب بخواهد ازحالت بخار به حالت مایع در بیاید انرژی خیلی زیاد را می تواند تولیدکندکه از آن برای جلوگیری سرمازدگی می توان استفاده کردو این ویژگی عامل اصلی درانتقال حرارت درسطح کره زمین است یعنی با انتقال بخارآب ازنقطه ای به نقطه ی دیگرحرارت به نقاط مختلف کره زمین جا به جا می شود و بر روی شرایط آب و جزوه کیفیت اب کره زمین تاثیر ویژه ای دارد. تبخیر آب باعث خنک شدن محیط می شود چون انرژی حرارتی از اطراف خودگرفته و به بخارتبدیل می شود.
7-حلالیت آب: از آب در صنعت به عنوان حلال استفاده می : : :
کنیم:1- ناخالصی های معلق)موادمعلق( 2- ناخالصی های گازی 3- ناخالصی های یونی)نمکهاواملاح(
1-ناخالصی های معلق)موادمعلق:(این ناخالصی ها در آب به صورت معلق وجود دارند و برخی از این ناخالصی ها با چشم غیرمسلح قابل رویت هستند مانند مواد جامد ریز مثل شن ،گل ولای ،جلبکها ، باکتری ها) با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیستند(. ، مواد آلی گیاهی )شاخ وبرگ گیاه(، بقایای حیوانی .معمولا آب های سطحی) مثل رودخانه ها( عمده ناخالصی آنها به صورت مواد معلق می باشد .ناخالصی ها شامل همه ی مواد اضافی درون یک ماده به غیر ازخود ملکول های ماده می باشد.
2- ناخالصی های گازی:تمام گاز های موجود در آب مثل گاز های ، ، ، ، و یا هر گاز موجود در آب ، جزء ناخالصی های گازی به حساب می آید که ممکن است مفید یا غیر مفید باشد. مثلا وجود اکسیژن محلول در آب برای بقای موجودات آبزی لازم و ضرورری است.اگرچه جز ناخالصی های گازی محسوب می شود. و یا گاز جهت فتوسنتز گیاهان آبزی لازم می باشد.
وجود گاز متان) ( و سولفید دی هیدروژن) (در آب می تواند بیانگر وجود آلودگی های مواد آلی بالا در آب باشد که توسط باکتری های غیر هوازی تجزیه می شوند.در آب های زیر زمینی مقدار زیاد است زیرا آب های زیر زمینی )به دلیل حرکت در خلل وفرج خاک( با خاک حاوی مواد آلی در تماس مستقیم است و تجزیه مواد آلی توسط باکتری های هوازی و بی هوازی تولید می کند.
واکنش تجزیه مواد آلی:
1-تجزیه هوازی) Aerobic(:مواد آلی درحضور اکسیژن توسط باکتری های هوازی تجزیه می شوند.
) )سولفات(، )نیترات( ، ، ، )ارتو فسفات( (:ترکیبات پایدار + مواد آلی
2-تجزیه بی هوازی)Anaerobic(:
) )سولفید دی هیدروژن( ، )آمونیاک( ( : ترکیبات نا پایدار + + باکتری های بی هوازی مواد آلی
– : )( ، ، ، ، ، )( ، )(
: :
– : ))-: 
)(= / ) -) : :
: :
– – ://///////: /==
()( = * /=/میله ای افقی نمایش می دهیم.
شاخص های کیفیت آب
شاخص های املاح محلول در آب:
1- شاخص کل مواد جامد محلول) Total Dissolved Solids() TDS(:در واقع TDS برابر است با مجموع کاتیون ها و آنیون های موجود در آب)مجموع
یون های موجود در آب بر حسب) یا ppm ( مثلا در مورد مثال قبل میزان TDS آب برابر است با :
روش اندازه گیری آزمایشگاهی: ابتدا نمونه آب را از صافی های مخصوص عبور می دهند. سپس حجم معینی از آن را درون یک بوته چینی )که وزن دقیق آن اندازه گیری شده است( می ریزند و بعد بوته چینی را درون دمای °C 110 درجه آون قرار می دهند تا آب آن کاملا تبخیر و خشک شود. تفاوت وزن بوته چینی قبل از ریختن نمونه و پس از خشک شدن نمونه ، وزن کل مواد جامد محلول در نمونه آب را نشان می دهد.اما باید دقت داشت که اگر نمک های محلول در آب در اثر حرارت از بین برود این روش مناسب نیست و دارای خطای زیادی است. مثلا اگر آب حاوی بی کربنات یا−3??? باشد چون بخشی از این بی کربنات در اثر حرارت از بین می رود این روش مناسب نمی باشد.
طبق استاندارد ها حد مجاز TDS در آب آشامیدنی کمتر از جزوه کیفیت اب و اگر TDS آبی کمتر از 500 باشد ، آب کاملا مطلوب است. مقدار TDS در آب های معمول آبیاری ممکن است تا 2000ppm هم برسد.
مهمترین کاتیون ها و آنیون های موجود در آب آبیاری عبارتند از:
کاتیون های غالب: +2??+ ، ??2+ ، ?? آنیون های غالب: −?? )کلراید( ، −3??32− ، ??42− ، ?? )کربنات( ، −3??? )بی کربنات(
اگر pH آب از 3/8 بیشتر باشد غلظت یون کربنات)−32??( قابل توجه می باشد. غلظت پتاسیم) +?( نیز مهم است. ولی چون مقدار آن کمتر از است غالبا مقدار آن اندازه گیری نمی شود.
محدوده تغییرات غلظت عناصر در آب
عناصر محدوده غلظت عناصر محدوده غلظت
??2+ ??42−
??2+ ??−
??+ ??3−(??3 − ?)نیترات
?+ نیتروژن آمونیمی(??4 − ?)
??32− فسفر فسفاتی(??4 − ?)
???3− ?−
کاتیون ها و آنیون هایی که غلظت آنها گزارش می شود:
???3− ، ??32− ، ??42− ، ??3− ، ??− ، ??+ ، ??2+ ، ??2+
نکته: چون −3?? جزء عناصر تغذیه ای است بنابراین غلظت آن به صورت نوشته می شود.
نکته2: چون حلالیت کربنات کلسیم کم است)سریع رسوب می کند( توصیه می شود نمونه های موجود در جای خنک نگهداری شود و غلظت کلسیم و بی کربنات به سرعت اندازه گیری شود.
2- هدایت الکتریکی آب) Electrical conductivity( )EC(: آب خالص جریان الکتریکی را به طور ضعیف عبور می دهد. اما اگر حاوی نمک و املاح باشد هادی خوبی برای جریان الکتریسیته است.هرچه غلظت یون ها در یک محلول بیشتر باشد انتقال جریان الکتریسیته در آن بیشتر است.
.EC آب به وسیله اندازه گیری مقاومت الکتریکی 2 سر الکترود هایی که به صورت موازی در یک محلول فرو برده شده باشد تعیین می گردد.
واحدهای هدایت الکتریکی عکس واحد مقاومت الکتریکی)ohm( می باشد: mho و یا mhos اخیرا یک واحد دیگری نیز برای هدایت الکتریکی به نام Siemens (S) )زیمنس( ارائه شده است. بنابراین واحد هدایت الکتریکی در سیستم متریک بر حسب و در سیستم SI بر حسب است.
معمولا چون هدایت الکتریکی در آب کم است از واحد های استفاده می شود.
نکته:
مثال : اگر EC آبی برابر با باشد. غلظت آن را بر حسب به دست آورید.
رابطه TDS و EC : بین TDS و EC رابطه ای خطی برقرار است.
اگر EC آب کوچکتر از باشد رابطه TDS و EC به این صورت است: TDS = 640* EC( اگر EC آب از بیشتر باشد رابطه TDS و EC به این صورت است: TDS
نکته: EC به درجه حرارت نیز وابسته است و هر یک درجه افزایش درجه % °% : °؟ %=%*= -: :+? :
°/: : – /- ؟ )( اندازه گیری pH استفاده از دستگاه های pH متر است که عموما با محلول های استاندارد با pH 4 و 7 کالیبره می شوند و بعد اندازه گیری را انجام می دهند.
سختی آب) Hardness (: از نظر علمی سختی بر اساس مجموع غلظت کاتیون های 2 ظرفیتی در آب بیان می شود. چون عمده کاتیون های 2 ظرفیتی و هستند. پس سختی کل)TH( برابر است با : TH =
الف( سختی کلسیمی: بخشی از سختی کل که ناشی از یون کلسیم است .ب( سختی منیزیمی: بخشی از سختی کل که ناشی از یون منیزیم است.
ج( سختی موقت یا بی کربناتی)کربناتی(: قسمتی از سختی آب است که در اثر حرارت دادن از بین می رود. از نظر علمی آن قسمت از سختی است که به صورت املاح بی کربنات می باشد.
د( سختی دائم)غیر کربناتی:( قسمتی از سختی آب است که در اثر حرارت تجزیه نمی شود. یعنی از بین نمی رود و از نظر علمی آن قسمت از سختی آب است که به صورت نمک های غیر کربناتی مثل سولفات ، کلراید، نیترات یا هیدروکسید) ( ایجاد می شود . سختی موقت -TH = سختی دائم
آب با سختی بالا برای مصرف در صنایع مناسب نیست چون باعث خوردگی و ایجاد رسوب در سیستم های خنک کننده ، دیگ های بخار و مبدل های حرارتی می شود. در صنایع رنگرزی و نساجی باعث پایین آمدن کیفیت رنگ می شود و برای شستشو صابون کف نمی کند و سختی بیش از حد در آب شرب باعث سوء هاضمه و بروز بیماری های کلیوی می شود.
برای اندازه گیری سختی کل) مجموع یون های و ( نمونه آب با محلول Ethylene diamine tetra-acetic.Acid( EDTA ( تیتراسیون می شود .مثال: در نمونه آبی غلظت املاح بر حسب به صورت زیر است. سختی دائم و سختی کل محلول را پیدا کنید.
= 250 ، = 100، = 90 ، ، =150 ، = 50، = 150
() = + = = ] [ = 150
– 053 = سختی موقت -TH = سختی دائمقلیاییت)Alk()Alkalinity(: در واقع خاصیت ضد اسیدی بودن را بیان می کند و یا به عبارتی مقاومت آب در برابر تغییرات pH را نشان می دهد. از نظر تئوری برای تعیین قلیاییت آب باید غلظت 3 یون −???3− ، ?? و −32?? تعیین شود. در واقع:
} ]+() = -}]??− + ???− + [ – ]? )( : () : ( ) ( : −??? //( ) (: −?? −?? /: – −???− ، ?? −??
فهرست مطالب