آنیونها در آب
دی اکسید کربن :
دی اکسید کربن یکی از اجزاء تعادل کربنات در آب می باشد . مقدار دی اکسید کربن آزاد در آب بستگی به اسیدیته وقلیائیت آن دارد و میتواند در مورد خاصیت خورندگی آب نقش مهمی را ایفا کند. آبهای سطحی معمولا" کمتر از 10 میلی گرم درلیتر دی اکسید کربن دارند.
در حالی که در آبهای زیر زمینی عمیق مقدار آن اغلب بیش از 100 میلی گرم درلیتر است .
کلر :
کلر به عنوان یک ماده شیمیایی برای گند زدایی و ازبین بردن موجودات مضر بکار میرود . بالا بودن مقدار کلر باقی مانده ممکن است ،مزه کلری یا کلروفنلی به آب بدهد .توجه داشته باشید که افزایش کلر قبل از تصفیه ممکن است باعث تشکیل هالومتان ها شود .
حداکثر مجاز وجود کلر در آب آشامیدنی بسته به میزان اسیدیته به شرح زیر است :
اسیدیته (pH ) | حد اکثر مجاز کلر (میلی گرم درلیتر) |
8 – 6 | 2 |
9 – 8 | 4/0 |
10 - 9 | 8/0 |
یون کلرید :
یون کلر حاصل از ترکیب کلر با سایر عناصر ، به صورت طبیعی در تمام آبها یافت می شود . مانند کلرید سدیم ، کلسیم و منیزیم .
در آب رودخانه ها و سایر انواع آب شیرین در صد یون کلر اغلب کمتر از 50 میلی گرم درلیتر است .
مطابق استاندارد های بین المللی بهداشت حد مجاز کلرید برای آب آشامیدنی 600 میلیگرم بر لیتر و حد مطلوب آن 200 میلیگرم بر لیتر می باشد .
سولفات :
سولفات اغلب از حل شدن ژیپس (سنگ گچ ) یا سایر رسوبات معدنی که حاوی سولفات می باشند وارد آبهای مصرفی می شود ، غلظت بالای سولفات در طعم آب اثر می گذارد و در صورتی که با کاتیونهای منیزیم و سدیم همراه باشد به شدت ملین است . گاهی اوقات یون سولفات توسط باکتری های موجود در آب احیا شده و H2S تولید می کند .
ترکیبات ازته آمونیاکی :
آمونیاک یکی از ترکیبات ازت است که در آب آشامیدنی یافت می شود . میزان آمونیاک آزاد موجود در آب بر حسب میزان ازت محاسبه می شود و ممکن است به صورت نمکهای آمونیم ، آمونیاک آزاد و کمپلکسهای آمونیاکی وجود داشته باشد .
شکل دیگری از ترکیبات ازت ، ازت آلبومینوئیدی است که در اثر تجزیه شیمیایی مواد آلی نیتروژن دار بوجود می آید . همچنین احیاء نیتریت و نیترات در آب چاههای عمیق نیز می تواند آمونیاک تولید کند .
نیتریت و نیترات :
نیتریت (NO2) و نیترات (NO3 )معمولا" بر اساس میلی گرم در لیتر ازت محاسبه می شوند . نیترات در اثر اکسیداسیون بیوشیمیایی آمونیاک تشکیل می شود . و نیتریت طی اکسیداسیون ناقص آمونیاک و یا احیاء ناقص نیترات بوجود می آید .
وجود مقادیر بالای نیتریت و نیترات و آمونیاک بیانگر آلودگی آب به فاضلاب می باشد . آبهای سطحی بندرت بیش از 1/0 میلیگرم بر لیتر برحسب ازت نیتریت دارند . مگر اینکه به فاضلاب آلوده شده باشند .
*** آبی که دارای درصد زیادی نیترات باشد برای شیرخواران بسیار خطر ناک بوده باعث کم خونی و گاهی سرطان خون می شود .
مطابق استاندارد های بین المللی بهداشت حد مجاز نیتریت برای آب آشامیدنی 004/0 میلیگرم بر لیتر و حد مطلوب آن صفر میلیگرم بر لیتر همچنین حد مجاز نیترات برای آب آشامیدنی 4 میلیگرم بر لیتر و حد مطلوب آن صفر میلیگرم بر لیتر می باشد .
فسفات :
فسفات از طریق فاضلابهای خانگی که حاوی پاک کننده های سینتتیک است و یا از طریق پسابهای کشاورزی حاوی کودهای فسفاته وارد آب های آشامیدنی می شود . و آبهای زیر زمینی اغلب فاقد فسفات هستند .
مطابق استانداردهای بین المللی بهداشت حد مجاز فسفات برای آب آشامیدنی 2/0 میلیگرم بر لیتر و حد مطلوب آن 1/0 میلیگرم بر لیتر می باشد .
سیلیس :
سیلیس به اشکال مختلف در آب یافت می شود و حاصل از تجزیه سنگهای مختلف سیلیسی مانند کوارتز و سنگ سیاه است . سیلیس اغلب برای انسان خطرناک نیست ولی برای صنایع اغلب مشکل ساز است .
سختی آب
سختــی آب مربوط به املاح خاصی است که در آب وجود دارد . این املاح شامــل کاتیــونهایی مثل منیزیم ، کلسیم ، استرانسیم ، آهن ، آلومینیم ، منگنــز و مس بوده که با آنیـــونهایی مانند بی کربنات ، کربنات ، کلرید ، سولفات ، سیلیکات ، و نیترات به صورت محلول در آب وجود دارد .
سختی کل (تام) : به مجموعه سختی موقت (سختی کربناتی ) بعلاوه سختی دائم (سختــی بی کربناتی) سختی کل گفته می شود .
سختی موقت در اثر جوشاندن آب ته نشین می شود و جرم داخل ظروف جوشش آب را تشکیل میدهد و اغلب شامل کربنات یا بی کربنات کلسیم و منیزیم می باشد .
سختی دائم در اثر وجود عناصری مانند سولفات و کلرید کلسیم و منیزیم بوجود آمده در اثر جوشیدن از بین نمی رود .
انواع آب مصرفی بر اساس میزان سختی به شرح زیر طبقه بندی می شوند :
تقسیم بندی آبها بر اساس میزان سختی
نوع آب | سختی( میلیگرم بر لیتر کربنات کلسیم) |
سبک | 50 – 0 |
نیمه سبک | 100 – 50 |
کمی سخت | 150 – 100 |
نیمه سخت | 200 – 150 |
سخت | 300 - 200 |
بسیار سخت | بیش از 300 |
لازم به ذکر است که مطابق استاندارد های بین المللی بهداشت حد مجاز سختی کل برای آب آشامیدنی 500 میلیگرم بر لیتر بر حسب کربنات کلسیم و حد مطلوب آن 150 میلیگرم بر لیتر بر حسب کربنات کلسیم می باشد .
چهار کاتیون عمده آبهای آشامیدنی:
کلسیم :
در غالب آبهای طبیعی یافت می شود و میزان آن بستگی به نوع سنگ بستری دارد که آب از آن عبور می کند . کلسیم اغلب به صورت کربنات ، بی کربنات و سولفات دیده می شود . لازم به ذکر است که مطابق استاندارد های بین المللی بهداشت حد مجاز کلسیـــم برای آب آشامیدنی 200 میلیگرم بر لیتر و حد مطلوب آن 75 میلیگرم بر لیتر می باشد .
منیزیم :
منیزیم یکی از عناصر معمولی آب است که نمکهای قابل حل تشکیل می دهد . منیزیم در آب هم سختی کربناتی و هم سختی بی کربناتی ایجاد می کند . ( البته کمتر از کلسیم ) زیاد بودن این عنصر فلزی در آب می تواند مسهل باشد .
مطابق استاندارد های بین المللی بهداشت حد مجاز کلسیم برای آب آشامیـــدنی 200 میلیگرم بر لیتر و حد مطلوب آن 50 میلیگرم بر لیتر بر حسب کلسیم می باشد .
سدیم :
عنصر سدیم علاوه بر اینکه یکی از عناصر فراوان در طبیعت می باشد . به علت حلالیت زیاد آن در بیشتر منابع آب طبیعی یافت می شود . مقدار آن بسیار متفاوت است . حد آستانه برای سدیم به آنیونهای آن بستگی دارد و مطابق استاندارد های بین المللی بهداشت حد مجاز سدیم به صورت کلرید سدیم برای آب آشامیدنی 350 میلیگرم بر لیتر و حد مطلوب آن 138 میلیگرم بر لیتر برحسب یون کلر می باشد . همچنین حد مجاز سدیم به صورت سولفات سدیم برای آب آشامیدنی 328 میلیگرم بر حسب سدیم می باشد .
پتاسیم :
پتاسیم با اینکه یکی از فراوانترین عناصر در طبیعت است مقدار آن در آبهای طبیعی هرگز بیش از 20 میلی گرم در لیتر نمی شود
ویژگیهای آب
ویژگیهای ظاهری :
1- بو و طعم :
آب تصفیه شده باید فاقد بو و مزه (طعم) باشد .
عواملی که باعث ایجاد بو و مزه می شوند عبارتند از : وجود جلبک ها(آلگها) تجزیه موجودات آبزی ، محصولات ناشی از کلرینه کردن آب مانند کلروفنل و آبهای راکد در سیستم توزیع و...
2- کدورت :
کدورت پدیده ایست که میزان شفافیت آب را مشخص می کند و به عنوان یک ویژگی ظاهری برای آب محسوب می شود .
کدورت باعث پراکندگی یا جذب نور در حین عبور از آن بر روی یک خط مستقیم از آب می شود.
علت کدورت :
1- شکل ، اندازه و ضریب شکست ذرات سوسپانسیون
2- وجود مواد جامد معلق
روشهای اندازه گیری کدورت :
1- کدورت سنج شمعی جکسون
2- نفلومتری
3- جذب سنجی
به طور کلی آب آشامیدنی وآب مورد نیاز در صنایع باید زلال و صاف بوده دارای کدورت نزدیک به صفر باشد .
3- رنگ
رنگ آبهای آلوده نشده می تواند بدلیل وجود مواد در حال گندیدن زمین و یا وجود نمکهای فلزی مانند آهن و منگنز باشد . آبهای آلوده بسته به نوع آلودگی ممکن است دارای رنگهای مختلفی باشد .
مطابق استاندارد های بین المللی بهداشت میزان مجاز رنگ برحسب واحد هاوزن برای آب آشامیدنی 50 و حد مطلوب 5 می باشد .
ویژگیهای فیزیکی :
1- قابلیت هدایت الکتریکی
قابلیت هدایت الکتریکی ، معیاری است جهت سنجش توانایی یک محلول برای انتقال الکتریسیته ، از آنجایی که این توانایی تابـــعی از حضور یونهای موجود در یک محلــول می باشد . این ویژگی بیانگر کل مواد محلول در آب است .
قابلیت هدایت الکتریکی برحسب میکروزیمنس بر سانتی متر اندازه گیری شده و حد مجاز آن برای آبهای مختلف بین 7/0 – 55/0 می باشد .
2- خاصیت خورندگی :
تعریف خاصی برای کیفیت خورندگی آب وجود ندارد . زیرا چندین فاکتور در این خاصیت نقش دارند . من جمله :
1- pH پایین یا اسیدی بودن
2- در صد بالای دی اکسید کربن آزاد
3- عدم سختی
4- قلیائیت موقت
اسیدی بودن آب می تواند بدلیل وجود دی اکسید کربن آزاد و تشکیل اسید کربنیک و یا وجود اسیدهای ناشی از تجزیه موجودات زنده موجود در آب باشد مانند اسید فولویک ، اسید هیومیک و ...
قلیائیت آب اغلب ناشی از وجود کربناتها یا بی کربناتهای فلزاتی مانند کلسیم ، منیزیم ، سدیم ، پتاسیم ،.... و نیز انواع هیدروکسیدها است .
3- مواد معلق :
این ویژگی بیانگر مقدار مواد معلق موجود در آب می باشد. مواد معلق مانند : مواد آلی یا غیر آلی مثل انواع پلانکتونها ، گل و لای ، خاک و ...مقدار مواد معلق بر اساس درصد وزنی حجمی اندازه گیری می شود . و این درصد هیچ اطلاعاتی را در مورد اندازه و نوع مواد معلق شامل نمی شود .
کیفیت آب
آب بدلیل قدرت حلالیت بالا عناصر موجود در مسیر خود را حل می کند . و از سوی دیگر بشر آنرا مستقیم یا غیر مستقیم آلوده می کند ، لذا ، آب را هرگز به طور خالص در طبیعت نمی توان یافت.گاهی اوقات موادی که درآب حل می شوندبه آن خواص پزشکی می بخشند در صورتی که در مواردی انحلال مواد گوناگون آب را غیر قابل مصرف و یا حتی خطرناک و سمی می کنند .
نوع و مقدار مواد محلول در منابع آب متغیر بوده ودر تعبیر کیفیت آب باید موارد مصرف مورد توجه قرار گیرد ،زیرا که در موارد گوناگون مواد محلول در آب و مقدار مجاز آنها متفاوت است و بستگی به نوع مصرف آب دارد .
به عنوان مثال :
**آب مورد مصرف در نوشابه های گاز دار باید :
بی رنگ ، بی بو ، بی مزه و فاقدمواد آلی ، آهن و منگنز باشد . قلیائیت آن کمتر از100 و سختی آن کمتر از 200 میلی گرم بر لیتر بر حسب کربنات کلسیم باشد.
** آب مورد مصرف درآب جو باید :
بی رنگ ، بی بو ، بی مزه و فاقد مواد آلی ، آهن و منگنز باشد . قلیائیت آن کمتر از100 و سختی آن کمتر از 200 میلی گرم بر لیتر بر حسب کربنات کلسیم باشد. دارای pH ثابت 7 و مقدار کلرید سدیم کمتر از 250 میلی گرم بر لیتر برحسب یون کلر باشد . جالب توجه است که در این صنعت وجود سولفات کلسیم در آب ضروری بوده در صورت فقدان آن باید به آب اضافه شود .
** آب مورد مصرف درصنعت نساجی باید :
دارای کدورت ، سختی ، و رنگ مساوی صفر و قلیائیت بسیار پایین باشد .
** آب مورد مصرف درصنعت کاغذ سازی باید :
فاقد آهن و منگنز بوده ، باقی مانده تبخیر بسیار کم داشته باشد
** آب مورد مصرف درتولید یخ باید :
بهداشتی و بی رنگ ، بی بو ، بی مزه و فاقد مواد آلی ، آهن کمتر از 2/0 میلیگرم در لیتر و بیکربنات کلسیم و منگنز باشد کمتر از 70 میلیگرم در لیتر و فاقد هر گونه رسوب باشد .
** آب مورد مصرف در صنایع غذایی باید :
بهداشتی بوده مواد محلول آن بسیار کم باشد .
** آب مورد مصرف در صنایع مختلف به عنوان خنک کننده باید :
دارای درجه حرارت پایین فاقد رسوب ، آلگ ، لجن و مواد نامحلول بوده در صد مواد محلول آن کم باشد ، در ضمن این آب باید خنثی بوده خاصیت خورندگی نداشته باشد .
** آب مورد مصرف در صنایع مختلف در دیگهای بخار باید : زلال ، سبک ، عاری از اکسیژن ، انیدرید کربنیک ، اسیدهای آزاد و ترکیبات آلی باشد . سختی کل برای دیگهای معمولی باید کمتر از 35 میلیگرم در لیتر و برای دیگهای تحت فشار صفر باشد
غلظت نمکهای محلول در کیفیت آب کشاورزی بینهایت مؤثر است . زیرا تحمل گیاهان نسبت به مقدار و نوع مواد معدنی مختلف متفاوت است به طوریکه : اگر املاح سدیم آب بیش از حد مجاز باشد باعث خرابی زمین و کم شدن قابلیت نفوذ آب می شود ، در صورتی که املاح کلسیم جنس خاک را بهتر می کنند . عدم وجود بور باعث عدم رشد گیاه و زیادی آن باعث مسمومیت آن می شود و .......
گرد آورنده : مهدی نژاد