فهرست مطالب

عنوان صفحه

1. آب و خواص آن. 1

1-1. آب سطحی.. 2

2-1. آبهای زیرزمینی.. 2

2. خواص فیزیکی آب 5

1-2. رنگ 6

2-2. کدری 7

3-2. بو 9

4-2. مزه 10

5-2. درجه حرارت 11

3. خواص شیمیائی آب 11

1-3. خاصیت اسیدی و بازی 11

2-3. قابلیت هدایت الکتریکی 18

3-3. خاصیت خورندگی 19

4-3. مواد معلق 20

5-3. خاصیت حلالیت آب 20

4. ناخالصی های موجود در آب 21

5. سختی آب 23

6. خواص بیولوژیکی آب... 24

7. اثرات آلودگی آب در انسان. 26

8. منابع آلودگی.. 28

1-8. اختلالات ناشی از ناخالصی های شیمیایی آب 28

2-8. منابع آلودگی 29

9. کاتیونها 34

1-9. کلسیم 34

2-9. منیزیم 34

3-9. سدیم 35

الف

4-9. پتاسیم 35

5-9. آهن 36

6-9. منگنز 37

7-9. روی 37

10.آنیونها 37

1-10. دی اکسید کربن ، کربنات و بی کربنات 37

2-10. کلر 38

3-10. سولفات 38

4-10. ترکیبات آمونیاکی 39

5-10. نیتریت و نیترات 40

6-10. فسفات 41

7-10. فلوئور 41

8-10. ید 42

9-10. برم 42

11. عناصر سمی 43

1-11. آرسنیک 43

2-11. سیانور 44

3-11. سرب 44

4-11. کادمیم 45

5-11. جیوه 45

12. مواد رادیو اکتیو 46

13. عناصر کمیباب... 48

1-13. آلومینیم 48

2-13. مس 48

3-13. سیلیس 49

14. مواد آلی 49

15. سموم دفع آفات 49

16. ترکیبات فنلی 51

17. پاک کننده ها و مواد شیمیایی شوینده. 51

ب

18. آلودگی های کشاورزی.. 53

 

19. سایر آلوده کننده ها 56

20. انواع و خواص فاضلابها و روشهای تعیین میزان آلودگی.. 61

1-20. فاضلابهای خانگی 61

2-20. فاضلابهای صنعتی.. 64

3-20. فاضلابهای سطحی ( آبهای سطحی ):65

4-20. آزمایش فاضلاب 66

5-20. مهمترین روش های تعیین درجه آلودگی فاضلاب... 67

21. پیش تصفیه 70

22. فرآیندهای پیش تصفیه. 73

 

1. آب و خواص آن

بعد از انسان ، آب شاید یکی از اجزاء بی نظیر جهان هستی باشد . آب از دو عنصر اکسیژن و هیدروژن تشکیل شده است که این دو عنصر در شرایط معمولی بصورت گاز می باشند . عنصر هیدروژن قابل اشتعال است در حالیکه اکسیژن برای سوختن ضروری است با این وجود آب آتش را خاموش می‌کند .

انسان و سایر حیوانات و همچنین گیاهان بدون آب نمی توانند به حیات خود ادامه دهند صنایع بدون آب نمی توانند به موجودیت خود ادامه دهند در عین حال آب باعث مشکلات زیادی در صنایع می‌شود.

آب ماده ای حیاتی است که حدود 60 تا 70 درصد وزن انسان رشد یافته را تشکیل می دهد و بعد اکسیژن مهمترین ماده برای زیستن می باشد . دو سوم سطح زمین را آب فرا گرفته و بطور کلی می توان گفت که منابع موجود آب دو نوع است :

1- آبهای زیرزمینی

2- آبهای سطحی

برحسب نوع منبع ، نوع آب و مواد موجود در آن متفاوت می باشد مثلاً آبهای سطحی دارای مواد محلول معدنی کمتری نسبت به آبهای عمقی می باشند و برعکس محتوای مواد آلی آبهای سطحی از آبهای عمقی بیشتر است .

ناخالصی هائی که ممکن است در منابع آب موجود باشند به دو دسته جامدهای معلق و محلول تقسیم می شوند . جامدات کلوئیدی و معلق آنهائی هستند که در آب حل نشده و می توان آنها را با صاف کردن جدا نمود . این مواد باعث کدری و ایجاد رنگ در آب می شوند و تا اندازه ای قابل رویت هستند. بعنوان مثال ، گل و لای موجود در آب نمونه ای از مواد معلق موجود در آن است .

مواد محلول در آب ممکن است مواد معدنی یا آلی باشند که با چشم قابل دیدن نیستند و بوسیله تجزیه های شیمیائی تعیین می گردند وجود سختی آب را می توان مثالی برای مواد جامد حل شده ذکر نمود .

علاوه بر این مواد ، گازهای موجود در هوا نیز در آب وارد می شوند ولی بجز در مواقعی که با ناخالصی های دیگر موجود در آب ترکیب می شوند در موارد دیگر بر اثر جوشاندن از آب خارج می‌شوند .

بنابراین آب مایعی است که حاوی مواد معدنی ، آلی و گازهای محلول می باشد در نتیجه بطور کلی با دید ظاهری نمی توان در مورد خوبی و بدی آب قضاوت نمود و زلالی آب دال بر تمیزی آن نمی‌باشند و مسئله تصفیه و میکروب کشی آب در مواقعی که آب مصرف خوراکی دارد مهم است .

 

1-1. آب سطحی : [1]

آب سطحی ، آبی است که در سطح زمین مثل اقیانوس ها ، دریاچه ها ، رودخانه ها و نهرها وجود دارد . بارش ها با ریزش مستقیم بر منابع آبی و نیز از طریق رواناب ها بخشی از آب های سطحی را تشکیل می دهند .

2-1. آبهای زیرزمینی : [2]

آب زیرزمینی ، آبی است که در اعماق زمین وجود دارد . بخشی از بارش از خاک نفوذ کرده و آب نفوذی [3] نامیده می شود که این بخش توسط ریشه ی گیاهان جذب می شود ، بخش دیگر این بارش به حوزه های آب سطحی برگشته و بخشی هم به قسمت های عمیق تر زمین فرو می رود .

این حرکت عمقی آب از میان درزها و روزنه های ذرات ماسه ، تراوش ( نشت ) [4] آب نامیده می‌شود . آب نشتی توسط لایه ی نفوذ ناپذیر بخش های عمقی زمین متوقف شده و آب زیرزمینی را تشکیل داده و در لایه های ماسه نگهداری می شود . لایه های ماسه ای که از آب اشباع شده باشد ، طبقه‌ی ( سفره ی ) آبده [5] نامیده می شود .

براساس لایه ی نفوذ ناپذیر دو نوع طبقه ی آبده وجود دارد :

طبقه ی آبده ایستایی [6]

طبقه ی آبده آرتزین [7]

طبقه ی آبده ایستایی فقط یک لایه ی نفوذناپذیر در کف خود دارد در حالی که طبقه ی آبده آرتزین هم در بالا و هم در پائین خود دارای لايه نفوذ ناپذیر می باشد . از نظر زمین شناسی طبقه ی آبده از چندین نوع بافت تشکیل شده است :

• بافت شن و ماسه که بهترین نوع لایه ی آبده می باشد .
• بافت سنگ آهک و سنگ ماسه ای که وقتی حاوی درز و شکاف و فضاهای خالی کافی باشند آبدهی خوبی دارند .
• بافت های سنگ رستی و مخلوط خاک رس سخت در صورتی که دارای ترک و شکاف باشند، لایه ی آبده را تشکیل می دهند .

آب زیرزمینی از طریق چشمه ها و چاه ها به سطح زمین باز می گردد . آب سطحی تبخیر شده و به شکل آب اتمسفری در می آید . به این ترتیب چرخه ی آب به صورت پیوسته و در نتیجه ی استفاده و استفاده ی مجدد از یک آب اشکال مختلف حیات ادامه دارد . بنابراین بارش تنها منشأ منابع تأمین آب سطحی و زیرزمینی می باشد .

آب اتمسفری فقط توسط ذرات معلق موجود در هوا و بخارهای شیمیایی مثل گازهای خروجی از اتومبیل و گازهای خروجی از صنایع آلوده می شود . پس از اولین بارش ، آب سبک مناسبی حاصل می‌شود که با آب مقطر قابل مقایسه است . آب های سطحی به خاطر تخلیه ی فضولات خانگی و صنعتی و رواناب ها ، بیشترین میزان آلودگی را دارند ولی آب های زیرزمینی به خاطر عمل صاف سازی طبیعی معمولاً کم ترین میزان آلودگی را دارند ( شکل 2-1 ) .

شکل 2-1 : چرخه ی آب و منابع آلودگی آب

خواص آبهای آشامیدنی :

آلودگی ها بسیار متنوعند و از منابع مختلف و به راههای گوناگون وارد آب می شوند .

علت ایجاد آلودگی هر چه باشد آب را هنگامی آلوده می نامیم که میزان مواد خارجی موجود در آن باندازه ای باشد که استفاده از آن سبب بروز اثرات زیان آور به راههای مختلف گردد .

در تقسیم بندی کلاسیک آلوده کننده های آب ، اغلب ، آلودگیهای فیزیکی ، بیولوژیکی ، شیمیائی، فیزیولوژیکی مورد بحث قرار می گیرند که بحثی مفصل و تخصصی است ولی از آنجائیکه خواص آبهای آشامیدنی سالم می بایست بزبانی ساده و گویا روشن گردد لذا تنها به بحث در مورد برخی از پارامترهای قابل لمس در خواص آبهای آشامیدنی اکتفا می نمائیم .

خواص آب به دو دسته فیزیکی و شیمیائی تقسیم می گردد :

2. خواص فیزیکی آب :

خوش طعم و خوش بو بودن آب دلیل بر خوبی آن نمی باشد . چنانچه آبی ممکن است خوش طعم و خوش بو باشد منتهی قابل نوشیدن نباشد و بالعکس برای نوشیدن خوب باشد منتهی خوش طعم و خوش بو نباشد . به طور کلی چهار حس انسان در مورد خواص فیزیکی آب قضاوت می کنند :

1- حس بینایی ( برای تشخیص رنگ و کدری )

2- حس چشایی ( برای تشخیص مزه )

3- حس بویایی ( برای تشخیص بو )

4- حس لامسه ( برای تشخیص حرارت آب )

 

 

1-2. رنگ :

آب دارای رنگ سبز کم رنگ تا آبی می باشد هر رنگ دیگری به جز این به دلیل وجود مواد آلی و معدنی به صورت محلول یا معلق می باشد . رنگ طبیعی آب بسته به مقدار مواد آلی در آن از سبز به زرد یا قهوه ای تغییر می کند رنگ زرد به علت داشتن مقدار قابل توجهی اسیدهای آلی است و وجود مواد معدنی در آب کم است .

بعضی از مواد معدنی از جمله آهن باعث تغییر رنگ آب به قهوه ای مایل به قرمز می شود در هر حال امکان دارد که آب به وسیله آهن و منگنز طبیعی و یا آلودگی با فاضلابها و ترکیبات حاصل از خورندگی تغییر رنگ دهد . آبهای رنگی برای استفاده در منازل مخصوصاً به منظور نوشیدن فوق العاده مضر و نامطلوب هستند مواد رنگی را می توان با عمل منعقد کردن ، جذب به وسیله کربن فعال یا اکسیداسیون جدا نمود . اندازه گیری رنگ یک آب هیچگونه اطلاعاتی راجع به نوع جسمی که رنگ را ایجاد کرده نمی‌دهد .

برای اندازه گیری شدت رنگ ، مقیاس استاندارد اختیاری به منظور مقایسه شدت رنگ با نمونه آب به کار رفته است یک رنگ پنج واحدی بدین معنی است که شدت رنگ آن برابر با شدت رنگ نمونه‌ای از آب مقطر که حاوی 5 میلی گرم از پلاتین[8] به صورت پتاسیم کلروپلاتینات [9]در لیتر است ، می‌باشد . رنگ آبهای آشامیدنی باید کمتر از 15 واحد باشد .

حد قابل قبول رنگ برای آبهای آشامیدنی 5 واحد رنگ و حداکثر میزان آن 50 واحد رنگ می‌باشد.

2-2. کدری :

کدری را نمی توان به صورت کمبود شفافیت یا درخشندگی تعبیر نمود اما نباید با رنگ اشتباه شود . یک آب ممکن است دارای رنگی تیره باشد اما کدر نباشد . کدری به دلیل وجود مواد معلق فوق العاده ریز نامحلول در آب می باشد .

تعداد کمی از آبها به طور مطلق فاقد مواد معلق می باشند ولی این حد ممکن است از مقادیر خیلی کم تا آنقدر که باعث تیرگی کامل آب گردد تفاوت کند .

برای جدا کردن ذرات درشت که به آسانی ته نشین می شوند احتیاج به صاف کردن نیست چون با قرار دادن آب در مخازن و ته نشین شدن این مواد ، می توان آنها را از آب جدا کرد . اما ذرات ریزتر را فقط با صاف کردن می توان جدا نمود که در بعضی مواقع این ذرات به حدی کوچک هستند که فقط با افزودن یک منعقد کننده یا دلمه کننده [10] مانند آلومینیوم سولفات به آب قبل از صاف کردن ، امکان جدا نمودن این ذرات با صافی وجود دارد .

اندازه گیری کدری می تواند در تعیین مقدار ذرات کلوئیدی که ته نشین نشده اند و قابل صاف کردن هم نیستند مفید باشد .

کدورت آب بعلت وجود مواد معلق و کلوئیدی در آب است . درجه کدری آبرا اغلب بدین روش تعیین می کنند که در کف استوانه ای بقطر 25 میلی متر حروف استاندارد شده ای قرار می دهند و سپس در آن ، آب مورد آزمایش را تا ارتفاعی می ریزند که دیگر خط نامبرده خوانا نباشد .

در اینحال درجه کدورت آنرا برحسب ارتفاع مزبور معین می کند . حداکثر کدری مجاز آب آشامیدنی در این روش این است که نوشته تایپ شده در عمق 30 سانتی متر زیر آب خوانده شود در استانداردهای دیگر حد قابل قبول کدورت برای آبهای آشامیدنی 5 واحد و حداکثر میزان آن 25 واحد کدورت تعیین گردیده است .

کدری آبهای صنعتی باید تا حد امکان کم باشد و این مسئله مخصوصاً در مورد آب دیگهای بخار مهم است ، چون کدری که به وسیله ذرات ریز معلق بوجود می آید در آب دیگهای بخار تغلیظ شده و ممکن است به صورت لجن های سنگین یا گل و لای ته نشین گردد این ذرات همچنین می توانند تولید کف نموده و با بخار حمل گردند این شرایط را می توان با زیر آب زدن [11] به حداقل رساند .

در صنایع غذایی نیز باید کدری آب مورد استفاده کم باشد و گر نه محصولات انتهایی تحت تأثیر قرار خواهند گرفت در سیستمهای سرد کننده نیز این جامدات ته نشین شده و مانع از تبادل حرارتی می‌گردند که در نتیجه باعث حرارت زیاد و بسته شدن لوله ها می شوند .

این رسوبات به دلیل جلوگیری از نفوذ مواد ضد زنگ ، می توانند باعث افزایش زنگ زدگی سیستمها گردند . عوامل ایجاد کدری های کلوئیدی را می توان با استفاده از منعقد کننده ها و سپس ته‌نشینی جدا نمود .

واحد استاندارد کدری به صورت جلوگیری از عبور نور به وسیله یک قسمت در میلیون سیلیس نامحلول ( خاک دیاتومه ای[12] و یا خاک فولر[13] ) تعریف می گردد که کدری آب قابل شرب باید کمتر از 5 واحد باشد .

3-2. بو :

آب آشامیدنی باید بی بو باشد در برخی نقاط آبهای مشروب در اثر مجاورت با موادی چون تورب‌ها دارای بوی کمی می شوند که ممکن است خطرناک نبوده ولی باعث طعم نامطبوع آب گردد . آب دریاچه ها دارای بوی لجن می باشد که بایستی قبل از مصرف حذف گردد . آب منابع توزیع کننده نیز می تواند در اثر باقی ماندن آب در آنها دارای بوی مخصوصی شود بالاخره در شبکه های آبی ممکن است در اثر ماندن ، آلگهایی رشد کند که ایجاد بو نماید .

حذف بو را در تصفیه آب ، با اضافه کردن موادی چون سولفات مس برای از بین بردن آلگهایی که مولد بو هستند انجام می دهند . در جریان تصفیه آب ، برخی عملیات مانند اضافه کردن کلر فراوان خود می توانند مولد بو باشد که در چنین مواردی با خارج ساختن کلر قبل از مصرف باعث از بین بردن بوی بد آب می شوند بهر حال بوی آب آشامیدنی باید تا اندازه ای باشد که از طرف مصرف کنندگان مورد اعتراض قرار نگیرد .

منشاء بو و مزه عبارت است از :

1- تحلیل رفتن مواد آلی

2- جلبک های زنده و موجودات ذره بینی

3- آهن و منگنز و محصولات فلزی حاصل از خورندگی

4- آلودگی با فاضلابها بخصوص آنان که حامل مواد فنلی می باشند

5- کلر ضد عفونی کننده و ترکیبات دیگری که جایگزین آن می شود

6- مواد سنتزی آلی که از نظر بیولوژیکی قابل تجزیه نمی باشند .

یک آب سالم باید فاقد بو و مزه باشد . آبی که مزه دارد معمولاً سخت است .

بوهای مختلفی که در آب وجود دارد بنامهای مختلف خوانده می شود از جمله بوی ماهی ، روغنی ، خاکی و غیره .

آبی که دارای مقدار زیادی سدیم بی کربنات باشد معمولاً به نام آب صابونی خوانده می شود .

بی مزگی آب اصطلاحی است که بیشتر در مورد چشیدن آب به کار می رود تا بوی آن ، و در مورد آبهایی که دارای کمبود اکسیژن هستند به کار برده می شود .

4-2. مزه :

از نظر طعم آب آشامیدنی نباید بی مزه باشد وجود املاح مختلف چون آهن ، منگنز ، نمک ، کربنات و انیدرید کربنیک در آبهای مختلف مزه های گوناگونی را به آب می دهند که گاهی مطبوع و زمانی ناخوشایند است .

در بین مزه هائی که از منشاء آلودگی می باشد می توان نمونه هایی را که در اثر تغییرات مواد آلی گیاهی و حیوانی حاصل شده و در آبهای زیرزمینی وجود دارند نام برد . همچنین نفوذ مواد مختلف شیمیائی در زمین و شکه های لوله کشی در هنگام عملیات لوله گذاری و تعمیرات آن ایجاد مزه های مربوطه را می نماید .

گاهی اوقات ضد عفونی آب با کلر نیز می تواند ایجاد ترکیبات کلره و مزه بد آب را بنماید .

بد مزگی آب بسته به عادات مردم متغیر است غالباً بد مزگی آب بعلت وجود نمکها با مقادیر زیر شروع می گردد نمکهای آهن از 5/0 میلی گرم در لیتر ، نمک خوراکی از 300 تا 400 ، سولفات کلسیم ( گچ ) از 500 تا 600 ، سولفات منیزیم از 500 تا 1000 و کلرید منیزیم از 60 تا 100 میلی گرم در لیتر مزه آب را تغییر داده و بدمزه می کنند .

 

[1]- Surface Water

[2]- Groundwater

[3]- Infiltration

[4]- Percolation

[5]- Aquifer

[6]- Water Table Aquifer

[7]- Artesian Aquifer

[8]- Platinum

[9]- Potassium Chloro Platinate

[10]- Coagukant

[11]- Blow down

[12]- Diatomaceous earth

[13]- Fuller s earth