آب یکی از پرمصرف ترین مایعات در دنیاست که برای مصارف شرب، صنعتی و کشاورزی استفاده می شود.

هر کدام از مصارف آب چه برای آشامیدن و چه برای کارهای دیگر باید دارای استاندارد بخصوصی باشد تا بتوان از آن استفاده کرد.

استاندارد های بخصوصی برای آب شرب، کشاورزی و صنعتی بیان شده است که در زیر به اشاره به تعدادی از آنها، مقدار استاندارد و مجاز هر کدام و روش حذف آنها به طور مختصر می پردازیم.

 

اهمیت اندازه گیری پارامترهای کیفیت آب آشامیدنی

آزمایش کیفی آب چه کمکی به ما می کند:

1- شناسایی آلودگی و اندازه گیری مقدار آن: 

 از طریق بررسی کیفیت آب می‌توان به نوع آلاینده های مختلف از جمله فلزات سنگین، مواد شیمیایی و آلی، نیترات، نیتریت، آرسنیک، میکروب‌ و باکتری را شناسایی و غلظت آنها را اندازه‌گیری کرد.

2-تضمین سلامت آب آشامیدنی:

با آنالیز پارامترهای کیفی آب آشامیدنی و انطباق آن با استانداردهای ملی و بین‌المللی سازمان جهانی بهداشت از بروز بیماری‌های ناشی از آب آلوده جلوگیری کرد.

3-بهینه سازی آب مصرفی برای کشاورزی و صنعتی:

آنالیز کیفیت آب در کشاورزی و صنعت ب ما این کمک را می‌کند تا از آبی با کیفیت مناسب برای استفاده در کشاورزی و صنایع استفاده کرد.

4- جلوگیری از تخریب محیط زیست:

آلودگی آب آلوده و پساب ناشی از کارخانه ها می‌تواند پیامدهای ناگوار زیست‌ محیطی به دنبال داشته باشد.آنالیز آب به ما کمک می‌کند تا منابع آلودگی آب را شناسایی و از انتشار آنها در محیط زیست جلوگیری کنیم.

 

پارامترهای فیزیکی کیفیت آب

از مهم ترین پارامترهای کیفی آب می توان به پارامترهای فیزیکی اشاره کرد که شامل رنگ، بو، طعم، مزه، دما و کل مواد جامد محلول و معلق در آب میشود.

این پارامترهای اهمیت بسیار بالایی داشته و به شیوه های مختلف قابل اندازه گیری هستند. مهم ترین پارامترهای فیزیکی کیفی آب عبارتند از:

TDS

TSS

PH

NTU

DO

EC

بوی آب

طعم آب

سختی آب

آرسنیک

سرب

جیوه کروم

کلر

نیترات

آمونیاک

فلوراید

 

TDS

TDS یا Total Dissolved Solid به کل مواد جامد محلول در آب گفته می شود که شامل نمک ها، آنیون ها، کاتیون ها و مواد آلی هستند.

TDS یک روش کلی اندازه گیری مقدار مواد جامد و یونها می باشد و نوع یون ها قابل شناسایی نمی باشند.
در حالت استاندارد مقدار این پارامتر در آب های تازه کمتر از 500، در آب های لب شور مانند آب دریاچه و رودخانه بین 1000 تا 4000 ، در آب شور مانند آب دریا بین 10 تا 40 هزار و در آب نمک بیش از 30 هزار میلی گرم بر لیتر است.

بهترین و سالم ترین نوع آب شرب دارای TDS کمتر از 250 PPM است و اگر این مقدار بیش از 1000 باشد، قابل آشامیدن نیست و نیاز به تصفیه دارد.
برای اندازه گیری مقدار سختی آب می توان از TDS سنج استفاده کرد.

در صورت بالا بودن مقدار سختی آب می توان از دستگاه تصفیه آب به روش اسمز معکوس استفاده کرد.

TSS

یکی دیگر از پارامترهای فیزیکی تعیین کیفیت آب، TSS یا Total Suspended Solid است که نشان دهنده مقدار مواد معلق در آب می باشد.

برخی از مواد موجود در آب به دلایل مختلف ممکن است امکان حل شدن را نداشته باشند و به صورت معلق در آب حضور دارند مانند زنگ لوله، شن و ماسه و خاک.

این مواد را می توان به روش های مختلف از جمله استفاده از فیلتر شنی و فیلتر الیاف پلی پروپیلن از آب حذف نمود.
مقدار مجاز TSS برای آب های سطحی کمتر از 40 میلی گرم در لیتر و برای مزارع کشاورزی حداکثر 100 میلی گرم بر لیتر است. با افزایش مقدار این پارامتر از حد مجاز خود به مرور رنگ و طعم آب ممکن است تحت تاثیر قرار بگیرد.

PH

از مهم ترین مشخصه های کیفیت آب می توان به خاصیت اسیدی یا PH آب اشاره کرد. این شاخص میزان قلیایی یا اسیدی بودن آب را نشان می دهد.

به عبارت دیگر، PH مقدار یون های H مثبت را نسبت به OH منفی موجود در آب اندازه گیری می کند. مقدار این پارامتر در بازه صفر تا 14 تغییر می کند. اگر مقدار PH کمتر از 7 باشد، خاصیت اسیدی آب و اگر بالاتر از 7 باشد خاصیت قلیایی آب افزایش پیدا می کند.
مقدار مجاز این پارامتر در آب های شرب بهتر است 6.5 تا 8 باشد. برای اندازه گیری PH آب از کاغذ تورنسل و PHسنج می توان استفاده کرد.

NTU

آب آشامیدنی در حالت استاندارد باید کاملا شفاف باشد. با افزایش مقدار آلاینده ها و املاح مقدار NTU یا کدورت آب افزایش پیدا می کند. با بالا رفتن مقدار کدورت عبور نور از آب با اختلال مواجه می شود. برای اندازه گیری NTU از اشعه مادون قرمز استفاده میشود و مقدار ذرات معلق در آب که مانع از تابش نور هستند را نشان می دهد.
در حالت استاندارد در آب های شرب مقدار کدورت باید یک NTU باشد و بالاترین حد مجاز آن 5 NTU  است.

DO

از دیگر پارامترهای کیفیت آب می توان به DO  یا اکسیژن محلول در آب اشاره کرد Dissolved .oxygen

مولکول های اکسیژن آزاد در آب هستند که نقش مهمی در واکنش های شیمیایی و رشد باکتری های تجزیه کننده مواد آلی ایفا می کنند. بخشی از این اکسیژن از طریق اتمسفر و هوادهی به آب تامین شده و مابقی از طریق فتوسنتز گیاهان آبی و جلبک ها بوجود می آید.
برای اندازه گیری این پارامتر از سنسورهای الکتروشیمیایی و نوری استفاده شده و واحد DO میلی گرم بر لیتر است.

بوی آب

آب در حالت استاندارد نباید هیچ بویی داشته باشد و این مساله مخصوصا در آب های آشامیدنی اهمیت بیشتری پیدا می کند. در روند تصفیه آب مقدار بو باید اندازه گیری شود که واحد آن TCN است. در حالت استاندارد مقدار این پارامتر باید صفر باشد و در دمای 12 درجه حداکثر 2 و در دمای 25 درجه حداکثر 3 واحد باید باشد.

رنگ آب

 رنگ آب یکی دیگر از پارامترهای مهم کیفی است که با واحد TCU اندازه گیری میشود. آب آشامیدنی و سالم کاملا شفاف و بدون رنگ است. به همین دلیل این مقدار باید کمتر از یک داشته باشد. حداکثر مقدار مجاز رنگ آب 20 TCU است.

طعم آب

طعم آب قابل اندازه گیری نیست و فقط با چشیدن مزه آب می توان به طعم آب را حدس زد. در حالت استاندارد آب آشامیدنی نباید طعم خاصی داشته باشد. البته لازم به ذکر است که با افزایش مقدار املاح درون آب طعم آب نیز افزایش پیدا می کند.

 

پارامترهای شیمیایی کیفیت آب

بخش دیگری از پارامترهای کیفیت آب، پارامترهای شیمیایی هستند و به روش های مختلف می توان مقدار آنها را اندازه گیری کرد.

سختی آب

یکی از مهم ترین مشخصه های کیفیت آب درجه سختی آب است که نشان دهنده مقدار Caco3 یا کربونات کلسیوم در آب می باشد. با بالا رفتن مقدار سختی آب، احتمال تشکیل لایه های رسوبی در جداره های لوله ها و تاسیسات افزایش پیدا می کند. علاوه براین، قدرت شویندگی مواد نیز کاهش یافته و بعد از شستشو ظروف لکه های سفید روی آنها ایجاد میشود.
واحد اندازه گیری مقدار سختی آب PPM یا مقدار کربونات کلسیوم در هر لیتر می باشد.

آرسنیک

آرسنیک یک ترکیب سمی است که منجر به سرطان می شود و به همین دلیل به شیوه های مختلف باید حذف شوند. ورود علف کش ها به آب و آب های شور حاصل از حفر چاه نفت و گاز از منابع اصلی افزایش مقدار آرسنیک در آب هستند. برای کاهش مقدار آرسنیک از روش های مختلفی از جمله تزریق مواد منعقد کننده به آب و ته نشینی آرسنیک با آهک، تبادل یون استفاده کرد.
در حالت استاندارد حداکثر مقدار آرسنیک آب 0.05 میلی گرم بر لیتر است. برای اندازه گیری این پارامتر می توان از کیت های آرسنیک سنج استفاده کرد.

سرب

سرب از دیگر مواد شیمیایی بسیار مضر موجود در آب است که بیماری هایی از قبیل کم خونی شدید، زایمان زودرس برای زنان باردار، درد معده، بیماری های قلبی و عروقی و مشکلات عصبی و رفتاری را به همراه دارد. از نظر سازمان بهداشت جهانی تا حد امکان باید مقدار سرب در آب به صفر کاهش پیدا کند و حداکثر آن 0.01 میلی گرم بر لیتر است. اندازه گیری این پارامتر در آزمایشگاه با دستگاه مخصوص انجام میشود.

جیوه

از دیگر پارامترهای کیفی آب می توان به جیوه اشاره کرد. جیوه عنصری فلزی است که به صورت مایع وجود دارد و ورود آن به بدن مانعی در برابر رسیدن خون به مغز میشود. به همین دلیل مصرف آب حاوی جیوه بیماری های عصبی بسیار خطرناک را به همراه دارد. مقدار جیوه آب در حالت استاندارد حداکثر 0.001 میلی گرم بر لیتر است.

کروم

کروم 6 ظرفیتی که به صورت ترکیباتی از قبیل تری اکسید کروم، کرومات سرب، کرومات استرانسیم و کرومات کلسیم وارد آب میشود، عنصری سرطان زا و بسیار خطرناک است. مصرف کروم سه ظرفیتی به مقدار کم برای بدن مفید است اما نوع شش ظرفیتی آن باید در مرحله تصفیه آب حذف شود. حداکثر مقدار مجاز کروم در آب 0.05 میلی گرم بر لیتر است.

کلر در آب

کلر یکی از مهم ترین عناصر برای گندزدایی و تصفیه آب است که از رشد میکروب ها جلوگیری می کند. علیرغم مزایای متعدد، این عنصر خطرات زیادی برای بدن دارد. به همین دلیل بر اساس استاندارد 1053 سازمان استاندارد مقدارکلر آب باید بین 0.5 تا 0.6 میلی گرم بر لیتر باشد. برای اندازه گیری مقدار کلر آب از کیت های مخصوص استفاده می کنند.

نیترات آب NO3

پارامتر بسیار مهم بعدی برای بررسی کیفیت آب، نیترات آب است. بالا بودن مقدار نیترات در آب باعث بروز بیماری متهموگلوبینمی در کودکان کمتر از یکسال میشود. علاوه براین، بیماری هایی از قبیل سرطان و بیماری قلبی و عروقی را به همراه دارد.

ورود کودهای شیمیایی و فاضلاب انسانی و دامداری به منابع آب از اصلی ترین دلایل برای افزایش نیترات آب هستند.
برای حذف نیترات می توان از روش اسمز معکوس استفاده کرد. لازم به ذکر است، مقدار استاندارد نیترات آب 15 میلی گرم بر لیتر است.

آمونیاک آب

از دیگر پارامترهای شیمیایی کیفی آب می توان به مقدار آمونیاک موجود در آب اشاره کرد. با افزایش مقدار آمونیاک در آب مواد ضدعفونی کننده قدرت خود را از دست داده و رشد باکتری و جلبک ها افزایش پیدا می کند. علاوه براین، مصرف آب حاوی آمونیاک منجر به بروز بیماری های مختلف از جمله فشار خون، سرطان معده میشود. مقدار استاندارد آمونیاک در آب 1.5 میلی گرم بر لیتر است.

فلوراید آب

فلوراید به مقدار کم برای بدن مفید است اما اگر بیش از اندازه وارد بدن شود، بیماری فلوئوروزیس دندانی را به همراه دارد. به همین دلیل مقدار آن در آب باید در سطح استاندارد قرار گیرد. مقدار فلوراید آب بر اساس دما محاسبه میشود و با هم رابطه عکس دارند. به عنوان مثال، در دمای 10 تا 12 درجه سانتی گراد، حداکثر مقدار فلوراید در آب 1.1 میلی گرم بر لیتر است. برای کاهش این پارامتر در آب از روش های تقطیر و اسمز معکوس استفاده میشود. در برخی از مواقع با جوشاندن آب نیز می توان مقدار این پارامتر را کاهش داد.

EC

با افزایش یون های موجود در آب خاصیت انتقال الکتریسیته افزایش پیدا می کند. به همین دلیل است که آب خالص خاصیت رسانا ندارد! بر همین اساس می توان گفت یکی از پارامترهای شیمیایی کیفی آب هدایت الکتریکی EC و میزان قدرت آب در انتقال انرژی الکتریکی است. هر اندازه این پارامتر بیشتر باشد، به همان نسبت یون بیشتری در آب وجود دارد. به عبارت دیگر، بالا بودن پارامتر EC در آب نشان دهنده مقدار زیاد نمک، کربنات ها، کلریدها و قلیاها است.
برای اندازه گیری این پارامتر از ECمتر استفاده میشود و واحد اندازه گیری آن میکروزیمنس بر سانتی متر است.