بهداشت آب
بهداشت آب موضوعی بسیار مهم در بهداشت عمومی و مدیریت سلامت میباشد. قبل از پرداختن به راه کارهای عملی استحصال، انتقال، بهسازی و توزیع آن لازم است این عنصر حیاتی موثر بر سلامت و مرتبط با توسعه پایدار، شناخته شود.
شناخت آب از نظر کیفیت و کمیت و چگونگی حصول آن قدمی اساسی در جهت بهینه سازی مصرف آن میباشد. اگر چه بیش از سه چهارم کره زمین را آب فرا گرفته است، سهم قلیلی از آبهای موجود، برای مصارف بهداشتی و کشاورزی، قابل استفاده است. زیرا حدود 3/97 درصد اقیانوس‌ها و 1/2 درصد یخ‌های قطبی و 6/0 درصد دریاچه ها و رودخانه و آبهای زیرزمینی وجود دارد که حدود 36/0 درصد کل منابع آب میباشد. آب اقیانوس‌ها، دریاها و اغلب دریاچه ها و بسیاری از منابع آب زیرزمینی به علت شوری بیش از حد و داشتن املاح معدنی برای مقاصد بهداشتی، کشاورزی و صنعتی، غیرقابل استفاده می‌باشند.
آب ماده حیاتی است که بطور یکنواخت در سطح کره زمین موجود نمی‌باشد. در نتیجه بسیاری از نقاط کره زمین با کمبود آب مواجه است. حرکت مداوم بخار آب به هوا و برگشت آن به زمین را گردش آب در طبیعت می‌نامند.
آب سالم و پاکیزه
آب آشامیدنی، علاوه بر سالم بودن لازم است پاکیزه نیز باشد. زیرا آب سالم وکدر یا بامزه نامطلوب و داشتن رنگ، ممکن است مورد اعتراض مصرف کننده قرار گرفته و مصرف کننده به طرف آب به ظاهر پاکیزه ای گرایش پیدا کند که از نظر کیفیت شیمیایی و میکروبی، نامطلوب باشد. آب سالم آبی است که حتی در درازمدت مصرف آن خطری برای مصرف کننده ایجاد نکند. توصیه میشود آب آشامیدنی نه تنها کاملا سالم باشد بلکه باید " پاکیزه" یعنی مورد پسند مصرف کننده
هم باشد. چنین آبی را می‌توان " پذیرفتنی" یا " نوشیدنی" تلقی نمود. آب آشامیدنی از طریق تعیین کیفیت فیزیکوشیمیایی ومیکروب شناختی ارزیابی وانتخاب می‌گردد.
آزمایشات
فیزیکی
خواص فیزیکی آب:
پارامترهای فیزیکی ، آن دسته از خصوصیات آب است که به وسیله حواس بینایی ، لامسه ، چشایی و یا بویایی قابل تشخیص است. مواد جامد معلق ، کدورت، رنگ ، طعم ، بو و درجه حرارت در این گروه قرار می گیرند.
1. جامدات معلق
چنان که پیش از این اشاره شد جامدات می توانند به دو صورت معلق و محلول در آب وجود داشته باشند . اگر چه بعضی از مواد جامد محلول به وسیله حواس فیزیکی قابل تشخیص هستندذ ، ولی قرار دادن آنها در گروه پارامترهای شیمیایی مناسب تر است و در بخش بعدی بیشتر شرح داده خواهند شد.
2. کدورت
معمولاً اندازه گیری مستقیمی از ذرات جامد معلق بر روی نمونه های گرفته شده از منابع آب طبیعی یا منابع آب آشامیدنی صورت نمی گیرد . طبیعت جامدات در این آبها و اثرات ثانویه ای که این جامدات ایجاد می نمایند از مقدار حقیقی آنها مهمتر است برای اینگونه آبها یک آزمایش جهت کدورت به طور متداول انجام می گیرد.
کدورت معیاری برای میزان جذب نور و. یا پراکندگی نور توسط مواد معلق در آب است.
از آن جا که جذب و تفرق نور تحت تاثیر اندازه و خواص سطحی مواد معلقث قرار می گیرد کدورت یک اندازه گیری کمی مستقیم از ذرات معلق جامد نمی تواند به حساب آید . برای مثال یک ذره کوچک در داخل یک لیوان آب در واقع هیچگونه کدورتی ایجاد نمی کند . اگر این ذره به هزاران ذره کوچکتر با اندازه های کلوئیدی شکسته شود با وجود آن که جرم جامدات تغییری ننموده است اما کدورت به میزانی می رسد که قابل اندازه گیری است.
3. رنگ
آب خالص بی رنگ است ، اما آبی که در طبیعت یافت می شود معمولاً توسط مواد خارجی دارای رنگ می باشد . رنگ آبی که در نتیثجه تاثیر مواد معلق به وجود آمده باشد ، اصطلاحاً رنگ آشکار نامیده می شود؛ و رنگی که در اثر مواد جامد محلول پدید آمده باشد و پس از جدا سازی مواد معلق همچنان در آب باقی بماند به نام رنگ حقیقی خوانده می شود.
4. طعم و بو
مفاهیم طعم وبو به خودی خود بیانگر خصوصیت این دو عامل اند.از آن جا که احساس طعم وبو غالباً به یکدیگر مربوط اند ومعمولاً با یکدیگر اشتباه گرفته می شوند این احتمال وجوددارد که طعم ها وبوهای بسیارزیادی که از تنوع برخوردارند توسط مصرف کنندگان به آب نسبت داده شوند موادی که در داخل آب ایجاد بو می کنند تقریباً همیشه ایجاد طعم می نمایند ولی به هیچ وجه تولید بو نمی کنند.
برای تهیه یک مخلوط 200ml می باشد اعدا آستانل بویایی متناظر با حجم های متعدد نمونه ها در جدول نشان داده شده اند از آزمایش مشابهی می توان برای تعیین میزان طعم استفاده کرد و یا دستگاه می تواند به سهولت از لحاظ کیفی در یک مقیاس قابل قبول به آزمایش آب بپردازد.
5. دما
دما برای ارزیابی مستقیم آب آشامیدنی ویا فاضلاب به کاربرده نمی شود در عین حال یکی از مهمترین عوامل در سیستم های آب سطحی در طبعت به شمار میرود دمای آبها سطحی به مقدار زیادی گونه های بیولوژیکی موجود در آب وشدت فعالیت آنها را کنترل می کند دما بر روی بسیاری از واکنش های شیمیایی که در سیستم های طبیعی آب انجام می گیرند اثر می گذارد همچنین دما دارای قابل ملاحضه ای بروی حلالیت گازها در آب است .
آزمایش جارتست
یکی از آزمایشات فیزیکی که بر روی آب انجام می شود آزمایش جارتست است
که در این روش ابتدا میزان کدورت و PH آب را توسط دستگاه کدورت سنج و PH متر اندازه می گیریم سپس دستگاه جارتست را راه اندازی می کنیم به گونه ای که 6 عدد بشر 1000 میلی لیتری که تمیز و شسته شده است را از آب شیر به میزان 1لیتر پر می کنیم و بشرهای شماره بندی شده از 1 تا 6 را در دستگاه جار تست قرار می دهیم طوری که در زیر همزن ها باشد و سپس به هر کدام از بشر های حاوی آب به میزان 0.01 میلی گرم یا 10 گرم آهک اضافه می کنیم و به هر کدام از بشرها به ترتیب شماره ی روی آن ماده ی منعقد کننده ی پر کلرید فریک یا ماده ی منعقد کننده ی دیگری بر حسب صدم اضافه می کنیم .
به طور مثال برای بشر اول 0.01 میلی لیتر و دومی 0.02میلی لیتر و...با استفاده از سمپلر اضافه می کنیم و در اینجا برای به وجود آمدن حالت چسبندگی به تمام محلول های مورد نظر باید مقداری ماده ی کمک منعقد کننده ی پلی الکترولیت اضافه کنیم .
در این لحظه باید به اندازه ی لخته ی تشکیل شده توجه کنیم که برای بشر اول و دوم ریز و برای بشر سوم و چهارم متوسط و برای بشر پنجم و ششم درشت است و دستگاه را روشن می کنیم و ابتدا دستگاه را روی دور سریع120 دور و زمان 1 دقیقه تنظیم می کنیم وقتی اختلاط صورت گرفت بعد دستگاه را روی دور کند 40 دور و زمان 20 دقیقه تنظیم می کنیم وقتی که اختلاط به مراحل پایانی رسید و خوب مخلوط شدند دستگاه را خاموش می کنیم و اجازه می دهیم محلول موجود ته نشین شود که برای این کار 20 دقیقه زمان نیاز است پس از این 20 دقیقه میزان کدورت و PH هر کدام از این محلول های 6 بشر را به طور جداگانه اندازه می گیریم و یادداشت می کنیم .
انواع دستگاه های جارتست
آزمایشات
شیمیایی
آزمایش های شیمیایی
آزمایشات شیمیایی مربوط به اندازه‌گیری عناصر و ترکیبات موجود در آب است که حداکثر تا 12 ساعت بعد از نمونه‌برداری باید انجام شود. آزمایشات شیمیایی آب شامل اندازه‌گیری نما، کدورت، PH، هدایت الکتریکی T.D.S.(E.C)، آهن، نیترات، نیتریت، فسفات، سولفات، آمونیاک، منگنز، کلرور، فلورید، قلیائیت، سختی، کلسیم، سدیم و پتاسیم است.
الف) هدایت الکتریکی آب (EC)
هدایت الکتریکی آب معرف قدرت یونی یک محلول برای انتقال جریان برق است. واحد آن (میکرومو بر سانتی‌متر) میباشد. (مو عکس اهم یعنی واحد مقاومت الکتریکی است). چون در محلول‌ها، یونها جریان برق را منتقل می‌کنند از این رو EC با TDS رابطه دارد. در محلول‌های رقیق ارتباط این دو پارامتر به صورت زیر است:
T.D.S=0.5EC
وقتی غلظت ناخالصی زیاد میشود ( ) یونها روی حرکت یکدیگر اثر منفی گذاشته و هدایت الکتریکی محلول همانند محلول رقیق متناسب با تعداد یونها نمی‌باشد و رابطه بین TDS و EC برای هر نمونه آب فرق می‌کند.
اهمیت این دو پارامتر این است که سرعت خوردگی آب در شرایط یکسان (مقدار اکسیژن محلول و دیگر پارامترهای مؤثر در خوردگی ثابت بمانند) با افزایش EC (یا TDS) افزایش می‌یابد و نیز با افزایش هدایت الکتریکی آب، درجه یونیزاسیون نمک‌های آب کاهش می‌یابد. هدایت الکتریکی آب خالص در برابر با 0/056 است.
روش تعیین EC:
برای اندازه‌گیری هدایت الکتریکی از دستگاه Conductivity meter استفاده میشود. با کلید power دستگاه را روشن کنید و الکترود را بعد از شستشو با آب مقطر در بشر حاوی نمونه قرار داده و هدایت الکتریکی آب را بخوانید.
ب)مواد جامد محلول (TDS):
منظور از TDS کل مواد جامد محلول در آب است که برابر مجموع غلظت همه یون‌های موجود در آب میباشد. واضح است که اگر غلظت یونها بر حسب معادل کربناتی هستند، غلظت یون‌های مختلف را می‌توان با هم جمع کرد و مجموع را با TDS بیان کرد. TDS آبهای مختلف به صورت زیر است (بر حسب ppm)
آب دریا آبهای شور مجر آشامیدنی مطلوب آشامیدنی مطلوب صنعتی آب
4000 10000 1000 500 100 TDS
روش تعیین TDS:
برای اندازه‌گیری TDS از دستگاه Conductivity meter استفاده میشود. با دکمه mode دستگاه را روی اندازه‌گیری TDS تنظیم کنید و بعد از شستن الکترود با آب مقطر آن را در بشر حاوی نمونه قرار دهید و با ظاهر شدن کلمه Read، عدد را بخوانید.
پ) آهن:
ترکیبهای آهن بیشتر به صورت کربنات آهن و هیدروکربنات آهن و سولفات آهن در آب یافت می‌شوند.
در آبهای زیرزمینی مقدار ترکیبهای آهن معمولا بیشتر و به مقدار mg/lit3 هم می‌رسد. ترکیبهای آهن موجود در آب به مقدار نامبرده برای سلامتی زیان‌آور نیستند ولی مقدار بیش از mg/lit3/0 مزه آب را تغییر می‌دهد و مقدار mg/lit 1/0 آن کافی است که در کارهای روزمره از قبیل شستشو و نیز در مصرف‌های صنعتی به صورت تولید رسوب در لوله، ایجاد زحمت نماید.
در لوله‌های آبرسانی قدیمی که آبهایی با ترکیبهای آهن از آنها عبور کرده‌اند از رسوب‌ها و برجستگیهایی از زنگ آهن به بلندی 2 تا 3 سانتی‌متر دیده شده است که مقطع جریان آب را در لوله کاسته و ضریب مقاومت لوله را در برابر جریان آب و در نتیجه افت فشار را در لوله به شدت زیاد کرده است و حتی در لوله‌های کم قطر سبب گرفتگی کامل لوله شده است.
البته چون آهن به طور طبیعی در پوسته زمین وجود دارد بنابراین بسیاری از آبهای زیرزمینی دارای آهن می‌باشند. وجود آهن در شبکه آبرسانی پدیده‌ای به نام RED WATER (آب قرمز) ایجاد می‌کند که گاهی با مسئله خوردگی و پوسیدگی لوله اشتباه میشود.
در نمونه‌های آب، آهن می‌تواند به صورت محلول حقیقی حالت کلوئیدی که توسط مواد آلی منعقد شود، به شکل کمپلکس‌های آلی یا معدنی و یا در قالب ذرات معلق نسبتا درشت حضور داشته باشد. به طور کلی این فلز می‌تواند به صورت دو یا سه ظرفیتی، معلق و محلول در آبها اندازه‌گیری شود. خاک رس و گل و لای نیز می‌تواند حاوی آهن محلول در اسید باشد.
روش تعین دستگاه اسپکتروفتومتر برای آهن:
اندازه‌گیری میزان آهن ( ): mg/lit 30-0
- دستگاه اسپکتروفتومتر را روشن کنید:
1- کد برنامه آهن را وارد کنید (program 265) سپس دکمه enter را فشار بدهید، طول موج 510nm ظاهر میشود.
2- با پیچ تنظیم، طول موج را روی 510nm قرار دهید. دستگاه در این هنگام برای اندازه‌گیری mg/lit آهن آماده است.
3- سل مربوط را به ml25 از نمونه آب پر کنید سپس یک بسته از معرف پودر در Ferrous n Iron را به سل نمونه اضافه کنید و سل را تکان دهید تا معرف و نمونه مخلوط شود.
4- دکمه shift/timer را فشار دهید. مدت زمان برای انجام واکنش 3 دقیقه خواهد بود.
5- سل حاوی شاهد را که خود نمونه است درون دستگاه قرار دهید و محافظ نور را ببندید، دکمه Zero را فشار بدهید. آشکارساز Zeroing را نشان می‌دهد.
6- سل مربوط به نمونه را در دستگاه قرار داده و دکمه Read را فشار دهید. آشکارساز mg/lit آهن را نشان می‌دهد.
ت) نیترات:
تعیین نیترات به دلیل اثر عوامل مداخله‌گر، روش‌های نسبتا پیچیده اندازه‌گیری و محدود بودن دامنه اندازه‌گیری در روش‌های گوناگون یک آزمایش مشکل است. به همین دلیل متدهای توصیه شده تنها مقادیر تقریبی نیترات در نمونه را نشان می‌دهد. روش طیف سنجی ماوراء بنفش (U.V) که جذب را در طول موج nm 220 اندازه‌گیری می‌کند، برای آزمایش نیمه کمی آبهای غیرآلوده (که مواد آلی آن کم است) مناسب میباشد.
برای انتخاب روش مناسب، پس از تخمین غلظت نیترات در نمونه با روش بالا، شیوه‌ای که با دامنه غلظت نمونه و عوامل مداخله‌گر احتمالی هماهنگی بیشتری داشته باشد، انتخاب می‌گردد. نیترات می‌تواند به وسیله روش کروماتوگرافی یونی تعیین شود. دامنه‌های غلظت قابل اندازه‌گیری توسط سایر روش‌ها عبارتند از: روش الکترود نیترات از 14/0 تا 1400 میلی‌گرم در لیتر ، روش احیاء کادمیم از 01/0 تا 1/0 میلی‌گرم در لیتر ، روش کلرید تیتان و روش احیاء هیدرازین از 01/0 تا 10 میلی‌گرم در لیتر، روش اتوماتیک احیاء کادمیم از 5/0 تا 10 میلی‌گرم در لیتر ، برای غلظت‌های بالاتر می‌بایست نمونه را رقیق کرد.
بهتر است نیترات ( ) را بلافاصله پس از نمونه‌برداری اندازه‌گیری نمود. در صورت نیاز و نگهداشتن نمونه به مدت بیشتر از 24 ساعت، نمونه باید در دمای 4 درجه سانتی‌گراد حفظ شود و برای مدت‌های طولانی‌تر 2 میلی‌لیتر اسید سولفوریک غلیظ ( ) نیز به هر لیتر نمونه اضافه گردد. هنگامی که به نمونه اسید اضافه شود ، بطور مجزا قابل اندازه‌گیری نخواهند بود.
اندازه‌گیری میزان نیترات ( ) : mg/lit 30-0
1- کد برنامه نیترات را وارد کنید. (program 355). سپس Inter طول موج 500mm ظاهر میشود.
2- طول موج را روی 500 نانومتر تنظیم کنید. دکمه Forms را فشار بدهید تا N از بین رود دستگاه برای اندازه‌گیری mg/lit نیترات آماده است.
3- سل را با ml25 از نمونه پر کنید. سپس معرف پودری Nitaver
5 Nitrate را به آن اضافه کرده و سل را تکان دهید.
4- دکمه shift/timer را فشار دهید. مدت زمان برای انجام واکنش 5 دقیقه است. (نیترات دو زمان دارد).
5- سل شاهد (نمونه) را در دستگاه قرار دهید و دکمه zero را فشار بدهید.
6- سل مربوط به نمونه را در دستگاه قرار داده و دکمه Read را فشار بدهید. آشکارساز mg/lit نیترات را نشان می‌دهد.
ث) نیتریت:
اندازه‌گیری میزان نیتریت ( ) : mg/lit 3/0-0
1- کد برنامه نیتریت را وارد کنید (program 371). سپس enter طول موج 570nm ظاهر میشود.
2- طول موج را روی 570nm تنظیم کنید و دکمه Forms را بزنید تا فقط اندازه‌گیری شود. ( )
3- سل را با ml25 از نمونه پر کنید و معرف Nitaver 5 tv را به آن اضافه کنید و تکان دهید.
4- دکمه shift/timer را فشار دهید. مدت زمان برای واکنش 20 دقیقه است.
5- سل شاهد که همان نمونه است را در دستگاه قرار داده و دکمه zero را فشار دهید. آشکارساز zeroing را نشان می‌دهد.
6- سل نمونه را در دستگاه قرار دهید و محافظ نور را ببندید و دکمه Read را فشار بدهید. آشکارساز mg/lit نیتریت را نشان می‌دهد.
ج) فسفات :
فسفر در اکثر آبهای طبیعی و پساب‌ها تقریبا فقط به صورت فسفات وجود دارد. فسفاتها به سه شکل ارتو فسفاتها، پلی فسفاتها (پیرو، متا و دیگر پلی فسفاتها) یا فسفات متراکم و فسفاتهای آلی در طبیعت وجود دارند که می‌توانند به صورت محلول ذرات ریز و درشت و یا در بدن موجودات آبزی یافت شوند، اشکال مختلف فسفات از منابع متعددی تولید می‌شوند. میزان کمی از برخی فسفاتها طی فرآیندهای تصفیه به آب افزوده می‌شوند. مقادیر بیشتری از این ترکیبات ممکن است هنگام شستشو وارد منابع شوند زیرا این ماده از اجراء اصلی بسیاری از پاک‌کننده‌های تجاری میباشد. فسفاتها به طور گسترده‌ای در تصفیه آب دیگ‌های بخار به کار می‌روند. ارتو فسفاتهای مصرفی در کشاورزی تحت عنوان کودهای فسفاته می‌توانند به دنبال شکسته شدن خاک در اثر سیلاب‌ها و ریزش‌های تر و یا ذوب برف وارد آبهای سطحی شوند. فسفاتهای آلی اساسا بوسیله فرآیندهای بیولوژیکی تشکیل می‌شوند. این ترکیبات در اثر ورود فضولات و باقیمانده مواد غذایی به فاضلاب و همچنین از تبدیل ارتو فسفاتها در فرآیند تصفیه بیولوژیکی و یا توسط آبزیان تولید می‌شوند. فسفر برای رشد موجودات زنده ضروری است و می‌تواند ماده مغذی محدودکننده رشد و تولیدمثل آبزیان در یک منبع آبی باشد. در جائی که فسفات عنصر محدودکننده رشد است.
تخلیه پساب‌های خام یا تصفیه شده زهاب کشاورزی و یا برخی فاضلاب‌های صنعتی به منبع آبی می‌توانند موجب رشد فتوسنتزی آبزیان ریز و درشت ناخواسته و مزاحم گردد.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 58 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلودمقاله گزارش کارآموزی شیمی کاربردی - آب و فاضلاب منطقه گرگان
