مقدمه

آب فراوانترين مايع در كره زمين است و ما با آن سروكار زيادي داريم. اين ارتباط زياد ما با اين مايه حيات باعث گرديده كه به بسياري از خواص و مشخصات آن توجه داشته باشيم. جالب است كه بدانيم بعضي از خواص آب با هر مايع ديگري متفاوت است.

آب از تركيب هيدروژن معمولي با اكسيژن 16، كه فرمول كلي H₂O نشان داده مي شود، تشكيل شده و ساير تركيبات آن بسيار جزئي مي باشد. از تركيبات ديگر مي توان به D₂O اشاره كرد كه آب سنگين مي باشد و از نظر موجودات زنده يك جسم بي اثر است. نقطه جوش و انجماد آن كمي بيشتر از آب معمولي است. بذور در آن جوانه نمي زنند و عطش را برطرف نمي كند.

عناصري كه از تركيب باهم آب را بوجود مي آورند، يعني اكسيژن و هيدروژن عناصري استثنايي هستند و ميل تركيبي آنها فوق العاده زياد است. اكسيژن منبع انرژي است، در تنفس موجودات زنده، سوخت و ساز درون بدن آنها و نيز احتراق مواد سوختي شركت مي كند. هيدروژن نيز از اين جهت منحصر به فرد است كه فقط داراي يك الكترون بوده و اين الكترون مي تواند در بين دو اتم سهيم گشته و پيوند هيدروژني بوجود آورد. پيوند هيدروژني مولكولهاي آب را به يكديگر پيوندمي دهد و به همين دليل آب تعدادي از مولكولهاي منفرد نيست بلكه مجموعه به هم مرتبطي است.

كيفيت آب نسبي است و نه مطلق. به اين معني كه يك آب به خصوص كه داراي كيفيت معيني است ممكن است براي مصرف به خصوصي مناسب باشد، اما همان آب براي كاربردي ديگر، حائز شرايط و استانداردهاي لازم نباشد. مثلاً يك آب حاوي ذرات معلق آلي و غير آلي كه كدر و احتمالاً داراي بوي بد است، براي شرب مناسب نيست اما همين آب ممكن است براي آبياري و توليد محصولات كشاورزي كاملاً قابل قبول باشد. حتي آبي با شوري و املاح معين ممكن است براي توليد يك گياه به خصوص كه تحمل خوبي در مقابل شوري دارد مناسب باشد، اما براي محصول ديگري كه به شوري حساس است، داراي كيفيت مناسبي نباشد. حتي آبي ممكن است در زميني كه خاك آن داراي شرايط معيني است. مناسب و در خاك ديگري با شرايط ديگر نامناسب باشد. با اين توصيفات بايستي كيفيت آب، از لحاظ نوع مصرفي كه از آن به عمل مي آيد، مطرح شود.

آب مصارف گوناگوني دارد. عمده ترين آنها عبارتند از: آب مورد استفاده در آبياري، آب شرب، آب مورد نياز در صنايع و نيز مصارف فرعي ديگر مثلاً آب براي نيازهاي مربوط به تفريحات سالم، تربيت بدني نظير شنا ، قايقراني و… كه در بخشهاي آينده مورد توجه قرار خواهند گرفت. همچنين آب جزئي از اكوسيستم و محيط زيست انسان است، لذا بررسي مستقل و جداگانه آن شايد چندان مطلوب نباشد. آب محيط زيست ماهيان و ساير آبزيان است. آب نوشيدني همه حيوانات و جانداران است و ناگفته مشخص است كه زندگي بدون اين عناصر امكان پذير نيست. لذا ميزان آلودگي آب نبايد به حدي باشد كه حيات آبزيان و ساير جانوران به مخاطره افتد و يا اينكه محيط زيست به واسطة آلودگي آب، دچار مخاطره گردد.

16ـ1ـ خصوصيات فيزيكي آب

بسياري از ويژگي هاي فيزيكي، بيولوژيكي و شيميايي آب هاي سطحي به حرارت بستگي دارند. تغييرات حرارتي شديد مي تواند روندهاي شيميايي را تشديدكند و براي گياهان و حيات وحش آبي زيان بار باشد. افزايش دما در آب توانايي حفظ اكسيژن محلول در آن را كاهش مي دهد، درحاليكه شوك هاي حرارتي( اغلب به علت آب هاي صنعتي داغ شده كه دردرياچه يا جويبار رها مي گردد به وجود مي آيد) اثرات مرگباري بر گونه هاي آبي دارد. از بين بردن سايه درختان در كناره آب نيز بر حرارت كل آب اثر مي گذارد به ويژه در فصول گرمتر سال. ماهي ها به تغييرات حرارت و دماي آب واكنش نشان مي دهند و هنگامي كه تغييرات دما از 1 تا 4 درجه فارنهايت متغير باشد به محل هاي جديدي كوچ مي كنند.

حرارت آب تا حد زيادي توسط عمق آب تحت نفوذ قرار مي گيرد. آب هاي سطحي در مناطق عميق تر كه زمان زيادتري را براي جذب حرارت نياز دارد. چنين تغييرات حرارتي مي تواند در بهار و پاييز درياچه را دگرگون سازد و ويژگي هاي كيفيتي آب را قابل تغيير سازد. در عوض، آب هاي زير زميني در اعماق كمتر از حدود 90 متر عموماً در بردارنده حرارت ثابت تقريباً ( 10 درجه سانتي گراد) مي باشد، در حاليكه آبهاي سطحي در درياچه ها مي توانند از حالت منجمد تا 70ـ 80 درجه فارنهايت ( 27ـ 21 درجه سانتي گراد) و بالاتر در تابستان محدوده متغيري داشته باشد.

16ـ1ـ2ـ تيرگي:

تيرگي مقياس نسبي شفافيت آب است و به علت وجود مواد معلق در آب است كه وضوح رنگ آب را كاهش مي دهد. ممكن است اين امر به علت وجود سيلت، ذرات بسيار زير آلي، نمك، پلانكتون ويا سبزي هاي ازبين رفته رخ مي دهد. حضور اين مواد مي تواند منجر به تيرگي ظاهر آب گردد.

16ـ1ـ3ـ مزه:

بطور كلي مواد حل نشده در آب باعث تغيير مزه آب مي شوند كه اندازه گيري اين مورد از مواد از ويژگي مي باشد.

16ـ1ـ4ـ مواد جامد در آب:

مواد جامد در حالات سوسپانسيون يا محلول در آب ظاهر مي شوند كه به دو بخش معدني يا آلي مي توانند تقسيم شوند كه مجموع مواد غير محلول در آب به علت وجود موادي است كه حالت سوسپانسيون دارد كه اين مواد حالت مجزا داشته و براي اندازه گيري آنها به اينگونه عمل مي شود كه يك نمونه آب را از يك صافي عبور داده تا عمل فيلتراسيون صورت گيرد. مواد ته نشين شده موادي هستند كه در يك پريود مشخص حدوداً دو ساعت در كاغذ صافي مانده اند. اندازه ذرات موجود در آب به قرار زير مي باشد:

الف) مواد ته نشين شده يا سوسپانسيون( مواد درشت كه سريعتر ته نشين شوند)؛

ب) محلولهاي كلوئيدي(مواد بسيار ريزي كه در شرايط عادي ته نشين نمي شوند)؛

ج) محلولهاي واقعي( يونها و مولكولهايي كه هرگز ته نشين نمي شوند)؛

بايد در نظر داشت كه نمي توان يك حد مشخص بين اين گروهها در نظر گرفت.

16ـ1ـ5ـ هدايت الكتريكي:

هدايت الكتروليكي يك محلول به ميزان نمكهاي غير محلول موجود بستگي داشته و مي توان براي محلولهاي رقيق مقدار آن را حدوداً با مجموع مواد غير محلول در آب(T.D.S) محلول مرتبط دانست:

فرمول

با داشتن يك K مناسب براي آب و تعيين ميزان هدايت آب مي توان محتوايT.D.S موجود در آب را سريعاً اندازه گيري كرد بعلاوه اين عمل براي مطالعه ميزان آلودگي در فاضلابها و تخمين مواد كلوئيدي بكار ميرود.

T.D.S_(ppm)= 640 (EC)_(mmhos/cm)

T.D.S_(mg/lit)= 10 (EC)_(mmhos/cm)

16ـ1ـ6ـ چگالي:

عبارت است جرم واحد حجم ماده و چگالي آب خالص 1000 و آب دريا داراي چگالي kg /m³ 1025 مي باشد همچنين آب در 4 سانتيگراد بيشترين چگالي را دارا مي باشد.

16ـ2ـ خواص شيميايي آب

16ـ2ـ1ـ PH آب:

PH واحد سنجشي است كه درجه اسيدي يا قليايي محلولي را تعريف مي كند و يكي از چند مشخصه اوليه كيفيت آب مي باشد. مقياسpH (p براي قدرت و H براي نماد شيميايي هيدروژن) به قدرت يا غلظت يون هاي هيدروژن( اتم ها) در آب اشاره دارد. محدوده مقادير pH 1/0 ( بسيار اسيدي با غلظت بالاي اتم هاي مثبت هيدروژن H⁺ ) تا 14 ( بسيار قليائي با غلظت بالاي اتم هاي منفي OH^- ) مي باشد. PH هفت معرف مقدار خنثي آب در F ْ46 است كه اتم هاي مثبت هيدروژن و يون هاي منفي در تعادل قرار دارند.