مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه
آبی كه ما می نوشیم حاوی املاح و مواد گوناگونی می باشد كه پاره ای از آنها مضر و پاره ای دیگر نه تنها مضر نیستند بلكه برای سوخت وساز بدن بسیار مفید می باشند . مواد موجود در آب را می توان به شاخه های بیولوژیكی كه عبارتند از انواع میكروبها و ویروسهاوانگلها و آمیب ها و ... ،و شیمیائی كه عبارتست از عناصر ومواد شیمیائی نظیر بی كربنات وانواع كاتیونها آنیونها كربناتها سولفاتها فسفاتها و ... كه وجود برخی از آنها در آب مایه سلامت و برخی دیگر عامل نقاهت و مرض می باشد .
آب یكی از مهمترینو پر قدرت ترین حلالهای شیمیایی می باشد لذا آب جاریبا توجه بهتركیبات شیمیایی بسترخود مقداری از عناصر را در خود حل می كند در زیر به بررسی اجمالی آنها می پردازیم.

تركیبات موجود درآب عبارتنداز : نیترات ونیتریت ، آهن و منگنز، جامدات معلق،سولفات ، فسفات ،كلراید، فلوراید ،كلسیم و سدیم وعناصرناچیز


▪ درصد فراوانی عناصر در پوسته زمین:
ـ اكسیژن ۴۹.۵% سدیم ۲.۶۳% كلر ۰.۱۹% باریم ۰.۰۴%
ـ سیلیسیم ۲۵.۷% پتاسیم ۲.۴۰% فسفر ۰.۱۱% نیتروژن ۰.۰۳%
ـ آلومینیم ۷.۴% منیزیم ۱.۹۳% منگنز ۰.۰۹% فلوئور ۰.۰۳%
ـ آهن ۴.۷% هیدروژن ۰.۹% كربن ۰.۰۸% استرانسیم ۰.۰۲%
ـ كلسیم ۳.۴% تیتانیوم ۰.۶% گوگرد ۰.۰۶% سایر عناصر ۰.۴۷%

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

کدورت و اندازه گیری آن

کدورت یک خاصیت فیزیکی است که باعث می شود قسمتی از نور تابیده شده متفرق و یا جذب شود ولی عبور نکند.ذراتت معلق وکلوییدی کوجود در آب ام ار معدنی،آلی یا میکروارگانیسم ها،نور را پراکنده یا جذب نموده و باعث ایجاد کدورت و کاهش شفافیت می گردند.کدورت را نباید با رنگ اشتباه گرفت.یکنمونه آب می تواند رنگی باشد ولی در عین حال شفاف باشد،کدورت با ذرات معلق نیز یکسان نیست زیرا ذرات معلق با صاف کردن(هنگام اندازه گیری کدورت) جدا می شوند.اندازه گیری مقدار کدورت که با فرض همگن بودن ذرات معلق،تخمینی از تعداد آنها خواهد بود،به کمک مقایسه چشمی و یا ابزار نوری برپایه قوانین جذب سنجی،کدورت سنجی و یا نفلومتری انجام پذیر است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه :
آلومینیوم یک عنصر فلزی فراوان و تقریبا 8/. از پوسته زمین را تشکیل می دهدبشکل ترکیب با انواع مواد آلی و مواد غیر آلی می باشد که اغلب به صورت محلول هستند. استفاده از نمک های آلومینیوم به عنوان منعقد کننده ها در تصفیه آب ممکن است باعث افزایش غلظت آن در آب خروجی و منتج به ایجاد رنگ و کدورت نامطلوب در آب می شود .آلومینیوم در تهیه ظروف آشپزخانه و بسته بندی موا غذایی کاربرد وسیعی دارد .میزان دریافت روزانه آلومینیوم در افراد بزرگسال و کودکان نشان می دهد که روزانه به دلایل مختلف مقداری از این فلز وارد بدن می شود که از طریق غذا 5 میلی گرم و از طریق آب آشامیدنی 5/1 میلی گرم در روز می باشد . تحقیقات انجام شده نشان می دهد که گرانولهای کربن فعال در تصفیه خانه های آب مقدار زیادی از آلومینیوم به فرم آلی را حذف می کنند . همچنین بسیاری از مطالعات و تحقیقات انجام شده در کشورهای مختلف وجود آلومینیوم در آب و غذا را به عنوان یک فاکتور خطر جهت ابتلا به بیماری آلزایمر مشخص کرده است . جذب آلومینیوم بیشتر از طریق پوست ،ششها و بینی درطی دوش گرفتن در حمام می باشد جذب از طریق فوق بیشتر از معده می باشد . استفاده از PH مناسب در فرآیند انعقاد ،پرهیز از استفاده بالای نمک های آلوم،کارآیی مناسب فیلتر اسیون برای حذف    لخته های آلومینیومی ،استفاده از روشهای موثرخذف آلومینیوم در طول تصفیه آب و شناسایی فاکتورهای موثر برآلومینیوم باقی مانده در آبهای تصفیه شده از راهکارهایی است که در این پژوهش با بررسی اقدامات انجام شده در کشورهای مختلف به آن توجه شده است .

در طبیعت اغلب بصورت سیلیکات ها ، اکسید ها ،هیدرو کسید ها ترکیب شده با برخی فلزات از قبیل سدیم و فلوراید و ترکیب با مواد الی وجود دارد . سولفات آلومینیم و کلراید آلومینیوم در دمای صفر درجه به ترتیب به مقدار 3/31 و 9/69 گرم در لیتر در آب قابل حل می باشد .

آلومینیوم در آب می تواند به اشکال مختلف وجود داشته باشد ، این اشکال به صورت هیدرو کسی ، محلولهای کلوئیدی و آلی قابل ته نشین می باشند که همگی می توانند به مقدار کافی یون های مثبت با هیدروکسید آلومنیم تولید نماید علاوه بر این به شکل ترکیب با انواع مواد آلی (از قبیل اسید هیومیک و فولیک اسید)و مواد غیر الی می باشند که اغلب آنها به صورت محلول هستند. بسیاری از پارامترهای شیمیایی از قبیل PHتعیین می کنند که چه گونه ای از آلومینیوم بصورت محلول در آب وجود داشته باشد. در آب خالص آلومینیوم حداقل محلولیت را در PH 6 –5/5 دارد.
غلضت آلومنیوم در آب های طبیعی بصورت عمده بستگی به فاکتورهای متغیر فیزیکو شیمیایی و کانی شنانی دارد. غلظت آن در آبهای با PH  تقریبا طبیعی دامنه آن از 05 /. تا 001/. میلی گرم در لیتر است اما افزایش تا میزان 1-5/. میلی گرم در لیتر در آبهای اسیدی یا آبهای غنی شده با مواد آلی وجود دارد . در آبهای بشدت اسیدی که تحت تأثیر کانی های اسیدی قرار گرفته اند غلظت آلومینیوم حل شده تا بالای 90میلی گرم در لیتر نیز گزارش شده است .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آنالیز و شناسایی آمونیاک:(NH₃)

 آمونیاک میتواند به آسانی از طریق بوی آن شناخته شود و مقدار آن با تیتراسیون قابل اندازه گیری است. آمونیاک در مقدار اضافی محلول استاندارد سولفوریک اسید رقیق جذب میشود و مقدار باقیمانده اسید در طی یک تیتراسیون برگشتی با سود سوز آور استاندارد و شناساگر متیل اورانژ تیتر میگردد.

همچنین میتوان از تیتراسیون پتانسیومتری نیز برای تعیین نقطه پایانی استفاده کرد. غلظتهای بسیار کم آمونیاک در فاضلاب، آبهای زیرزمینی، آبهای آشامیدنی و هوا را میتوان بوسیله تکنیکهای گوناگون رنگ سنجی یا به کمک الکترود انتخابگر آمونیاک تعیین کرد. آمونیاک با معرف نسلر در شرایط قلیائی واکنش داده و رنگ آن زرد میشود. شدت رنگ با اسپکتروفوتومتر، اندازه گیری میشود. مقدار جذب بستگی به مقدار آمونیاک دارد.

در دیگر حالت آمونیاک میتواند توسط روش یدو فنل آبی شناسایی شود. در این روش آمونیاک با هیپوکلریت واکنش دهد و مونوکلرآمین ایجاد میکند که این ترکیب با فنل در حضور کاتالیزور سولفات منگنز واکنش داده و یدوفنل آبی را ایجاد میکند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

شیمی آب
مقدمه
آبی كه ما می نوشیم حاوی املاح و مواد گوناگونی می باشد كه پاره ای از آنها مضر و پاره ای دیگر نه تنها مضر نیستند بلكه برای سوخت وساز بدن بسیار مفید می باشند . مواد موجود در آب را می توان به شاخه های بیولوژیكی كه عبارتند از انواع میكروبها و ویروسهاوانگلها و آمیب ها و ... ،و شیمیائی كه عبارتست از عناصر ومواد شیمیائی نظیر بی كربنات وانواع كاتیونها آنیونها كربناتها سولفاتها فسفاتها و ... كه وجود برخی از آنها در آب مایه سلامت و برخی دیگر عامل نقاهت و مرض می باشد .
آب یكی از مهمترینو پر قدرت ترین حلالهای شیمیایی می باشد لذا آب جاریبا توجه بهتركیبات شیمیایی بسترخود مقداری از عناصر را در خود حل می كند در زیر به بررسی اجمالی آنها می پردازیم.

تركیبات موجود درآب عبارتنداز : نیترات ونیتریت ، آهن و منگنز، جامدات معلق،سولفات ، فسفات ،كلراید، فلوراید ،كلسیم و سدیم وعناصرناچیز

▪ درصد فراوانی عناصر در پوسته زمین:
ـ اكسیژن ۴۹.۵% سدیم ۲.۶۳% كلر ۰.۱۹% باریم ۰.۰۴%
ـ سیلیسیم ۲۵.۷% پتاسیم ۲.۴۰% فسفر ۰.۱۱% نیتروژن ۰.۰۳%
ـ آلومینیم ۷.۴% منیزیم ۱.۹۳% منگنز ۰.۰۹% فلوئور ۰.۰۳%
ـ آهن ۴.۷% هیدروژن ۰.۹% كربن ۰.۰۸% استرانسیم ۰.۰۲%
ـ كلسیم ۳.۴% تیتانیوم ۰.۶% گوگرد ۰.۰۶% سایر عناصر ۰.۴۷%

جامدات معلق:
جامدات معلق جامداتی هستند كه محلول حقیقی نبوده و می توان با صاف كردن از محیط حذفشان نمود . جامدات كل معرف مجموع جامدات حل شده وجامدات معلق می باشد ( اكثر اوقات به مقدار جامدات كل مانده كل هم اطلاق می شود . در آب با منشأ، بستری است كه آب در آن جاری می باشد از عوامل دیگر ایجاد مواد معلق می توان به نقش كارخانجات صنعتی و كارگاهها كودهای كشاورزی فاضلابهای شهری وصنعتی وكشاورزی و.... در ایجاد مواد معلق اشاره نمود .
استانداردهای سازمان بهداشت آب آشامیدنی آمریكا مقدار كل جامدات را برای یك آب قابل شرب خوب( ۵۰۰ ppm) خاطر نشان كرده است اما اگر در ایالتی و یا ناحیه ای نتوان به این استاندارد دست یافت مقدار(۱۰۰۰ ppm )نیز اجازه داده شده است .لازم به ذكر است كه عملاً هیچ محدودیتی بطور مستقیم بر روی مقدار جامدات حل شده و معلق اعمال نگردیده و این محدوده توسط كدورت آب كه نباید از (۱۰) واحد تجاوز كندكنترل می شود .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

اندازه گيري آمونياك :

 روش اول  :

مواد مورد نياز :

1-  محلول A :

75 گرم تري سديم فسفات دو آبه ( Na3PO4, 12H2O ) و 75 گرم سيترات سديم (C6H5NaO7 , 5 H2O) را در cc 500 آب مقطر حل كنيد.

2-   محلول B  :

1/62 گرم فنل را همرا با  متانول به حجم 100 ميلي ليتر برسانيد 1/0 گرم نيترو پروسيد   Na2 ( Fe (CN) NO) , 2 H2O )  ) را در cc 75 از محلول بالا حل كرده وسپس با همان محلول به حجم cc 100 برسانيد.

3- محلول C :

cc 75 هيپو كلريت سديم (NaClO) يا آب ژاول 5% را با هيدروكسيد سديم 5/67 % به حجم cc 100 برسانيد.

4- محلول مادر استاندارد آمونياك :

819/3 گرم NH4Cl خشك را در آب مقطر حل كرده و به حجم يك ليتر برسانيد .

 

1 ml =1.00 mg N-NH4+ = 1.28 mg  N-NH4+

5- محلول استاندارد آمونياك :      

cc 10 از محلول مادر برداشته به حجم يك ليتر برسانيد.

 

                           1ml = 0.01 mg  N-NH4+  = 0.0128  mg  N-NH4+

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

چند روش استاندارد برای اندازه‌گیری کلراید وجود دارد.

·روش پتانسیومتری: استفاده از نیترات نقره به عنوان تیترانت جهت ترکیب کلراید با نقره و بکارگیری یک الکترود کلرید نقره-نقره جهت نشان دادن نقطه پایان

·کروماتوگرافی یونی: نیاز به تجهیزات گرانقیمت دارد. و برای اندازه‌گیری چندین آنیون معمول موجود در آب کاربرد دارد.

·تیتراسیون: (روش مهر یا آرژانتومتری) ارزان است. استفاده از نیترات جیوه

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

 روشی که توسط آن ، محلولی با غلظت مشخص به محلولی دیگر اضافه می‌شود تا واکنش شیمیایی بین دو ماده حل شده کامل گردد، تیتراسیون نامیده می‌شود.

مقدمه

تیتر کردن از روش‌های تجزیه حجمی است. در تجزیه حجمی ابتدا جسم را حل کرده و حجم معینی از محلول آن را با محلول دیگری که غلظت آن مشخص است که همان محلول استاندارد نامیده می‌شود، می‌سنجند. در تیتراسیون محلول استاندارد به‌طور آهسته از یک بورت به محلول حاوی حجم مشخص یا وزن مشخص از ماده حل شده اضافه می‌شود.

افزایش محلول استاندارد ، آنقدر ادامه می‌یابد تا مقدار آن از نظر اکی‌والان برابر مقدار جسم حل شده شود. نقطه اکی‌والان نقطه ای است که در آن ، مقدار محلول استاندارد افزوده شده از نظر شیمیایی برابر با مقدار حجم مورد نظر در محلول مجهول است. این نقطه را نقطه پایان عمل از نظر تئوری یا نقطه هم ارزی نیز می‌گویند.

روش تیتر کردن

در عمل تیتر کردن ، محلول استاندارد را از یک بورت به محلولی که باید غلظت آن اندازه گرفته می‌شود، می‌افزایند و این عمل تا وقتی ادامه دارد تا واکنش شیمیایی بین محلول استاندارد و تیتر شونده کامل شود. سپس با استفاده از حجم و غلظت محلول استاندارد و حجم محلول تیتر شونده ، غلظت محلول تیتر شونده را حساب می‌کنند.

یک مثال

نقطه اکی‌والان در عمل تیتر کردن NaCl با نقره تیترات وقتی مشخص می‌شود که برای هر وزن فرمولی ^-Cl در محیط یک وزن فرمول ⁺Ag وارد محیط عمل شده باشد و یا در تیتر کردن ، سولفوریک اسید (H₂SO₄ ) با سدیم هیدروکسید ( NaOH ) نقطه اکی‌والان وقتی پدید می‌آید که دو وزن فرمولی اسید و دو وزن فرمولی باز وارد محیط عمل شوند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب