—2-2 کدورت (Turbidity)

معمولاً اندازه گیری مستقیمی از ذرات جامد معلق در نمونه های آب شرب و یا منابع آب طبیعی صورت نمی گیرد. در واقع کدورت،معیاری غیر مستقیم برای تشخیص این مواد در آب می باشد. ذرات جامد معلق می توانند بر میزان جذب نور و یا پراکندکی آن، در آب تاثیر بگذارند.

کدورت، ممکن است رنگی خاکستری و یا رنگ مشابه دیگری را درآب ایجاد نماید.از آنجا که جذب و پراکنش نور، تحت تاثیر اندازه و خواص سطحی مواد معلق قرار دارد، کدورت بعنوان شاخص کمی از ذرات جامد معلق آب محسوب نمی گردد.به عنوان مثال یک تک ذره کوچک در داخل یک لیوان آب، در واقع هیچگونه کدورتی ممکن است ایجاد نکند، ولی اگر این ذره به هزاران ذره کوچکتر، با اندازه های کلوئیدی شکسته شود، علی رغم آنکه میزان جرم ذرات جامدات تغییری ننموده است، اما کدورت آب به میزانی می رسد که قابل اندازه گیری خواهد بود.

رنگ آب، بستگی به خواص جذبی نور توسط جامدات دارد، و می تواند با نفوذ نور و یا واکنش های فتوسنتز، در نهرها و دریاچه ها تغییر یابد. تجمع ذرات کدورت زا در بسترهای متخلخل آب، منجر به ته نشینی موادی معلق می گردد.این مواد ته نشین شده می توانند اثرات سوئی بر گیاهان و جانوران آبزی بگذارند.

1-2-2 منشاء کدورت آب:

الف- فرسایش مواد معدنی (کلوئیدی)، نظیر خاک رس، لای، خرده سنگ ها و اکسیدهای فلزی خاک، که بخش عمده کدورت آب های سطحی را تشکیل می دهند.

ب- ریشه های گیاهی و میکروارگانیزم ها،

ج- فاضلاب های صنعتی و خانگی،این پسماندها دارای مقادیر زیادی از مواد کدورت زا نظیر صابون-ها، شوینده ها و عوامل امولسیون کننده هستند، که کلوئیدهای پایداری را تولید می کنند، و در اثر آن، آب کدرمی شود. 

2-2-2 اندازه گیری کدورت آب:

اندازه گیری کدورت، ابتدا بروش فتوشیمیایی، و به کمک اندازه گیری نوری که با یک شدت معین، نور را جذب و یا پراکنده می نمود، محاسبه می گردید. دستگاه اولیه اندازه گیری، به نام کدورت-سنج جکسون (Jackson) معروف می باشد. اساس این دستگاه بر جذب نور و با بکارگیری یک لوله بلند و شمع استانداردشده، استوار است. در این روش، شمع در زیر یک لوله شیشه ای قرار می گرفت، سپس لوله در یک لایه فلزی سیاه به گونه ای قرار داده می شد، که نور صادره از شمع، فقط از قسمت بالای آن قابل روئت باشد. نمونه آب سپس به آرامی در داخل لوله ریخته می شد و این عمل تا جایی ادامه می یافت که شمع دیگر قابل روئت نباشد، بگونه ای که جذب کامل نور توسط آب صورت گیرد.

لوله شیشه ای، به کمک داده های بدست آمده برای کدورت حاصله از ذرات معلق اکسی سلسیوم کالیبره می گردید. یک واحد کدورت جکسون (JTU)، برابر با کدورت ایجاد شده توسط یک میلی گرم مواد جامد معلق، در یک لیتر آب مقطر است.

در سال های اخیر این دستگاه ساده، جای خود را به کدورت سنج مجهز به لامپ الکتریکی استاندارد شده، داده است، و به آن روش نفلومتری می گویند (Nephelometry turbidity units: NTU). این لامپ الکتریکی، نوری از خود ایجاد می نماید که این نور از یک مسیر کوچک نمونه آب، عبور می نماید. در حالت جذب، یک نورسنج به اندازه گیری شدت نور در طرف مقابل منبع نور می پردازد، در حالی که در حالت پراکندگی نور، نورسنج به اندازه گیری شدت نور در یک زاویه 90 درجه نسبت به منبع می پردازد. 

اگرچه بیشتر کدورت سنج های امروزی بر مبنای اصل پراکندگی عمل می نمایند، اما کدورت ایجاد شده توسط مواد تیره که نور را جذب می کنند، توسط روش های جذبی باید انجام شود.

بنابراین امروزه یک ماده شیمیایی بنام فورمازین که استاندارد مناسبتری نسبت به جذب نور دارد، جایگزین همه روش های قبلی گردیده است. داده های بدست آمده از این کدورت سنج، بر حسب واحدهای کدورت فورمازین یا FTU) Formalize Turbidity Unit) بیان می شوند.

سازمان حفاظت از محیط زیست آمریکا (USEnvironmental Protection Agency: EPA) برای آب آشامیدنی، FTU برابر با یک را تعیین نموده است.

—3-2 رنگ (Water color)

آب خالص بی رنگ است، اما آبی که در طبیعت یافت می شود، معمولاً بعلت وجود مواد خارجی، دارای رنگ می باشد.

رنگ آب، چنانچه در اثر تاثیر نور بر مواد معلق بوجود آید، اصطلاحاً رنگ آشکار نامیده می شود. ولی رنگی که در اثر مواد جامد محلول آب پدید آمده است و پس از جداسازی مواد معلق، همچنان در آب باقی می ماند، بنام رنگ حقیقی خوانده می شود.

آب رنگی از لحاظ زیبایی برای اغلب مردم قابل پذیرش نیست و مصرف کننده ها ترجیح می دهند از آب بدون رنگ و تمیز استفاده کنند. آبی که دارای رنگ قابل توجهی است، برای مصارفی نظیر شستشوی لباس، رنگرزی، تهیه کاغذ، ساخت نوشابه های الکلی، تولید لبنیات و یا سایر مواد غذایی، صنایع نساجی و تولید پلاستیک مناسب نیست. 

در شرایطی که به طور معمول، رنگ حقیقی آب به عنوان عامل غیر بهداشتی و یا نامطمئن شناخته نمی شود، ترکیبات آلی که سبب بروز رنگ حقیقی می شوند، ممکن است موجب افزایش نیاز کلر آب شده، و نهایتاً موجب کاهش اثرگذاری کلر (به عنوان یک ماده ضدعفونی کننده)، بر آب شوند. در اثر ترکیب این مواد با کلر، ترکیبات فنل ایجاد می گردد که طعم و بوی بسیار ناخوشایندی دارند. همچنین برخی از ترکیبات در اسیدهای آلی طبیعی و کلر یافت می شوند، که ممکن است سرطانزا باشند.

1-3-2 عوامل موثر بر رنگ آب:

1- اکسیدهای آهن،که رنگ قرمز کم رنگ به آب می دهند،

2- اکسیدهای منگنز، که موجب قهوه ای و یا تیره رنگ شدن آب می شوند،

3- مواد آلی از قبیل برگ های درختان، برگ های سوزنی گیاهان جوزآور، علف هرز یا چوب، که رنگ زرد مایل به قهوه ای به آب می دهند،

4-پساب های صنعتی ناشی از صنایع نساجی و رنگ رزی، صنایع تولیدی غذایی، مواد شیمیایی، استخراج سنگ معدن، پالایشگاه ها و کشتارگاه ها.

2-3-2 اندازه گیری رنگ آب:

روش های متعددی برای اندازه گیری رنگ وجود دارد، اما روش هایی که در برگیرنده مقایسه با مواد دارای رنگ استاندارد هستند، مورد استفاده قرار می گیرند.

لوله های مقایسه رنگ، حاوی یک سری استانداردهایی هستند که می توانند برای مقایسه مستقیم نمونه های آب به کار روند. نتایج بدست آمده بر حسب واحد رنگ حقیقی یا TCU) True Color Unit) بیان می شوند. یک واحد آن، معادل با رنگ تولید شده توسط یک میلی گرم در لیتر پلاتین (بصورت یون های کلروپلاتینات) می باشد.

برای رنگ های غیر از رنگ های زرد مایل به قهوه ای، و بویژه برای آب های رنگی ناشی از جریان های خروجی فاضلاب های صنعتی، معمولاً تکنیک های خاص اسپکتروفتومتری به کار برده می شود.

—2-4 طعم و بو

موادی که در آب ایجاد بو می کنند، عموماً ایجاد طعم نیز می نمایند، ولی مواد معدنی زیادی وجود دارند که ایجاد طعم می نمایند، ولی به هیچ وجه دارای بو نمی باشند. 

مواد معدنی، فلزات، مواد نفتی، محصولات نهایی واکنش های بیولوژیکی و اجزای تشکیل دهنده فاضلاب، در طعم و بوی آب موثر هستند. مواد قلیایی طعم تلخی به آب می بخشند. در حالی که نمک های فلزی عموماً دارای طعم شور یا تلخ می باشند. مواد آلی باعث تولید هر دو خصوصیت طعم و بو می شوند.

بخش عمده ای از مواد آلی، که ناشی از تولیدات صنایع نفتی و تجزیه بیولوژیکی آنها می باشند، می تواند در آب ایجاد طعم و بو نماید، ترکیبات گوگردی از جمله مهمترین محصولاتی هستند که در آب، طعم و بوی تخم مرغ گندیده را ایجاد می نمایند.

اندازه گیری مستقیم موادی که ایجاد طعم و بو می کند، در صورتی امکان پذیر است که عوامل به وجود آوردنده آنها شناخته شده باشند. اندازه گیری مواد آلی بوجود آورنده طعم و بو، به کمک روش های کروماتوگرافی گازی یا مایع، امکان پذیر است.

عامل طعم و بو، اغلب برای آب های آشامیدنی مطرح است و بوسیله TON) Threshold Odor Number) بیان می شود. این مقدار برای آب آشامیدنی حداکثر برابر با 3 می باشد، که توسط EPA آمریکا توصیه شده است.

از آنجا که تجزیه کروماتوگرافی زمان بر بوده، و برای تکمیل آن، به تجهیزات گرانقیمتی نیاز می باشد، انجام چنین آزمایش های به طور معمول بر روی نمونه های آب صورت نمی گیرد. اما در شرایطی که مواد آلی فراهم، به شکل معلق باشند، انجام اینگونه آزمایش ها ضروری است. با این وجود، به دلیل اثر تشدیدکنندگی، تعیین منابع ایجاد کننده طعم و بو، لزوماً به تعیین ماهیت و یا شدت طعم و بو منجر نمی شود. آزمایش های کمی که از خواص چشایی و بویایی انسان بهره می گیرند، برای این منظور می توانند مورد استفاده قرار گیرند. با انجام این آزمایش ها، آستانه بویایی را برای آب، می توان تعیین نمود.

اگرچه بو می تواند برای فاضلاب مشکل زا باشد، عوامل طعم و بو تنها برای آب های آشامیدنی مطرح هستند. EPA برای آب هیچ مقدار حداکثری از نظر میزان TON، تعیین نکرده است. سازمان بهداشت جهانی، حداکثر مقدار TON برای آب شرب، برابر با 3 را توصیه نموده است.

5-2 دما (Temperature)

دما، برای ارزیابی مستقیم آب آشامیدنی یا فاضلاب بکاربرده نمی شود، ولی یکی از مهمترین مشخصه های آب سطحی به شمار می رود. دمای آب های سطحی بطور قابل توجهی بر گونه های بیولوژیکی موجود در آب و شدت فعالیت آنها موثر است. در دماهای بالا، موجودات ذره بینی که در استفاده از منابع غذایی و تولید مثل، کارایی بیشتری دارند، تکثیر پیدا می کنند، در حالی که سایر موجودات از لحاظ جمعیتی کاهش می یابند، یا بطور کلی از بین می روند. 

دما بر بسیاری از واکنش های شیمیایی که در سیستم های طبیعی آب انجام می گیرند، اثر می گذارد. اگرچه بیشتر واکنش های شیمیایی نظیر حل شدن جامدات، با افزایش دما، سرعت بیشتری می یابند، ولی دما بر حلالیت گازها اثری متفاوت دارد و با افزایش دما، حلالیت گازها کاهش می یابد. دمای سیستم های طبیعی آب، از بسیاری عوامل از جمله دمای اتمسفر تاثیر می پذیرد.

غلظت اکسیژن محلول (DO) در آب نیز تابعی از دما است و با افزایش دما، کاهش می یابد. دما همچنین بر سایر خواص فیزیکی آب اثر می گذارد و با کاهش دما، ویسکوزیته آب افزایش می یابد. حداکثر چگالی آب در دمای 4 درجه سانتیگراد است، در هر دو سوی این دما (مقادیر بیشتر و کمتر از آن)، چگالی آب کاهش می یابد، که این خاصیت در میان تمام مایعات منحصر به فرد است. دو عامل دما و چگالی آب، بر میکروارگانیسم های پلانکتونی در اکوسیستم های طبیعی آب اثر می گذارند.

پدیده‌ی تغذیه‌گرایی، از مهمترین چالش های کیفی آبهای سطحی ذخیره شده در مخازن سدها می باشد، که اثرات نسبتاً نامطلوبی بر کیفیت این آبها دارد. این پدیده به عواملی از قبیل، وجود مواد مغذی (نظیر نیترات و فسفات)، میزان نور و عمق مخزن بستگی دارد، همچنین به شرایطی دمایی مخزن نیز وابسته است.

برای ورود به پست مدل سازی کیفیت آب سفره های زیرزمینی کلیک کنید.

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح