اندازه گیری نیترات به روش اسپکتروفتومتری

اندازه گیری نیترات به روش اسپکتروفتومتری

اندازه گیری نیترات به روش اسپکتروفتومتری بوسیله دستگاه اسپکتروفتو متر ساخت شرکت Hach  مدل Dr2800 قابل انجام است. برای اندازه گیری نیترات به روش اسپکتروفتومتری باید موارد آزمایش را تهیه کرد، ابتدا بستگی به نوع دستگاه های اسپکتروفتومتر نحوه اندازه گیری نیترات نیز متفاوت است.ما در اینجا از دستگاه اسپکتروفتومتر Hach  مدل Dr2800  استفاده م کنیم. که در این مدل دستور  کار به شرح زیر است.

  1.  ابتدا به نمونه های آب یا پساب را از کاغذ صافی عبور داده تا ناخالصی های موجود که ممکن است برای  اندازه گیری نیترات به روش اسپکتروفتومتری مزاحمت ایجاد کند از بین برود
  2. سپس نمونه را بر حسب کیفیت ظاهری نمونه درصورت لزوم رقیق کرده تا در خواندن دستگاه اشکالی ایجاد نشود. معمولا نمونه های غلطت املاح محلول در آنها بیشتر باید به تعداد بیشتری رقیق بشود تا نمونه را با دقت خوبی بتوان خواند. لازم به ذکر است پس از رقیق سازی، تعداد بار هایی که نمونه رقیق می شود را یادداشت میکنیم(مثلا ۱۰ بار) تا پس از اینکه نتیجه اندازه گیری مشخص شد، غلظت نمونه در تعداد بارهایی که رقیق شده ضرب گرددو غلظت نمونه محاسبه گردد.
  3. غلظت نیترات در آب آشامیدنی باید کمتر از ۵۰ میلیگرم بر لیتر باشدو در نمونه های فاضلابی که به رودخانه یا برای مصرف کشاورزی استفاده می شود نیز غلظت نیترات بیاید کنتر از ۵۰ میلیگرم بر لیتر باشد.
  4. پس از رقیق سازی و صاف کردن نمونه، باید یک نمونه شاهد در نطر گرفته و یک نمونه را نیز بعنوان نمونه اصلی که غلظت نیترات را به ما نشان می دهد در نظر گرفت.
  5. پس دو عدد سل را آماده میکنیم و سپس به میزان ۱۰ سی سی از نمونه در این دو سل ریخته می شود. که یکی از این دو نمونه شاهد ونمونه دیگری نمونه اصلی ما می باشد.
  6. سپس به نمونه در اندازه گیری نیترات به روش اسپکتروفتومتری باید ری ایجنت های که خود شرکت HACH برای اضافه کردن به نمونه در بازار موجود می باشد را به نمونه اضافه نمود. بمنظور اینکه واکنش کامل بین ری ایجنت ها و محلول مورد نظر اتفاق بیفتد بمدت محدودی که به صورت تجربی تعیین می گردد(و برای هر آزمایشگاه متفاوت است ولی خود کمپانی هک عدد ۶ دقیقه را تعیین کرده) را روی چرخانند می گذاریم تا واکنش ری ایجنت با نمونه کامل اتفاق بفیتد.

    اندازه گیری نیترات به روش اسپکتروفتومتری

  7. سپس نمونه را از روی چرخاننده پایین آورده و ۵ دقیقه منتظر میمانیم تا موادی که به صورت شناوری هستند ته نشین شده و واکنش به صورت کامل اتفاق بیفتد سپس نمونه آماده قرار گذاری در دستگاه می باشد.
  8. ابتدا نمونه بلنک یا شاهد را در درون دستگاه قرار داده و دکمه ZERO را فشار می دهیم سپ نمونه را در دستگاه قرار داده مقدار اندازه گیری نیترات به روش اسپکتروفتومتری مشخص می گردد.

    اندازه گیری نیترات به روش اسپکتروفتومتری

 

آلودگی میکروبی استخر

آلودگی میکروبی استخر

آلودگی میکروبی استخر شامل  انواع بیماريهاي باکتریایی، ویروسی، قارچی و انگلی بوده و تدوین معیارهاي بهداشتی، به منظور جلوگیري از بیماريهاي منتقله از آب آلوده نیز یکی از مهمترین عواملی است که در سالم سازي آب استخرها و سلامت شناگران تأثیر مستقیم دارد. در بررسی کیفی آب استخرهاي شنا، عوامل فیزیکی و میکروبی جزء شاخصهاي بهداشتی کیفی آب استخرهاي شنا قرار گرفته اند که رعایت استاندارد هریک از آنها در جلوگیري از بروز بیماريها، نقش عمدهاي دارد.

در شاخص هاي جدید عوامل فیزیکی شامل کدورت، pH و کلر باقیمانده، عوامل میکروبی شامل هترو پلیت کانت (یک معیار عمومی و غیراختصاصی براي تعیین سطح میکروبی)، شاخص هاي مدفوعی (نظیر کلیفرمهاي مقاوم به گرما و اشرشیاکلی،) سودوموناس آئروژینوزا و استافیلوکوکوس اورئوس میباشد.

شاخصهاي مدفوعی براي بررسی آلودگی میکروبی استخر از نظر آلودگی با مدفوع، شاخصهاي غیرمدفوعی (نظیر سودوموناس آئروژینوزا) براي بررسی شرایط رشد در آب استخر و استافیلوکوکوس اورئوس براي تعیین ورود مواد غیرمدفوعی کاربرد دارند.

سودوموناس آئروژینوزا، عامل اتیولوژیک درماتیت و عفونت گوش در افراديکه در معرض آبهاي تفریحی بوده اند میباشد.  اوجود اینکه منبع غالب ورود سودوموناس آئروژینوزا در آب استخر و جکوزي از طریق افراد آلوده است، ولی گرما و رطوبت محیط استخر میتواند در ایجاد آلودگی مؤثر باشد. اگزوتوکسین Aاین باکتري نیز بیشترین ارتباط را با بیماريزایی آن دارد.


خطر انتقال عفونتهاي استافیلوکوکی در آبهاي تفریحی با تعداد شناگران بالا وجود دارد، لذا دوش گرفتن قبل از استخر میتواند در کاهش ورود استافیلوکوکوس اورئوس از طریق پوست به داخل استخر مؤثر باشد.

چرخش مداوم آب استخر از طریق فرآیند تصفیه (عبور از فیلترها) نیز به کنترل این باکتري در استخر کمک میکند. آلودگی با استافیلوکوک را میتوان با نظافت مناسب محوطه اطراف استخر کاهش داد. براي غیـرفعـالکـردن استـافیلـوکـوکـوس اورئـوس در استخـرهاي شنـا میتوان میـزان کلر باقیمانده استخر را بیشتر از 1میلیگرم برلیتر در نظر گرفت .از شاخصهاي مهم دیگر در بررسی کیفی استخرهاي شنا، اندازهگیري پارامترهاي فیزیکی نظیر کدورت ، pH و کلر باقیمانده است.

کدورت در آب به وسیله حضور ذراتی مانند رُس، لجن، ذرات کلوئیدي و پلانکتونهاي میکروسکوپی ایجاد شده و معیاري از توانایی آب براي پراکنش و جذب نور است. میزان کدورت ،(Nephelometric Turbidity Unit – NTU) استخر طبق استاندارد 0.5  مـی بـاشـد. مهـمتـریـن اثـر کـدورت بـالا، تحـریـک رشـد میکروارگانیسمهاست.

زیرا میکروبها با اتصال به ذرات، رشد سریعتري نسبت به حالتیکه در آب آزادند دارا هستند. یکی دیگر از اثرات کدورت بالا، افزایش مصرف مواد ضدعفونی است؛ زیرا باعث حفاظت میکروارگانیسمها از مواد ضدعفونی میشود. تماس افراد با pHبالاي 11منجر به التهاب در چشم، پوست و غشاي مخاطی میشود. تماس با pHپایین نیز میتواند منجر به آسیبهاي مشابه گردد. کاهش ( pHزیر ۲/۵) نیز باعث آسیب شدید به اپیتلیوم میشود. همچنین براي ضدعفونی مؤثر آب با کلر، ترجیحاً pHباید کمتر از 5باشد. البته pHآب واردشده در شبکه لوله ها میبایست طوري تنظیم گردد که حداقل خورندگی را دارا باشد. بهینه pHدر موارد مختلف مطابق با مصرف آب است، ولی در کل یک محدوده 9.5-6.0در نظر گرفته میشود.

ابزار اندازه گیری آلودگی میکروبی استخر شامل دستگاه های تجزیه دستگاهی همچون اسپکتروفتومتر، جذب اتمی و … و دستگاه TDS متر، دستگاه PH متر و اتوکلاو و آون و لوله های کشت و محیط کشت های میکروبی و … می باشد. در واقع برای آنالیز آب باید نمونه های آب از لحاظ میکروبی و شیمیایی و فیزیکی مورد بررسی قرار گرفته، دستگاه های تجزیه دستگاهی برای اندازه گیری کاتیون ها و آنیون های آب شامل یون های نیترات، سولفات، فسفات، نیتریت، آمونیاک، آهن، کروم، مس، منگنر، روی ، آرسنیک و … می باشد که میزان استاندارد توصیه شده این پارامتر ها در استاندارد شماره ۱۱۲۰۳ سازمان ملی استاندارد ذکر شده است.

هالوژنها و مشتقات آنها مواد شیمیایی اولیه اي هستند که براي کنترل فعالیتهاي میکروبی مورد استفاده قرار میگیرند.
رایجترین ترکیب شیمیایی براي ضدعفونی کردن آب استخرها، کلر میباشد. تماس با کلر در انسان سبب تشدید حملات آسم،
ایجاد درماتیت و افزایش خطر ابتلا به سرطان مثانه میشود. میزان کلر باقیمانده در آب استخر باید بین 1-3میلیگرم برلیتر باشد.

 

استاندارد  آب استخر جهت آلودگی میکروبی استخر

 

غلظت توده بیولوژیکی

غلظت توده بیولوژیکی

بدليل اينكه توده بیولوژیکی اغلب ماده آلي است،افزايش غلظت توده بیولوژیکی بوسيله جامدات معلـق فـرارVSS يـا CODذره اي (كل CODمنهاي CODمحلول) اندازه گيري مي شود. ميـزان پـروتئين، DNAو ATPو تركيب سلولي مرتبط با انتقال انرژي پارامترهاي ديگري هستند كه براي تعيـين رشـد جـرم سلولي مورد استفاده قرار مي گيرد. در بين اين پارامترهاي اندازه گيري رشد بيومس، VSSپـارامتري است كه بصورت متداول تري براي رشد نهايي بيومس در سيستم هاي تصفيه بيولـوژيكي فاضـلاب بـا مقياس كامل استفاده شده است؛ زيرا اندازه گيري آن ساده است و زمان كمي براي آناليز آن مورد نياز مي باشد. بايد توجه نمود كه VSSاندازه گيري شده شامل ساير مواد آلي ذره اي علاوه بـر بيـومس است. بيشتر فاضلابها حاوي مقداري VSSغير قابل تجزيه بيولوژيكي و احتمـالاً VSSورودي اسـت كه به آهستگي در راكتور بيولوژيكي تجزيه مي شوند. اين جامدات كـه حـاوي جـرم سـلولي اسـت در اندازه گيري VSSوجود دارد.

با اين وجود،اندازه گيري VSS بعنـوان يـك پـارامتر ظـاهري غلظت توده بیولوژیکی استفاده شده است و همچنين، جامدات راكتور را به شكل مناسبي انـدازه گيـري مـيكنـد. در تحقيقات آزمايشگاهي فرآيندهاي تصفيه بيولوژيكي ، پارامترهاي رشدي كه مرتبط بـا بيـومس اسـت، مورد استفاده قرار مي گيرند. براي مثال پروتئين بدليل ساده بودن اندازه گيري و اين واقعيـت كـه 50 درصد وزن خشك بيومس، پروتئين است، متداول ترين پارامتر اندازه گيـري رشـد مـي باشـد. هـر دو پارامتر DNAو ATPنيز استفاده شـده اسـت، مخـصوصاً در مـواردي كـه جامـدات راكتـور حـاوي پروتئين و ساير جامدات غير مرتبط با بيومس باشد. در صورتي كه  غلظت توده بیولوژیکی خيلي كـم وجـود داشته باشد، اندازه گيري كدورت بعنوان يك ابزار ساده و سريع رشد سلولي مشاهده شـده، مـي توانـد مورد استفاده قرار گيرد. محاسبات سلول باكتري نيز براي شمارش جمعيت بيومس استفاده مـيشـود. بخشي از نمونه رقيق شده به پليت حاوي محيط كشت آگار انتقال داده مي شود و بعد از انكوباسـيون، تعداد كلنيهاي تشكيل شده ، محاسبه مي شود و براي تعيين تعداد سلولهاي باكتري در محيط كـشت مورد استفاده قرار مي گيرد. البته بايد توجه نمود كه همه باكتريها قابل كشت نيستند.

 

آلکالینیتی فاضلاب

آلکالینیتی فاضلاب

آلکالینیتی فاضلاب در حضور مقدار زياد دي اكسيدكربن (معمولاً در محدوده 30-50درصـد) در گـاز توليدي تصفيه بي هوازي، معمولاً مقادير قليائيت در محدوده 2000-4000 mg/L بر حـسب كربنـات كلسيم مورد نياز است كه براي حفظ pHدر حالت خنثي يا نزديك به حالت خنثي مـيباشـد. مقـدار قليائيت مورد نياز به ندرت در فاضلاب ورودي در دسترس اسـت؛ امـا ممكـن اسـت در بعـضي مـوارد بوسيله تجزيه پروتئين و اسيدهاي آمينه توليد شود(مانند فاضلابهاي بـسته بنـدي گوشـت) نيـاز بـه خريد مواد شيميايي براي كنترل pH مي تواند اثر مهمي بر اقتصادي بودن تصفيه بـي هـوازي داشـته باشد.  ارتباط بين pHو آلکالینیتی فاضلاب توسط بي كربنـات بصورت زير كنترل مي شود.

آلکالینیتی فاضلاب

Ka1 = ثابت تجزيه اسيد اوليه كه تابعي از دما و قدرت يوني است.

غلظت اسيد كربنيك H2CO3با اسـتفاده از قـانون هنـري و فـشار جزئـي CO2در اتمسفر بالاي آب تعيين مي شود.

آلکالینیتی فاضلاب

نسبت مولي گاز در آب، مول گاز/مول آب

 Ng  تعداد مول گاز
Nw  
تعداد مول آب
P t  فشار كل، معمولاً يك اتمسفر
H    ثابت قانون هنري
P g  نسبت مولي گاز در هوا ، مول گاز/ مول هوا

وقتي غلظت اسيد كربنيك مشخص باشد، قليائيت بي كربنات مورد نياز بـراي حفـظ pHبـرآورد مـي شود.قليائيت مورد نياز در فاضلابهايي با قدرت يوني و غلظت كل جامدات محلول بالاتر معمولاً خيلي بيشتر خواهد بود.

نتايج محاسبات براي دماها و غلظتهاي مختلف CO2در فاز گازي در جدول زیر گزارش شده است كه با استفاده از ثابت تعادل كربنات داده شده. مقادير بيان شده در جدول زیر را مي توان بـراي تخمـين قليائيـت مـورد نيـاز اسـتفاده كـرد. قليائيت مورد نياز در فاضلابهايي با قدرت يوني و غلظت كل جامدات محلول بالاتر معمولاً خيلي بيشتر خواهد بود.

آلکالینیتی فاضلاب

جدول بالا حداقل قلياييت برآورد شده مورد نياز بر حسب CaCOدر 7= pH بعنوان تابعي از دما و درصد دي اكسيد كربن در حين هضم بي هوازي.

 

مواد آلی فاضلاب

مواد آلی فاضلاب

به طور کلی دما و مواد آلی فاضلاب تاثیر زیادی بر اقتصادی بودن و امکان انجام تصفیه به خصوص تصفیه بی هوازی دارد. درجه حرارتهاي راكتور 25تا35 درجه سانتیگراد معمولاً براي انجام سرعت هاي بهينه واكنش بيولوژيكي و فراهم نمودن تصفيه با ثبات بيشتر ترجيح داده می شود. بطور معمول غلظت هاي COD بیشتر از 1500 تا 2000 میلیگرم بر لیتر برای تولید مقدار کافی متان مورد نياز است و فاضلاب بدون منبع خارجي سوخت گرم مي شود. در مقدار COD برابر 1300 میلیگرم بر لیتر يا كمتر ممكن است تصفيه هوازي بعنوان يك گزينه ترجيح داده شود . تصفيه بيهوازي ممكن است در دماهاي كمتر بكار گرفته شود و در دماي 10تا 20 درجه سانتیگراد 10-20 در راكتورهاي رشد معلق و چسبيده نگهداري شود . در درجه حرارتهاي پايين تر، واكنش با سرعت كمتري انجام مي شود و زمان ماند جامدات طولاني تر، حجمهاي بيشتر راكتور و بارگذاري COD آلي كمتر مورد نياز ميباشد.

بعلاوه، تجزيه اسيدهاي چرب فرار با زنجيره طولاني در دماي حدود10تا20 درجه سانتیگراد  اغلب از لحاظ سرعت محدود مي شود . در صورتي كه اسيدهاي چرب با زنجيره طولاني تجمع پيدا كند ممكن است در راكتور كف ايجاد شود . هنگامي كه زمان ماند جامدات بيشتري در سيستم مورد نياز باشد، ا فت جامدات در راكتور بي هوازي مي تواند يك عمل محدودكننده مهم باشد . معمولاً راكتورهاي بي هوازي، جامدات لخته شده كمتر و جامدات پراكندهشده بيشتري نسبت به سيستمهاي هوازي توليد مي كنند كه غلظت هايTSSخروجي براي فرآيندهاي رشد معلق در محدوده 100تا200میلیگرم بر لیتر می باشد.

امكان زمان ماند جامدات و پتانسيل تصفيه در فاضلابهاي رقيق بوسيله غلظت TSS خروجی محدود شده و باعث ايجاد عملكرد ضعيف تصفيه مي شود و يا بهره برداري راكتور در دماهاي بالاتر ضروري مي باشد . بنابراين روش مورد استفاده براي حفظ جامدات در راكتور بي هوازي در عملكرد و طراحي كلي فرآيند اهميت دارد.

نسبت مواد آلي غير محلول در مواد آلی فاضلاب  بر حسب نسبتهاي محلول و ذره اي آن بر نوع راكتور بي هوازي انتخاب شده و طراحي آن اثر مي گذارد . فاضلابهايي با غلظت زياد جامدات در راكتورهاي رشد معلق بطور مناسب تري نسبت به راكتورهاي رشد ثابت ب ا جريان روبه بالا يا رو به پايين تصفيه شده است . در مواردي كه كه تجزيه بيشتر مواد آلي ذره اي مدنظر باشد و مانند تعادل بين تخمير اسيدي و متانوژنز در تصفيه بي هوازي، هيدروليز جامدات در مرحله محدود كننده از لحاظ سرعت
مقادير SRT طولاني تري مورد نياز است.

دستگاه تست آب آشامیدنی

دستگاه تست آب آشامیدنی

به طور کلی دستگاه تست آب آشامیدنی فقط شامل یک عدد دستگاه خاص برای آنالیز کامل میکروبی و شیمیایی و فیزیکی وجود ندارد. چراکه بررسی کیفیت آب لازم به بررسی آب از لحاظ شیمیایی ، میکروبی و فلزات سنگین آب آشامیدنی بر اساس استاندارد شماره ۱۰۵۳ و ۱۰۱۱ سازمان ملی استاندارد است. آنالیز میکروبی آب شامل بررسی آب از لحاظ باکتر های آلاینده آب همچون توتال کلی فرم و فیکال کلی فرم و باکتری هایی همچون اشرشیا کلی که شاخص آلودگی آب می باشند. در هر یک گرم مدفوع حدود یک میلیون عدد باکتری اشرشیا کلی وجود دارد و باعث بیماری های همچون اسهال و مشکلات گوارشی می شوند.

آبهاي زيرزميني از دو جنبه كمي و كيفي قابل بررسي ميباشند. در كشورهاي در حال توسعه و جهان سوم، بيشترين توجه به يافتن سفره هاي آب زيرزميني مناسب جهت تأمين آب مورد نياز شرب، كشاورزي و صنعت معطوف گرديده است. اين در حالي است كه كمتر به حفظ كيفي آبخوانها توجه ميشود. در اكثر شهرهاي ايران كه آب شرب از منابع زيرزميني تأمين ميشود، بايد به مسأله آلوده بودن اين منابع به نيترات و ساير عناصر سمي توجه شود كه ممكن است توسط چاههاي فاضلاب يا آلودگي صنايع همراه با آب نفوذي به لايه هاي آبدار برسد.

آب آشاميدني حاوي سولفات خيلي زياد  (200 ppm) و كلرور (100 ppm) يا كربنات كلسيم (300ppm) در اكثر مردم باعث سوء هاضمه ميشود. دستگاه تست آب آشامیدنی که برای اندازه گیری سولفات و به طور کلی کاتیون ها و آنیون های آب استفاده می شود دستگاه اسپکتروفتومتر می باشد. مواد معدني بالا ميتواند باعث اسهال شديد شود.

ناخالصيهاي فيزيكي و شيميايي موجود در آب شرب در صورتي كه بيش از حداكثر مجاز توصيه شده در استانداردها باشد، ممكن است در دراز مدت موجب بروز آسيبهاي غير قابل جبراني مثل بيماري متهموگلوبينما و اختلالات گوارشي براي انسان به وجود آورند.

دستگاه تست آب آشامیدنی که برای آنالیز پارامتر های بالا استفاده می شود، شامل ست کردن روش ها بر اساس استاندارد متد که با استفاده از دستگاه هایی همچون اسپکتروفتومتر، دستگاه تجزیه دستگاهی برای آنالیز کاتیون ها و آنیون های موجود در آب می باشد.

 

کیفیت آب شرب

کیفیت آب شرب

کیفیت آب شرب شامل کیفیت میکروبی و شیمیایی آب از لحاظ مصرف برای آشامیدن می باشد که استاندارد های متفاوتی از جمله استاندارد شماره ۱۰۵۳ و ۱۰۱۱ سازمان ملی استاندارد مشخص کننده میزان حضور این مواد می باشد. یکی از شاخص های آلاینده آب کل مواد جامد محلول TDS می باشد که حداکثر مطلوب آن در آب باید 1500 میلیگرم بر لیتر باشد. که در صورت زیاد بودن غلظت این پرامتر در آب بیماری هایی همچون مشکلات قلبی و عروقی استخوانی و  بیماریهاي کلیوي و کبدي
اسکلتی، امراض مخاطی و سرطان، تیروئید و بروز مشکلات ظاهري را در پی دارد. 

دیگر پارامتر مهم در ارزیابی کیفیت آب شرب سختی کل آب بوده که حداکثر مقدار آن ۵۰۰ میلیگرم بر لیتر بر حسب کربنات کلسیم می باشد که ار عوارض وجود سختی کل در آب  بیماریهاي کلیوي، ، معده و افزایش فشارخون و نیز بیماریهاي
آرتریواسکلروزیس ،
هیپرتنسیون هاي ناگهانی و مرگ سنگسازي در کلیه و مثانه در افراد حساس است. عموما به منظور گندزدایی آب از کلرزنی استفاده می شود که کلر خود باعث از بین رفتن میکروارگانیز های آلاینده آب می شود و از طرفی محصولات جانبی از جمله تری هالو متان ها و … را تولید می کنند. مقدار بهینه کلراید در آب آشامیدنی حداکثر ۲۵۰ میلیگرم بر لیتر می باشد و میزان کلر باقیمانده در آب ۵ ppm  است. از عوارض کلر در آب می توان ترکیب با مواد آلی موجود در آب، تشکیل ترکیباتی ها را می دهند همچون هالومتان به نام تري دهد که امروزه سرطانزایی آنها به اثبات رسیده است. بیماریهاي جنین و همچنین این آنیون باعث بروز سقط چشمی و مغز و اعصاب.

پارامتر مهم تاثیر گذار دیگری در کیفیت آب شرب ، میزان سدیم می باشد که حداکثر مجاز آن ۲۵۰ میلیگرم بر لیتر است. از عوارض سدیم غیر مجاز در آب می توان به این اشاره کرد که  در غلظت های بالاي این پارامتر امکان بروز مشکلات قلبی براي
انسان وجود دارد. افزایش سطح سدیم در سرخرگهاي کوچک و پارگی آنها، صدمه به مغز و چشم و غیره گردد.
 در پاره ای از موارد باعث مرگ خردسالان شده و منجر به صدمه نورگیلیایی می شود.
میزان سولفات در آب آشامیدنی باید کمتر از ۲۵۰ میلیگرم بر لیتر باشد تا برای سلامت انسان عارضه ای نداشته باشد و کیفیت آب شرب در حد استاندارد های مورد نظر باشد.  سولفات سدیم و منیزیم بعنوان مسهل روند بیناي بکار می روند. همچنین وجود سولفات در آب باعث بروز اسهال بویژه در کودکان میشود. در آب هم سولفید هیدروژن باعث طعم و بوي نامطبوع شده و حضور آن یکی از علل مهم اعتراض مصرف کنندگان است.

آزمايشات ميکروبي HPC ،کليفرم کل و کليفرم مدفوعي طبق روش استاندارد متد قابل انجام هستند. جهت آزمايش HPC ،محيط کشت R2A در دماي 36 درجه سانتيگراد به مدت 40 ساعت استفاده شد و سپس کلنيهاي تشکيل شده بر سطح آگار با استفاده از دستگاه کلني کانتر مدل Interscience 100 Scan ساخت کشور فرانسه شمارش می شوند. و به صورت واحد کلني در ميليليتر (CFU/mL) گزارش می شوند. سنجش باکتريهاي کلي فرم کل و مدفوعي نيز طبق روش تخمير چند لوله ايي بر
اساس استاندارد شماره 3762 موسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران انجام شد و نتايج به صورت MPN/100mL  گزارش می شوند.

 

 

استاندارد آب بویلر

استاندارد آب بویلر

استاندارد آب بویلر ، بستگی به پارامتر های شیمیایی و فیزیکی و فلزات سنگین موجود در نمونه آب دارد. از جمله این پارامتر ها می توان به سیلیس ، آلومینیوم ، آهن، منگنز،کلسیم،منیزیوم،آمونیاک،بی کربنات،کل املاح محلول،مس، روی، سختی کل،قلیائیت،پی اچ،اكسيژن خواهي شيميايي و مواد معلق اشاره کرد. تعیین مقدار بهینه این مواد در آزمایشگاه شیمی آب تعیین می گردد.

استاندارد آب بویلر

با توجه به اینکه کیفیت آب صنعتی در بسیاری از شرایط وجود ندارد باید نسبت به تهیه نصفیه و فیلتراسیون آب های مورد نظر برای سختی گیری و بهینه سازی کیفیت اقدام لازم را بعمل آورد. که البته در سختی گیری و فیلتراسیون و بهینه سازی آب برای استفاده در سیستم تاسیسات و بویفلر باید به این نکته دقت کرد که سختی گیر هایی که با سیستم تبادل یونی کار می کنند می توانند سختی آب را کاهش دهند اما باعث افزایش قلیائیت آب شده و همین امر باعث تغییر شاخص های خوردگی همچون ضریب ریزنار و لانزلیه می شود که همین عمر ابعث خوردگی سیستم تاسیسات شده و در صورتی که سیستم لوله کشی تاسیسات مورد نظر از جنس فلز آهن باشد ممکن است که با خورده شده آهن غلظت و کیفیت آب تغییر نموده و مورد الایندگی قرار بگیرد.

به منظور جلو گیری از ایجاد رسوب در جداره لوله های مبدل های حرارتی به آب برجهای خنک کننده اسید سولفوریک تزریق میشود، تا
مانع تجزیه بیکربناتهای محلول به کربناتهای غیر محلول و رسوب گردد.مقدار تزریق اسید توسط ضرایب اشباع لانگ لر و ریزنار صورت میگیرد. افزایش دما فعل و انفعال را به سمت راست سوق میدهد و کربنات کلسیم اضافی روی سطوح مبدل های حرارت رسوب مینماید.
زيان هاي ناشي از خوردگي در شبكه هاي تاسیسات و سیستم بویلر بسيار سنگين است. تخريب لولـه‌ها و مصالح ساختمان فقط از زيانهاي آب خورنده است زيرا ورود مواد حاصل از خورندگي آب نه تنها از كيفيت آن مي كاهد بلكه ممكن است خطرات جدي براي مصرف كنندگان نيز بوجود آورد، براي مثال مطالعات چند سال پيش كه بر روي آب بوستون صورت گرفت، نشان مي‌دهد كه مقدار مس 19% ، آهن 9% و سرب 65% بيشتر از مقادير استاندارد آب آشاميدني ارائه شده توسط سازمان بهداشت امريكا USPHS مي باشد و جالب است گفته شود كه بيشترين اين آلاينده‌ها ناشي از خوردگي شبكه توزيع مي باشد اين بررسي ها نشان مي دهد كه سرب موجود در خون رابطه مستقيم با ميزان سرب آب آشاميدني دارد.

 

 

استانداردهای جهانی آب آشامیدنی

استانداردهای جهانی آب آشامیدنی

از مهم ترین استانداردهای جهانی آب آشامیدنی می توان به  استاندارد epa آب آشامیدنی و استاندارد های آب آشامیدنی اتحادیه اروپا و سازمان بهداشت جهانی و استانداردهای آب آشامیدنی کشور استرالیا اشاره کرد که بعنوان منابع استاندارد داخلی ایران نیز برای آب آشامیدنی نیز مورد استفاده قرار می گیرند. برای کشور هایکه فاقد استاندارد آب شرب می باشند، سازمان بهداشت جهانی استاندارد هایی را در این زمنیه تدوین کرده است.مثلا در کشور چین استاندارد های آب آشامیدنی در سال ۲۰۰۲ توسط سازمان حفاظت محیط زیست چین تدوین گردیده است.

به طور کلی برای نمونه آب  آشامیدنی پارامتر هایی که بمنظور تعیین کیفیت آب مورد نظر است تقریبا در تمامی کشور های یکسان می باشد اما بحث و مجادله نظر بیشتر مربوط به مقادیر پارامتر های مختلف در کشور های مختلف می باشد. به طور مثل طبق استاندارد شماره ۱۰۵۳ سازمان ملی استاندارد ایران حداکثر مقدار مجاز آرسنیک در آب آشامیدنی باید ۱۰ ppb باشد ولی حداکثر مقدار مجاز آرسنیک در آب آِشامیدنی کشور چین 50 ppb می باشد. این درحالی است که استاندارد epa آب آشامیدنی و استاندارد آب آِشامیدنی اتحادیه اروپا مقدار حداکثر 10 ppb را برای آب  آشامیدنی را نظر گرفته اند.

مقایسه استانداردهای جهانی آب آشامیدنی

در جدول زیر مقایسه ای بین تعدادی از پارامتر های استاندارد های جهانی آب آشامیدنی شامل استاندارد epa آب آشامیدنی، استاندارد های آب سازمان بهداشت جهانی ، استاندارد های آب اتحادیه اروپا و استاندارد شماره ۱۰۵۳  ایران بیان می گردد. البته قابل ذکر است که روش های انجام آزمایش های آب در تمامی این استاندارد ها باید یکسان بوده و بر اساس استاندارد متد standard methods for the examination of water and wastewater می باشد که وابسته به سازمان بهداشت جهانی می باشد. به طور کلی برای تعیین کیفیت آب آشامیدنی ، باید کاتیون ها و آنیون های موجود در ترکیبات آب آنالیز شده که این پارامتر ها شامل : نیترات، نیتریت آمونیاک، سدیم،پتاسیم، کلسیم، منیزیوم، سختی کل، کلراید، فلوراید، سولفات، فسفات، آهن، کروم، مس، منگنز، سرب، روی، آرسنیک، جیوه و ترکیبات هیدروکربن های آب مورد آنالیز قرار بگیرند.

 

مقایسه استاندارد های جهانی

آب آشامیدنی

(ابعاد بر حساب میلیگرم بر لیتر)

استاندارد شماره ۱۰۵۳ ایران استاندارد epa آب آشامیدنی استاندارد های آب سازمان بهداشت جهانی  استاندارد آب اتحادیه اروپا
۱ آرسنيک Arsenic 0.01 0.01 0.01 0.01
۲ کروم Chromium 0.05 0.01 0.05 0.05
۳ کادميم Cadmium 0.003 0.005 0.003 0.005
۴ نیترات Nitrate 50 50 50 50
۵ سدیم Sodium 250 200 200 250
۶ فلوراید fluoride 1.5 4 1.5 1.5
۷ سختی کل Total Hardness 200 75 100 200
۸ کلسیم Calcium 300 200 200 300
۹ سلنیوم Selenium 0.04 0.05 0.01 0.04
جیوه Mercury 0.006 0.002 0.001 0.006

مقایسه روش های گندزدایی آب استخر

مقایسه روش های گندزدایی آب استخر

مقایسه روش های گندزدایی آب استخر از بين HOCl، ClO2 ، O3 و کلرآمین به صورت زیر در PH برابر 6.8 تا 7 با توجه به حجم آب استخر به صورت زیر پیشنهاد می گردد.

مقایسه روش های گندزدایی آب استخر

اسيد هيپوکلرو در مقایسه با سایر گندزداها از نظر حذف ویروس، کيست آميبها و اسپور باکتری ها از جمله ازن و دي اکسيد کلر کمتر مؤثر است. یون هيپوکلریت نسبت به اسيد هيپوکلرو کمتر مؤثر است و قدرت گندزدایي منوکلرآمين با فاکتور زمان رابطه مستقيمي دارد. اسيد هيپوکلرو، یكي از دو نوع کلر باقيمانده، مؤثرترین عامل گندزدا در دسترس است. در صورتي که اثر گندزدایي یون هيپوکلریت یک صدم اسيد هيپوکلرو است.

مقایسه روش های گندزدایی آب استخر

بنابراین اگر مقدار کلر جهت گندزدائی به حد لزوم مصرف نشود گندزدائی ناقص خواهد بود و چنانچه در آب ميكروب های اسپوردار وجود داشته باشد از بين نمی روند. در موقع وجود باکتری های اسپوردار در آب باید زمان تماس را افزایش داد تا کلر بتواند روی اسپورها تاثير خوبی داشته باشد. بر اساس مدل زیر مدت زمان لازم برای حذف 99تا100درصد ميكروارگانيسم ها بوسيله کلر را نشان داده شده است.

  گونه                              زمان حذف                              PH                   دما(C)               کلر(ppm)

اشرشيا كلي                          تا ۶۰ ثانیه                         ۷                       ۲۵                   0.08-0.12
استافيلو كوکوس                       ۶۰ ثانیه                          ۷                       ۲۵                   0.08-0.12
سالمونلا تيفي                         ۶۰ ثانیه                          ۷                       ۲۵                    0.08-0.12
آدنو ويروس                             تا ۱۶ ثانیه                        ۷                       ۲۵                    0.08-0.12
كوكساكي ويروس                    ۲۴۰ ثانیه                         ۷                       ۲۵                    0.08-0.12
كيست آنتامبا هيستولتيكا         ۱۵۰ دقیقه                        ۷                       ۲۵                    0.08-0.12 
اسپور باسيل آنتراكس              ۳۶۰ دقیقه                        ۷                       ۲۵                    0.08-0.12                      

اشرشيا كلي                          تا ۶۰ ثانیه                         ۷                      ۴                      0.08-0.1
سالمونلا تيفي                        تا ۶۰ ثانیه                        ۷                       ۴                      0.08-0.1
آدنو ويروس                             تا ۲۲ ثانیه                       ۷                       ۴                      0.08-0.1
كوكساكي ويروس                     ۴۰ دقیقه                        ۷                       ۴                      0.08-0.1
كيست آنتامبا هيستولتيكا         ۶۳۰ دقیقه                        ۷                       ۴                      0.08-0.1 
اسپور باسيل آنتراكس              ۲۴ ساعت                        ۷                       ۴                      0.08-0.1  

اشرشيا كلي                          ۱۸۰ ثانیه                       ۸/۵                    ۲۵                      0.08-0.14
سالمونلا تيفي                        ۱۸۰ ثانیه                       ۸/۵                    ۲۵                      0.08-0.14
آدنو ويروس                             ۱۳۰ ثانیه                       ۹                      ۲۵                      0.08-0.14
كوكساكي ويروس                     ۱۰ دقیقه                      ۹                      ۲۵                      0.08-0.14

اشرشيا كلي                          ۳۰۰ ثانیه                       ۸/۵                    ۴                          0.14
سالمونلا تيفي                        ۱۰ دقیقه                       ۹/۸                    ۴                          0.4
آدنو ويروس                             ۱۳۰ ثانیه                       ۹                      ۴                          0.14
كوكساكي ويروس                     ۴۵ دقیقه                       ۹                      ۴                          ۱   

شکل های مختلف نیتروژن در فاضلاب

شکل های مختلف نیتروژن در فاضلاب

شکل های مختلف نیتروژن در فاضلاب بر اساس نمودار زیر  شامل كل نيتـروژن كجـدال (TKN) ،  اندازه گيري مجموع نيتروژن آلي و آمونياكي مي باشد.  تقريباً 70-60درصد غلظـت TKN ورودي بصورت آمونياك است كه بطور سريع براي سنتز باكتري و نيتريفيكاسيون قابل استفاده اسـت.

شکل های مختلف نیتروژن در فاضلاب

نيتروژن آلي به هر دو شكل محلول و ذره اي مي باشد كه مقداري از هر كدام از اينها، غير قابل تجزيه بيولوژيكي مي باشد. نيتروژن آلي قابل تجزيه ذره اي نـسبت بـه نيتـروژن آلـي قابـل تجزيـه محلـول، آهسته تر حذف مي شود؛ زيرا ابتدا يك واكنش هيدروليز نياز اسـت. نيتـروژن آلـي غيـر قابـل تجزيـه تقريباً 6درصد VSSغير قابل تجزيه بر حسب CODفاضـلاب ورودي در نظـر گرفتـه مـي شـود نيتروژن ذره اي غير قابل تجزيه در فلاك لجن فعال به دام مـي افتـد و در لجن دفعي وجود دارد؛ اما نيتروژن غير قابل تجزيه محلول در پساب خروجي زلال ساز ثانويه يافت مي شود. نيتروژن محلول غير قابل تجزيه در غلظت نيتروژن كل خروجي حضور دارد و نـسبت كـوچكي از غلظت TKNفاضلاب ورودي را شامل مي شود. غلظت نيتـروژن آلـي غيـر قابـل تجزيه در فاضلاب شهري معمولاً محـدوده اي از 1-2 میلی گرم لیتر برحـسب نيتـروژن اسـت. همچنين اين امكان وجود دارد كه بخشي از نيتروژن آلي غير قابـل تجزيـه محلـول از تنفس خودتخريبي توليد شود. تحقيق بيشتر براي فهم كامل منابع و عوامل موثر بر نيتروژن آلـي غيـر قابل تجزيه مورد نياز است.

مقدار قليائيت يك مشخصه مهم فاضلاب مي باشد كـه بـر عملكـرد فرآينـدهاي بيولـوژيكي نيتريفيكاسيون موثر است. قليائيت كافي براي دستيابي به نيتريفيكاسيون كامـل مـورد نيـاز اسـت. در بعضي موارد كه نمونه فاضلاب در دسترس نيست، قليائيت كل فاضلاب از طريق اطلاعـات مربـوط بـه قليائيت آب آشاميدني بعلاوه قليائيت حاصل از مصارف شهري تخمين زده مي شود.

روشهاي اندازه گيري شکل های مختلف نیتروژن در فاضلاب

روشـهاي مخـصوصي بـراي انـدازه گيـري nbVSS ، rbCODو نيتـروژن آلـي محلـول (sON)و نيتروژن آلي غير قابل تجزيه بيولوژيكي nbON در فاضلاب مورد استفاده اسـت. براي اندازه گیری  شکل های مختلف نیتروژن در فاضلاب،  تركيبات نيتروژنه، غلظت نيتـروژن آلـي محلـول از نظـر اثـر آن بـر غلظـت نيتروژن كل پساب خروجي مورد توجه است. نمونه صاف شده پساب خروجي طرح يا از راكتور تـصفيه در مقياس آزمايشگاهي را مي توان براي تعيين غلظت نيتروژن آلي محلـول پـساب خروجـي اسـتفاده
كرد كه بوسيله تفاوت بين غلظت
TKNنمونه صاف شده و غلظت آمونياك خروجي انجام مـي شـود. نيتروژن آلي محلول غير قابل تجزيه بيولوژيكيnbsON را نمي توان بطور مستقيم بدست آورد؛ اما از نقطه نظر عملي و با توجه به غلظت نيتروژن آلي محلول خروجي، كل غلظت نيتروژن آلـي محلـول خروجي معمولاً اطلاعات كافي را فراهم مي كند. نيتـروژن آلـي ذره اي غيـر قابـل تجزيـه بيولـوژيكي nbpON را مي توان بوسيله آزمايش VSSورودي براي نيتروژن آلي برآورد كرد و ميزان nbVSS را تخمين زد. نسبت نيتروژن موجود در VSSبصورت زير است.

شکل های مختلف نیتروژن در فاضلاب

Fn  = نسبت نيتروژن آلي موجود در g N/g VSS

TKN = غلظت كلTKN ، mg/l

sON =غلظت نيتروژن آلي (فيلتر شده) محلول  g/m3

nbpON =  غلظت نيتروژن آلي ذره اي غير قابل تجزيه بيولوژيكي ،  g/m3

 

آنالیز آب

آنالیز آب

آنالیز آب ، شامل بررسی میکروبی، شیمیایی ، فیزیکی و فلزات سنگین نمونه های آب آشامیدنی، نمونه آب استخر ، نمونه آب دریا ها و رودخانه می باشد. که این پارامتر ها بر حسب کاربری آب مورد نظر متفاوت بوده و پارامتر های کیفی شیمیایی و میکروبی متفاوتی را شامل می شود. آنالیز آب از لحاظ شیمیایی شامل بررسی غلظت کاتیون ها و آنیون های آب مانند سولفات، نیترات، نیتریت، آمونیاک ، کلراید، سدیم ، پتاسیم ، سیلیس ، سختی آب و آنالیز میکروبی آب شامل بررسی پرارامتر هایی همچون توتال کلی فرم و فیکال کلیفرم و باکتری های آلاینده آب و همچنین فلزات سنگین آلاینده آب می باشد.

كل جامدات در آب به دو صورت جامدات معلق و محلول وجود دارند؛ جامدات معلق در آب شامل مواد معدني مانند شن؛ سيلت و ديگر تركيبات خاك و موادآ لي شامل فيبرهاي گياهي؛ جلبكها و باكتريها ميباشند. كل جامدات محلول TDS در آب  آشاميدني شامل نمكهاي معدني با غلظت كمي از مواد آلي ميباشند كه يونهاي اصلي تشكيل دهنده جامدات محلول كربنات ،بيكربنات كلرايد،سولفات،نيترات،سديم، پتاسيم، كلسيم و منيزيم ميباشند. 

رنگ آب نيز از پارامترهايي است كه از نظر زيباشناختي داراي اهميت است. اگر آب رنگي باشد، مردم به طور غيرارادي از استفاده آن پرهيز ميكنند، حتي اگر كاملا از نظر بهداشت عمومي سالم باشد. رنگ معمولا بوسيله مواد آلي از قبيل جلبكها يا تركيبات هيوميك يا مواد محلولي مثل آهن ايجاد ميشود. به آبي سخت گفته ميشود كه داراي مقادير بالاي مواد محلول
(يونهاي فلزي) باشد. اين يونها عمدتا شامل
 کلسیم و منیزیم  می باشد.

در تصفيه آب، همچنين در گندزدايي و كنترل خوردگي pHداراي اهميت ميباشد. سرعت خوردگي آب بستگي زيادي به pHآب دارد. گاز كلر معمولا به صورت محلول جهت گندزدايي آب مورد استفاده قرار ميگيرد و در آب بدون آمونياك به اسيد هيپوكلرو( HOCl) و يون هيپوكلريت OCl هيدروليز ميشود. اسيد هيپوكلرو در آب معمولا به عنوان كلر آزاد باقيمانده شناخته ميشود.

گاز كلر محلول در آب يك عامل اكسيدكننده است و ميتواند مشكلاتي نظير خوردگي ، فرسايش و انحلال مواد لوله هاي شبكه
آبرساني را در پي داشته باشد. يون كلر مهمترين آنيون مهاجم آب است و باعث تشديد خوردگي ميشود. براي تعيين ميزان خورنده يا رسوبگذار بودن آب به پارامترهاي قليائيت و سختي كلسيمي نياز است. قليائيت نمايانگر ظرفيت آب براي خنثي كردن اسيد افزوده شده تا رسيدن به
pHحدود 4.5است.

در فرايند تصفيه آب،كدورت اهميت زيادي دارد، بويژه اينكه تيره بودن آب از نظر زيباشناختي آزاردهنده است و همچنين حضور ذرات كلوئيدي ريز حذف يا غير فعالسازي ارگانيسمهاي بيماريزا را دشوار ميسازد.

 

آنالیز مشخصات فاضلاب

آنالیز مشخصات فاضلاب

در طراحي فرآيند لجن فعال ، آنالیز مشخصات فاضلاب درای اهمیت است. آنالیز پساب در طراحی پارامتر های حجم حوض هـوادهي ،حجـم توليـد لجـن ،حجـماكسيژن مورد نياز و غلظت پارامترهاي مهم پساب خروجي تاثیر گذار است. براي طراحي مناسب فرآيند لجـن فعال، آنالیز مشخصات فاضلاب شايد حياتي ترين مرحله فرآيند باشد. توصيف ويژگـي هـاي فاضـلاب در فرآيندهاي حذف بيولوژيكي مواد مغذي براي پيش بيني عملكرد ضروري است. تعيـين مشخـصات فاضلاب بخش مهمي در ارزيابي تاسيسات موجود براي بهينه سازي عملكـرد و ظرفيـت تـصفيه قابـل استفاده مي باشد. همچنين تعيين مشخصات جريان شامل تغييرات جريـان هـواي مرطـوب، فـصلي و روزانه مهم است. بدون تعيين مشخصات كامل فاضلاب ممكن است تاسيسات بيش از حد و يا كمتر از حد معمول طراحي و باعث تصفيه نامناسب يا غير مؤثر شود.

آنالیز مشخصات فاضلاب براي طراحي فرآيند

مشخصات مهم فاضلاب در طراحي فرآيند لجن فعال را مي توان به گروههاي زيـر تقـسيم كـرد:

  • مـواد آلي كربناته
  • تركيبات نيتروژنه
  • تركيبات فسفره
  • جامدات معلق كل و فرار  TSS و VSS
  • قليائيـت.

تركيبات متداول فاضلاب كه براي استفاده در طراحي فرآيندهاي تصفيه فاضـلاب انـدازه گيـري شـده است، در جدول زیر ذکر شده است.اطلاعات اضافي براي طراحي فرآيند حذف بيولـوژيكي مـواد مغـذي و يـا بـراي ارزيابي ظرفيت سيستم موجود مـورد نيـاز اسـت. 

آنالیز مشخصات فاضلاب شهری

 

اصطلاحات آنالیز مشخصات فاضلاب

BOD :  كل حجم مورد نياز اكسيژن بيوشيميايي 5روزه
sBOD : حجم مورد نياز اكسيژن بيوشيميايي 5روزه محلول
UBOD : حجم مورد نياز اكسيژن بيوشيميايي نهايي

COD : كل حجم مورد نياز اكسيژن شيميايي
bCOD : حجم مورد نياز اكسيژن شيميايي قابل تجزيه بيولوژيكي
pCOD : حجم مورد نياز اكسيژن شيميايي ذره اي
sCOD : حجم مورد نياز اكسيژن شيميايي محلول

nbCOD : حجم مورد نياز اكسيژن شيميايي غير قابل تجزيه بيولوژيكي
rbCOD : حجم مورد نياز اكسيژن شيميايي قابل تجزيه بيولوژيكي سريع
rbsCOD : حجم مورد نياز اكسيژن شيميايي محلول قابل تجزيه بيولوژيكي سريع
sbCOD : حجم مورد نياز اكسيژن شيميايي قابل تجزيه آهسته

bpCOD : حجم مورد نياز اكسيژن شيميايي ذره اي قابل تجزيه بيولوژيكي
nbpCOD : حجم مورد نياز اكسيژن شيميايي ذره اي غير قابل تجزيه بيولوژيكي
nbsCOD : حجم مورد نياز اكسيژن شيميايي محلول غير قابل تجزيه بيولوژيكي

TN : كل نيتروژن كجدال
bTKNكل نيتروژن كجدال قابل تجزيه بيولوژيكي
sTKN : كل نيتروژن كجدال محلول
ON : نيتروژن آلي

BON : نيتروژن آلي قابل تجزيه بيولوژيكي
nbON : نيتروژن آلي غير قابل تجزيه بيولوژيكي
pON : نيتروژن آلي ذره اي

nbpON : نيتروژن آلي ذره اي غير قابل تجزيه بيولوژيكي
sON : نيتروژن آلي محلول
nbsON : نيتروژن آلي محلول غير قابل تجزيه بيولوژيكي

TSS : كل جامدات معلق
VSS : جامدات معلق فرار
nbVSS : جامدات معلق فرار غير قابل تجزيه بيولوژيكي
iTSS : كل جامدات معلق خنثي

آنالیز مشخصات فاضلاب

منحنی رشد باکتری های فاضلاب

منحنی رشد باکتری های فاضلاب

در توضيح متابوليسم منحنی رشد باکتری های فاضلاب ، همزمان با مصرف سوبسترا توسـط ميكروارگانيـسمهـا و انجـام واكنش هاي اكسيد و احياء ، رشد با توليد سلولهاي اضافي اتفاق مي افتد. بنـابراين در تـصفيه فاضـلاب همزمان با اينكه سوبسترا در فاضلاب مصرف و تجزيه بيولوژيكي مي شود جرم سـلولي بطـور پيوسـته توليد مي شود. 

باكتريها مي توانند بصورت تقسيم دوتايي، شكل غير جنسي يا با جوانه زدن تكثيـر پيدا كنند. بطور معمول آنها به روش تقسيم دوتايي تكثير مي يابند؛ بطوريكه سلول اوليه به دو ارگانيسم جديد تبديل مي شود. زمان مورد نياز براي هر تقسيم كه تحت عنوان زمان تكثير نام دارد، مـي توانـد از چند روز تا كمتر از 20دقيقه متفاوت باشد. براي مثال اگر زمان تكثير 30دقيقه باشد، يك باكتري بعد از 12ساعت تبديل به  16777216 (بعبارتي 224) عدد باكتري مي شود. وزن يك سلول بـا فـرض باكتري كروي شكل با قطر 1 ميكرون  است. جرم بـاكتري در طول 12ساعت تقريباٌ  8.4ميكروگرم مي شود. بنابراين تعداد سلولها در مقايسه با جـرم
آنها نسبتاً زياد است. اين تغيير سرعت در جرم سلولي بـا گذشـت زمـان يـك مثـال فرضـي اسـت. منحنی رشد باکتری های فاضلاب در سيستم هاي تصفيه بيولوژيكي، بدليل محدوديت هاي محيطي مانند در دسترس نبودن سوبسترا و مواد مغذي، بصورت نامحدود به تكثير ادامه نمي دهد.

منحنی رشد باکتری های فاضلاب

همانطور كه در شكل بالا نشان داده شده است، رشد باكتري در راكتـور منقطـع ، بوسـيله فازهـاي مشخص تقسيم بندي ميشود. منحني هاي نشان داده شده در شكل بالا بيـانگر ايـن اسـت كـه چـه اتفاقي در يك راكتور منقطع صورت مي گيرد. در زمان صفر، سوبسترا و مـواد مغـذي بـه مقـدار زيـاد وجود دارد و فقط جمعيت كمي از جرم سلولي وجود دارد . همزمان با مصرف شـدن سوبـسترا، 4فـاز مشخص رشد بصورت متوالي ايجاد ميشود :

  1. فاز رشد تـأخيري : در منحنی رشد باکتری های فاضلاب ، فـاز تـأخيري تـا زمـان اضـافه شـدن بيـومس بيـانگر زمـان مـورد نيـاز بـراي ميكروارگانيسم ها در تطبيق با محيط جديد خود مي باشد . اين فـاز قبـل از انجـام تقـسيم سـلولي و توليد بيومس است. در حين فاز تأخيري ، القاء آنزيم ممكن است انجام شود و يـا سـلولها بـا تغييـرات شوري ، pH يا دما انطباق پيدا كنند . افزايش مقدار ظاهري فاز تاخيري ممكـن اسـت بـدليل غلظـت بيومس كم در شروع فعاليت تكثير باشد.
  2. فاز رشد لگاريتمي :در حين فاز رشد لگاريتمي، سلولهاي باكتري با سـرعت مـاكزيمم تكثيـر مـي يابند ؛ زيرا هيچ محدوديتي ناشي از ميزان سوبسترا و مواد مغـذي وجـود نـدارد. منحنـي رشـد جـرم سلولي در اين فاز بصورت لگاريتمي افزايش مي يابد. در حضور سوبسترا و مواد مغذي نامحدود ، تنهـا عاملي كه بر رشد لگاريتمي تأثير دارد، دما مي باشد.
  3. فاز ثابت: در طول اين فاز، غلظت جرم سلولي بطور نسبي با گذشت زمان ثابـت مـي مانـد. در ايـن فاز، رشد باكتري از حالت لگاريتمي طولاني تر نيست و ميزان رشد بوسيله مرگ سـلولها متـوازن مـي شود.
  4. فاز مرگ و مير: سوبسترا در فاز مرگ و مير كاهش يافته است؛ بطوريكه هـيچ رشـدي اتفـاق نمـي افتد و تغيير در غلظت جرم سلولي بدليل مرگ سلولي است. كاهش لگاريتمي در غلظت جرم سـلولي، اغلب مشاهده ميشود؛ بطوريكه بخش تقريباً ثابتي از غلظت جرم سلولي باقيمانـده روزانه كـاهش مـي يابد.

رشد باكتريايي و بازده بيومس

در فرآيندهاي تصفيه بيولوژيكي ، رشد سـلولي همـانطور كـه در منحنی رشد باکتری های فاضلاب توضـيح داده شـد ، همزمـان بـا اكسيداسيون تركيبات آلي و غير آلي اتفاق مي افتد. نسبت حجم بيومس توليدي به حجم سوبـستراي مصرفي (گرم بيومس به گرم سوبسترا) بعنوان بازده بيومس تعريف مي شود و معمولاً به صورت دهنده الكترون مورد استفاده ، تعريف مي شود :

(سوبستراي مصرف شده بر گرم) / (جرم سلولي توليدي برحسب گرم) = Y

براي مثال بازده در واكنش هاي هتروتروفيك هوازي با سوبستراي آلـي بـصورت جـرم سـلولي توليـدي برحسب گرم به سوبسترا آلي تعريف مي شود و در نيتريفيكاسيون ، بازده بصورت جرم سلولي (گـرم) به نيتروژن آمونياكي (گرم) تعريف مي شود و در تجزيه اسيدهاي چرب فرار براي توليـد متـان بـه روش بي هوازي، بازده برابر VFAمصرفي (گرم)/ جرم سلولي(گرم)است. در محلهايي كه تركيبات خاصي مانند آمونياك ، اندازه گيري و شناسايي شده است، بازده بصورت حجم تركيـب مـورد اسـتفاده انـدازه  گيري مي شود.

براي تصفيه هوازي يا بـي هـوازي فاضـلاب شـهري و صـنعتي حـاوي مقـدار زيـادي تركيبات آلي، بازده براساس پارامترهاي قابل اندازه گيري منعكس كننـده مـصرف تركيـب آلـي كلـي مانند COD يا BOD تعيين ميشود. بنابراين، بازده برابـر جـرم سـلولي توليـدي برحـسب گـرم بـه COD حذف شده يا جرم سلولي توليدي بر حسب گرم به BODحذف شده خواهد بود.

 

باکتری های تصفیه فاضلاب

باکتری های تصفیه فاضلاب

باکتری های تصفیه فاضلاب ، شامل جمعيت مخلوطي از ميكروارگانيسم ها بـا تنـوع گـسترده است و فقط باکتری ها عمل تصفیه را انجام نمی دهند بلکه باكتري ها ، پروتوزوئر ها ، قارچ ها ، روتيفرها و احتمالاً جلبك ها نیز درگیـرتصفیه هستند.اساس طراحي فرآيندهاي تصفيه بيولوژيكي يا انتخاب نوع فرآيند بيولـوژيكي مـورد اسـتفاده بـه فهـم فعاليتهاي بيو شيميايي ميكروارگانيسم ها وابسته است. تقسيم بندي ميكروارگانيسم ها بر اساس منبـع كربن سلولي، دهنده الكترون، پذيرنده الكترون و محصولات نهايي در جدول زیر خلاصه شـده اسـت.

باکتری های تصفیه فاضلاب


ميكروارگانيسم هاي مختلف مي تواننـد محـدوده وسـيعي از گيرنـده هـاي الكتـرون شـامل اكـسيژن، نيتريت، نيترات، آهن سه ظرفيتي، سولفات و تركيبات آلي و دي اكسيد كربن را استفاده كننـد. طـرح كلي برخي از انواع متداول متابوليسم باكتريايي در شكل زیر آمده است كه نشان دهنده منبـع كـربن سلول و منبع توليد انرژي مي باشد.

باکتری های تصفیه فاضلاب

دو موضوع مهم كه در اين قسمت به آن توجه شده است، عبارتند از:

  1. نيازهاي مواد غذايي عمومي ميكروارگانيسم هايي كه بطور معمـول در تـصفيه فاضـلاب كـاربرد دارد.
  2. طبيعت متابوليسم ميكروبي بر اساس نياز به اكسيژن مولكولي

منبع كربن و انرژي براي رشد ميكروبي

يك ارگانيسم به منظور تكثير و عملكرد مناسب بايد منبع انرژي، كربن براي سنتز مواد سلولي جديـد و عناصر غير آلي(مغذي) مانند نيتروژن، فسفر، سولفور، پتاسيم، كلسيم و منيزيم داشـته باشـد. مـواد مغذي آلي نيز(عوامل رشد) ممكن است براي سنتز سـلولي مـصرف شـود. منبـع كـربن و انـرژي كـه معمولاً بعنوان سوبسترا مطرح ميشوند و نيازهاي غذايي و عوامل رشد براي انواع مختلف ارگانيسم ها است.

منابع كربن: ميكروارگانيسم ها، كربن را براي رشد سلولي از مواد آلي يا دي اكسيد كربن بدست مـي آورند. ارگانيسم هايي كه از كربن آلي براي تشكيل سـلولهاي جديـد اسـتفاده مـي كننـد، هتروتـروف ناميده مي شود؛ در حاليكه ارگانيسم هايي كه كربن سلولي را از دي اكسيد كربن مي گيرند، اتـوتروف نام دارد. تبديل دي اكسيد كربن به تركيبات كربن سلولي نياز به فرآيند احياء دارد كه نيازمند مصرف انرژي است. بنابراين ارگانيسم هاي اتوتروف نسبت به هتروتروف ها بايـد بيـشتر انـرژي خـود را بـراي سنتز مصرف كنند كه در نتيجه معمولاً بازده پايين تري در توليد جرم سلولي و سرعتهاي رشد دارند.

منابع انرژي باکتری های تصفیه فاضلاب :

انرژي مورد نياز براي سنتز سلولي ممكـن اسـت از طريـق نـور خورشـيد و يـا واكـنش اكسيداسيون شيميايي تهيه شود.باكتريها براي كسب انرژي، مواد آلي يا معدني را اكـسيد مـيكننـد. ارگانيسم هايي كه قادر به استفاده نور بعنوان منبـع انـرژي مـي باشـند، فتـوتروف ناميـده مـي شـود. ارگانيسم هاي فتوتروف ممكن است هتروتروف(مانند باكتري احياء كننده گوگردي SRB ) يا اتوتروف (آلگ و باكتري فتوسنتتيك) باشند. باکتری های تصفیه فاضلاب و ارگانيسمهايي موجود در سیستم تصفیه كه انرژي خود را از واكنشهاي شيميايي بدست مي آورند، تحت عنوان شيميوتروف ها شناخته مي شوند. فتوتروف ها مانند شيميوتروف ها نيز ممكن اسـت هتروتروف (مانند پروتزوئر، قارچ و بيشتر باكتريها) و يا اتـوتروف (ماننـد باكتريهـاي نيتريفـاير) باشـند.

شيميواتوتروف ها، انرژي را از اكسيداسيون تركيبات غير آلي احيـاء شـده ماننـد آمونيـاك ، نيتريـت ، آهن فروس و سولفيد بدست مي آورند. شـيميوهتروتروف هـا معمـولاً انـرژي خـود را از اكـسيداسيون تركيبات آلي بدست مي آورند. واكنش هاي شيميايي توليـد كننـده انـرژي در شـيميوتروفها، واكـنش هاي اكسيد و احياء مي باشد كه شامل انتقال الكترون از يك دهنده الكترون به يك گيرنـده الكتـرون است. دهنده الكترون اكسيد و گيرنده الكترون احياء مي شود. گيرنده و دهنده الكتـرون بـا توجـه بـه ميكروارگانيسم مي تواند تركيبات آلي يا غير آلي باشد. گيرنده الكترون ممكن اسـت در داخـل سـلول در حين متابوليـسم (آنـدوژنز) قابـل اسـتفاده باشـد و يـا از بيـرون سـلول (ماننـد اكـسيژن محلـول)باشد. اگزوژنز، ارگانيسم هايي كه توليد انرژي در آنها با انتقال الكترون به يك گيرنده الكترون خارجي توسط يك آنزيم صورت ميگيرد، در اصـطلاح متابوليـسم تنفـسي دارنـد. هنگاميكـه از يـك گيرنـدهالكترون داخلي استفاده شود، فرآيند را متابوليسم تخميري مينامند كـه بـازده انـرژي مـوثر كمتـري
نسبت به فرآيند تنفسي دارد. ارگانيسم هاي هتروتروف كه بطور كامل تخميـر كننـده هـستند، بـازده سلولي و سرعتهاي رشد كمتري نسبت به هتروتروفهاي تنفسي دارد.

هنگاميكه باکتری های تصفیه فاضلاب ، اكسيژن را بعنوان گيرنده الكترون استفاده می کنند، واكنش هوازي ناميده مي شود و واكنـشهايي كه شامل ساير گيرنده هاي الكترون است ، بعنوان بي هوازي مطرح شده اند. عبـارت انوكـسيك بـراي متمايز كردن استفاده از نيترات يا نيتريت بعنوان گيرنده نهايي الكترون از ساير مواد تحت شـرايط بـي هوازي بكاربرده مي شود . احياء نيتريت يا نيترات تحت شرايط انوكسيك به گـاز نيتـروژن انجـام مـي شود و اين واكنش تحت عنوان دنيتريفيكاسيون بيولوژيكي نيز عنوان شده است. باکتری های تصفیه فاضلاب و ارگانيـسم هـايي كـه نيازهاي انرژي خود را فقط با اكسيژن بدست مي آورند ، ميكروارگانيسم هاي هوازي اجباري نام دارند. تعدادي از باكتريها مي توانند از اكسيژن يا هنگامي كه اكسيژن در دسترس نباشد، از نيتريت / نيترات بعنوان گيرنده الكترون استفاده كنند. اين باکتری های تصفیه فاضلاب را باكتري هوازي اختياري ناميده مي شود. ارگانيـسم هايي كه انرژي را از طريق تخمير توليد مي كنند و فقط در محـيط فاقـد اكـسيژن وجـود دارنـد، بـي
هوازي اجباري مي باشد . بي هوازيهاي اختياري توانايي رشد در حضور و يا غياب اكـسيژن مولكـولي را دارند و بر اساس توانايي متابوليكي آنها به دو زير گروه تقسيم مي شوند. بي هوازيهاي اختياري واقعـي كه با توجه به حضور يا غياب اكسيژن مولكولي مي تواننـد از حالـت اختيـاري بـه متابوليـسم تنفـسي هوازي تغيير پيدا كنند. بي هوازيهاي آئروتولرانت ،
متابوليسم كاملاً تخميـري دارنـد؛ ولـي بـه حـضور اكسيژن مولكولي نسبتاً غير حساس مي باشند.

 

فرآیند نیتریفیکاسیون

فرآیند نیتریفیکاسیون

فرآیند نیتریفیکاسیون ،طی فرآیند تصفیه فاضلاب اتفاق می افتد که طی نيتريفيكاسيون براي توصيف فرآيند بيولوژيكي دو مرحله اي اسـت كـه آمونيـاك به نيتريت و نيتريت به نيترات اكسيد مي شود. نياز به فرآیند نیتریفیکاسیون در تـصفيه فاضـلاب بـه دليـل ملاحظات كيفي آب است. اين ملاحظات عبارتند از:

  • اثر آمونياك بر آبهـاي دريافـت كننـده از نظـر تغيير در غلظت اكسيژن محلول و سميت براي ماهي ها
  • نياز به فراهم كردن حـذف نيتـروژن بـراي كنترل اتروفيكاسيون 
  • نياز به كنتـرل نيتـروژن بـه منظـور بازيافـت آب شـامل تخليـه بـه آبهـاي زيرزميني است.

ماكزيمم سطح آلـودگي آب آشـاميدني MCL بـراي نيتـروژن نيتراته 45 mg/lبر حسب نيترات و 10 mg/lبرحـسب ازت مـي باشـد. غلظـت كـل نيتـروژن آلـي و نيتروژن آمونياكي فاضلابهاي شهري معمولاً در محدوده 25-45 mg/l برحسب نيتروژن با دبـي 450
ليتر بازاي هر نفر در روز است. در بـسياري از نـواحي دنيـا كـه داراي منابع آبي محدود هستند، غلظت نيتروژن كل بـيش از 200 
mg/l برحـسب ازت در فاضـلاب شـهري اندازه گيري شده است.

توصيف فرآیند نیتریفیکاسیون

همزمان با حذف BOD نيتريفيكاسيون مي تواند در هـر دو فرآينـد بيولـوژيكي رشـد معلـق و رشـد چسبيده انجام شود. يك روش متداولتر در فرآيندهاي رشد معلـق بـراي رسـيدن بـه نيتريفيكاسـيون همراه با حذف BODمشابه فرآيند لجن يك مرحله اي شـامل تانـك هـوادهي، زلال سـاز و سيـستم برگشت لجن است.

فرآیند نیتریفیکاسیون

در مواردي كه پتانـسيل حـضور مـواد آلـي بازدارنـده و سمي وجود دارد، يك سيستم رشد معلق با لجن دو مرحله اي ممكن اسـت مـورد توجـه قـرار گيـرد. سيستم لجن دومرحله اي شامل دو تانك هوادهي و دو زلال ساز بصورت سري است كـه بـراي حـذف ، BODواحد تانك هوادهي و زلال ساز اوليه با SRTكوتاه بهره بـرداري مـي شـود. BODو مـواد سمي در واحد اول حذف مي شود؛ بطوريكه نيتريفيكاسيون بدون هيچ مانعي در مرحله دوم انجام مي شود. قسمتي از فاضلاب ورودي معمولاً به سيستم لجن مرحله دوم برگشت داده مـي شـود تـا حجـم كافي از جامدات را براي لخته سازي و زلال سازي موثر جامدات فراهم كند. بـدليل اينكـه باكتريهـاي نيتريفيكاسيون رشد خيلي كمتري نسبت به باكتريهاي هتروتروف دارند، سيـستمهاي دارای فرآیند نیتریفیکاسیون  معمولاً با زمانهاي هيدروليكي و زمان ماند جامدات بيشتري نسبت به سيستمهاي حـذف BODتنهـا
طراحي مي شود.
در سيستم هاي رشد چسبيده مورد استفاده براي نيتريفيكاسيون، بيشتر
BOD بايـد قبـل از تثبيـت ارگانيسم هاي نيتريفاير حذف شود. باكتري هاي هتروتروف داراي بازده جرم سلولي بيشتر و بنـابراين مي توانـد در مـساحت سـطح سيـستم فـيلم ثابـت نـسبت بـه بـاكتري هـاي نيتريفـاير غالـب شـود نيتريفيكاسيون در يك راكتور رشد چـسبيده بعـد از حـذف BOD و يـا در سيـستم رشـد چـسبيده جداگانه كه بطور ويژه براي نيتريفيكاسيون طراحي شده است، انجام مي شود

ميكروبيولوژي  فرآیند نیتریفیکاسیون

باكتريهاي اتوتروف هوازي مسئول نيتريفيكاسيون در فرآيندهاي لجن فعال و بيوفيلم اسـت. همـانطور كه در بالا اشاره شد، نيتريفيكاسيون يك فرآيند دو مرحله اي شامل دو گروه باكتري است. در مرحلـه اول، آمونياك توسط يك گروه از باكتري هاي اتوتروف به نيتريـت اكـسيد مـي شـود. در مرحلـه دوم، نيتريت توسط گروه ديگري از باكتريهاي اتوتروف به نيترات تبديل مي شود. بايـد توجـه نمـود كـه دو گـروه بـاكتري اتـوتروف، بطـور كامـل متفـاوت وجـود دارد. جنس باكتري كه معمولاً براي نيتريفيكاسيون در تصفيه فاضلاب مورد توجه قرار گرفته است، باكتري هاي اتوتروف نيتروزوموناس و نيتروباكتر ميباشد كـه بـه ترتيب آمونياك را به نيتريت و سپس به نيترات اكسيد مي كند. نوع ديگـري از بـاكتري اتـوتروف كـه توانايي بدست آوردن انرژي حاصل از اكسيداسيون آمونياك بـه نيتريـت را دارد(بـا پيـشوند نيتـروزو)، نيتروزوكوكوس، نيتروزوسپيرا، نيتروزولوبوس و نيتروزوروبريو مي باشد.بايد توجه نمـود كه در طول دهه ، 1990تعداد زيادي باكتري هاي اتوتروف تشخيص داده شـد كـه قـادر بـه اكـسيد
كردن آمونياك بودند.

نيتريت علاوه بر نيتروبـاكتر مـي توانـد توسـط سـاير گونـه هـاي(نيتـرو- ) بـاكتري اتـوتروف ماننـد نيتروكوكوس، نيتروسپيرا، نيتروسپينا و نيترواستيس، نيز اكسيد شود.بـا اســتفاده از پروبهــاي اوليگونوكلئوتيــدي در باكتريهــاي اكــسيد كننــده آمونيــاك نــشان دادنــد كــه نيتروزوموناس در سيستم هاي لجن فعال ، متداول بود. بـراي اكـسيداسيون نيتريت در لجن فعال دريافتند كه نيتروكوكوس نسبتاً غالب اسـت. در حـال حاضـر، ايـن موضـوع كـه شرايط رشد مختلف را مي توان براي انواع مختلف باكتري نيتريفاير انتخاب كرد يا اينكه آيـا سـينتيك هاي نيتريفيكاسيون آنها بطور قابل توجهي متفاوت است، ناشناخته مي باشد

اندازه گیری do آب

اندازه گیری do آب

اندازه گیری do آب  در نمونه های آب و پساب بستگی به شرایط و وضعیت فیزیکی و شیمیایی و میکروبی محیط آبی دارد. اندازه گیری do آب یک آزمایش تعیین کننده و بسیار مهم برای تعیین و بررسی آلودگی آب،  فاضلاب و کنترل فرایند تصفیه است.

do آب به دو صورت در نمونه های آب و پساب وجود دارد :

  • انحلال اکسیژن هوا در محیط آبی که می تواند بر اثر تماس هوا با آب در مرز مشترک این دو صورت گیرد و این امر متاثر از عوامل جوی و محیطی مثل وزش باد و به تلاطم در آمدن آب ، فشار جو و درجه حرارت آب یا فاضلاب است.
  • حاصل فرآیند فتوسنتز به وسیله گیاهان آبزی و فیتوپلانکتون ها در طول روز است.

فرآیند فتوسنتز به وسیله گیاهان

نظر به اینکه میکروارگانیزم های هوازی در محیط آۤبی برای ادامه حیات نیازمند مواد غذایی و مصرف اکسیزن محلول هستند، فعالیت و تکثیر آنها کاهش اکسیزن محلول را در پی دارد. بدین ترتیب روشن است که تخلیه فاضلاب های شهری و صنعتی به منایع آب به خاطر آنکه مقادیر قابل ملاحظه ای از مواد مغذی برای میکروارگانیسم هاست سبب کاهش اکسیزن محلول می شود و در صورتی که این روند تا از میان رفتن کامل اکسیزن محلول ادامه می یابد.

اندازه گیری do آب

بهترین وسیله برای اندازه گیری do آب Do Meter  از برند شرکت Hach  می باشد که دارای یک پراب بوده که درون ظرف نمونه قرار گرفته و بعد از گذشت زمان مشخصی پره های پراب شروع به چرخش کرده و  میزان do آب را بر حسب ppm به ما می دهد. به طور کلی میزان do در نمونه آب آشامیدنی باید 5 ppm باشد تا برای شرب مناسب باشد.

اندازه گیری do آب

میزان غلظت do در نمونه ها فاضلاب متفاوت بوده بر حسب مکان نمونه برداری. با تنظیم میزان do در فاضلاب که می تواند به طور طبیعی و مصنوعی صورت گیرد فعالیت باکتری های موجود در فاضلاب تحت کنترل قرار می گیرد. که این موضوع در طراحی سیستم تصفیه فاضلاب دارای اهمیت است. مقدار do برای ادامه حیات فعالیت باکتری های هوازی و تجزیه مواد آلی فاضلاب نیاز است تحت عنوان اكسيژن مورد نياز بيوشيميايي (BOD) بررسی می شود. کمبود اكسيژن یا کاهش جدی در آن در حدی که نیازمندی های میکروارگانسیم های هوازی را تامین نکند، زندگی این باکتری های دچار وقفه می شود. و سبب نابودی آنها می شود. در چنین محیطی ایجاد کدورت و گرایش و رنگ فاضلاب به تیرگی و متصاعد شدن بوی نامطبوع گاز هیدروژن سولفوره نشانه شروع فعالیت باکتری های بی هوازی است.

 

تیتراسیون رسوبی

تیتراسیون رسوبی

تیتراسیون رسوبی یکی از روشهاي حجمی است که بر مبناي تشـکیل نمکهـاي کـم محلـول است، این روش به طور معمول جهت تجزیه نقره و همچنین اندازه گیري یون هاي کلرید، برمیـد ، یدید و تیوسیانات مورد استفاده قرار می گیرند. اکثر کاربردهاي این روش بر مبناي استفاده از محلول استاندارد نیترات نقره قرار دارند. از مهمترین تیتراسیونهاي رسوبی می توان اندازه گیري کلر به روش مور (تشـکیل رسـوب ثـانوي) و  روش ولهارد (تشکیل یک کمپلکس رنگین) را نام برد.

اندازه گیري کلر به روش مور

در اندازه گیري کلر به روش مور که از روش های تیتراسیون رسوبی است از محلول استاندارد نیترات نقره استفاده میگـردد و تشـکیل رسـوب ثانوي با رنگ مشخص اساس تعیین پایان تتیراسیون در این روش است. یون کرومات نقش معـرف را  داشته و نقطه پایان با ظهور رسوب قرمز آجري کرومات نقره Ag2CrO4مشـخص مـی شـود . رسـوب  کرومات نقره در حضور رسوب کلرید نقره به رنگ سفید چرك نمایان میگردد.

Ag+ + Cl ↔ AgCl

CrO42- + 2Ag+   <=>  Ag2CrO4

قابلیت انحلال کلرید نقره خیلی کمتر از کرومات نقره می باشـد و لـذا در رو ش مـور تـا زمـانی کـه  تمامی یونهاي کلر رسوب نکرده اند، رسوب کرومات نقره تشکیل نمی شود.

تهیه و استاندارد کردن نیترات نقره :

نیترات نقره کمتر به صورت کاملا خالص وجود دارد، لذا محلول تهیه شده آنـرا بـا اسـتفاده از سـدیم  کلرید استاندارد به روش مور تیتر می کنند. محلول نیترات نقره به دلیل اینکه در مقابل نور تجزیه می گردد، باید دور از روشنایی نگهداري شود و  اگر در شرایط مناسب نگاه داشته شود، پایدار می ماند.

محلولهاي مورد نیاز:

  • مقداري سدیم کلرید را در شیشه ساعت ریخته و درآون در 110درجـه سـانتی گـراد بـه مـدت  یکساعت قرار داده تا رطوبت خود را از دست بدهد سپس در دسیکاتور سرد کنید.
  • مقدار لازم نیترات نقره را براي تهیه 500میلی لیتـر محلـول 0.02مـولار وزن کـرده و پـس از  انحلال کامل آن در آب به حجم برسانید.
  • مقدار لازم سدیم کلرید سرد شده براي تهیه 250میلی لیتر محلول 0.02مـولار را دقیقـا وزن  کرده و پس از انحلال کامل آن در آب به حجم برسانید.
  • پتاسیم کرومات %15وزنی حجمی

آزمایش تیتراسیون رسوبی

  • بورت را از محلول نیترات نقره تهیه شده پر کنید.
  • 2میلی لیتر از محلول سدیم کلرید را به داخل ارلن منتقل کنید.
  • 0.2 میلی لیتر پتاسیم کرومات %10به آن بیافزایید.
  • محلول داخل ارلن را توسط نیترات نقره آهسته تیتر کرده تا رنگ سـفید چـرك بـه علـت وجـود  رسوب کرومات نقره ایجاد شود.
  • مولاریته دقیق نیترات نقره را محاسبه کنید.

محلول مجهول داده شده را ابتدا به حجم برسانید، سپس طبق روش فوق آنرا توسط نیترات نقره تیتر کنید و غلظت یون کلر و کلرید سدیم داده شده را بر حسب ppmگزارش کنید.

اندازه گیري کلر به روش ولهارد

در تعیین مقدار یون کلر به روش ولهارد که یکی از روش های تیتراسیون رسوبی است از محلول استاندارد تیوسیانات استفاده می گردد. یون کلر  مستقیما با تیوسیانات وارد واکنش نمی شود. لذا براي اندازه گیري کلر روش تیتراسیون برگشـتی بـه
کار می رود. به این صورت که با افزایش مقدار بیش از حد لزوم نیترات نقره تمامی کلر موجـود را بـه  صورت کلرید نقره رسوب داده وسپس اضافی نیترات نقره با محلول تیوسیانات تیتر می شود.

Ag+ + Cl ↔ AgCl

Ag+ + SCN ↔ AgSCN

حلالیت کلرید نقره از تیوسیانات نقره بیشتر است لذا در موقع افزودن محلول تیوسیانات واکنش زیـر  صورت می گیرد:

 SCN +AgCl   <=>   AgSCN+ Cl

این امر باعث محو شدن نقطه پایانی در تیتراسیون رسوبی  می گردد. براي جلوگیري از آن میتوان رسوب کلریـد نقـره را بـا  صاف کردن از محیط عمل خارج نموده ویا از نیترو بنزن که رسوب کلرید نقره را پوشـانده واز تمـاس  آن با SCNجلوگیري می کند استفاده کرد.

ختم تیتراسیون توسط تشکیل یک کمپلکس رنگین مشخص می شود یـون + Fe3نقـش شناسـاگر را  داشته ونقطه پایان با ظهور کمپلکس قرمز رنگ قابل تشخیص است کـه در محـیط بـه علـت وجـود  رسوب سفید، به رنگ صورتی در می آید.

 

وزن سنجی یا گراویمتری

وزن سنجی یا گراویمتری

وزن سنجی یا گراویمتری (گراویمتری در شیمی تجزیه ) عبارت است از اندازه گیري کمی یـک جسـم از طریـق رسـوب دادن آن و جـدا کـردن و توزین رسوب حاصل.  به این صورت عمل می شود که وزن معینی از نمونـه شـامل جسـم مجهـول در حلال مناسبی حل می شود. سپس محلول رسوب دهنده به مقدار زیاد اضافه می گردد. رسوب حاصل  پس از صاف کردن، شستن خشک کردن و افروزش توزین می گردد.  با توجه به وزن و ترکیب رسـوب  حاصل مقدار یونهاي رسوب کرده و با در نظـر گـرفتن وزن نمونـه درصـد جسـم مجهـول در نمونه  محاسبه می گردد. روش وزن سنجی چون بر اساس توزین است داراي صحت و دقت( حدود 0.1 %) زیاد می باشد ولی عیب آن این است که وقت زیاد می گیرد. در زیر گراویمتری برای اندازه گیری سولفات تشریح می گردد.

 

وزن سنجی یا گراویمتری سولفات

سولفات باریم با داشتن ثابت انحلال خیلی کم بهترین رسوب در تعیین مقدار سولفات است. بعلاوه این جسم در نتیجه حرارت زیاد ، تغییری نکرده و ثابت باقی می ماند.  ذرات سولفات باریم تشکیل شده معمولا ریز بوده و ممکن است از جدار کاغذ صافی عبور نماید بـراي  حل این مشکل بهتر است هنگام اضافه نمودن نمک باریم عمل را به آهستگی تمام انجام داد.
محلولهاي مورد نیاز :

  • هیدرو کلریدریک اسید 2مولار
  • باریم کلرید %3وزنی حجمی
  • نیتریک اسید 2مولار، نیترات نقره جهت تست کلر

وزن سنجی یا گراویمتری سولفات

 

شرح آزمایش وزن سنجی یا گراویمتری سولفات :

  • مجهول داده شده اگر به صورت جامد می باشد توسط قیف بـه بـالن ژوژه منتقـل و پـس از حـل کردن با آب مقطر به حجم برسانید و اگر محلول می باشد مسـتقیما توسـط آب مقطـر بـه حجـم  برسانید.
  • یک بشر برداشته و 25میلی لیتر از محلول سولفات داده شده را در بشر بریزید. بشر ۲۵
  • 3تا 5میلی لیتر  HCl دو مولار به محلول افزوده سپس آنرا حرارت دهید (تا نزدیک جوش)
  • توسط پیپت مدرج و یا بورت قطره قطره محلول کلرید باریم %3به محلول اضافه کرده و دائما بـا  همزن شیشه اي آنرا به هم بزنید (توجه داشته باشید که همزن به جدار و ته بشر سـائیده نشـود)  افزایش باریم کلرید را ادامه دهید تا رسوب سولفات باریم کامل شود. سپس درب ظرف را با کاغـذ بسته و صبر کنید تا عمل رسوب گیري کامل شود.
  • یک کروزه تمیز را به مدت یک ربع ساعت در حرارت 700-800درجه سانتیگراد در کوره قـرار  داده و سپس در دسیکاتور قرار دهید تا خنک شود. وزن دقیق آنرا تعیین کنید.
  • بعد از آنکه رسوب ها ته نشین شد به کمک کاغذ صافی باند آبی آنرا صاف کنید. ابتدا بدون هم زدن محلول روئی بشر را از کاغذ صافی عبور دهید. آنقدر این عمل را تکرار کنید تا محلول زیـر صافی شفاف باشد.
  • به کمک شستشو با آب مقطر گرم که آن را داخل بشر ریخته و هم زده اید یونهاي کلر موجود در  رسوب را از آن خارج کرده و در ضمن رسوب ها را روي کاغذ صافی انتقال دهید.
  • راي اطمینان از نبودن کلر تست نیترات نقره را انجام دهید. براي این کار حدود یک میلی لیتر  از آخرین محلول زیر صافی را وارد لوله آزمایش کرده و یک قطره نیتریـک اسـید 1مـولار و  چند قطره نقره نیترات %1به آن اضافه کنید. در صورتی که کدر شد دلیل بـر وجـود کلـر در  محلول زیر صافی است.
  • پس از خاتمه صاف کردن کاغذ صافی، محتوي رسوب را جمع کرده در کـروزه کـه وزن آنـرا بـه  دست آورده اید قرار دهید به کمک چراغ گاز با شعله کم آنرا حرارت داده تا ابتدا خشک و سپس  با زیاد کردن شعله بسوزد و خاکستر شود. کروزه محتـوي رسـوب را در کـوره 700-800درجـه  سانتی گراد به مدت 20دقیقه قرار داده پس از خاتمه زمان لازم آنرا در دسیکاتور گذاشته تـا  پس از سرد شدن وزن کنید و غلظت سولفات را بدست آورید.

    وزن سنجی یا گراویمتری

 

 

 

خطرات گاز هیدروژن سولفوره

خطرات گاز هیدروژن سولفوره

خطرات گاز هیدروژن سولفوره بسیار متنوع و گسترده می باشد. گاز هیدروژن سولفوره از مسموم كننده ترين گازهايي است كه صنعت با آن روبرو است و از اين رو لازم است كليه كسانى كه ممكن است به نحوى در معرض آن قرار گيرند با خطرات آن آشنا شوند. البتــه نبايد خاصيت انفجارپذيــرى آن در اثر اختلاط با هوا را نيز ناديده گرفت.
آلودگى هوا به گاز هيدروژن ســولفيد معمولاً جنبة محلى دارد و از آن جمله مى توان از مناطقى كه در مجاورت محل انتشــار گاز قرار دارن دنامبرد ازقبيل كارخانه هاى كك سازى،كارخانه هاى كاغذسازى،پالایشگاه نفت و  گاز 
استخرهاى تبخير پسابها ،تصفیه خانه های فاضلاب ها و يا محلهايي كه نشت طبيعى گاز از زمين وجود دارد.

خطرات گاز هیدروژن سولفوره برای انسان

اگرچه بوى نامطبوع اين گاز براى اغلب مردم ناراحت كننده است، ولى مشكل اساسى،اثر جبران ناپذير آن برجان افراد خصوصاً در محيط كار اســت. بوى نامطبوع گاز هيدروژن سولفيد شاخصترين علامت وجود آن در محيط اســت ولى در غلظتهاى بالا متأسفانه بلافاصله حس بويائى را از كارمياندازد و ممكن است به مرگ بيانجامد. آستانه احساس بو نيز به طور قابل ملاحظهاى در افراد متغير است و بستگى به عوامل مختلف از جمله سن، جنسيت و سيگارى بودن فرد دارد. تنفس گاز هيدروژن سولفيد با ايجاد اسپاسم و تورم حنجره و ريه ها ممكن است به مرگ بينجامد.

هيدروژن ســولفيد از طريق ريه ها وارد خون مي شــود و خصوصاً در غلظتهاى بالا انتقال اكســيژن توســط خون را متوقف مى كند. به طور كلى هيدروژن سولفيد با آنزيمهاى خون وارد واكنش مي شود، تنفس ســلولها را متوقف مي كند و در نتيجه ريه فلج مي شــود و مرگ ناگهانى رخ مى دهد. در اين موارد مىتوان اثر هيدروژن سولفيد را همانند اثر ســيانيدها دانســت با اين تفاوت كه از راه پوست جذب نمىشود.

در غلظتهاى كمتر باعث عوارضى همچون اشــك ريزى، سوزش دستگاه تنفسى، آســيب به عضلات قلب، تغييرات روانى، اختلال در تعادل، فلج شــدن اعصاب، تشنج و بيهوشى است. خستگى، اسهال، تار شدن بينايي، درد شــديد چشم، بيخوابى، سرگيجه و استفراغ از جمله اثرات معمولى هيدروژن سولفيد بر انسان است. نتايج برخى از تحقيقات حاكى از آن است كه كربن منواكسيد و بخارات نفتا اثرات هيدروژن سولفيد را تشديد مى كند.

خطرات گاز هیدروژن سولفوره

خطرات گاز هیدروژن سولفوره برای حیوان

بررســى هاى انجام شده حاكى از آن است كه اثر گاز هيدروژن سولفيد بــر حيوانات بــا اثر آن بر انســان در غلظتهاى مشــابه تقريباً يكســان است. غلظتى از هيدروژن ســولفيد كه تنفــس آن باعث مــرگ 50درصد حيوانــات تحــت آزمايش مىشــود
(
LC50) براى موش صحرائى 444 بخش در ميليون گزارش شده است.

خطرات گاز هیدروژن سولفوره برای گیاهان

در مورد اثر گاز هيدروژن سولفيد در غلظت هــاى موجــود در هــوا بر گياهان مزرعهاى، شواهد چندانى در دست نيست. بررســىهاى انجام شده حاكى از آن اســت كه در غلظتهاى كمتر از 40بخــش در ميليون بــر 29گونه گياه مورد آزمايش، پس از گذشت 5ساعت اثر قابل توجهى مشاهده نشده است. در غلظتهاى بين 40و 400بخش در ميليون، ميزان اثر پس از 5ساعت بر گياهانى نظير گل رز، تنباكو، خيار و گوجه فرنگى متوسط گزارش شده ولى بر درختان سيب، گيلاس و هلو اثر چندانى نداشــته است. در اين بررســىها فقط برگهاى جوان گياهها آسيب ديده است.

اثرات گاز هیدروژن سولفوره برای رنگ ها

هيدروژن ســولفيد موجود در هوا بــا رنگهاى حاوى املاح فلزات سنگين تركيب شده باعث تيره شدن و تغيير رنگ آنها میشود. املاح ســرب، جيوه، كبالت، آهن و قلع، خاكسترى يا سياه رنگ ميشود و رنگ املاح كادميم به نارنجى متمايل به زرد تغيير مى يابد. بيشترين تغيير رنگ معمولاً مربوط به كربنات سرب است كه به توليد سولفيد ســياه رنگ سرب مى انجامد، از اين رو برخى از صنايع رنگسازى از دى اكسيد تيتانيوم بجاى كربنات سرب استفاده مى كنند ولى به علت دوام بيشتر هنوز استفاده از سرب در توليد رنگ ادامه دارد. تحقيقــات به عمل آمده حاكى از آن اســت كه تغيير رنگ ســرب در غلظت هاى كم هيدروژن ســولفيد حتــى در غلظت 0.05 بخش در ميليون، ممكن اســت پس از دو ســاعت رخ دهد. البته مسلماً ميزان تغيير رنگ به غلظت سرب در رنگ ، درجه حــرارت و رطوبــت هوا، عمر رنــگ و وجــود ســاير آلاينده ها در هوا نيز بســتگى دارد. از طرف ديگر اغلب، ســولفيد سرب ايجاد شده در اثر اكسايش، به سولفات سرب سفيد رنــگ تبديل مي شــود و در نتيجه مجدداًرنگ به سفيدى مىگرايد.

در ســال 1961تغييــر رنــگ در منــازل در ايالــت فلوريــدا به علــت هيدروژن ســولفيد منتشــر شده از واحــد هوادهى آب شــهر، در ســال 1963در شــهر نيويــورك به علــت متصاعد شــدن هيدروژن ســولفيد از كانــال آب نمك آلوده شــهر و در
شهر لويزتون ايالت آيداهو و كلارك استون ايالت واشنگتن آمريكا به علت انتشار ات هيدروژن سولفيد در كارخانه كاغذسازى مشهود بوده است.

 

هیدروژن سولفید در نفت خام

هیدروژن سولفید در نفت خام

اوليــن نقطه اى كه با هیدروژن سولفید در نفت خام و گاز مواجه مى شــويم، گازهاي حاوى هيدروژن ســولفيد در ميادين نفت و گاز اســت كه به آنها گاز ترش گفته مىشــود. البته در برخــى از ميادين، گاز بدون هیدروژن سولفید در نفت خام  هيدروژن سولفيد نيز وجود دارد كه گاز شيرين ناميده مىشود. در ايــران غلظت گاز هيدروژن ســولفيد در گازهاى ترش متفاوت اســت؛ به عنوان مثال در گاز مســجد ســليمان حداكثــر 25درصد هيدروژن ســولفيد و در گاز خانگيران حدود 3.6درصد گزارش شده
است.

در برخى از ميادين، گازهاى ترش ممكن اســت به طور طبيعى از لايه هاى زمين نشــت كند و باعث آلودگى هواى منطقه شود. هنگام اســتخراج نفت از چاه، نفت به واحد بهره بردارى ارسال مي شود و در نتيجه كاهش فشــار، مقدارى گاز متصاعــد مىگردد كه در بعضي از مناطق، گازهاى خروجى واحد بهره بردارى در ســطح زمين سوزانده مي شود و هيدروژن سولفيد آن به دى اكسيد گوگرد تبديل مىگردد. در زمان حفارى و يا انتقال نفت خام و گاز نيز امكان نشت هيدروژن سولفيد در محيط وجود دارد. در نفت خام خوراك پالايشگاهها، گوگرد به صورت هيدروژن ســولفيد و خصوصــاً به صورت تركيبات گوگردى مــواد آلى هيدرو كربنى وجــود دارد. در مراحل مختلف فراورش نفت خام، تركيبات گوگردى معمولاً به هيدروژن سولفيد و مركپتانهاي سبك تبديل مى شود.

گازهاى خروجى از دســتگاه تقطير حاوى هيدروژن ســولفيد است. در اثر شكســت مولكولى از جمله در دســتگاه كاهش گرانروى و همچنين تهيه اسفالت، هيدروژن سولفيد توليد مى شود. نظــر به اينكه گوگــرد موجود در مواد نفتى مســموم كننده مواد كاتاليستى است، خوراك واحدهاى تبديل كاتاليستى نظير ايزوماكس بايد قبل از ورود به واحد، گوگردزدايى شود. عمل گوگردزدايي توسط هيدروژن انجام مي گيرد و در نتيجه مقادير زيادى هيدروژن سولفيد توليد مىشود.
درپالايشگاه ها همچنين در اثر عمليات پالايش، مقدارى از هیدروژن سولفید در نفت خام  به پســاب راه مي يـابـد (آب ترش) ايــن آب نيز بايد به برج عريان كننده تصفيه آب ترش ارسال وبا هيدروژن سولفيدزدايي شود.

هيدروژن ســولفيد توليدى پس از تفكيك بايد به دستگاه بازيافت گوگرد ارسال شود. در صورت وجود اشكال در اين سامانه، در مشعل ســوزانده و به صورت دى اكســيد گوگرد در هوا پخش مىشود. البته گازهايــي كه غلظت هيدروژن ســولفيد در آنها كم اســت معمولاً مستقيماً سوزانده مىشود. چه در پالايشــگاه هاى نفت و گاز و چــه در برخى از مجتمعهاى پتروشيمى و ساير صنايعى كه مولد گاز هيدروژن سولفيد مىباشند، ممكن است اين گاز در اثر نشت و يا تصفيه ناقص آب ترش، محيط صنعتى و يا مناطق اطراف آنرا آلوده ساخته باعث گازگرفتگى و حتى مرگ افراد شود.

 

 

 

تهیه محلول بافر

تهیه محلول بافر

به طور کلی برای تهیه محلول بافر ، ابتدا توصیحات مختصری در مورد محلول بافر ارائه میدهیم و سپس نحوه انتخاب و تهیه محلول بافر را شرح میدهیم. بافر محلولی است که در برابر افزایش اسید یا باز مقاومت نموده و مانع تغییرات شدید pH می­شود محلول تامپون است که شامل دو دسته کلی زیر می­شود.

  • تامپون اسید قوی یا باز قوی
  • تامپون ناشی از مخلوط اسید- باز ضعیف مزدوج

از مشخصه­ های مهم بافر، نیروی بافر یا نیروی تامپونی است.

تهیه محلول بافر

به عنوان نمونه منحنی تیتراسیون اسیدی­متری یک اسید ضعیف را در نظر داشته باشید. در x=0.5 یعنی هنگامی که غلظت گونه باز و اسید برابر است طبق رابطه هندرسون – هاسلباخ pH= pKa خواهد بود. در این نقطه شیب منحنی نزدیک صفر است و بنابراین مشاهده می­شود تغییرات pH نسبت به تغییرات غلظت باز بسیار کم است. همین موارد درباره یک باز ضعیف هم صادق است.

تهیه محلول بافر

همانطوریکه در منحنی دیده می­شود بیشترین نیروی تامپون در x= 0.5 حاصل می­شود. این بدین معنی است که هر چه غلظت گونه اسید و باز سازنده تامپون نزدیکتر باشد تامپون قوی­تر است.

انتخاب و تهیه محلول بافر

در نمودار زیر بر اساس (ASTM D 1126) سه منحنی تامپون دیده می­شود. همانطوریکه دیده می­شود هر سه تامپون  در x=0.5 نیروی تامپونی حداکثر دارند با این حال بهترین تامپون، تامپونی است که منحنی کوچکتری دارد. اصولاً در شیمی تجزیه سعی بر آن است که محلول­ها دارای حداقل غلظت باشند چراکه در اثر افزایش غلظت نیروهای یونی افزایش یافته و قوانین و تئوری­های شیمیایی و در نتیجه پیش­بینی وقایع و محاسبات دچار عدم صحت کافی خواهند شد. بنابراین معمولاً سعی بر این است که از تامپونی استفاده شود که دارای بیشترین مقاومت و حداقل غلظت باشد. البته موارد استثنایی هم وجود دارد مانند محلول تامپون برای آزمایش سختی است که غلظت آن بالاست.

انتخاب و تهیه محلول بافر

محاسبه قلیائیت

محاسبه قلیائیت

به طور کلی برای محاسبه قلیائیت می دانیم که اگر فرض كنيم pH نمونه آبی حدود 11 باشد با افزايش شناساگر فنل‎ فتالئين رنگ آن ارغواني خواهد شد. در تيتراسيون با اسيد، رنگ محيط در pH = 8 بي‌رنگ خواهد گرديد. اين مقدار اسيد مصرفي كه با P Phenolphthalein نشان داده مي‎شود در واقع مقدار اسيدي است كه جهت خنثي سازي قليائيت ناشي از هيدروكسيد و كربنات مصرف شده است. اگر به همين نمونه چند قطره شناساگر متيل اورانژ اضافه كنيم رنگ محيط نارنجي زرد خواهد شد كه با مصرف  M)  Methyl Orange) مقدار اسيد جهت خنثي سازي، رنگ آن به سرخ تبديل مي‎گردد، اين مقدار اسيد در واقع مقدار اسيدي است كه جهت خنثي سازي بي‌كربنات‎ها به‎كار رفته است. M، قليائيت كل یا Total Alkalinity‌  گفته می­شود.

قليائيت آب ممكن است بصورت پنج حالت زير باشد:

  1. قليائيت مربوط به هيدروكسيدها.
  2. قليائيت مربوط به هيدروكسيدها و كربنات‎ها.
  3. قليائيت مربوط به كربنات‎ها
  4. قليائيت مربوط به كربنات‎ها و بي‌كربنات‎ها.
  5. فليائيت مربوط به بي‌كربنات‎ها

با در نظر گرفتن اينكه M=Total Alkalinity است پنج حالت بالا برای محاسبه قلیائیت به ترتيب زير قابل محاسبه‌اند :

  1. اگر P=M شود بدين معني است كه در محيط كربنات و بي كربنات وجود ندارد و قليائيت آب منحصراً مربوط به هيدروكسيدهاست
  2. اگر 2P>M شود  قليائيت مربوط به هيدروكسيدها و كربنات‎ها مي‌شود. در اين حالت M نصف قليائيت مربوط به كربنات است. در اين صورت قليائيت كربنات برابر با 2(M-P) و قليائيت هيدروكسيد برابر است با2P-M.
  3. اگر P=0 شود قليائيت آب مربوط به بی­كربنات است. و pH آب در اين صورت از 8.3 كمتر مي‌شود. در اين حالت قليائيت بي‎كربناته برابر قليائيت كل خواهد بود.
  4. اگر2P<M  شود در اين حالت هم كربنات دو برابر تيتراسيون با فنل ­فتالئين يعني P و بي‌كربنات عبارتست از اختلاف قليائيت كل و قليائيت كربنات است. یعنی M-P
  5. اگر 2P=M باشد قليائيت آب فقط مربوط به ‎كربنات است  و مقدار آن برابر با 2P می­باشد.

مطالب ذکر شده برای محاسبه قلیائیت را مي‌توان به صورت جدولي بيان داشت كه در ادامه آمده است. قابل توجه و يادآوري است كه در محيط بازي كه يون‎هاي هيدروكسيد موجودند، بي‌كربنات‎ها وجود ندارند و عملاً به صورت كربنات هستند و از اين رو در صورت موجود بودن قليائيت هيدروكسيد، مقدار قليائيت بي­كربنات عملاً صفر خواهد بود و عكس اين نيز صادق است.

Bicarbonate Alkalinity as CaCO3

 

Carbonate Alkalinity as CaCO3

Hydroxide Alkalinity as CaCO3

Result of Titration

M

0

0

P=0

M-P

P

0

2P<M

0

2P

0

2P=M

0

2(M-P)

2P-M

2P>M

0

0

M

M=P

 

تیتراسیون اسید قوی با باز قوی

تیتراسیون اسید قوی با باز قوی

در تیتراسیون اسید قوی با باز قوی که منحنی تیتراسیون اسید و باز قوی آن به شکل زیر می باشد ، نمك حاصل هيدروليز نخواهد شد و  pH خاتمه عمل 7 خواهد بود. براي مثال، مي توان واكنش بين  HCl  و  NaOH را در نظر گرفت. روابط به کار رفته برای رسم منحنی تیتراسیون اسید قوی بر اساس روش کار تیتراسیون با باز قوی به صورت زیر است. محصول واكنش شامل  نمك و آب  است. كلرايد سديم يك الكتروليت قوي است كه هيدروليز نمي‌شود. اما H2O الكتروليت ضعيف مي‌باشد و بنابراين pH  محلول در لحظه خنثي شدن بستگي به يونيزاسيون آب دارد.   H2O  = H+  + OHدر لحظه خنثي شدن، غلظت يون‌هاي H+ و OH با يكديگر برابرند، بنابراين، با توجه به رابطه:

H+][OH] = KH2O = 10 -14  در مي يابيم كه، pH  محلول در لحظه خنثي شدن برابر 7 خواهد شد.

روابط به کار رفته برای رسم منحنی تیتراسیون اسید قوی با باز قوی به صورت زیر است :

محاسبات تیتراسیون اسید قوی با باز قوی

منحنی تیتراسیون اسید و باز قوی

درباره تیتراسیون اسید قوی با باز قوی یا برعکس ، pH نقطه هم­ارزی یا تعادل برابر 7 است. با این حال در کار تجربی پس از رسم منحنی تیتراسیون (به صورت pH بر حسب حجم سود معلوم­اعیار افزوده شده) به روش ترسیمی نقطه تعادل به دست می­آید. روش کار بدین ترتیب است که در قسمت قوس شروع جهش و نیز پایان آن دوخط مماس بر انحناء و موازی با هم رسم می­شود. (در شکل خطوط قرمز)، در ادامه دو خط به موازات هم و در نقاط تماس عمود بر نقطه مماس رسم می­شود. (خطوط سبز) بدین ترتیب یک مستطیل حاصل می­شود. حال قطرهای مستطیل رسم می­گردد. محل تلاقی قطرها نقطه تعادل است.

به عنوان مثال حداقل غلظت لازم برای اسید هیدروکلریک در آلکالیمتری (اسیدیمتری) آن در حضور شناساگری با دامنه تغییر رنگ pH 0.1±  متفاوت از pH تعادل و خطای 1%± باید بدین ترتیب عمل کنیم که یکبار غلظت برای پیش از تعادل و یکبار دیگر برای پس از تعادل محاسبه ­شود.(مقدار خطا تابعی از غلظت و pH ویراژ می­باشد)

تیتراسیون اسید قوی با باز قوی

در عمل می­توان اسیدهای قوی با غلظت حداقل 0.00001M را  اندازه ­گیری نمود، چراکه حداکثر خطا و حداقل تغییر دامنه شناساگر انتخاب شده است. در کل با توجه به منحنی تیتراسیون کمترین خطای تیتراسیون هنگامی است که جهش در منحنی به اندازه 4 واحد pH باشد. اگر در روابط مربوط به محاسبه pH به ترتیب زیر عمل نماییم خواهیم داشت:

منحنی تیتراسیون اسید و باز قوی

 

روش کار تیتراسیون

روش کار تیتراسیون

دقت عمل در روش کار تیتراسیون بسیار با اهمیت می باشد چراکه یکی از مهمترین و متداولترین روشهای اندازه گیری کمی در آزمایشـگاه هـای شـیمی، حجـم سـنجی (تیتراسیون) است، که مـوارد کـاربرد گونـاگونی دارد. ماننـد تیتراسـیون اسـید- بـاز، اکسـایش- کـاهش (منگانومتری، یدومتری و …)، کمپلکسومتری، رسوبی، و… در تجزیه حجم سنجی، یک محلول با یک محلول دیگر، واکنش می دهد و تعیین حجم هـای معـادل دو ماده شرکت کننده در واکنش، مورد نظر است. برای تعیین پایان واکنش (نقطه خنثی شدن) معمولا از یـک شناساگر مناسب استفاده میشود.

غلظت یک محلول معین، در نمونه هایی از آن با حجم های متفاوت ثابت است. ولی مقـدار مـاده حـل شده در هر یک از این نمونه ها متفاوت است. روش کار تیتراسیون به این شکل می باشد که غلظتهای مولار یا نرمال، مقدار ماده حل شده موجـود در یک لیتر از محلول را بیان میکنند. برای تعیین تعداد مولها و یا تعداد هم ارزها (اکـی والان گـرم هـا) در نمونه ای از یک محلول مولار یا نرمال ، باید غلظت محلول را در حجم آن (برحسـب لیتـر) ضـرب کـرد. برای مثال در یک محلول 4 برحسب تعریف، 4 مول ماده در یک لیتر از محلول حل شـده اسـت. 0.5 لیتر از این محلـول دارای 2مـول مـاده حـل شـده مـی باشـد. یعنـی حاصـل ضـرب حجـم در غلظـت 0.5 ×4 = 2 molبنابراین به طور کلی نتیجه می شود.

تعداد مولهای مــاده حل شده در نمونه = V × M

تعداد هم ارزهای ماده حل شده در نمونه = V × N

با توجه به اینکه همواره یک هم ارز اسید با یک هم ارز باز واکنش میدهد، پس خواهیم داشت :

meq acid = meq base
N acid (eq/L) × V(mL) acid = N base (eq/L) × V(mL) base   

رابطه فوق اساس محاسبه مربوط به تيتراسيون مي­باشد. محلولي كه داراي نرماليته مشخص است، محلول استاندارد يا محلول تيتركننده و يا محلول معلوم و محلولي كه داراي نرماليته نامشخص مي‌باشد محلول تيتر شدني يا محلول مجهول ناميده مي‌شود. معمولا محلول استاندارد را در بورت و محلول مجهول را در ارلن ماير (Erlen meyer) مي‌ريزند و نقطه پايان واكنش به وسيله يك شناساگر مناسب تعيين مي‌شود. (نرمالیته یک محلول برابراست با اکی والان گرم ماده حل شده در یک لیتر محلول)

بر اساس روش کار تیتراسیون براي برداشتن محلول مجهول معمولا از پيپت استفاده مي‌شود. پس حجم محلول مجهول در هر سنجش برابر حجم پيپت (Pipette) خواهد بود. در پايان سنجش، حجم محلول استاندارد مصرف شده از روي بورت (Burette) خوانده مي‌شود.

نرماليته محلول استاندارد معلوم است به اين ترتيب، در رابطه:  N1.V1 = N2.V2  تنها نرماليته ماده مجهول نامعلوم است، كه به سادگي قابل محاسبه خواهد بود.

روش کار تیتراسیون در آزمایشگاه

  • وسائل شيشه‌اي اندازه‌گيري بايد كاملا تميز باشند به طوري كه قطره‌ هاي آب به ديواره‌ هاي آنها نچسبیده باشد (چرب نباشد). در غير اين‌صورت آنها را با مايع پاك كننده بشوييد.
  • در روش کار تیتراسیون براي اينكه بتوانيد يك محلول را چند بار تيتر كنيد، ابتدا محلول را در بالن ژوژه بريزيد. به آن آنقدر آب مقطر اضافه كنيد تا سطح محلول مقابل خط نشانه قرار گيرد. در آن را ببنديد و خوب به هم بزنيد تا محلول يكنواخت شود (حجم بالن ژوژه روي آن نوشته شده است). سپس مي‌توانيد چندين بار حجم‌هاي معيني از آن را براي سنجش برداريد مقداري كه هر بار براي سنجش بر مي‌داريد جزء مشخصي از كل محلول است.
  • پيش از ريختن محلول در بورت، بورت(Burette) را با كمي از خود محلول بشوييد (محلول شست و شو را دور بريزيد). تا قطره هاي آب به ديواره بورت باقي نماند.
  • براي ريختن محلول در بورت از قيف استفاده كنيد.
  • دقت كنيد روش کار تیتراسیون ، شير بورت چكه نكند، پس از ريختن محلول در بورت، زير شير آن پر باشد و حباب هوا در آن باقي نماند. در صورت وجود حباب،  با باز و بسته كردن سريع شير بورت حباب را از بين ببريد.
  • بورت­هاي معمولي تا 0.1 mL مدرج شده است و شما مي توانيد تا 0.1 mL را با كمي تقريب بخوانيد و هنگام نوشتن حجم تا  0.1mL  بنويسيد. (مثلاً0.15ميلي‌ليتر صحيح است نه 15 خالي).
  • براي برداشتن محلول به وسيله پيپت در روش کار تیتراسیون ، ابتدا پيپت را با آب مقطر بشوييد، ديواره بيروني آن را به وسيله دستمال خشك كنيد. سپس داخل پيپت را با كمي از محلول مورد آزمايش بشوييد (محلول شست و شو را دور بريزيد). آنگاه سر پيپت را درون محلول قرار دهيد و به وسیله مكنده لاستيكي (Pipette Filler) آنرا پر کنید. در ادامه نوک پيپت را مدتي(تقريبا 20 ثانيه ) به بدنه ارلن تكيه دهيد تا مایع درون آن خارج شود. (مقدار بسيار جزئي از محلول كه در سر پيپت باقي مي ماند، حساب شده است، بنابراين هرگز در پيپت ندميد و آن را نتكانيد).
  • براي برداشتن محلول‌هايي كه در واكنش شركت مي‌كنند، ولي مقدارشان در محاسبه وارد نمي‌شود از استوانه مدرج استفاده كنيد.
  • محلول شناساگر يا مواد ديگر لازم براي انجام واكنش را، به محلول مجهول، در ارلن بيفزاييد.
  • خط مدرج مقابل سطح محلول درون بورت را يادداشت كنيد. ( V1 )
  • براي خواندن سطح محلول در امتداد سطح افق به بورت يا پيپت نگاه كنيد و خطي را بخوانيد كه به زير منحني سطح محلول مماس است.
  • در روش کار تیتراسیون ، يك صفحه كاغذ سفيد زير ارلن بگذاريد تا تغيير رنگ را به خوبي تشخيص دهيد.
  • شير بورت را با دست چپ و گردن ارلن را با دست راست بگيريد. ارلن را زير شير بورت نگهداريد. شيربورت را به آرامي باز كنيد و از محلول درون بورت، به تدريج، به محلول مجهول درون ارلن بيفزاييد. در تمام مدت تيتراسيون (در مدتي كه محلول معلوم را به محلول مجهول اضافه مي كنيد) بايد محلول را به كمك حركت چرخشي كه با دست به ارلن مي‌دهيد به هم بزنيد. به محض مشاهده تغيير رنگ گفته شده در هر آزمايش شير بورت را ببنديد.
  • ببينيد سطح مايع در بورت مقابل كدام خط نشانه است. آن را يادداشت كنيد( V2 ).
  • با كم كردن حجمهاي خوانده شده از روي بورت (در ابتدا و پايان تيتراسيون) حجم محلول معلوم مصرف شده را به دست آوريد (V= V2 – V1 ).
  • اگر محلول مجهول كافي را در اختيار داريد ابتدا يك بار تيتراسيون را سريع انجام دهيد تا حدود حجم معلوم مصرفي را به دست آوريد و سپس با دانستن اين مقدار، بار دوم با دقت زيادي تيتراسيون را سريع انجام دهيد تا حدود حجم معلوم مصرفي را به دست آوريد و سپس با دانستن اين مقدار، بار دوم با دقت زيادتري تيتراسيون را تكرار كنيد.
  • در روش کار تیتراسیون بهتر است که در صورتي كه چند بار تيتراسيون را انجام داده‌ايد و رقم‌هاي نزديك به هم به دست آورده‌ايد مي‌توانيد حجم‌هاي مصرفي را ميانگين بگيريد.

 

پارامترهای کیفی آب

پارامترهای کیفی آب

محدوده استاندارد  پارامترهای کیفی آب به عنوان يکي از عوامل بهبود و رشد اقتصادي جوامع به شمار ميآيد، لذا مديريت بهينه منابع آب به ويژه آب شيرين، به عنوان يکي از مهمترين برنامه هاي کشورها محسوب ميشود. کيفيت آبهاي سطحي در مناطق مختلف بدليل تنوع سازندها و ساختارهاي زمينشناسي و عوامل هيدروژئولوژيکي تغيرات متفاوتي را در بر دارد. شناخت و بررسي کيفيت منابع آب در مديريت و استفاده بهينه از آن از اهميت بالایی برخوردار است. بررسي تغييرات کيفيت آب سطحي، جنبه مهمي در ارزيابي تغيرات موقتي آلودگي رودخانه ها بر اثر منابع نقطه اي و غيرنقطه اي طبيعي و انساني ميباشد.

رودخانه ها جزء کوچکی از آبهاي جاري جهان هستند که پارامترهای کیفی آب آنها بسیار با اهمیت می باشد. با وجود این از اجزاء حیاتی چرخه هیدرولوژیک محسوب میشوند و هر سال 32-37کیلومتر مکعب آب به اقیانوسها منتقل میکنند. رودخانه ها به عنوان یکی از منابع اساسی تأمین آب براي مصارف گوناگون از جمله کشاورزي، شرب و صنعت مطرح میباشند. از این رو پایش پارامترهای کیفی آب این منابع با توجه به خشکسالی هاي اخیر و توسعه شهري و روستایی یکی از وظایف مهم در حیطه محیط زیست میباشد.

رشد جمعیت و آلودگی ناشی از تخلیه انواع فاضلابهاي شهري، صنعتی و کشاورزي، شیرابه محلهاي دفع زباله، رواناب هاي
سطحی باعث گسترش آلودگی و محدود شدن منابع آب شده اند. میانگین نزولات جوي در کشور ما حدود یک سوم میانگین خشکیهاي زمین است و در کشور پهناور ما توزیع همین مقدار اندك بارندگی نیز یکنواخت نیست. بنابراین کنترل آبهاي سطحی و استفاده بهینه از منابع آب از اولویت بسیار بالایی برخوردار است.

پارامترهای کیفی آب

پارامترهای کیفی آب

 

بر اساس پارامترهاي ،BOD5 ،TS ،pH ،DOکدورت، دما، فسفات، نیترات و کلیفرم مدفوعی تعیین میگردد که پس از اندازه گیري مشخصه هاي فوق، به هر یک از پارامترها یک وزن و یا ارزش عددي نسبت داده میشود و زیر شاخصها از روي منحنیهاي تبدیل بدست میآید و در نهایت براي محاسبه شاخص نهایی از روابط ریاضی استفاده میگردد. شاخص NSFWQI شاخصی با مقیاس کاهشی است یعنی با افزایش میزان آلودگی آب، مقادیر شاخص کاهش مییابد و در نهایت کیفیت آب را به وضعیتهاي بسیارخوب، خوب، متوسط، بد و خیلی بد درجه بندي میکند.

 

هيدروژن سولفيد

هيدروژن سولفيد

هيدروژن سولفيد H2S ،از خطرناكترين گازهايـى اسـت كـه برخـى از صنايع خصوصا صنايع نفت و گاز و پتروشيمى و تصفیه فاضلاب با آن مواجه است. هيدروژن سولفيد گازى است بى رنگ با بوى تند تخم مرغ گنديده كه حتى در غلظتهاى بسيار كم در هوا نيز به مشام مى رسد. از هوا سنگين تر است، بنابراين در سطح زمين جمع مىشود. گاز هيدروژن سولفيد در هوا قابل اشتعال است و با شعله آبى رنگ متمايل به سفيد میسوزد. همچنين ممكن است با هوا مخلوطهاى قابل انفجار توليد كند. قابليــت انحــلال آن در آب با افزايش درجه حرارت كم میشــود. هيدروژن ســولفيد در الكل، اتر، محلولهايي از آمينها، كربناتها و بى كربناتهاى قليايي حل مى شود و تحت عمل اكســايش به دى اكســيد گوگرد، ترى اكسيد گوگرد و متعاقباً اسيد سولفوريك و يا گوگرد تبديل مىشود. مسلماً نوع محصول بستگى به شدت اثر ماده اكسيد كننده دارد.

توليد سالانه هيدروژن سولفيد از منابع واقع در خشكى حدود60-82 ميليون تن و از اقيانوسها 30-202ميليون تن برآورده شده است. از طرف ديگر در اثر فعاليت بعضى باكترىها هيدروژن سولفيد به گوگرد تبديل مى شود و در ادامه عمل اكسايش، مجـدداً سـولفـات حاصـل مىشود. تحقيقات انجام شده حاكي از آن است كه حدود 80 درصد دى اكسيد گوگرد موجود در جو كره زمين نيز ابتدا به صورت هيدروژن سولفيد در محيط انتشار يافته و پس از اكسايش، به اين گاز و متعاقباً به سولفوريك اسيد و نمكهاى سولفاته تبديل شده است. در نفت خام ميزان گوگرد به صورت تركيبات گوگردى تا 5درصد ودرگازطبيعى غلظت هيدروژن سولفيد تا بيش از 50درصد (مخازن گاز ايالت آلبرتا در كانادا) گزارش شده است. زغال سنگ تا 80گرم در كيلوگرم ممكن است گوگرد داشته باشد.

هيدروژن سولفيد

منابع توليد هيدروژن سولفيد

  • منابع طبيعى

از جمله مهم ترين منابع طبيعى گاز هيدروژن ســولفيد مىتوان از مخــازن نفت و گاز نام برد. همچنين در گازهاى آتش فشــانها و
ميادينى كه از نظر زمين گرمايي )ژئوترمال( فعال هســتند، به عنوان مثال در بسيارى از چشمه هاى آب گرم ايران به مقدار قابل ملاحظه يافت مىشود. در طبيعت اين گاز در چرخه گردش گوگرد قراردارد. چنانكــه ملاحظه مى شــود هيــدروژن ســولفيد در اثــر تجزيه پروتئينهاى گياهى و حيوانى توســط باكتريها چه در خشــكى و چه در داخل اقيانوسها و نيز از احياء مســتقيم ســولفاتها توســط باكترىهاى بى هوازى احياء كننده سولفات(SRB)
 توليد مىشود.  بهطور كلى در صورتى كه آب به ميزان كافى در معرض هوا نباشد – ماننــد باتلاقها و آبهاى آلــوده- باكترىهاى بى هوازى تركيبات گوگرد ىراتجزيه ميكنند كه از آن هيدروژن سولفيد حاصل میشود.

توليد سالانه H2S از منابع واقع در خشكى حدود60-82 ميليون تن و از اقيانوسها 30-202ميليون تن برآورده شده است. از طرف ديگر در اثر فعاليت بعضى باكترىها هيدروژن سولفيد به گوگرد تبديل مى شود و در ادامه عمل اكسايش، مجـدداً سـولفـات حاصـل مىشود. تحقيقات انجام شده حاكي از آن است كه حدود 80 درصد دى اكسيد گوگرد موجود در جو كره زمين نيز ابتدا به صورت هيدروژن سولفيد در محيط انتشار يافته و پس از اكسايش، به اين گاز و متعاقباً به سولفوريك اسيد و نمكهاى سولفاته تبديل شده است. در نفت خام ميزان گوگرد به صورت تركيبات گوگردى تا 5درصد ودرگازطبيعى غلظت هيدروژن سولفيد تا بيش از 50درصد(مخازن گاز ايالت آلبر تا در كانادا)گزارش شده است. زغال سنگ تا 80گرم در كيلوگرم ممكن است گوگرد داشته باشد.

  • منابع صنعتى، تجارى و خانگى

هيدروژن سولفيد دربرخى از صنايع به عنوان محصول جانبى توليد مى شود. به عنوان مثال میتوان از توليد آن در بسيارى از فرايندهاى صنايع نفت و گاز و پتروشيمى، تهيه كك، صنايع كاغذسازى به روش كرافت Krafدارو ســازى و تهيه مواد شــيميائى گوگرددار نام برد.كارخانه هــاي فراورش محصولات حيوانى و دباغىها، پســاب هاى خانگى و صنعتى و ســامانه هاى تصفيه پسابها، از جمله ديگر منابع آلودگى هوا به گاز H2S است. علت اصلى توليدH2S در اين منابع، تجزيه مواد پروتئينى و ســاير تركيبات آلى گوگــرددار و همچنيــن احياء ســولفاتهاى معدنــي در اثر فعاليت باكترىهاى بى هوازى است.

 

روش های دفع فاضلاب شهری

روش های دفع فاضلاب شهری

روش های دفع فاضلاب شهری تحت تاثیر جریان سيال حاصل از مصرف آب در مناطق مربوط به شيرهاي برداشت آب، آشپزخانه ها و مراکز توزیع و مصرف غذا، رختشویخانه ها، حمام و مراکز درماني بوده و فاضلاب حاصل از توالت ها مربوط به بحث دفع مدفوع بوده و با جریان هاي فوق نباید مخلوط گردد. بطورکلي عوامل متعددي نظير خصوصيات خاك منطقه، سطح آب هاي زیرزميني، پستي و بلندي زمين، موقعيت و نوع منابع آب موجود، کميت و کيفيت فاضلاب توليدي، شرایط آب و هوایي و ملاحظات فرهنگي و اجتماعي بر انتخاب روش مناسب جهت دفع این گونه فاضلاب ها مؤثر است.

روش های دفع فاضلاب شهری

  • چاه هاي جاذب
  • ترانشه نشت
  • زهکشي طبيعي
  • زهکشي مصنوعي
  • برکه تبخير
  • آبياري

چاه های جاذب

یکی از روش های دفع فاضلاب شهری شامل چاه و یا کانال هایي است که نفوذ فاضلاب به خاك را تسهيل مي کند و براي دفع
فاضلاب هاي فوق الذکر، پساب خروجي از سپتيک تانک ها و جریان خروجي از توالت هاي آبي کاربرد دارد. قابليت چاه هاي جاذب در نفوذ فاضلاب به قابليت نفوذ خاك وابسته است. بطورمعمول چاه هاي جاذب داراي 2تا 5متر عمق و 1تا 2.5متر قطر مي باشند. این روش در مناطق مسطح با زمين هاي نفوذپذیر و براي حجم فاضلاب کم مناسب مي باشد.

ترانشه نشت

در این روش های دفع فاضلاب شهری کانال در لایه هاي سطحي خاك با نفوذپذیري زیاد اجرا شده و سطح تماس بيشتري را
در مقایسه با چاه جاذب براي نفوذ فاضلاب فراهم مي کند. فاضلاب به لوله هاي افقي با قطر متداول 10سانتي متر منتقل شده، به تدریج در حين عبور از لوله نشت کرده و از طریق سنگریزه هاي اطراف لوله به زمين نفوذ مي کند. ترانشه هاي نشت داراي عرض 30تا 60سانتي متر بوده و عمق ترانشه در زیر لوله پخش کننده فاضلاب حدود یک متر است.

زهکشي طبيعي

در شرایطي که زهكشي طبيعي فاضلاب ها دفع آن به رودخانه ها مقدور مي باشد، مي توان از این روش جهت دفع فاضلاب ها استفاده نمود. باید دقت گردد که زهكشي در پایين دست منابع آب انجام شود. به علاوه حداقل شيب در کانال هاي زهكشي خاکي باید 1 :200باشد.

  • فاضلاب هاي حاوي مقادیر زیاد مواد آلي نظير فاضلاب رختشویخانه ها به دليل امكان ایجاد شرایط بيهوازي و مناظر ناخوشایند نباید به برکه ها و سایر توده هاي آب راکد تخليه شود.

زهکشي مصنوعي

در مناطق با شيب کم و نفوذناپذیر، به دليل عدم امكان زهكشي طبيعي ممكن است تنها با احداث کانال هاي زهكشي مصنوعي بتوان فاضلاب ها را دفع نمود.

برکه تبخير

در این روش، فاضلاب ها در استخرهاي کم عمق نگهداشته شده تا آب بخار شود. این روش مي تواند در شرایطي که ميزان تبخير بطور قابل ملاحظه اي از بارندگي بيشتر است، استفاده گردد. در صورت به اطلاعات مربوط به ميزان تبخير و دبي فاضلاب مي توان سطح مورد نياز براي برکه تبخير را برآورد نمود.

آبياري

یکی دیگر از روش های دفع فاضلاب شهری روش آبیاری است که در این روش حجم زیادي از فاضلاب جهت آبياري محصولات کشاورزي به ویژه درختان استفاده مي گردد. با توجه به اهميت کنترل مخاطرات بهداشتي استفاده از فاضلاب در کشاورزي، این روش فقط در مقياس کوچک کاربرد دارد.

روش جلوگیری از رشد جلبک در استخر

روش جلوگیری از رشد جلبک در استخر

روش جلوگیری از رشد جلبک در استخر به این طریق باید عمل کرد که آب استخر را توسط یک شوك ناگهانی با تزریق کلر به ميزان 3.5ميلی گرم در ليتر قرار داد. پاشيدن کلر خشک به قسمت هایی که جلبک ها حضور دارند بصورت بذر پاشی نيز در این حالت توصيه می گردد. نباید فراموش کرد که در این حالت به دليل افزایش غلظت کلر در آب شنا کردن و استفاده از استخر خطرناك بوده و احتمال بروز بيماري های پوستی، سوزش چشم، حساس شدن مخاط بينی، سر دردهای شدید و رنگ بری از مایو های شنا و حتی بی رنگ شدن رنگ موی استفاده شده توسط بانوان وجود دارد. به تلاطم درآوردن آب استخر و یا پاشيدن آب توسط شلنگ و یا استفاده از پمپ های جارو برای کم کردن ميزان کلر آب، پيشنهاد می گردد. استفاده از اسيد جلبک که ماده ای شيميایی است و خاصيت اسيدی دارد به عنوان کشنده جلبک ها یک روش جلوگیری از رشد جلبک در استخر می باشد.البته این درحالی است که سبز شدن آب استخر معمولا دلایل متفاوتی دارد.


از آنجایي که جلبک ها در استخرهای شنا به سرعت تكثير می گردند و گاها در اثر ميزان ثابتی از کلرین آزاد، جلبک ها نسبت به این مقدار کلر مصونيت یافته و مقاوم می شوند، با رشد و تكثير در استخر باعث ایجاد لایه های لزج و لغزنده جلبكی در دیواره ها و کف استخر می گردند. رشد جلبک ها در استخر،کاهش شفافيت آب، افزایش مصرف کلر، توليد بوهای نامطبوع درآب را، در پی
خواهد داشت. در اینصورت کف دیواره ها و یا کنج های استخر سرعت تغيير رنگ داده و نشانه هایی از تكثير جلبک را در استخر به نمایش می گذارند.

کلریناسيون مازاد یک روش جلوگیری از رشد جلبک در استخر است که معمولاً ترجيح داده می شود، نگهداری کلر باقيمانده بين 3تا1 ميلی گرم در ليتر همراه با بازچرخش و فيلتراسيون در جلوگيری و تخریب رشد های جلبكی در استخرهای شنا مؤثر می باشد .سولفات مس زمان زیادی است که بعنوان عامل دارای توانائی کنترل رشد جلبک ها، شناخته شده است. اکثر جلبک ها توسط سولفات مس به اندازه  0.6Kg  در ۱۰۰۰ m3 را از بين می روند. بلورهای سولفات مس براحتی می توانند در آب استخرهای شنا حل گردند. بلورهای سولفات مس را در یک کيسه پارچه ای از جنس کرباس می ریزند و در پيرامون استخر حرکت می دهند. خطراتی در رابطه با استفاده از سولفات مس همراه با بعضی از آبها وجود دارد، اگر آب دارای قليائيت بالا باشد، رسوبی شيری رنگ شكل می گيرد. همچنين در آبهای دارای سولفور یاسولفيد هيدروژن واکنش نموده و توليد رنگ سياه می نماید. بنابراین آب استخرهایی که غلظت زیاد سولفات مس دارند باید رقيق گردد.

بهترین روش جلوگیری از رشد جلبک در استخر این است که از توسعه رشد آن با حفظ کلر باقيمانده آزاد در حد 0.6 ميلی گرم در ليتر ممانعت به عمل آید. چنانچه رشد جلبک در استخر مشكل آفرین گردد برای درمان راه های متعددی وجود دارد از جمله افزودن سولفات مس، سوپر کلرزنی و تخليه استخر و سپس شستشوی دیواره و کف آن با برس نایلونی و برس فلزی ضد زنگ و کاربرد سود با احتياط و یا در هر صورت مجموعه از کاربری های فوق الذکر، سولفات مس به ميزان 2ميلی گرم در ليتر قادر به کشتن جلبک ها می باشد.

 

 

ترکیبات شیمیایی آب

ترکیبات شیمیایی آب

ترکیبات شیمیایی آب شامل یون های سولفات، کلراید، نیترات، نیتریت، آمونیاک،فسفات و… و فلزات سنگینی همچون آهن، کروم، مس، منگنر، روی و … می باشد.  آب در طبيعت بصورت خالص يافـت نمـيگـردد. بلكـه همواره مقاديري املاح، مـواد معلـق و گازهـاي محلـول را همراه خود دارد و اين موجب ميشـود كـه آب در منـاطق مختلف ويژگيهاي آب متفاوت باشد. وجود برخـي از
املاح در آب براي سلامتي انسان ضروري است و اين در حالي است كه مقدار بيش از حد مجاز آنها سلامتي انـسان را به خطر خواهد انداخت. بنـابراين وجـود آب آشـاميدني سالم ضامن سلامتي جامعه است و اولين قدم در شـناخت آب، بررسي پارامترهاي آب شرب است. 

مهمترین ترکیبات شیمیایی آب

  • فلوراید:  اگر رژيـم غـذايي شـامل مـاهي و چـاي باشـد، تمـاس از طريـق غـذا بـه طـور خـاص زيـاد ميشود. تماس با فلورايد از طريق آب آشاميدني به درجه حرارت منطقه نيز بـستگي دارد و هـر چـه درجـه حـرارت بالاتر باشد، ميزان فلورايد موجود در آب بايـستي كمتـراز 1.5ميليگرم در ليتر باشد.
  • نیترات و نیتریت:  در بسياري از منابع آب به خصوص منابع زيرزميني افزايش مقـادير نيتـرات بـه دليـل توسـعه فعاليتهاي كشاورزي مشاهده شده اسـت. بـه علـت امكـان وجود همزمان نيتريت و نيترات در آب آشاميدني، مجموع نسبت غلظت هر كدام به مقـادير توصـيه شـده نبايـد از 1 ميليگرم در ليتر تجاوز كند.
  • کلرور:  غلظتهاي بالاي كلرور باعث ايجـاد طعـم در آب شرب ميگردد. حد آستانه طعم براي آنيوم كلرور به نـوع كاتيون تركيبي بـا آن بـستگي دارد. آسـتانه بـراي كلـرور سديم، كلسيم و پتاسيم در گستره 200تـا 300ميلـيگـرم در ليتر است. هيچ مقدار رهنمودي مبتني بر بهداشت براي آن پيشنهاد نشده است.
  • سولفات:  وجود سولفات در آب آشاميدني ميتوانـد ايجـاد طعم قابل ملاحظه نمايد. نـامطلوب شـدن طعـم آب بـا طبيعـت
    كــاتيون مربوطــه متغيــر اســت. حــدود آســتانه طعــم از 250 ميليگرم در ليتر براي سولفات سـديم تـا 1000ميلـيگـرم در
    ليتر براي سولفات كلسيم متغير است. معمولاً اين طعم در نظـر گرفته مـيشـود كـه در مقـادير زيـر 250ميلـيگـرم در ليتـر،
    نامطلوب شدن طعم به حداقل ميرسد.
  • آهن:  آهن پارامتر مهمی در ترکیبات شیمیایی آب می باشد. درمنابع زيرزمينـي ممكـن اسـت مقـدار آهـن بـه صورت فرو در غلظتهاي تا چندين ميليگرم در ليتر وجود داشته باشد. در هنگام استخراج اين منابع و تماس هـوا بـا آب باعث اكـسيد شـدن فـرو و تبـديل آن بـه آهـن فريـك قهوه اي رنگ ميگردد. آهن در مقادير بالاي 0.3ميليگـرم در ليتر باعث لكه دار شدن لباس هنگام شستشو و افزايش رنگ آب ميشود. 

 

  • سدیم:  آستانه طعم براي سديم 200ميليگـرم در ليتـر است و چون نميتـوان نتيجـه گيـري قطعـي در خـصوص اثرات بهداشتي سديم نمود، هيچ مقدار رهنمودي مبتني بـر بهداشت براي آن به دست نيامده است.

 

  • سختی کل: یکی از ترکیبات شیمیایی آب سختی کل می باشد که شامل غلظت یون کلسیم و منیزیوم می باشد. مقبوليت عمـومي بـراي سـختي در جوامـع مختلف فرق ميكند. سازمان جهاني بهداشـت هـيچ مقـدار رهنمودي مبتني بر ايجاد عوارض بهداشتي بـراي سـختي منظور ننموده است وليكن آبي كـه داراي سـختي بـيش از 200ميليگرم در ليتر باشد، مي تواند باعث رسـوب جـرم در سيستم توزيع و مصرف زياد صابون گردد و از سوي ديگر آب با سختي كمتر از 100ميلـيگـرم در ليتـر بـراي لوله ها بسيار خورنده خواهد بود.

كل جامدات محلول TDS و هدايت الكتريكـي Ec پارامتر بسيار مؤثري در ترکیبات شیمیایی آب و ايجاد طعم آب آَشـاميدني است. آبي كه داراي TDSكمتر از 500ميليگـرم در ليتـر اســت، از ديــدگاه اســتاندارد شــرب، آب بــسيار خــوبي محسوب ميگردد. TDSبين 500تـا 1000مطلـوب و در گستره 1000تا 1500براي شرب مجاز است ولـي آب بـا TDSبيشتر از 1500مقبوليت شرب را ندارد.

 

 

 

روشهای تصفیه آب استخر

روشهای تصفیه آب استخر

جهــت روش های تصفیه آب استخر  بخــصوص اســتخرهای بــا جریــان آب بازچرخــشی، تــصفیه آب دارای اهمیــت اســت. ایــن تــصفیه عمــدتاً شــامل صــاف نمــودن (فیلتراســیون) همــراه بــا و بــدون تــصفیه شــیمیائی اســت. هــدف عمــده از تــصفیه آب اســتخر نگهــداری آب در یــک شــرایط مطلــوب و ســالم بــرای اســتفاده شــناگران مــیباشــد. ایــن هــدف ویــژه را مــیتــوان بــا توجه به نیازها ی زیر در نظر گرفت :

  • نگه داشتن آب، عاری از عوامل بیماریزا و مضر
  •  نگه داشتن آب عاری از رشدهای جلبکی
  •  اطمینــان از عــدم وجــود مــواد ســمی و تحریــک کننــده بــرای شــناگران در آب استخر
  •  جلوگیری از تشکیل و ایجاد بو و طعم نامطلوب در آب
  •  جلوگیری از خوردگی اطراف استخر، اتصالات و تجهیزات
  •  جلوگیری از ایجاد رسوب
  • جلوگیری از ایجاد کدورت و تیرگی و حفظ شفافیت آب استخر

روشهای تصفیه آب استخر بـرای استخر با سیــستم بــازچرخش آب میــزان آب چرخــشی بایــد بنحــوی باشــد کــه معمــولا هــر 8یا 6 ســاعت آب اســتخر تعــویض گــردد. بــرای اسـتخرهای خـصوصی کـه شـناگران کمتـری اسـتفاده مـینماینـد. 12سـاعت ممکـن اسـت قابـل قبـول باشـد. ورودی هـای آب بهتـر اسـت در چهـار جانـب استخر، حـداقل ( 12ایـنچ 30سـانتی متـر) زیـر سـطح آب باشـد. فاصـله آنهـا بــیش (5/4تــا متــر) نباشــد و یــک ورودی بــه فاصــله (5/1 متــر) از هــر گوشــه اســتخر. ورودی هــا مجهــز بــه شــیرهای دروازهای یا کنترل کننده های مشابه باشند.

زهکــش هــای اســتخر بایــد جهــت تخلیــه کامــل اســتخر ترجیحــاً در مــدت 4 سـاعت یـا کمتـر در نظـر گرفتـه شـود. زهکـش نبایـد مـستقیماً بـه سیـستم جمع آوری اتصال داده شود. تجهیـزات جـانبی سیـستم بـاز چـرخش آب شـامل گـرم کننـده آب بـا کنتـرل حرارتـی اتوماتیـک بـرای اسـتخرهای سربـسته و بعـضی اسـتخرهای روبـاز مــیباشــد. محــل گــرم کننــده آب در خروجــی آب از فیلتــر و ورود آن بــه اســتخر مــیباشــد. بــرای شستــشوی فیلتــر از آب ســرد اســتفاده مــیگــردد. دمـــای آب ورودی بـــه اســـتخر نبایـــد بـــیش از ْ 40cباشـــد. نـــصب یـــک ترمومتر در نزدیک ورودی آب به استخر لازم است.

نــصب تــوری بــا ســوراخ هــای کمتــر از 3میلــی متــر جهــت گــرفتن مــو و آشغال ضروری میباشد. جهت حذف آلاینـده هـا، بخـصوص آلاینـده هـای معلـق و کلوئیـدی قبـل از بـاز گردش آب، آب مورد نظر فیلتر میگردد. توانـایی یـک سیـستم بـرای تمیـز نگـه داشـتن یـک اسـتخر بـستگی بـه انـدازه فیلتر، اندازۀ ماسه (شبکه شنی) یـا بـه انـدازه آبکـشهـا، ابعـاد لولـههـا، تعـداد
کــفگیرهــا، تعــداد ورودیهــا، نــسبت گــردش و مشخــصات پمــپ دارد. ایــن عوامــل از اســتخری بــه اســتخر دیگــر و بــسته بــه شــکل و نــوع اســتخر متفـاوت اسـت همچنـین تـراکم، سرپوشـیده یـا روبـاز بـودن اسـتخر از جملـه عوامل مهم میباشد. مدت گردش آب میتواند از 6 تا 12 ساعت باشد وقتی سیستمی طراحی مـیشـود ظرفیـت آن بایـد بـا توجـه بـه ظرفیـت سـایر
اجـزاء سیـستم در نظـر گرفتـه شـود. همیـشه یـک پمـپ متناسـب بـا نیازهـای یـک فیلتـر انتخـاب مـیشـود. مـثلاً بـرای میـزان فیلتراسـیون معقـول در هـر فوت مربع از سطح فیلتر بـا یـک فـشار معـین بـا ظرفیـت پمپـاژ طراحـی شـده برای شستـشو بایـد متناسـب باشـد اگـر ایـن مـسائل رعایـت نـشود اشـکالات پیاپی در سیکل فیلتراسیون بروز میکند.

 

انواع روشهای تصفیه آب استخر

انــواع روشهای تصفیه متدول آب استخر مــورد اســتفاده : 

  • دیاتومه ای (تحت فشار یا خلاء)
  •  شنی

هــر کــدام از فیلترهــا مزایــا و معــایبی دارنــد، هزینــه انــرژی، هزینــههــای شـیمیائی، میـزان مـصرف آب، گنجـایش سیـستم تـصفیه و هزینـههـای اولیـه همگی متغیر  هستند. انواع فیلترهای شنی و ثقلی و فشار بهره برداری آسان دارند. مع هــذا آب مــصرفی آنهــا بالاســت یعنــی حــدود %10آب اســتخر در خــلال تـصفیه در داخـل سیـستم هـدر مـیرود کـه بـا فیلترهـای دیاتومـهای و شـنی با سرعت بالا این میزان تنها %1از آب استخر است. هزینـه هـای انـرژی فیلترهـای دیاتومـه ای خـلاء و شـنی تحـت فـشار تقریبـاً برابــر اســت، لــیکن انــواع دیاتومــهای تحــت فــشار و شــنی بــا ســرعت بــالا هزینه های دو برابر دارند.

 

علت سبز شدن آب استخر

علت سبز شدن آب استخر

علت سبز شدن آب استخر ،ته نشينی زیاد و رشد و تجمع گياهان آبي چون جلبک ها و راههای جلوگیری از سبز شدن اب استخر نیز تشریح می گردد .گرچه سبز شدن آب استخر بي زیان و نا زیبا بوده ولي باعث بد منظره شدن و توليد بوي نامطبوع در آب مي شوند در کف و دیوارهاي استخر پاکسازی آنها لازم مي باشد این پاکسازی چنين انجام مي پذیرد. 

راههای جلوگیری از سبز شدن اب استخر

  • اولا آب استخر را خالي نموده و سپس به کمک وسيله اي مانند برس هاي محكم خشن کف و دیوارهاي استخر را مي سایند که از عيوب این کار، پرداخت هزینه های قابل توجهي از پول کارگر گرفته تا به هدر رفتن آب و عدم استفاده مكرر از استخر می باشد. اگر دیوارهاي استخر رنگ اوليه خود را در نتيجه رشد جلبک ها در روي خود از دست داده اند و گياهان سبز روي آن را پوشانده اند،
  • تصفيه شيميائي یکی از راههای جلوگیری از سبز شدن اب استخر که اثر کمي خواهد داشت. بخصوص در صورتيكه دیوارها ناصاف باشند آن وقت خالي کردن استخر و برس زدن آن لازم است .برس زدن همراه با محلول سود سوز آور براي از بين بردن کامل این ورقه جلبک ها مفيد می باشند.
  • در نوعی دیگر از علت سبز شدن آب استخر باید استفاده از جاروهائي که به کمک مكش کار مي کنند کمک بگیریم که براي این منظور طرح و ساخته شده اند ممكن است براي گرفتن مواد ته نشسته کف استخر بدون خالي کردن آن بكار روند. این دستگاه عبارت است از یک لوله مكش و در انتهاي آن یعني در نقطه مكش داراي برس زبري است که آنرا به لوله مكش تلمبه مورد استفاده گردش مجدد آب متصل مي کنند و لوله مكش آن یا به مجاري فاضلاب و یا در صورت لزوم به صافي ها متصل مي شود و لذا در صورتي که چنين دستگاهي مورد استفاده است باید در فواصل مشخص در اطراف استخر لوله مكش قرار داده در حدود 6اینچ ( 15سانتيمتر) آب در حين کار دستگاه از استخر خارج خواهد گردید.
  • برای جلوگيری از رشد جلبک ها که اصلی ترین علت سبز شدن آب استخر مي توان با افزودن سولفات مس به آب استخر، از رشد آنهاجلوگيري نمود. روش مصرف آن مانند روش مصرف آهک کلردار و یا با قرار دادن یک کيسه حاوي آن در آب و یا افزودن مداوم آن به آب در حال گردش انجام دادواحد ها فارسي نوشته شود.
  • کنترل کیفیت آب استخر های شنا بر اساس استاندارد الزامی است.هر جا که مشكلات ناشي از رشد جلبک ها وجود دارد عموما استفاده مداوم ولي با غلظت کم از سولفات مس بعنوان یک عامل پيشگيري، انجام مي گيرد این عمل بخصوص در مورد استخرهاي روباز که در معرض اشعه خورشيد هستند لازم مي باشد. زیرا نور خورشيد رشد جلبک ها را تسریع مي کند در مورد استخرهاي سرپوشيده در صورتيكه این مشكل وجود داشته باشد همان روش قابل اجرا است.

آنالیز پارامتر های بیولوژیکی کیفیت آب

آنالیز پارامتر های بیولوژیکی کیفیت آب

تغييرات كيفيت آب مخزن باعث ايجاد تغييراتي در وضعيت آنالیز پارامتر های بیولوژیکی کیفیت آب و موجودات زنده مخزن آب خواهد شد. بر اين اساس بررسي وضعيت و تغييرات بيولوژي مخزن آب منجر به ايجاد اطلاعاتي در مورد وضعيت كيفيت آب ميگردد. پاسخ جوامع زيستي به تغييرات كيفيت آب و اثر اين تغييرات روي گونه هاي زنده درون مخزن قابل رديابي و پايش است. بر اين اساس حضور جوامع خاص زيستي يا حذف و اضافه شدن جوامع جديد در يك زيستگاه و يا وجود غلظتهاي غيرطبيعي از آلاينده ها در بافت بدن موجودات زنده درون مخزن ميتواند به عنوان علايم تغييرات ميانگين كيفيت آب باشد.

آلايندههاي خاصي (فلزات سنگين، مواد آلي پايدار و سموم) قابليت ورود و انتقال در زنجيره غذايي و تجمع زيستي در گونه هاي بالاي زنجيره غذايي را دارند. در پايش بيولوژيكي در واقع به بررسي اثرات بر روي جمعيت و همچنين گونه هاي خاص و اندازه گيري فرايندهايي چون توليد اوليه توسط جلبكها، ساختار جمعيتي يا سطوح آلودگي در يك ارگانيسم خاص پرداخته ميشود. پايش بيولوژيكي همواره بايد همراه يك برنامه پايش شيميايي و فيزيكي آب باشد تا دادههاي لازم براي تفسير وضعيت بيولوژيكي فراهم آيد. اثرات تغيير كيفيت آب بر جوامع زيستي و اكوسيستم حد اقل پس از تغييرات كيفيتي پايدار در زمان بيش از چند هفته (تا سالها) و تجمع زيستي آلاينده ها در بافت موجودات پس از تغييرات كيفيتي  پايدار در زمان بيش از يك ماه (تا سالها) قابل رديابي و پايش خواهد بود. البته اين زمانها بسته به گونه هاي مختلف وشرايط محيط كاملا متفاوت ميباشد.
در اين دستورالعمل تنها به سه تكنيك كه بر طبق استانداردهاي موجود بيشترين استفاده را در سطح دنيا دارند پرداخته ميشود.
اين سه تكنيك آنالیز پارامتر های بیولوژیکی کیفیت آب عبارتند از
 :

  • اندازه گيري زيست توده (بايومس) فيتوپلانكتون با استفاده از اندازه گيري كلروفيل a
  • ايندكس هاي ساده تنوع زيستي
  • استفاده از بافتهاي گياهي و يا جانوري براي پايش برخي از انواع آلودگي هاي خاص

نحوه انتخاب آنالیز پارامتر های بیولوژیکی کیفیت آب

جلبكهاي پلانكتوني (فيتوپلانكتونها) در ستون آب رشد و نمو كرده و (ميزان رشد آنها به شدت به غلظت مواد مغذي به خصوص فسفر در مخازن وابسته است) ميتوانند به عنوان يك شاخص كيفيت آب مورد سنجش قرار گيرند. فيتوپلانكتونها تحت اثر موقعيتهاي گوناگون طبيعي و يا اثرات انساني پاسخ داده و ساختار جمعيتي آنها به نحو محسوسي در پيكره هاي آبي مختلف
تغيير مينمايد. جمعيت و زيست توده فيتوپلانكتونها ميتواند با ورود برخي از مواد سمي كاهش يابد. از طرف ديگر ممكن است كه
با ورود برخي از مواد مغذي مانند نيتراتها و فسفاتها ناشي از فاضلابها يا كودها اين مقدار افزايش يابد كه باعث تغيير كيفيت آب
شده و در عين حال خود نيز متاثر از تغييرات كيفي آب ميباشند. جمعيت بالاي فيتوپلانكتون در مكانهايي كه پديده پر غذايي در آب ديده ميشود ميتواند منجر به ايجاد سطوح غيرقابلقبولي از مواد سمي، تغييرات ،
pHرنگ و يا مزه آب گردد. جمعيت بالاي
فيتوپلانكتونها در نهايت از بين رفته و تجزيه آنها ميتواند با مشكلات جدي و كاهش اكسيژن محلول در آب همراه باشد. تغييرات
در زيست توده بايد بهوسيله اندازهگيري غلظت رنگدانه فتوسنتز كننده كلروفيل
aدر آب پايش گردد.

 

باقیمانده سموم در محصولات کشاورزی

باقیمانده سموم در محصولات کشاورزی

پايش بهداشتي محصولات کشاورزی از سه ديدگاه شامل باقیمانده سموم در محصولات کشاورزی ، انتقال ميكرو ارگانيـسمهـا (بـاكتري، ويـروس، انگـل و…) ، فلـزات سنگين و در بعضي موارد مواد راديو اكتيو مورد بررسي قرار ميگيرد. در ايران معاونت نظارت بـر مـواد خـوراكي، دارويـي، آرايـشي و بهداشتي در وزارت بهداشت- درمان و آموزش پزشكي، مسوول رسمي كنترل بهداشتي كليه مواد خوراكي و آلـودگيهـاي آنهـا را تـا زمان رسيدن به دست مصرف كننده ميباشد. بعضي از بخشهاي وزارت بهداشت نظير اداره كل بهداشت محيط مـسووليت بررسـي آلودگيها در تامين، تهيه، حمل و نقل، آماده سازي و عرضه مواد خوراكي را دارند. ادارات مشخصي نظير سازمان گوشـت نظـارت بـر كيفيت شير، گوشت، ماهي و امثال آنها را دارا ميباشند. هر نوع ماده غذايي، دارويي، آرايشي و بهداشتي دستورالعملهاي خاص پايش و كنترل باقیمانده سموم در محصولات کشاورزی دارد. در بسياري از كشورهاي پيشرفته ميزان بقاياي سموم آفتكش، ويژه حشرهكشها، فلزات سنگين و مواد راديواكتيو، در محصولاتي نظير گندم، جو، برنج، ذرت و دانههـاي روغنـي خـوراكي و هـمچنـين گوشـت و فـراوردههـاي مربـوط را بررسـي و بـا استانداردهاي مربوط مقايسه مينمايند؛ اما در ايران اين بررسيها معمول نميباشد.

آزمايش باكتريولوژيكي جهت محصولات گندم، لوبيا و … در هيچ جاي دنيا وجود ندارد زيرا همگي طي پروسه ي آماده سازي شده سپس به مصرف ميرسند. با توجه به اينكه جو، يونجه و گياهان علوفه اي به مصرف حيوانات ميرسند و دامهـا نـسبت بـه اغلـب بـاكتريهـا و انگلهاي آن كاملا مقاوم ميباشند. استانداردي در اين زمينه تدوين نشده است ,ولی باقیمانده سموم در محصولات کشاورزی دارای اهمیت است. در طالبي، هندوانه، گوجه و خيار سالم باكتري و تخم انگل وارد نميگردد. آنها كه شكسته يا زخم خورده هستند، بايد به مصارف غيرخوراكي برسند و يا خوب شسته و ضدعفوني گردد. از ديدگاه پايش پساب مورد استفاده در آبياري محصولات، بايد در ابتداي شروع مصرف و پس از آن بر اساس برنامه ارائه شده در جدول كيفيت پساب منتقله به مزرعه به استثناي زمستان كه در كشاورزي مصرف نميگردد از ديدگاه مناسب بودن جهـت گياهان و بهداشت محصول مورد بررسي قرار گيرد.

آزمايشهايي كه بدين منظور براي اطمينان از مناسب بودن كيفي پساب با گياهان و همچنين عدم داشتن عوارض زيستمحيطي
توصيه ميشود، شامل فاكتورهاي ذيل ميباشد:

  • TDS ,SAR ,RSC ,EC ,COD ,BOD ,TSS ,pH
  •  اكسيژن محلول
  •  آنيون و كاتيون و عناصر مغذي
  •  غلظت بر
  •  فلزات سنگين (كروم، كادميوم، جيوه، سرب)
  • فكال كليفرم
  •  تخم انگل نماتودها

نتايج با استانداردهاي مربوط به مصارف مختلف، از جمله استانداردهاي ارائه شده از طرف فائو مقايسه و مناسب بودن آن بررسـي ميگردد. به طور كلي در پايش محصولات آبياري شده با پساب، ميتوان محصولات را به شش گروه به شرح ذيل تقسيم نمود:

  • محصولاتي كه به صورت خام مصرف ميشوند.
  •  محصولاتي كه مصارف انساني به صورت پخته دارند
  •  محصولات گلخانهاي
  •  ميوه هاي درختي
  •  محصولات علوفه اي
  •  محصولات صنعتي

در محصولاتي كه مصارف انساني به صورت خام دارند،باقیمانده سموم در محصولات کشاورزی و نمونه برداري و آزمايشهاي مربوط به تخم انگل نمـاتود و بـاكتريهـاي كليفرم مدفوعي و فلزات سنگين مطابق با برنامه ارائه شده در جدول زیر ضروري ميباشد. در محصولاتي كه مصارف انساني به صورت پخته داشته و همچنين گياهان علوفهاي كه به مصرف دامها ميرسند، نمونهبرداري جهت اندازهگيري فلـزات سـنگين در هـر فصل زراعي و مقايسه ميزان تجمع فلزات مذكور، با استانداردهاي مربوط كفايت ميكند. در محصولات صنعتي كه خـارج از زنجيـره غذايي انسان ميباشند، بررسي فاكتورهاي مذكور ضررورتي ندارد.

باقیمانده سموم در محصولات کشاورزی

در بررسي گياهان بسته به نوع آبياري، بخشهاي خاصي از آن بايد بيشتر مورد توجه قرار گيرد. بهطوريكه در آبياري قطرهاي و جوي پشته بررسي بخش تحتاني از اهميت بيشتري برخوردار بوده ولي در روشهاي ديگر بررسي هر دو بخش فوقاني و تحتاني ضرورت دارد.

 

کیفیت خاک کشاورزی

کیفیت خاک کشاورزی

شاخصهاي مورد نظر تعیین کیفیت خاک کشاورزی شامل هدايت الكتريكي (EC)، فلزات سنگين و تخم انگل هاي نماتودي ميباشد. همچنين با توجه به اينكه استفاده از پساب و فاضلاب در آبياري، بـه دليـل دارا بـودن ذرات معلـق باعث گرفتگي خلل و فرج و كاهش نفوذپذيري خاك ميگردد، اندازه گيري نفوذپذيري خـاك نيـز بـه فواصـل شـش ماهـه پيـشنهاد ميگردد. همچنين در صورت امكان با تجزيه خاك مقدار ازت، فسفر و پتاسیم قابل جذب و ميزان تجمع املاح و فلزات سنگين را بايد تعيين نمود. با توجه به نقش مواد آلي در تشكيل پيوند با فلزات سنگين و تجمع آنهـا در خـاك، در طـرحهـاي اسـتفاده از پـساب در آبياري، اندازه گيري مواد آلي خاك به ويژه بعد از هر سال زراعي ضروري ميباشد. از ديدگاه بهداشتي، با توجه بـه دوام بـالاي تخـم انگلها و قابليت انتقال آنها در خاك، پايش خاك از نظر آلودگي به تخم انگل، از اهميت بالايي برخوردار ميباشد.

عمل نمونه برداري جهت بررسي عوامل زيستي کیفیت خاک کشاورزی خاك از سه عمق 5-0و 15-10و 35-30سانتيمتري توصيه ميگـردد. پـايش كيفيـت خـاك از سـه ديدگاه فيزيكي، شيميايي و عناصر غذايي اصلي و آلودگي، انجام ميگيرد.

پارامتر های تعیین کیفیت خاک کشاورزی

اهميت شاخص هاي فيزيكي و شيميايي خاك بستگي به حساسيت گياهان مورد كشت دارد. اين شاخصها شامل تخلخل خـاك، نفوذپذيري هوا و آب در خاك، درجه رطوبت و يا درصد آب و دانهبندي خاك، ،pHشوري  ،(ECe) قلياييـت و ظرفيـت تبـادل يـوني خاك با آب آبياري و ايجاد حالت سيماني و يا چسبندگي دارد. آزمايشهاي ،pHشوري و قلياييت خاك، آزمايشهاي شيميايي بـسيار مفيدي جهت بررسي كيفيت خاك ميباشند. اما بايد جهت بررسي ويژگيهاي خاك علاوه بر انجام آزمايشها به بازديـد كارشناسـي نيز پرداخت و در نهايت با نتايج حاصل از آزمايشها و بازديدهاي صحرايي وضعيت زيستي و شرايط رشد گياه بررسي گردد. پيـشنهاد ميشود هر شش ماه يكبار (يكبار هم قبل از شروع آبياري) از نقاط مختلف محدوده كشت آزمايش خاك به عمل آيد.
براي بررسي وضعيت زيستي خاك، در نقاط انتخاب شده به صورت تصادفي با بيل سرصاف با طول و عرض يك فوت (حدود 30
سانتيمتر)، يك فوت مكعب به ابعاد 1×1×1فوت از خاك برداشت كرده، به آرامي به پهلو ميخوابانند.

  • تمامي ارتفاع خيس يا تر، پتانسيل رطوبت را نشان ميدهد(حداقل قابل قبول، دو سوم عمق است).
  •  در نيمه بالايي، ريشه علوفه بايد ديده شود. هر چه عمق ريشه بيشتر باشد، بهتر است.
  •  به آرامي با بيلچه يا هر وسيله مناسب ديگر، خاك را باز ميكنند درحاليكه بهطور كلي وجود فعاليت موجودات مختلف در
    خاك را مشاهده كنند، تعداد كرمهاي خاكي را جدا ميكنند. در يك خاك كشاورزي مناسب بايد حداقل 10كرم در يـك
    فوت مكعب وجود داشته باشد. وجود كرم نشاندهنده تكميل سيكل زيستي خاك، هـوازي بـودن آن و وجـود رطوبـت و
    غذاي كافي در آن ميباشد. كارشناس با تجربه ميتواند نسبت به تعداد كمتر يـا بـيشتـر كـرم خـاكي و شـرايط خـاك
    اظهارنظر نمايد.

کیفیت خاک کشاورزی از نظر عناصر غذايي اصلي

مهمترين فاكتور پايشي در اين بخش تعيين مقدار مواد ازته و فسفاته ميباشد. ميزان كود ازته و فسفاته لازم جهت هر نوع مزرعه بايـد پس از اين آزمايشها تعيين گردد. البته لازم به ذكر است كه دانستن شرايط جذب مواد از خاك توسط گيـاه و شـرايط محيطـي در تعيـين نيازهاي كشت، موثر و لازم ميباشند. مثلا جذب فسفر توسط گياه از خاك و به عبارت ديگر نياز به كود فسفره وابـسته بـه ميـزان روي در خاك ميباشد. لذا نمونه برداري از خاكهاي مزرعه (نمونه برداري تصادفي) جهت اندازه گيري ازت، فسفر و روي پيشنهاد ميشود.

کیفیت خاک کشاورزی از نظر آلودگي

آلودگيهاي خاك زراعي ناشي از مواد آلاينده موجود در پساب، سموم و كودهاي مصرفي و دفع زباله و نخالـه خـصوصا زايـدات
صنعتي در منطقه ميباشد. سموم آلي و فلزات سنگين موجود در پسابهاي شهري معمولا در حدي نيست كه كيفيت خاك منطقه را بر هـم بزنـد. سـموم و كودهاي مصرفي در منطقه بايد زير نظر ادارات مسوول و مطابق پروانههـا و اسـتانداردهاي بـينالمللـي مـصرف شـود. فقـط سـموم آفتكشي اجازه مصرف مييابند كه در محيط ديرپا نباشند و حداكثر در 15روز كليه آثار آنها از بين برود. كودهاي مصرفي هم بايد از كيفيت مشخصي برخوردار باشند. مثلا بسياري از انواع كودهاي فسفاته وارده از آفريقاي شمالي بـه علـت داشـتن كـادميوم بـيش از ميزان مجاز در دنيا خريدار ندارند. در صورت مصرف كودهاي فسفاته ميزان كادميوم خاك بايد مورد آزمـايش قـرار گيـرد تـا از عـدم تجاوز از حد استاندارد تعيين شده مطمئن گردند. از خاك مزرعه در نقاط مختلف نمونه برداري شده و آزمايشهاي هدايت هيدروليكي، ظرفيت تبادل يـوني خـاك، ،
pHشـوري خـاك ECقلياييـت
خاك، ميزان مواد آلي، ازت و فسفر كل، ميزان فلزات سنگين (كادميوم، جيوه، سرب … )، تخم انگل نماتود، آزمـايش زيـستي کیفیت خاک کشاورزی (به طريقي كه ذكر شد)، انجام و نتايج حاصل تفسير ميگردد
 .

کیفیت آب پرورش آبزیان

کیفیت آب پرورش آبزیان

کیفیت آب پرورش آبزیان ، شامل پارامتر های  فلزات سنگين و تركيبات شيميايي همچون BOD و … می باشد كه ميتواند به نوعي با دقت و تجزيه دقيقتر اجزاي آن، بيانگر كل  کیفیت آب می باشد. در جدول زير، ميتوان از فاكتور TDSبه جاي ECاستفاده نمود، زيرا مـيتـوان بـا اسـتفاده از فـاكتور TDSمقـدار ECرا نيـز محاسبه نمود. با توجه به اينكه آبزيان از گروه تركيبات ازته، به غلظت آمونيـاك حـساسيت زيـادي دارنـد، در ايـن گـروه اسـتاندارد آمونياك ارائه شده است. همچنين در بررسي منابع نشان استانداردي براي نيترات و CODجهت پرورش ماهيان مشاهده نگرديد.

کیفیت آب پرورش آبزیان

کیفیت آب پرورش آبزیان از ضروريترين اجزاي پروژههاي استفاده از پساب و آبهاي برگشتي جهت پرورش آبزیان ميباشد. بدون طراحي و اجراي برنامه ارزيابي و پايش مستمر و موثر علاوه بر امكان عدم استمرار سودمندي و تاثير پروژه، بلكه امكان بروز اثرات سوء بهداشـتي و زيـست محيطي قابل توجهي نيز وجود دارد. برنامه پايش زيست محيطي شامل بررسي كارايي تـصفيه خانـه هـاي فاضـلاب در بهبـود كيفـي پساب، كميت پساب توليدي، بررسي كيفي پساب و آبهاي برگشتي مصرفي و تطبيق آن با استاندارد مورد نظر، خـط انتقـال آب تـا محل مصرف، كميت و كيفيت محصولات توليدي و ساير فعاليتهاي موجود طرح جهت دستيابي به اهداف پروژه ميباشـد. بـه طـور كلي اهداف پايش طرح به شرح ذيل ميباشد.

  • ارزيابي اجزاي پروژه براي دستيابي به عملكردي مطلوب
  •  اصلاح اجزا و بخشهاي مختلف سامانه براي كاهش اثرات سوء احتمالي بهداشتي و زيست محيطي
  •  كنترل اثر بخشي برنامهها و اقدامات پيشنهادي براي حذف و يا تقليل اثرات و پيامدهاي بهداشتي و زيستمحيطي
  •  تغيير اجزاي سامانه در جهت افزايش راندمان و عملكرد و استفاده پايدار از اين منابع

به طور كلي در يك طرح جامع و مهندسي استفاده مجدد از پساب منطبق با کیفیت آب پرورش آبزیان ، با فرض تصفيه فاضلاب تا حد دستيابي به معيـارهـاي كيفـي توصيه شده برنامه پايش عمليات، بيشتر بر مراحل تصفيه متمركز ميشود، ولي با توجه به اشكالات احتمـالي در مراحـل تـصفيه يـا كاستي هاي احتمالي در مديريت، بررسي و مراقبت منظم و مداوم از مراحل تصفيه و اجزاي طرح شامل خاك، محصولات كشت شده،

کیفیت آب پرورش آبزیان

 

استاندارد آب صنعتی

استاندارد آب صنعتی

با توجه به مطالعات انجام شده، شاخص هاي در نظر گرفته شده براي استاندارد آب صنعتی شامل: شاخصهاي ميكروبي، جلبـك، ،pH ، اكسيژن محلول و آهن، منگنز، COD، سختی کل، قلیائیت کل، سیسلس و شاخصهاي توصيفي مثل بو، مزه، جامدات و مواد شناور، روغن و گياهان مزاحم ميباشند. در مورد وضعيت جلبكها در آبهاي كشور آماري در دست نيست، بررسي ميزان pHو اكسيژن محلول نيز نشان ميدهد كه ميـزان pHو اكسيژن محلول در اكثر آبهاي كشور در حد استاندارد آب صنعتی  ميباشد. بقيه شاخصهاي مرتبط با جنبـه توصيفي داشته و آمار مربوط به آنها موجود نيست.

شاخصهاي ميكروبي كه به طور معمول در كشورهاي ديگر براي كيفيت آب تفرجي پيشنهاد شده است، شـاخصهـاي كليفـرم كـل، كليفرم مدفوعي، اشرشياكلي و انتراكوكي ميباشند كه در چند سال اخير دو مورد آخر يعني اشرشيا و انتراكوكي بـيشتـر مـورد توجـه قرار گرفته اند. از آنجا كه آزمايش هاي اندازه گيري اين دو شاخص نسبت به كليفرم كل و كليفرم مدفوعي گرانتـر بـوده و تجهيـزات آزمايشگاهي مربوط در تمامي مناطق كشور موجود نميباشد

در تهيه استاندارد آب صنعتی محدوده مطلوب براي هر 4شاخص راهنمای طبقه بندی آب صنایع ذكر شـده است و براي تعيين وضعيت كيفيت آب، انجام يكي از آزمايشها كفايت ميكند، ولي توصيه ميشود كه در صورت امكان اشرشـياكلي و انتراكوكي نيز مورد آزمايش قرار گيرند. بديهي است كه با نمونه گيري بيشتر تصميم گيري در مورد وضعيت آب، صحيحتر است ولي حداقل تناوب نمونه گيري توصـيه شـده براي تعيين وضعيت آب دو هفته يكبار ميباشد.


با وجود اهميت ميزان جلبك در آب تفرجگاه ، اندازه گيري آن در همه جا ميسر نميباشد. از آنجا كه محـدوده كـم خطـر جلبـك كـمتـر از 10 كلروفيل
aميكروگرم بر ليتر ميباشد و بيش از اين ميزان، باعث تغيير رنگ آب شده و بر روي آب شناور ميگردد، مـيتـوان ميـزان جلبك را به صورت شاخص توصيفي تعريف كرد. در جدول زیر مقادير شاخصهاي مختلف براي مصارف تفرجي آورده شده است، بايد توجه داشت كه محدوده مشخص شده براي هر شاخص، محدوده بيخطر نميباشد، ولي احتمال ابتلا به بيماري در اين محدوده كمتر است.

استاندارد آب صنعتی

 

شوری آب و خاک

شوری آب و خاک

کشاورزی با مدیریت شوری آب و خاک و كاربرد آنها براي آبياري محصولات گياهي (اعم از خوراكي و غير خوراكي) سر و كار دارد. اما مديريت اين آبها در حين مصرف و شرايط محيط مصرف (مثلا شرايط خاك) ممكن است، گروه بندي و انتظارات ناشي از آن را دگرگون كند. به عبارتي ديگر، ممكن است آبي از گروه كيفيتي خوب به علت مديريت نادرست نتايج نـامطلوب بـه بـار آورد ولي آبي از گروه كيفيتي متوسط با مديريت خوب نتايج خوشايند به دست دهد. با توجه به اين نكات روشن است كه گروه بندي آبها در بسياري موارد براي تعيين مناسب بودن آنها ارائه نشده و توصيه هم نميشود. هدف اساسي از اينگونه طبقه بندي ها آگاهي از خطرات  آنها و اتخاذ روشهاي مديريتي مناسب براي دستيابي به نتيجه بهينه است. در واقع هر يك از گروه بندي هاي معتبر مجموعه اي از گمانه هـا و فرضـيات را مبنـاي كـار قـرار داده و بـر اسـاس آنهـا   گروه بندي آبها را شكل ميدهد.

كاربران اين گروه بنديها ميتوانند برمبناي فرضيات و توصيه هاي مـديريتي مناسـب نـه تنهـا انتظـارات توليدي خود را پيش بيني نموده و تصميمي متناسب با آن بگيرند، بلكه با رعايت توصيه هاي مربوط از اثرات ناخوشـايند زيـست محيطـي و تخريب منابع طبيعي بكاهند. اهميت ديگر طبقه بندي كيفي شوری آب و خاک در اين است كه به اتكاي آن ميتوان يافته هاي تحقيقاتي و تجربي با آبـي معين را از مكاني به مكان ديگر منتقل كرده و براي آبهايي با كيفيت مشابه به كار بست. استفاده از نتايج تحقيقاتي در زمينه كاربرد آب در صورتي مجاز و موفق خواهد بود كه به گروه كيفيتي آب و شيوه مديريت آن در حين مصرف توجه شود.

بر اساس اين يافته ها ميتوان محدوده هاي مجاز مصرف شوری آب و خاک براي توليد محصولات كشاورزي را افزايش داد و موارد كـاربرد بيشتري براي اين آبها فراهم كرد. با توجه به تحقيقات مزبور و مباني مورد عمل مراجع معتبر جهـان، طبقـه بنـدي جديـدي بـراي آبها از لحاظ شوري طراحي ميشود. گروهبندي مورد نظر در جدول زیر ارائه شده اسـت. همـانگونـه كـه جـدول زیر نـشان ميدهد، در گروه نخست اين طبقه بندي آبهاي غير شور قرار دارند. اين گروه شامل آبهايي اسـت كـه محـدوده تغييـرات هـدايت
الكتريكي آنها كمتر از 700ميكروزيمنس بر سانتيمتر از بوده و كاربردشان براي آبياري محدوديت ندارد و براي آنها مديريت خاصـي
به جز انجام صحيح عمليات آبياري ضروري نيست. شوري اين آبها در حدي انتخاب شده است كه حتي بعد از افزايش غلظت نمك آنها در خاك تا دو برابر ميزان اوليه، هنوز صدمه قابل توجهي به محصولات حساس به شوري وارد نيايد.

با اين وجود، از آنجا كه بـه هر حال مقداري نمك با آب وارد خاك ميشود و بخش عمده آن در خاك باقي ميماند، توصيه ميشود كه چنانچه بارندگي منطقـه مورد نظر كم است (250mm> ) با انجام آبشويي زمستانه از انباشت نمك در منطقه ريشه جلوگيري گردد. درمناطقي با بارندگيهـاي بيشتر احتمال آبشويي نمكها با آب باران زياد است و بنابراين آبشويي اضافي ضروري نخواهد بود.

شوری آب و خاک

  •  غیرشوراين آبها در هر نوع بافت خاك براي آبياري همه گياهان قابل استفادهاند. در شرايط بارندگي كـم،
    آبشويي زمستانه توصيه ميشود.
  • کم شوردر خاكهاي داراي بافت سبك و متوسط بيخطرند. در خاكهاي رسي، آبشويي نمكها و زهكشي بايد انجام شود
  • لب شوردر خاكهاي سبك با يك بار آبشويي زمستانه همراه باشد. در خاكهاي بافـت متوسـط و سـنگين آبشويي نمكها در هر نوبت آبياري انجام شود و در اين خاكها براي محصولات حساس به شوري به كار نرود. در مرحله جوانه زني، حتي المقدور از آبهاي غير شور يا كم شور استفاده شود.
  • شورفقط در موارد استثنايي (گياهان يا ارقام مقاوم به شوري + خاكهاي سبك با زهكشي خوب) يـا در شرايط اضطراري (خشكسالي) در دفعات كم استفاده از اين آبها مجاز است.
  • ابرشور غيرمجاز براي آبياري

 

آرسنیک در آب

آرسنیک در آب

آرسنیک در آب آشامیدنی می تواند موجب بیماری های همچون سرطان پوست و ريه، كم شدن وزن، اسهال، خستگي مفرط، ورم ماهيچه هاي چشم، تورم بدن شود. به طور کلی  فلزات سنگين از نيمه عمر زيستي بالايي برخوردار بوده و با تجمع در خاك و انتقال به زنجيره غـذايي، بعـد از ورود بـه بـدن در بافتهاي نرم از جمله كليه و كبد ذخيره ميگردند. بعـضي از ايـن فلـزات از جملـه كـادميوم، بـاريوم، نيكـل وكبالـت مـشكوك بـه سرطانزايي بوده و نياز به ملاحظات خاص در استفاده از منابع آب آلوده دارند. مخاطرات بهداشتي ناشـي از عناصـر سنگين موجود در آب به شرح زیر است :

بیماری های ناشی از كادميوم در آب :

  • تجمع در كليه ها و كبد
  • انعقاد پروتيين اوره
  • گرفتگي مجاري ادرار و تـسريع در پيـدايش سـنگ كليـه
  • پيـدايش امراض قلبي و فشار خون
  • دردهاي استخواني
  • اسهال
  • سرطان پروستات

بیماری های ناشی از باریم در آب :

  • افزايش فشار خون
  • تحريك ماهيچه هاي قلب
  • بروز تشنج
  • ضايعات عصبي
  • بروز سرطان
  • نارسايي كليوي

بیماری های ناشی از جیوه در آب

  • تجمع در كبد و كليه
  • ايجاد مسموميت در مغز
  • اختلال در سامانه اعصاب تا در حد مرگ

بیماری های ناشی از کروم در آب

  • عنصري است تجمعي: ورم ريه، ايجاد حساسيتهاي پوستي

بیماری های ناشی از مس در آب

  • كمخوني در اطفال
  • ايجاد ناراحتي هاي كبدي
  • تهوع و استفراغ

 

بیماری های ناشی از سرب در آب

  • توليد دردهاي استخواني
  • التهاب دستگاه گوارش
  • تهوع و استفراغ
  • فلج
  • اختلالات مغزي

بیماری های ناشی از نیکل،قلع و کبالت در آب

  • سرطان ريه
  • تورم بدن
  • عامل گواتر
  • افزايش فشار خون
  • ايجاد عارضه در حلق، بيني و گلو

علاوه بر آثار سو ناشی از آرسنیک در آب و همچنین سایر فلزات،  تركيبات شيميايي موجود در پساب ها و آب هاي برگشتي با دارا بودن خواص شيميايي و سمي، در طولاني مدت داراي خطراتي بر سلامتي افراد مرتبط با آنها ميباشند. اين گروه شامل فلزات سنگين، عناصر كمياب، مواد آلي سرطانزا، تركيبات شـيميايي و دارويـي ميباشد. اين گروه از فاكتورهاي كيفي مهم پسابهاي صنعتي به ويژه صنايع شيميايي و فلزي بوده و از مانـدگاري و اثـرات مخـرب بالايي برخوردار ميباشند. اين منابع همچنين داراي مقادير قابل توجهي از مواد دارويي و هورمونها ميباشند كه وقتي پساب خروجي براي آبياري استفاده شود در گياهان مختلف تجمع يافته و يا منجر به توليد تركيبات ثانويه شده و در نهايت به بـدن دام و يـا انـسان منتقل شده و ميتواند اختلالات مختلفي را، از جمله اختلال در باروري و زاد و ولد به همراه داشته باشد.

محققين پيشبيني ميكننـد كه بيش از 7000 نوع از اين تركيبات در خروجي پساب تصفيه خانه ها موجود باشد كه در حال حاضر تنها 45نوع ايـن گـروه شـناخته شده است. تركيبات و سمومي از جمله ديوكسينهـا، پلـيكلـر و بـيفنيـل ،(PCBs) حـشره كـشهـايي چـون DDTو كارباريـل، علفكش ها و آترازين و آرسنیک در آب و فاضلاب  نيز از جمله تركيبات شيميايي ميباشند كه در فاضلاب مشاهده ميشوند.

 

بیماری های منتقله از آب

بیماری های منتقله از آب

بیماری های منتقله از آب ،ناشی از بقاياي املاح، سموم و آفتكشها، كودهاي شيميايي و عناصر كمياب در آبهاي برگشتي و زه آبها و همچنين فلزات سـنگين و مواد آلي در پسابهاي شهري و صنعتي در صورت استفاده غيرصحيح و راهيابي به منابع آب موجب تخريـب زيـستبـوم هـاي آبـي ميگردد. نمكها با تاثير بر خواص فيزيكي و شيميايي خاك موجب تغيير در سامانه جذب آب توسط گياه گرديده و نهايتا بر عملكـرد گياه تاثير ميگذارند. مصرف آب شور با تاثير منفي بر ويژگيهاي فيزيكي خاك موجب افزايش جرم مخصوص ظاهري خاك، كاهش پايداري ساختمان خاكدانه ها و كاهش نفوذ آب به خاك و كاهش توليد محصول خواهدشد.افزايش قلياييت خاك كه ممكن است بـه دليل غلظت زياد سديم اتفاق بيافتد، در اثر افزايش سديم قابل تبادل، كانيهاي رسـي متـورم و پراكنـده گرديـده و موجـب تخريـب ساختمان خاك و كاهش نفوذپذيري خاك ميشوند.

در استفاده از فاضلاب و پساب براي آبياري باید به بیماری های منتقله از آب دقت کرد چراکه اغلب پاتوژنها و تخم انگلهاي نمـاتودي، در چنـد سـانتيمتـري اول خـاك فيلتـر ميشوند. ويروسها و كيست آميبها در مقايسه با باكتريها با توجه به قدرت ماندگاري بـالا، مـدت زمـان طـولاني در خـاك زنـده ميمانند. از ميان آلودگيهاي شيميايي، نيترات يكي از فاكتورهاي اصلي محسوب ميشود. اين تركيب ميتواند تا عمق زيادي همـراه آب در خاك حركت كرده و مخاطرات زيادي را در استفاده از منابع آب زيرزميني بوجود آورد. پسابها و آبهـاي برگـشتي بـه دليـل غني بودن از عناصر مغذي و داشتن ميكروارگانيسمهاي بيماريزا در صورت استفاده غيراصولي، قادر به راهيابي به منابع آب سـطحي و آلودگي آنها و تشديد پديده تغذيه گرايي خواهند بود. در اين زمينه طراحي و در نظرگيري زهكشهاي مناسب ضروري ميباشد. حضور ذرات معلق معدني و آلي در فاضلاب خام، پساب تصفيه شده و حتي آب آبياري معمولي، ممكن است موجبات انسداد خلل و فـرج خـاك را به خصوص در لايه هاي سطحي فراهم آورد. اين امر ميتواند كاهش شدت نفوذ آب به درون خاك و نقصان هدايت هيدروليكي آن را سبب شود. در صورت عدم برنامه ريزي و استفاده غيراصولي از اين منابع، انتشار بوي نامناسب از اثرات سوء ديگري ميباشد كه ميتواند براي ساكنين مناطق همجوار و همچنين كارگران شاغل در پروژههاي استفاده مجدد ناخوشايند و آزاردهنده باشد.

برخي از پسابها كه براي آبياري مصرف ميشوند حاوي يونهايي چـون بـر B ،كلـر Cl و سـديم Na و عناصـر كميـاب (آلومينيوم، بريليوم، كبالت، فلوئور، آهن، ليتيم، منگنز، موليبدن، سلنيوم، قلع، تيتانيوم، تنگستن و واناديوم) در غلظتي بيش از حـد نيـاز
گياه ميباشند؛ اين حالت باعث كاهش رشد، تغيير شكل گياه و يا كم شدن و از بين رفتن محصول ميگردند. بر
Bدر مراحل تصفيه به طور موثر جدا نشده و نسبت به ساير عناصر كمياب سريعتر از خاك عبور مـيكنـد. در غلظـت 0.04 ميليگرم در ليتر علايم كمبود بر در گياه ظاهر شده و در غلظت بيش از يك ميليگرم در ليتر، بـراي بـسياري از گونـه هـاي گيـاهي حساس، سمي ميباشد.

استفاده از پسابها و آبهاي برگشتي آلوده به فلزات سنگين، براي آبياري محصولات موجب انتقال و تجمع اين فلزات در محصولات توليدي و در نهايت ايجاد مخاطرات بهداشتي براي حيوانات و انسان و نهایتا ایجاد بیماری های منتقله از آب خواهد گرديـد. هـمچنـين استفاده از پسابها با آلودگي ميكروبي براي آبياري گونه هاي علوفه اي، علاوه بر مخاطرات بهداشتي براي كارگران، مـيتوانـد باعـث انتقال آلودگي به احشام و دامها گردد.

مهمترين بیماری های منتقله از آب

  • بيمـاري سـل
  • كـرم كـدوي گـاوي – تنياسـاژيناتا 
  • آلودگيهاي سالمونلايي

نتايج مطالعات نشان ميدهد كه كاربرد فاضلاب بـراي آبيـاري منجـر بـه شـيوع بیماری های منتقله از آب مانند انگلي آسكاريس و تريكوريس گرديده است. گزارشها نشان میدهد که دامهاي چرا كرده در مزارع آبياري شده با فاضلاب و يا استفاده كرده از آب كانالهايي فاضلاب به عنوان شرب، به شدت به بيمـاري كيست هيداتيك آلوده شده اند. همچنين غلظت بالاي نيترات در آب شرب حيوانات، نيز ميتواند براي آنها خطرناك باشد. باكتريي كه مسوول تبديل نيترات به نيتريت هستند در نشخوار كنندگان، ماكيان و اسبها نيز وجود دارد.

تجمع عناصر سنگين در گياهان و مصرف آنها توسط احشام، باعث انتقال بیماری های منتقله از آبو اين عناصر به انسان ميشود. چون حيوانات در معـرض مقادير بيشتري از عناصر سنگين (به علت استفاده از گياهان) نسبت به انسان هستند، لذا پتانسيل حيوانـات از نظـر آلـودگي بـا ايـن عناصر بيشتر ميباشد. در موارد متعددي مشاهده ميشود كه از زهآبهاي كشاورزي به عنـوان تـامينكننـده بخـشي از حقابـه هـاي محـيط زيـستي در رودخانه ها استفاده ميشود. اين عمل با توجه به كيفيت نامطلوب اين منابع و دارا بودن آلاينده هاي مختلف، تخريب زيستبـومهـاي آبي پايين دست و مرگ و مير آبزيان مفيد از جمله ماهيها را به دنبال خواهد داشت. 

 

کیفیت فاضلاب

کیفیت فاضلاب

کیفیت فاضلاب متاثر از پارامترهايي مانند ميزان آب مصرفي، شرايط آب و هوايي حـاكم بـر منطقـه، نوسـانات توليد( نوسانات ساعتي، روزانه و فصلي)، ميزان نشت آبها، شرايط اقتصادي – اجتماعي و فرهنگي جامعـه، ضـريب بهـره بـرداري از شبكه جمع آوري، مجزا و يا مختلط بودن سامانه جمع آوري بوده و كيفيت پساب خروجي از تصفيه خانه ها بـر حـسب مبـاني و فراينـد تصفيه متغير خواهد بود. در شبكه هاي جمع آوري مشترك، كيفيت فاضلاب خام شهري و پـساب خروجـي از تـصفيه خانـه در نتيجـه
اختلاط آب باران و پسابهاي صنعتي با تغييرات شديد توام خواهد بود به طوريكه بمنظور احتراز از بروز اثرات بازدارنده عوامل مزاحم
(مانند فلزات سنگين، دترجنتها، تركيبات آلي حلقوي) بر پروسه تصفيه زيستي، واحدهاي صنعتي ملزم به پيشبيني تاسيـسات پـيش تصفيه و هدايت پساب خروجي از تاسيسات مذكور به شبكه فاضلاب شهري ميباشند.

پسابهاي شهري خام بر اساس ويژگي فيزيكي، شيميايي و زيستي در سه گروه پسابهاي قوي، متوسط و ضـعيف طبقـه بنـدي
ميگردد. به طوريكه فاضلابي با (
BOD5<150 و  SS <200مواد معلق ميليگرم در ليتـر)، بـه عنـوان فاضـلاب ضـعيف شـناخته
ميشود و هرگاه كيفيت فاضلاب به (
BOD5>300و SS >450ميليگرم در ليتر) برسد جزء پسابهاي قوي شناخته خواهد شـد. بـه
عبارت ديگر با توجه به اينكه سرانه
BODو جامدات معلق پسابهاي شهري كشور به طور متوسط به ترتيب معـادل 40و 50گـرم
در روز انتخاب و در طراحي تصفيه خانه هاي فاضلاب منظور ميگردد، كيفيت فاضلاب خام به صورت تابعي از سرانه آب مصرفي تغيير خواهد نمود. لذا با توجه به شرايط آب و هوايي و ميزان دسترسي و ارزش آب، كيفيت فاضلاب، بـه ويـژه ميـزان
BOD5و جامـدات  معلق متفاوت خواهد بود.

با توجه به مباني طراحي سامانه هاي تصفيه در كشور، در صورت بهره برداري مناسب، كيفيت پساب توليـدي از نظر مصارف زراعي و تخليه در محيط محدوديتي نخواهند داشت. در نمـودار زیر طـرح شـماتيك واحـدهاي تـصفيه خانـه هـاي فاضلاب خروجي از تصفيه خانه فاضلاب شهري در سطح تهران ارائه شده است.

کیفیت فاضلاب

قرار دادن واحد گندزدايي در بخش زيستي بدان معنا نيست كه گندزدايي جزو روشهاي تصفيه زيستي محسوب ميشود. بـا توجـه بـه اينكه واحد گندزدايي از نظر زماني و مكاني بعد از خروجي پساب از بخش تصفيه زيستي يا ثانويه قرار ميگيرد، در اين گـروه قـرار گرفتـه است. بسته به اجزا و فرايندهاي مورد استفاده در تصفيهخانه، پساب خروجي بايد ضدعفوني شود. پساب ممكن است فقط مراحل اوليه تصفيه را طي كند، يعني آشغالگيري، ته نشيني اوليه و ضدعفوني و يا اينكه علاوه بر مرحله اوليه با يكي از روشهاي زيستي نيز مراحـل تـصفيه تكميل شود و سپس پساب خروجي تصفيه گردد. به طور خلاصه در كشور ما آخرين مرحله از تصفيهخانه معمولا مرحله ثانويه و يـا تـصفيه زيستي ميباشد و پساب خروجي از اين واحد ضدعفوني ميشود. تصفيه پيشرفته و يا تكميلي شامل فرايند و پروسهاي است كه براي حذف مواد، عناصر و يا تركيباتي بهكار ميرود كه با روشهاي متعارف تصفيه در حذف آنها بيتاثير بوده و يا اثر ناچيزي دارند. اين تركيبات شامل آمونياك، نيترات، فسفات، سولفات، كلسيوم و منيزيوم، كلرايد، جيوه، سم ،هگزاكلرايد، تركيبات فنلي، دترجنتها و ميباشد.

كيفيت فاضلاب

زه آب کشاورزی

زه آب کشاورزی

اهميت زه آب کشاورزی در حجم قابل توجه و غيرمتمركز بودن اين منابع ميباشـد. بخـش قابـل تـوجهي از آب آبيـاري بـه
مصرف واقعي گياه نرسيده و در نهايت به صورت زهآب خارج ميشود. زه آب کشاورزی با توجه به حجم قابـل توجـه مهـمتـرين
منابع آبهاي برگشتي را شامل ميشوند.

به واسطه مصرف نهاده هاي كشاورزي و عدم جذب كامل آنها توسط گياه، بخش قابل توجهي از آنها به زه آب ها منتقل ميشـود. اين منابع داراي سموم و عناصر مغذي بوده و از TDS بالايي برخوردار ميباشند. به طور كلي پارامترهـاي كيفـي مهـم در ارتبـاط بـا TDS شامل هدايت الكتريكي ، يونهاي ويژه (سديم، كلر و بر)، عناصر مغذي (فسفر و نيتروژن) و سموم و آفتكشها
ميباشد. در ميان اغلب زهآبهاي زيرزميني، نمكهاي كلريد سديم
NaCl و سولفات سديم Na2SOبر ديگـر نمـكهـا غالـب
هستند. زهآبها ممكن است حاوي انواع ديگر بنيانهاي شيميايي و يا غلظتهاي زياد بر، سلنيوم، آرسنيك يا ديگر يونها با خطرات
احتمالي زيست محيطي باشند.

تجمع مواد مغذي در زه آب کشاورزی و راهيابي آنها به منابع آب سطحي و زير زميني، معـضلات محـيط زيـستي فراوانـي را بـه
همراه خواهد داشت. مواد مغذي به ويژه فسفر موجود در زهآب ميتوانند منجر به تسريع يوتروفيكاسيون
و تشديد آلودگـي منـابع آب گردد. همچنين نيترات در غلظتهاي افزون بر 50ميليگرم بر ليتر ميتواند براي انسان زيانآور باشد. نيتروژن، فسفر و پتاسـيم، سـه عنصر عمده در كودهاي دامي و شيميايي هستند كه در زه آب کشاورزی و زراعي يافت ميشوند. حدود تلفات ساليانه و غلظت حداكثر اين سه عنصر را كه در روانابهاي سطحي و زهآب زيرزميني نشان ميدهد.
كيفيتزه آب کشاورزی بستگي به نوع سامانه زهكشي، الگوي كشت، وضعيت اقليمي، هيدرولوژي و ويژگيهـاي فيزيكـي و
شيميايي خاك دارد. دما و رطوبت خاك بر فرايندهاي نيتراتسازي و نيتراتزدايي تاثير ميگـذارد، افـزايش دمـا سـرعت فراينـدهاي
زيستي مثل دنيتريفيكاسيون (نيتراتزدايي) و آزاد شدن تركيبات معدني را افزايش ميدهد. مقدار رطوبت كمتر از ظرفيـت نگهـداري
  مزرعه، نرخ تمام فرايندها را به جز نيتراتزدايي افزايش ميدهد. سطوح بالاي ايستابي كه تحت مديريت ايجاد شود، ميتواند غلظـت نيترات را در زهآب به مقدار قابل توجهي كاهش دهد. روانابهاي سطحي از جمله عوامل اوليه تاثيرگذار بر انتقال رسوبات و مواد آلـي و فسفر به زهكشهاي سطحي به شمار ميروند. آفتكشها معمولا به همراه ذرات خـاك در روانـاب سـطحي جابـه جـا مـيشـوند، براساس نتايج پژوهش مانستر و همكاران در غلظت آفتكشها در زهآبهاي سطحي بيش از زه آب کشاورزی زيرزميني است. مقدار آفتكشها در زهآب زيرزميني معمولا كمتر از 0.1درصد آن مقداري است كـه مـورد مـصرف قـرار گرفتـه اسـت. آتـرازين يـا هـم خانوادههاي آن بيش از ساير آفتكشها مورد بررسي قرار گرفته اند.

فاضلابهاي شهري، صنعتي و كشاورزي از نظر ويژگيهاي كيفي متفاوت بوده و اين تفاوت در مقياس كـمتـر در داخـل گـروههـاي
مختلف از منابع سه گانه مذكور نيز مشاهده ميشود. اين تفاوت در فاضلابهاي خانگي، مربوط به ويژگيهـاي فرهنگـي، عـادات غـذايي، كيفيت آب مصرفي و همچنين شرايط آب و هوايي و فرايند تصفيه ميباشد. مشخصه اصلي فاضـلابهـاي انـساني
BODو CODبـالا، عناصر مغذي و ميكروارگانيسمهاي بيماريزا (باكتريايي و انگلي) ميباشد. اين فاضلابها در صورت عدم نفوذ فاضلابهاي صـنعتي فاقـد فلزات سنگين در حد خطرزا ميباشند، لذا از اين نظر جاي نگراني نيست. ايـن منـابع در صـورت راهبـري درسـت تـصفيهخانـه از حـداقل نوسانات كيفي برخوردار خواهند بود. در زه آب کشاورزی وابسته به كيفيت آب مـصرفي، نـوع و رانـدمان سـامانه آبيـاري، نـوع سـامانه زهكشي، ميزان مصرف نهاده هاي كشاورزي، نوع و ويژگيهاي خاك و همچنين شرايط اقليمي منطقه ميباشد. مشخصه اصلي زهآبهـاي كشاورزي دارا بودن EC بالا، وجود عناصر مغذي فسفر و نيتروژن ( Nو P ) در غلظتي قابـل توجـه و هـمچنـين حـضور بقايـاي سـموم و آفتكشها و در درجههاي كمتر عوامل ميكربي ميباشد. مهمترين عامل محدوديت زا در استفاده مجدد از اين منبع در كـشاورزي ميـزان بالاي املاح بوده و از جنبههاي زيست محيطي عناصر مغذي، بقاياي سموم و آفتكشها از اهميت بيشتري برخوردارند.

 

نسبت غذا به میکرو ارگانیسم

نسبت غذا به میکرو ارگانیسم

نسبت غذا به میکرو ارگانیسم یا نرخ رشد بیومس و نرخ تنفس (یاهمان نرخ حذف BOD ) همانگونه که در شکل زیر نشان داده شده است، با افزایش  BOD نیز افزایش می یابند. یعنی نرخ حذف BODدر تانک بیولوژیکی با بیومس لجن متناسب است. بیومس بالاتر، نرخ بالاتر حذف BOD را نیز به همراه خواهد داشت. به منظور اندازه گیري میزان غذاي در دسترس به ازاي واحد بیومس، BOD تقسیم بر MLSSخواهد شد. عدد بدست آمده که بارگذاري لجن نامیده میشود، عمدتاً با نام نسبت غذا به میکرو ارگانیسم یا F/M شناخته میشود.

نسبت غذا به میکروارگانیزم

نسبت غذا به میکرو ارگانیسمF/M

نسبت غذا به میکرو ارگانیسمF/M دامنه اي بین 0.5 تا 1 دارد. در تصفیه خانه هاي متعارف، این نسبت بین 0.2تا 0.5است. در نسبتهاي بالاتر نرخ تصفیه بالاتر میرود، اما هزینه هاي بهره برداري به تبع آن بالاتر خواهد رفت و از سوي دیگر قابلیت ته نشینی لجن به شدت افت می کند. نسبت غذا به میکرو ارگانیسمF/M  پایینتر از  0.2 باعث نرخ پایین در حذف BODمیشود، ولی در عوض لجن خوب و مناسبی ته نشین میگردد.

مشکلات ته نشینی ناشی از نسبت غذا به میکرو ارگانیسم

  • عدم ایجاد شدن فلوكها                                                                                                                        این مشکل میتواند به دلیل عدم توانایی باکتريها براي تشکیل فلوك و یا شکسته شدن فلوكها به علت به وجود آمدن جریانهاي آشفته در سیستم باشد. در این حالت تهنشینی کاهش پیدا خواهد کرد و عمل زلال سازي به درستی صورت نمیپذیرد. در این صورت کدورت پساب خروجی بالا خواهد رفت. پیامد دیگري که این حالت به همراه دارد، خارج شدن باکتريها از سیستم و عدم توانایی در نگه داشتن MLSSدر یک سطح مشخص در سیستم است و در نهایت باعث میشود نسبت غذا به میکرو ارگانیسم بالا رود. عدم تشکیل شدن فلوك میتواند هم به علت هوادهی ناکافی روي دهد که به تبع آن غلظت اکسیژن محلول در سیستم کاهش پیدا خواهد کرد و هم به علت بارگذاري بالاي لجن. این 2فاکتور در صورتیکه هوادهی مناسب در سیستم انجام نگیرد ممکن است با هم و در یک زمان اتفاق بیفتد. همچنین پایین بودن pHو وجود مواد شیمیایی سمی در جریان ورودي نیز میتواند به این حالت منجر شود.
  • فلوكهاي سوزنی شکل                                                                                                                                این حالت یعنی فلوك هاي بسیار ریز و متراکم. از آنجائیکه اتصال فلوكها با مقادیري از مواد پلیمري خارج سلولی میباشد، به علت نیروي برشی حاصل از هوادهی، این فلوكها شکسته میشوند. این حالت باعث میشود ته نشینی مناسب انجام نگیرد و درصدي از بیومس از طریق جریاب پساب از سیستم خارج گردد. این حالت زمانی روي میدهد که زمان ماند سیستم مانند سیستمهاي هوادهی گسترده که زمان ماند در آن ها 6-5روز است و نسبت F/Mبسیار پایین است، بالا باشد. این حالت گاهی اوقات در تصفیهخانههاي با نرخ تصفیه بالا که مواد شیمیایی یا فاضلابهاي دارویی خاص را تصفیه میکنند نیز روي میدهد.
  • کف کردن کفکردن ممکن است گاهی اوقات به دلیل وجود دترجنتهاي غیرقابل تجزیه در فاضلاب روي دهد. اما گونه مهم کف کردن که رایجتر نیز میباشد، علت دیگري دارد. در این حالت قارچهاي رشتهاي از جنس نوکاردیا، کف را در داخل یک بستر متراکم گرفتار میکنند. این بستر باعث میشود فلوكهاي لجن فعال در آن به دام بیفتند. بنابراین این کف باعث میشود برگشت دادن لجن، افزایش در MLSSدر سیستم را به همراه نداشته باشد.

نيتريفيكاسيون و دنيتريفيكاسيون

نيتريفيكاسيون و دنيتريفيكاسيون

نيتريفيكاسيون و دنيتريفيكاسيون ، فرآيند زيستي سنتي مورد استفاده در تصفيه ي پساب به منظور دستيابي به حذف نيتروژن شامل مراحل جداگانه ي هوازي و بي هوازي هستند كه به طور كلي در بيوراكتورهاي جداگانه يا به وسيله ي فواصل مختلف هوادهي انجام مي شدند. نيتريفيكاسيون زيستي تبديل يا اكسيداسيون يون هاي آمونيوم به يونهاي نيتريت و سپس به يون هاي نيترات ميباشد. طي اكسيداسيون يون هاي آمونيوم و نيتريت، اكسيژن به همراه گروهي از باكتريها موسوم به باكتريهاي
ازت خوار فعاليت دارند. 
واكنشهاي فرآيند نيتريفيكاسيون به صورت زير است :

نيتريفيكاسيون و دنيتريفيكاسيون

اگرچه يون آمونيوم و آمونياك به فرم هايي از نيتروژن كاهش مييابند، آمونياك به اكسيژن وابسته نبوده و يون آمونيوم است كه طي نيتريفيكاسيون اكسيد ميشود؛ آمونياك طي اين فرآيند اكسيد نميشود. مقدار يون آمونيوم و آمونياك در مخزن هوادهي سيستمهاي لجن فعال به pHو دما بستگي دارد. در محدوده ي دمايي 10تا 20 ˚C و pH از 7تا 8.5 حدود 95درصد از فرم كاهش يافته نيتروژن به صورت يون آمونيوم حضور دارند. آمونياك يونيزه شده غير سمي است و به صورت مادهي مغذي نيتروژندار ارجح توسط باكتريها استفاده ميشود. در مقادير pHپايين تر از 9اغلب نيتروژن احيا شده به فرم آمونياك يونيزه شده است. افزايش دما و pHباعث افزايش غلظت آمونياك در سيستم مي شود.

نيتريفيكاسيون و دنيتريفيكاسيون

نيتريفيكاسيون و دنيتريفيكاسيون همزمان SND

نيتريفكاسيون و دنيتريفيكاسيون همزمان به اين معني است كه اين دو فرآيند در يك راكتور واحد و تحت شرايط عملياتي يكسان رخ دهند. دو مكانيسم فيزيكي و زيستي براي SNDوجود دارد. مكانيسم مرسوم فيزيكي اين است كه SNDبه عنوان نتيجه اي از گراديان غلظت اكسيژن محلول درون توده هاي لجن فعال يا بيوفيلم ناشي از محدوديت هاي نفوذ بيان ميشود؛ در واقع توزيع نابرابر غلظت اكسيژن محلول داخل بيومس، اجازهي تكثير باكتريهاي نيترات زا و نيترات زدا را فراهم ميكند. باكتري هاي ازت خوار نواحي هوازي با غلظت اكسيژن محلول بالاتر وجود دارند؛ در حالي كه، باكتري هاي ازت ساز در نواحي آنوكسيك با غلظت اكسيژن محلول كمتر مي توانند زنده بمانند. مكانيسم زيستي در مورد فرآيند SNDبه عنوان نتيجهي اكسيداسيون آمونيوم توسط باكتريهاي ازت خوار هتروتروف و كاهش نيترات يا نيتريت توسط باكتريهاي ازت ساز هوازي در نظر گرفته ميشود.

غلظت اكسيژن محلول براي دستيابي به درجه بالاتري از SNDمهم است. غلظت اكسيژن محلول برابر با 0.5 mg/lبراي دستيابي به سرعت نيتريفيكاسيون برابر با سرعت دنيتريفيكاسيون مناسب است كه منجر به SND كاملي ميگردد. برخي از تحقيقات رخداد SNDرا به اندازه ي توده ي لجن فعال كه به طور نرمال 100-80μm نسبت دادند. رخداد SNDدر سايز بزرگي از توده بزرگتر از 125 μm به خاطر محدوديت نفوذ اكسيژن محتملتر است ولي در توده ي كوچكتر از 20μmرخداد SNDصريح و شفاف نيست. تفسير فيزيكي مربوط به اندازه فلاك اين است كه كسر جرمي آنوكسيك قابل توجهي در مركز فلاكهاي بيومس وجود دارد كه از محدوديت نفوذ اكسيژن به فلاكها نتيجه ميشود. SNDدر حذف نيتروژن در غلظت هاي DOمناسب مؤثر بوده و تجهيزات بهره برداري و هزينه هاي انرژي در مقايسه با فرآيندهاي نيتريفيكاسيون و دنيتريفيكاسيون به صورت مجزا در دو راكتور مختلف كمتر است. همچنين ميتواند ميزان هوادهي را %25و كربن مورد نياز را تا % 40درصد كاهش دهد. ميزان لجن توليدي در طول
رشد بي هوازي كاهش شديدي مي يابد.

 

تفاوت آب آشامیدنی با آب معدنی

تفاوت آب آشامیدنی با آب معدنی

تفاوت آب آشامیدنی با آب معدنی ، در میزان کل املاح محلول در آب از جمله تفاوت در میزان غلطت سختی کل، کلسیم، منیزیوم، سدیم، پتاسیم،سولفات ،کلراید، نیترات، نیتریت، و سایر پارامتر های تعیین کننده است. اما اینکه آب آشامیدنی بهتر است یا آب معدنی باید میران این پارامتر های در آن تعیین شود.

آب آشامیدنی سالم برای حفظ حیات ضروری است. بنابراین هر تلاشی باید انجام شود تا اطمینان حاصل شود که تأمین کنندگان آب آشامیدنی و آب معدنی، آب سالم براي مصرف کنندگان فراهم کنند.  بیشترین خطر میكروبها در آب برای بهداشت عمومی با مصرف آب آشامیدنی که به مدفوع انسان
و حیوان آلوده شده مرتبط است. اگرچه منابع و مسیرهای دیگر تماس نیز ممكن است مهم باشند.

بیماریهای عفونی که توسط باکتریهای بیماري زا، ویروسها و انگلها (برای مثال پروتوزوا و کرمها) ایجاد میشوند، متداولترین و شایعترین خطر بهداشتی مرتبط با آب آشامیدنی میباشند. میزان اثر (بار) پاتوژن ها بر بهداشت عمومی از طریق شدت و میزان شیوع بیماریهای مرتبط با  پاتوژن ها، میزان عفونت زایی و جمعیت در معرض تعیین میگردد. در گروههای جمعیتی آسیب پذیر، اثر بیماری ممكن است شدیدتر باشد. تفاوت آب آشامیدنی با آب معدنی در استاندارد میکروبی وجود ندارد.
نقص در ایمنی (سلامت) سیستم تأمین آب (منبع، تصفیه و توزیع) ممكن است منجر به آلودگی وسیع شود و به طور بالقوه ممكن است منجر به شیوع قابل تشخیص بیماریها گردد. در برخی موارد، آلودگی سطح پایین که به طور بالقوه قابل تكرار میباشد ممكن است منجر به بیماری پراکنده (تك
گیر) مهمی شود اما بعید است در فرآیند نظارت بر بهداشت عمومی، آب آشامیدنی آلوده به عنوان منبع بیماری شناسایی گردد.

ویژگیهای میكروبیولوژي آب آشامیدني و آب معدنی بر اساس استاندارد ملي 1011در جدول زیر است.

تفاوت آب آشامیدنی با آب معدنی

در هیچ زمانی میزان کدورت آب نباید بیش از 5واحد کدورت نفلومتری ( 5 )NTU باشد.در آبهای صاف سازی شده کدورت نباید بیش از یك واحد کدورت نفلومتری ()NTU و میزان pHبین 6.5تا 9 و همچنین میزان کلر آزاد باقیمانده پس از حداقل نیم ساعت زمان تماس در شرایط عادی در انتهای شبكه آبرسانی باید بین 0.5تا 0.8میلی گرم در لیتر و در شرایط همه گیری بیماریهای رودهای یك میلی گرم در لیتر باشد.

اکثر مواد شیمیایی موجود در آب آشامیدنی تنها بعد از تماس چندین ساله (نه چندین ماهه) باعث نگرانی بهداشتی برای انسان میشوند و احتمالا برای سلامتی انسان مشكل ساز میشوند. مورد استثنای بسیار مهم نیترات میباشد. به طور معمول، تغییرات در کیفیت آب به طور تدریجی رخ میدهد، به جز برای موادی که به طور متناوب به منابع آب سطحی جاری یا آب زیرزمینی وارد میشوند. به عنوان مثال میتوان به ترکیباتي که از محل دفن زباله آلوده تخلیه شده یا نشت میکنند، اشاره نمود.


در برخی موارد، گروههایی از مواد شیمیایی وجود دارند که از منابع مرتبط (برای مثال محصولات جانبی گندزدایی
DBPs نشات میگیرند و ممكن است وضع استاندارد برای تمام محصولات جانبی گندزدایی لازم نباشد، در حالی که مقادیر رهنمودی برای آنها وجود دارد. در صورتیكه کلرزنی ضروری باشد، تری هالومتان ها THMs و هالواستیك اسیدها HAAsمحصولات جانبی گندزدایی عمده خواهند بود. در صورتی که بروماید موجود باشد، علاوه بر محصولات جانبی گندزدایی کلرینه، محصولات جانبی گندزدایی برومینه نیز تولید خواهند شد. حفظ غلظتهای تری هالومتان ها و هالواستیك اسیدها در زیر مقادیر رهنمودی از طریق کنترل ترکیبات پیش ساز، کنترل کافی برای دیگر محصولات جانبی کلرزنی را فراهم خواهد کرد.

 

استاندارد پساب خروجی فاضلاب برای کشاورزی

استاندارد پساب خروجی فاضلاب برای کشاورزی

استاندارد پساب خروجی فاضلاب برای کشاورزی ، بر اساس استانداردهای تدوین شده توسط سازمان حفاظت محیط زیست ایران به شرح زیر می باشد. البته پارامتر های که برای خروجی سیستم تصفیه فاضلاب واحد صنعتی از سوی سامان حفاظت محیط زیست در نظر گرفته می شود بستگی نوع فعالیت واحد دارد. به طور مثال برای صنایع شیمیایی، برای کارواش ها ، برای آبکاری ها و غیره پارامتر های متفاوتی مورد ارزیابی قرار می گیرد. پارامتر هایی همچون اکسیژن خواهی شیمیایی COD ، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی BOD ، سولفید ، سولفات ، نیترات، نیتریت، هدایت الکتریکی ، TDS، PH ، TSS  می باشد. البته استاندارد پساب خروجی فاضلاب برای کشاورزی بسیار وسیع تر بوده و تمامی پارامتر ها را شامل می شود.

فقدان نظارت کافي بر کيفيت پساب و لجنهاي دفعي از تصفيه خانه هاي کشور موجب مشکلاتی شده. در بيشتر موارد اين مواد به صورت خام و تثبيت نشده به محيط راه يافته و خسارات زيادي را بر منابع طبيعي وارد نمايند. آلودگي ميکروبي و شيميايي
آب، خاک و محصولات کشاورزي و شيوع بيماريهاي انگلي و مسموميتهاي شيميايي از عوارض دفع و يا استفاده مجدد از اين مواد بشمار ميرود. 

میکروب شناسی استاندارد پساب خروجی فاضلاب برای کشاورزی

استاندارد سازمان حفاظت محيط زيست ايران، ميزان کلي فرم کل و مدفوعي در پساب خروجي از تصفيه خانه هاي فاضلاب
را جهت تخليه به آب سطحي، چاه جاذب و آبياري بايستي به ترتيب زير ٤٠٠و١٠٠٠  
MPN ، در ١٠٠ميلي ليتر تعيين کرده است.

استاندارد پساب خروجی فاضلاب برای کشاورزی

مصارف كشاورزي با توجه به حجم زياد مورد نياز، به عنوان يكي از مصارف اصلي پسابها و آبهاي برگشتي محسوب ميشـود.
از بين منابع مختلف پسابها و منابع برگشتي، فاضلابهاي خانگي به خاطر حجم زياد و كيفيت مناسب تر بعد از طي مراحل تـصفيه براي مصارف كشاورزي از اولويت بيشتري برخوردار ميباشد. در استفاده از پسابهاي خانگي براي مصارف زراعي توجه بـه خـواص بهداشتي از جمله كليفرم، فكال كليفرم و تخم انگلهاي نماتودي از اهميـت بـالايي برخـوردار بـوده و از عوامـل محـدوديتزا در انتخاب الگوي كشت محسوب ميشوند.
پسابهاي صنعتي به دليل حجم كم، پراكندگي و كيفيت متنوع و دارا بودن تركيبات مختلف از جمله فلزات سـنگين و تركيبـاتشيميايي، براي مصارف كشاورزي در اولويت آخر ميباشند. از بين پـسابهـاي صـنعتي، پـسابهـاي مربـوط بـه صـنايع غـذايي از ويژگيهاي كيفي مناسبتري براي مصارف كشاورزي برخوردار ميباشند. در صورت استفاده از اين پسابهـا بـراي مـصارف زراعـي توجه به غلظت فلزات سنگين، هدايت الكتريكي  ،
تركيبات شيميايي آلي و معدني ضروري بـوده و نيـاز بـه رعايـت ملاحظـات زيست محيطي شديدتري ميباشد.

زهآبهاي كشاورزي بيشترين حجم آبهاي برگشتي را دارا بوده و با توجه به كيفيت آب مصرفي، خاكشناسي منطقـه، الگـوي كشت و شرايط اقليمي از كميت و كيفيت متفاوتي برخوردار ميباشند. اين منابع با توجه به حجم زياد و كيفيت خـوب بـراي مـصارف زراعي مناسب بوده و مهمترين عامل محدوديتزاي كيفي آنها ميزان هدايت الكتريكي ميباشد.

استاندارد پساب خروجی فاضلاب برای کشاورزی

استاندارد پساب خروجی فاضلاب برای کشاورزی

آزمایش آب سالم

آزمایش آب سالم :

آزمایش آب سالم ، شامل بررسی پارامتر های میکروبی و شیمیایی آلاینده آب می باشد که با تعنایت به استاندارد شماره ۱۰۵۳ و ۱۰۱۱ سازمان ملی استاندارد پارامتر هایی شامل توتال کلیفرم، فیکال کلی ، سختی کل، نیترات ، نیتریت ، سولفات، سدیم،پتاسیم، کلسیم، منیزیوم و … و همچنین سنجش میزان غلظت فلزات سنگین موجود در آب و انطباق آنها با استاندارد می باشد.

آزمایش آب سالم از نظر ميكروبي به ويژه عوامل مدفوعي آلاينده آب از مهمترين شاخصهاي مرتبط با بهداشت و سلامت آن محسوب ميگردند و مولد بيماريهاي متعددي ميباشند. در تعيين وضعيت كيفي آب از شاخصهاي مختلف ميكروبي به منظور كاربري هاي متعدد استفاده ميشود كه درجدول زیر اين عوامل به ترتيب اهميت با توجه به نوع كاربري مرتبط معرفي ميگردند.

 

براساس برنامه آب WHO و water laboratory and water treatment اندازه گيري كل كليفرم و كليفرمهاي مدفوعي )مقاوم به حرارت) براي اهداف گزارش حاضر پيشنهاد ميگردد. مسلما عوامل مختلف ميكروبي در محيطهاي طبيعي آبهاي سطحي و مخازن به دليل تماس آب در حوضه و مخزن با انواع منابع آلودگي و حيوانات و موجودات احتمال وجود دارند.

پارامترها و شاخصهاي معرفي شده برای آزمایش آب سالم بايد با غلظتهاي زمينه اي و استانداردهاي كيفيت آب مورد مقايسه قرار گرفته و موارد و پارامترهايي كه غلظت ميانگين ماهيانه و ساليانه آنها از استانداردها تجاوز مينمايد تعيين گردند. براي تعيين تجاوز از غلظت استاندارد بايد براساس روشهاي آماري ميانگين و انحراف معيار نتايج پايش محاسبه و براساس آزمونهاي استاندارد آماري تفاوت مثبت معنيدار با استانداردها يا غلظتهاي زمينهاي يا مورد نظر تاييد گردد. شايان ذكر است كه براي مخازن با كاربري آب كشاورزي يا صنعت با توجه به اينكه كيفيت آب مورد نياز در صنايع مختلف و محصولات مختلف كشاورزي متفاوت است مقايسه كيفيت آب مخازن با آنها انجام نميشود. بنابراين مقايسههاي كيفيت آب اندازهگيري شده در مخازن
بايد با استانداردهاي ارايه شده در جدول زیر انجام پذيرد
 :

مقادير بين المللي حداكثر مجاز غلظتها در آب آشاميدني و آب مخزن و رودخانه جهت مقايسه و تطابق وضعيت كيفي آب مخزن در صورت عدم وجود استاندارد و ميزان سطح اقدام ملي

 

آزمایش آب سالم

میزان مصرف آب در صنعت

میزان مصرف آب در صنعت :

از آنجا كه میزان مصرف آب در صنعت متفاوت است و هر صنعت معمولا به چندين نوع آب با كيفيتهاي متفاوت نياز دارد، لذا باتوجه به شاخصها، ميتوان آبهاي مصرفي در صنايع را به طور كلي به 4دسته طبقه بندي كرد. اين تقسيم بندي با توجه بـه  کیفيـت آب مورد نياز و ميزان تصفيه لازم براي رسيدن به كيفيت مطلوب صورت گرفته است. در هر گروه، مصارف عمومي و خـاص صـنايع مختلف مشخص شده است. مصارف عمومي شامل مصارف خنك كننده ها، بويلرها، مصارف بهداشتي، انتقال مواد، تهويه هوا، آبياري و شستشوي سطوح ميباشد كه اغلب در تمامي صنايع مشترك است. نيازهاي ويژه هر صنعت نيز به صورت جداگانه آورده شده اسـت.
لازم به تذكر است كه اين تقسيمبندي به صورت كلي ميباشد :

گروههاي میزان مصرف آب در صنعت :

 

گروه اول (گروه بسيار حساس) :

گروه اول آبهاي صنعتي شامل فرايندهايي در صنعت ميباشد كه آب مصرفي آنها داراي حساسيت بسيار بالايي بوده و تمامي و يـا بيشتر اجزاي آنها داراي اين حساسيت ميباشد. براي تامين آب اين گروه صنعتي بايد از روشهاي پيشرفته تصفيه و غالبـا تركيـب چند روش استفاده كرد كه از فرايندهاي زير ميتوان در اين گروه نام برد:
آب بويلرهاي پرفشار؛
آب شستشوي كمپرسور در نيروگاهها؛
آب خنك كننده چرخشي بسته؛
آب مصرفي در صنايع داروسازي؛
آب مصرفي در توليد قطعات حساس الكترونيكي؛
آب شستشوي دمين براي صنايع فولاد و آهن؛
آب مصرفي در فرايند رنگرزي چرمسازي؛
آب مصرفي در صنايع شيميايي پلاستيك و لاستيك.
حد بالاي مشخص شده براي هر شاخص، نزديكترين محدوده مطلوب براي فرايندهاي ذكر شده است، ولي به طور دقيق منطبق بر نياز آبي آنها نميباشد. همانطور كه قبلا هم ذكر شد در اين دسته بندي انطباق دقيق همه شاخصها بـا محـدوده مشـخص شـده مدنظر نميباشد. جدول زیر محدوده مطلوب شاخصهاي آب صنعتي گروه اول يا به عبـارت ديگـر گـروه بسـيار حسـاس را نشـان ميدهد.

میزان مصرف آب در صنعت

گروه دوم (گروه حساس) :

گروه دوم آبهاي صنعتي شامل فرايندهايي ميشود كه داراي حساسيت بـالايي هسـتند، ولـي ايـن حساسـيت شـامل تمـامي اجـزا نميباشد و نسبت به گروه اول از حساسيت كمتري برخوردارند. براي تامين آب اين گروه نيز بايد از روشهاي پيشرفته تصفيه استفاده كرد كه از فرايندهاي قابل ذكر در اين گروه ميتوان به موارد زير اشاره كرد:
آبهاي بويلر با فشار متوسط (با در نظر گرفتن سختي ناچيز)؛
آب خنك كننده گردشي بسته؛
آب نرم براي شستشو در صنايع فولاد؛
آب مصرفي در صنايع كاغذ و مقوا براي تهيه كاغذ مرغوب، كرافت سفيد شده و خمير شيميايي سفيد شده؛
آب مصرفي در نساجي براي فرايندهاي آهار زني، فرايندهاي سفيد كردن، رنگرزي، شستشو و ساخت خمير ريون؛
آب مصرفي در صنايع شيميايي براي تهيه قلياييها و تركيبات كلردار ومواد آلي، صابون، دترجنت و رنگ؛
آب مصرفي در صنايع غذايي از جمله: كارخانجات شكر.
جدول زیر محدوده مطلوب شاخصهاي آب صنعتي گروه دوم يا گروه حساس را نشان ميدهد:

میزان مصرف آب در صنعت

در اين گروه هم مانند گروه اول، حد بالاي مشخص شده براي هر شاخص، نزديكترين محدوده مطلوب براي فرايندهاي ذكـر شـده ميباشد ولي به طور دقيق منطبق بر نياز آبي آنها نيست. براي مثال ميزان جامدات محلول براي بويلرها بايد كمتر از 10ميلـيگـرم بر ليتر باشد ولي اين ميزان در صنايع كاغذ گاهي ميتواند تا 200ميلي گرم بر ليتر برسد.

 

گروه سوم (گروه نسبتا حساس) :

گروه سوم آبهاي صنعتي داراي حساسيتي تقريبا مشابه با آب آشاميدني ميباشد. براي رسيدن به كيفيت مطلوب اين گروه ميتـوان از روشهاي معمول تصفيه استفاده كرد كه از فرايندهاي قابل ذكر در اين گروه ميتوان به موارد زير اشاره كرد:
آب بويلرهاي كم فشار؛
آبهاي خنككننده چرخشي باز؛
آب مصرفي در تصفيه هوا؛
آب مصرفي نورد گرم، نورد سرد، حرارت زدا، تميز كننده گاز و پرداخت در صنايع فولاد؛
آب فرايند در صنايع شيميايي براي تهيه مواد شيميايي غيرآلي و كود؛
آب مصرفي در صنايع كاغذ و مقوا براي كرافت سفيد نشده و خمير شيميايي سفيد نشده و خمير چوب؛
آب فرايندهاي عمومي در صنايع غذايي، تهيه غذاهاي كنسرو شده، شيرينيپزي و نانوايي و صنايع لبني و يخ؛
آب فرايندهاي دباغي و فرايندهاي پرداخت عمومي دباغي؛
آب مصارف بهداشتي.
جدول زیر محدوده مطلوب شاخصهاي اين گروه را نشان ميدهد
 :

میزان مصرف آب در صنعت

در اين گروه هم مانند گروه قبل، حد بالاي مشخص شده براي هر شاخص، نزديكترين محدوده مطلوب براي فرايندهاي ذكر شـده
ميباشد ولي به طور دقيق منطبق بر نياز آبي آنها نيست. براي مثال ميزان جامدات محلول براي بويلرهاي كم فشار بايـد در حـدود 20ميلي گرم بر ليتر باشد.

گروه چهارم (گروه با كمترين حساسيت) :

گروه چهارم آبهاي صنعتي كمترين حساسيت را نسبت به گروه هاي ديگر دارد. آب مصرفي در اين گروه معمولا بدون تصفيه و يا با حداقل تصفيه مورد استفاده قرار ميگيرد كه از فرايندهاي قابل ذكر در اين گروه ميتوان به موارد زير اشاره كرد:
آبهاي خنككننده يكبار مصرف و چرخشي باز؛
آب شستشوي سطوح؛
آب مصرفي در صنايع شيميايي براي تهيه چسب؛
آب فرايند در پتروشيمي؛
آب فرايند در كارخانجات سيمان؛
آب مصرفي جهت انتقال مواد؛
آبياري؛
آب مصرفي در آتشنشاني

میزان مصرف آب در صنعت

در اين گروه نيز حد بالاي مشخص شده براي هر شاخص در جدول بالا نزديكترين محدوده مطلوب براي فراينـدهاي ذكـر شـدهميباشد ولي به طور دقيق منطبق بر نياز آبي آنها نيست. با وجود اينكه سامانههاي آب خنككننـده يـك بـار مصـرف و چرخشـي، كيفيت آب متفاوتي را نياز دارند ولي هر دو ميتوانند در اين گروه قرار گيرند. اما از آنجا كـه هـر قـدر كيفيـت آب مـورد اسـتفاده در آبهاي چرخشي باز، بهتر باشد، ميتوان به دفعات بيشتر از آن در چرخه خنككننده استفاده كرد، لذا اين گروه در دسته بندي گـروه نيز قرار داده شده است.

 

حد مجاز سختی آب آشامیدنی

حد مجاز سختی آب آشامیدنی :

حد مجاز سختی آب آشامیدنی چه مقدار است؟ سختــی آب مربوط به املاح خاصی است که در آب وجود دارد. این املاح شامــل کاتیــونهایی مثل منیزیم ، کلسیم ، استرانسیم ، آهن ، آلومینیم ، منگنــز و مس بوده که با آنیـــونهایی مانند بی کربنات ، کربنات ، کلرید ، سولفات ، سیلیکات ، و نیترات به صورت محلول در آب وجود دارد.

سختی کل : به مجموعه سختی موقت (سختی کربناتی ) بعلاوه سختی دائم (سختــی بی کربناتی) سختی کل گفته می شود .سختی موقت در اثر جوشاندن آب ته نشین می شود و جرم داخل ظروف جوشش آب را تشکیل میدهد و اغلب شامل کربنات یا بی کربنات کلسیم و منیزیم می باشد .سختی دائم در اثر وجود عناصری مانند سولفات و کلرید کلسیم و منیزیم بوجود آمده در اثر جوشیدن از بین نمی رود .

انواع آب مصرفی بر اساس میزان سختی به شرح زیر طبقه بندی می شوند :

حد مجاز سختی آب آشامیدنی

لازم به ذکر است که مطابق استاندارد های بین المللی بهداشت حد مجاز سختی کل برای آب آشامیدنی 500 میلیگرم بر لیتر بر حسب کربنات کلسیم و حد مطلوب آن 150 میلیگرم بر لیتر بر حسب کربنات کلسیم می باشد .

چهار کاتیون عمده آبهای آشامیدنی:

کلسیم :

   در غالب آبهای طبیعی یافت می شود و میزان آن بستگی به نوع سنگ بستری دارد که آب از آن عبور می کند . کلسیم اغلب به صورت کربنات ، بی کربنات و سولفات دیده می شود . لازم به ذکر است که مطابق استاندارد های بین المللی بهداشت حد مجاز کلسیـــم برای آب آشامیدنی 200 میلیگرم بر لیتر و حد مطلوب آن 75 میلیگرم بر لیتر می باشد .

منیزیم :

     منیزیم یکی از عناصر معمولی آب است که نمکهای قابل حل تشکیل می دهد . منیزیم در آب هم سختی کربناتی و هم سختی بی کربناتی ایجاد می کند . ( البته کمتر از کلسیم ) زیاد بودن این عنصر فلزی در آب می تواند مسهل باشد .

مطابق استاندارد های بین المللی بهداشت حد مجاز کلسیم برای آب آشامیـــدنی 200 میلیگرم بر لیتر و حد مطلوب آن 50 میلیگرم بر لیتر بر حسب کلسیم می باشد .

سدیم :

  عنصر سدیم علاوه بر اینکه یکی از عناصر فراوان در طبیعت می باشد . به علت حلالیت زیاد آن در بیشتر منابع آب طبیعی یافت می شود . مقدار آن بسیار متفاوت است . حد آستانه برای سدیم به آنیونهای آن بستگی دارد و  مطابق استاندارد های بین المللی بهداشت حد مجاز سدیم به صورت کلرید سدیم  برای آب آشامیدنی 350  میلیگرم بر لیتر و حد مطلوب آن 138 میلیگرم بر لیتر برحسب یون کلر می باشد . همچنین حد مجاز سدیم به صورت سولفات سدیم برای آب آشامیدنی 328 میلیگرم بر حسب سدیم می باشد . حد مجاز سختی آب آشامیدنی

 

پتاسیم :

پتاسیم اینکه یکی از فراوانترین عناصر در طبیعت است مقدار آن در آبهای طبیعی هرگز بیش از 20 میلی گرم در لیتر نمی شود.

آزمایش اكسيژن مورد نياز بيوشيميايي

اكسيژن مورد نياز بيوشيميايي :

آزمایش اكسيژن مورد نياز بيوشيميايي ميزان مواد آلي فاضلاب را از طريق اندازه گيري اكسيژن مصرفي به وسيله ميكروارگانيسم هـا در تجزيـه تركيبات آلي فاضلاب تعيين ميكند، آزمايش شامل اندازه گيري اكسيژن محلول قبل و بعد از 5روز انكوباسيون نمونه در دماي 20درجه سلسيوس به منظور تعيين ميزان اكسيژن مصرفي به روش بيوشيميايي ميباشد. به همراه اخذ نمونـه از فاضلاب و پسابهاي تصفيه خانه، ترقيق نمونه با آب رقيق سازي استاندارد انجام ميگيرد و اكسيژن محلول قبل و بعـد از پنج روز دوره انكوباسيون اندازه گيري ميگردد.

(توجه: اگر نمونه مورد آزمايش، كلرزني، ازن زني، اكسيده، گرم، استحاله و اسيدي شده باشد بايد به بخش مربوط به پيش تصفيه و تعيين اكسيژن مورد نياز بيوشيميايي توام با بذرپاشي نمونه مراجعه شود.)

مزاحمت آزمایش اكسيژن مورد نياز بيوشيميايي :


قليائيت كواستيك، اسيد معدني، كلر آزاد و فلزات سنگين فاكتورهايي هستند كه ممكـن اسـت در صـحت آزمـايش تأثير بگذارند. بطري هاي اكسيژن مورد نياز بيوشيميايي بايد بسيار تميز باشند. محلول پاك كننـده مشـروحه در فصـل اول توصـيه مـيشـود.
شدت اكسيداسيون تركيبات نيتروژنه در طول دوره انكوباسيون 5روزه، بـه حضـور ميكروارگانيسـمهـا بسـتگي دارد كـه ميتوانند اين اكسيداسيون را انجام دهند. معمولا چنين ميكروارگانيسمهايي در نمونه فاضلاب خام يا پسـاب اوليـه، بـه منظور اكسيده كردن مقادير قابل توجهي از اشكال نيتروژن احيا شده در آزمايش اكسيژن مـورد نيـاز بيوشـيميايي پـنج روزه به تعداد كافي حضور ندارند. به طور متداول اغلب پسابهاي تصفيه بيولوژيكي در بردارنـده تعـداد كـافي ارگانيسمهاي نيتروژن ميباشند. چون اكسيداسيون تركيبات نيتروژن دار، ميتواند در اين گونه نمونـه هـا اتفـاق بيافتـد جلوگيري از نيتريفيكاسيون براي موارد زير توصيه ميشود:

نمونه هاي پساب ثانويه، نمونه هاي پساب ثانويه با بذر ميكروبي و نمونه هاي آب آلوده :

لوازم مورد نياز:

  • بورت مدرج با دقت 0.1ميليليتر و ظرفيت 50ميليليتر
  • بطري هاي BODبا در بطري سمبادهاي به ظرفيت 300ميليليتر
  • ارلن ماير دهانه پهن، 250ميليليتري
  • پي پت مدرج، 10ميليليتري
  • پي پت حجمي تخليه
  • انكوباتور با كنترل دما در 20درجه سلسيوس(به منظور پيشگيري از توليد اكسيژن محلول ناشي از فتوسـنتز، درون
    آن بايد كاملا تاريك باشد
  • استوانه مدرج، 250ميليليتري و
  • هر گونه وسيله مورد نياز ديگر براي تعيين اكسيژن محلول

معرفهاي شيميايي مورد نياز: علاوه بر موارد زير، كليه معرفهاي لازم براي تعيين اكسيژن محلول مورد نياز است.

  1. آب مقطر                                                                                                                                                               آب مورد استفاده براي تهيه محلولها، بايد از كيفيت بسيار بالايي برخوردار باشد. اين آب نبايد داراي مس يـا مـوادآلي تجزيه پذير باشد. آب مقطر باتري معمولي براي اين كار نامطلوب است.
  2. محلول بافر:
    ميزان 8/5گرم فسفات مونوبازيك ، 21.75گرم فسفات پتاسيم دي بازيك، مقدار 33.4گرم بلور فسفات سديم دي بازيك و 1.7گرم كلريد آمونيوم ) ( را در آب مقطـر حـل كنيـد و بـه حجم يك ليتر برسانيد.
    pHاين بافر، بدون تنظيم بيشتر بايد 7.2باشد.
  3. محلول سولفات منيزيوم:
    مقدار 22.5گرم از بلورهاي سولفات منيزيوم را در آب مقطر حـل كنيـد و بـه حجـم يـك ليتـر برسانيد.
  4. محلول كلريد كلسيم:
    مقدار 27.5گرم از كلريد كلسيم بدون آب را در آب مقطر حل كنيد و به حجم يك ليتر برسانيد.
  5. محلول كلريد فريك:
    مقدار 0.25گرم كلريد فريك را در آب مقطر حل كنيد و به حجم يك ليتر برسانيد.
  6. آب رقيق سازي:
    يك ميليليتر از هر يك از محلولهاي بافر فسفات، سولفات منيزيوم، كلريد كلسيم و كلريد فريك را بـه هـر ليتـر از آب مقطر اضافه كنيد. حتي الامكان اين آب را در دماي محدود به 20درجه سلسيوس نگهداري كنيد، اين آب نبايـد در طول 5روز انكوباسيون بيش از
    0.2ميليگرم در ليتر كاهش اكسيژن محلول نشان دهد. همان گونه كه در بخش ديگـر اين كتاب با عنوان روشهاي تعيين BODبذردار ميكروبيشرح داده شد در صورت تمايل، آب رقيق سـازي ممكـن است با ميكروب بذردار شود.
  7. محلول سولفيت سديم تقريبا 0/025نرمال:
    مقدار 1.57گرم  را در يك ليتر آب مقطر حل كنيد. اين محلول پايدار نيست. وقتي كلر زدايـي نمونـه فاضلاب ضرورت دارد به طور روزانه اين محلول را آماده كنيد.
  8. عامل بازدارنده نيتريفيكاسيون/ :(CTCMP) Inhibitor
    معرف شيميايي از دسته 2كلرو  6تري كلروميتل پيريدين. فرآوردههاي تجارتي نيز ميتواند مورد استفاده قرار بگيرد.
  9. محلول هيدروكسيد سديمNaOHنرمال:
    اين محلول تنها موقعي كه تنظيم
    pHنمونه فاضلاب ضروري باشد مورد نياز است.
  10. محلول اسيد سولفوريك، 1نرمال:
    اين محلول نيز تنها موقعي كه تنظيم
    pHنمونه فاضلاب ضروري باشد مورد نياز است.