به وبلاگ مهندسی بهداشت محیط خوش آمدید

1- پارامتر های فیزیکی آب:
پارامترهای فیزیکی ، آن دسته از خصوصیات آب است که به وسیله حواس بینایی ، لامسه ، چشایی و یا بویایی قابل تشخیص است. مواد جامد معلق ، کدورت، رنگ ، طعم ، بو و درجه حرارت در این گروه قرار می گیرند.
1-1-1- جامدات معلق
چنان که پیش از این اشاره شد جامدات می توانند به دو صورت معلق و محلول در آب وجود داشته باشند . اگر چه بعضی از مواد جامد محلول به وسیله حواس فیزیکی قابل تشخیص هستند ، ولی قرار دادن آنها در گروه پارامترهای شیمیایی مناسب تر است و در بخش بعدی بیشتر شرح داده خواهند شد.

منابع
ذرات جامد معلق در آب ممکن است از ذرات آلی و یا معدنی و یا از مایعات امتزاج ناپذیر تشکیل شده باشند . جامدات معدنی نظیر خاک رس ، لای و سایر مواد تشکیل دهنده خاک به طور طبیعی در آبهای سطحی یافت می شوند . مواد آلی نظیر ریشه گیاهی و جامدات بیولوژیکی ( سلولهای جلبکی ، باکتریها و غیره ) نیز از اجزای تشکیل دهنده آب های سطحی به حساب می آیند . این مواد که در اثر عملکرد فرسایشی آب جاری بر روی سطوح به وجود می آیند تحت عنوان آلاینده های طبیعی شهرت دارند. به خاطر ظرفیت فیلتر کردن خاک مواد معلق به ندرت در آبهای زیر زمینی یافت می شوند.
سایر مواد معلق ممکن است در اثر استفاده انسان از آب به وجود آیند. فاضلاب شهری معمولاً حامل مقادیر زیادی از جامدات معلق می باشد که از نظر ماهیت عمدتاً آلی هستند . مصارف صنعتی آب ممکن است منجر به ورود ناخالصی ها یی با ماهیت آلی و یا معدنی در آب شود. مایعات امتزاج ناپذیر نظیر روغنها و گریس ها اغلب اوقات به عنوان مواد تشکیل دهنده فاضلاب به شمار می روند.
اثرات
وجود مواد معلق در آب ممکن است به چند دلیل مورد اعتراض قرار گیرد . این مواد از نظر زیبایی به آب لطمه می زنند ؛ به علاوه محلهایی را برای جذب سطحی مواد شیمیایی و بیولوژیکی به وجود می آورند . جامدات معلق آلی ممکن است به صورت بیولوژیکی مورد تجزیه قرار گیرند و نهایتاً مواد جانبی نامطلوبی را به وجود آورند . جامدات معلق فعال از نظر بیولوژیکی ممکن است شامل ارگانیسمهای بیماریزا نظیر ارگانیسمهایی که در زنجیره های جلبک تولید کننده سم هستند ، باشند.

2-1-1- کدورت
معمولاً اندازه گیری مستقیمی از ذرات جامد معلق بر روی نمونه های گرفته شده از منابع آب طبیعی یا منابع آب آشامیدنی صورت نمی گیرد . طبیعت جامدات در این آبها و اثرات ثانویه ای که این جامدات ایجاد می نمایند از مقدار حقیقی آنها مهمتر است برای اینگونه آبها یک آزمایش جهت کدورت به طور متداول انجام می گیرد.
کدورت معیاری برای میزان جذب نور و یا پراکندگی نور توسط مواد معلق در آب است.
از آن جا که جذب و تفرق نور تحت تاثیر اندازه و خواص سطحی مواد معلق قرار می گیرد کدورت یک اندازه گیری کمی مستقیم از ذرات معلق جامد نمی تواند به حساب آید . برای مثال یک ذره کوچک در داخل یک لیوان آب در واقع هیچگونه کدورتی ایجاد نمی کند . اگر این ذره به هزاران ذره کوچکتر با اندازه های کلوئیدی شکسته شود با وجود آن که جرم جامدات تغییری ننموده است اما کدورت به میزانی می رسد که قابل اندازه گیری است.
منابع

قسمت عمده کدورت در آبهای سطحی از فرسایش مواد کلوئیدی نظیر خاک رس ، لای خرده سنگها و اکسیدهای فلزی از خاک حاصل می باشد. رشته های گیاهی و میکروارگانیسمها نیز در افزایش کدورت نقش دارند . فاضلابهای صنعتی و خانگی ممکن است حاوی تعداد متنوعی از مواد کدورت زا باشد . صابونها ، شوینده ها و عوامل امولسیون کننده کلوئیدهای پایداری را که نهایتاً منجر به کدورت می شوند تولید می کنند . اگر چه اندازه گیری های مربوط به کدورت به طور متداول بر روی فاضلاب انجام نمی شود اما تخلیه فاضلاب ممکن است موجب کدورت آبهای منابع طبیعی شود.
اثرات
زمانی که آب کدر در یک محفظه شفاف و کوچک نظیر یم سوراخ در معرض نور قرار می گیرد یک تیرگی یا رنگ شیری به چشم می خورد . مواد کلوئیدی کدورت زا سطوحی را برای جذب ارگانیسمهای بیولوژیکی و یا مواد شیمیایی مضر و یا عامل طعم و بوی نا مطبوع فراهم می کنند . گند زدایی آبهای کدر به علت خواص جذبی برخی از کلوئیدها و نیز با توجه به این که جامدات ممکن است سبب حفاظت از میکروارگانیسمها در برابر مواد گند زدا شوند عملی مشکل به شمار می رود .
در منابع طبیعی آب ، کدورت ممکن است رنگی خاکستری و یا غیر از آن به آب ببخشد .
رنگ آب بستگی به خواص جذب نور توسط جامدات داشته و می تواند با نفوذ نور و یا واکنشهای فتوسنتز در نهرها و دریاچه ها تغییر یابد . تجمع ذرات کدورت زا در بسترهای متخلخل آب منجر به ته نشینی موادی می گردد که می توانند اثرات سوئی بر گیاهان و جانوران آبزی بگذارند.
اندازه گیری
کدورت به طریق فتوشیمیایی و به کمک اندازه گیری نوری که با یک شدت معین جذب و یا پراکنده می شود محاسبه می گردد . دستگاه اولیه اندازه گیری به نام کدورت سنج جک سون (Jackson) معروف است . اساس این دستگاه بر روی جذب نور و یا بکارگیری یک لوله بلند و شمع استاندارد شده استوار می گردید. شمع در زیر یک لوله شیشه ای قرار می گرفت و سپس در یک لایه فلزی سیاه به گونه ای قرار داده می شد که نور صادره از شمع تنها از قسمت بالای دستگاه قابل روئیت بود .نمونه آب پس از آن به آهستی در داخل لوله ریخته می شد و این عمل تا جایی ادامه می یافت که شمع دیگر قابل روئیت نبود یعنی بنحوی که جذب کامل صورت می گرفت.

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

در سالهای اخیر این دستگاه ساده جای خود را به کدورت سنج مجهز به لامپ الکتریکی استاندارد شده داد.این لامپ الکتریکی، نوری از خود ایجاد می نماید که این نور از یک مسیر کوچک نمونه عبور می نماید . در حالت جذب یک نورسنج به اندازه گیری شدت نور در طرف مقابل منبع نور می پردازد، در حالی که در حالت پراکندگی نور یک نورسنج به اندازه گیری شدت نور در یک زاویه 90 درجه نسبت به منبع می پردازد اگر چه بیشتر کدورت سنج های امروزی بر مبنای اصل پراکندگی عمل می نمایند اما کدورت ایجاد شده توسط مواد تیره که به عوض انعکاس نور همراه با جذب نور است توسط روشهای جذب باید انجام شود.

یک ماده شیمیایی بنام فورمازین که استاندارد مناسبتری نسبت به ایجاد می نماید جایگزین گردیده است.

امروزه داده های بدست آمده از کدورت سنج بر حسب واحدهای کدورت فرمازین یا FTU بیان می شوند عبارتند از (NTU)(nephelometry turbidity units) غالباً برای تاکید بر آزمایش انجام شده مطابق با اصول پراکندگی نور بکار برده می شود .
کاربرد

اندازه گیری مربوط به کدورت معمولاً بر روی آب تمیز و صاف که درست نقطه مقابل فاضلاب بشمار می آید انجام می شود.آبهای طبیعی ممکن است دارای کدورت هایی باشند که از چند (FTU تا چند صد FTU تغییر می کنند.استانداردهای EPA بر آب آشامیدنی مقرر می دارد که حداکثر میزانFTU برابر با یک باشد، در صورتی که اتحادیه امور آب در آمریکا میزان 1/0 = FTU را بعنوان ملاک اصلی خود برای آب آشامیدنی تعیین نموده است.

3-1-1- رنگ
آب خالص بی رنگ است ، اما آبی که در طبیعت یافت می شود معمولاً توسط مواد خارجی دارای رنگ می باشد . رنگ آبی که در نتیجه تاثیر مواد معلق به وجود آمده باشد ، اصطلاحاً رنگ آشکار نامیده می شود؛ و رنگی که در اثر مواد جامد محلول پدید آمده باشد و پس از جدا سازی مواد معلق همچنان در آب باقی بماند به نام رنگ حقیقی خوانده می شود.
منابع

پس از تماس با اجزای ریز مواد آلی از قبیل برگهای درختان ، برگهای سوزنی گیاه جوز آور ، علف هرز یا چوب ، آب علاوه بر اخذ موادی نظیر جوهر مازو و اسید هیومیک رنگ زرد مایل به قهوه ای به خود می گیرد . اکسیدهای آهن رنگ قرمز کمرنگ به آب می دهند و اکسیدهای منگنز موجب قهوه ای و یا تیره رنگ شدن آب می گردند. پساب های صنعتی ناشی از صنایع نساجی و عملیات رنگرزی ، خمیر کاغذ و تولید ورق های کاغذ ، صنایع غذایی ، تولید مواد شیمیایی ، استخراج سنگ معدن ، پلایش و عملیات مربوط به کشتارگاهها ممکن است در اثر ارتباط با نهرها و رودخانه های طبیعی در آب ایجاد رنگ نمایند.
اثرات

آب رنگی از لحاظ زیبایی برای عموم قابل پذیرش نیست. در حقیقت اگر مصرف کننده ها دارای قدرت انتخاب باشند ترجیح می دهند از آب بدون رنگ و تمیز استفاده کنند . آبی که به مقدار زیاد دارای رنگ باشد برای مصارفی نظیر شستشوی لباس ، رنگرزی ، تهیه کاغذ ، ساخت نوشابه های الکلی ، تولید لبنیات همراه با سایر مواد غذایی ، صنایع نساجی و تولید پلاستیک مناسب نیست . از اینرو رنگ آب بر مقبولیت آن هم برای مصارف خانگی و هم برای مصارف صنعتی تأثیر گذار است.

در شرایطی که به طور معمول رنگ حقیقی آب به عنوان عامل غیر بهداشتی و یا نا مطمئن شناخته نمی شود ترکیبات آلی که سبب بروز رنگ حقیقی می شوند ممکن است موجب افزایش نیاز کلر آب شده و نهایتاً موجب کاهش جدی اثر گذاری کلر بر آب به عنوان یک ماده گند زا می شود . شاید مهمتر از این محصولاتی باشند که در اثر ترکیب این مواد با کلر به وجود می آیند ؛ ترکیبات فنل ( اجزای تشکیل دهنده شناخته شده محصولات ناشی از تجزیه سبزیها) همراه با کلر طعم و بوی بسیار نا خوشایندی تولید می کنند . به علاوه برخی از ترکیبات در اسیدهای آلی طبیعی و کلر یافت می شوند ، که یا نوعاً سرطانزا هستند و یا مشکوک به داشتن چنین خاصیتی اند.

اندازه گیری

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

لوله های مقایسه رنگ حاوی یک سری استانداردهایی هستند که می توانند برای مقایسه مستقیم نمونه های آبی که قبلاً جهت از دست دادن رنگ آشکار خود فیلتر شده اند به کار میروند . نتایج بدست آمده بر حسب واحد رنگ حقیقی (TCU) بیان می شوند که در آن یک واحد معادل با رنگ تولید شده توسط 1mg/L از پلاتین به شکل یونهای کلروپلاتینات می باشد. برای رنگهای غیر از رنگهای زرد مایل به قهوه ای و بویژه برای آب های رنگی ناشی از جریانهای خروجی فاضلابهای صنعتی ، معمولاً تکنیک های خاص اسپکتروفتومتری به کار برده می شود.

در محیطهای کاری دستگاههای مجهز به دیسکهای شیشه ای رنگی که با استاندارد های رنگی کالیبره می شوند مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به این که تغییرات بیولوژیکی و فیزیکی ممکن است در طول زمان ذخیره سازی بر روی رنگ اثر بگذارد نمونه ها حداکثر 72 ساعت پس از جمع آوری باید آزمایش شوند.
کاربرد

رنگ عاملی نیست که معمولاً در آنالیز فاضلاب مطرح باشد . در آنالیز آب آشامیدنی معمولاً تنها رنگ حقیقی ایجاد شده توسط اسیدهای آلی منتجه از تجزیه گیاهان در آب مورد اندازه گیری می گیرد. مقدار به دست آمده را می توان به عنوان میزان اندازه گیری غیر مستقیم مواد هیومیک در داخل آب تلقی کرد.

4-1-1- طعم و بو
مفاهیم طعم وبو به خودی خود بیانگر خصوصیت این دو عامل اند.از آن جا که احساس طعم وبو غالباً به یکدیگر مربوط اند ومعمولاً با یکدیگر اشتباه گرفته می شوند این احتمال وجوددارد که طعم ها وبوهای بسیارزیادی که از تنوع برخوردارند توسط مصرف کنندگان به آب نسبت داده شوند موادی که در داخل آب ایجاد بو می کنند تقریباً همیشه ایجاد طعم می نمایند ولی به هیچ وجه تولید بو نمی کنند.
منابع

بسیاری از موادی که آب با آنها در طبیعت تماس می یابد ویا ممکن است در اثر استفاده بشر به آن وارد گردند طعم وبوی محسوسی را به آب می بخشند این مواد شامل مواد معدنی ، فلزات رنگها ی مشتق از خاک محصولات نهایی واکنش های بیولوژیکی واجزای تشکیل دهنده فاضلاب هستند ترکیبات معدنی در اغلب موارد سبب تولید طعم هایی می شوند که مستقل از بو هستند مواد قلیایی طعم تلخی به آب می بخشند در حالی که نمکهای فلزی ممکن است طعم شور ویا تلخ به آب بدهند.

مواد آلی از سوی دیگر تمایل به تولید هر دو خصوصیت طعم وبو دارند تعداد زیادی از مواد آلی که در آب ایجاد طعم وبو می نمایند محصولات تولید شده در صنایع نفتی هستند.

تجزیه بیولوژیکی نیز می تواند موادآلی در اثر ایجاد مایعات وگازها سبب بروز طعم وبو در آب شود در تمام موادی که ذکر گردیده مهمترین محصولاتی که ایجاد بو وطعم در آب می نمایند ترکیبات گوگردی هستند که بو وطعم تخم مرغ گندیده رااز خود متصاعد می سازندبعلاوه گونه های شناخته شده ای ازجلبکها یک مادة هیچ کدام از آنها به تنهایی ایجاد طعم وبو نمی نمایند می تواند موجب بروز مشکلات مربوط به طعم وبو شود پیش از این به چنین تاثیری در مورد مواد آلی وکلر اشاره شد.
اثرات

از نظر مصرف کنندگان ، طعم وبو به دلایل روشنی ناخوشایند می باشد از آن جا که آب همواره به عنوان ماده ای بی طعم وبی بوشناخته شده است مصرف کننده چنین تصور می کند که مزه وبو همراه با آلودگی هستند واز اینرو ترجیح می دهد که از آب بی طعم وبی بو استفاده نماید حتی اگر چنین آبی در واقع تندرستی وی را به خطر اندازد بعضی از مواد تولید کننده طعم وبو ممکن است سرطان زا باشد.
اندازه گیری

اندازه گیری مستقیم موادی که ایجاد طعم وبو می کند در صورتی امکان پذیر است که عوامل به وجودآوردندۀ آنها شناخته شده باشند با انجام برخی آنالیزها می توان مواد کافی ایجاد کننده طعم ها را اندازه گیری کرد اندازه گیری مواد آلی به وجود آورنده طعم وبو به کمک روشهای کروماتوگرافی گازی ویا مایع امکان پذیر است از آن جا که تجزیه کروماتوگرافی زمان زیاد لازم دارد وبرای تکمیل آن نیاز به تجهیزات گرانقیمتی هست انجام چنین آزمایشهایی به طور معمول برروی نمونه های آب صورت نمی گیرد اما در شرایطی که مواد آلی فراهم به شکل معلق باشند انجام اینگونه آزمایشها ضروری است با این وجود به دلیل اثر تشدیدکنندگی که ذکر شد تعیین میزان منابع ایجاد کننده طعم وبو لزوماً به تعیین ماهیت ویا شدت طعم وبو نمی پردازد.

آزمایشهای کمی که از خواص چشایی وبویایی انسان بهره می گیرند برای این منظور می توانند مورد استفاده قرار گیرند آزمایش برای آستانۀ بویایی (ton) می تواند مثالی در این مورد باشد مقادیر متغیری از آب بودار در داخل ظرفهایی ریخته می شود وبرای ساخت یک مخلوط به حجم 200ml با مقدار کافی از آب مقطر بی بو رقیق میشود. یک دستگاه نصب شده که دارای 5 الی 10 دماغه است برای تعیین مخلوطی که بو در آن به حد احساس رسیده است به کاربرده می شود ton این نمونه به کمک رابطۀ زیر محاسبه می شود.


که در آن A حجم آب بودار برحسب میلی لیتر وb حجم آب بدون بوی لاز م برای تهیه یک مخلوط 200ml می باشد اعداد آستانه بویایی متناظر با حجم های متعدد نمونه ها در جدول نشان داده شده اند از آزمایش مشابهی می توان برای تعیین میزان طعم استفاده کرد و یا دستگاه می تواند به سهولت از لحاظ کیفی در یک مقیاس قابل قبول به آزمایش آب بپردازد.

جدول شماره1 : اعداد آستانه بویایی متناظر با حجم نمونه رقیق شده به mL200
Sample volum (A),

mL TON

200 1.0

175 1.1

150 1.3

125 1.6

100 2.0

75 2.7

67 3.0

50 4.0

40 5.0

25 8.0

10 20.0

2 100

1 200



کاربرد

اگر چه بو می تواند برای فاضلاب مشکل زا باشد عامل طعم وبو تنها برای آبهای آشامیدنی مطرح است epa برای مقدار ton هیچ گونه استاندارد حداکثر تعریف نکرده است یک حداکثر مقدار ton برابر با 3 توسط سازمان بهداشت توصیه شده است اما این مقدار به جای آن که یک استانداردقانونی باشد یک معیار کلی است.


5-1-1- دما
دما برای ارزیابی مستقیم آب آشامیدنی ویا فاضلاب به کاربرده نمی شود در عین حال یکی از مهمترین عوامل در سیستم های آب سطحی در طبیعت به شمار میرود دمای آبها سطحی به مقدار زیادی گونه های بیولوژیکی موجود در آب وشدت فعالیت آنها را کنترل می کند دما بر روی بسیاری از واکنش های شیمیایی که در سیستم های طبیعی آب انجام می گیرند اثر می گذارد همچنین دما دارای قابل ملاحضه ای بروی حلالیت گازها در آب است .
منابع

دمای سیستم های طبیعی آب از بسیاری عوامل از جمله دمای اتمسفر تاثیر می پذیرد به طوریکه ذخایر کم عمق آب بیشتر از ذخایر عمیق تر آب تحت تاثیر دمای محیط اند استفاده از آب به عنوان خنک کننده در صنعت وتخلیه متعاقب آب گرم شده می تواند منجر به تغییرات شدید ، هر چند موضعی دردمای آب جریانهای طبیعی شود برداشت برگهای انتهایی درختان جنگلی وبازگشت جریانهای آبیاری به نوبة خود می توانند سبب بروز افزایش دمای جریانهای طبیعی آب گردد.
اثرات

آبهای خنکتر معمولاً دارای تنوع وسیعتری از گونه های بیولوژیکی هستند دردماهای پایین تر فعالیت زیستی یعنی استفاده از منابع غذایی ، رشد تولید مثل وغیره با سرعت کمتری انجام می گیرد اگر دما افزایش یابد فعالیت زیستی زیاد می شود اگر موادغذایی لازم موجود باشد افزایشی معادل .c10 معمولاً برای دوبرابر کردن فعالیت زیستی کافی است دردماهای بالاتر وسرعتهای متابولیکی بیشتر موجودات ذره بینی که در استفاده از منابع غذایی وتولید مثل کارایی بیشتر دارند تکثیر پیدا می کنند درحالی که سایر گونه های موجودات ذره بینی از لحاظ جمعیتی دچار کاهش بسیار می شوند ویا به طور کلی از میان میروند.

سرعت رشد رویه جلبکها معمولاً درآبها گرم دیده می شود واین پدیده می تواند موجب بروز مشکل ناشی از رشد جلبکها وتشکیل گروههای حجیمی از آنها گردد ترشح طبیعی روغنها توسط جلبکها دراین گروههای حجیم ومحصولات بوجودآمده از تجزیه سلولهای مرده جلبکها می تواند مشکلاتی رادر خصوص طعم وبو بوجودآورد گونه های بزرگتر از موجودات زنده درآب تحت تاثیر قرار می گیرنداین درحالیست که خود میزان اکسیژن محلو ل درآب محلول از دماست ماهیهای شکاری معمولاً نیازمند دماهای پایین تر ومقادیر بیشتر از اکسیژن محلول درآب می باشند.

تغییرات دما بروی سرعت واکنش های شیمیایی ومقدار حلالیت مواد شیمیایی اثر می گذارد. بیشتر واکنش های شیمیایی نظیر حل شدن جامدات دراثر افزایش دما سرعت بیشتری می یابند درطرف دیگر حلالیت گازها دردرجه حرارتهای بالاتر کاهش ازخود نشان می دهد چون اکسید اسیون بیولوژیکی موادآلی درنهرها ورودخانه ها وتالاب ها وابسته به مقدار کافی از اکسیژن محلول می باشد کاهش میزان اکسیژن محلول امری نامطلوب به حساب می آید دما همچنین برروی سایر خواص فیزیکی آب اثر می گذارد با کاهش دما ویسکوزیته آب افزایش می یابد حداکثر دانسیتة آب دردمای .c 4 بروز می کند در هر دو سوی این دما دانسیته آب دچار کاهش می شود این پدیده در میان تمام مایعات منحصر به فرد است هر دو عامل دما ودانسیته دارای تاثیر ظریفی برروی میکروارگانیسم های پلانکتونی در سیستم ها ی طبیعی آب اند.