مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه

سختی عبارت است از حضور کاتیون ها ی فلزی چند ظرفیتی مخصوصا فلزات قلیایی خاکی از آنجایی که عامل تشکیل سختی عمدتا کلسیم و منیزیم می باشند لذا سختی به حضور کاتیونهای کلسیم ومنیزیم در آب اطلاق می شود.

مقدار سختی آب را بر اساس میلی گرم بر لیتر یا گرم بر متر مکعب کربنات کلسیم گزارش می شود.

آب سخت آبی است که حاوی نمک‌های معدنی از قبیل ترکیبات کربنات‌های هیدروژنی ٬ کلسیم ٬ منیزیم و ... است.

فواید آب سخت

آب سخت برای انسان مضر نیست بلکه مفید است و معمولاً شکستگی استخوانهای آنهایی که آب سخت می‌آشامند زودتر بهبودی حاصل می‌کند و بیماری راشیتیسم کمتر در این اشخاص دیده می‌شود.

مضرات آب سخت

علیرغم فواید آب سخت برای بدن سختی بیش از حد آب نیز مضراتی دارد که مهمترین آن تشدید پدیده تولید سنگ کلیه به دلیل رسوب بونهای معلق در کلیه میشود. آب سخت برای رختشویی و مصرف در کارخانجات مناسب نیست. آب سخت موجب از دست دادن طعم و مزه خوب چایی و قهوه می‌شود. پخته نشدن حبوبات با آب سخت ضرر رساندن به جداره دیگهای بخار و ایجاد قشر آهکی بر روی جداره دیگ خوب کف نکردن صابون و موجب افزایش مصرف صابون مزاحمت در هنگام شستن نسوج و دستها رفع سختی آب در تجارت تعداد زیادی مواد شیمیایی برای رفع سختی آب به فروش می‌رسد که دارای کربنات سدیم هستند. این مواد را قبل از ورود آب در دیگها سختی آنرا می‌گیرند و یا در دیگ بر اثر افزودن این مواد آهک و گچ را رسوب می‌دهند و دیگر این رسوب محکم به جدار دیگ نمی‌چسبد بطوری که می‌توان آنرا به آسانی پاک نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

نسبت  fc/fs   اگر بیشتر از 4.4 باشد ، منبع آلودگی انسانی است ، اگر کمتر از 0.7 باشد حیوانی است. اگر 0.6 باشد آلودگی اردک ، 0.4 باشد گوسفند و مرغ  ، 0.2  گاو  ، 0.1  بوقلمون می باشد.بین 0.7 تا 4.4 حیوانی و انسانی است. 0.7 تا   4.4  سورس آلودگی گرایش به حیوانی دارد . 2.2 تا 4.4 گرایش به انسانی دارد.

محیط های کشت

محیط کشت آزید دکستروز براث

محیط PSE آگار

آبگوشت NaCl 5/6 درصد

محیط کشت آزاید دکسترویز براس و حاوی سدیم آزایت  می باشد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

BOD چیست ؟

BOD نرخ مصرف اکسیژن در داخل آب توسط ارگانیزمهاست است . اگر BOD کم باشد آب پاک و فاقد ارگانیسم است یا آنکه ارگانیزمهای داخل آب مرده و نیازی به مصرف اکسیژن ندارند . BOD مقدار اکسیژن لازم برای ثبات بیولوژیکی در آب است . اندازه تاًسیسات تصفیه بیولوژیکی خصوصاً میزان هوادهی فاضلاب در حوضچه های هوا دهی را می توان با اندازه BOD محاسبه نمود .

اگر BOD آبی ppm ۱ باشد تقریباً آب خالص است . آب با BOD تا ppm ۵ نسبتاً خالص فرض می شود و وقتی که BOD به بیشتر از ppm ۵ برسد خلوص آب مورد تردید قرار می گیرد . اما اگر مقدار BOD از ppm ۲۰ تجاوز کند سلامت عمومی مورد خطر واقع می شود .

آزمایشات BOD تخمین واقع بینانه ای از کیفیت اکسیژنی که وارد به آب شده است را فراهم می سازد . BOD چگونه تعیین می شود ؟

دو بطری از یک آب نهر پر می شوند . میزان DO یکی اندازه گیری می شود ، سپس درب بطری دیگر را بسته و داخل همان جریان آب به مدت ۵ روز قرار می گیرد ( برای حفظ شرایط محیطی مثل درجه حرارت ، زمان و نور ) بعد از ۵ روز DO ظرف دوم اندازه گیری شده و اختلاف DO ظرف اول و دوم مشخص کننده BOD۵ است .

درجه حرارت ، نور و زمان عوامل موثر در BOD هستند . لازم به ذکر است آزمایش حتماً بایستی در درجه حرارت ۲۰درجه سانتی گراد و در محیط به مدت ۵ روز باشد .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سيل، خشكسالي، آلودگي،‌ تبخير و روند كند آبخيزداري هر سال حجم زيادي از آب را از دسترس ما خارج مي‌كند
كيمياي آب در سال‌هاي خشكسالي
ماييم و 400 ميليارد مترمكعب بارش، 74 ميليون نفر جمعيت و 270 ميليارد مترمكعب تبخير. ماييم و طبيعتي كه بايد چرخ زندگي‌مان در طول يك‌سال با 130 ميليارد مترمكعب آب بچرخد. آب براي كشور خشكي مثل ما كه درست روي كمربند خشك جهان ترسيم شده كيمياست؛ همان 400 ميليارد مترمكعب آبي كه از راه بارش سالانه عايدمان مي‌شود و با غفلت و سهل‌انگاري 270 ميليارد مترمكعبش را زير نور خورشيد بخار مي‌كنيم و هدر مي‌دهيم.

زندگي مردم يك كشور با تمام گياهان و جانوران و سفره‌هاي آب‌هاي زيرزميني‌اش با 130 ميليارد مترمكعب آب شبيه شعبده‌بازي است. تازه اگر اين ميزان آب نيز به هدر نرود و سالم و خالص بماند، چه رسد به اين كه مثل ما قدر آب‌هاي سالم و شيرين را ندانند و با دست خودشان حلقه محاصره بر منابع آب را تنگ‌تر از قبل كنند.

طبيعت ايران همزمان با چند مشكل مي‌جنگد، از يك‌سو با كمبود و هدررفت آب درگير است و از سوي ديگر پنجه در پنجه سيل و خشكسالي انداخته است، در اين ميان به خاطر بهره‌برداري‌هاي نادرست هر روز تراكم پوشش گياهي‌اش كمتر مي‌شود. تنك‌شدن پوشش گياهي نيز خودش بشدت سيلاب‌ها را افزايش مي‌دهد و خاك لخت كوبيده و سفت شده را در جذب آب حاصل از بارش ناتوان مي‌كند. براي همين سيل به راه مي‌افتد و خطر تكرار آن در سال‌هاي بعد به خاطر تخريب منابع طبيعي، فرسايش خاك، رعايت نشدن حريم رودخانه‌ها، گسترش شهرسازي، توسعه روستاها در مسير سيلاب، احداث زهكش،‌ورود فاضلاب‌ها به رودخانه‌ها و هدايت هرزآب‌ها به طرف رودها بيشتر مي‌شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

پژوهشگران نشان داده‌اند که تنوع زیستی به زیست‌بوم‌ها کمک می‌کند تا در برابر فشارهای محیطی مقاومت کنند. در این آزمایش مشخص شد وجود 8 نوع جلبک در کاهش نیترات آب بسیار موثر است.
گروهی از پژوهشگران با انجام تحقیقاتی کوشیده‌اند ثابت کنند که تنوع زیستی به زیست‌بوم‌ها کمک می‌کند تا در برابر فشارهایی مانند آلودگی آب‌ها مقاومت کنند.

به گزارش نیچر، برد کاردیناله، زیست‌شناس دانشگاه میشیگان در آن‌آربور از 150 جویبار مصنوعی در آزمایشگاهش بهره برد تا دریابد که وجود انواع متفاوت جلبک‌ها در یک زیست‌بوم، چگونه بر سرعت پالایش آلودگی به نیترات از آب تاثیر خواهد گذاشت. او دریافت که در جاهایی که ترکیبی از هشت جلبک متفاوت وجود داشت، این جانداران آلودگی به نیترات را با سرعتی در حدود 4.5 برابر بیشتر از جویبارهای دارای تنها یک نوع جلبک، تصفیه می‌کردند.

کاردیناله می‌گوید: «بررسی‌های میدانی در طبیعت نشان داده بود که زیست‌بوم‌های متنوع‌تر، غلظت کمتری از آلودگی را در خود دارند. این تحقیق نشان می‌دهد که تنوع زیستی می‌تواند کمکی حیاتی برای نسل بشر ارائه کند، اقداماتی مانند تصفیه آب از یک آلاینده خاص».

به گفته دیوید تیلمن، زیست‌شناس دانشگاه مینه‌سوتا، «چیزی که این تحقیق را از همتایانش مجزا می‌سازد این است که به طور کامل تاثیر تنوع زیستی را بر یک سیستم کمتر بررسی شده، نشان می‌دهد».

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تعريف خوردگي :
خوردگي را تخريب يا فاسد شدن يك ماده در اثر واكنش با محيطي كه در آن قرار دارد ، تعريف مي كنند. مثلاً تخريب رنگ و لاستيك به وسيله نور خورشيد يا مواد شيميايي ، خورده شدن جداره ي كوره ي فولادي سازي ، و خورده شدن يك فلز جامد به وسيله مذاب يك فلز ديگر تماماً خوردگي ناميده مي شوند. خوردگي مي تواند سريع يا كند صورت گيرد.ريل هاي راه آهن معمولاً به آهستگي زنگ مي زنند ، ولي سرعت زنگ زدن آن قدر نيست كه بر كارايي آنها درطول سال هاي زياد اثري بگذارد. ستون آهني معروف دهلي در هندوستان حدود 2000 سال پيش ساخته شده و هنوز به خوبي روز اول است. ارتفاع آن 32 فوت و قطر آن 2 فوت است. لكن بايستي توجه شود كه اين ستون آهني عموماً در شرايط جوي خشك قرار داشته است .
خوردگي فلزات را مي توان برعكس متالورژي استخراجي درنظر گرفت. در متالورژي استخراجي ، هدف عمدتاً به دست آوردن فلز از سنگ معدن و تصفيه يا آلياژسازي آن براي مصارف مختلف مي باشد. اكثر اكسيژن منجر به تشكيل اكسيد آهن هيدراته مي گردد ، اگرچه اكثر فلزات موقعي كه ‌آهن و فولاد به كار مي رود ، بنابراين مي گوئيم فلزات غيرآهني خورده مي شوند و نمي گوئيم زنگ مي زنند.
محيط هاي خورنده :
عملاً كليه ي محيط ها خورنده هستند ، لكن قدرت خورندگي آنها متفاوت است .مثال هايي در اين مورد عبارتند از : هوا و رطوبت ، آب هاي تازه ، مقطر ، نمكدار ، معدني ، آتمسفرهاي روستائي ، شهري و صنعتي ، بخار و گازهاي ديگر مثل كلر ، آمونياك ، سولفورهيدروژن دي اكسيد گوگرد و گازهاي سوختني ، اسيدهاي معدني مثل اسيد كلريدريك ، سولفوريك ، نيتريك ، اسيدهاي آلي مثل نفتنيك ، استيك ، و فرميك ، قليائي ها ، خاك ها ، حلال ها ، روغن هاي نباتي و نفتي ، انواع و اقسام محصولات غذايي به طور كلي مواد معدني خورنده تر از مواد آلي مي باشند. مثلاً خوردگي در صنايع نفت بيشتر در اثر كلرور سديم ، گوگرد ، اسيد سولفوريك و كلريدريك و آب است تا به خاطر روغن ، نفت و بنزين . كاربرد درجه حرارت ها و فشارهاي بالا در صنايع شيميايي باعث امكان پذير شدن فرآيندهاي جديد يا بهبود فرآيندها قديمي شده است ، به عنوان مثال راندمان بالاتر ، سرعت توليد بيشتر ، يا تقليل قيمت تمام شده . اين مطلب همچنين در مورد توليد انرژي از جمله انرژي       هسته اي ، صنايع فضائي و تعداد بسيار زيادي از روش ها و فرآيندها صادق است. درجه حرارت ها و فشارهاي بالاتر معمولاً باعث ايجاد شرايط خوردگي شديدتري مي گردند. بسياري از فرآيندها و عمليات متداول امروزه بدون استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگي غيرممكن يا غيراقتصادي مي باشند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

در نيمه دوم قرن بيستم پيشرفت سريعي در آبهاي زير زميني در چندين صحراي بزرگ دنيا بوجود آمد . نتايج اوليه فعاليت در صحرا و شبه جزيه عرب وجود مقادير عظيمي از آبهاي ذخيره شده در زير خاك صحرا را به اثبات مي رساند . اين پيشرفت مرهون تلاشهاي مهندسان و زمين شناسان آبهاي زير زميني ، كاركنان احداث چاه ، و رهبران سياسي است كه به خود جرأت دادند تا تحقيقاتي را بر عليه نمونه هاي پذيرفته شده منابع آبي به راه اندازند .
چند عامل ، برنامه هاي توسعه هاي آبي را در مناطق خشك و باير ممكن مي سازد :
1) بيابانها فضاهاي خالي از جمعيتي را بدست مي دهند .
2) آب و هواي مطلوب براي رشد محصولات تقريبا در تمام طول سال
3) مناطق وسيعي از خاكهاي خوب و قابل قبول و نيز نيازهاي تركيب غذايي براي افرادي كه در صنعتهاي منابع معدني و نفتي در مناطق بياباني هستند .
در كل جهان ، سفره هاي آبخيز هيچ گاه به عنوان ذخاير منابع آلي حقيقي درنظر گرفته نشده اند . برعكس ، آنها تنها به عنوان مخازن نگهداري سهم هاي ساليانه ي آنچه كه متاسفانه بازده مطمئن به شمار مي رود ، در نظر گرفته مي شوند . هنگامي كه آبگيري به هر طريق قابل ملاحظه تحليل رود ، افزايش ساليانه آب زيرزميني از روي آن كم مي شود . اما در حقيقت ، ذخيره ي آبهاي در سطح ( روزميني ) كه پر باقي مي ماند به همان اندازه ضعيف مديريت و هدايت مي شود كه ذخيره اي كه خالي باقي مانده است ، به همين منوال ذخيره ي آبهاي زيرزميني نيز ضعيف هدايت مي شود ، هنگامي كه مجاز به بالا و پايين شدن در برابر نوسانات چرخه ي طبيعي و نيازهاي جمعيت انساني نمي باشند .
هدايت آبي  صحيح، استفاده ي مطلوب از منابع موجود در جهت تامين بزرگترين مصلحت عمومي است . اين امر شامل هماهنگي جنبه هاي طبيعي هم  چرخه ي آبي و هم هر عمل مصنوعي كه بتوان بر روي آن انجام داد ، به جز ، در بيشترموارد ، انتقال درون آبگيري آبهاي سطحي كه به شدت گران و غير اقتصادي است .
مفهوم چرخه ي آب چنان به صورت عمومي پذيرفته شده است كه مشكل بتوان تاريخچه درازي را كه پس توسعه و نمايش آن ، از ابتداي تاريخ تا همين اواخر ، كه به ندرت به ربع قرن مي رسد . درك كرد . مفهوم مركزي درعمل هيدولوژي چرخه ي آبي است ، اصطلاحي ساده براي نشان دادن چرخش آب از دريا ، از طريق جو ، به زمين و از آنجا با وقفه هاي بسيار دوباره به دريا از طريق مسيرهاي روزميني و زيرزميني و قسمتي نيز توسط تبخير مجدد و تعرق از گياهان ، درياچه ها و چشمه ها . اين شامل اندازه گيري مقادير و سرعت هاي حركت آب در تمام زمانها و در هر مرحله اي از جريانش در ذخاير چندگانه ، از ارتفاع 15 كيلومتر بالاي زمين تا عمق 5 كيلومتري زير زمين مي شود . اين ذخاير شامل رطوبت جوي ، اقيانوس ها ، رودها ، درياچه ها ، يخ پهنه ها ، خاك و آبهاي زيرزميني مي شوند . مكانيزم انتقال از يك حالت فيزيكي يا سفره ي آبخيز به حالت فيزيكي يا سفره ي آبخيزي ديگر يا جاذبه است يا انرژي خورشيدي طي دوره هايي كه از چندين ساعت تا هزاران ساعت در تغييرات است . پيشگام تحقيقات آبهاي زيرزميني فشرده آدلف تيم آلماني (Adolph Theim) بود كه روش هاي حوزه اي را براي تست گرفتن از جريان آبهاي زير زميني معرفي كرد و قانونهاي جريان را در توسعه ي ذخاير آبي به كار گرفت . تحت تاثير او، آلمان تبديل به كشور پيشرو درتامين شهرهايش با آبهاي زير زميني شد ، و هنوز هم بيش از 80% از نيازش را از چاه ها بيرون مي كشد .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آلودگي آب

بيش از 70 % سطح زمين پوشيده از آب است ، آب بدون شك گرانبهاترين منبع طبيعي در سياره ما مي باشد . بدون اين ماده بي همتاي مركب از هيدروژن و اكسيژن زندگي در روي زمين وجود نداشت . اين ماده براي رشد و نمو هر چيزي در سياره ما ضروري است . گرچه ما به عنوان انسان اين حقيقت را مي دانيم ، ولي با آلوده كردن رودخانه ها ، درياچه ها و اقيانوسها اين را ناديده مي گيريم . در نهايت ما به سياره خودمان به آرامي آسيب مي رسانيم تا جائي كه ارگانيسمها با يك سرعت خطرناكي مي ميرند .

آلودگی جهانی آب

آمارها نشان داده است که نزدیک به 1.5 میلیارد نفر در دنیا آب نوشیدنی سالم ندارد و کمتر از 5 میلیون نفر سالیانه در دنیا به علت آبهای آلوده و بیماریهای مرتبط با آلودگی آب می میرند. بیش از 70 درصد سطح سیارات را اقیانوسها فرا گرفته است. ناخالصی های فاضلاب، فضولات و آلودگی های نفتی اقیانوسها را نیز تحت الشعاع قرار داده است و بیشتر سواحل را آلوده کرده است. این آلودگی ها بیشتر محدود به حوالی سواحل اقیانوسها و دریاها است چون بخش عظیمی از باکترهای فاضلابها، بیشتر جانوران و آبزیان نزدیک به ساحل را در معرض خطر قرار داده و از بین می برد.

بررسي آلودگي آب با استفاده از تصاوير ماهواره اي

تصاوير ماهواره اي، به دليل ويژگي هاي خود و بخصوص تكراري بودن، زمينه هاي مناسبي را براي مطالعه آب به عنوان يكي از منابع زميني، فراهم نموده اند. به طور كلي بيشترين مقدار اشعه خورشيد، در لايه هاي فوقاني (حدود دو متري آب) جذب مي شوند و اين خاصيت، بستگي زيادي به نوع طول موج دارد. اشعه مادون قرمز انعكاسي در چند سانتي متري از سطح آب جذب مي شود و موجب ظهور زمينه سياه بر روي تصاوير ماهواره اي مي شود. موج آبي، هر چند بطور محسوس در آب نفوذ مي كند ولي در عين حال در لايه هاي فوقاني به سرعت متفرق مي شود و رنگ آبي را براي آب، موجب مي گردد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب