• بازدید : 49 views
  • بدون نظر
این فایل در ۴۵صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

آب فراوانترين مايع در كره زمين است و ما با آن سروكار زيادي داريم. اين ارتباط زياد ما با اين مايه حيات باعث گرديده كه به بسياري از خواص و مشخصات آن توجه داشته باشيم. جالب است كه بدانيم بعضي از خواص آب با هر مايع ديگري متفاوت است.
آب از تركيب هيدروژن معمولي با اكسيژن ۱۶، كه فرمول كلي H2O  نشان داده مي شود، تشكيل شده و ساير تركيبات آن بسيار جزئي مي باشد.
آب مصارف گوناگوني دارد. عمده ترين آنها عبارتند از: آب مورد استفاده در آبياري، آب شرب، آب مورد نياز در صنايع و نيز مصارف فرعي ديگر مثلاً آب براي نيازهاي مربوط به تفريحات سالم، تربيت بدني نظير شنا ، قايقراني و…   كه در بخشهاي آينده مورد توجه قرار خواهند گرفت. همچنين آب جزئي از اكوسيستم و محيط زيست انسان است، لذا بررسي مستقل و جداگانه آن شايد چندان مطلوب نباشد. آب محيط زيست ماهيان و ساير آبزيان است. آب نوشيدني همه حيوانات و جانداران است و ناگفته مشخص است كه زندگي بدون اين عناصر امكان پذير نيست. لذا ميزان آلودگي آب نبايد به حدي باشد كه حيات آبزيان و ساير جانوران به مخاطره افتد و يا اينكه محيط زيست به واسطة آلودگي آب، دچار مخاطره گردد.
۱۶ـ۱ـ خصوصيات فيزيكي آب
بسياري از ويژگي هاي فيزيكي، بيولوژيكي و شيميايي آب هاي سطحي به حرارت بستگي دارند. تغييرات حرارتي شديد مي تواند روندهاي شيميايي را تشديدكند و براي گياهان و حيات وحش آبي زيان بار باشد. افزايش دما در آب توانايي حفظ اكسيژن محلول در آن را كاهش مي دهد، درحاليكه شوك هاي حرارتي( اغلب به علت آب هاي صنعتي داغ شده كه دردرياچه يا جويبار رها مي گردد به وجود مي آيد) اثرات مرگباري بر گونه هاي آبي دارد. از بين بردن سايه درختان در كناره آب نيز بر حرارت كل آب اثر مي گذارد به ويژه در فصول گرمتر سال. ماهي ها به تغييرات حرارت و دماي آب واكنش نشان مي دهند و هنگامي كه تغييرات دما از ۱ تا ۴ درجه فارنهايت متغير باشد به محل هاي جديدي كوچ مي كنند. 
حرارت آب تا حد زيادي توسط عمق آب تحت نفوذ قرار مي گيرد. آب هاي سطحي در مناطق عميق تر كه زمان زيادتري را براي جذب حرارت نياز دارد. چنين تغييرات حرارتي مي تواند در بهار و پاييز درياچه را دگرگون سازد و ويژگي هاي كيفيتي آب را قابل تغيير سازد. در عوض، آب هاي زير زميني در اعماق كمتر از حدود ۹۰ متر عموماً در بردارنده حرارت ثابت تقريباً ( ۱۰ درجه سانتي گراد) مي باشد، در حاليكه آبهاي سطحي در درياچه ها مي توانند از حالت منجمد تا ۷۰ـ ۸۰ درجه فارنهايت ( ۲۷ـ ۲۱ درجه سانتي گراد) و بالاتر در تابستان محدوده متغيري داشته باشد.
۱۶ـ۱ـ۲ـ تيرگي:
تيرگي مقياس نسبي شفافيت آب است و به علت وجود مواد معلق در آب است كه وضوح رنگ آب را كاهش مي دهد. ممكن است اين امر به علت وجود سيلت، ذرات بسيار زير آلي، نمك، پلانكتون ويا سبزي هاي ازبين رفته رخ مي دهد. حضور اين مواد مي تواند منجر به تيرگي ظاهر آب گردد.
۱۶ـ۱ـ۳ـ مزه:
بطور كلي مواد حل نشده در آب باعث تغيير مزه آب مي شوند كه اندازه گيري اين مورد از مواد از ويژگي مي باشد.
۱۶ـ۱ـ۴ـ مواد جامد در آب:
مواد جامد در حالات سوسپانسيون يا محلول در آب ظاهر مي شوند كه به دو بخش معدني يا آلي مي توانند تقسيم شوند كه مجموع مواد غير محلول در آب به علت وجود موادي است كه حالت سوسپانسيون دارد كه اين مواد حالت مجزا داشته و براي اندازه گيري آنها به اينگونه عمل مي شود كه يك نمونه آب را از يك صافي عبور داده تا عمل فيلتراسيون صورت گيرد. مواد ته نشين شده موادي هستند كه در يك پريود مشخص حدوداً دو ساعت در كاغذ صافي مانده اند. اندازه ذرات موجود در آب به قرار زير مي باشد:
الف) مواد ته نشين شده يا سوسپانسيون( مواد درشت كه سريعتر ته نشين شوند)؛
ب) محلولهاي كلوئيدي(مواد بسيار ريزي كه در شرايط عادي ته نشين نمي شوند)؛
ج) محلولهاي واقعي( يونها و مولكولهايي كه هرگز ته نشين نمي شوند)؛
بايد در نظر داشت كه نمي توان يك حد مشخص بين اين گروهها در نظر گرفت.
۱۶ـ۱ـ۵ـ هدايت الكتريكي:
هدايت الكتروليكي يك محلول به ميزان نمكهاي غير محلول موجود بستگي داشته و مي توان براي محلولهاي رقيق مقدار آن را حدوداً با مجموع مواد غير محلول در آب(T.D.S) محلول مرتبط دانست:
فرمول
با داشتن يك K مناسب براي آب و تعيين ميزان هدايت آب مي توان محتوايT.D.S موجود در آب را سريعاً اندازه گيري كرد بعلاوه اين عمل براي مطالعه ميزان آلودگي در فاضلابها و تخمين مواد كلوئيدي بكار ميرود.
T.D.S(ppm)= 640 (EC)(mmhos/cm)
T.D.S(mg/lit)= 10 (EC)(mmhos/cm)
۱۶ـ۱ـ۶ـ چگالي:
عبارت است جرم واحد حجم ماده و چگالي آب خالص ۱۰۰۰ و آب دريا داراي چگالي kg /m3 1025 مي باشد همچنين آب در ۴ سانتيگراد بيشترين چگالي را دارا مي باشد.
۱۶ـ۲ـ خواص شيميايي آب
۱۶ـ۲ـ۱ـ PH آب:
PH واحد سنجشي است كه درجه اسيدي يا قليايي محلولي را تعريف مي كند و يكي از چند مشخصه اوليه كيفيت آب مي باشد. مقياسpH (p براي قدرت و H براي نماد شيميايي هيدروژن) به قدرت يا غلظت يون هاي هيدروژن( اتم ها) در آب اشاره دارد. محدوده مقادير pH 1/0 ( بسيار اسيدي با غلظت بالاي اتم هاي مثبت هيدروژن H+ ) تا ۱۴ ( بسيار قليائي با غلظت بالاي اتم هاي منفي OH- ) مي باشد. PH هفت معرف مقدار خنثي آب در F ْ۴۶ است كه اتم هاي مثبت هيدروژن و يون هاي منفي در تعادل قرار دارند.
pH :
شدت اسيدتيه يا قليائيت نمونه بوسيله pH اندازه گيري ميشود كه pH نشان دهنده ميزان يون ئيدروژن موجود در محلول مي باشد.
PHبين صفر تا ۱۴ تغيير مي كند و ۷ =pH بعنوان محلول خنثي و pH كمتر از ۷ بعنوان محلول اسيدي و pH بزرگتر از ۷ قليائي بودن محلول را نشان مي دهد. بسياري از عكس العمل هاي شيميايي آب خام و تصفيه نشده اي كه در رودخانه ها و درياچه ها يافت مي شود عموماً pH بين ۴ تا ۹ را دارد، در حاليكه آب مقطر خالص pH هفت دارد.
ماهي ها به مقدار pH حساس هستند. به عنوان مثال گونه اي ماهي ژاپني،pH بين ۷ تا ۵/۸ را ترجيح مي دهد. اب هاي خارج از محدوده عادي pH براي گونه هاي خاصي از ماهي منجر به صدمات فيزيكي به پوست، فلس ها و چشم ها مي گردد و در موارد بسيار شديد مي تواند مرگبار باشد.
محدوده هاي عادي pH در آب نوشيدني اثر مستقيمي بر بهداشت و سلامت انسان ندارد. نوشيدني هاي كربنات دار نظير نوشيدني هاي بدون الكل مقدار pH 2 تا ۴ را دارند. محدوده هاي مجاز حداكثر و حداقل براي pH در آب نوشيدني توسط موسسه بهداشت جهاني بين ۵/۶ تا ۵/۸ در نظر گرفته شده است.
متصديان كارخانه ها در مورد افزودن مواد شيميايي اسيدي يا قليايي حتي به اندازه كم به آب هشدار مي دهند. PH بين ۷ و ۸/۷ عموماً براي پرهيز از
۱۶ـ۲-۲- اكسيژن محلول در آب(D.O) 
اكسيژن در حدود ۲۱ درصد جو را تشكيل مي دهد اما فقط كسري از آن درصد درآب است. جايي كه جو و آب باهم تلاقي مي كنند. تفاوت زياد در آن بخش از لحاظ فشار منجر به حل شدن اكسيژن در آب مي گردد. اكسيژن محلول (D.O) تشكيل شده از حباب هاي بسيار ريزي از گاز اكسيژن درآب است و اين براي حيات جانوران آبزي در درياچه ها و نهرها ضروري است.
D.O تحت تاثير حرارت، نمك، فشارجو و نياز اكسيژن براي حيوانات و گياهان آبزي قرار دارد. اكسيژن محلول در برخي قسمت ها برحسب ميلي گرم درمتر مكعب(ppm) ، يا ميلي گرم در ليتر(mglL) سنجيده مي شود.
بيشتر حيوانات و گياهان آبزي نياز به اكسيژن محلول در آب دارند تا به حيات خود ادامه دهند. گونه هايي نظير قزل آلا نياز به حد متوسط تا بالاي D.O دارند، در حاليكه ماهي آب گرم مثل گربه ماهي يا كپور نياز به غلظت اندكي از D.O دارند. مقدار بالاي اكسيژن محلول در تمام گونه ها موجب تنوع ارگانيسم هاي آبزي مي گردد. بهتر است مقدار اكسيژن محلول نزديك به سطوح اشباع در آب هاي سطحي باشد تا حداكثر براي ماهي ها ارائه دهد. مقدار بالاي اكسيژن محلول مزه ي آب نوشيدني را بهتر مي كند اما باعث فرسايش و خوردگي لوله هاي آب مي شود.
اكسيژن محلول(D.O) : D.O يكي از مهمترين عوامل در كنترل كيفت آب است. وجود D.O براي بقاي فرمهاي آلي بيولوژيكي ضروري است. همچنين تلفات دبي در رودخانه بوسيله تعادل اكسيژن سيستم معين مي گردد. ولي مقدار D.O در اكثر محلولها ناچيز مي باشد. تغييرات D.O با درجه حرارت در يك محلول به فرم زير مي باشد:
۳۰              20               10                     0 C ْ درجه حرارت
۶/۷              1/9            3/11                  6/14 D.O(mg /lit) 
همچنين مقدار D.O در عرضهاي جغرافيايي بالاتر كمتر مي باشد.
۱۶ـ۲ـ۳ـ قليائيت:
قليائيت آب بعلت وجود بيكربنات HCO-3 ، كربنات CO-3 يا ئيدروكسيد OH- مي باشد. وجود قليائيت طبيعي در آب بيشتر به دليل وجود HCO-3 كه از تركيب آبهاي سطحي با لايه هاي آهكي بوجود مي آيد، مي باشد.
CaCo3+ H2O + CO2      Ca(HCO3)
                                                                    محلول            از باكتريهاي            غيرمحلول                                                                     
                                                                                    خاك و انتشارات دروني
وجود قليائيت در آبها مفيد مي باشد.
۱۶ـ۲ـ۴ـ اسيدتيه:
در آبهاي طبيعي اغلب CO2- HCO3 بعنوان يك سيستم تعادلي عمل مي كند. اسيديتة CO2 ( آبهاي طبيعي) در محدودة ۲/۸ ـ ۵/۴ مي باشد. اسيدتيه هاي معدني( آنهايي كه به علت فاضلابهاي صنعتي يا زهكشهاي معدني بوجود مي آيد)در ۵/۴ =pH و pH هاي كمتر از آن اتفاق مي افتد.
۱۶ـ۲-۵ـ اكسيژن درخواستي:
تركيبات آلي معمولاً ناپايدار بوده و مي توانند بطور بيولوژيكي يا شيميايي اكسيد شده تا پايدار گردند. و محصولات نهايي حاصل از اين اكسيداسيون وپايداري تركيبات خنثايي مانند CO2 و NO3 وH2O مي باشد. يكي از نشانه هاي ميزان وجود مواد آلي در آب ميزان اكسيژن لازم براي پايدار شدن اين مواد مي باشد.

عتیقه زیرخاکی گنج