دانلود مقاله آب

آب یکی از فراوانترین ترکیبات زمین بوده و از آن به عنوان بزرگترین حلال شیمیایی یاد شده است آب یکی از اساسی ترین تشکیل دهنده بافتهای بدن می‌باشد و یکی از پایدارترین ترکیباتی است که در طبیعات یافت می شود و به عنوان ضرورترین عامل حیات و فیزیولوژی بدن شناخته شده است بدون آب کلیه اعمال حیاتی انسان متوقف خواهد شد.

تعجب آور نیست که این منبع حیات بخش در تمام ادوار جای مهمی در افکار بشر دارا بوده و بر اساس شواهد موجود همواره اولین زندگی های قبیله ای و گروهی در کنار جریانهای آب بوجود آمده است و شعرا و نویسندگان بطرق مختلف در نوشته های خود درباره آب و زیبائیهای آن مطالبی نگاشته اند.

آب نقش اصلی رساندن مواد غذایی به بافتها و سلولها و دفع سموم بدن و همچنین رساندن مواد غذائی اخذ شده از خاک به وسیله ریشه گیاهان را عهده دار است.

آب با تمام خصوصیات فوق به عنوان مهمترین عامل انتقال بیماری بوده زندگی و حیات بعضی موجودات آبی مثل ماهی که شاید مهمترین عامل تأمین گوشت انسانها می‌باشد به آن مربوط می شود.

از آب به عنوان خون رگهای سیاه زمین نامبرده اند و آن را بزرگترین و ارزانترین وسیله شستشو و زدودن کثافات دانسته اند.

در حدود 58 تا 66 درصد وزن بدن یک انسان را آب تشکیل می‌دهد که به طور غیر یکنواخت در تمام بدن پخش شده است، میزان آب موجود در بدن انسان به حسب سن و مقدار چربی متغیر است برای اطلاع از آب موجود در بدن بهتر است به ارقام زیر توجه کنیم:
آب موجود در بزاق 5/99 درصد، خون 79 درصد، بافت قلب 79 درصد، ریه 79 درصد، پوست 72 درصد، چربیهای بدن 30 درصد، ماهیچه ها 76 درصد، پوست 72 درصد، بدن ماهیها 76 درصد و دانه های گیاهی 10 تا 95 درصد تعیین گردیده است.

از نظر اطلاع از آب موجود در مواد غذایی کافی است بگوئیم که مارچوبه 88 درصد، کنگر 85 درصد، بادنجان 92 درصد، کرفس 94 درصد، قارچ 75 درصد و کلم 90 درصد آب دارند.

به علاوه آب در بعضی ترکیبات معدنی به صورت (آب تیلور) دیده می‌شود مانند ، یا ، اکثراً آبهای تیلور در 100 درجه سانتی گراد از بین خواهد رفت.

آب در کلیه شئون زندگی مثل آشامیدن عمل آوردن محصولات کشاورزی- بگردش در آوردن صنایع مسائل تفریحی، تولید نیرو، پرورش موجودات آبی که برای انسان جنبه غذائی دارد و بسیاری موارد دیگر مورد استعمال دارد.

به همین دلیل وجود آب در هر اجتماعی به هماناندازه که در بالا بردن سطح بهداشت عمومی دخالت دارد موجب پیشرفت کشاورزی و صنعت نیز خواهد گردید.

جهت اهمیت مصارف آب در صنایع، کافی است اشاره کنیم که صنایع در سال 1965 در دنیا سالانه 200 میلیارد متر مکعب آب مصرف می کردند که در سال 2000، این رقم به 2000 تا 3000 میلیارد متر مکعب رسیده است.

تنها حدود 35 درصد آب مصرفی در صنایع دنیا به صورت فاضلابهای صنعتی به محیط زیست تخلیه می گردد و میزان آلودگی این فاضلابها از نظر BOD معادل یک اجتماع شهری 350 میلیون نفری است.

اگر توجه کنیم که هر گاو روزانه 7 تا 12 گالن، هر گوسفند 1 تا 4 گالن، هر اسب 8 تا 13 گالن و بالاخره هر یکصد مرغ 8 تا 10 گالن آب مصرف می نمایند باید حیوانات را هم جزو مهمترین مصرف کنندگان آب به حساب آوریم، مخصوصاً توجه داشته باشیم که حیوانات لازم است از آبی با کیفیت آب آشامیدنی برای انسان استفاده کنند زیرا اکثر حیوانات به همان اندازه انسان در برابر آلودگی های آب آسیب پذیرند.

گرچه آبی که برای آشامیدن بکار می رود در مقایسه بات مصرف آب در کشاورزی و صنعت ناچیز است ولی کیفیت آن در مقایسه با آبهای زراعی و صنعتی باید از کیفیت بسیار خوبی مخصوصاً از نظر عاری بودن از عوامل بیماری زا برخوردار باشد انسان در حالی که روزانه در حدود 2 تا 5/2 لیتر آب می آشامد و اینقدر آب حداکثر 1/3 درصد وزن هر فرد را تشکیل می‌دهد نباید تنها به عنوان عامل رفع تشنگی تلقی گردد بلکه همین مقدار کم آب به علت داشتن املاح محلولی که بعضی از آنها در مقادیر جزئی هستند اثرات فیزیولوژیکی مهمی در بدن دارند می تواند به عنوان عامل تغذیه باشد و گاهی حالت پیشگیری در مورد بعضی ناراحتی ها مثل جلوگیری از پوسیدگی دندان دارا باشد چه بسا اتفاق می افتد که بعضی از املاح محلول آب را در صورت فقدان ناچاریم به صور دستی به آن اضافه نمائیم.

کیفیت آب که شرح مبسوطی دارد و معانی گوناگونی از آن قابل تصور است در برگیرنده این معنی است که هر مصرفی از آب به کیفیت خاصی نیاز دارد و به اصطلاح برای هر مصرفی استانداردهای معینی تدوین شده است.

بندرت می توانیم از یک منبع تمام احتیاجات را حداقل بدون انجام نوعی تصفیه تأمین کنیم و همانطور که گفته شد تمام مصارف تحت الشعاع مصارف بهداشتی آب به وسیله انسان می‌باشد.

با توجه به موضوعات بالا دو موضوع زیر از زمانهای قدیم فکر انسان را به خود مشغول داشته است: 1-حفاظت و اصلاح کیفیت منابع آب موجود 2-استخراج و انتقال آب از نقاط دور برای رفع نیازمندیها.

اشاره می نماید در بخش پنجم شرح مفصلی در مورد کیفیت آب آشامیدنی و در بخش نهم و دهم اشارات زیادی در کیفیت آب برای مصارف صنعتی و کشاورزی خواهیم داشت لذا در این مقدمه مختصر به منظور جلوگیری از اطاله کلام از ذکر مجدد خواص شیمیایی آبها خودداری می گردد.

جستجو و مطالعه درباره آب که منشأ حیاتاست و پیدایش موجودات از آن آغاز گردیده است و زندگی بدون آن امکان پذیر نیست از قدیم الایام مورد توجه انسان بوده و چون آبهای طبیعی به طور مستقیم و غیر مستقیم در اثر فعالیتهای حیاتی او در معرض شدیدترین آلودگی ها قرار داشته است لذا موضوع حفاظت آبها و احیاناً رفع آلودگی آنها همیشه مدنظر انسان بوده است.

اگر توجه کنیم که همه ساله به علت تلف شدن انسانها و یا بیماری آنها در اثر عوامل آلوده کننده آب چه مقدار ساعت کار تلف می‌شود، اهمیت جلوگیری از آلودگی روشن تر خواهد شد.

از این روستکه مهمترین عامل توسعه بهداشت محیط را در تمام دنیا فراهم نمودن آب سالم و در دسترس قرار دادن آن می دانند.

با تمام تلاش که برای تأمین آب اجتماعات در دنیا به عمل آمده و شاید مبالغ گزافی در این زمینه سرمایه گذاری گردیده هنوز اجتماعاتی هستند که آب کافی حتی برای آشامیدن ندارند.

بر اساس آخرین آمار سازمان بهداشت جهانی در هر 24 ساعت 13000 نفر کودک زیر یک سال در دنیا در اثر بیماریهائی که ناقل آن آب بوده تلف می شوند.

همانطور که دهه 1960 را دهه فضا نامیدهاند دهه 1970را نیز دهه مبارزه با آلودگی‌ها گفته اند زیرا در این دهه است که تمام آلودگی ها علیه انسان بسیج شده اند و زندگی او را با مشکلاتی مواجه ساخته اند.

انسان که در محیط زندگیش با آب و هوا تماس دارد و بدون وجود آنها قادر به ادامه حیات نیست متأسفانه تمام دورریختنیهای حاصل از فعالیتهای حیاتی خود را به این دو محیط تخلیه می نماید و باعث مسمومیت شدید محیط زندگی می گردد.

جهت اطلاع از عظمت و اهمیت آلودگیهای محیط مخصوصاً آب از طریق فاضلابها، کافی است اشاره کنیم که هر متر مکعب فاضلاب خام در تخلیه به جریانهای آب ممکن است تا 40 متر مکعب آب خوب را به شدت آلوده نماید.

گاهی اوقات تخلیه فاضلابهای صنعتی به حدی باعث آلودگی آبها می شود که حتی روشهای معمولی تصفیه آب قادر به حذف آلودگی ها نیست.

اقتصاد و صنعت در تمام دنیا با سرعت سرسام آوری در حال رشد بوده و رشداقتصادی توأم با افزایش جمعیت نیز می‌باشد.

بالا رفتن سطح بهداشت عمومی همگام با افزایش سریع جمعیت بیش از پیش باعث محدود شدن منابع شده اند، بطوریکه حتی بعضی اجتماعات پیشرفته با ناکافی بودن آب مواجه شده اند.

انسان اشتباهات زیادی در مصرف و نگهداری آب مرتکب می شود که مهمترین آن آلوده ساختن آن است.

متأسفانه کاربرد ترکیبات جدید شیمیائی در صنایع و همچنین مصرف مواد گوناگون در باروری زمینهای کشاورزی و مبارزه با آفات نباتی و تخلیه تمام این مواد به جریانهای آب یا زیرزمین باعث پیچیدگی شدیدتر آلودگی آبها گردیده و مخارج تصفیه و تهیه آب با استاندارد مورد نیاز از آبهای آلوده را به مقدار زیادی بالا برده است و حتی اتفاق افتاده که بعضی از این مواد در روشهای معمولی تصفیه آب قابل جدا شدننیستند و این خود محدودیتی در مصرف آب به وجود آورده است.

با توجه به آنچه که تا به حال گفته شد می توان آب را مهمترین و عمده ترین وسیله آسایش و راحتی انسان تلقی نمود.

بنابر تحقیقات زیست شناسی حیات اولیه از آب پدیدار گشته است و همانطور که قبلاً گفتیم همین اب موجد حیات در اثر آلودگی می‌تواند از بین برنده حیات باشد.

تمام مسائلی که مربوط به خواص آب بیان گردید در آیه کریمه و جعلنا من الماء کل شئی حی نهفته است.

تمام ادیان آسمانی بخصوص اسلام دستورات اکیدی در جلوگیری از آلودگی آبها داده اند و حتی مسلمانها از آب دهان اندخاتن در منابع منع شده اند.

طبق نظریه لاپلاس آب با پیدایش زمین به وجود آمده و بابلیها و مصریان قدیم پیدایش اجسام را در عالم به علت وجود در قوه مذکر و مؤنث در آب می دانستند و معتقد بودند وجود این دو قوه در ترکیب آن دو عالم را به وجود آورده است.

هندیان می گفتند زمین مانند تخم مرغی در آب شناور است.

دردمکریت آب را یکی از عناصر اربعه دنیا که همه چیز از آنها بوجود می آید می گفتند.

در مورد آب شناسی نیز ملل و اقوام قدیم اطلاعاتی داشتند کما اینکه مصریها از رود نیل برای حاصلخیزی زمینهای اطراف آن استفاده می کردند و یا در ایران باستان با زهکشی مصنوعی کشاورزی را توسعه می دادند و یا برای استفاده بیشتر از آب رودخانه‌ها سدهائی که آثارشان هنوز هم موجود است بر روی آنها می ساختند و یا همانطور که در کتب معتبر نوشته شده مخترع قنات در دنیا ایرانیها بودند.

در آغاز برای مطالعه خواص آب از علائم ظاهری آن استفاده می شد و یا از خاصیت پرورش موجودات زنده مثل ماهی به خواص آب پی می بردند ولی با پیشرفت زمان مطالعات علمی تری جهت بررسی خواص آب متداول گردید تا بالاخره در قرن 19 با پیشرفتهای شگرف زمین شناسی و شیمی برای مطالعه خواص آب از روشهای علمی استفاده کردند و با کشف میکرب آب نه تنها از نظر شیمی بلکه از نظر میکربی نیز مورد مطالعه قرار گرفت.

در دوره هخامنشی برای رعایت بهداشت فقط از آب جوشیده به عنوان شرب استفاده می نمودند و در تخت جمشید آثاری که دال بر جمع آوری فاضلاب باشد به دست آمده است.

مصریان قدیم در 4000 سال قبل از میبلاد روش استفاده از زاج را برای تصفیه اب می دانستند.

مهمترین خواص فیزیکی آب که شاید آن را در مقایسه با سایر اجسام برتر نموده به قرار زیر هستند: 1-بالا بودن وزن مخصوص آب در 4 درجه سانتیگراد که برابر یک است و از تمام اجسام در این درجه حرارت بالاتر است.

وزن مخصوص آب واحد مقایسه برای اندازه گیری وزن مخصوص سایر اجسامست.

2-بالا بودن گرمای ویژه آب.

3-هدایت حرارتی زیاد آب.

4-حلالیت زیاد آب در برابر سایر اجسام.

5-انبساط آب در حال انجماد.

بالا بودن وزن مخصوص آب در 4 درجه سانتیگراد از سایر اجسام و کم شدن آن در سرما و انبساط آن در انجماد این نتیجه را می‌دهد که یخهای سطحی اقیانوسها و دریاها نتوانند به اعماق آنها فروشنده و باعث تلف شدن موجودات آبی گردند.

سرد شدن آب در زمستان و گرم شدن سریع آن در تابستان در تنظیم حرارت کره زمین اثر فراوان دارد.

برای اولین بار کاوندیش تعیین نمود که آب از هیدروژن و اکسیژن تشکیل یافته و لاوازیه آب را از ترکیب مستقیم این دو عنصر بدست آورد.

مطالعات این دو توسط Meusnier ادامه و معلوم گردید که آب دو گرم هیدروژن و 16 گرم اکسیژنم دارد.

در 1900 Sutherland سه نوع ترکیب مولکولی به صورت یا منوهیدرول و یا دی هیدرول و یا تری هیدرول به دست آورد.

بنابراین قبول کرده اند که فرمول آب باید به صورت باشد که ممکن است n در آن 1-2-3-4 باشد این تجمع مولکولی در اثر پولاریته مولکولها حاصل می شود.

در این حال مولکوهای آب یکدیگر را در خلاف جهت قطب جذب کرده و دو یا 3 مولکول به هم می چسبند.

علت دیگر تجمع مولکولی آب وجود اتصالات هیدروژنی بین مولکولهای آن است.

اتم هیدروژن می تواند با بیش از یک مولکول از همان جسم ترکیب شود.

این خاصیت هیدروژن به علت از دست دادن تنها الکترون لایه خلرجی خود و ایجاد باند هیدروژن با اجسام الکترونگاتیف است.

در خاتمه فصل بد نیست، به گفته: موریس و این برگر که در مورد تخریب تمدنها در اثر آلودگی های محیط زیست بصورت زیر بیان شده است.

اشاره نمائیم: تمدنها نابود خواهند شد نه به علت یک بلای آسمانی تا فاجعه ناگهان، مانند جنگ هسته ای، بلکه در اثر غوطه ور شدن و خفگی تدریجی در کثافات و دورریزهای خود انسان.

تأمین و توزیع آب در کشورهای در حال توسعه مسائل مهمی را بوجود آورده است و دولتها را واداشته تا مبالغ عظیمی پول را در راه تأمین آن سرمایه گذاری نمایند، این موضوع بخصوص در کشورهای که دارای نقاط لم یزرع و نیمه خشک هستند حالت جدی تری بخود گرفته.

حتی موضوع بحث سمینارهای منطقه ای بوده است.

در کشورهائی مثل ایران که تقسیم آب به علت شکل خاص سرزمینهای آن بصورت غیر یکنواخت توزیع گردیده است باید سعی شود با اتخاذ بهترین و مدرن ترین روشهای علمی و فنی آبهای موجود را استخراج و طبق قوانین عادلانه ای در دسترس عموم قرار داد.

در انتخاب منبع آب برای تهیه آب مشروب در اجتماعات بزرگ به چهار اصل مهم زیر باید توجه کافی مبذول داشت: 1-در درجه اول باید آبی را مورد استفاده قرار داد که برای رسیدن به محل تصفیه و توزیع به پمپاژ احتیاج نداشته باشد، بلکه با نیروی ثقل خود حرکت نموده و علاوه بر آن به هیچگونه تصفیه ای (غیر از ضدعفونی ککردن) نیاز نداشته و بدون دخل و تصرف در کیفیت آن بتواند به دست مصرف کننده برسد.

2-در درجه دوم از آبهای که به تصفیه احتیاج ندارند ولی برای رسیدن به محل توزیع باید پمپاژ شوند می توان در تأمین آب مشروب استفاده کرد.

3-در درجه سوم برای مشروب می توان آبهائی را که به نوعی تصفیه ساده احتیاج داشته ولی با نیروی ثقل به محل تصفیه و توزیع می رسند استفاده نمود.

4-بالاخره در آخرین اصل آبهائی را می توان برای تهیه آب آشامیدنی مورد استفاده قرار داد که در محل موجود نبوده و باید از طریق پمپاژ و یا هر وسیله دیگر از نقاط دور دست به مرکز تصفیه و توزیع حمل نمود، تهیه آب مشروب از اینگونه منابع بسیار گران و خرج بردار است.

همانطور که در پاراگراف یک اشاره شده استفاده از هر نوع آبی برای تأمین آب مشروب به نوعی ضد عفونی کردن قبل از اینکه به دست مصرف کننده برسد نیاز دارد.

مهمترین منابع آب در دنیا به قرار زیر هستند: آبهای جوی (باران، برف) آبهای سطحی (رودخانه، دریاچه، دریا، اقیانوس) آبهای زیرزمینی (چاه، چشمه، قنات) آب باران در عین اینکه باید کاملاً خالص باشد ولی به علت برخورد به آلودگی های جوی، گرد و خاک گازهای موجود در آتمسفر مقادیر زیادی از آنها را در خود حل و به زمین می آورد.

آب باران در زمین نیز حین نفوذ املاح سر راه خود را حل نموده و این املاح تشکیل دهنده املاح محلول آبهای زیرزمین هستند.

گازهائی چون اکسیژن، گاز کربنیک و ازت نیز در اب باران موجود خواهد بود که حلالیت هر یک از آنها در آب باران به فشار جزئی آن در آتمسفر مربوط است.

علاوه بر گازهای فوق در آب باران همواره که به عنوان آلودگی هوا از طریق سوخت منازل داخل آتمسفر شده اند دیده می شود انحلال این گازها در آب باران علاوه بر نامطلوب کردن آن از نظر بهداشتی برای بسیاری از وسایل خانگی نیز خطرناک است در آب باران مواد رادیواکتیوی چون ید(131)، سدیم (135) گاهی دیده شده است.

به تمام مواد نام برده فوق باید میکروارگانیسمها را که باران در حین نزول خود به زمین با خود همراه می آورد اشاره کنیم.

در نقاطی که استفاده از آبهای سطحی، یا زیرزمینی با اشکالاتی مواجه باشد بکار بردن آب باران به عنوان منبع آب آشامیدنی توصیه شده است.

کما اینکه در 1903 حدود یک چهارم سکنه ایتالیا از آبا بارانی که در منابع مخصوص شده بود بعنوان آب آشامیدنی استفاده می کردند و شاید هنوز هم در آفریقا، آسیای جنوب شرقی جاهائی باشد که آب باران تنها منبع آب آشامیدنی آنهاست در ایران نیز در مهمانسراهای وسط راهها در قدیم که محل اطراق مسافران بود از آب باران ذخیره شده برای تأمین آب مشروب مسافران استفاده می نمودند و حتی ساختن آب انبار را مردم به عنوان کار نیک و کاری که اجر آخروی داشت قبول داشتند.

اما با گسترش بهداشت عمومی و تأمین آب در شهرها از طریق شبکه های لوله کشی استفاده از آب انبار منسوخ گردیده است.

رودخانه از قدیم الایام یکی از مهمترین منابع مطئم تأمین آب اجتماعات بوده و باید در برداشت آب از آنها دقت کافی به عمل آید که آب برداشت شده قبل از ورود رودخانه به اجتماعات باشد زیرا در مسیر حرکت آن در داخل شهرها انواع کثافات و مواد زائد دور ریختنی را در آن تخلیه می نمایند.

گاهی ممکن است اجتماعات دور دست تر حتی فاضلاب شهری خود را در رودخانه ها تخلیه نمایند در این صورت تهیه اب مشروب از این رودخانه ها به علت آلودگی زیاد گران خواهد بود.

در آمریکا 80 درصد و در آلمان 50 درصد از آب آشامیدنی مردم از رودخانه ها تأمین می گردد.

در فرانسه با تمام کوششی که برای تأمین آب از منابع دیگر به جز رودخانه به عمل آمده به علت کمبود آب ناچار شده اند قسمت مهم احتیاجات را از رودخانه ها تهیه نمایند.

در ایران نیز رودخانه ها یکی از مهمترین منابع تأمین آب آشامیدنی مخصوصاً در شهرهای بزرگ و پر جمعیت هستند.

به عنوان مثال می توان از رودخانه های کرج، لتیان در نهران و کاروان و زاینده رود در اهواز و اصفهان نام برد که مهمترین منابع تأمین اب آشامیدنی هستند.

در هر صورت اگر قرار باشد رودخانه تأمین کننده آب آشامیدنی مردم باشد انجام تصفیه کامل آن مخصوصاً دقت زیادتر در ضد عفونی کردن آن قبل از توزیع ضرورت دارد.

نمونه برداری و آزمایش آبچ معمولاً نمونه برداری از منابع آب سطحی بصورت فصلی و هر ساعت یا 4 ساعت و یا 8 ساعت و بالاخره 12 ساعت به عمل می آید.

ممکن است نمونه های اخذ شده در هر شبانه روز را به طور جداگانه مورد آزمایش قرار داد و تمام آنها را مخلوط و نمونه حاصل را به عنوان متوسط نمونه آب مورد بحث آزمایش نمود در منابع زیرزمینی بهتر است پمپاژ حداقل 4 ساعت و حداکثر 24 ساعت انجام گرفته باشد و سپس اقدام به نمونه برداری شود.

کارهای آزمایشگاهی در هر کشور باید تابع یکی از استانداردهای جهانی باشد و در حال حاضر بهترین و شاید ساده ترین روشهای علمی آزمایشگاهی استفاده از استاندارد متد آمریکائی است متأسفانه نویسنده به نتایج آزمایش آب در کشور برخورده است که اکثراً با هیچ یک از استانداردهای مدرن جهانی مطابقت نداشه و چه خوبست وزارت نیرو فکری برای این موضوع بکند و یا لااقل به کلیه آزمایشگاههای آب و فاضلاب مربوط به این وزارت در سرتاسر کشور دستور دهد که در انجام آزمایشات فقط از یک استاندارد تبعیت نمایند.

لازم است متذکر شود که با گذشت زمان، بهبود نسبی در نحوه آزمایش نمونه های آب و به موازات آن نمونه های فاضلاب به عمل آمده است و در حال حاضر می توان گفت که بیشتر آزمایش ها با استفاده از استانداردهای مهم جهانی انجام می گیرد.

نتایج آزمایش باید طوری گزارش گردد که جوابگوی احتیاجات مطالعه کننده باشد و ارائه دهنده نمونه بتواند منظور خود را از نتایج ازمایش عملی سازد معمولاً نتایج آزمایش آب به حسب میلی گرم در لیتر یا PART-PER-MILLION بیان می شود که در سطح جهان مورد قبول می‌باشد بعد از انجام آزمایش به دو منظور زیر نتایج آزمایش را مطابق جدول زیر به صورت انیون و کاتیون محاسبه می نمایند.

1-چون در محلولها ترکیب یونها بصورت اکی والان است پس مجموع اکی والان آنیونها و کاتیونها باید با هم مساوی باشد.

2-معمولاً در یک آزمایش صحیح مجموع انیونها و یا کاتیونها در حدود هدایت الکتریکی است با توجه به دو مورد یاد شده می توانیم اولاً از صحت آزمایشات انجام شده اطلاع حاصل نمائیم، ثانیاً نوع آب از نظر شرب- کشاورزی- صنعت بهتر از حالت عادی مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

برای اطلاع از فرمول آب بعد از تعیین آنیونها و کاتیونها نتایج حاصله را به صورت خطی یا سایر انواع دیگر مطابق شکل زیر نمایش می‌دهند.

با تعیین فرمول فرضی نیز راجع به کیفیت دقیق و مصرف آن در شرب- کشاورزی و صنعت و مخصوصاً نحوه تصفیه آن می توانیم تصمیمات لازم اتخاذ نمائیم.

مسأله مهمی که در نحوه انتقال نمونه های اخذ شده به آزمایشگاه باید مورد توجه باشد، انتقال نمونه‌های در محیط سرد و یا حرارت محیط به ازمایشگاه است و اگر نمونه آب چاه باشد باید اطلاعات لازم در مورد درجه حرارت هوا- اب- عمق چاه و غیره نیز یادداشت شده باشد.

در نمونه های آب تصفیه شده شبکه های توزیع نیز میزان کلر باقیمانده باید تعیین و یادداشت گردد.

روشهای اصولی تصفیه آب را می توان در 4 قسمت مهم زیر طبقه بندی نمود: 1-تزریق مواد شیمیائی برای کواگولاسیون و فلوکولاسیون مواد معلق و کلوئیدی.

2-ته نشین ساختن مواد فلوکوله شده در حوضهای تع نشینی.

3-صاف کردن فلوکولهای خیلی ریز و سبک و احیاناً کلوئیدی های باقیمانده.

4-ضد عفونی کردن آب تصفیه شده.

بدیهی است در تصفیه آبهای صنعتی روش چهارم اصولاً ضرورت ندرد و روشهای اول و دوم نیز بنحوی که در تهیه آب برای آشامیدن مطرح می‌باشد مورد نظر نیست.

صاف شدن عبارتست از عبور دادن آب از بسترهای متخلخل که قادر هستند مواد معلق و کلوئیدی آب را حذف نمایند.

موادی که در اثر عبور آب از صافی گرفته می شود خاک رس و گل و لای و لجن- موجودات زنده میکرسکپی چون باکتریها- آلگها و ویروسها هستند.

اقطار مواد حذف شده توسط صافی بقرار رزیر است: لجن و گل و لای 50000 میلی میکرن باکتریها 5000 میلی میکرن ویروسها 50 میلی میکرن کلوئیدها 1000-10 میلی میکرن مواد متخلخل معمولاً به صورت لایه های روی هم قرار گرفته ممکن است تمام لایه ها از یک قطر و یا لایه های مختلف به اقطار گوناگون تشکیل شده باشد اولین بسترهای صافی مقداری ماده پر کننده بدون توجه به دانه بندی بوده و تقریباً این بسترها شبیه طبقاتی از زمین بودند که باعث صاف شدن آبهای سطحی و پیوستن آنها به چاههای زیرزمینی می گردید بعدها که معلوم شد صافی مهمترین رکن تصفیه آب و آماده نمودن آن برای مصارف آشامیدنی- صنعتی و غیره می‌باشد توجه به دانه بندی ماسه و استفاده از لایه های گوناگون با دانه بندیهای مختلف مورد توجه قرار گرفت.

مکانیسم صاف شدن پدیده صاف شدن بسیار پیچیده است و در آن یک یا چند از مکانیسمهای زیر قابل اجرا است: 1-صاف شدن مکانیکی که باعث جدا شدن مواد معلق درشتر از منافذ بین دانه های ماسه شده ولی در این عمل مواد معلق کلوئیدی و باکتریها حذف نمی شوند و به مرور که عمل صاف شدن ادامه می یابد با نشست گلو لای در اطراف دانه های ماسه لایه ژلاتینی مؤثر در صاف شدن که قبلاً درباره آن گفتگو شد تشکیل خواهد گردید و به تحقق می توان گفت که وجود این لایه است که در حذف و گرفتگی مواد معلق اثر زیادی خواهد داشت.

آبهای دارای مواد آلی زیاد و موجودات بیولوژیکی قشرهای ژلاتینی ضخیم تری تشکیل داده و اگر این قشر از حد معینی ضخیم تر باشد نه تنها عمل گرفتن مواد معلق را انجام نخواهد داد بلکه باعث انسداد صافی نیز خواهد گردید.

بدیهی است درجه حرارت آب و غلظت مواد مغذی مورد استفاده باکتریها در پیدایش لایه فوق اثرات مهمی دارد.

مکانیسم صاف شدن مکانیکی را گاهی ترسیب نیز می گویند.

در این مکانیسم یک یا چند از پدیده های زیر دخالت مستقیم دارند: توقف مستقیم ذرات در بستر حرکت و نفوذ و توقف ذرات طبق حرکت برونی اثر میروی واندروالس ته نشینی ذرات در لابلای تخلخل از طریق نیروی وزن انجام کواگولاسیون در اثر فعالیت آنزیمها 2-مکانیسم ثبوت یا سدیمانتاسیون که در حذف مواد کلوئیدی اهمیت زیادی دارد و کمک مهمی به کاهش باکتریها نیز می نمایند.

فواصل بین دانه های ماسه در این مکانیسم به منزله حوضهای سدیمانتاسیون عملکرده و در این حوضهای کوچک کلوئیدها و باکتریهای خیلی ریز در اثر کشش میان ذرات و به علت وجود لایه ژلاتینی به دانه های ماسه می چسبند و این چسبیدن مجدد ذرات به ماسه باعث ضخیم تر شدن لایه ژلاتینی و در نتیجه مقاومت آن در برابر صاف شدن آب و بالاخره بالا رفتن افت فشار و ناچاراً از سرویس خارج نمودن صافی خواهد گردید.

بطور کلی عملیات مؤثر در این مکانیسم نیروهای فیزیکی و نیروی جذب و مخصوصاً نیروهای واندروالس است.

3-مکانیسم بیولوژیکی که مستقیماً به رشد و نمو باکتریهای آب مربوط است و همراه با مکانیسم الکترولیتیک که بعداً گفته خواهد شد علاوه بر افزایش ضخامت لایه ژلاتینی باعث تغییر شیمیائی ترکیب آب خواهد گردید و علت این تغییرات را اینطور گفته اند که چون مواد محلول در آب در زندگی و نمو باکتریها دخالت دارد لذا رشد و نمو آنها باعث جذب مقداری از این مواد و محلول آب گردیده و در نتیجه کیفیت شیمیائی اب به هم خواهد خورد.

4-مکانیسم الکترولیت این طور قابل توجیه است که وقتی یون های با بار مختلف نزدیک هم قرار گرفتند با بار الکتریکی همدیگر را خنثی می نمایند یا باعث تغییر بار الکتریکی یکدیکر می شوند و در نتیجه تغییراتی در محیط خود به وجود می آورند.

در صاف شدن آب از روی ماسه نیز بار الکتریکی ماسه و مواد یونیزه شدن آب رویهم اثر کرده و ضمن تغییر در کیفیت اب باعث ترسیب ماده ژلاتینی روی دانه ها ماسه می‌شوند.

5-مکانیسم انفصال که در اثر آن پس از پر شدن منافذ سطحی لایه های صافی مواد معلق در اعماق بستر متوقف خواهند شد و اگر این منافذ هم پر شوند بدون توقف همراه آب از صافی خارج می گردند در مورد آبهائی که قبلاً درباره آنها فلوکولاسیون و ته نشینی انجام شده مکانیسم شماره 5 قابل اجراء نیست.

با توجه به توضیحات فوق نتیجه گرفت که عمل صاف شدن و حذف مواد معلق و کلوئیدی و باکتریها حاصل دو عمل مهم زیر هستند: اول- عمل حذف که اکثراً در مورد مواد کلوئیدی صادق است.

دوم- توقف و حذف مواد معلق که به منافذ و تخلخل بسترهای صافی مربوط است.

معمولاً در ابتدای شروع کار صافی ذرات فلوکوله در اینچ اولیه عمق صافی مطابق زیر باقی می مانند.

به مرور که سطح صافی گرفته شد مواد در اعماق بستر صافی نفوذ و چه بسا مواد گرفته شده در این اعماق برخورد و بچسبند و با ادامه صاف شدن تمام اطراف دانه های ماسه مانند زیر از مواد قابل حذف شدن پر می شوند.

اگر فلوکها در سطح صافی یا عمق کمی از سطح گرفته شوند افت فشار صافی کم کم افزایش یافته و ممکن است به قدری زیاد گردد که صافی را از کار بیاندازد و اگر در اعماق بیشتری گرفته شوند احتمال شکسته شدن آنها موجود است و همانطور که در زیر دیده می شود.

نفوذ فلوک که عملاً در لایه صافی کانالهای کوچکی بوجود می آورد که محل عبور آبهای فلوکوله بعدی است و هر قطره آب بعد از عبور از این کانالها به حفره ای می‌رسد که هنوز فلوکی در آن ته نشین نشده است لذا فلوک خود را در آنجا از دست خواهد داد و وقتی حفرات جدید پر شد ضمن مقاومت در برابر عبور آب کانالهای جدیدی در امتداد لایه یا بصورت انشعاب در بستر صافی برای حذف فلوکهای آبهای در حرکت باز می گردد و این عمل تا وقتی که تمام حفرات و تخلخل بستر از فلوک پر نشده ادامه خواهد یافت.

به جز تمام مطالبی که تا به حال در مکانیسم صاف شدن بیان شد عوامل دیگری به شرح زیر در کار صافیها و بهره برداری از آن دخالت مستقیم دارد.

الف- اندازه دانه های ماسه.

ب-سرعت افت فشار شدن.

ج-حداکثر افت فشار مجاز.

د- روش شستشوی صافی.

البته آماده نمودن آبی که باید از صافی عبور نماید نیز اهمیت زیادی دارد گه قبلاً درباره آن گفتگو گردید.

الف- اندازه دانه های ماسه: چون توده ماسه ها همیشه نامتجانس است لذا برای تعیین اندازه آن در کاربردش به عنوان بستر صافی دو عامل تحت عناوین ضریب یکنواختی و یک اندازه مؤثر آن را تعیین و مورد توجه قرار می دهند برای تعیین ضریب یکنواختی مقدار معینی از ماسه مثلاً 100 تا 500 گرم آن را وزن نموده و از الکهای استاندارد که در جدول زیر نشان داده شده است عبور می دهند این عبور دادن بهتر است با استفاده از به همزن الگ و یا با دست در مدت حدود بیست دقیقه انجام گیرد.

وزن ماسه های عبور کرده از الگ را بر حسب درصد وزنی در ستون A و درصد وزن باقیمانده ماسه بر روی هر الگ را در ستون B می نویسند حال بر حسب ارقام ستون A و اندازه سوراخهای الگ بر حسب میلیمتر که اولی روی محور افقی و دومی روی محور عمودی خواهد بود منحنی نمایش مطابق زیر رسم می نمایند.

با استفاده از منحنی مذکور نقاط معاد 10 درصد عبور ماسه از الگ و 60 درصد عبور ماسه از الگ را تعیین نموده و تعاریف ضریب یکنواختی و اندازه مؤثر به شرح زیر حاصل خواهد شد: اندازه مؤثر معادلی از سورخهای الگ به میلیمتر که با استفاده از 10 درصد عبوری از الگها بدست می آید می باشند.

ضریب یکنواختی از تقسیم معادل سوراخ الگ به میلیمتر که با استفاده از 60 درصد عبوری از الگ و 10 درصد عبوری از الگ بدست آمده حاصل می شود.

یک ماسه خوب صافی نباید ضریب یکنواختی آن از 2 بیشتر باشد و همواره ترجیح می‌دهند این ضریب از حوالی 5/1 تجاوز ننمایند.

تعیین ضرایب فوق تقریباً در تمام دنیا به همین نحو انجام می گیرد فقط ممکن است نوع الگها از نظر قطر سوراخ متفاوت باشد از نظر شکل ظاهری برای تخلخل زیادتر ترجیح می دهند از ماسه های شکسته تا گرد استفاده کنند.

تفاوت عمده ماسه های شکسته و گرد در این است که در نوع اول میزان افت فشار کمتر است و در نوع دوم میزان تخلخل بین ماسه ها کمتر می‌باشد.

مهمترین خواص شیمیائی ماسه صافی به قرار زیر است: