آب مایع زندگی بخش در کره زمین Water

اندازه گیری
سختی را می توان به وسیله روشهای اسپروکتروفتومتری یا تیتراسیون شیمیایی برای تعیین مقادیر یونهای کلسیم و منیزیم در یک نمونه اندازه گیری کرد .
همچنین می توان مستقیماً با تیتراسیون کردن به وسیله EDTA(ethylenediamine tetraacetic acid) و استفاده از EBT( eriochrome black T) به عنوان معرف اندازه گیری کرد .EBT با کاتیونهای فلزی دو ظرفیتی واکنش کرده و کمپلکسی را که به رنگ قرمز است تشکیل می دهد . EDTA جایگزین EBT در این کمپلکس می شود و وقتی که این جایگزینی کامل شد ، محلول از قرمز به آبی تغییر رنگ می دهد . اگر EDTA0.01M استفاده شود ، 1.0mL از تیتر کننده ، یک میلیگرم سختی بر حسب CaCO3 را اندازه گیری می کند .

فلوراید
فلوراید در طبیعت به طور کلی درچند نوع سنگ های رسوبی یا آتشفشانی یافت می شود و به ندرت در مقادیر زیاد در آبهای سطحی پیدا شده و فقط در چند نقطه جغرافیایی در آبهای زیرزمینی مشاهده می شود و مقدار زیاد فلوراید برای انسانها و حیوانات سمی است ، در صورتی که غلظتهای کم می تواند مفید باشد . غلظتهای حدود 1 mg/L در آب آشامیدنی به جلوگیری از پوسیدگی دندانها در اطفال کمک می کند . به هنگام تشکیل دندانهای دائمی ، فلوراید با مینای دندان به طریق شیمیایی ترکیب شده و باعث ایجاد دندان سخت تر و قویتری می شود که در برابر فساد مقاوم است . اگر به طور طبیعی فلوراید در آب جهت تشکیل دندانهای سالم وجود نداشته باشد این ماده به منابع آب اضافه می شود .
مصرف بیش از حد فلوراید منجر به بی رنگ شدن دندان می شود . بیرنگی قابل توجهی موسوم به خالدارشدن (Mottling) در مواقعی که غلظت فلوراید در آب آشامیدنی بیش از 2mg/L است ، به طور نسبی معمول است ، ولی در غلظتهای کمتر از 1.5mg/L نادر است . دندانهای بزرگسالان از اثر فلوراید مصون است ، اگرچه اثرات مفید و مضر فلوراید در سالهای تشکیل دندانها تا بزرگسالی ادامه پیدا می کند . میزان فلوراید بیش از حد می تواند باعث ایجاد اختلالاتی در استخوانها نیز گردد . غلظت کمتر از 5mg/L مشکلی ایجاد نمی کند و غلظتهای بالاتر از این مقدار نیز بجز بروز لکه های سیاه (خال زدگی) عارضه ای ایجاد نمی نماید . به فرض مصرف آب بیشتر در مناطق گرمسیری ، استانداردهای EPA براساس دماهای معمولی وضع شده است .

فلزات
همه فلزات تا حدی قابل حل در آب هستند . اگرچه مقدار زیادی هر فلزی ممکن است سلامتی را به خطر اندازد ، ولی فقط آنهایی که در مقادیر نسبتاً کم ، مضر هستند سمی قلمداد شده اند و دیگر فلزات در رده غیر سمی قرار می گیرند . منابع فلزات در آبهای طبیعی شامل انحلال از رسوبات طبیعی و تخلیه های فاضلاب شهری ، صنعتی یا کشاورزی می باشد . اندازه گیری فلزات درآب معمولاً به وسیله نورسنجی اتمی صورت می گیرد .

فلزات غیر سمی
علاوه بر یونهای سختی ، کلسیم و منیزیم ، دیگر فلزات غیرسمی که معمولاً در آب یافت می شوند شامل سدیم ، آهن ، منگنز ، آلومینیوم ، مس و روی است . سدیم بیشتر از دیگر فلزات غیرسمی در آبهای طبیعی وجود دارد ، در پوسته زمین فراوان است و نسبت به دیگر عناصر خیلی واکنش پذیر است . نمکهای سدیم به مقدار زیاد در آب قابل حل هستند . غلظتهای زیاد باعث ایجاد طعم تلخ در آب شده و سلامتی بیماران قلبی و کلیوی را به خطر می اندازد . سدیم همچنین خاصیت خورندگی (Corrosive) بر سطح فلزات دارد و در غلظتهای زیاد برای گیاهان سمی می باشد .
آهن و منگنز در اکثر موارد با یکدیگر یافت می شود و در غلظتهای عادی در آبهای طبیعی خطری برای سلامتی ندارد . آهن به مقدار 0.3mg/L و منگنز به میزان 0.05mg/L می تواند باعث ایجاد مشکل رنگ شود . به علاوه ، بعضی از باکتری ها از آهن و منگنز به عنوان منبع انرژی استفاده می کنند و رشد توده لجن (Slime) ایجاد شده ممکن است مشکلات طعم و بو بوجود آورد .
مقادیر زیاد آهنی که در بعضی مواقع در سیستم آب طبیعی یافت می شود ، معمولاً از نوع آنیونهای کلرور(FeCl2) ، بیکربنات 2(HCO3)Fe یا سولفات (SO4)Fe و در حالت احیا شده می باشد . در حضور اکسیژن ، یون فروس (Fe2+) به یون فریک (Fe3+)اکسید شده و با هیدروکسید یک ترکیب نامحلول {3(OH)Fe}تشکیل می دهد . بدین طریق ، معمولاً مقادیر زیاد آهن فقط در سیستمهایی همچون آبهای زیرزمینی یا در لایه های پایینی دریاچه طبقه بندی شده ، یافت می شوند . همین طور ، یونهای منگنز Mn2+ و Mn4+ از نوع کلرور ، نیترات و سولفات حل شونده هستند ، در صورتی که ترکیبات اکسید شده (Mn3+ و Mn5+)تقریباً نامحلول می باشند . در عین حال ممکن است اسیدهای آلی که از گیاهان تجزیه شده مشتق می شوند با آهن و منگنز کی لیت (Chelate)شوند و بدین طریق از اکسید شدن و در نتیجه رسوب آنها در آبهای طبیعی جلوگیری به عمل آید .
دیگر فلزات غیر سمی معمولاً در مقادیر بسیار کمی در سیستم آبهای طبیعی یافت می شوند و اکثر آنها قبل از رسیدن به حد غلظت سمی مشکلات طعم ایجاد می کنند . در عین حال ، مس و روی اثر تشدیدکنندگی دارند و در مواقعی که هر دو موجودند ، حتی در مقادیر کم ، برای بسیاری از گونه های بیولوژیکی سمی هستند .

هدایت الکتریکی یا کنداکتیویته آب نشان دهنده توانایی عبور جریان برق از آب است. در واقع آب کاملاً خالص ، هادی جریان برق نیست. چون یون های موجود در آب باعث انتقال جریان برق می شوند از این رو بین هدایت الکتریکی و غلظت کل املاح در آب رابطه ای وجود دارد.

واحد هدایت الکتریکی آب مو بر سانتی متر (mho/cm) است. ( واحد مقاومت الکتریکی Ohm است و چون هدایت الکتریکی عکس مقاومت است ، از این رو واحد آن ohm می باشد). مو بر سانتی متر عدد بزرگی است از این رو معمولاً از واحد μmho/cm استفاده می شود که یک میلیون برابر کوچک تر است.
هدایت الکتریکی آب خالص در 25 درجه سانتی گراد برابر با μmho/cm 0/056 است. به μmho/cm ، میکروزیمنس نیز می گویند.

در آب تقریباً خالص رابطه بین هدایت الکتریکی و غلطت کل املاح به صورت زیر است:
EC = 2 TDS

وقتی غلظت ناخالصی ها در آب زیاد شود ، یون ها بر روی حرکت یکدیگر اثر منفی گذاشته و دیگر هدایت الکتریکی محلول با غلظت یون ها رابطه خطی نخواهد داشت. در واقع رابطه بین TDS و EC برای هر نمونه آب فرق دارد و بستگی به غلظت و نوع ناخالصی های موجود در آب دارد.برای بسیاری از آب های شهری و طبیعی μmho/cm 1/55 = (mg/l)TDS می باشد.
هدایت الکتریکی آب بر روی سرعت خوردگی آب و درجه یونیزاسیون نمک های آب تأثیر می گذارد ، بدین صورت که :

1- با افزایش EC یا TDS سرعت خورندگی آب افزایش می یابد. به عبارت دیگر دو نمونه آبی که از لحاظ اکسیژن و pH در شرایط یکسان هستند آن که EC بیشتری دارد تمایل به خورندگی بیشتری دارد.

2- با افزایش EC ، درجه یونیزاسیون نمک های موجود در آب کاهش می یابد.

اطلاعات بسیار مفید