آآب

      مقدمه      

آب ماده ای فراوان در کره زمین است. به شکل های مختلفی همچون دریا، باران، رودخانه و... دیده می شود. آب در چرخه ی خود، مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می شود؛ اما از بین نمی رود. هر گونه حیات محتاج آب می باشد.
انسان ها از آب آشامیدنی استفاده می کنند؛ یعنی آبی که کیفیت آن مناسب سوخت و ساز بدن باشد. با رشد جمعیت، منابع آب طبیعی در حال تمام شدن هستند و این مسئله، سبب نگرانی بسیاری از دولت ها در سراسر دنیا شده است. گاهی به دلیل مشکلات کمبود آب، این ماده را جیره بندی می کنند تا مصرف آن را تعدیل نمایند.

 

     

 

     

 

 

  ماده ای شگفت انگیز : 

فرمول شیمیایی آب

آب نوعی ماده مرکب است که از دو عنصر اکسیژن و هیدروژن ساخته شده است. آب را جزو دسته مخلوط ها طبقه بندی نمی کنند، چون خواص آب نه به خواص هیدروژن شبیه است و نه به خواص اکسیژن. از ترکیب دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن، یک مولکول آب به وجود می آید. یک قطره آب دارای تعداد بی شماری مولکول آب می باشد. معادله شیمیایی واکنش بین هیدروژن و اکسیژن و تشکیل آب از قرار زیر است:

2H2 + O2 = 2H2O

هر مولکول آب دارای یک ناحیه ی مثبت و یک ناحیه ی منفی است که این دو ناحیه در دو طرف مولکول آب واقع شده اند. شیمی دان ها با کمک شواهد به این نتیجه رسیده اند که مولکول آب شکل خطی ندارد، یعنی به این صورت نیست که دو اتم هیدروژن به صورت خطی در دو طرف یک اتم اکسیژن قرار گرفته
باشند (HــOــH). بلکه مولکول آب حالت خمیده ای دارد که اتم های هیدروژن در سر مثبت مولکول و اتم های اکسیژن در سر منفی مولکول آب تجمع پیدا نموده اند.

        اشکال متغیر     

آب در اشکال متفاوتی بر روی زمین یافت می شود. تنها ماده ای است که در طبیعت به هر سه حالت جامد، مایع و گاز وجود دارد. ابرها در آسمان، موج دریا، کوه یخی، توده های یخی در دل کوه ها و منابع آبی زیرزمینی تنها چند شکل از آب می باشند. طی اعمال تبخیر، میعان، انجماد و ذوب، آب مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می شود. این پدیده تبدیل آب را چرخه بزرگ آب می نامند.

از آنجا که بارندگی در صنعت کشاورزی و همچنین برای خود بشر بسیار با اهمیت است، به اشکال مختلف بارندگی نام های به خصوصی اطلاق می شود. بارندگی معمولاً به صورت باران است. دیگر اشکال آن، تگرگ، برف، مه و شبنم می باشند. همچنین، از برخورد نور با قطرات باران، رنگین کمان پدید می آید.



آب های روی سطح زمین، نقش های مهمی ایفا می کنند؛ رودخانه ها آب مورد نیاز کشاورزی را فراهم می کنند و دریاها هم وسیله ای برای تجارت و مبادله کالاها محسوب می شوند. توده های یخی و آبشارها هم از دیگر اشکال آب هستند. فرسایش به وسیله ی آب، نقش مهمی در شکل محیط زیست ایفا می کند.

 

به علاوه، دره ها و دلتاهای حاصل از رسوبات رودخانه ها، محلی برای سکنی گزیدن انسان ها بوده است. آب به داخل زمین هم نفوذ می کند و آب های زیرزمینی را ایجاد می کند. آب های زیرزمینی را می توان با کندن چاه یا قنات استخراج نمود. البته آب های زیرزمینی به شکل چشمه یا چشمه آب گرم هم به سطح زمین می آیند.


آب املاح و مواد معدنی مختلفی دارد که بر حسب آن مواد، طعم و مزه اش بسیار تفاوت می کند. البته ما انسان ها خود، قادریم که آشامیدنی بودن آبی را ارزیابی کنیم؛ مثلاً از آب شور دریا و یا آب های بدبوی باتلاق ها استفاده نمی کنیم. بلکه آبی می نوشیم که سالم بوده و مناسب نیازهای بدنمان باشد.

     اهمیت آب در زندگی      

آب خواص مهمی دارد که در زندگی ما بسیار با ارزشند. از جمله:

  • حلال بسیار خوبی است.

 

  • چگالی بالایی دارد و جالب این که وقتی یخ می زند یا حرارت می بیند، چگالی آن کاهش می یابد.

  • گرمای تبخیر آب بالاست. یعنی برای تبدیل مقدار کمی آب به بخار، گرمای زیادی لازم است. این خاصیت برای بدن ما بسیار با اهمیت می باشد؛ گرمای اضافی بدن با تبخیر تنها مقدار کمی از آب بدن از طریق منافذ پوست تعریق کاسته می شود.

 

  • نیروی کشش سطحی آن به طور شگفت انگیزی زیاد است. گهگاه شاهد نشستن حشرات روی سطح آب بوده ایم. اگر به دقت به طرز قرار گرفتن حشره روی سطح آب نگاه کنید، متوجه می شوید که سطح آب زیر پای حشره، مانند یک تشک ابری فرو می رود؛ اما پاره نمی شود.

 

  • آب مواد مختلف از جمله شکر و نمک را به راحتی در خود حل می کند. بسیاری از واکنش های شیمیایی تنها در حضور آب انجام می شوند. البته پاره ای مواد با آب مخلوط نمی شوند، مثل لیپیدها و دیگر مواد هیدرات کربن دار. غشاء سلولی که حاوی لیپیدها و پروتئین است، از این خاصیت آب سود جسته و تعاملات محتویات سلولی با مواد شیمیایی خارج سلول را به دقت تحت کنترل دارد.

 

  • یکی دیگر از خواص جالب آب، حالت جامد آن، یعنی یخ می باشد. هنگامی که آب بر اثر سرما به یخ تبدیل می شود، انبساط می یابد؛ بدین معنا که حجم بیشتری را اشغال می کند.

نابراین، حجمی از یخ که هم حجم آب اولیه است جرم کمتری دارد. به این علت می گویند که چگالی یخ از آب کمتر است و همین مسئله باعث می شود که یخ روی آب شناور بماند. در حالی که در بیشتر موارد، چگالی ماده جامد از حالت مایع آن بیشتر است. این ویژگی آب سبب می شود که بر خلاف بسیاری از مایعات، آب از سطح شروع به انجماد کند. این پدیده را بارها به هنگام شروع یخ زدن آب، درون فریزر منزلتان دیده اید؛ در زمستان با یخ زدن سطح آب دریاچه ها، لایه عایقی از یخ ایجاد می شود که این لایه، از یخ زدن لایه های زیرین خود جلوگیری می نماید. در این شرایط، ماهی ها و دیگر آبزیان می توانند در مناطق گرم تر زیرین به حیات خود ادامه دهند.

 

  • دیگر ویژگی غیر عادی آب، ظرفیت گرمایی بالای آن می باشد. ظرفیت گرمایی یک جسم، مقدار گرمایی است که به جسم می دهیم تا دمایش، 1 درجه سانتی گراد افزایش یابد. جالب است بدانید که مقدار گرمایی که لازم است تا دمای 1 گرم آب را 1 درجه سانتی گراد افزایش دهد، حدود 10 برابر مقدار گرمایی است که برای 1 گرم آهن لازم است.

 

       آب در زندگی روزانه       

وجود هر گونه حیات، متکی به وجود آب است. آب در بیشتر فرایندهای متابولیسمی بدن، نقش حیاتی دارد. هنگام گوارش غذا، مقادیر قابل توجهی آب مورد استفاده قرار می گیرد.

تقریباً 70 درصد وزن بدن را آب تشکیل می دهد. برای عملکرد درست، بدن روزانه به 1 تا 7 لیتر آب نیاز دارد البته این میزان آب به مقدار فعالیت بدن، دمای هوا، رطوبت و دیگر عوامل بستگی دارد. آب از طریق ادرار، مدفوع، تعریق و همچنین از طریق بازدم به شکل بخار آب دفع می شود.

بدن انسان به آبی نیاز دارد که نمک یا ناخالصی های دیگر ( مثل باکتری یا دیگر عوامل بیماری زا و یا مواد شیمیایی) نداشته باشد. البته برخی مواد محلول در آب طعم و مزه آن را بهتر هم می کنند. در هر حال، آبی که مناسب نوشیدن باشد، به آب آشامیدنی معروف است.

امروزه، با توجه به رشد روز افزون جمعیت، میزان سرانه آب آشامیدنی کاهش یافته است.
راه حل های تحت بررسی، تولید بیشتر آب، بهبود توزیع و جلوگیری از هدر رفتن آن می باشد.

    مصرف آشکار و نهان آب    

تحقیقات آماری در بسیاری از کشورها نشان می دهد که میانگین مصرف روزانه آب برای هر نفر، حدود 300 لیتر است. در حالی که مصرف نهان آب برای هر نفر، حدود 6000 لیتر و از قرار زیر می باشد:

  • آبیاری کشتزارها و تهیه و تولید مواد غذایی 2600 لیتر
  • تأمین انرژی 2400 لیتر
  • صنایع و معادن 700 لیتر
  • امور بازرگانی و خدمات 34 لیتر

       منبع کمیاب       

در بسیاری از کشورها، آب نوعی منبع استراتژیک محسوب می شود. بسیاری از جنگ ها از جمله جنگ 6 روزه در خاور میانه، بر سر به دست آوردن منابع آبی بیشتر صورت گرفت. البته کارشناسان، مشکلات بیشتری را هم پیش بینی می کنند که به دلیل رشد جمعیت، آلودگی آب ها و گرم شدن زمین حادث می شود.

آب آشامیدنی

آب های آشامیدنی را از چشمه ها، قنات ها و یا چاه ها استخراج می کنند. بنابراین، برای تولید بیشتر آب می توان چاه های بیشتری ساخت. باران و دریا هم از دیگر منابع آبی هستند که البته به عنوان آب آشامیدنی مناسب نیستند. این گونه آب ها را باید تصفیه نمود. روش های معروف تصفیه آب، تقطیر و جوشاندن می باشند.

    آب، فرهنگ و مذهب    

در بیشتر ادیان از جمله اسلام، مسیحیت و یهودیت، آب ماده پاک کننده محسوب می شود. برای مثال، در مسیحیت غسل تعمید را در کلیسا با آب انجام می دهند.

در بسیاری ادیان همچون اسلام نوعی مراسم عبادی وجود دارد که در آن، مرده را با آب پاک شستشو می دهند (غسل). در دین اسلام هم تنها پس از وضو گرفتن (شستن بخش هایی از بدن با آب پاک) می توان فریضه نماز را به جا آورد.

در مذهب شینتو (مذهب ژاپنی) در تمام مراسم عبادی از آب برای پاکیزه ساختن بدن فرد یا مکان خاصی استفاده می شود.

+ نوشته شده توسط سلیمان فروزنده شهرکی در پنجشنبه هفتم دی 1385 و ساعت 10:1 |

چرخه آب در جو

چرخه آب ارتباطات بين اتمسفر، هيدروسفر (آب كره) و ليتوسفر (سنگ كره) را توضيح مي‌دهد. تبخير آب اقيانوس‌ها، درياها، رودخانه‌ها جويبارها در اتمسفر باعث رسوب يا ته نشيني مي‌شود. آب مايعي بي بو و شفاف است كه از عناصر اكسيژن و هيدروژن تشكيل شده است. آب حلال خوبي است بدين معني كه بسياري از مواد مي‌توانند در آن به راحتي حل شوند.

آب براي حيات ما مهم است و بدون آن نمي‌توانيم زندگي كنيم. در

 حقيقت هيچ موجود زنده‌اي بدون آب نمي‌تواند زندگي كند. آب

 احتمالاً از زماني كه گازها از آتشفشانها منتشر شده روي اين

سياره قرار گرفته است. اتمسفر زمين اين آب را گرفته و مداوماً آن

در طول زمان به آن چيزي كه آن را چرخه آب مي‌ناميم، بازيافت

 كرده است. آب تبخير مي‌شود و ابرها را تشكيل مي‌دهد و ابرها

 باران و برف فراهم مي‌كنند كه در رودخانه‌ها، درياچه‌ها، منابع

زيرزميني و اقيانوس كه منشاء بيشتر تبخير مي‌باشند، جمع مي

شوند. آب ماده‌اي كامل براي چرخه آب مي‌باشد، زيرا داراي نقطه

جوش بالا و نقطه اغماء پايين مي‌باشد.

كشش سطحي آب (توانايي يك ماده براي چسبيدن به خودش)

باعث مي‌شود كه آب به ماده‌اي عالي تبديل مي‌كند كه بسياري

 از اشياء روي آن شناور مي‌شوند. آب نه تنها به خود مي‌چسبد ب

لكه به سطوح ديگر نيز مي‌چسبد و همين حالت باعث مي‌شود

كه برخلاف جاذبه حركت كند كه اين امر براي گياهان در هنگام

انتقال آب از خاك به مرگ‌ها خيلي مهم مي‌باشد. حركت رو به

بالاي آب به عنوان خاصيت مرئينگي يا حركت موئينگي معروف

مي‌باشد.

+ نوشته شده توسط سلیمان فروزنده شهرکی در پنجشنبه هفتم دی 1385 و ساعت 9:54 |

تحليل چرخة آب

آب براي تغذية حيوانات و گياهان ضروري است. آب در علم و صنعت براي توليد بسياري از محصولات استفاده مي‌شود. آبراه‌ها براي انتقال مواد و دفع ضايعات بكار مي‌روند. همچنين آب واسطه‌اي خنك كننده، تمييز كننده سرگرمي است.

احتمالاً هنگامي كه گازها از آتشفشانها خارج مي‌شوند، آب بر روي اين سياره از اين گازها منشاء گرفته است.

جو زمين اين آب را به دام انداخته و بطور مداوم در طي زمان آنرا بازيافت كرده تا به چيزي كه امروزه چرخة آب ناميده مي‌شود. تبديل شده است. آب تبخير مي‌شود و ابرها را شكل مي‌دهد. ابرها باران و برف را بوجود آورده و آنها نيز در رودخانه‌ها، درياچه‌ها، مخازن زيرزميني و اقيانوسها كه منبع تبخير بيشتر هستند جمع مي‌شوند.

چرخة‌ آب نيروي پيشبرندة اصلي روي سيارة ما است. آب در حركت مداوم است و به جو رفته (تبخير) تا اقيانوسها، درياچه‌ها، رودخانه‌ها و نهرها را بوجود مي‌آورد. وقتي جو نتوانند بيشتر از اين رطوبت ابرها را تأمين كند. باران، برف، تگرگ يا رگبار خواهيم داشت. آب طي ساز و گاري خاص در اثر آب شدن برفي كه طي ماههاي زمستان جمع شده است به زهكشي مي‌شود. اين آب بر روي سطح زمين جاري شده و نهايتاً بصورت آب زيرزميني به درون زمين نفوذ مي‌كند.

چرخة آب يا چرخة هيدرولوژي، نيروي پيش برندة اصلي است آب براي

حيات هركسي اهميتدارد.درنگاه اول آب اطراف ما وجود دارد.اما ما

بهاهميت آن پي نمي‌بريم.

 آيا ما بدون آب و غذا مي‌توانيم زنده بمانيم. معمولاً ازاينكه مي‌شنونم

انسان بدون غذا بيشتر زنده مي‌ماند تا بدون آب مبهوت مي‌شونیم. انسان

تنها مي‌تواند تا 3 روز بدون آب زنده بماند. بعد از اين زمان كليه‌ها بيشتر از

آن كار نمي‌كنند و نمي‌توانند ضايعات بدن را دفع كنند. بدن ما به آب تميز و

تازه نياز دارد تا زنده بماند. آب آلوده يا شور به بدن ما كمك نخواهد كرد.

آب در جو طي چرخة آب مي‌چرخد. آب روي زمين تبخير شده و به ابر تبديل مي‌شود. وقتي شرايط مساعد است، ابر آب يا نزولات جوي آزاد مي‌كند.

+ نوشته شده توسط سلیمان فروزنده شهرکی در پنجشنبه هفتم دی 1385 و ساعت 9:53 |

خصوصيات فیزیکی آب

آب در محدودة دمايي وسيعي، يك مايع باقي مي‌ماند كه بين 0 تا 100 درجة سانتي‌گراد، يعني بين دماي يخ زدن و جوش است. اين دمايي است كه اغلب بخشهاي كرة زمان كه داراي حيات هستند، در اين محدودة دمايي قرار دارند.

آب گرماي ويژة بسيار بالايي دارد كه بدين معني است كه مي‌تواند گرماي بيشتري را قبل از تغيير دمايش از دست دهد و يا به دست آورد. اين امر در ثابت مانند دماي بدن پستانداران مانند خود ما مهم است.  شروع تبخير انرژي زيادي به خود اختصاص مي‌دهد، زيرا گرماي نهان تبخير بالايي دارد. به همين دليل، آب حوضچه‌ها و درياچه‌ها به كندي تبخير مي‌شود و بقاي بسياري از اشكال حيات به اين امر بستگي دارد. آب، در حالت جامد خود داراي چگالي كمتري از حالت مايع خود است، بطوريكه يخ به جاي اينكه در آب غرق شود، روي آن شناور مي‌ماند. اين خصوصيت به حيات اجازه مي‌دهد در نواحي قطبي و نيمه قطبي كه يخ روي آب شناورند، گسترش يافته و در زير سطح آب نيز وجود داشته باشند. اگر چگالتر از آب بود، در آب فرو مي‌رفت و يخ بيشتري روي آن شكل مي‌گرفت. در نتيجه، تمام حيات درون آبها، در يخ نقاط بسياري از جهان كه آب دماي يخبندان را دارد، محبوس مي‌ماند. كشش سطح آب (توانايي يك جسم در چسبيدن stickبه خودش) باعث مي‌شود كه يك ماده اجسام سنگين را بر روي خود شناور نگه دارد. آب نه تنها به خود مي‌چسبد، بلكه به سطوح ديگر مي‌چسبد و اين به آب اجازه مي‌دهد برخلاف جاذبه حركت كند، و اين پديده براي گياهان، هنگام انتقال آب از خاك به برگهايشان بسيار مهم است. اين حركت رو به بالا به نام ئولينگي يا حركت لوئينگي شناخته شده است.

+ نوشته شده توسط سلیمان فروزنده شهرکی در پنجشنبه هفتم دی 1385 و ساعت 9:51 |

نمودار چرخه آب

Diagram of the water cycle in Farsi.

چرخه آب

چرخه آب(چرخه هيدرولوژي هم ناميده مي شود) مسافرتي است كه آب در حين چرخش و انتقال از زمين به آسمان و بازگشت مجدد به زمين انجام مي دهد.

 

 

گرماي خورشيد، انرژي لازم براي تبخير آب از سطح زمين(اقيانوسها، درياچه ها و غيره) را فراهم مي كند. گياهان هم آب را به هوا پس مي دهند(اين فرآيند تعريق ناميده مي شود). بخار آب متراكم شده و قطرات ريزي را در ابرها به وجود مي آورد. هنگامي كه ابرها با هواي سرد بالاي سطح زمين برخورد مي كنند بارندگي(باران، تگرگ يا برف) آغاز شده و آب به خشكي(يا دريا) برمي گردد. قسمتي از بارش، بر روي خشكيها مي بارد. بخشي از آب، بين لايه هاي سنگ ورس محصور مي شود كه اين آب محصور شده، آب زيرزميني ناميده مي شود. اما قسمت عمده آب، به صورت روان آب جريان مي يابد(روي سطح زمين يا زيرزمين) تا در نهايت به صورت آب شور به دريا برگردد.

 

چرا درياها شورند؟

آبي كه در رودخانه ها جريان دارد، مقادير اندكي از نمكهاي معدني را از سنگ و خاك بستر رود مي كند. اين آب كه داراي اندكي نمك است، به سمت درياها و اقيانوسها جريان مي يابد. به هنگام تبخير(وانجماد يخهاي قطبي) تنها آب اقيانوسها تبخير مي شود و نمك به صورت محلول در اقيانوس باقي مانده و تبخير نمي شود. بنابراين با گذشت زمان، آب باقيمانده شورتر و شورتر مي شود.

 

 

 
 

ادامه مطلب
+ نوشته شده توسط سلیمان فروزنده شهرکی در پنجشنبه هفتم دی 1385 و ساعت 9:51 |

 

آب سخت

 

           اطلاعات اولیه            

آبی که در طبیعت وجود دارد تقریبا همیشه ناخالص می‌باشد. زیرا که اغلب دارای گچ ، آهک ، نمک طعام ، ترکیبات منیزیم ، آهن ، اکسیژن و ازت ، انیدرید کربنیک ، ترکیبات آلی و غیره است و مقدار این اجسام در آبهای مختلف متفاوت است در آب اجسام دیگری مانند گل و لای و غیره هستند که معلق می‌باشند و مقداری باکتری هم در آبها یافت می‌شود.

         تعریف آب سخت          

آب سخت ، سخت آبی است که در آن هیدروکربنات کلسیم و منیزیم و گچ موجود باشد.

      تغییرات سختی آب       

بر حسب آنکه آب در موقع نفوذ در زمین از قشرهای آهکی و منیزیمی و گچی گذشته و یا نگذشته باشد سختی آب کم یا زیاد می‌شود. آبهای نواحی آهکی سختی زیادتری تا آبهای نواحی گرانیتی و یا شنی دارند. سختی آب در عرض سال هم ممکن است تغییر نماید. معمولا سختی آبها در فصل باران کم و در فصل خشکی زیاد می‌شود.

         فواید آب سخت        

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

       مضرات آب سخت       

  • 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.

  • یکی از اجسام گیرنده سختی آب تری ناتریم فسفات Na3PO<SUB<4< sub> می‌باشد که با اسم آلبرت‌تری بکار می‌رود.

  • یون کلسیم موجود در آب بر اثر ناتریم فسفات تبدیل به "تری کلسیم فسفات"PO4»2Ca<3 می‌گردد و رسوب می‌نماید.

  • بر اثر پختن بی‌کربنات کلسیم آب تبدیل به کربنات می‌شود و رسوب می‌نماید:

«Ca3H»2Ca→CO3Ca + CO2+H2O

  • و بی کربنات کلسیم آب بر اثر کربنات سدیم هم گچ و هم بی‌کربنات کلسیم به کربنات کلسیم تبدیل می‌شود و رسوب می‌گردد:

 

Ca3H»2Ca + CO3Na2 -----→ CO3Ca + 2CO3HNa

 

SO4Ca + CO3Na2 ------> CO3Ca + SO4Na2



اخیرا به مقدار زیاد از صمغ‌های مصنوعی که قادرند تعویض یون کنند برای رفع سختی آب استفاده می‌کنند. صمغ لواتیت در آلمان و آمبرلیت و دووکس در آمریکا استعمال می‌گردد.

      درجه سختی آب     

درجه سختی آب را از روی مقدار کلسیم و منیزیم موجود در آن تعیین می‌کنند.
در آلمان اگر آبی ده میلی گرم
CaO در یک لیتر داشته باشد می‌گویند درجه سختی آب یک است. در فرانسه اگر آبی در یک لیتر ده میلی گرم کربنات کلسیم یا همسنگ آن کربنات منیزیم داشته باشد می‌گویند که یک درجه سختی دارد. در انگلستان اگر آبی ده میلی گرم کربنات کلسیم و یا همسنگ آن کربنات منیزیم در 0.7 لیتر داشته باشد یک درجه سختی دارد.

برای تعیین سریع سختی آب کارخانه شیمیایی واقع در آلمان قرصهایی ساخته است. در یک لوله آزمایش مخصوص و مدرج آب مورد آزمایش را تا خط نشان لوله پر می‌‌نمایند و بوسیله معرفی که همراه بسته قرصهاست رنگ این آب را قرمز می‌کنند و آگاه آنقدر از این قرصها در آن می‌اندازند تا رنگ آب سبز گردد. شماره قرصهای ریخته شده در لوله آزمایش برابر درجه سختی آب می‌باشد. دقت این روش تا نیم درجه است.

+ نوشته شده توسط سلیمان فروزنده شهرکی در پنجشنبه هفتم دی 1385 و ساعت 9:47 |

آب زیز زمینی

 

آ ب زیرزمینی آبی است که در زیر سطح زمین ، درزه‌ها و فضاهای حفره‌ای را در صخره‌ها و رسوبات پر می‌کند. اکثر آبهای زیرزمینی بطور طبیعی خالص هستند. اکثر اوقات ، آبهای زیرزمینی سالها حتی قرنها قبل از مصرف دست نخورده باقی می‌مانند. بیش از 90% آب آشامیدنی کل جهان از آب زیرزمینی است.

وضعیت آب در کره زمین

مردم ما هر روز 1700 میلیارد لیتر آب مصرف می کنند. 97% آبهای کره زمین درون اقیانوسها است و 2% آن یخ زده است. ما آب مورد نیاز خود را از 1% باقیمانده تهیه می‌کنیم که از یکی از دو منبع زیر بدست می آید: سطح زمین (رودخانه‌ها ، دریاچه‌ها و نهرها) و یا از آبهای زیرزمینی. امروز حدود 117 میلیون نفر ، یعنی بیش از نیمی از جمعیت آمریکا متکی به آبهای زیرزمینی به عنوان منبع آب آشامیدنی هستند. جای تعجب نیست که کشف آلودگی آبهای زیرزمینی در تمام دنیا موجب بروز نگرانیهای شدیدی شده است.

                                                                    

سفره آب زیرزمینی

سفره آب به لایه یا منطقه قابل نفوذی در زیر سطح زمین گفته می‌شود که آب در آن می‌تواند جریان یابد. سفره آب همچنین باید قابلیت آبدهی خوبی داشته‌باشد. سطح فوقانی سفره آب ، یا سطح ایستایی همواره افقی نیست و به‌طور طبیعی از منطقه تغذیه آن ، یعنی محل و منطقه‌ای که آب زیرزمینی را تامین می‌کند، به طرف محل تخلیه دارای شیب است. بطور کلی شکل سطح استیابی غالبا از شکل سطح زمین پیروی می‌کند. ولی برآمدگیهای آن هموارتر است. بنابراین ایستایی در نواحی پست در نزدیک سطح زمین و در تپه‌ها و کوه‌ها در عمق زیادتر قرار دارد.

بطور معمول در مناطق پرباران و در دشتها سطح ایستایی بالا و در مناطق خشک و کوهستانی
پایین است. در مناطق مرطوب سطح ایستایی ممکن است تا نزدیک سطح زمین بالا بیاید. در گودیهای چنین نقاطی ، ممکن است «آبگیر» و در صورت وجود پوشش گیاهی ، «باتلاق» بوجود آید. تغییرات ارتفاع سطح ایستایی را بر حسب زمان به صورت نمودارهایی به نام هیدروگراف نشان می‌دهند.

سفره‌های دارای بازدهی قابل توجه اغلب در رسوبات ناپیوسته شنی و ماسه‌ای تشکیل می‌شوند. آبرفتها ، یعنی رسوباتی که توسط رودها در دره‌ها و دشتها برجای گذارده می‌شوند، معمولا سفره‌های آب زیرزمینی خوبی تشکیل می‌دهند. رسوبات رسی گرچه از تخلخل زیادی برخوردارند، ولی چون قابلیت نفوذ کمی دارند، با وجود حجم آب زیادی که ممکن است در خود ذخیره کرده‌باشند، سفره آب زیرزمینی تشکیل نمی‌دهند و به عنوان مواد غیر قابل نفوذ در نظر گرفته می‌شوند. در سنگهای متراکم نیز آب معمولا در نمونه‌هایی ایجاد می‌شود که از تخلخل ثانوی قابل توجه برخوردار باشند. در این میان بهترین سفره آبها معمولا در سنگهای آهکی درز و شکافدار ایجاد می‌شود.

 

تقسیم بندی سفره‌های آب زیرزمینی

  • سفره‌های آزاد :

در سفره‌های آزاد سطح ایستایی ، همان سطح فوقانی منطقه اشباع است. مقدار فشار در سطح ایستایی سفره‌های آزاد برابر فشار اتمسفر است. سطح ایستایی بسته به‌مقدار تغذیه یا تخلیه آن ، آزادانه نوسان می‌کند، زیرا لایه غیر قابل نفوذی در بالای ان قرار ندارد. حالت خاصی از سفره‌های آزاد «سفره‌های معلق» هستند. این سفره‌ها معمولا در داخل منطقه تهویه یا منطقه اشباع نشده خاک و در روی لایه‌های نفوذ ناپذیری که گسترش محدودی دارند، مثلا عدسیهای رسی ، تشکیل می‌شوند. از این سفره‌های مقدار کمی آب و آن هم بطور موقت می‌توان بدست آورد.

  • سفره‌های تحت فشار :

سفره‌های تحت فشار یا محصور یا آرتزین در محلی تشکیل می‌شود که آب زیرزمینی بوسیله لایه‌ای نسبتا نفوذناپذیر از بالا محدود شود و در نتیجه تحت فشاری بیش از اتمسفر است. علت آنکه در سفره‌های تحت فشار آب از محل خود بالاتر می‌آید آن است که محل تغذیه سفره ، یعنی منطقه‌ای که از طریق آن آب سفره تامین می‌شود، در ارتفاعی بالاتر از سطح فوقانی منطقه اشباع در محل حفر چاه قرار دارد.

در سفره‌های تحت فشار به‌جای سطح ایستایی سطح پیرومتریک را در نظر می‌گیرند و آن عبارت از سطحی فرضی است که در هر منطقه با ارتفاع فشار هیدروستاتیک آب در سفره تحت فشار مطابقت دارد. به زبان ساده‌تر منظور سطحی است که اگر چاهی در هر نقطه از سفره تحت فشار حفر کنیم ارتفاع صعود یا فوران آب چاه را در آن نقطه نشان می‌دهد.

 

مشکلات و آلودگی آبهای زیرزمینی

به دلیل عدم شناخت صحیح و یا عدم درک میزان آسیب پذیری سریع آبهای زیرزمینی ، سهل‌انگاری های زیادی صورت گرفته است. اجازه داده‌ایم که بنزین و سایر مایعات مضر از مخازی زیرزمینی به درون سفره‌های آبهای زیرزمینی نفوذ کند. آلاینده‌ها ، از محل‌های دفن زباله یا سیستم های فاضلاب که بطور غلطی ساخته شده‌اند، به داخل آن تراوش می‌‌کنند. آبهای زیرزمینی از طریق زهاب حاصله از مزارع کشاورزی کود داده شده و مناطق صنعتی ، آلوده می‌شوند. صاحبان خانه‌ها با ریختن مواد شیمیایی به داخل فاضلاب یا روی زمین ، آبهای زیرزمینی را آلوده می‌کنند.

+ نوشته شده توسط سلیمان فروزنده شهرکی در پنجشنبه هفتم دی 1385 و ساعت 9:42 |

بهره برداری از منابع آب

دید کلی:

بسیاری از جوامع یا افراد قدر نعمت های موجود را نمی دانند و این قدرنشناسی را بهره برداری نادرست از این نعمت ها نشان می دهند. یکی از این نعمت های بزرگ خداوند ، آب است. چون منابع آب محدود است باید در استفاده از آنها دقت کافی به عمل آید.
در بخش کشاورزی عوامل زیادی سبب هدر رفتن مقدار زیادی از آب می شود که بر فراز آنها عبارتند از:

  • آبیاری مزارع در زمان نامناسب:

 

آبیاری به هنگام ظهر که گرمای هوا سبب افزایش تبخیر می شود ، مقدار زیادی از آب را هدر می‌دهد.

 

  • غرقابی کردن زمین کشاورزی و نفوذ دادن آب به اعماق زمین:

آب زیاد دادن به زمین سبب می شود که خاک تا عمق زیادی از آب پرشده و فضاهای خالی آن پر شود.

                                   

  • آلودگی آبها:

به وسیله سموم دافع آفات گیاهی و یا ریختن کودهای شیمیایی ، آبها آلوده می‌شوند.

  • آیا فکر جدیدی دارید که از هدر رفتن آب در کشاورزی جلوگیری کند.

                                                                               

تامین آب آشامیدنی شهر و روستا

مردم به آب سالم برای آشامیدن و پرداختن به امور بهداشتی نیاز دارند. تامین آب با صرف هزینه و سرمایه گذاری زیاد انجام می‌‌شود. در تامین آب سالم و مناسب ، به مراحل زیرین پرداخته می شود:

  • کشف منابعی که برای آشامیدن و سایر مصارف مردم مناسب باشد.

  • جمع آوری آبهای سطحی یا بهره برداری از آبهای زیرزمینی

  • تصفیه آب برای از بین بردن آلودگیهای احتمالی

  • انتقال آب از محل تصویه به محل های مصرف (شهر و روستا)

  • مراقبت از تاسیسات ، کانالها و لوله های انتقال آب

همه موارد اخیر به تخصص ، هزینه و زمان نیازمند است. بنابراین ، در مناطق شهری و روستایی آبهای آشامیدنی لوله کشی شده یا تصفیه شده با صرف مخارج زیادی فراهم می شود و باید در استفاده از آنها دقت کافی به عمل آید. زندگی شهرنشینی و تراکم جمعیت در شهرها و توجه به امور بهداشتی آنها سبب شده که نیاز بیشتری به آب آشامیدنی سالم احساس شود. تامین آب مناطق شهری و روستایی گاهی سبب کاهش مورد نیاز کشاورزی و باغداری می شود.

  بهره برداری از اب در صنايع 

در اوایل قرن بیستم ، از کل مصارف آب در جهان ، حدود 6% در بخش صنایع مصرف می شد. هم اکنون این رقم 4.5 برابر شده است. در ایران فقط 5% از کل مصرف آب مربوط به صنایع می باشد. آبی که به صنایع می رسد، معمولاخیلی زود کیفیت خود را از دست می دهد. یا گرمای آن زیاد می شود و یا آلودگی شیمیایی و میکروبی پیدا می کند. گرمای آب مورد نیاز صنایع را می توان با برجک های خنک کننده گرفت و آب را دوباره یا چندباره مورد استفاده قرار داد. اما رفع آلودگی شیمیایی یا میکروبی به تخصص و هزینه زیادی نیاز دارد. البته آبهای آلوده صنعتی به مدت زیادی در طبیعت باقی می مانند.

بحران آب

روند افزایش جمعیت و گسترش منابع و نیاز به آب برای تامین غذای بشری سبب شده است که آب به عنوان یک عامل حیاتی و بوجود آورنده بحران تلقی شود. کافی است برای پی بردن به ارزش آب و نقش آن در ایجاد تنش های سیاسی به جدالهای سران کشورها بر سر تقسیم آبها و مرزهای آبی توجه شود.

برای حل این بحران استفاده از آب رودخانه ها تا یک سقف معینی مجاز است. آبهای مرزی حتی جنگهایی را بین کشورها به وجود آورده و اختلافات اساسی ایجاد کرده که با مصرف مناسب و برنامه ریزی دقیق در مصرف می شود از این بحرانها خلاصی یافت.

مصرف بهینه آب  

  • بر اساس بررسی های به عمل آمده میانگین آب مصرفی سرانه جهان (صنعتی ، کشاورزی و آشامیدنی) در حدود 580 مترمکعب برای هر نفر در سال است. متاسفانه این رقم در ایران با کمبود منابع آب ، 1300 متر مکعب در سال است. این امر بیانگر اتلاف منابع آب و اسراف بیش از حد منابع حیاتی است.

  • مقدار مصرف سرانه آب لوله کشی آشامیدنی در شهرهای ایران در حدود 142 متر مکعب در سال است که از مصرف سرانه برخی کشورهای اروپایی پرآب ، مانند اتریش (108 مترمکعب درسال) و بلژیک (105 مترمکعب درسال) بیشتر است. یکی از دلایلش این است که در ایران از آب آشامیدنی تصفیه شده برای شستشوی اتومبیل ، حیاط ، آبیاری باغچه ها ، استحمام ، لباسشویی و ظرفشویی استفاده می شود. در حالی که در اکثر کشورها آب آشامیدنی از آبی که به سایر مصارف می رسد ، جداست.

  • برای بهره برداری درست از آبهای آشامیدنی بهداشتی ، شاید بهترین راه جدا کردن آب آشامیدنی از آبهای مصرفی دیگر است.

  • در کشاورزی بایستی روشهای آبیاری متناسب با محیط باشد و یا از روشهای جدید آبیاری استفاده شود که اتلاف آنها کم است. مثلا آبیاری بارانی یکی از راه های بهره برداری از آبها در کشاورزی است.

  • تهیه آبهای آشامیدنی بهداشتی شهر و روستا به علت اینکه تصویه می_ شوند، بسیار پرهزینه از آبهای کشاورزی و صنعتی است. بنابراین ، باید در مصرف این آبها دقت کافی به عمل آید.

آلودگی آبها

مسائل بهره برداری از منابع آب جهان فقط به مصرف نادرست بر نمی‌گردد. گاهی انسان با کارهای نادرستش ماهیت آب را تغییر می دهد که به آن آلودگی آب گویند. آلودگی آب تغییرات فیزیکی ، شیمیایی و زیستی (میکروبی) را شامل می شود. که عمده ترین این آلودگی‌ها را در زیر لیست می کنیم.

  

  • وارد کردن زباله های صنعتی یا خانگی در آب

  • ریختن فاضلاب صنعتی ، خانگی و بیمارستانی در آب

  • آلودگی حرارتی آب که از طریق عملیات صنعتی در آب رودخانه ها ایجاد می شود. مثلا نیروگاه های تولید برق ، تولید فلزات و برخی کالاهای دیگر سبب آلودگی حرارتی آب می شوند. گرم شدن آب ارگانیسم موجودات زنده جهان را به هم می زند. زیرا برخی از گیاهان ، ماهی‌ها و موجودات زنده آبزی در آب رودخانه ها و دریاچه ها تا دمای خاصی می توانند تحمل کنند و دمای بیشتر یا کمتر از آنها حیات آنها را به خطر می اندازد. بنابراین ، آلودگی حرارتی نیز در نوع خود مهم است.

  • وارد کردن سموم دافع آفات گیاهی و کودهای شیمیایی آب را آلوده می کند. ورود مواد شیمیایی و عناصر نامطلوب در آب ، سبب آلودگی شیمیایی آن شده و چون آب در طبیعت در گردش است ، آلودگی آب سریعا گسترش می یابد. جیوه ، سرب ، مواد شیمیایی سمی ، از خطرناکترین آلوده کننده های آب هستند و برخی از این مواد ، سالها در محیط باقی می مانند و حیات جانداران و گیاهان را به خطر می اندازند.

 چکیده: 

  • میزان مصرف آب در بخش کشاورزی ایران بیش از سایر بخش هاست.

  • تامین مصرف آب آشامیدنی شهر و روستاها با صرف هزینه ها و بحران آب منجر به بروز اختلافات و تنش ها بین کشورها می شود.

  • یکی از راه های مصرف بهینه آب جدا نمودن آب آشامیدنی از سایر آبهای مصرفی است.

  • انسان با فعالیت های خود سبب آلودگی آب به طرق مختلف می گردد.

+ نوشته شده توسط سلیمان فروزنده شهرکی در پنجشنبه هفتم دی 1385 و ساعت 9:41 |

 

آلودگی آب (Water Pollution )

       دید کلی      

  • آلودگی آب مشکل بزرگی است. به طوری که نتایج پژوهش پیرامون آن از صدها بلکه هزاران مقاله ، مجله و کتاب تجاوز می‌کند.

  • بنظر شما چه کسانی مشکل آلودگی آب را بوجود می‌آورند؟

چه کسانی بهای تمیز کردن آب را خواهند پرداخت؟

      تاریخچه     

  • در نوامبر سال 1986 بر اثر ریزش موادی شامل جیوه و انواع مواد آلی سمی مانند آفت کشها در رودخانه راین ، تمام آبزیان از شهر بال سوئس تا ساحل هلند کشته شدند. در سالهای اخیر با غرق شدن تانکرهای بزرگ نفتی اقیانون پیما یا به گل نشستن آنها آسیبهایی به حیات دریایی وارد آمد.

  • در سال 1983 بر اثر 11000 واقعه آلوده کننده در حدود 120 میلیون لیتر مواد آلوده کننده در آبهای ایالات متحده تخلیه شده است.

        تعریف آلودگی آب      

سال 1969 برای آلودگی آب تعریفی ارائه داد: آلودگی آب عبارت است از افزایش مقدرا هر معرف اعم از شیمیایی ، فیزیکی یا بیولوژیکی که موجب تغییر خواص و نقش اساسی آن در مصارف ویژه‌اش شود.

     عوامل آلوده کننده آب :    

آب یکی از مهمترین و بنیادی‌ترین عامل حیات موجودات زنده است از این نظر جلوگیری از آلودگی آب نیز به همان نسبت مهم و مورد توجه می‌باشد عوامل آلوده کننده آب بسیار گوناگون‌اند و می‌توانند هم منابع آبهای زیرزمینی و هم آبهای سطحی را آلوده کنند.

 

  • عوامل آلوده کننده آبهای زیرزمینی :

    • کانیهای موجود در معادن سطحی که در اثر تغییر و تبدیل به عامل آلوده کننده مبدل می‌شود. مثلا آب جاری سطحی ( حاصل از باران و …) هنگام عبور از معادن زغال سنگ ، دی‌سولفید آهن « II ) ( پریت ) همراه با زغال سنگ را در خود حل کرده و سپس در اثر واکنش ، هوا آنرا به اسید سولفوریک تبدیل می‌کند. اسید حاصل ضمن عبور از لایه‌های مختلف مخازن زیرزمینی ، موجب آلوده شده آن می‌شود.

    • جمع شدن فاضلابهای شهری بویژه اگر در یک حوزه آهکی و یا شنی وارد شوند از آن که در معرض باکتریها قرار گیرند و تجزیه شوند، مستقیما و براحتی به مخازن زیرزمینی نفوذ پیدا کرده و موجب آلوده شدن آنها می‌شود.

    • ضایعات رادیواکتیوی : یکی از عوامل آلوده کننده مهم منابع آبی زیرزمینی است که امروزه یکی از راههای رفع آنها که در حقیقت مشکل بزرگی برای صاحبان تکنولوژی هسته‌ای نیز به شمار می‌رود دفن آنها در زیر زمین است علاوه بر دفن ضایعات رادیواکتیو در زیر زمین ، همه انفجار های هسته‌ای زیر زمینی نیز موجب آلوده شدن آبهای زیر زمینی می‌شود.

  • عوامل آلوده کننده آبهای سطحی:

    • آلوده کننده‌های صنعتی:
      بسیاری از ضایعات صنعتی به آبزیان زیانهای جدی می‌رسانند. این ضایعات برای خنثی شدن مقدار زیادی از اکسیژن محلول در آب را به مصرف رسانیده و موجب کاهش اکسیژن مورد نیاز برای آبزیان می‌شود و تهدید به مرگ می‌کنند. از طرف دیگر بسیاری از خود این ضایعات سمی بوده و موجب مسمومیت آبزیان می‌شوند مانند فلزات سنگین ، جیوه ، سرب ، مس و غیره.

      وارد شدن ترکیبات فسفردار و نیتروژن‌دار در آب موجب رشد جلبک‌هائی می‌شود که ضمن ایجاد بو و مزه غیر طبیعی آب ، اکسیژن آب را مصرف کرده و باعث کاهش میزان آن و بروز صدمات و تلفات آبزیان می‌شود.

    • فاضلاب خانگی :
      کلیه پاک کننده‌ها که وارد آبهای سطحی می‌شوند ترکیباتی را در آبها وارد می‌کنند که اگر خنثی نشوند و یا توسط میکرو اورگانیسم‌ها تجزیه و تخریب نشوند بصورت سمی مهلک زیان بسیاری برای آبزیان ببار می‌آورند.س

    • حشره کشها ، سموم دفع آفات نباتی و کودهای شیمیایی:
      که از ضروریات توسعه کشاورزی است نا خواسته موجب آلودگی آبهای سطحی می‌شوند. مانند ددت
      DDT را نام برد.

     چشم انداز الودگی آب     

  • ذخایر آبهای ما در آینده چگونه خواهد بود؟

  • آب آلوده شده برای %75 مردم جهان در کشورهای رو به توسعه مسئله بسیار جدیتری است.

  • %80 بیماریهای جهان ناشی از آبهای آلوده شده است. در مقابل درصد بالای بیماری چه کنترلهایی انجام شده است؟

  • آیا تلاشی که برای بهبود کیفیت آب انجام شده کافی می‌باشد؟

  • آینده ذخایر آبها با این روند پیشرفت و تکنولوژی روز چگونه خواهد بود؟

+ نوشته شده توسط سلیمان فروزنده شهرکی در پنجشنبه هفتم دی 1385 و ساعت 9:39 |