آب

مقدمه

آبماده ای فراوان در کرهزمین است. به شکل هایمختلفی همچوندریا ،باران ،رودخانه و... دیده می‌شود. آب در چرخه خود ، مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود،اما از بین نمی‌رود. هر گونهحیاتمحتاج آب می‌باشد. انسان ها از آبآشامیدنی استفاده می‌کنند، یعنی آبی که کیفیت آن مناسب سوخت و ساز بدن باشد.

با رشدجمعیت، منابع آب طبیعی در حال تمام شدن هستند و این مسئله ، سبب نگرانی بسیاری ازدولت‌ها در سراسر دنیا شده است. گاهی بدلیل مشکلات کمبود آب ، این ماده را جیرهبندی می‌کنند تا مصرف آن را تعدیل نمایند.

ماده ای شگفت انگیز

فرمول شیمیایی آب

آب نوعیمادهمرکب است که از دو عنصراکسیژن وهیدروژن ساخته شده است. آب را جزو دسته مخلوط‌ها طبقه‌بندی نمی‌کنند، چون خواص آب نه بهخواص هیدروژن شبیه است و نه به خواص اکسیژن. از ترکیب دو اتم هیدروژن و یک اتماکسیژن، یک مولکول آب بوجود می‌آید. یک قطره آب دارای تعداد بی ماری مولکول آبمی‌باشد.

معادله شیمیایی واکنش بین هیدروژن و اکسیژن و تشکیل آب از قرار زیراست:



هرمولکول آب دارای یک ناحیه مثبت و یک ناحیه منفی است که این دو ناحیه در دو طرفمولکول آب واقع شده‌اند. شیمیدان‌ها با کمک شواهد به این نتیجه رسیده‌اند که مولکولآب شکل خطی ندارد، یعنی به این صورت نیست که دو اتم هیدروژن بصورت خطی در دو طرف یکاتم اکسیژن قرار گرفته باشند (HــOــH). بلکه مولکول آب حالت خمیده ای دارد که اتم هایهیدروژن در سر مثبت مولکول و اتم های اکسیژن در سر منفی مولکول آب تجمع پیدا نمودهاند.

اشکال متغیر

آب در اشکال متفاوتی بر روی زمین یافت می‌شود. تنهامادهایاست که در طبیعت به هر سه حالتجامد،مایعوگازوجوددارد. ابرها در آسمان،موجدریا،کوه یخی، توده های یخی در دل کوه ها ومنابع آبی زیرزمینیتنها چند شکل از آبمی‌باشند. طی اعمالتبخیر،میعان،انجماد وذوب، آب مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیلمی‌شود. این پدیده تبدیل آب را چرخه بزرگ آب می‌نامند.

از آنجا که بارندگیدر صنعتکشاورزیو همچنین برای خود بشر بسیار بااهمیت است، به اشکال مختلف بارندگی نام های به خصوصی اطلاق می‌شود. بارندگی معمولاًبصورتباران است. دیگراشکال آن،تگرگ،برف،مهوشبنممی‌باشند. همچنین، از برخورد نور باقطرات باران،رنگینکمان پدید می‌آید.

آب‌های روی سطح زمین، نقش های مهمی ایفا می‌کنند؛رودخانه‌ها آب مورد نیاز کشاورزی را فراهم می‌کنند ودریاها هم وسیله ایبرای تجارت و مبادله کالاها محسوب می‌شوند. توده های یخی وآبشارهاهم از دیگر اشکال آب هستند. فرسایشبه وسیله ی آب، نقش مهمی در شکلمحیطزیست ایفا می‌کند.

به علاوه، دره ها و دلتاهای حاصل از رسوباترودخانه‌ها، محلی برای سکنی گزیدن انسان ها بوده است. آب به داخل زمین هم نفوذمی‌کند و آب‌های زیرزمینی را ایجاد می‌کند. آب‌های زیرزمینی را می‌توان با کندنچاهیاقناتاستخراج نمود. البته آب های زیرزمینیبه شکلچشمه یاچشمه آب گرمهم به سطح زمینمی‌آیند.

آب املاح و مواد معدنی مختلفی دارد که بر حسب آن مواد، طعم و مزهاش بسیار تفاوت می‌کند. البته ما انسان‌ها ، خود ، قادریم که آشامیدنی بودن آبی راارزیابی کنیم؛ مثلاً از آب شور دریا و یا آب‌های بدبویباتلاق هااستفاده نمی‌کنیم. بلکه آبی مینوشیم که سالم بوده و مناسب نیازهای بدنمان باشد.

اهمیت آب در زندگی

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

• حلالبسیار خوبیاست.
• چگالیبالاییدارد و جالب این که وقتییخمی‌زند یا حرارت می‌بیند، چگالی آن کاهشمی‌یابد.
• گرمای تبخیر آب بالاست. یعنی برای تبدیل مقدار کمی آب به بخار، گرمای زیادیلازم است. این خاصیت برای بدن ما بسیار با اهمیت می‌باشد. گرمای اضافی بدن با تبخیرتنها مقدار کمی از آب بدن از طریق منافذ پوستتعریقکاسته می‌شود.
• نیروی کشش سطحی آن به طور شگفت انگیزی زیاد است. گهگاه شاهد نشستنحشرات روی سطح آببوده‌ایم. اگر به دقت به طرز قرار گرفتن حشره روی سطح آب نگاه کنید، متوجه می‌شویدکه سطح آب زیر پای حشره، مانند یک تشک ابری فرو می‌رود؛ اما پاره نمی‌شود.
• آب مواد مختلف از جملهشکرونمک را براحتی در خود حل می‌کند. بسیاری از واکنش های شیمیایی تنها در حضور آب انجاممی‌شوند. البته پاره ای مواد با آب مخلوط نمی‌شوند، مثللیپیدهاو دیگر موادهیدراتکربن‌دار. غشاء سلولی که حاوی لیپیدها وپروتئین است، از این خاصیت آب سود جسته و تعاملات محتویات سلولی با مواد شیمیایی خارج سلولرا بدقت تحت کنترل دارد.
• یکی دیگر از خواص جالب آب، حالت جامد آن، یعنییخمی‌باشد. هنگامی که آب بر اثر سرما به یختبدیل می‌شود، انبساط می‌یابد، بدین معنا که حجم بیشتری را اشغالمی‌کند.
• بنابراین، حجمی از یخ که هم‌حجم آب اولیه است، جرم کمتری دارد. بهاین علت می‌گویند که چگالی یخ از آب کمتر است و همین مسئله باعث می‌شود که یخ رویآب شناور بماند. در حالی که در بیشتر موارد، چگالی ماده جامد از حالت مایع آن بیشتراست.
• این ویژگی آب سبب می‌شود که بر خلاف بسیاری از مایعات، آب از سطح شروعبه انجماد کند. این پدیده را بارها به هنگام شروع یخ زدن آب، درون فریزر منزلتاندیده اید؛ درزمستانبا یخ زدن سطح آب دریاچه‌ها، لایهعایقی از یخ ایجاد می‌شود که این لایه، از یخ زدن لایه های زیرین خود جلوگیریمی‌نماید. در این شرایط ،ماهی ها و دیگر آبزیانمی‌توانند در مناطق گرم‌تر زیرین به حیات خود ادامه دهند.
• دیگر ویژگی غیر عادی آب،ظرفیت گرماییبالای آن می‌باشد. ظرفیت گرمایییک جسم، مقدار گرمایی است که به جسم می‌دهیم تا دمایش، 1 درجه سانتی گراد افزایشیابد. جالب است بدانید که مقدار گرمایی که لازم است تا دمای 1 گرم آب را 1 درجهسانتی گراد افزایش دهد، حدود 10 برابر مقدار گرمایی است که برای 1 گرمآهن لازم است.

آب در زندگی روزانه

وجود هر گونه حیات، متکی به وجود آب است. آب در بیشترفرایندهای متابولیسمی بدن، نقش حیاتی دارد. هنگام گوارش غذا، مقادیر قابل توجهی آبمورد استفاده قرار می‌گیرد.تقریباً 70 درصد وزن بدن را آب تشکیل می‌دهد. برایعملکرد درست، بدن ، روزانه به 1 تا 7 لیتر آب نیاز دارد البته این میزان آب بهمقدار فعالیت بدن ، دمای هوا ،رطوبتو دیگر عوامل بستگی دارد. آب از طریقادرار ، مدفوع ، تعریق و همچنین از طریق بازدم به شکل بخار آب دفعمی‌شود.

بدن انسان به آبی نیاز دارد که نمک یا ناخالصی های دیگر ( مثلباکتری یا دیگر عوامل بیماری‌زا و یا مواد شیمیایی) نداشته باشد. البته برخی موادمحلول در آب طعم و مزه آن را بهتر هم می‌کند. امروزه ، با توجه به رشد روز افزونجمعیت ، میزان سرانه آب آشامیدنی کاهش یافته است.

راه حل های تحت بررسی، تولیدبیشتر آب ، بهبود توزیع و جلوگیری از هدر رفتن آن می‌باشد.

مصرف آشکار و نهان آب

تحقیقات آماری در بسیاری از کشورها نشان می‌دهد کهمیانگین مصرف روزانه آب برای هر نفر ، حدود 300 لیتر است. در حالی که مصرفنهان آب برای هر نفر ، حدود 6000 لیتر و از قرار زیر می‌باشد:

• آبیاری کشتزارها و تهیه و تولید موادغذایی: 2600 لیتر
• تأمینانرژی: 2400 لیتر
• صنایع و معادن: 700 لیتر
• امور بازرگانی و خدمات: 34 لیتر

منبع کمیاب

در بسیاری از کشورها ، آب نوعی منبع استراتژیک محسوب می‌شود. بسیاری از جنگ‌ها از جمله جنگ 6 روزه در خاور میانه، بر سر به دست آوردن منابع آبیبیشتر صورت گرفت. البته کارشناسان، مشکلات بیشتری را هم پیش بینی می‌کنند که بدلیلرشد جمعیت،آلودگیآب ها وگرم شدن زمینحادث می‌شود.

آب آشامیدنی

آب‌های آشامیدنی را از چشمه ها ، قنات ها و یا چاه ها استخراجمی‌کنند. بنابراین، برای تولید بیشتر آب ، می‌توان چاه‌های بیشتری ساخت. باران ودریا هم از دیگر منابع آبی هستند که البته به عنوانآب آشامیدنیمناسب نیستند. این گونه آب‌هارا بایدتصفیهنمود. روش های معروفتصفیه آب،تقطیر و جوشاندنمی‌باشند.

آب ، فرهنگ و مذهب

در بیشتر ادیان از جملهاسلام،مسیحیتویهودیت، آب ماده پاک‌کننده محسوب می‌شود. برای مثال، در مسیحیتغسل تعمیدرا درکلیسابا آب انجام می‌دهند.
دربسیاری ادیان همچون اسلام نوعی مراسم عبادی وجود دارد که در آن ، مرده را با آب پاکشستشو می‌دهند (غسل). در دین اسلام هم تنها پس ازوضوگرفتن (شستن بخش‌هایی از بدن با آب پاک) می توان فریضهنماز را بجاآورد.

در مذهبشینتو (مذهب ژاپنی) در تمام مراسم عبادی ازآب برای پاکیزه ساختن بدن فرد یا مکان خاصی استفاده می‌شود.

انرژی آب Water Energy :

آسیاب های آبیشاید از 3 هزار سال پیش مورداستفاده بوده است. آسیاب های قدیمی دارای چرخ هایی قدیمی بوده که روی میله قائمسوار می شده اند.

رومی ها از آسیاب هایی با چرخ های قائماستفاده کرده اند در قرن شانزدهمانرژیآب بصورت صنعتی در آمدتکنولوژی پیشرفتهتولیدانرژیالکتریکی از آب در ابعاد بزرگ در قرن نوزدهم به وجود آمد انرژی آب یک منبع قابلتجدید«انرژی برگشت پذیر) و وابسته بهانرژیخورشیدی است.

اصول فیزیکیلازم برای استفاده از انرژی آب:

·         انرژیناشی ازآب درکاربردهای قراردادیتوان هیدرو الکتریکیمجموعانرژی پتاسیلکه وضعیت یاارتفاعمشخص می شود.

·         انرژیجنبشیکه با سرعتجریان آبمشخص می شود انرژی پتاسیل آب هایساکن با جریان یا سقوط آب به یکتوربین هیدرولیکیبه آسانی به انرژی جنبشیتبدیل می شود.

·         تعریف ارتفاع انرژی: ارتفاعمربوط به انرژی مفید در هر نقطه ازجریان آب با تخلیه ثابت راارتفاع انرژیگویند. و آن را با h_e نشان می دهند.

·         ارتفاع انرژی برای واحدجرمبصورت زیر معین می شود. h_e=Z+v²/2g که در این فرمول Z ارتفاع سطح آزاد آب و v سرعتمتوسط جریان آب و g شتاب گرانشی می باشد. چرخ هایی که درتوربینمورد استفاده قرارمیگیرد.

·         ارتفاع انرژی به ارتفاع آب سقوط نیز بستگی دارد. برای ارتفاع زیاداغلبچرخ پلتوننصب می شود برای ارتفاع متوسطحدود 100 متر بهتر استتوربین فرامیسانتخاب شود و برای ارتفاعکمترتوربین کاپلانترجیح داده می شود.

آب سخت:

اطلاعات اولیه

آبی که درطبیعتوجود دارد تقریبا همیشه ناخالصمی‌باشد. زیرا که اغلب دارایگچ،آهک ،نمک طعام،ترکیبات منیزیم،آهن،اکسیژنوازت،انیدرید کربنیک،ترکیبات آلیو غیره است و مقدار این اجسامدر آبهای مختلف متفاوت است در آب اجسام دیگری مانند گل و لای و غیره هستند که معلقمی‌باشند و مقداریباکتری همدر آبها یافت می‌شود.

تعریف آب سخت

آب سخت ، سخت آبی است که در آنهیدروکربنات کلسیمو منیزیم و گچ موجودباشد.

تغییرات سختی آب

بر حسب آنکهآب در موقع نفوذ درزمین از قشرهای آهکی ومنیزیمی و گچی گذشته و یا نگذشته باشد سختی آب کم یا زیاد می‌شود. آبهای نواحی آهکیسختی زیادتری تا آبهای نواحی گرانیتی و یا شنی دارند. سختی آب در عرض سال هم ممکناست تغییر نماید. معمولا سختی آبها درفصل بارانکم و در فصل خشکی زیاد می‌شود.

فواید آب سخت

آب سخت برایانسانمضر نیست بلکه مفید است و معمولاشکستگی استخوانهایآنهایی که آب سختمی‌آشامند زودتر بهبودی حاصل می‌کند وبیماری راشیتیستکمتر در این اشخاص دیدهمی‌شود.

مضرات آب سخت

·         آب سخت برایرختشوییو مصرف در کارخانجات مناسب نیست.

·         آب سخت موجب از دست دادن طعم و مزه خوبچاییوقهوه می‌شود.

·         پخته نشدنحبوباتبا آب سخت

·         ضرر رساندن به جدارهدیگهای بخارو ایجاد قشر آهکی بر روی جدارهدیگ

·         خوب کف نکردن صابون و موجب افزایش مصرف صابون

·         مزاحمت در هنگام شستن نسوج و دستها

رفع سختی آب

·         در تجارت تعداد زیادیموادشیمیایی برای رفع سختی آب به فروش می‌رسد که دارایکربنات سدیمهستند. این مواد را قبل از ورودآب در دیگها سختی آنرا می‌گیرند و یا در دیگ بر اثر افزودن این موادآهک و گچ را رسوب می‌دهند ودیگر این رسوب محکم به جدار دیگ نمی‌چسبد بطوری که می‌توان آنرا به آسانی پاکنمود.

·         یکی از اجسام گیرنده سختی آبتری ناتریم فسفات Na₃PO<SUB<4< sub> می‌باشد که با اسمآلبرت‌تریبکار می‌رود.

·         یون کلسیم موجوددر آب بر اثر ناتریم فسفات تبدیل به "تری کلسیمفسفات"PO₄»₂Ca<₃ می‌گردد و رسوبمی‌نماید.

·         بر اثر پختنبی‌کربنات کلسیمآب تبدیل به کربنات می‌شودو رسوب می‌نماید:

«Ca₃H»₂Ca→CO₃Ca + CO₂+H₂O

·         و بی کربنات کلسیم آب بر اثرکربنات سدیمهمگچو هم بی‌کربنات کلسیم بهکربناتکلسیم تبدیل می‌شود و رسوب می‌گردد:

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

SO₄Ca + CO₃Na₂ ------> CO₃Ca + SO₄Na₂

اخیرا به مقدارزیاد ازصمغ‌های مصنوعیکه قادرند تعویضیونکنند برای رفع سختی آب استفاده می‌کنند. صمغ لواتیتدر آلمان وآمبرلیتودووکسدر آمریکا استعمال می‌گردد.

درجه سختی آب

درجه سختی آب را از روی مقدارکلسیمومنیزیم موجود در آن تعیین می‌کنند.
در آلمان اگر آبی ده میلی گرم CaO در یکلیترداشته باشد می‌گویند درجه سختی آب یکاست. درفرانسهاگر آبی در یک لیتر ده میلی گرمکربناتکلسیم یا همسنگ آنکربنات منیزیمداشته باشد می‌گویند که یکدرجه سختی دارد. درانگلستان اگر آبی ده میلی گرم کربنات کلسیم و یا همسنگ آن کربنات منیزیم در 0.7 لیتر داشتهباشد یک درجه سختی دارد.

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

دید کلی:

بسیاری از جوامع یا افراد قدر نعمت های موجود را نمی دانند و اینقدرنشناسی را بهره برداری نادرست از این نعمت ها نشان می دهند. یکی از این نعمت هایبزرگخداوند ،آب است. چونمنابع آبمحدود است باید در استفاده از آنهادقت کافی به عمل آید.

در بخشکشاورزیعوامل زیادی سبب هدر رفتن مقدارزیادی از آب می شود که بر فراز آنها عبارتند از:

·         آبیاری مزارعدر زماننامناسب:

آبیاری به هنگام ظهر که گرمای هوا سبب افزایشتبخیرمی شود ، مقدار زیادی از آب را هدرمی‌دهد.

·         غرقابی کردن زمین کشاورزیو نفوذ دادن آب بهاعماق زمین:

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

·         آلودگیآبها:

به وسیلهسموم دافع آفات گیاهیو یا ریختنکودهای شیمیایی، آبها آلودهمی‌شوند.

·         آیا فکر جدیدی دارید که از هدر رفتن آب درکشاورزیجلوگیری کند.

تامینآب آشامیدنیشهر و روستا

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

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

·         جمع آوریآبهای سطحییا بهره برداری ازآبهای زیرزمینی

·         تصفیه آببرای از بین بردن آلودگیهایاحتمالی

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

·         مراقبت از تاسیسات ، کانالها و لوله های انتقال آب

همه موارداخیر به تخصص ، هزینه و زمان نیازمند است. بنابراین ، در مناطق شهری و روستاییآبهای آشامیدنی لوله کشی شده یا تصفیه شده با صرف مخارج زیادی فراهم می شود و بایددر استفاده از آنها دقت کافی به عمل آید. زندگی شهرنشینیوتراکم جمعیتدر شهرها و توجه به اموربهداشتی آنها سبب شده که نیاز بیشتری بهآب آشامیدنیسالم احساس شود. تامین آب مناطقشهری و روستایی گاهی سبب کاهش مورد نیاز کشاورزی وباغداریمی شود.

بهره برداری از آب در صنایع

در اوایلقرن بیستم ، از کل مصارف آب در جهان ، حدود 6% در بخش صنایع مصرف می شد. هم اکنوناین رقم 4.5 برابر شده است. درایران فقط 5% ازکل مصرف آب مربوط به صنایع می باشد. آبی که به صنایع می رسد، معمولاخیلی زود کیفیتخود را از دست می دهد. یا گرمای آن زیاد می شود و یاآلودگیشیمیایی و میکروبی پیدا می کند. گرمای آب مورد نیاز صنایع را می توان با برجکهای خنک کننده گرفت و آب را دوباره یا چندباره مورد استفاده قرار داد. اما رفعآلودگی شیمیایی یا میکروبی به تخصص و هزینه زیادی نیاز دارد. البتهآبهای آلوده صنعتیبه مدت زیادی در طبیعتباقی می مانند.

بحران آب

روند افزایشجمعیتو گسترش منابع و نیاز به آب برایتامین غذای بشری سبب شده است که آب به عنوان یک عامل حیاتی و بوجود آورنده بحرانتلقی شود. کافی است برای پی بردن به ارزش آب و نقش آن در ایجاد تنش های سیاسی بهجدالهای سران کشورها بر سر تقسیم آبها ومرزهای آبیتوجه شود.

برای حل اینبحران استفاده ازآبرودخانه ها تا یک سقف معینی مجاز است. آبهای مرزی حتی جنگهایی را بین کشورها بهوجود آورده و اختلافات اساسی ایجاد کرده که با مصرف مناسب و برنامه ریزی دقیق درمصرف می شود از این بحرانها خلاصی یافت.

مصرف بهینه آب

·         بر اساس بررسی های به عمل آمده میانگین آب مصرفی سرانه جهان (صنعتی ، کشاورزی وآشامیدنی) در حدود 580 مترمکعب برای هر نفر در سال است. متاسفانه این رقم در ایرانبا کمبودمنابع آب، 1300 متر مکعب در سال است. اینامر 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 مکعبدر سال است که از مصرف سرانه برخی کشورهای اروپایی پرآب ، ماننداتریش (108 مترمکعب درسال) وبلژیک (105 مترمکعب درسال) بیشتر است. یکی از دلایلش این است که در ایران ازآب آشامیدنیتصفیه شده برایشستشوی اتومبیل، حیاط ، آبیاری باغچه ها ،استحمام،لباسشوییوظرفشوییاستفاده می شود. در حالی که در اکثرکشورها آب آشامیدنی از آبی که به سایر مصارف می رسد ، جداست.

·         برای بهره برداری درست از آبهای آشامیدنی بهداشتی ، شاید بهترین راه جدا کردنآب آشامیدنی از آبهای مصرفی دیگر است.

·         در کشاورزی بایستیروشهای آبیاریمتناسب با محیط باشد و یا ازروشهای جدید آبیاری استفاده شود که اتلاف آنها کم است. مثلاآبیاریبارانی یکی از راه هایبهره برداری از آبها در کشاورزیاست.

·         تهیه آبهای آشامیدنی بهداشتی شهر و روستا به علت اینکه تصویه می شوند، بسیارپرهزینه از آبهای کشاورزی و صنعتی است. بنابراین ، باید در مصرف این آبها دقت کافیبه عمل آید.

آلودگیآبها

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

·         وارد کردنزباله های صنعتییا خانگی در آب

·         ریختنفاضلابصنعتی ، خانگی و بیمارستانی در آب

·         آلودگی حرارتی آبکه از طریق عملیات صنعتیدر آب رودخانه ها ایجاد می شود. مثلانیروگاه های تولید برق،تولید فلزاتو برخی کالاهای دیگر سبب آلودگیحرارتی آب می شوند. گرم شدن آبارگانیسم موجودات زندهجهان را به هم میزند. زیرا برخی ازگیاهان ،ماهی‌ها وموجودات زنده آبزیدر آب رودخانه ها ودریاچه ها تا دمای خاصی می توانند تحمل کنند و دمای بیشتر یا کمتر از آنها حیاتآنها را به خطر می اندازد. بنابراین ، آلودگی حرارتی نیز در نوع خود مهماست.

·         وارد کردنسموم دافع آفات گیاهیو کودهای شیمیایی آبرا آلوده می کند. ورودموادشیمیایی و عناصر نامطلوب در آب ، سببآلودگی شیمیاییآن شده و چون آب در طبیعت درگردش است ، آلودگی آب سریعا گسترش می یابد. جیوه ،سرب ، مواد شیمیایی سمی ، ازخطرناکترین آلوده کننده های آب هستند و برخی از این مواد ، سالها در محیط باقی میمانند و حیات جانداران و گیاهان را به خطر می اندازند.

چکیده:

·         میزان مصرف آب در بخشکشاورزی ایرانبیش از سایر بخش هاست.

·         تامین مصرفآب آشامیدنیشهر و روستاها با صرف هزینه هاو سرمایه گذاری زیاد انجام می شود.

·         بحران آبمنجر به بروز اختلافات و تنش هابین کشورها می شود.

·         یکی از راه های مصرف بهینه آب جدا نمودن آب آشامیدنی از سایر آبهای مصرفیاست.

·         انسان با فعالیت های خود سببآلودگیآب به طرق مختلف می گردد.

چرخهطبیعی آب

نگاه اجمالی

آبدر زندگی بشر اهمیت بنیادی دارد. از اینرو آب رامایه حیاتگویند. در روز گرم تابستان وقتیشیر آب قطع می شود ، ضرورت وجود آب درزندگی انساننمایان می گردد. انسان می تواندبدونغذا چند روزی را بگذراند ،اما بدون آب به زودی از پا در می آید.

·         آیا می توانید روزی را تجسم کنید که آب نداشته باشید؟

·         آیا آب را به بطور سالم و در حد نیاز استفاده می کنید؟

·         آیا آب به اندازه کافی و در همه جا در دسترس بشر هست؟

·         برای استفاده مطلوب از آب چه کار باید کرد؟ و غیره

موقعیت جهانی آب

مقدار آب موجود درکرهزمین تقریبا ثابت بوده است. این آب به مصارفآشامیدن،کشاورزی،صنعتو ... می رسد و زندگی بشر را بهبود میبخشد. اگر کره زمین ازفضا روئیت شود ، رنگ طبیعی آنآبی دیده می شود یعنی کره ای که بیشتر سطح آن را آب پوشانده است. یعنی بخش اعظم سطحزمین رااقیانوس‌هاودریاهافرا گرفته اند. از نقطه نظر حجم واندازه ، در حدود 97.2%از آبهای موجود درجو زمینو آب موجود در خاکها وآبهای زیرزمینیمی باشند.

آب شیرین

انسان برای انجام فعالیت هایشبه آب شیرین نیاز دارد. آب شیرین ، یعنی آبی که میزان نمکهای آن بسیار کم باشد. آباقیانوس ها و دریاها شور هستند و استفاده از آنها نیازمند تصفیه کردن آنهاست که اینامر به احداث مرکزتصفیه خانه آببا مکانیزم های پیشرفته تصویهنیاز دارد. هزینه بالای این امر سبب شده که انسان به آب های شیرین موجود درخشکیهاواتمسفر زمینقانع باشد. حجم آب شیرین درجهان بسیار کم و در حدود 2.8% از حجم کل آب جهان است. برای مصرف آب شیرین اندکموجود در جهان محدودیت هایی هم وجود دارد ، زیرا مقداری از آبهای شیرین جهان به شکلیخ دریخچالهای قطبیوکوهستانیقرار دارد که به این صورت قابلبهره برداری نمی باشند. اما انسان به آبهای شیرین موجود دررودها،دریاچه‌ها، وآبهای زیرزمینیدسترسی دارد. البته آبهایزیرزمینی که درلایه‌های داخلی زمینموجود هستند ، لازمهدسترسی به آنها مسائلی همچون اکتشاف ،حفر چاه،کانال کشی، و به کار بردندستگاههای پمپ آب، ایجادتاسیسات و لوله کشیرا در پی دارد.

گردش طبیعی آب

آبهای موجود در زمین همواره در حال تغییر شکل هستند. اینآبها ، حالاتمایع ،جامد وگاز به خود می گیرند ،جلوه‌های طبیعی آب بسیار وسیع است. مقداری از آن در زمین نفوذ کرده وآبهای زیرزمینیرا تشکیل می دهد. قدری از آنهم در درونشاخه‌ها،برگ‌ها،تنهوریشه درختانذخیره می شود. آیا جلوه هایدیگری ازآب هم می شناسید؟

آبموجود در اتمسفر زمین بر اثر گردش طبیعی آن هر 9 روز یک بار بینآسمانو زمین جابجا می شود. در هر سال اینعمل چندین مرتبه تکرار می شود. حجم آبی که در هر سال به وسیله گردش آب در طبیعتفراهم می شود ، در حدود 40000 کیلومتر مکعب است. انسان باتکنولوژیامروزی می تواند 25000 کیلومترمکعب آنرا مورد بهره برداری قرار دهد. ریزش های جویدر همه جای سیاره زمین یکساننیست و در برخی جاها بارندگی بیشتر از سایر مکانهاست.

وضعیتآبهای ایران

با توجه به قرار گرفتنایران در نواحیخشک و بیابان ، مقدار بارندگی و حجم آبهای ایران کافی نیست. و ریزش های جوی نیزبطور یکنواخت صورت نمی گیرد. میانگینبارندگی سالانهدر جهان در حدود 800mm تبخیر واقعیو 900mm تبخیر بالقوه می شوند. کشور ایران با اینکه 1.1% از مساحت خشکی های جهان را داراست ، فقط 0.345% از آبهایموجود در خشکیهای جهان را در اختیار دارد. از سوی دیگر در اغلب مناطق ایران ،ریزشهای جوی بصورت محلی و فصلی است که نیاز چندانی به آب برایکشاورزیدر پاییز و زمستان نیست ، همچنینبارندگی به طور یکنواخت در کشور توزیع نمی شود

محدودیت منابع آب وتوزیع فصلی نامناسب بارندگی دال بر این است که بایستی منابعآبهای موجود سطحیو زیرزمینی را به خوبیشناسای و مطالعه کرده و با برنامه ریزی دقیق ، بهره برداری صحیح از آنها صورت گیرد. البته مردم ایران از اول با این مشکل مواجه بوده اند و باحفر قنات و کاریز، بهره برداری از آبهایزیرزمینی را ابداع کرده اند. بااحداث سدو بندهای متعددی نیز آبهای سطحی رامورد استفاده قرار می دهند.

آنچه باید بدانیم

·         حجمآبهای شیرینقابل استفاده توسط انسان بسیارمحدود است.

·         میزان بارندگی سالانه ایران بسیار کمتر از میانگینبارندگیجهانی است.

·         پراکندگی بارش در همه جای ایران یکسان نیست و بیشتر بارندگی در زمان نامناسببرای کشاورزی صورت می گیرد.

·         برایبهرهبرداری صحیص از منابع آب بایستی ابتدا منابع را خوب شناخته و بر روی آنهابرنامه ریزی دقیق انجام داد.

آبزیرزمینی و محیط زیست

مقدمه

هر روزه در بخشهایی از دنیا ، از جمله در کشور ما ، بشر قسمت مهمی‌از آب مورد نیاز خود را از منابع زیرزمینی تامین می‌کند. در همین نقاطفاضلابهای شهریوصنعتی ، که اغلب آلوده هستند، به همان سفره آبها باز گردانده می‌شوند. به این ترتیب ،کیفیتآبزیرزمینی تنزل یافته و مشکلات زیست محیطی فراوانی بوجود می‌آید.

کیفیت آب

مقصود از کیفیت آب مقدار املاح محلول ،مواد آلی، ذرات کانی و همچنین دما ، رنگ ،بو ، مزه و دیگر مشخصات شیمیایی و باکتریولوژیکی و فیزیکی آب است. آبهای زیرزمینی ،بنا به شرایط مختلف ، به مقدار کم یا زیاد املاح محلول دارند و اصولا در طبیعتنمی‌توان نمونه‌ای از آب زیرزمینی یافت که مطلقا فاقد مواد محلول باشد. مقدار نوعنمکهای محلول در آبهای زیرزمینی بستگی به سه عامل : جنس خاکها ، سرعت حرکت و منشاآب زیرزمینی‌ دارد. در آبهای زیرزمینیکاتیونهابیشترکلسیم،منیزیم ،سدیم وپتاسیم وازآنیونها،انواعکانیهای کربناته ، بی‌کربناتها ،سولفاتهاوکلریدهابه صورت محلول یافت می‌شود.

کلریدها معمولا در نقاطی که نفوذ آب به دریاها ، فاضلابها و رسوبات نمکداروجود داشته باشد، بیشتر است. مقدارنیتراتهابطور طبیعی در آبهای زیرزمینیبسیار کم است، ولی نقاطی که فاضلابها به داخل زمین نفوذ می‌کنند، مقدار آن زیادمی‌شود. مواد محلول در آبهای زیرزمینی را توسط نمونه‌گیری از آب وتجزیه شیمیاییبدست آورده و مقدار آنها رابر حسب 'میلی گرم در لیتر' یا 'میلیاکی‌والاندر لیتر' بیان می‌کنند.

آلودگی آبهای زیرزمینی

در دهه‌های اخیر رشد جمعیت و فعالیتهای صنعتی واجتماعی ، علاوه بر ایجاد مسائل زیست محیطی دیگر ، در آلوده‌سازی آبهای زیرزمینینیز نقش مهمی ‌داشته است. می‌توان منابع آلوده‌ساز آبهای زیرزمینی را به صورت زیرطبقه‌بندی کرد:

·         فاضلابهای شهری و مناطق مسکونی که یا مستقیما وارد زمین شده یا پس از تخلیه درمخازنفاضلاب بهزمین وارد می‌شوند. این فاضلابها دارایآلودگی بیولوژیکیوشیمیاییهستند.

·         فاضلابها و پسمانده‌های صنایع که در گودالهایی انباشته شده یا به داخل چاههاییتزریق می‌شوند و قسمتی از آنها به سفره آب وارد می‌شود.

·         فاضلابهای آلوده‌ای که بطور ناخواسته از کارخانه‌ها و تاسیسات صنعتی نشتمی‌نمایند، یا بطور غیر قانونی در زمین رها می‌شوند.

·         زباله‌هایجامد شهری که معمولا در نقاطیانباشته شده و ممکن است توسط آب سطحی یا زیرزمینی ، قسمتهایی از آنها شسته شده و بهسفره آب وارد شوند.

·         زباله‌های جامد صنعتی که شسته شدنشان آلودگی شیمیایی ایجاد می‌کند.

آلودگی آب زمانی اتفاق می‌افتد که فضولات مایعی که مستقیما واردزمین شده یا آنهایی که از زباله‌های جامد شسته شده‌اند، از محل استقرار خود حرکتنمایند. در چنین شرایطی ، مقدار آلودگی وابسته به قابلیت تحرک مواد ، میزان دسترسیآنها به سیستمآبزیرزمینی ، ویژگیهای سفره آبها و آب و هوای منطقه می‌باشد. درخاکهای نفوذپذیرحرکت آلوده‌سازها نسبتا سریع است. البته بسته به سرعت حرکت آب زیرزمینی و مسافت طیشده ، ممکن است همه یا بخشی از آلودگی بیولوژیکی از بین برود.

در صورتی کهآلودگی شیمیایی ممکن است تا مسافتهای دور حمل شود. در سنگها حفره‌دار یا شکسته نیزمقادیر زیادی از آلوده‌سازها سریعا و در مسافتهای طولانی حمل می‌شوند. در مقابل ،مصالح نفوذناپذیر جلو حرکت آب زیرزمینی را می‌گیرد یا شسته شدن مواد را به منطقهاطراف منبع آلودگی ، مثلا محل انباشتن زباله‌ها ، محدود می‌کند. در مواردی که لایهنفوذپذیر ضخیم باشد، میزان آلودگی سفره آب قابل صرف‌نظر کردن است.

آب و هوا و آلودگی بیولوژیکی

نقش شرایط آب و هوایی در آلودگی بیولوژیکیآبهای زیرزمینی به این ترتیب است که در نقاط دارای بارندگی زیاد ، پتانسیل آلودگیبه مراتب بیشتر از مناطق دارای بارندگی کم است. در برخی از نواحی نیمه خشک ،پتانسیل آلودگی ممکن است ناچیز تا صفر باشد. در این نقاط تمام آب نفوذی یا توسطزباله‌ها و مواد آلوده جامد جذب و نگهداری شده ، یا به صورت رطوبت خاک در آمده کهآن نیز دیر یا زود تبخیر می‌شود.

شدت و مشخصات دیگر آلودگیهای تاخیریوابسته به میزانآبزیرزمینی و مدت زمانی است که آب در تماس با زباله‌ها و منابع آلوده کننده بودهاست. از این رو ، حداکثر پتانسیل آلودگی در نقاطی دیده می‌شود که از آب زیرزمینی کمعمقی برخوردارند و در نتیجه زباله‌ها و دیگر مواد باطله در تماس دائمی‌ با آبزیرزمینی هستند. در چنین نقاطی شسته شدن آلودگیها توسط آب زیرزمینی پدیده‌ای دائمی‌است.

آلودگیآب

دید کلی

·         آلودگی آب مشکل بزرگی است. به طوری که نتایج پژوهش پیرامون آن از صدها بلکههزاران مقاله ، مجله وکتابتجاوز 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 شاملجیوه و انواعمواد آلی سمیمانندآفت کشهادررودخانه راین، تمامآبزیاناز شهر بال سوئس تا ساحل هلند کشتهشدند. در سالهای اخیر با غرق شدنتانکرهای بزرگ نفتی اقیانون پیمایا به گلنشستن آنها آسیبهایی بهحیات دریاییوارد آمد.

·         در سال 1983 بر اثر 11000 واقعه آلوده کننده در حدود 120 میلیون لیترمواد آلوده کنندهدر آبهای ایالات متحدهتخلیه شده است.

تعریف آلودگی آب

در 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 ویژه‌اششود.

عوامل آلوده کننده آب

آب یکی ازمهمترین و بنیادی‌ترین عامل حیاتموجودات زندهاست از این نظر جلوگیری ازآلودگی آب نیز به همان نسبت مهم و مورد توجه می‌باشد عوامل آلوده کننده آب بسیارگوناگون‌اند و می‌توانند هممنابع آبهای زیرزمینیو هم آبهای سطحی راآلوده کنند.

·         عوامل آلوده کننده آبهای زیرزمینی :

o        کانیهای موجود در معادن سطحی که در اثر تغییر و تبدیل به عامل آلوده کننده مبدلمی‌شود. مثلاآب جاریسطحی ( حاصل ازباران و …) هنگامعبور ازمعادن زغال سنگ،دی‌سولفید آهن « II ) ( پریت ) همراه بازغالسنگ را در خود حل کرده و سپس در اثر واکنش ، هوا آنرا بهاسیدسولفوریک تبدیل می‌کند. اسید حاصل ضمن عبور از لایه‌های مختلف مخازن زیرزمینی ،موجب آلوده شده آن می‌شود.

o        جمع شدنفاضلابهای شهریبویژه اگر در یک حوزه آهکی ویا شنی وارد شوند از آن که در معرض باکتریها قرار گیرند و تجزیه شوند، مستقیما وبراحتی به مخازن زیرزمینی نفوذ پیدا کرده و موجب آلوده شدن آنها می‌شود.

o        ضایعات رادیواکتیوی : یکی از عوامل آلودهکننده مهم منابع آبی زیرزمینی است که امروزه یکی از راههای رفع آنها که در حقیقتمشکل بزرگی برای صاحبانتکنولوژی هسته‌اینیز به شمار می‌رود دفنآنها در زیر زمین است علاوه بر دفن ضایعات رادیواکتیو در زیر زمین ، همهانفجار های هسته‌ایزیر زمینی نیز موجبآلوده شدنآبهای زیر زمینیمی‌شود.

·         عوامل آلوده کننده آبهای سطحی:

o        آلوده کننده‌های صنعتی:

o        بسیاری از ضایعاتصنعتی بهآبزیانزیانهای جدی می‌رسانند. این ضایعاتبرای خنثی شدن مقدار زیادی ازاکسیژن محلول در آب را به مصرف رسانیده و موجب کاهش اکسیژن مورد نیاز برای آبزیان می‌شود وتهدید به مرگ می‌کنند. از طرف دیگر بسیاری از خود این ضایعات سمی بوده و موجبمسمومیت آبزیان می‌شوند مانندفلزات سنگین،جیوه ،سرب ،مس و غیره.

o        واردشدنترکیباتفسفردار ونیتروژن‌داردر آب موجب رشدجلبک‌هائیمی‌شود کهضمن ایجاد بو و مزه غیر طبیعی آب ، اکسیژن آب را مصرف کرده و باعث کاهش میزان آن وبروز صدمات و تلفات آبزیان می‌شود.

o        فاضلاب خانگی

کلیهپاک کننده‌هاکه وارد آبهای سطحی می‌شوندترکیباتی را در آبها وارد می‌کنند که اگر خنثی نشوند و یا توسطمیکرو اورگانیسم‌هاتجزیه و تخریب نشوندبصورت سمی مهلک زیان بسیاری برای آبزیان ببار می‌آورند.

o        حشره کشها،سموم دفع آفات نباتیوکودهای شیمیایی:

o        که از ضروریاتتوسعه کشاورزیاست نا خواسته موجب آلودگیآبهای سطحی می‌شوند. مانندددت DDTرا نام برد.

چشم انداز آلودگی آب

·         ذخایر آبهای ما در آینده چگونه خواهد بود؟

·         آب آلوده شده برای %75 مردم جهان در کشورهای رو به توسعه مسئله بسیار جدیتریاست.

·         %80 بیماریهای جهان ناشی از آبهای آلوده شده است. در مقابل درصد بالای بیماریچه کنترلهایی انجام شده است؟

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

·         آینده ذخایر آبها با این روند پیشرفت وتکنولوژیروز چگونه خواهد بود؟

آبمعدنی

نگاه اجمالی

آبهای معدنی ، از چشمه‌های طبیعی یا چشمه‌هایی که مصنوعاایجاد کرده‌اند، جریان دارند و آنها را در همان سرچشمه در ظرف مخصوصی پر می‌کنند وبرای مصرف حمل می‌نمایند. آب چشمه‌ها بطور کلی داراینمکهایی هستند که در موقععبور آب ازسطح زمیندر آن حل شده ولیآب مقطر فاقد این نمکهاست. مقدار این نمکها در آبهای معدنی بمراتب زیادتر و لااقل به یک درهزار می‌رسد.

ترکیبات آب معدنی

در آب معدنی ترکیباتی مانند نمکهایید و ترکیباتآرسنیک وترکیبات گوگرددار وموادرادیواکتیو و نظیر آنها وجود دارد که درآب معمولی نیست. از آنجائیکهترکیبات قشر زمین در نقاط مختلف ، متفاوت می‌باشد، مسلم است که ترکیبات آبهای معدنیهم فرق می‌کند. مثلا در یک آب معدنی مقدار کلرور سدیم زیادتر و در آب معدنی دیگرمقدارآهک زیادتر است.

طبقه بندی آبهای معدنی

آبهای معدنی را از روی اینکه چه ترکیبی بیشتر در آنوجود دارد طبقه بندی کرده‌اند.

آبهای معدنی اسیدی

این آبها باید لااقل در یک لیتر ، یک گرمانیدریدکربنیک طبیعی آزاد محلول داشته باشد.

• سرچشمه‌ها: مهمترین چشمه‌های انیدرید کربنیک‌دار درآلمان ،چشمه‌های مارین‌بادوچشمه زائربروندرهارتیو غیره می‌باشد. در ایران هم آب ترش راهرشتوآب علیاز چشمه‌های مهم می‌باشد. چشمه‌های قلیایی که دارای قسمت اعظم ازکربنات سدیممی‌باشند، معروفترینشان،چشمه‌های سالسبروندر آلمان وویشی__ در فرانسه می‌باشد.
• فواید آن برای بدن : انیدرید کربنیک محلول در آب موجبتسریع حرکت دودی‌شکل رودهمی‌گردد و مقدار عصاره‌هاییکه در روده ریخته می‌شود را زیادتر می‌کند. در نتیجه ،هضم غذاتسریع می‌شود. همچنین موجب زیاد شدن اسیدکلریدریکی که درمعدهتولید می‌شود، می‌گردد واثر اشتها آوردارد. آبهای قلیایی نیز فعالیت معده رازیاد می‌کنند و اسید معده را از بین می‌برند و درمعالجه درد مفاصلمؤثرند.

آبهای معدنی سولفات سدیم‌دار

آب این چشمه‌ها دارایسولفات سدیممی‌باشند، ولی علاوه بر آن ، اغلبکلرور سدیموبی‌کربنات سدیمهمدارد.

• سرچشمه‌ها: مهمترین چشمه‌های سولفات سدیم‌دارچشمه‌ مارین‌بادوچشمه‌ الستردرساکسنو غیره در آلمان می‌باشد.

آب چشمه‌های تلخ

مهمترینمادهشیمیایی که در آب این چشمه‌ها موجود است و موجب تلخی مزه آنها می‌گردد،سولفات منیزیممی‌باشد، اما علاوه بر سولفات منیزیم ، اکثراسولفاتسدیموکلرور سدیمهم در آنها وجود دارد.

• سرچشمه‌ها : مهمترین چشمه‌های تلخ در آلمان می‌باشند. چشمه فریدریکهالدرماینینگنوچشمه مدکنت هایمدرورتنبرگاست.
• فواید آن برای بدن : آبهای تلخ اثرات خوبی دربرطرف کردن یبوست و چاقیدارند. آشامیدن آب اینچشمه‌ها برای اشخاص ضعیف و کم خون و مسلول و نظیر این‌ها خوب نیست.

چشمه‌های کلرور سدیم

در آب این چشمه‌ها بیش از یک گرماملاح در لیتر موجود است و بیشتر این املاح نیز کلرور سدیم می‌باشد.

• سرچشمه‌ها : چشمه‌هایکیسینگنونوی‌هاسواقع در آلمان ازمهمترین چشمه‌ها می‌باشند.
• فواید آن برای بدن : اشخاصی که مبتلا به سو هاضمه و یا چاقی زیادمی‌باشند و یادستگاهتنفسی آنها خوب کار نکند، بر اثر آشامیدن این آبها بهتر می‌شوند.

آبهای آهن‌دار

آبهایی که در یک لیتر آب آنها بیش از ده میلی گرمآهن به حالت محلول موجودباشد، از آنجائی که آبهای آهنی زود تجزیه و آهن آنها ته نشین می‌شود. معمولا درهمان سرچشمه‌ آنرا می‌آشامند.

• سرچشمه‌ها : نمونه‌ای از چشمه‌های آهندار در ایرانآب گرم محلاتاست. مهمترین چشمه‌های آهنی در آلمانچشمه‌های پیرمونتوچشمهشوالباخوچشمه الکسی بادو غیره می‌باشد.
• فواید آن برای بدن : آبهای آهن‌دار برایدرمان کم خونیبسیار مفید می‌باشد.

آبهای گوگردی

این آبها دارای هیدروژن سولفوره آزاد و یا هیدروسولفور و یاهر دوی اینها می‌باشند ( بوی هیدروژن سولفوره ، شبیه بوی تخم مرغ گندیده است 

• سرچشمه‌ها : آبهای گوگردی دراسک لاشاپل ( آخن ـ آلمان ) همچنیندربادننزدیکوینهو دراکس لبنهم موجود است. در ایران نیزآب اسک، نمونه‌ای از آبهای گوگردی است.
• فواید آن برای بدن : آبهای گوگردی دردرمانروماتیسموامراض جلدیومسمومیتهای فلزیتجویز می‌شود.

آبهای ‌آهک‌دار

این آبها دارای نمکهایی هستند که قسمت اعظم آنها کربناتاسید کلسیم و کربنات اسید منیزیم و گچ و انیدرید کربنیک می‌باشد.

• سرچشمه‌ها : در آلمان چشمه‌های آن درویلدونگنووایسنبورگو محلهای دیگر واقع می‌باشد. در ایران آب گرم راه همدان نمونه‌ای از آبهایآهک‌دار می‌باشد.
• فواید آن برای بدن : آبهای آهکدار دردرماننارسایی کلیهودرمان نارحتی اعصابودرمان اگزمای پوستو غیره توصیه شده‌اند.

چشمه‌های آرسنیک‌دار

این چشمه‌ها دارای مقدار جزئیآرسنیک هستند که بعلت کمی مقدار اثر کشندگی ندارد بکله بطور کلی برای تقویت بکارمی‌رود.

• سرچشمه‌ها : محل اینچشمه‌های دورک هایمر ماکس کولواقع در آلمانوچشمه لویکوواقع در شمال ایتالیا می‌باشد.
• فواید آن برای بدن : آشامیدن آب این چشمه‌ها برایرفع کم خونیو ضعف ناشی از کمی غذا و غیره مفید است.

آبهای یددار

آب این چشمه‌ها را بیشتر برای آشامیدن و نه حمام گرفتن مصرفمی‌کنند وید موجود در آنها ، همدستگاه گوارشو هم غدد گلو را تحریک به کارو ترشح می‌کند.

املاحمحلول در آب

دید کلی

بطور طبیعی ، املاح متعددی درآب وجود دارند، ولی علاوه بر ایناملاح ، بعضیموادشیمیایی در خلال فرآیندتصفیهبه آب علاوه می‌گردند، از اینرو استکه در پایان تصفیه و یا بطور کلی قبل از مصرف آبها، باید از نظر کیفی کنترل شوند. در مورد بعضی از این املاح توضیحاتی داده می‌شود.

مس (Cu)

مس، در آبهای طبیعی بندرت دیدهمی‌شود و وجود ترکیبسولفاتیآن برای ماهیان بسیار مضر است، بطوری که 0,12 میلیگرم در لیتر آن در آب برایماهی قزل آلاکشنده است و انواعدیگرماهیهابه اینماده ، حساسهستند و مقاومترین ماهیها در محیطی با 1.2 میلیگرمسولفات مسخواهدمرد. در پس‌آبها ، غالبا بعلت عبور آن از مبدلهای حرارتی مس و یا معرف سولفات مس دراستخرهای شنا برای جلوگیری از رشد الگ‌ها ، می‌توان به مقدار قابل توجهی مس برخوردنمود.

مقادیر زیاد مس در آب ، علاوه بر ایجاد طعمهای نامطلوب و نامطبوع ،باعث پیدایش لکه‌های سیاه ، روی موزائیک ، کاشی و لباسهای سفید در حین شستشو خواهدبود. مقدار1.0 ppm از مس در آبهای شهری مجاز تعیین شده است. (بدن انسانروزانه به2-1میلی گرم مس نیاز دارد.

روی (Zn)

وجود انسان همانند مس بهروی نیاز دارد (حدود 100 میلیگرم در روز) و اینفلز ، همانند مس از طریقادرار و مدفوع قابل رفع است و در بدن انباشته نمی‌شود و از اینرو از نظر سلامتی ،حتی 40 ppm مجاز می‌تواند باشد، ولی مقادیر بیش از 5 ppm آن در اثرتولید هیدرات و هیدروکربنات روی ، طعم نامطبوعی در آن ایجاد می‌کند و آبهای قلیایی، حتی رنگشان هم شیری می‌شود.

سرب (Pb)

سرببرخلاف مس و روی در بدنانسان انباشته می‌شود و متابولیسم بدن نیز چندان نیاز قابل توجهی به این ، فلزندارد. مسمومیت با سرب ، به همراهکم خونی، بی‌اشتهایی و دردهای عضلانیاست. این عوارض گویا زاییده جایگزین شدن سرب بجایکلسیمدر ترکیب استخوانهاست که مرکزخونسازیمی‌باشند. علاوه بر این ، سرب ، عملکردآنزیمهای سازندههموگلوبین را مختل می‌نماید.

سرب که به آسانی از طریقپوست ،مخاط،تنفس وتغذیه جذبمی‌شود، به علل مختلف درمحیطزیست پراکنده است. از مهمترین این علل وجود سرب در سوخت اتومبیلهاست. در ضمنوجود بعضی آلیاژهای سربی که بعنوان لوله‌های انتقال آب مورد استفاده قرار می‌گیرند. مقدار مجاز سرب در آبهای شهری ، کمتر از 0.5 ppm است.

آرسنیک (As)

آرسنیکمانند سرب در بدن انباشته می‌شود و میزان ناچیزی از آن دفع می‌شود. این فلز ، مسمومکننده است و حتی می‌تواند از طریق شستشوی زمینهای زراعتی ، علوفه حیوانات را نیزآلوده نموده و موجب مسمومیت چهار پایان گردد. تاثیرسرطان‌زایی آرسنیک (پوست) تایید شده است. مقدار مجاز آن در آب ، 0.05 ppm است.

آهن (Fe)

آهنیکی از فراوانترینعناصر موجود در طبیعتاست و علاوه بر این ، ترکیبات آهن به مقدار زیادی درتصفیه آبهامورد استفاده است. در ضمن بعلتاستفاده فراوان از لوله‌های آهنی انتقال و توزیع آب و با در نظر گرفتن این کهخوردگی آهن در آب بسرعت صورت می‌گیرد، می‌توان انتظار داشت که در آبهای شهری نیز آهن وجودداشته باشد.

آهن همانند مس و روی در بدن انسان انباشته نمی‌شود و بدن انساندر تشکیلهموگلوبینخون به این عنصر نیازمند است، بخصوص در موارد کم خونی و اواخر دوران بارداریزنان از طرفپزشکان تجویز می‌شود. با در نظر گرفتن کلیه جوانب امر ، تا مقدار 0.3 ppm آهن در آبهای شهری مجاز است. وجود بیش از حد آهن ، در صنایعکاغذسازی ، یخ‌سازی ، لباسشویی بعلت ایجاد لکه‌های قهوه‌ای رنگ (اکسید آهن) مشکلاتیرا بوجود می‌آورد.

منگنز (Mn)

منگنزبا وجوداین که همانند آهن از بدن دفع می‌گردد، ولی مقدار بیش از حد آن که غالبا در اثرمصرف مداوم وارد بدن می‌شود، باعث اختلال در بعضی ارگانهایمغزمی‌گردد و حتی ممکن است منجر به مرگشود. املاح منگنز نظیر آهن ایجاد لکه‌های سیاه و قهوه‌ای بر روی کاشی ، پارچه ،کاغذ و غیره می‌نماید. زیادی منگنز علاوه بر آنکه طعم نامطلوبی ایجاد می‌کند، موجبایجاد بلورهای رسوبی در جدار لوله‌های انتقال می‌گردد.

بدن انسان روزانه به 10 میلیگرم منگنز نیازدارد که از طریق تغذیه تامین می‌گردد و از اینروست کهمنگنز تا مقدار 0.05 ppm در داخل آب شهری مجاز اعلام شده است.

کادمیم (Cd)

کادمیماززمره عناصری است که در بدن انباشته می‌شود و مقدار کمی از آن دفع می‌شود. املاحمحلول این فلز ، باعث سوزش جدارمعدهورودهمی‌گردد. این فلز بر روی حیواناتی نظیرخرگوشاثرات نامطلوبی نظیر کاهش هموگلوبین خون و پوسیدگی دندان داشته است. مقدار مجاز آن 0.01 ppm است.

سلنیوم (Se)

این عنصر که از نظر پرورش چهار پایان اهمیت دارد و تغذیهگیاهان حاوی این عنصر ، موجب ذخیره آن درکبد وکلیه می‌گردد. آزمایشاتی که بر روی خرگوش انجام یافته ، نشان دهنده آن است که ترکیباتآلی آن بویژه موجبسرطان کبداست. این عنصر بطور کلی برروی موجوداتی که درمحیطهایی با غلظت زیادسلنیومزندگی می‌کنند، دیده شده است وتحقیقات بیشتری در این زمینه ادامه دارد.

خوشبختانه مقدار سلنیوم در آبهاچندان قابل ملاحظه نیست. ولی در بعضی خاکها و گیاهان به مقدار قابل توجهی از آنبرخورد شده است. مقدار مجاز این عنصر در آبهای شهری حدود 0.01 ppm تعیین شدهاست.

آلومینیوم (Al)

این فلز به صورت سولفاتش درتصفیه آبمورد استفاده است و همچنین بعلتمصرف ظروفآلومینیومی و همین طور بعلت تماس انسان با خاک به مقدار زیادی وارد بدن می‌شود. خوشبختانه اینفلز ، مسمومیت‌زا نیست.

کروم (Cr)

کرومدر صنایع مصرفزیادی دارد و خوشبختانه مسمومیت‌زا نیست.

جیوه (Hg)

این عنصر خطرناک ، بشدت مسموم کننده است. متاسفانه با صنعتی شدنجوامع ، مقدار این عنصر رو به افزایش است. بطور کلی وجود این عنصر در آبهای شهریحتی در مقادیر فوق العاده ناچیز نیز ممنوع است. براساس آمار منتشره بتنهایی در سال 1974 حدود 10 میلیون کیلوگرم جیوه از طرق گوناگون به محیط زیست وارد شدهاست.

کلسیم و منیزیم (Ca و Mg)

این دو فلز از مهمترین عناصر مورد نیاز بدنهستند و ترکیبات آنها نیز ، نقش پراهمیتی در صنایع دارند. املاح این دو فلز موجبسختی آب هستند.

سیانور (^-CN)

سیانور،آنیونی است که بندرت در آبهای سطحی و زیرزمینی دیده می‌شود. ولی متاسفانه در صنعت مخصوصادر صنایعآبکاری، مصرف زیاد آن باعث ورود آن در محیطزیست از طریقپس‌آبهایصنعتی می‌گردد. این آنیون به شدت مسموم کننده است. انسان و ماهیها با مصرفمقادیر بسیار کمی از آن به هلاکت می‌رسند بطوری که در محیطی با غلظت سیانور 1 ppm ماهی قزل آلا را در مدت 20 دقیقه به هلاکت می‌رساند.

از اینرو وجوداین ترکیب در آبهای آشامیدنی ، غیرمجاز تلقی می‌شود.

کلرورها و سولفاتها

این دو آنیون به مقدار بسیار زیادی در آبهای سطحی وزیر زمینی دیده می‌شوند و مقدار مجاز آنها در آبهای شهری در حدود 250 ppm است. ترکیبات بسیار غلیظ آنها به صورتهایسدیم ،پتاسیم ومنیزیم درآبهای آشامیدنی ایجاد طعم کرده و در مصرف کننده ایجاد ناراحتیهایی به صورتهای مختلفمی‌کند. آبهایی که مقدار کلرور آنها بیش از حد است، شور و آبهایی که مقدار سولفاتسدیم و سولفات منیزیم آنها زیاد است، گس و تلخ مزه می‌باشند. چای یا قهوه تهیه شدهبا آبهای کلرور و سولفات‌دار ، بد طعم و بد رنگ هستند.

ید

معمولا در آبهای طبیعی به مقدار کمی ،ید وجود دارد. ولی در آبهای شورطبیعی مقدار آن نسبتا زیاد است. ید در صنایع بعنوان ضد عفونی کننده قوی مصرف می‌شودو از یکی از موارد مصرف مهم آن ، ضد عفونی آب استخرهاست. ید محلول در آب علاوه براینکه بصورتI₂ وجود دارد، بصورتHOI (اسید هیپویدیک)، یون^-OI (هیپویدیت) و یون^-I₃ نیز یافت می‌شود.

یدیکی از عناصر مورد نیاز غده تیروئید در ساختن تیروکسین است. مرض گواترنشانهکمبود آن است. گرچه مصرف ید از طریق آب آشامیدنی مفید است، ولی گاها ایجاد حساسیتمی‌کند. لذا در سالهای اخیر ، ید را همراه با مصرف نمک طعام تجویز می‌کنند. از موادغذایی یددار می‌توان کلم ، ماهی و هویج را نام برد. زیادی ید در بدن موجب بیماری بهنامیدیسیماست که علائم اولیه آن ، جاری شدن آب دهان ، بینی و چشم است.

فلوئور

آنیونفلوئور بعلت نقش مهم آن در سلامتی دندانها اهمیت ویژه‌ای دارد.

آمونیاک ، نیتریت و نیترات آنها

مواد ازت‌دار بطرق مختلف نظیر تماس منابعآب با فاضلاب و یا تخلیه آبهای شستشوی زمینهای کشاورزی در رودخانه و از همه مهمتراکسیداسیون مواد آلی ازت‌دار نظیرپروتئینها موجدازت هستند. آمونیاک حاصله هم پساز مدتی به نیتریت اکسیده می‌شود و نیتریت هم به نیتراتتبدیل می‌شود. آمونیاک در درجه اول و نیتریت در درجه دوم ، موید آلودگی جدی آباست.

وجود نیترات و نیتریت در آبهای شهری برحسب میلی گرم در لیتر ازت ،نباید بیش از 10 باشد.

تعییناسیدیته آب

نگاه کلی

دی‌اکسید ‌کربن در محلولهای آبی به صورت آزاد یا به شکل یونهایکربناتی یا بی‌کربناتی وجود دارد. وجود اینگاز درآب می‌تواند ناشی از حلشدنموجوددر هوا و یا تجزیه مواد آلی موجود در آب باشد، با وجودی‌که مقدارموجود در هواکمتر از حدود 0.04 درصد است، ولی این مقدار در آبهای سطحی در مقایسه بااکسیژن محلول قابل توجه بوده و به 10ppm می‌رسد. درآب چاهها این مقدار تا حد 100ppm می‌رسد.

تأثیرمحلول در آب در تأسیسات صنعتی

خورندگییکی از تأثیرات مهممحلول در آباست،در آبتبدیل به اسید کربنیک می‌شود که ترکیبی خورنده است. مخصوصاً در PHهای پائین علاوهبر اینکه اسید کربنیک خورنده تولید می‌شود، خاصیت خورندگیاکسیژن همبالا می‌رود. از اینروست که بایدموجود در آبخارج شود.

در جوش‌آورها ، خورندگی ناشی ازاغلب در مسیربخار داغ و خطآب مقطر برگشتی دیده می‌شود و اینناشی ازتجزیهکربناتها و بی‌کربناتها در شرایطداخلی جوش‌آورها می‌باشد. هیدروکسید سدیم ، محصول جانبی این واکنشها می‌باشد. خورندگی بخار آب داغ و آب مقطر برگشتی اغلب در جوش‌آورهایی که آب مصرف شده در آنهادارای قلیائیت متیل اورانژ بالایی هستند بیشتر دیده می‌شود.

در این نوعجوش‌آورها مقدار تقریبیدر بخار داغ رامی‌توان با ضربقلیائیتمتیل اورانژ آب تغذیه به جوش‌آورها عدد و 0.7 بدست آورد و این بمعنی تجزیه 80% کربنات سدیممی‌باشد. یعنی اگر قلیائیت متیلاورانژ آب تغذیه به جوش‌آورها 100ppm باشد باید انتظار داشت که مقداردر بخار داغ 79ppm باشد که این مقداربشدت خورندهاست.

روش اندازه گیری

روشتیتراسیونمستقیم در محدوده 100ppm قابلاستفاده است. در این روشآزاد با محلولکربنات سدیم و یا یک محلول قلیایی دیگرترکیب و تولید بی‌کربنات خواهد کرد. پس از ترکیب کلیه، بی‌کربناتاضافی در محیط باقی خواهد ماند. در این شرایط که PH برابر 8.3 است. رنگ صورتیشناساگرفنل فتالینظاهر خواهد شد.

اگربلافاصله بعد از اضافه کردن معرف به ظرف حاوی نمونه آب ، رنگ قرمز ظاهر شود می‌تواننتیجه گرفت کهدر نمونه وجودندارد. اما اگر نمونه بی‌رنگ ماند، با کربنات سدیم تیتر می‌شود تا رنگ صورتی باپایداری 30 ثانیه حاصل شود.

عوامل مداخله کننده

وجود اسیدهایمعدنی ،فلزاتسنگین و مقدار زیاد مواد محلول در آباز عوامل مؤثر در اندازه گیری و نتایج هستند. طریقه نمونه برداریهم ازعوامل مهم محسوب می‌شود.

آب مقطر

نگاه کلی

آب طبیعی به علت خاصیت حل کنندگی خوبی که دارد معمولا دارای حجمبالایی از نمکهای محلول درآب می‌شود. CO₂ هوا بهخاطر انحلال در آب و تولیداسید کربنیکضعیف ، خاصیت خورندگی آب رابهبود می‌بخشد. بنابراین آب هنگام عبور از محیط‌های گوناگون مخصوصا محیط‌های آهکیمقداری از کربناتها را در خود حل می‌کند که این کربناتها همراه یونهایی مثلکلسیم،منیزیم و … باعث ایجاد سختی موقت می‌شود که با جوشاندن از بین می‌رود. البته یونهای منیزیم وکلسیم و سایر یونهای فلزی باسولفاتونیتراتو کلرو ایجاد سختی دائم می‌کنند. سختی آب باعث رسوب کردنصابون در آبمی‌شود (خاصیت کف کنندگی صابون را از بین می‌برد.)

اثرات زیانبخش ناخالصیهای آب در صنعت

آب درشیمی یکی ازمهمترین حلالها می‌باشد و معمولا از آن به عنوان حلال عمومی نام می‌برند و بنابراینکاربرد اساسی در صنعت دارد که برخی از کاربردهای مهم به این شرحمی‌باشد:

·         به عنوانحلال

·         به عنوان ماده اولیه برای شرکت درواکنشهایشیمیایی تهیه محصول

·         به عنوان ماده واسطه برای خارج کردن مواد ناخواسته

·         به عنوان بستر یا محیط واکنش

وجود ناخالصیها در آب باعث ایجادرسوب در دستگاههای حرارتی ودیگ بخارمی‌شود که این عمل باعث کاهش عمرمفید دستگاه می‌گردد. بخاری که از آبهای ناخالص تولید می‌شود دارای کیفیت بسیارپایینی می‌باشد به عنوان مثالسیلیسهمراه بخار خارج شده و در اثر سرد شدنرویپره‌های توربینرسوب می‌کند. خوردگی بویلرهاو تأسیسات حرارتی و لوله‌ها ، اتلافموادشیمیایی و باقی گذاشتن لکه روی محصولات غذایی ونساجیاز عوارض دیگر آبهای ناخالصمی‌باشد.

بهترین آب برای استفاده درصنعت آببدون یون است اما هزینه تولید آببدون یون بسیار بالاست. بنابراین در اکثر آزمایشگاهها و واحدهای صنعتی ازآب مقطراستفاده می‌کنند همچنین درمناطق کویریو خشک کهمنابع آب آشامیدنیمحدود می‌باشد. از روشتقطیر آب دریابرای تولید آب آشامیدنیاستفاده می‌شود.

روش تقطیر آب

تقطیر یک محصول وخالص سازی آن به فراریت اجزای آن محلول یعنی اختلافنقاط جوشآنها بستگی دارد. آب طبیعی از دوجزء حلال (آب) و مواد حل شده (انواع نمکها) تشکیل شده است. آب جزء فرار می‌باشد. دراثر حرارت آب بخار می‌شود و نمکهای موجود در آن در ظرفتقطیر به صورترسوب باقی می‌ماند. اگربخار آبحاصل را سرد کنیم بخار به مایعتبدیل شده و آب مقطر به دست می‌آید. با تکرار تقطیر می‌توان آب مقطر با خواص بهتریرا بدست آورد.

از آب مقطر به دست آمده در آزمایشگاههای شیمی بطور گستردهاستفاده می‌شود همچنین آب مقطر استریل شده درتزریقاتکاربرد فراوانی دارد. آب مقطر مانندآب آشامیدنیگوارا نمی‌باشد. زیرا مقداری ازاکسیژن محلول و همچنین برخی از یونهایی که باعث ایجاد طعم خوب آب می‌شود را از دست دادهاست. درتاسیسات آب شیرین کنبعد از اینکه آب شور راتقطیر کرده و آب مقطر تولید می‌کنند طی فرآیندهایی که روی آب انجام می‌دهند طعم آنرا بهبود بخشیده و برای نوشیدن مناسب می‌سازند.

برخی خواص آب مقطر

PH آبمقطر خنثی و در حدود 7 می‌باشد. رسانایی ویژهآن (عکس مقاومت) بسیار کممی‌باشد. زیرارسانایی الکتریکیآب با انحلال نمکها در آنافزایش می‌یابد. دمای جوش آن پایینتر از آبهای طبیعی می‌باشد و به علت عدم وجودمواد محلول خاصیت خورندگی ندارد.

آب در اسطوره

   يكي از مسائل خيلي مهم زندگي بشر، مسئله دسترسي به آب و روش‌هاي نگه‌داري و استفاده از آن بوده است. اين مسئله در روزگار غار ( دوران كهن سنگي و نو سنگي) حالت بسيار حادي داشته است.

   بشر آن قدر درگير مسائل مربوط به آب بود كه موفقيتش در ساختنظروف سفالي ـ مانند معجزه‌اي ـ باعث دگرگوني در روش زندگي او شد. اما چندهزارسالزندگي سخت باعث شده بود كه موضوع آب به يكي از اصلي‌ترين دغدغه‌هاي ذهني انسانتبديل شود. به همين دليل بين ملت‌هاي تاريخي، داستان‌ها و افسانه‌هايي در مورد آبساخته و پرداخته شد. تمام اين اسطوره‌ها مربوط به اهميت آب پاك و روش‌هاي استفادهاز آن بود.

   در ايران باستان ايزد بانوي آب‌هاي پاك به نام آناهيتا ارديسوَرهاز فراواني و پاكي آب‌ها مراقبت مي‌كرد. اين ايزد بانو چشمه‌ها، نهر‌ها، رودها،درياچه‌ها و درياها را پر از بركت و پاكي مي‌كرد.

   در ايران باستان، پل‌ها و ساختمان‌هاي پيرامون چشمه‌ها و سدهاهمگي براي خوش يمني به نام اين ايزدبانو نام گذاري مي‌شدند. هنوز نام‌هايي نظير پلدختر، بند دختر، چشمه دختر، بين مردم نواحي مختلف، يادگار احترام به اينايزدبانوست.

   در تاق بستان كرمانشاه نقشي از آناهيتا باقي مانده است: بانوييبلند بالا و شكوهمند كه ظرفي در دست دارد و آب از آن جاري است.

   در شهر كنگاور نزديك كرمانشاه، بزرگ‌ترين معبد شناسايي شده ناهيدهنوز پابرجاست.

   روي ظرف‌هاي سفالي روزگار نوسنگي براي بركت و پاكي آب، نقش ونگار پرندگان آبزي و بزكوهي به عنوان نگهبانان آب، به فراواني نقش شده است.

   در يكي از بخش‌هاي اوستا توصيف آناهيتا با جزئيات كامل سروده شدهاست.

   يكي از داستان‌هاي اسطوره‌اي بسيار زيباي ايراني، داستان مبارزهاَپوش ديو خشكي با تيشتره فرشته باران و آب است. در اين داستان اپوش به شكل اسبسياه دم كُل نيرومند و تيشتره به صورت اسب سفيد زرين لگام شكوهمند توصيف شده است. اپوش باعث خشكي و شوري و تلخي و پليدي آب‌ها و تيشتره سبب باريدن باران، جاري شدنآب پاك و رفع شوري و تلخي آب مي‌شود.

   در ايران باستان حفاظت و احترام به آب‌ها از دستورالعمل‌هايبسيار مهم زندگي اجتماعي بوده است و مردم با نذر و نيايش براي پاكي آب‌ها آرزومي‌كردند. در كنار هر چشمه‌اي عبادتگاهي ساخته مي‌شد و همه مردم نسبت به اين موضوعمسئول بودند.

¤ لينک |ساعت 23:12مولكول‌ها و يون‌ها

گاز‌هاي نادر [نجيب] ( هليم، نئون، آرگون، كريپتون، گزنون و رادون) تنها عناصري هستند كه در طبيعت به صورت‌ اتم‌هاي منفرد يافت مي‌شوند. ساير عناصر ونيز تمام تركيبات، به صورت تركيبي از اتم‌ها وجود دارند. مولكول‌ها و يون‌ها دو نوعذره مهم هستند كه از اتم‌ها به وجود مي‌آيند.

مولكول‌ها

مولكول ذره‌اي است مركب از دو يا چند اتم كه به يكديگر محكمپيوسته‌اند. در فرآيندهاي شيميايي و فيزيكي، مولكول‌ها به صورت واحد عمل مي‌كنند. برخي از عناصر و بسياري از تركيبات به صورت مولكول وجود دارند.

يون‌ها

يونذره‌اي است مركب از يك اتم يا گروهي از اتم‌ها كه حامل بارالكتريكي هستند. يون‌ها بر دو نوعند:

  ۱. كاتيونكه يك بار مثبت دارد، زيرا يك يا چند الكترون را از دست دادهاست.

  2. آنيونكه يك بار منفي دارد، زيرا يك يا چند الكترون بهدست آورده است.

ايزوتوپ

ايزوتوپبه هر يك از اتم‌هاي گوناگون يك عنصر شيميايي گفتهمي‌شود كه تعداد پروتون‌هاي آن مساوي ولي تعداد نوترون‌هاي آن متفاوت است. بعضي ازعنصرهاي شيميايي مانند آلومينيوم، طلا، فلوئور و فسفر فقط يك نوع اتم دارند. امابيشتر عنصرها چندين ايزوتوپ طبيعي دارند. مثلاً ئيدروژن در طبيعت به صورت سهايزوتوپ، و قلع به صورت ده ايزوتوپ يافت مي‌شود. امروزه، به طور مصنوعي ايزوتوپ‌هايديگري نيز از اتم‌ها مي‌سازند. مثلاً طلا ايزوتوپ طبيعي ندارد، ولي ايزوتوپ مصنوعيآن را در پزشكي به كار مي‌برند. خواص شيميايي ايزوتوپ‌هاي يك عنصر تقريباً يكساناست، زيرا تعداد پروتون‌ها و الكترون‌هاي آن‌ها مساوي است، اما بعضي از خواص فيزيكيايزوتوپ‌هاي يك عنصر، مانند وزن اتمي و چگالي آن‌ها، متفاوت است، زيرا تعدادنوترون‌هاي آن مساوي نيست.

عدد اتمي همه عنصرهاي شيميايي با يكديگر تفاوت دارد، اما عدد اتميايزوتوپ‌هاي يك عنصر يكسان است. به همين سبب، درجدول تناوبي عناصرشيميايي،كه عنصرها به ترتيب عدد اتمي در رديف‌هاي افقي مرتب شده‌اند، همه ايزوتوپ‌هاي هرعنصر در خانه‌اي از جدول جاي مي‌گيرند كه شماره آن با عدد اتمي آن عنصر برابر است. مجموع تعداد پروتون‌ها و نوترون‌هاي موجود در هسته اتم راعدد جرميمي‌نامند. بنابراين، عدد جرمي ايزوتوپ‌ها با يكديگر تفاوت دارد.

نشانه‌هاي اتمي

يك اتم، با دو عدد، « اتمي » و « جرمي »، مشخص مي‌شود.

1. عدد اتمي،Z نشان دهنده واحدهاي بار مثبت هسته است. از آنجا كه بارپروتون 1+ است، عدد اتمي برابر با تعداد پروتون‌هاي هسته اتم مي‌باشد.

تعداد پروتون‌ها = Z

يك اتم از نظر بار الكتريكي خنثي است. بنابراين، عدد اتمي، نشاندهنده تعداد الكتون‌ها در خارج هسته است.

2. عدد جرمي،A ،نشان دهنده تعداد كل پروتون‌ها و نوترون‌ها ( كه مجموعاًنوكلئونناميدهمي‌شود.) در هسته اتم است.

A = تعداد پروتون‌ها + تعداد نوترون‌ها

A = Z + تعداد نوترون‌ها

بنابراين تعداد نوترون‌ها را مي‌توان از تفريق عدد اتمي ( تعدادپروتون‌ها ) از عدد جرمي ( مجموع تعداد پروتون‌ها و نوترون‌ها ) به دست آورد.

تعداد نوترون‌ها = A _ Z

بين جدول‌هايي كه پس از جستجو در اينترنت پيدا كردم، اين جدول از همه بيشتر بهجدول كتاب شيمي دبيرستان شباهت داشت. تنها تفاوت آن، در خانه Ha با عدد اتمي 105 بود كه در كتاب درسي Db است و Ns با عدد اتمي 107 كه در كتاب درسي Bh نوشته شده است.

جدول تناوبي عناصر،آرايشي از عنصرهاي شيميايي بهصورت تناوب‌ها يا دوره‌ها ( رديف‌ها )، و گروه‌ها (ستون‌ها ). مندليفپيشنهاد كرد كه عنصرها بايد به ترتيب افزايش جرم (وزن) اتمي منظم شده و بر طبقخواص‌شان گروه‌بندي شوند.

اين جدول بر اساسقانون تناوبيعنصرها استوار است. بر طبقاين قانون هرگاه عنصرها را بر حسب افزايش عدد اتمي در كنار يكديگر قرار دهيم خواصفيزيكي و شيميايي آن‌ها به صورت تناوبي تكرار مي‌شود.

پروتون، نوترون، الكترون

در مركز اتم يك هسته وجود دارد. بيشتر جرم و تمام بار مثبت اتم در اين هسته متمركز است. امروز اعتقاد بر اين است كه هسته از تعدادي پروتون و نوترون تشكيل مي‌شود كه مجموعاً جرم آن را به وجود مي‌آورند. پروتون‌ها علت وجود بار مثبت در هسته مي‌باشند.

الكترون‌ها كه بيشتر حجم اتم را اشغال مي‌كنند. درخارج هسته(برون هسته‌اي) مي‌باشند و با سرعت به دور آن مي‌گردند. از آنجاكه هر اتم از نظر بار الكتريكي خنثي است، كل بار مثبت هسته كه از پروتون‌هاي آنناشي مي‌شود، معادل كل بار منفي تمام الكترون‌هاست، بنابراين تعداد الكترون‌هابرابر تعداد پروتون‌هاست.

عناصر، تركيب‌ها و مخلوط‌ها

مادهيعني آنچه كه جهان هستي از آن تشكيل يافته است ومي‌توان آن را به عنوان هر چيزي كه فضا را اشغال كند و داراي جرم باشد، تعريفكرد.

يونانيان باستان اين عقيده را رواج دادند كه كليه مواد از تعدادمعدودي مواد ساده به نام عناصر تشكيل شده‌اند يونانيان تصور مي‌كردند كل ماده‌اي كهدر زمين وجود دارد، از چهار عنصرآب،هوا،خاكوآتشتشكيل شده است.

در سال 1661 رابرت بويل در كتاب خود به نامشيمي‌دان شكاكتعريف جديدي از عنصر را مطرح كرد؛ صحت طرز تلقي بويل از يكعنصر شيمياييدر قرن بعد توسط آنتوان لاوازيه به اثبات رسيد. لاوازيه ماده‌اي را به عنوان عنصرپذيرفت كه نتواند به مواد ساده‌تر از خود تجزيه شود. علاوه بر آن وي خاطر نشان ساختكه يك تركيب از اتحاد عناصر ايجاد مي‌شود.

تركيباتموادي هستند كه از دو يا چند عنصر به نسبت‌هاي ثابتو معين تشكيل يافته‌اند.

خواص تركيبات با عناصر تشكيل دهنده آن‌ها تفاوت دارد.

يك عنصر يا يك تركيب، يكماده خالصناميده مي‌شود. همه انواعديگر ماده مخلوط مي‌باشند.

مخلوط‌هااز دو يا چند ماده خالص تهيه مي‌شوند و تركيب متغيريدارند. خواص يك مخلوط به تركيب مخلوط و مواد خالص تشكيل دهنده آن بستگي دارد.