5 روش ساده بررسی کیفیت آب مصرفی و آشامیدنی + شاخص‌ها

امروزه بسیاری از مردم از آب لوله کشی برای آب آشامیدنی استفاده می‌کنند. طبق استانداردهای بین‌المللی سازمان حفاظت از محیط زیست (EPA)، افرادی که اقدام به پرداخت قبض آب می‌کنند، در قبض آب پرداختی می‌توانند میزان آلایندگی آب را مشاهده کنند. در کشور ما، آب لوله کشی شده به مناطق مختلف از منابع مختلف سد، رودخانه، چشمه و… لوله کشی می شود که این موضوع باعث می‌شود تا میزان آلایندگی محلی، متفاوت باشد. در این مطلب چگونگی بررسی و آنالیز کیفیت آب مصرفی، همینطور ویژگی‌های آب سالم و با کیفیت را بیان می‌کنیم.

آب سالم و بدون آلودگی را چگونه می‌توان تشخیص داد؟

آنالیز آب بر اساس آنالیز فیزیکی، شیمیایی، میکروبی و فلزات سنگین انجام می‌شود. این بررسی توسط پارامترهای مختلف و برحسب استفاده و کاربری آب بر روی نمونه‌های آبی مختلف انجام می‌شود. نمونه‌های آبی می‌توانند آب آشامیدنی، آب استخر، آب صنعتی و… باشند.

تشخیص آب سالم و بدون آلودگی نیازمند دقت و بررسی دقیق است. برخی نشانه‌ها برای ارزیابی کیفیت شامل موارد زیر هستند:

• ویژگی‌های ظاهری

آب سالم باید شفاف و بدون رنگ غیرعادی باشد. همینطور نباید ذرات معلق یا رسوب در آب دیده شود. یک لیوان شفاف شیشه‌ای را پر از آب کنید و لیوان را در مقابل نور قرار دهید. آب سالم، آبی شفاف و زلال است. اگر آب کدر باشد یا ذرات معلقی به صورت شناور یا ته نشین در آن وجود داشته باشد، نشان‌دهنده آلودگی آب آشامیدنی است.

• طعم و بو

آب سالم آبی است که طعم، بو و مزه نداشته باشد. آب آشامیدنی نباید طعم تلخ، شور و یا فلزی داشته باشد. همچنین، آب بی‌بو است؛ بوهای غیرمعمول (مانند بوی کلر یا تخم‌مرغ گندیده) می‌توانند نشانهٔ آلودگی باشند.

اگر بوی خاصی در آب آشامیدنی خود حس کنید، ممکن است این بو ناشی از کلر بالای آب باشد. بوی تخم مرغ گندیده در آب، نشانه وجود محلول‌های آلی و گوگرد است. برای حل این مشکل باید آزمایش‌های کنترل کیفیت را برای آبی که بو دارد، در آزمایشگاه‌های تخصصی آب انجام داد.

• بررسی دما

آب باید در دمای متعادل و بدون تغییرات ناگهانی باشد. آب گرم ممکن است حاوی مواد آلاینده یا میکروارگانیسم‌ها باشد.

• استفاده از فیلترها یا کیت‌های آزمایش خانگی

فیلترهای خانگی می‌توانند آلودگی‌های اولیه را حذف کنند. همچنین کیت‌های آزمایش خانگی امکان ارزیابی سریع برخی ترکیبات مانند pH و نیترات‌ها را فراهم می‌کنند.

• آزمایش در آزمایشگاه تخصصی

دقیق‌ترین روش، ارسال نمونه آب به آزمایشگاه برای بررسی مواد شیمیایی، باکتری‌ها و فلزات سنگین است. معمولا در مراکز استان‌ها، آزمایشگاه‌هایی برای تست آب وجود دارد که می‌توانید آب آشامیدنی خود را به منظور تست کیفیت آب به آنها بسپارید. البته توجه داشته باشید که آب آشامیدنی باید در ظرفی ریخته شود که استریل باشد.

• کیت تست کیفیت آب

قیمت کیت تست تشخیص خلوص آب به صرفه و ارزان است و می‌توانید از آزمایشگاه‌های تخصصی آب، کیت تشخیص خلوص آب را تهیه کنید. این کیت، میزان کلر، نیترات، نیتریت، مواد معدنی از آهن را گرفته تا سرب و آرسنیک و میزان سختی آب را اندازه‌گیری می‌کند.

کیت آنالیز و بررسی کیفیت آب

مواد معدنی موجود در آب و اهمیت آنها

آب طبیعی حاوی مواد معدنی مختلفی است که تاثیرات متفاوتی بر سلامت انسان دارند. مشخصات اصلی مواد معدنی موجود در آب شامل موارد زیر است:

• کلسیم (Calcium)

یکی از مواد معدنی اصلی در آب، که برای سلامت استخوان‌ها و دندان‌ها ضروری است. می‌تواند طعم آب را کمی “سخت” کند.

• منیزیم (Magnesium)

برای فعالیت‌های عضلانی و عصبی و نیز سلامت قلب اهمیت دارد. مقدار زیاد آن ممکن است باعث ایجاد طعم تلخ در آب شود.

• سدیم (Sodium)

به تنظیم تعادل آب در بدن کمک می‌کند. آب‌هایی که سدیم بالایی دارند، ممکن است برای افرادی با فشار خون بالا مناسب نباشند.

• پتاسیم (Potassium)

برای تنظیم ضربان قلب و عملکرد سلول‌ها مهم است. به ندرت در مقادیر زیاد در آب یافت می‌شود.

• بی‌کربنات (Bicarbonates)

به تنظیم pH بدن و کاهش اسیدیته معده کمک می‌کند. باعث قلیایی‌تر شدن آب می‌شود.

• سولفات (Sulfates)

در متابولیسم بدن نقش دارد. مقادیر بالای آن ممکن است موجب اثرات ملین شود.

• فلوراید (Fluoride)

در تقویت دندان‌ها و پیشگیری از پوسیدگی آنها موثر است. باید در حد استاندارد باشد، زیرا مقادیر زیاد ممکن است مضر باشد.

• آهن (Iron)

برای تشکیل گلبول‌های قرمز و حمل اکسیژن در بدن مهم است. مقادیر بالای آن می‌تواند طعم و رنگ آب را تحت تاثیر قرار دهد.

• نیترات و نیتریت (Nitrates/Nitrites)

معمولاً نشان‌دهنده آلودگی کشاورزی یا صنعتی است. باید در سطح استاندارد و ایمن باشد، زیرا مقادیر زیاد آن برای سلامتی خطرناک است.

انواع شاخص‌ها و پارامترهای تعیین کیفیت آب

کیفیت آب بر اساس مجموعه‌ای از پارامترهای فیزیکی، شیمیایی و میکروبیولوژیکی ارزیابی می‌شود که در ادامه مهمترین این پارامترها را مشاهده می‌کنید:

pH آب

یکی از پارامترهای مهم در آنالیز شیمیایی و فیزیکی آب، بررسی pH آب است که میزان اسیدی یا بازی بودن آب را نشان می‌دهد. pH آب عاملی تعیین کننده در سرعت خوردگی آن نیز می‌باشد. سطح pH بین ۶.۵ تا ۸.۵ برای آب آشامیدنی مناسب است که نشان دهنده تعادل بین اسیدی یا قلیایی بودن pH است.

• آب خیلی اسیدی (pH کمتر از ۶.۵) ممکن است باعث خوردگی لوله‌ها و خطرات برای سلامت دندان و استخوان شود.
• آب خیلی بازی (pH بالاتر از ۸.۵) ممکن است طعم ناخوشایند داشته باشد و در برخی موارد موجب خشکی پوست شود.

سختی آب

سختی آب

سختی آب معمولا با محاسبه میزان کلسیم و منیزیوم موجود در آب بدست می‌آید. برای بیان سختی آب از واحد کربنات کلسیم استفاده می‌شود و علاوه بر آن از دو درجه آلمانی و فرانسوی استفاده می‌شود که ادامه تناسب آنها را بیان می‌کنیم:

TDS

تی دی اس مخفف Total Dissolved Solids است و به معنی “کل مواد جامد محلول در آب” است. این پارامتر کیفیت آب، از مجموع غلظت یون‌های موجود در آب بدست می‌آید که شامل کربنات، بی کربنات، کلراید، سولفات، نیترات، سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم می‌شود. غلظت یون‌ها را می‌توان بر حسب معادل کربنی در نظر بگیریم که مجموع آنها را به عنوان TDH می‌شناسند.

هدایت الکتریکی

هدایت الکتریکی (Electrical Conductivity یا EC) یکی از شاخص‌های مهم برای ارزیابی کیفیت آب است که میزان توانایی آب در انتقال جریان الکتریکی را نشان می‌دهد. این توانایی به مقدار و نوع یون‌های محلول در آب بستگی دارد و با افزایش این یون‌ها، میزان خورندگی آب افزایش می‌یابد.

آب با هدایت الکتریکی بالا معمولاً دارای غلظت زیادی از مواد معدنی (مانند کلسیم، منیزیم، سدیم، و کلرید) است. این نوع آب ممکن است طعم خاصی داشته باشد و برای مصارف خاصی مانند شستشو یا صنعت مناسب باشد. همچنین هدایت الکتریکی بالا می‌تواند نشان‌دهنده شوری زیاد باشد که برای آبیاری یا کشاورزی مناسب نیست، زیرا ممکن است به خاک و گیاهان آسیب برساند.

آب با هدایت الکتریکی پایین نشان‌دهنده خلوص بیشتر و کمبود مواد معدنی است که می‌تواند برای آشامیدن مناسب‌تر باشد.

محدوده‌های هدایت الکتریکی

1. آب آشامیدنی سالم: معمولاً EC بین ۵۰ تا ۵۰۰ میکروزیمنس بر سانتی‌متر (µS/cm) است.
2. آب‌های شور: EC بالای ۲۰۰۰ µS/cm نشان‌دهنده شوری بالای آب است.

TSS

مواد جامد معلق در آب شامل مواد معدنی مانند شن، سیلیت و… است. برای تعیین این پارامتر، آب را از یک فیلتر ریز عبور می‌دهند و مواد جامد محلول و نیز مواد کلوئیدی را از فیلتر می‌گذرند و ذرات جامدی که روی فیلتر می‌مانند، همان ذرات جامد معلق در آب هستند. این مواد جامد را خشک و وزن می‌کنند که میزان آن را به صورت ppm‌ گزارش می‌کنند. غلظت این مواد معلق را بر حسب mg/l و با توجه به حجم نمونه اولیه محاسبه و بیان می‌کنند که مقدار TSS آب یا “کل جامدات معلق” را مشخص می‌کند.

مقادیر بالای TSS می‌تواند مشکلاتی مانند کدورت آب، رشد میکروارگانیسم‌ها، و رسوب‌گذاری ایجاد کند. کاهش TSS معمولاً با استفاده از فیلتراسیون، ته‌نشینی یا سایر روش‌های تصفیه انجام می‌شود.

استاندارد TSS برای کاربردهای مختلف:

۱.آب آشامیدنی:

مقدار TSS آب آشامیدنی باید کمتر از ۱ میلی‌گرم بر لیتر باشد. ذرات معلق زیاد می‌تواند کیفیت آب را تحت تأثیر قرار دهد و موجب آلودگی یا طعم ناخوشایند شود.

۲.آب صنعتی:

مقادیر TSS می‌تواند بیشتر باشد، اما به نوع صنعت و نیازهای خاص آن بستگی دارد. معمولاً زیر ۵۰ میلی‌گرم بر لیتر قابل قبول است.

۳.آب کشاورزی و آبیاری:

برای استفاده در کشاورزی، مقدار TSS تا ۱۰۰ میلی‌گرم بر لیتر قابل قبول است، اما مقادیر بالاتر ممکن است موجب انسداد سیستم‌های آبیاری زمین‌های کشاورزی شود.

۴.تصفیه فاضلاب:

در فرآیندهای تصفیه فاضلاب، معمولاً مقدار TSS خروجی باید به حدی کاهش یابد که زیر ۳۰ میلی‌گرم بر لیتر باشد تا محیط زیست آسیب نبیند.

معرفی انواع هوزینگ پیش تصفیه آب و کاربرد آنها

بیشتر بخوانید

تغییرات رنگ در آب

کدورت و تغییر رنگ آب، در اثر مواد کلوئیدی ایجاد می‌شود. سه چهارم یک لیوان را از آب پر کنید، پس از ۱ دقیقه اگر تغییر رنگ داد نشان دهنده این است که آب آشامیدنی شما آلوده است. اگر آب به رنگ قرمز یا نارنجی تغییر رنگ دهد نیز نشان دهنده این است که لوله‌های آب زنگ زده است. برای آنالیز و بررسی دقیق رنگ آب نیز باید از نور استفاده کنید. در صورت وجود کدورت در آب، نیاز به یک منبع نور و دستگاهی برای اندازه گیری نور متفرق شده است.

ناخالصی‌های آلی در آب

مواد آلی یا به صورت ذرات کلوئیدی و یا به صورت محلول هستند. آلاینده‌های آلی ممکن است باعث رنگ، بو و طعم نامطبوع در آب شوند. ناخالصی‌های آلی با چند تست شاخص که روش‌های معمولی برای این کار هستند، گزارش می‌شوند. واحد این تست‌های تشخیص آلودگی آب به مواد آلی mg/l و ppm است.

اکسیژن مورد نیاز بیولوژیکی (BOD)

با استفاده از BOD، بخشی از آلاینده‌های آلی که باکتری‌ها قادر به تجزیه آنها هستند، تعیین می‌شود. تجزیه مواد آلی توسط باکتری‌ها به دما و زمان بستگی دارد، بنابراین مقدار BOD را در دمای ۲۰ درجه سانتی‌گراد اندازه گیری می‌کنند.

اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD)

COD مخفف Chemical Oxygen Demand مواد شیمیایی هستند که وارد آب طبیعی می‌شوند و قابل ترکیب با اکسیژن هستند. این شاخص معرف مواد آلی قابل تجزیه و هم غیر قابل تجزیه با باکتری است.

کل کربن آلی (TOC)

این شاخص، میزان کربن در یک ترکیب آلی است که از طریق سوزاندن نمونه و در نتیجه کربن به گاز دی اکسید کربن، امکان محاسبه تقریبی میزان غلظت مواد آلی موجود در نمونه را به وجود می‌آورد. در این روش از یک تکنیک احتراقی اکسیداسیون کاتالیستی در دمای بالای ۷۲۰ درجه سانتی گراد استفاده می‌شود. سپس CO۲ تولید شده به وسیله اکسیداسیون با یک سنسور مادون قرمز غیر پراکنده (NDIR) اندازه گیری می‌شود.

آنالیز فلزات سنگین آب

از آنجایی که فلزات سنگین موجود در آب مانند منگنز، سرب، آهن، روی، آرسنیک، کادیوم، جیوه، کبالت و… سرطان‌زا و خطرناک هستند، آنالیز فلزات سنگین بسیار با دقت و توجه انجام می‌شود. چهار مرحله استحصال، انتقال، تصفیه و توزیع روی آب مصرفی برای ساکنین شهر و روستا باید انجام شود تا آب عاری از هرگونه فلزات سنگین باشد.

آنالیز میکروبی آب

از دیگر شاخص‌های بررسی کیفیت آب؛ آنالیز میکروبی آب است که با روش‌های بیولوژیکی، بیوشیمیایی، مولکولی یا شیمیایی برای تشخیص و شناسایی میکروارگاسم‌ها در آب مشخص می‌شود و با این روش می‌توان کیفیت میکروبی آب را مشخص نمود.

مواد آلی یا به صورت ذرات

یکی از سازمان‌های فعال در زمینه آنالیز کیفیت آب که مردم را از نقش هرگونه استانداردهای کیفیت آب مطلع می‌سازد، آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا (EPA) است. این سازمان از سال ۱۹۷۰ تاکنون، مسئولیت کنترل و توسعه قوانین حفاظت از محیط زیست را برعهده دارد و پس از شناسایی آلاینده‌های تنظیم شده، گزارش کیفیت آب را تحت عنوان “گزارش اطمینان مصرف کننده” ارائه می‌دهد.

چگونه باید کیفیت آب را بررسی و آنالیز کرد

ذخیره سازی آب

یکی از مواردی که در کیفیت آب تاثیرگذار است؛ موضوع ذخیره سازی آب است. ذخیره آب در یک منبع آب که قابلیت‌های بهداشتی و آنتی باکتریال داشته باشد، خصوصا برای استفاده‌های مسکونی و آشامیدنی بسیار مناسب است. شرکت تهران پلیمر یارا در سال‌های گذشته برای اولین بار در ایران موفق به تولید مخازن ذخیره آب پلاستیکی با استفاده از مواد نانو شد. این شرکت بر پایه توانایی مخترعین و دانشمندان محصولی به نام مخزن ذخیره آب هیدروفوب را تولید کرده که علاوه بر خاصیت ضد باکتری دارای خاصیت ضد رسوب نیز است و برای ذخیره سازی و حفظ کیفیت آب بسیار مناسب است.

دستگاه تصفیه آب

بسیاری از افراد برای استفاده از آب آشامیدنی بدون آلودگی از دستگاه تصفیه آب استفاده می‌کنند. این دستگاه شامل یک مخزن ذخیره و فیلترهای متعدد برای فیلترازیسیون آب است. این دستگاه اهداف مشخصی را برای تصفیه آب دنبال می‌کند که شامل موارد زیر است:

• بهبود در قابلیت‌های ظاهری آب
• حذف یا غیر فعال نمودن میکرو ارگانیسم‌های پاتوژن آب
• از بین بردن ترکیبات سمی مضر در آب
• حفظ سلامتی انسان
• مقرون به صرفه بودن قیمت آب تصفیه شده به نسب آب معدنی

ویژگی‌های آب سالم و آشامیدنی

چگونه می‌توان گزارش کیفیت آب را تهیه کرد؟

1. جمع‌آوری نمونه آب: نمونه‌ای از آب آشامیدنی یا آب مورد نظر باید به طور صحیح و طبق دستورالعمل‌های بهداشتی جمع‌آوری شود. ظروف مورد استفاده باید استریل باشند تا از آلوده شدن نمونه جلوگیری شود.
2. بررسی فیزیکی: ویژگی‌های فیزیکی آب مانند رنگ، بو، مزه، و شفافیت بررسی می‌شود.
3. آزمایش شیمیایی: برای بررسی میزان مواد معدنی، فلزات سنگین (مانند سرب یا جیوه)، نیترات‌ها، و سایر ترکیبات شیمیایی موجود در آب، آزمایش‌های شیمیایی انجام می‌شود. این آزمایش‌ها می‌توانند تعیین کنند که آیا آب به لحاظ شیمیایی ایمن است یا نه.
4. آزمایش میکروبیولوژیکی: وجود باکتری‌ها، ویروس‌ها، و دیگر موجودات میکروسکوپی که ممکن است موجب بیماری شوند، مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.
5. تحلیل نتایج: پس از انجام آزمایش‌ها، نتایج توسط کارشناسان بررسی می‌شود تا مشخص شود که آیا آب مطابق با استانداردهای ایمنی است یا نیاز به تصفیه دارد.