ناخالصیهای آب آب در طبیعت به دلیل حلالیت بالای خود، بهصورت خالص وجود ندارد. جدول زیر حلالیت بعضی از مواد معدنی در آب را در دمای ۲۰ درجهی سانتیگراد نشان میدهد. حلالیت (درصد وزنی) ترکیب کاتیون ۹/۴۱ HCl H+ بسیار زیاد HNO3 بسیار زیاد H2SO4 ۵/۲۶ NaCl Na+ ۱/۵۲ NaOH ۷/۴۶ NaNO3 ۷/۱۷ Na2CO3(10H2O) ۲/۱۶ Na2SO4(10H2O) ۱/۹ Na3PO4(12H2O) ۴/۲۵ KCl K+ ۸/۵۲ KOH ۲۴ KNO3 ۵/۵۳ K2CO3(2H2O) ۳/۳۵ MgCl2(6H2O) Mg+ تقریبا صفر Mg(OH)2 تقریبا صفر MgCO3 ۲/۶۲ MgSO4(7H2O) ۷/۴ CaCl2(6H2O) Ca+ ۱۷/۰ Ca(OH)2 تقریبا صفر CaCO3 ۲/۰ CaSO4(2H2O) تقریبا صفر Ca3(PO4)2 ۸/۴۰ FeCl2(4H2O) Fe2+ تقریبا صفر Fe(OH)2 ۹/۴۷ FeCl3 Fe3+ تقریبا صفر Fe(OH)3 بهطور کلی ناخالصیهای موجود در آب را به سه دستهی کلی زیر میتوان تقسیم کرد: ۱- مواد جامد معلق ۲- مواد جامد محلول ۳- گازها در ادامهی این فصل به بررسی این ناخالصیها پرداخته میشود. مواد جامد معلق آب همواره میتواند شامل مواد معلق باشد. وجود این مواد در آب سبب کدری آب میشود که با حذف و کاهش آنها شفافیت آب افزایش مییابد. مواد معلق در آب نیز به گروههای مختلفی تقسیم میشوند. گروهی از آنها که اندازهی درشتتری دارند میتوانند تهنشین شده و از آب حذف شوند. گروهی دیگر نیز بهطور دائم معلق میمانند. هنگامی که آب از فیلتر عبور داده میشود مواد جامد معلق بر روی فیلتر تجمع یافته و از آب جدا میشوند. این مواد معلق و غیر محلول میتوانند شامل موارد زیر باشند: ۱- ذرات ریز و درشت شن، ماسه، سنگ و … که آب در مسیر عبور خود از بستر رودها آن را در خود حمل میکند. ۲- موجودات ریزی که با چشم دیده نمیشوند مانند باکتریها ۳- جلبکها: این جلبکها می توانند در هر مخزن آبی که شرایط دمایی و اکسیژن برقرار باشد رشد و نمو یابند. ۴- رنگ، روغن و مواد نفتی که در اثر فعالیتهای صنعتی وارد آب شده و قبل از آزاد سازی آب در محیط میبایست برای حفظ سلامت محیط آنها را حذف کرد. ۵- ذرات کلوییدی، امولسیون و سوسپانسیون ذرات جامد معلق در مایع را سوسپانسیون و مایع معلق در یک مایع را امولسیون مینامند. سوسپانسیون یک مخلوط ناهمگن است که ذرههای تشکیل دهندهی آن پس از مدتی تهنشین میشوند. نمونهای از سوسپانسیونها، ذرات خاک در آب است. کلوییدها نوعی دیگر از مواد جامد معلق در مایع هستند که اندازهی کوچکتری از سوسپانسیونها دارند. کلوییدها ته نشین نشده و از دو فاز پراکنده شونده و پراکنده کننده تشکیل میشوند. نشاسته در آب نمونهای از این کلوییدهاست. در مورد کلوییدها خواصی بررسی میشوند که عبارتند از: ۱- اثر تیندال: اگر پرتو نور از درون مخلوط کلوییدی عبور کند بهوسیلهی ذرههای تشکیل دهندهی آن پخش میشود. اثر تیندال به اندازهی ذرات مخلوط بستگی دارد. در محلولها به دلیل کوچک بودن ذرات نور پخش نشده و به مسیر خود ادامه میدهد. در تصویر زیر ظرف سمت چپ، یک مخلوط کلوییدی را نشان میدهد. ۲- حرکت براونی: حرکت نامنظم و تصادفی ذرات کلوییدی که در اثر تماس ذرات به هم حاصل میشود را حرکت براونی مینامند. ۳- بار الکتریکی ذرههای کلوییدی: ذرات کلویید در سطح خود دارای یک بار الکتریکی هستند. این بار برای تمام ذرات یکسان هستند و این دلیل پایدار بودن و تهنشین نشدن ذرات است چون ذرات با بار الکتریکی خود دائما یکدیگر را دفع کرده و موجب پراکنده شدن دیگر ذرات میشوند. ۴- لختهشدن کلویید: با اضاف کردن مواد الکترولیتی، میتوان باری مخالف بار ذرات کلوییدی را در بین ذرات وارد کرد. با این کار ذرات با بار مخالف به هم چسبیده و این موضوع سبب لختهشدن و انعقاد ذرات کلویید میشود. امولسیونها دارای دو فاز جدا و پیوسته هستند که به مرز بین سطوح، لایه رابط گفته میشود. امولسیونها کدر هستند. امولسیونها نیز مانند کلوییدها نور را در خود پراکنده میکنند. تمام مایعات را میتوان به دو دسته تقسیم کرد: ۱- مایعات آبی شامل آب و آن دسته مایعاتی که در آب حل میشوند. ۲- مایعات روغنی شامل مایعاتی غیر از مایعات آبی. بر این اساس امولسیونها نیز به دو دستهی امولسیونهای آب در روغن و امولسیونهای روغن در آب تقسیم میشوند که به ترتیب فاز روغن و فاز آب فازهای پراکنده کننده یا فازهای پیوسته هستند. تصویر زیر دو غلظت مختلف از امولسیونها را نشان میدهد. با توجه به تصویر مشخص میشود که در غلظتهای بالای امولسیون، شفافیت مخلوط کاسته میشود. جدول زیر اندازه قطر ذرات مختلف را نشان میدهد: نام ذرات قطر ذرات محلول حقیقی در حد مولکول و کوچکتر کلویید ۱ تا ۱۰۰ میلی میکرون امولسیون و سوسپانسیون بالای ۱۰۰ میلی میکرون مواد جامد محلول کل مواد جامد محلول که TDS نامیده میشود عبارت است از اندازهگیری محتوای ترکیبی از تمام مواد آلی و غیر آلی موجود در یک مایع. نمکهای محلول در آب بهصورت ذرات باردار کاتیون (ذرات بار مثبت) و آنیون (ذرات بار منفی) تبدیل میشوند. جدول زیر لیست آنیون و کاتیونهای شناختهشده را نشان میدهد. نام کاتیون نماد شیمیایی کاتیون نام آنیون نماد شیمیایی آنیون هیدروژن H+ هیدرید H- لیتیم Li+ فلوئورید F- سدیم Na+ کلرید Cl- پتاسیم K+ برمید Br- روبیدیم Rb+ یدید I- سزیم Cs+ هیپوکلریت ClO- آمونیم NH4+ کلریت ClO2- مس (I) Cu+ کلرات ClO3- نقره Ag+ پرکلرات ClO4- جیوه (I) Hg22+ پربرومات BrO4- منیزیم Mg2+ یدات IO3- کلسیم Ca2+ هیدروکسید OH- استرانسیم Sr2+ سیانید CN- باریم Ba2+ هیدروژن سولفید HS- تیتانیم (II) Ti2+ هیدروژن کربنات HCO3- کروم (II) Cr2+ نیتریت NO2- منگنز (II) Mn2+ نیترات NO3- آهن (II) Fe2+ دی هیدروژن فسفات H2PO4- کبالت (II) Co2+ دی هیدروژن فسفیت H2PO3- نیکل (II) Ni2+ دی هیدروژنهیپو فسفید H2PO2- مس (II) Cu2+ هیدروژن سولفات HSO4- روی Zn2+ پرمنگنات MnO4- قلع (II) Sn2+ فرمات HCOO- سرب (II) Pb2+ استات CH3COO- کادمیم Cd2+ بنزوآت C6H5COO- جیوه (II) Hg2+ متوکسی CH3O- اسکاندیم Sc3+ اتوکسی C2H5O- وانادیم V3+ آزید N3- کروم (III) Cr3+ اکسید O2- منگنز (III) Mn3+ سولفید S2- آهن (III) Fe3+ پراکسید O22- کبالت (III) Co3+ کربنات CO32- آلومینیم Al3+ هیدروژن فسفات HPO42- گالیم Ga3+ هیدروژن فسفیت HPO32- بیسموت Bi3+ سولفیت SO32- قلع (IV) Sn4+ سولفات SO42- سرب (IV) Pb4+ منگنات MnO42- اگزالات C2O42- کرومات CrO42- دی کرومات Cr2O72- نیترید N3- فسفید P3- آرسنید As3- فسفات PO43- آرسنات AsO43- میتوان گفت همهی مواد در محیط آبی حل میشوند و محلولها را میسازند اما میزان انحلال آنها متغیر و تابع شرایطی از جمله دما است و به همین دلیل دادههای انحلال مانند جدول اول همین فصل را در دمای مشخص ارائه میدهند. بسیاری از مواد محلول در آب جز مواد نامتعارف و زیانبار محسوب میشوند و بنابراین نیاز به تصفیه آب است. دلایل مختلفی برای نامطلوب بودن این مواد بیان میشود که عبارتند از: ۱- ایجاد بو و مزهی نامطلوب در آب ۲- سمی بودن و آسیب رساندن به انسانها و محیط زیست ۳- ایجاد مشکل برای دستگاهها و تجهیزات صنعتی گازها حلالیت گازها در آب تابع دما و فشار جزیی است. علاوه بر این موارد میزان انحلال به دمای آب، مواد موجود در آب، PH آب و … بستگی دارد. وجود گازهای زیر در منابع آبی ثابت شده است: آمونیاک، متان، هیدروژن سولفید، کلر، اکسیژن، کربن دی اکسید. باکتریها از دیگر عوامل موجود در آب هستند که بر میزان گازهای موجود در آب تاثیر میگذارند. باکتریهای هوازی مقدار اکسیژن موجود در آب را مصرف میکنند. باکتریهای بیهوازی با مصرف مواد موجود در آب، موجب تولید گازهایی از جمله متان میشوند. باتلاق از جمله مکانهایی است که با وجود باکتریهای بیهوازی در آن، گاز متان تولید میکند. اکسیژن یکی از گازهای مهمی است که وجود آن در منابع آبی و تاثیرات آن دائما بررسی میشود. اکسیژن موجود در آن که از آن با عنوان اکسیژن محلول در آب یاد میشود باعث طعم خوب آب برای مصارف نوشیدنی میشود و همچنین این اکسیژن محلول برای ادامهی حیات آبزیان ضروری است. بر طبق قانون هنری، مقدار اکسیژن محلول در آب تابعی از دما و فشار جزیی اکسیژن در محیط است. تصویر زیر تغییرات میزان اکسیژن محلول در آب را بهصورت تابعی از دمای آب نشان میدهد. جدول زیر شامل اطلاعات اکسیژن محلول اشباع در دماها و ارتفاعهای مختلف از سطح دریا است. ارتفاع از سطح دریا (متر) دما ۱۳۷۱ ۱۲۲۰ ۱۰۶۷ ۹۱۵ ۷۶۲ ۶۱۰ ۴۵۷ ۳۰۵ ۱۵۳ ۰ c ۴۳/۱۲ ۶۵/۱۲ ۸۸/۱۲ ۱۱/۱۳ ۳۵/۱۳ ۵۹/۱۳ ۸۴/۱۳ ۰۹/۱۴ ۳۴/۱۴ ۶/۱۴ ۰ ۰۸/۱۲ ۳۰/۱۲ ۵۳/۱۲ ۷۵/۱۲ ۹۸/۱۲ ۲۲/۱۳ ۴۶/۱۳ ۷۰/۱۳ ۹۵/۱۳ ۲/۱۴ ۱ ۷۶/۱۱ ۹۷/۱۱ ۱۹/۱۲ ۴۱/۱۲ ۶۳/۱۲ ۸۶/۱۲ ۰۹/۱۳ ۳۳/۱۳ ۵۷/۱۳ ۸۱/۱۳ ۲ ۴۴/۱۱ ۶۵/۱۱ ۸۶/۱۱ ۰۷/۱۲ ۲۹/۱۲ ۵۲/۱۲ ۷۴/۱۲ ۹۷/۱۲ ۲۱/۱۳ ۴۵/۱۳ ۳ ۱۴/۱۱ ۳۴/۱۱ ۵۵/۱۱ ۷۶/۱۱ ۹۷/۱۱ ۱۹/۱۲ ۴۱/۱۲ ۶۳/۱۲ ۸۶/۱۲ ۰۹/۱۳ ۴ ۸۵/۱۰ ۰۵/۱۱ ۲۵/۱۱ ۴۶/۱۱ ۶۶/۱۱ ۸۷/۱۱ ۰۹/۱۲ ۳۱/۱۲ ۵۳/۱۲ ۷۶/۱۲ ۵ ۵۸/۱۰ ۷۷/۱۰ ۹۷/۱۰ ۱۷/۱۱ ۳۷/۱۱ ۵۷/۱۱ ۷۸/۱۱ ۰۰/۱۲ ۲۱/۱۲ ۴۴/۱۲ ۶ ۳۲/۱۰ ۵۰/۱۰ ۶۹/۱۰ ۸۹/۱۰ ۰۹/۱۱ ۲۹/۱۱ ۴۹/۱۱ ۷۰/۱۱ ۹۱/۱۱ ۱۳/۱۲ ۷ ۰۶/۱۰ ۲۵/۱۰ ۴۳/۱۰ ۶۲/۱۰ ۸۱/۱۰ ۰۱/۱۱ ۲۱/۱۱ ۴۱/۱۱ ۶۲/۱۱ ۸۳/۱۱ ۸ ۸۲/۹ ۰۰/۱۰ ۱۸/۱۰ ۳۷/۱۰ ۵۵/۱۰ ۷۵/۱۰ ۹۴/۱۰ ۱۴/۱۱ ۳۴/۱۱ ۵۵/۱۱ ۹ ۵۹/۹ ۷۶/۹ ۹۴/۹ ۱۲/۱۰ ۳۱/۱۰ ۴۹/۱۰ ۶۸/۱۰ ۸۸/۱۰ ۰۸/۱۱ ۲۸/۱۱ ۱۰ ۳۷/۹ ۵۴/۹ ۷۱/۹ ۸۹/۹ ۰۷/۱۰ ۲۵/۱۰ ۴۴/۱۰ ۶۳/۱۰ ۸۲/۱۰ ۰۲/۱۱ ۱۱ ۱۵/۹ ۳۲/۹ ۴۹/۹ ۶۶/۹ ۸۴/۹ ۰۲/۱۰ ۲۰/۱۰ ۳۸/۱۰ ۵۷/۱۰ ۷۷/۱۰ ۱۲ ۹۵/۸ ۱۱/۹ ۲۷/۹ ۴۴/۹ ۶۲/۹ ۷۹/۹ ۹۷/۹ ۱۵/۱۰ ۳۴/۱۰ ۵۳/۱۰ ۱۳ ۷۵/۸ ۹۱/۸ ۰۷/۹ ۲۴/۹ ۴۰/۹ ۵۸/۹ ۷۵/۹ ۹۳/۹ ۱۱/۱۰ ۲۹/۱۰ ۱۴ ۵۶/۸ ۷۱/۸ ۸۷/۸ ۰۲/۹ ۲۰/۹ ۳۷/۹ ۵۴/۹ ۷۱/۹ ۸۹/۹ ۰۷/۱۰ ۱۵ ۳۷/۸ ۵۳/۸ ۶۸/۸ ۸۴/۸ ۰۰/۹ ۱۷/۹ ۳۴/۹ ۵۱/۹ ۶۸/۹ ۸۶/۹ ۱۶ ۲۰/۸ ۳۵/۸ ۵۰/۸ ۶۶/۸ ۸۱/۸ ۹۸/۸ ۱۴/۹ ۳۱/۹ ۴۸/۹ ۶۵/۹ ۱۷ ۰۳/۸ ۱۷/۸ ۳۲/۸ ۴۸/۸ ۶۳/۸ ۷۹/۸ ۹۵/۸ ۱۲/۹ ۲۸/۹ ۴۵/۹ ۱۸ ۸۶/۷ ۰۱/۸ ۱۵/۸ ۳۰/۸ ۴۶/۸ ۶۱/۸ ۷۷/۸ ۹۳/۸ ۰۹/۹ ۲۶/۹ ۱۹ ۷۰/۷ ۸۴/۷ ۹۹/۷ ۱۴/۸ ۲۹/۸ ۴۴/۸ ۵۹/۸ ۷۵/۸ ۹۱/۸ ۰۸/۹ ۲۰ ۵۵/۷ ۶۹/۷ ۸۳/۷ ۹۸/۷ ۱۲/۸ ۲۷/۸ ۴۲/۸ ۵۸/۸ ۷۴/۸ ۹۰/۸ ۲۱ ۴۰/۷ ۵۴/۷ ۶۸/۷ ۸۲/۷ ۹۶/۷ ۱۱/۸ ۲۶/۸ ۴۱/۸ ۵۷/۸ ۷۳/۸ ۲۲ ۲۶/۷ ۳۹/۷ ۵۳/۷ ۶۷/۷ ۸۱/۷ ۹۶/۷ ۱۰/۸ ۲۵/۸ ۴۰/۸ ۵۶/۸ ۲۳ ۱۲/۷ ۲۵/۷ ۳۹/۷ ۵۲/۷ ۶۶/۷ ۸۱/۷ ۹۵/۷ ۱۰/۸ ۲۵/۸ ۴۰/۸ ۲۴ ۹۹/۶ ۱۲/۷ ۲۵/۷ ۳۸/۷ ۵۲/۷ ۶۴/۷ ۸۰/۷ ۹۵/۷ ۰۹/۸ ۲۴/۸ ۲۵ ۸۶/۶ ۹۸/۶ ۱۱/۷ ۲۵/۷ ۳۸/۷ ۵۲/۷ ۶۶/۷ ۸۰/۷ ۹۵/۷ ۰۹/۸ ۲۶ ۷۳/۶ ۸۶/۶ ۹۸/۶ ۱۱/۷ ۲۵/۷ ۳۸/۷ ۵۲/۷ ۶۶/۷ ۸۰/۷ ۹۵/۷ ۲۷ ۶۱/۶ ۷۳/۶ ۸۶/۶ ۹۹/۶ ۱۲/۷ ۲۵/۷ ۳۹/۷ ۵۲/۷ ۶۶/۷ ۸۱/۷ ۲۸ ۴۹/۶ ۶۱/۶ ۷۴/۶ ۸۶/۶ ۹۹/۶ ۱۲/۷ ۲۶/۷ ۳۹/۷ ۵۳/۷ ۶۷/۷ ۲۹ ۳۸/۶ ۵۰/۶ ۶۲/۶ ۷۴/۶ ۸۷/۶ ۰۰/۷ ۱۳/۷ ۲۶/۷ ۴۰/۷ ۵۴/۷ ۳۰ منبع:تازه های مهندسی شیمی
فلزات موجود در آب در برخی آب ها فلزاتی موجود می باشند که در این مقاله به چند نمونه مضر آنها اشاره خواهیم کرد، البته این را باید بدانید وجود این فلزها در آب کشور ما بسیار کم است ولی در مناطق مختلف ممکن است در آب موجود باشند و به وسیله دستگاه تصفیه آب و به ویژه دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس کاملا از آب جدا می شوند.سرب سرب یکی از مضر ترین فلزات موجود در آب است. این فلز سمی موجب اختلال در سیستم عصبی و همچنین کم خونی می شود. در ابتدا مسیر آب رسانی سرب وجود ندارد ولی در ساخت برخی از لوله های قدیمی از سرب استفاده می شده و در صورت فرسوده بودن این لوله ها سرب وارد آب می شود. فلوراید با شنیدن اسم فلوراید اولین چیزی که به ذهن ما خطور می کند خمیر دندان است ولی این را باید بدانید همان گونه که این عنصر برای دندانها بسیار مفید است وجود بیش از حد آن در آب آشامیدنی موجب مسمومیت و سرطان اجزاء دستگاه گوارشی می شود. کروم وجود کروم در آب نیز موجب سرطان معده نارسایی کلیوی و آلزایمر زودرس می شود کروم در برخی از سفره های آب زیر زمینی وجود دارد که می تواند وارد آب شده و آب را آلوده کند. آرسنیک آرسنیک موجود در آب می تواند موجب سرطان های مختلف شود و همچنین برای قلب و مغز بسیار مضر است و عملکرد آنها را دچار اختلال می کند، همچنین برای خانم های باردار و جنین آنها بسیار مضر است. این فلز تنها به وسیله فیلتر اسمز معکوس از آب جدا می شود.
