آشنایی با مبانی شیمی محیط

آشنایی با مبانی شیمی محیط

فرمت: PPT تعداد صفحات: 173

مقدمه:

ﻳﻜﻲ از ﺑﺤﺮان ﻫﺎي اﻣﺮوزي ﻛﻪ ناشی از ﮔﺴﺘﺮش ﺗﻜﻨﻮﻟﻮژي و ﭘﻴﺸﺮﻓﺘ ﻬﺎي ﺻﻨﻌﺘﻲ و ﻛﺸﺎورزي ﻣﻲ باشد، آﻟﻮدﮔﻲ ﻣﺤﻴﻂ زﻳﺴﺖ اﺳﺖ. ﻣﺤﻴﻂ زﻳﺴﺖ را ﻣﻲ ﺗﻮان آب، ﺧﺎک، ﻫﻮا و ﻣﻮﺟﻮدات زﻧﺪه داﻧﺴﺖ.

شیمی در محیط زیست ما نقش اساسی دارد. در واقع بیشتر مسائل زیست محیطی، مانند تصفیه آب، تصفیه فاضلاب، کنترل آلودگی هوا و … تنها زمانی عملی هستند که روشهای علمی به ویژه با استفاده از علم شیمی در مورد آنها بکار گرفته شد.

به عنوان مثال در تصفیه آب جهت آشامیدن و …، حذف بسیاری از آلاینده ها با استفاده از روش های شیمیایی صورت می گیرد. به عنوان مثال:

• حذف کدورت از آب با استفاده از فرایند انعقاد
• حذف نیترات و اغلب ترکیبات شیمیایی از آب آشامیدنی
• گندزدایی آب آشامیدنی با استفاده از کلر یا ازن
• …

در سایر مباحث مانند تصفیه فاضلاب و آلودگی هوا نیز کنترل خیلی از آلاینده ها با روش های شیمیایی امکان پذیر است.

مثال هایی از کنترل آلودگی فاضلاب، هوا و مواد زائد:

• حذف نیتروژن و فسفر از فاضلاب
• حذف اغلب ترکیبات شیمیایی از فاضلاب
• گندزدایی پساب تصفیه شده
• حذف آلاینده های گازی از دودکش کارخانجات
• استفاده از کاتالیست ها در اگزوز اتومبیل ها
• حذف آلاینده های مختلف بویژه فلزات سنگین از شیرابه مواد زائد

در این درس تلاش می شود مبانی شیمی مکانیسم های تصفیه بحث شود.

بیان غلظت محلول در شیمی

متداول ترین روش ها برای بیان غلظت محلول های آبی، غلظت معمولی و غلظت مولار می باشند.

غلظت معمولی :(C) جرم ماده حل شونده (به گرم) موجود در یک لیتر محلول را غلظت معمولی می نامند که واحد آن بر اساس این تعریف گرم بر لیتر می باشد.

فرمول غلظت معمولی

در یک محلول یک لیتری، مقدار 2 گرم هیدروکسید سدیم وجود دارد. غلظت معمولی هیدروکسید سدیم در محلول چند میلی گرم بر لیتر می باشد؟

C=m/V = 2g/1L= 2 g/L= 2000 mg/L

غلظت مولار یا مولاریته (Cm): به تعداد مول های ماده حل شونده در یک لیتر محلول گفته می شود. واحد آن مول بر لیتر می باشد. رایجترین روش بیان غلظت محلول می باشد. در یک محلول یک لیتری، مقدار 2 گرم هیدروکسید سدیم وجود دارد. غلظت مولار هیدروکسید سدیم در محلول را به دست آورید؟

غلظت مولار یا مولاریته

نرمالیته: تعداد اكی والان گرم ماده حل شده در یك لیتر محلول، نرمالیته محلول نام دارد.

اكی والان گرم یک ماده: مقداری از ماده كه كارایی آن در واكنش‌های شیمیایی معادل یک گرم هیدروژن باشد.

N=Cm×n

N = نرمالیته

Cm = مولاریته

n= ظرفیت ترکیب

تأمین آب آشامیدنی سالم و کافی و از طرفی دفع صحیح فاضلاب از جمله مهمترین اهداف بهداشت محیط در ارتباط با مسائل آب و فاضلاب می باشد.

همانگونه که کمیت آب مورد توجه است، کیفیت آب نیز شاخصی است که باید توجه بیشتری به آن معطوف داشت. چه بسا منابع آبی با کمیت بالا و کیفیت پائین، قابل استفاده نخواهند بود.

همانطور که می دانید فرمول مولکولی آب به صورت H2O می باشد. منتها از این فرمول برای آب خالص استفاده می شود. به دلیل اینکه آب یک حلال قوی می باشد، لذا آب موجود در طبیعت حاوی ترکیبات دیگری می باشد که می توان آنها را به صورت X نشان داد. پس آب موجود در کره زمین اعم از آب آشامیدنی و غیر آشامیدنی به صورت H2O+X می باشد.

X را می توان به چهار بخش تقسیم بندی کرد:

• عوامل فیزیکی (مانند کدورت، ذرات معلق، رنگ و …)
• عوامل فیزیکوشیمیایی (pH و  هدایت الکتریکی)
• عوامل شیمیایی (مواد آلی، املاح کاتیونی و آنیونی)
• عوامل بیولوژیکی (باکتری ها، تک یاخته ها، ویروس ها و …)

فرمول فاضلاب نیز همانند آب می باشد، با این تفاوت که میزان برخی از ترکیبات X در آن به مراتب از ترکیبات آب بیشتر می باشد.

ذرات معلق (Suspended Solids=TSS)

به کل مواد و ناخالصی هایی که در داخل آب وجود دارد، جامدات کل یا (TS (Total Solids گفته می شود. روش اندازه گیری جامدات آب و فاضلاب بر اساس گراویمتری یا وزن سنجی می باشد. واحد اندازه گیری جامدات در آب و فاضلاب بر حسب میلی گرم بر لیتر می باشد.

îجامدات کل (TS) به دو بخش تقسیم بندی می شود:

•  جامدات قابل فیلتر شدن یا صافی پذیر (Filterable)
• جامدات غیرقابل فیلتر شدن یا صافی ناپذیر (Non-Filterable)

جامدات قابل فیلتر شدن به جامداتی گفته می شود که از فیلتر عبور می کنند و به آنها جامدات محلول (Total Dissolved Solids=TDS) گفته می شود.

جامدات غیرقابل فیلتر شدن به جامداتی گفته می شود که بر روی فیلتر باقی می مانند که به آنها جامدات معلق (Total Suspended Solids=TSS) گفته می شود.

TS = TDS + TSS

لازم به ذکر است که از بین ترکیبات فوق، تنها TSS جز خصوصیات فیزیکی آب می باشد. اهمیت ذرات معلق آب از نظر زیبایی شناختی و خنثی سازی اثر گندزدا می باشد که آب آشامیدنی بایستی فاقد ذرات معلق باشد.

روش تعیین آزمایشگاهی TS:

برای تعیین کل جامدات ابتدا یک بشر را به خوبی شسته و تمیز کرده سپس در داخل فور در دمای 104 درجه سانتی گراد خشک می کنید. سپس به مدت 15 دقیقه در داخل دسیکاتور قرار داده تا سرد شود و در نهایت توزین می کنید. در ادامه مقدار مشخصی از نمونه آب (250-50 سی سی) در آن وارد کرده و در داخل فور در دمای 105-103 درجه سانتی گراد به مدت دو ساعت قرار دهید. بعد از تبخیر نمونه، به مدت 15 دقیقه در دسیکاتور قرار می گیرد و مجددا توزین می کنید.

روش تعیین آزمایشگاهی TSS:

برای تعیین کل جامدات معلق، ابتدا یک فیلتر آزمایشگاهی را در دمای 104 درجه سانتی گراد خشک کنید و به مدت 15 دقیقه در دسیکاتور سرد نمایید و سپس توزین نمایید.

بعد مقدار مشخصی از نمونه آب یا فاضلاب را از فیلتر آزمایشگاهی عبور داده (اینکار توسط دستکاه ست فیلتراسیون انجام می گیرد)، سپس فیلتر حاوی ذرات معلق در داخل فور در دمای 104 درجه سانتی گراد به مدت دو ساعت خشک می کنید.

سپس به مدت 15 دقیقه در داخل دسیکاتور قرار داده تا سرد شود و در نهایت توزین می کنید. در ادامه مجددا توزین می کنید.

ادامه مطالب زیر را با دانلود فایل پاورپوینت مشاهده کنید.

• خصوصیات فیزیکی آب
• درجه حرارت
• خصوصیات فیزیکو شیمیایی آب
• روش سنجش آزمایشگاهی pH
• هدایت الکتریکی
• روش کار هدایت سنج (Conducto meter)
• سختی آب و انواع آن و روش های حذف سختی آب
• روش سنجش سختی آب در آزمایشگاه
• نیتریت و نیترات و روش های سنجش آن در آب
• فلوئوروزیس دندانی
• سنجش فلوراید با استفاده از دستگاه DR5000
• نمونه برداری از آب جهت سنجش فلزات سنگین
• نمونه برداری میکروبی آب گندزدایی شده
• حجم نمونه و روش نگهداری آن
• روش نمونه برداری آب مخزن، رودخانه
• روش نمونه برداری آب چاه دستی
• روش نمونه برداری از پمپ آب
• تعداد نمونه های کلر باقیمانده در شبکه توزیع در روز
• نمونه برداری از خاک
• نمونه برداری از هوا و ذرات معلق در هوا
• نمونه برداری آلاینده های شیمیایی هوا
• و …

حتما بخوانید:

⇐ توتال کلیفرم در آبهای آشامیدنی

⇐ فرآوری لجن در تصفیه خانه فاضلاب شهری