PH آب چیست و کاربرد آن در تصفیه آب و فاضلاب

اصطلاح pH به اندازه گیری فعالیت یون هیدروژن در محلول اشاره دارد. تعیین pH نقش مهمی در فرآیند تصفیه آب و فاضلاب دارد. سطوح شدید، وجود ذرات معلق، تجمع مواد شیمیایی سمی و افزایش سطح قلیائیت از مشکلات رایج در فاضلاب است. pH معیاری است که برای نشان دادن میزان اسیدی و یا بازی بودن آب از آن استفاده می شود. محدوده pH از 0 تا 14 است که 7 نشانگر pH خنثی است. PH کمتر از 7 نشان دهنده اسیدیته و PH بیشتر از 7 نشان دهنده یک باز است.

ph آب چیست؟

pH معیاری است که نشان دهنده فعالیت یون هیدروژن (H+) است و لگاریتمی گزارش می شود و یکی از مهم ترین پارامترهای کیفیت آب است. هر واحد نشان دهنده یک تغییر ده برابری در اسیدیته یا باز بودن آب است. آب با pH پنج ده برابر اسیدی تر از آبی با pH شش است.  آبی که یون هیدروژن آزاد بیشتری دارد اسیدی است، در حالی که آبی که یون هیدروکسیل آزاد بیشتری دارد بازی است. از آنجایی که pH می تواند تحت تأثیر مواد شیمیایی موجود در آب قرار گیرد، pH یک شاخص مهم از آب است که از نظر شیمیایی در حال تغییر است.

pH در واقع اندازه گیری مقدار نسبی هیدروژن (H+) و یون هیدروکسیل آزاد (OH-) در آب است. pH=7 خنثی است؛ زیرا غلظت یون هیدروژن و یون هیدروکسید هر دو برابر است. یک مولکول آب می تواند خود به خود به یک یون هیدروژن و یک یون هیدروکسید تجزیه شود، اما این اتفاق بسیار نادر است.

بیشتر بخوانید : آب شیرین کن صنعتی چیست؟

اهمیت شناخت شاخص pH در آب

pH میزان حلالیت و در دسترس بودن مواد بیولوژیکی برای موجودات زنده مانند ترکیبات شیمیایی مثل مواد مغذی (فسفر، نیتروژن و کربن) و فلزات سنگین (سرب، مس، کادمیم و غیره) را نشان می دهد. به عنوان مثال pH علاوه بر تاثیر در غلظت فسفر و ترکیب فسفر در آب، می تواند نشان دهد که آیا موجودات زنده می توانند از آن استفاده کنند یا خیر. این فاکتور در تصفیه آب بیمارستان، مرغداری، صنعت و غیره اهمیت بسیار بالایی دارد.

pH در میزان حلالیت فلزات سنگین در آب نیز اثر گذار است. فلزات سنگین در pH های پایین بیشتر حل می شوند و در نتیجه سمی تر هستند. تغییرات در pH برای آبزیان بسیار اهمیت دارد. بیشتر موجودات زنده برای زندگی در یک pH خاص خود را وفق داده اند و هرگونه تغییر در pH منجر به مرگ آن ها خواهد شد.

رابطه TDS و PH آب

TDS ارتباط مثبتی با رسانایی دارد و pH را تحت تأثیر قرار می دهد. هرچه TDS بیشتر باشد، رسانایی بالاتر و pH کمتر به سمت اسیدیته است. این پارامترها کیفیت آب آشامیدنی را نشان می دهد.

بیشتر بخوانید : TDS آب چیست و روش های اندازه گیری آن چگونه است؟

pH و کیفیت آب

PH بیش از حد بالا و پایین می تواند در صورت استفاده مضر باشد. pH بالا باعث طعم تلخ می شود، لوله های آب و وسایل مصرف کننده آب با رسوبات پوشانده می شوند و اثر ضد عفونی کلر را کاهش می دهد و در نتیجه باعث نیاز به کلر اضافی در pH بالا می شود. آب با pH پایین نیز باعث خوردگی یا حل شدن فلزات و سایر مواد می شود.

سطح استاندارد PH آب آشامیدنی و آب شهری چقدر است؟

pH اکثر آب های آشامیدنی در محدوده 6.5 تا 8.5 قرار دارد. آبهای طبیعی می توانند PH پایین تری داشته باشند، به عنوان مثال، در نتیجه باران اسیدی یا pH بالاتر در مناطق سنگ آهک. pH یک نمونه آبی معمولاً به صورت الکترومتری با الکترود شیشه ای اندازه گیری می شود. آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) و سازمان بهداشت جهانی (WHO) توصیه می کنند که محدوده pH آب لوله کشی برای آشامیدن باید بین 6.5 تا 9.5 حفظ شود.

تفاوت PH و اسیدی بودن

PH کمتر از 7 نشان دهنده اسیدیته است، در حالی که PH بیشتر از 7 نشان دهنده قلیایی بودن است. pH در واقع اندازه گیری مقدار نسبی هیدروژن و یون هیدروکسیل آزاد در آب است. آبی که یون هیدروژن آزاد بیشتری دارد اسیدی است، در حالی که آبی که یون هیدروکسیل آزاد بیشتری دارد بازی است. مقیاس pH مقیاسی است که معمولاً برای اندازه گیری اسیدیته یا بازی بودن یک ماده استفاده می شود. مقادیر ممکن در مقیاس pH از 0 تا 14 متغیر است. مواد اسیدی دارای مقادیر pH از 1 تا 7 (1 اسیدی ترین نقطه در مقیاس pH است) و مواد قلیایی یا بازی دارای مقادیر pH در محدوده 7 تا 14 هستند.

بیشتر بخوانید:منظور از سختی آب چیست و چگونه می توانیم سختی آب را بگیریم؟

مضرات اسیدی بودن آب

• بروز بیماری های قلبی و عروقی و تصلب شریان
• افزایش درصد ابتلا به بیماری پوکی استخوان
• خشکی پوست و ریزش موها
• کاهش قدرت سیستم ایمنی بدن
• سرگیجه و سردرد و ترشح اسید زیاد دستگاه گوارش
• افزایش وزن و دیابت

فواید بالا بودن ph آب چیست؟

• جلوگیری از چروک شدن و پیری زودرس پوست
• کمک به کاهش وزن
• جلوگیری از بروز بیماری های قلبی و عروقی
• جلوگیری از بروز بیماری سرطان پوست و سینه و پروستات و مری
• کاهش ترشح اسید معده

آیا نوشیدن آب قلیایی به یک عادت جدید تبدیل شده است؟

آب قلیایی در چند سال گذشته به یک آب آشامیدنی محبوب تبدیل شده است. برخی افراد می گویند که نوشیدن آب کمی قلیایی با pH بین 8 تا 9 می تواند سلامت را بهبود بخشد. باعث پیری دیر رس شده ، بیماری های مزمن مانند سرطان را محدود کند. علیرغم بسیاری از ادعاهای بهداشتی که توسط مصرف کنندگان و فروشندگان آب قلیایی بیان می شود، شواهد علمی کمی وجود دارد که آب قلیایی سالم تر از سایر انواع آب آشامیدنی باشد.

اما چند مطالعه وجود دارد که نشان می ‌دهد آب قلیایی ممکن است برای سلامت افراد مبتلا به شرایط پزشکی خاص مفید باشد، مانند:رفلاکس اسید معده، فشار خون بالا، دیابت و کلسترول بالا، آب قلیایی بالا و الکترولیز شده نیز ممکن است پس از کم آبی ناشی از ورزش مفید باشد. با این وجود تحقیقات بیشتری برای حمایت کامل از یافته های این مطالعات مورد نیاز است.

خاصیت اسیدی آب

آب با pH پایین که اغلب در اثر رواناب شیمیایی یا تماس با پوشش گیاهی در حال تجزیه ایجاد می ‌شود، به طور طبیعی در تلاش برای متعادل کردن خود است. آب با اسیدیته بالا می ‌تواند در لوله های مسی سوراخ ایجاد کند، باعث نشت قابل توجهی شود و یا وسایل برقی را خراب کند.

همانطور که آب اسیدی در حین حرکت باعث خورده شدن می شود، موادی را که از آن جدا کرده است با خود حمل می کند. این مواد پس از تبخیر آب رسوب می ‌کنند و در نتیجه وسایل، سینک‌ها و توالت ‌های خانه ‌هایی که لوله‌کشی مسی، فولادی و یا چدن گالوانیزه دارند، لکه‌های زنگی دارند. خطر مهم تر مربوط به خوردگی سایر فلزات به ویژه سرب، مس و روی موجود در لوله ‌ها و شیر ها است. این فلزات می ‌توانند از طریق خوردگی وارد آب شوند و اغلب با گرفتن طعم فلزی آب شناسایی می‌ شوند.

خاصیت قلیایی آب

آب با pH بالا به معنای آب سخت است و با فراوانی مواد معدنی درون آن مشخص می شود. برخلاف ماهیت خورنده آب با pH پایین، آب قلیایی به طور مداوم مواد معدنی را در حین عبور از لوله ‌کشی برجای می گذارد و باعث ایجاد رسوب بر روی وسایل و داخل لوله ‌ها می ‌شود. تجمع آب سخت مرتبط با آب قلیایی می تواند مشکلات گسترده ای را برای لوله کشی و وسایل مصرف کننده آب خانه ایجاد کند. با گذشت زمان، لوله ‌ها فشار خود را از دست می ‌دهند، دستگاه ‌ها کارایی خود را از دست داده، و سر دوش‌ ها مسدود می‌ شوند. سطوح بالای pH نیز می تواند بر طعم آب تأثیر بگذارد و طعم آن را بسیار شبیه به جوش شیرین کند.

بیشتر بخوانید: هدایت الکتریکی یا EC آب چیست؟

راه های اندازه گیری ph آب

برای اندازه گیری pH روش های مختلفی با توجه به دقت مورد نیاز وجود دارد. pH هم در محل و هم در آزمایشگاه می تواند مورد سنجش قرار گیرد. آزمایشگاه ها معمولاً از pH متر الکترونیکی برای اندازه گیری دقیق pH استفاده می کنند. با این حال، با استفاده از کاغذ تورنسل می توان یک تخمین تقریبی از pH را بدست آورد. کاغذ تورنسل به طور گسترده در برخی فروشگاه ها مانند فروشگاه های مواد غذایی بهداشتی و فروشگاه های لوازم حیوانات خانگی در دسترس است.

pH که لاگ منفی (پایه 10) غلظت یون هیدروژن است، با pH متر اندازه گیری می شود و میلی ولت با استفاده از معادله نرنست به pH تبدیل می شود. اسیدیته قابل تیتراسیون که غلظت کل اسید موجود در غذا را اندازه گیری می کند، با تیتراسیون اسیدهای ذاتی با یک باز استاندارد تعیین می شود.

اندازه گیری PH آب با دستگاه

PH متر ابزاری است که برای اندازه گیری فعالیت یون هیدروژن در محلول ها استفاده می شود. به عبارت دیگر، این دستگاه اسیدیته/قلیائی محلول را اندازه گیری می کند. درجه فعالیت یون هیدروژن در نهایت به صورت سطح pH بیان می شود که به طور کلی از 1 تا 14 متغیر است.

اندازه گیری ph آب با گیاهان طبیعی و خاک

1/2 فنجان آب مقطر را به یک ظرف نمونه خاک اضافه کنید و آن را با قاشق مخلوط کنید. سپس، 1/2 فنجان سرکه سفید را اضافه کنید. اگر خاک یک عمل حباب قابل مشاهده را نشان دهد، آنگاه دارای pH قلیایی است.

واکنش شیمیایی که می بینید زمانی رخ می دهد که یک اسید (سرکه) با چیزی قلیایی (خاک) تماس پیدا کند. هر چه عمل وزش یا تولید حباب بیشتر باشد، pH خاک بالاتر است. از آنجایی که بیشتر خاک ها به طور طبیعی کمی اسیدی هستند، هرگونه واکنشی با این آزمایش معمولاً نشان می دهد که خاک قلیایی دارید.

اندازه گیری PH آب با کاغذ تورنسل

آزمایش کاغذ تورنسل به سادگی فرو بردن نوار کاغذ تورنسل در نمونه آب خود برای چند ثانیه است. مطمئن شوید که سطح آب به اندازه کافی عمیق است که نوار کاغذ تورنسل را بپوشاند. سپس کاغذ تورنسل قرمز و آبی می شود. اگر کاغذ تورنسل قرمز در آب قلیایی فرو برود آبی می شود.

راه های افزایش و کاهش PH آب آشامیدنی و شهری( تنظیم pH)

افزایش یا کاهش PH با عناصر طبیعی

• کلسیم کربنات: کلسیم کربنات بخشی از سنگ آهک است. این سنگ معمولی آب را در برابر تغییرات pH “بافر” می کند. کلسیم کربنات می تواند به 3 شکل مختلف یون هایی با 2، 1 یا بدون اتم هیدروژن متصل در آب وجود داشته باشد. حوضه های بدون سنگ آهک فاقد این توانایی بافر هستند و در برابر باران اسیدی و یا زهکشی معدن اسیدی آسیب پذیر هستند.

• جنگل ‌های کاج یا صنوبر: سوزن‌ های تجزیه‌ کننده این درختان به خاک خاصیت اسیدی می ‌دهند و همچنین باعث اسیدی شدن نهر های مجاور می شوند. در پاییز وقتی برگ ها به خصوص برگ های سوزنی داخل آب می افتند و تجزیه می شوند، ممکن است اسیدیته آب را افزایش دهند.

• آب زیرزمینی: به علت نفوذ آب در خاک در صورت بافر بودن خاک، pH ممکن است تا حدودی افزایش پیدا کند.

• بارش نزولات جوی: در هنگام باران، گاز هایی مانند دی اکسید کربن را در آب باران خود حل می شود و اسید ضعیفی را تشکیل می دهد. باران و برف طبیعی و عاری از آلودگی، کمی اسیدی است. بارش معمولاً دارای pH بین 5 تا 6 است.

• فتوسنتز و تنفس گیاهان: گیاهان آبزی در طول فتوسنتز، دی اکسید کربن را از آب حذف می کنند. این می تواند pH آب را افزایش دهد. از آنجایی که گیاهان با نور خورشید فتوسنتز می کنند، pH آب در اواسط ظهر به بالاترین مقدار و درست قبل از طلوع خورشید کمترین مقدار خواهد بود.

• میزان مرگ و میر موجودات زنده در آب: هنگامی که این اجساد تجزیه می شوند، دی اکسید کربن آزاد می شود. دی اکسید کربن با آب ترکیب می شود و اسید کربنیک تشکیل می دهد. اگرچه این اسید ضعیف است، اما مقادیر زیاد آن باعث کاهش pH می شود.

بیشتر بخوانید: کلریناتور یا پکیج تزریق کلر چیست؟

عوامل انسانی موثر بر افزایش یا کاهش pH

• باران اسیدی: اسید سولفوریک (تولید شده توسط صنایع زغال‌سوز) و اسید نیتریک (تولید شده توسط موتورهای خودرو) از عوامل اصلی باران اسیدی هستند.
• افزایش غلظت دی اکسید کربن: دی اکسید کربن در آب بسیار محلول است و اسید کربنیک ضعیف را تشکیل می دهد. با افزایش غلظت دی اکسید کربن، آب اقیانوس ها اسیدی تر می شوند.
• آلودگی صنعتی: ریختن آلاینده های صنعتی به طور مستقیم به آب می تواند بر pH آن تأثیر بگذارد.
• صنایع معدنی: معادن ممکن است سنگ ها را در معرض آب باران قرار دهد و رواناب اسیدی تولید کند. زهکشی معدن می تواند اسیدها را به یک آبراه وارد کرده، و اگر آب، بافر ضعیفی باشد ممکن است pH به سطوح سمی برسد.

پکیج تزریق و کنترل اتوماتیک pH

کنترل کننده pH و پمپ دوز BL100 سیستمی است که برای حفظ pH استخرها، جکوزی ها و اسپاها مهندسی شده است. به طور معمول کلر، چه مایع و چه جامد، قلیایی است و PH آبی را که به آن اضافه می شود افزایش می دهد. با افزایش pH بالاتر از pH 7.4، شکلی از کلر به نام یون هیپوکلریت (OCl-) افزایش می یابد. این شکل از کلر 100 بار کمتر در کشتن باکتری ها در مقایسه با شکل دیگر کلر معروف به هیپوکلرو اسید (HOCl) موثر است. به همین دلیل مهم است که سطح pH صحیح را حفظ کنید تا اطمینان حاصل شود که فرم اسید هیپوکلرو قوی تر برای ضدعفونی در دسترس است. BL100 به عنوان یک راه حل ارزان قیمت برای مصرف کننده برای حفظ pH ایده آل در همه زمان ها ساخته شده است. به سادگی پروب و شیر تزریق را در ردیف پمپ چرخش قرار دهید و ماده شیمیایی مورد نظر را تهیه کنید.