تحليل بعض الخصائص الفيزيائية للمياه الملوثة

تتميز مياه الشرب بالعديد من الصفات الفيزيائية التي تكسبها خصائص فريدة وتعطي للماء تفرداً به ومن أشهر هذه الخصائص الآتي:

• الطعم Taste
• الرائحة Odor
• اللون Color
• درجة  الحرارة Temperature
• العكورة Turbidity
• التوصيلية الكهربية Electrical Conductivity

قياس الطعم والرائحة (Taste and Odor): ويتم بوساطة استخدام الحواس البشرية للتذوق والشم ويجرى هذا الاختبار على الأقل لـ 5 أشخاص لتفادي وجود حساسية للشم أو التذوق لشخص ما

الطعم Taste

الأدوات و الكواشف:
1. حمام ماء تضبط درجة حرارته عند 15 م
2. دوارق سعة كل منها 50 مل.
3. ماء خالٍ من الطعم والرائحة.
4. عينات مرجعية: محلول كلوريد صوديوم 2000 ملغم/لتر محضر بماء خال من الطعم والرائحة.

طريقة العمل:
1. تحفظ العينات عند درجة حرارة مناسبة لماء الشرب ( 15 )⁰ م.
2. يتم اختيار أعضاء اختبار التذوق على أساس فعاليتهم في تقييم التذوق ويتم تقييم الطعم كما يلي: يتم مبدئياً تذوق نصف العينة بوضع الماء في الفم ، مع الاحتفاظ به لعدة ثواني ثم يفرغ دون بلعه.
3. يتم إعداد الحكم الأولي على مقياس التقييم.
4. يعاد التذوق للمرة الثانية بنفس الطريقة.
5. يجرى التقييم الأخير للعينات وتسجل النتائج على شكل بيانات مناسبة.
6. يغسل الفم بماء خال من الطعم والرائحة.
7. تترك فترة 30 دقيقة بين جلسات التقييم المتكررة.

الرائحـة Odor

الأدوات والكواشف:
1. زجاجات واسعة الفوهة لها سدادات زجاجية سعتها حوالي 1 لتر، زجاجة ساعة.
2. حامض هيدروكلوريك مركز، ما مقطر خال من الطعم والرائحة يحضر من خلال إمرار ماء مقطر خلال عمود من حبيبات الكاربون المنشط.

تدابير العمل:
الكشف عن الرائحة عند درجات الحرارة الباردة

بعد جمع العينة يوضع منها حوالي 500 مل في زجاجة نظيفة واسعة الفوهة وذلك بعد غسل الزجاجة بحامض الهيدروكلوريك المركز ثم بالماء المقطر الخالي من الطعم والرائحة ثم تقفل بسدادة. ترج العينة بشدة لمدة 2 – 3 ثوان ثم تنزع السدادة بسرعة وتشم الرائحة.

الكشف عن الرائحة عند درجات الحرارة المرتفعة

بعد جمع العينة يوضع منها حوالي 500 مل في زجاجة نظيفة واسعة الفوهة ثم يتم غلقها بزجاجة ساعة. تسخن العينة إلى درجة حرارة من 58-60 م° ثم ترج وبسرعة يزال الغطاء وتشم الرائحة.

اللون Color

لا يملك لون الماء أهمية خاصة، ما عدا أنه ربما يوضح لنا مصدر الماء، ولكن اللون غير مستحب من الناحية الجمالية، وقد يؤثر على عمليات التصنيع فيصبغ النسيج مثلاً. ويعبر عن لون الماء بواحدات (Hazen) على مقياس الكوبلت – بلاتين Platinum-Cobalt Method إذ  يصل لون مياه المستنقعات إلى (50) واحدة.

وتنص معايير منظمة الصحة العالمية World Health Organization – WHO من أجل ماء الشرب بأنّ الحد المرغوب به للون ماء الشرب هو (5) وحدات Units وأن أعلى مستوى مسموح به هو (20) وحدة.

تمتاز المياه النقية بأنّها عديمة اللون ويعود تلون هذه المياه في بعض الحالات إلى وجود بعض المواد العضوية، مثل: النباتات، والعوالق المائية، أو وجود بعض أيونات العناصر، مثل: الحديد، والكروم، والمنغنيز، أو وجود صبغات عضوية، أو وجود مياه صناعية مصروفة لمجرى النهر. إنّ شدة اللون تعتمد على تركيز هذه المواد ويمكن القول بأنّ المياه تكون ذو لون حقيقي عند ذوبان المواد الملوثة، أو ذات لون ظاهري عند وجود المواد العالقة.

ولقد حددت المواصفة العراقية رقم 417 لعام 1974 لون مياه الشرب بعشر وحدات (10.0) حداَ أقصى مسموح به، أما منظمة الصحة العالمية فقد حددتها بـ (15.0) وحدة حدا أقصى يمكن للعين أن تميزه. وتعد درجة حرارة البيئة المائية عاملاً مهماً في التوازن القائم ضمنها، والتغيير المفاجئ في درجة الحرارة يعود إلى طرح مخلفات صناعية منها الكيميائية والبترولية والثقيلة. ويتم تقدير اللون بطريقة المقارنة البصرية أو باستعمال الكوبالت البلاتيني.

الأدوات و الكواشف:

1. اسطوانات نسلر Nessler cylinders متماثلة سعة 50 مل.
2. ماء كامل النفاذية للضوء: يغمر مرشح غشائي دقيق مساميته 0.1 ميكرومتر في 100 مل ماء مقطر لمدة ساعة، ويرشح خلاله 250 مل ماء مقطر أو ماء منزوع الأيونات ثم يستبعد هذا الماء، يستخدم هذا الغشاء لترشيح 500 مل ماء مقطر أو ماء منزوع الأيونات ويحفظ الماء المرشح لاستخدامه فيما بعد لتحضير جميع المحاليل القياسية والتخفيفات المطلوبة.
3. محلول لون أساسي (500  ملغم بلاتين/لتر) يذاب (1.245غم + 0.001غم) كلوروبلاتنات البوتاسيوم (تكافئ 500 ملغم من فلز البلاتين)، و 1 غم كلوريد كوبالت متبلور (تكافئ حوالي 250 ملغم من فلز الكوبالت) في ماء مقطر يحتوي على 100مل من  حامض الهيدروكلوريك المركز، ثم يخفف الناتج إلى 1 لتر بالماء المقطر، يحتوي هذا المحلول الأساسي على لون يعادل 500 وحدة لونية.

يحفظ هذا المحلول في قنينة زجاجية محكمة الغلق في مكان معتم عند درجة حرارة لا تزيد على 30 درجة مئوية، ويكون صالح الاستخدام لمدة ستة أشهر.

4. محاليل لون قياسية: تحضر محاليل قياسية تحتوي على 5، 10، 15، 20، 25، 30، 35، 40، 45، 50، 60، 70 وحدة لونية بتخفيف 0.5، 1، 1.5، 2، 2.5، 3، 3.5، 4، 4.5، 5، 6، 7 مل على التوالي من المحلول الأساسي بالماء المقطر حتى (50) مل بماء كامل النفاذية للضوء في أنابيب نسلر، ويراعى حماية هذه المحاليل القياسية من التبخر والتلوث عند درجة حرارة لا تزيد على ⁰30م

تدابير العمل:

تملأ أنبوبة نسلر سعة 50 مل للعلامة بالعينة المراد فحصها ويقارن لون العينة بألوان المحاليل القياسية وذلك بالنظر عمودياً من أعلى خلال الأنابيب نحو سطح أبيض أملس موضوع بزاوية تسمح بانعكاس الضوء خلال أعمدة السائل ويقدر اللون كما يلي:

• في حالة وجود عوالق لم يتم إزالتها يسجل اللون على أنه (اللون الظاهري).
• في حالة زيادة اللون عن 70 وحدة لونية تخفف بماء نقي بنسب معلومة إلى أن يقع اللون في مجال المحاليل القياسية.
• في حالة وجود مواد عالقة يتم إزالتها بالطرد المركزي حتى يصبح السائل العلوي رائقاً، وتقارن العينة بعد الطرد المركزي بماء نقي في أنابيب نسلر للتأكد من خلوها من المواد العالقة قبل مقارنتها بالمحاليل القياسية ويسجل اللون على أنه اللون الحقيقي.

طريقة الحسابات:

تسجل قيمة اللون للعينة لأقرب محلول قياسي مماثل لأقرب 5 مغم بلاتين / لتر. تحسب قيمة اللون من التخفيفات كما يلي:
وحدات اللون = أ × 50 ÷ ب حيث:
أ= قيمة اللون للعينة المخففة التي تم تقديرها.
ب= حجم العينة المأخوذة للتخفيف بالمليلتر.

درجة الحرارة Temperature

يتم القياس باستعمال محرار زئبقي Mercury Thermometer

لما كانت درجة الحرارة تؤثر بشكل فعال في ذوبان المواد والغازات في الماء وبخاصة ذوبان الأوكسجين وثنائي أوكسيد الكربون، كما أنها من العوامل المهمة في تحديد نشاط وفعالية الأحياء المائية والبكتريا ومن العوامل المهمة في تحديد بعض خواص الماء مثل الكثافة واللزوجة فعليه يعد فحص وتسجيل درجة الحرارة  Temperature Recorders للعينات من الفحوصات المهمة والمقيمة لطبيعة الماء.

إنّ المجال المرغوب لدرجة الحرارة من أجل الإمداد العام هو من 4 إلى 10 درجات مئوية ونادراً ما تقل درجة حرارة المياه الطبيعية عن (4°) م، أما إذا زادت درجة حرارة الماء عن (10°) م فيصبح الماء أقل سائغية، وأقل ملاءمة لبعض الاستعمالات كمكيفات الهواء. وعندما تزيد درجة الحرارة عن (25°) م تصبح المياه غير مرغوب بها، أما إذا وصلت درجة حرارتها إلى 30°- 35 °م فتصبح غير مناسبة للإمداد العام، وتقاس درجة حرارة الماء باستعمال مخطاط العمق والحرارة (Bathythermograph  or BT) والذي يقيس عمق عمود الماء ودرجة الحرارة في نفس الوقت من سطح ماء البحر إلى الأعماق المراد قياس درجة حرارتها.