مواد موجود در آب: نگاهی فراتر از H2O
زمانی که آب در طبیعت حرکت میکند، به یک حلال فوقالعاده قوی تبدیل میشود. آب باران اسیدیته ضعیفی دارد که به آن اجازه میدهد مواد معدنی، نمکها و یونها را از سنگها و خاک حل کند. این مواد حل شده، که ما آنها را با اصطلاح کلی املاح موجود در آب میشناسیم، لزوماً مضر نیستند. برای مثال، کلسیم و منیزیم مواد معدنی مهمی هستند. اما در کنار املاح مفید، ممکن است آلایندههای نامطلوبی مانند فلزات سنگین، ترکیبات آلی یا باکتریها نیز وجود داشته باشند. درک این ترکیب پیچیده اولین قدم برای سنجش کیفیت آبی است که در تأسیسات و زندگی روزمره خود مصرف میکنیم.
TDS آب: شاخص کلیدی کیفیت آب
TDS (Total Dissolved Solids) یکی از رایجترین و مهمترین پارامترهای اندازهگیری در صنعت تصفیه آب است. این شاخص، به عنوان یک معیار سریع و آسان برای ارزیابی خلوص آب، در سراسر جهان مورد استفاده قرار میگیرد. اما TDS دقیقاً به چه معناست و چه چیزی را اندازهگیری میکند؟
TDS چیست؟
TDS آب به معنای مجموع کل جامدات محلول در آب است. این مواد شامل تمامی یونهای معدنی (مانند کلسیم، منیزیم، سدیم، کلرید)، نمکها و فلزات سنگین هستند که کاملاً در آب حل شدهاند و با چشم غیرمسلح قابل رؤیت نیستند. واحد اندازهگیری TDS معمولاً میلیگرم بر لیتر (mg/L) یا قسمت در میلیون (ppm) است (که در مقادیر کم برابر هستند). در عمل، TDS آب از طریق اندازهگیری هدایت الکتریکی آب توسط دستگاه TDS متر اندازهگیری میشود؛ هرچه یونهای محلول بیشتر باشند، هدایت الکتریکی بالاتر و عدد TDS بزرگتر خواهد بود.
منابع اصلی TDS در آب
TDS در آب از منابع گوناگونی نشأت میگیرد که هر یک میتوانند بر کیفیت نهایی آب تأثیر بگذارند.
منابع طبیعی: مهمترین منابع TDS در آب، انحلال مواد معدنی از سنگها و بستر زمین است. برای مثال، آبهایی که از بستر سنگهای آهکی عبور میکنند، به طور طبیعی TDS بالاتری خواهند داشت.
منابع انسانی: فعالیتهای صنعتی، کشاورزی (استفاده از کودها و آفتکشها)، و سیستمهای تصفیه فاضلاب شهری میتوانند مقادیر قابل توجهی TDS (مانند نیتراتها و فسفاتها) را وارد منابع آب زیرزمینی و سطحی کنند.
در نزدیکی سواحل، نفوذ آب شور دریا به آبهای زیرزمینی نیز میتواند به شدت TDS آب را افزایش دهد.
TDS آب آشامیدنی و استانداردهای جهانی
بالا بودن TDS لزوماً به معنای مضر بودن آب برای سلامت نیست، اما میتواند طعم و ظاهر آب را تحت تأثیر قرار دهد. TDS آب آشامیدنی توسط نهادهای بهداشتی کنترل میشود. طبق دستورالعملهای سازمان بهداشت جهانی (WHO) و استانداردهای ملی ایران، TDS کمتر از ۵۰۰ میلیگرم بر لیتر (mg/L) برای آب آشامیدنی به عنوان حد مطلوب توصیه میشود. اگرچه WHO مقادیر بالاتر تا ۱۰۰۰ mg/L را نیز به شرط عدم وجود آلایندههای سمی، قابل قبول میداند. در این جدول تأثیر TDS بر طعم آب خلاصه شده است:
آب (H₂O) چیست؟ کاوشی جامع در ساختار مولکولی، ویژگیهای منحصربهفرد و منابع حیاتی آن
آلایندههای آب: دو شاخص حیاتی TSS و آلودگیها
برای ارزیابی کامل کیفیت آب، TDS کافی نیست. باید دید ذرات معلق و همچنین ماهیت شیمیایی و بیولوژیکی آلوده کننده های آب چیست. در این بخش به تفاوت TDS و TSS میپردازیم که برای عملیات فیلتراسیون صنعتی بسیار مهم است.
تفاوت TDS و TSS: درک ذرات حل شده و معلق
در حالی که TDS بر جامدات محلول تمرکز دارد، TSS (Total Suspended Solids) به معنای کل جامدات معلق است.
TDS (محلول): یونها و نمکهایی که نمیتوان آنها را با یک فیلتر کاغذی استاندارد جدا کرد (مانند سدیم و کلر). این مواد به فرآیندهایی مانند آب شیرین کن اسمز معکوس نیاز دارند.
TSS (معلق): ذرات جامدی مانند خاک، شن، گل و لای، سوسپانسیونهای آلی و جلبکها که در آب معلق هستند و آب را کدر میکنند. این ذرات به راحتی توسط فیلترهای فیزیکی (مانند فیلتر شنی یا کارتریج) قابل حذف هستند.
در سیستمهای پیشتصفیه، کنترل TSS حیاتی است زیرا میتواند باعث گرفتگی و آسیب به ممبرانهای اسمز معکوس شود. تفاوت TDS و TSS و سختی آب در این است که سختی آب زیرمجموعهای از TDS است، اما TSS شاخصی کاملاً مجزا برای کدورت آب است.
آلاینده های آب و آلودگی آب
آلایندههای آب یا همان آلودگی آب شامل هر نوع مادهای است که سلامت آب را به خطر میاندازد، چه محلول باشد و چه معلق. آلایندههای اصلی به چهار دسته تقسیم میشوند:
آلایندههای شیمیایی: فلزات سنگین (سرب، آرسنیک)، آفتکشها، مواد شیمیایی صنعتی، و داروها.
آلایندههای بیولوژیکی: باکتریها (مانند اشرشیا کلی)، ویروسها و انگلها (مانند ژیاردیا) که عامل بیماریهای آببرد هستند.
آلایندههای فیزیکی: شامل TSS و همچنین مواد رادیولوژیکی طبیعی یا مصنوعی.
آلایندههای رادیولوژیکی: عناصری مانند اورانیوم، رادیوم و رادون.
برای اطمینان از سلامت عمومی، بررسی TDS و TSS کافی نیست؛ تحلیل تخصصی آلاینده های آب برای اطمینان از حذف سموم و عوامل بیماریزا ضروری است.
سختی آب: زیرمجموعهای از TDS با پیامدهای خاص
سختی آب یک نگرانی فنی و بهداشتی است که اگرچه زیرمجموعهای از TDS است، اما به دلیل مشکلات رسوبگذاری که ایجاد میکند، به طور جداگانه مورد ارزیابی قرار میگیرد. شناخت سختی آب برای نگهداری از تأسیسات حیاتی است.
سختی آب چیست؟
سختی آب به طور خاص به غلظت بالای یونهای کلسیم و منیزیم در آب اشاره دارد. این یونها در اثر عبور آب از تشکیلات سنگی غنی از کربنات کلسیم و کربنات منیزیم حل میشوند. اگرچه کلسیم و منیزیم از املاح آب آشامیدنی مفید برای سلامتی هستند، تجمع آنها در سیستمهای حرارتی و لولهها، یک چالش بزرگ مهندسی ایجاد میکند.
| طبقهبندی سختی آب (بر اساس کربنات کلسیم) | میزان سختی (mg/L) |
| آب نرم (Soft) | ۰ تا ۶۰ |
| سختی متوسط (Moderately Hard) | ۶۱ تا ۱۲۰ |
| آب سخت (Hard) | ۱۲۱ تا ۱۸۰ |
| آب بسیار سخت (Very Hard) | بالاتر از ۱۸۰ |
آب سنگین چیست؟ ساختار اتمی، کاربردهای استراتژیک و تفاوتهای کلیدی با آب معمولی
املاح موجود در آب: املاح مفید در مقابل مضر
تمرکز ما روی املاح است، اما باید بین آنچه برای بدن ما مفید است و آنچه برای زیرساختهای ما مضر است، تمایز قائل شویم.
املاح مفید: کلسیم و منیزیم نه تنها ضروری هستند، بلکه تحقیقات نشان دادهاند که آب سخت ممکن است اثرات محافظتی در برابر برخی بیماریهای قلبی عروقی داشته باشد.
پیامدهای صنعتی: مشکل سختی در صنعت، به شکلگیری رسوب سخت در بویلرها، مبدلهای حرارتی و داخل لولهها منجر میشود. این رسوبات نه تنها راندمان حرارتی را کاهش میدهند، بلکه منجر به خرابی تجهیزات، افزایش مصرف انرژی و نیاز به فرآیندهایی مانند اسیدشویی یا خرید آنتی اسکالانت میشوند.
جمعبندی
TDS یک شاخص سریع و مفید برای املاح و یونهای حل شده است. اما برای ارزیابی جامع کیفیت آب، باید شاخص TSS (جامدات معلق) و آلایندههای خاص شیمیایی و بیولوژیکی نیز مورد بررسی قرار گیرند. سختی آب، زیرمجموعهای از TDS (کلسیم و منیزیم) است که تهدیدی جدی برای طول عمر تأسیسات صنعتی محسوب میشود. هدف نهایی تصفیه آب، رسیدن به تعادلی است که در آن آلایندههای مضر حذف شده و املاح مورد نیاز حفظ شوند.
مدیریت دقیق TDS، TSS و سختی آب، هسته اصلی کسبوکار ما در حوزه تصفیه آب صنعتی است.
برای حذف کامل TDS و آلایندههای یونی، اسمز معکوس (RO) راهحل نهایی است.
برای کاهش تخصصی سختی آب و محافظت از تأسیسات، استفاده از سختیگیر رزینی ضروری است.
اگر TDS آب شما بالاست یا نگران سختی و آلایندههای آن هستید، مشاوره با متخصصان ما برای انتخاب سیستم تصفیه مناسب اولین و مهمترین گام است.
سوالات متداول
خیر، برعکس. جوشاندن آب باعث تبخیر آن میشود، اما املاح موجود در آب (ماند کلسیم، منیزیم، سدیم) در ته ظرف باقی میمانند. این امر باعث میشود که حجم آب کاهش یافته و غلظت TDS و سختی آب باقیمانده افزایش یابد.
خیر. TDS متر تنها میزان یونهای محلول را اندازهگیری میکند. این دستگاه نمیتواند به شما بگوید که این یونها مفید هستند (مانند کلسیم) یا مضر (مانند سرب). برای سنجش آلایندههای سمی یا بیولوژیکی، به آزمایشهای شیمیایی و میکروبیولوژی تخصصی نیاز است.
آب فوق خالص مورد نیاز در صنایع حساس (مانند نیمهرسانا یا داروسازی) باید TDS نزدیک به صفر داشته باشد. این خلوص با واحد مقاومت الکتریکی اندازهگیری میشود و TDS این آب عملاً باید زیر ۱ ppm باشد.
بله. آب سخت حاوی کلسیم و منیزیم بالا است که با صابون واکنش داده و رسوبات کف صابونی (Soap Scum) ایجاد میکند. این رسوبات میتوانند باعث کدر شدن مو، خشکی پوست، و گرفتگی منافذ پوست شوند.
