آب و خواص شيميايي آن
به طور كلي به منظور حفظ سلامت شناگران و جلوگيري از بروز مشكل در عملكرد تاسيسات مكانيكي،خواص شيميايي اب استخر بايد در محدوده مشخصي قرار داشته باشد.رعايت اين محدوده توصيه شده تقريبا در تمامي استاندارد ها مورد تاييد قرار گرفته است و متخصصان و مهندسين بهداشت نيز با آن موافق هستند.
در ابتدا بايد به اين موضوع اشاره كنيم نمي توان براي تمامي استخرها و جكوزي ها يك نسخه كلي پيچيد و از يك روش به عنوان بهترين گزينه براي پاكيزه نگه داشتن آب ياد كرد. بلكه در اين راستا توصيه و راهكارها و محدوده هايي وجود دارد كه در هر كاربرد خاص بسته به شرايط پروژه بايد بهترين روش براي دستيابي به آنها را برگزيد. براي دستيابي به اين هدف كه همان كيفيت آب است بايد بدانيم كدام دسته از خواص شيميايي آب در استخرها بايد مورد توجه قرار گيرد.
تعادل شيميايي آب
حفظ تعادل شيميايي آب علاوه بر تامين آبي پاكيزه و سالم،از رشد قارچ ها و باكتري ها ،تغيير رنگ آب و اسيدي شدن آن و آسيب رساندن به تجهيزات مورد استفاده در استخر نيز جلوگيري مي كند. آب در حقيقت يك حلال است كه مواد معدني و آلي را در خود حل مي كند.آبي كه از نظر شيميايي در حالت تعادل باشد ،نه خورنده(اسيدي)است و نه توليد رسوبي (بازي)مي كند.
هر مقدار معين از آب ظرفيت جذب معيني دارد كه پس از آن ديگر هرچه به ماده حل شده بيفزاييم ديگر در آب حل نخواهد شد. البته اين ظرفيت به عوامل مختلفي مثل دماي اب نيز وابسته است به طوري كه در حالت معمول،هرچه دماي آب بيشتر باشد ظرفيت جذب مواد حل شده بيشتري را نيز دارد.
پنج عاملي كه تعادل شيميايي اب به آن بستگي دارد را مي توان در موارد زير خلاصه كرد:
Ph-آب
-ميزان قليايي يا بازي بودن آب
-سختي آب
-مقدار كل ذرات جامدمحلول در آب ياTDS
-دماي آب،سرعت باد،نرخ تبخير آب استخر،بار ناشي از حضور شناگران
عدم توازن هريك از پنج عامل ياد شده موجب برهم خوردن توازن شيميايي آب مي شود كه در هر صورت مشكلاتي مانند تورم چشم،حساسيت هاي پوستي را براي شناگران به وجود مي اورد.
PHآب
Phآب معياري از اسيدي شدن يا بازي بودن ان به شمار مي رود.PHاب عددي بين صفر تا چهارده است كه PHهفت خنثي است.
هرچه قدر مقدار phاز عدد هفت كمتر باشد به معناي آن است كه ماده خواص بازي قوي تري دارد.
محدوده ايده آل phبراي آب استخرها و جكوزي ها بين 7.4 تا 7.6 است.اين محدده phبه هيچ وجه اتفاقي نيست.
Phطبيعي چشم انسان تقريبا 7.4 است.انحراف phآب از اين محدوده موجب تورم چشم و ايجاد ناراحتي براي شناگران مي شود.
به همين دليل است كه تنظيم phآب استخرها و جكوزي ها براي حفظ سلامت شناگران و تامين شرايط مطبوع براي آنها بسيار مهم است.
پايين بودن مقدار phنشانه اسيدي بودن آن است. ويژگي ذاتي تمامي مواد اسيدي خورندگي آنها است بنابراين اولين و بديهي ترين مشكلي كه در چنين مواردي با آن روبرو هستيم خورندگي اجزاي مختلف استخر است.
ضمن انكه اسيدي بودن اب نيز موجب مشكلاتي مانند تورم پوست و چشم شناگران نيز مي شود.
همچنين هرچه phآب كمتر باشد محلول كلر اضافه شده به آب نيز سريعتر تجزيه شده و خاصيت ضدعفوني كنندگي خود را از دست مي دهد.
از سوي ديگر بالا بودن مقدار phنيز موجب كدر شدن آب و ايجاد رسوب در كف استخر و داخل تجهيزات مي شود همچنين خاصيت ضدعفوني كنندگي كلر را نيز كاهش مي دهد.
تنظيم PH
تنظيم ph آب در محدوده مناسب به سه دليل زير داراي اهميت است:
-حفاظت از تجهيزات مكانيكي استخر
-تامين شرايط آسايش شناگران
-افزايش كارايي مواد ضد عفوني كننده
Ph آب را مي توان با استفاده از انواه اسيدها و باز ها تغيير داد.در صورتي كه phآب بيشتر از حد معمول باشد براي كاهش خواص بازي آب به آن كمي اسيد اضافه مي كنند.
در مقابل اگر ph آب كمتر از حد معمول باشد ب افزودن كمي ماده قليايي به آن مي توان phآب را به محدوده متداول رساند.
براي مثال در استخرهاي اندود كاري شده ،كلسيم موجود در پوسته استخر موجب مي شود تاآب استخر دائما در تماس با مواد بازي باشد.
به همين دليل است كه در استخرهاي اندود كاري شده براي خنثي كردن آب همواره بايد مقدار كمي اسيد به آب آن اضافه نمود.
اضافه كردن مواد قليايي مانند كربنات كلسيم به آب موجب افزايش مقدار PHو كاهش خاصيت اسيدي آن مي شود.افزودن اسيدهايي مانند اسيد هيدروكلريك (جوهرنمك)يا بي سولفات سديم به آن موجب كاهش PHآب به ميزان 0.3-0.1به ازاي هر L10000آب استخر 100ميلي ليتر اسيد هيدروكلريك يا 120 گرم بي سولفات سديم(اسيد خشك)را به آب اضافه كنيد.
براي كاهش phآب مي توان گاز دي اكسيد كربن را نيز به آب تزريق كرد.
براي افزايش phآب استخر،اگر تنظيم مقدار مواد قليايي موجود در آب كفايت نكرد ،مي توان مقدار بي كربنات سديم (ph=8.2)به آن افزود.
البته افزودن اين ماده به آن مقدار مواد قليايي موجود در آب را نيز افزايش مي دهد.
در بسياري از موارد ph آب را مي توان با استفاده از بي كربنات سديم بدون افزايش قابل توجه مواد قليايي موجود در آب افزايش داد. گاهي اوقات نيز از كربنات سديم براي دستيابي به اين هدف استفاده مي شود.البته استفاده از كربنات سديم مستلزم به كارگيري دقت بيشتري است. ضمن انكه افزودن اين ماده به آب احتمال رسوب گرفتگي در آب استخر را افزايش مي دهد.توجه داشته باشيد كه استفاده از موادي مانند هيدروكسيد سديم به منظور تنظيم ph آب معمولا موجب به بروز مشكلاتي مانند افزايش بيش از حد ph مي شود و استفاده از آن چندان توصيه نمي شود.
چند تذكر:
-همواره پيش از اقدام براي تنظيم phآب ،اطمينان حاصل كنيد كه مقدار كل مواد قليايي موجود در آن در محدوده مناسب و پايداري قرار دارد. -مقدار phآب همواره بايد پيش از افزودن مقادير بيشتر اسيد،پس از يك دور گردش كاملا مجددا اندازه گيري شود. -توجه داشته باشيد كه اگر اسيد هيدروليك و بي سولفات سديم توسط سيستم هاي تزريق خودكار به آب افزوده مي شوند،اين مواد حداقل بايد به نسبت يك به ده با آب رقيق شوند. البته باز هم تاكيد مي كنيم براي رقيق كردن اسيدها ،هرگز آب را به اسيد اضافه نكنيد. -براي تنظيم ph آب تحت هيچ شرايطي مواد اسيدي را از طريق دهانه اسكيمر به آب اضافه نكنيد،چرا كه موجب آسيب ديدن لوله ها،اتصالات و ساير تجهيزات مرتبط با آنها مي شود
-هنگام افزودن اسيد به آب استخر ،ان را در نزديكي سطح استخر به اب اضافه كنيد به طوري كه مشكلاتي مانند پاشش اسيد به كناره استخر رخ ندهد.
همچنين دست و صورت خود را نيز از محل دور نگه داريد.
-هنگام افزودن اسيد به آب تا جايي كه مي توانيد آن را در سطح آب پخش كنيد.
به اين منظور بهتر است اسيد را در نزديكي خط اصلي آب برگشت به آن اضافه كنيد.توصيه مي كنيم هيچ گاه اسيد را از قسمت هاي مانند اسكيمر يا خط تخليه اصلي به آب نيفزاييد.چرا كه در اين صورت ،اسيد غليظ مستقيما به خطوط لوله وارد شده و به اجزاي مختلف مرتبط با آن از جمله پمپ آسيب وارد مي كند.
-براي افزودن مواد بازي مانند كربنات سديم،ابتدا آنها در آب حل نموده و سپس به آرامي به آب اضافه كنيد.
اضافه كردن مواد بازي به آب ممكن است موجب تغيير رنگ آب به سمت آبي كدر شود.
-در تمامي شرايط در صورت افزودن اسيد يا باز به آب ،پيش از آزمايش مجدد نمونه آب استخر،حداقل چند ساعت صبر كنيد تا phبه وضعيت پايدار برسيد.
تنظيم قليايي بودن آب
براي افزايش خواص بازي آب بدون افزايش قابل توجه مقدار ph مي توان از بي كربنات سديم (جوش شيرين )استفاده كرد.در صورتي كه قصد داشته باشيم مقدار ph را نيز افزايش دهيم،براي افزايش همزمان مقدار phو قليايي بودن آب مي توان از كربنات سديم كه در واقع همانند جوش شيرين با دانه ها كمي درشت تر است استفاده كرد.
در صورتي كه آب مورد استفاده درجه سختي زيادي داشته باشد،احتمال آن وجود دارد كه ميزان قليايي بودن آن بيش از حد معمول باشد.
البته در صورتي كه آب به اندازه كافي زلال باشد و بتوان مقدارphرا در محدوده مناسبي تنظيم كرد،سختي آب به خودي خود يك مشكل به شمار نمي رود.
در هر صورت براي كاهشphمي توان از اسيدهايي كه به آن اشاره شد بهره گرفت.
به عنوان يك قاعده سر انگشتي براي افزايش مقدار مواد قليايي موجود در آب به ازاي هر 10000ليتر آب،1كيلو گرم بي كربنات سديم به آن اضافه كنيد.
براي كاهش مقدار مواد قليايي موجود در آب نيز مي توان آب قديمي استخر را با آب تازه رقيق كرد.
سختي آب
سختي آب يا سختي كلسيم در واقعي با مقدار مواد قليايي موجود در
آب در ارتباط بوده و به نوعي زير مجموعه آن است .
سختي آب در واقع معياري از مقدار يكي از مواد بازي معمولا(كلسيم)موجود در آب است.علت آن كه مقدار كلسيم موجود در آب يا خهمان سختي به صورت مجزا نيز مورد توجه قرار مي گيرد ان است كه در صورت زياد بودن كلسيم ،مقدار اضافي آن از حالت محلول خارج شده وبر روي جداره و كف استخر رسوب مي كند.
محدوده قابل قبول سختي آب بينppm 600-100است.در صورتي كه سختي آب بيش ازppm 600 باشد،احتمال بروز مشكلاتي مانند رسوب كردن مواد معدني موجود در آب بسيار زياد است. بهترين روش براي كاهش سختي آب در استخرها وجود دارد ،تعويض بخشي از آب قديمي استخر با آب تازه است.
تنظيم سختي آب
به طور معمول در استخرها و جكوزي ها ،مقدار سختي آب معمولا كمتر از حد معمول است.
البته در معدود مواردي نيز ،مشكل آب به دليل زياد بودن مقدار سختي آب است.براي افزايش سختي آب مي توان از محلول اماده كلريد كلسيم استفاده كرد. در مواردي هم كه سختي اب بيش از حد معمول است ،براي كاهش مقدار آن مي توان بخشي از آب استخر را با آب تازه با سختي پايين تعويض كرد و به اين ترتيب مقدار سختي آب را كاهش داد.
ذرات جامد محلول در آب
ذرات جامد محلول در آب چنان كه از نامش نيز پيداست معياري است از تمامي ذرات و اجزاي موجود در آب كه با گذر از فيلتر نيز از آن تفكيك نشده اند. به عبارت ديگر منظور از مقدار كل ذرات جامد محلول در آب تمامي مواد معدني موجود در آب ،سيانورات ،تركيبات كلر،كثيفي ها و غيره است.
اصلي ترين عامل افزايش غلظت ذرات جامد محلول در اب تبخير آب استخر است.چرا كه با تبخير آب استخر ،تنها مولكول هاي آب به هوا متصاعد مي شوند و ذرات محلول در آنها به صورت رسوب در آب باقي مي مانند.
ذرات جامد محلول در آب نيز با غلظت مواد شيميايي مورد استفاده،بار شناگران و ساير ذرات جامدي كه به ويژه پس از تبخير آب به جا مي مانند در ارتباط است.
البته اين ذرات در آب محلول هستند و با چشم غير مسلح ديده نمي شوند ولي تاثير نامطلوب آنها بر روي تجهيزاتي مانند پمپ ها ،لوله ها اتصالات و فيلترها در دراز مدت مشخص مي شود.
در جكوزي ها به دليل دماي بالاتر آب،غلظت ذرات جامد محلول از اهميت بيشتري برخوردار است.چرا كه به دليل دماي بيشتر آب ،نرخ تبخير آب بيشتر است.ضمن انكه بار ناشي از حضور شناگران بيشتر است در نتيجه مواد اضافي بيشتري به واسطه تعريق بيشتر ،چربي روي پوست،كرم هاي ضد آفتاب،صابون،شامپو و حتي ادرار بسيار بيشتر است.
شرايط آب وهوايي
شرايط آب وهوايي منطقه به ويژه در استخرهاي سرباز يكي از مهمترين عوامل موثر در خواص شيميايي آب به شمار مي رود.اگرچه اين عامل به هيچ وجه در اختيار متصديان استخر نيست ،ولي آگاهي از چگونگي تاثير آن بر آب استخر مي توان آنها را در تصميم گيري صحيح هدايت كند.
اشعه فرابنفش موجود در خورشيد موجب تسريع فرآيند تجزيه كلر ميشود.بدون استفاده از مواد پايداركننده ،تقريبا نودوپنج درصد از كلر در معرض نور مستقيم خورشيد در مدت زمان كمتر از دو ساعت تجزيه مي شود.
به همين دليل استفاده از روكش هاي استخر علاوه بر كاهش تاثير نور خورشيد ،با كاهش مقدار كلر تجزيه شده،از هزينه ها مي كاهد.
از ديگر عوامل مرتبط با شرايط آب و هوايي سرعت باد است كه مستقيمابا نرخ تبخير آب استخر در ارتباط است.
هرچه سرعت تبخير آب بيشتر شود ،علاوه بر افزايش مصرف آب ،رسوبات به جا مانده در استخر نيز بيشتر خواهد بود.
دماي آب
محدوده دماي ايده آل براي آب استخر بين 28-26است.براي جكوزي ها نيز دماي آب نبايد از 40 درجه سانتي گراد تجاوز كند.
هرچه آب گرمتر باشد احتمال رسوب كردن ذرات محلول در آن بيشتر است ،در حالي كه آب سرد خاصيت خورندگي بيشتري دارد .در جكوزي ها كه دماي آب معمولا بيش از 38 درجه سانتي گراد است،حلاليت كلسيم در آب نيز كاهش مي يابد.
شاخص اشباع
گاهي اوقات حفظ تعادل آب از نظر شيميايي مستلزم دقت و توجه بسياري است.البته رابطه متقابل هريك از عوامل موثر بر تعادل شيميايي آب را مي توان بر مبناي يك رابطه ري
اضي ساده مشخص كرد.
بر همين اساس ويلفرد لانگير در سال 1930در تحقيقات خود براي محافظت از لوله هاي چدني در برابر خوردگي مفهومي به نام (شاخص اشباع)را مطرح كرد.
شاخص اشباع در واقع بيانگر وضعيت تعادل شيميايي آب و اجزاي موجود در آن است.با استفاده از اين مفهوم براي استخرها خواهيم داشت:
Sl=PH+TF+CH+ALK-C
كه در رابطه فوق:
SI=شاخص اشباع
PH=مقدار اندازه گيري شده PH
TF=ضريب دما
CH=سختي كلسيم اندازه گيري شده
ALK=مقدار مواد قليايي موجود در آب منهاي مقدار سيانورات موجود در آب كه به منظور پايدار كردن phآب استخر مورد استفاده قرار مي گيرد.
C=ضريب ثابتي كه براي اصلاح دماي آب ،مقاومت و غلظت يون هاي موجود در آب مورد استفاده قرار مي گيرد.(معمولا c=12.1)
بر اساس اين رابطه ،هنگامي كه شاخص اشباع برابر با صفر باشد به اين معني است كه آب از نظر شيميايي در وضعيت تعادل قرار دارد.البته در عمل مقدار0.3_+ نيز براي شاخص اشباع قابل قبول است.
در صورتي كه مقدار شاخص اشباع بيش از 0.3باشد به منزله آن است كه آب با مواد قليايي اشباع شده است كه در اين صورت مشكلاتي مانند كدر شدن و رسوب كردن آب در استخر به وجود مي آيد.
مقادير كمتر از0.3نيز بيانگر آن است كه آب خاصيت خورندگي دارد.به عبارت ديگر،شاخص اشباع چنان كه از نام ان پيدا است بيانگر ميزان اشباع بودن آب از مواد و ذرات خارجي است.
اعداد منفي به معني عدم اشباع آب است كه در اين صورت آب تمايل لسيار زيادي براي رسيدن به حالت اشباع دارد.
نكاتي درباره آزمايش نمونه آب استخر
تنظيم كردن اجزاي موجود در آب استخر يا جكوزي در صورتي كه امكان اندازه گيري صحيح هر يك از آنها در آب وجود نداشته باشد،عملا بي فايده است.
عوامل بسياري از جمله ذخيره نامناسب كيت هاي آزمايش،زمان بندي نامناسب براي اندازه گيري و عواملي از اين قبيل موجب اندازه گيري اشتباه مقادير و در نتيجه تصميم گيري اشتباه مي شود.
پس از آشنايي با عوامل موثر بر خواص شيميايي آب و محدوده متداول آنها ،حالا نوبت به آن مي رسد كه روش هاي اندازه گيري هريك از اين عوامل را مورد بررسي قرار دهيم.براي آزمايش هريك از عوامل مطرح شده بايد از روش هاي مناسب ان استفاده كرد.اولين گام ي كه بايد براي آزمايش نمونه آب استخر برداشته شود،تعيين روشي آزمايش آب استخر است.
به طور كلي سه روش اصلي براي آزمايش نمونه آب استخر وجود دارد:
-استفاده از مواد شيميايي و مشاهده تغيير رنگ ايجاد شده در آن ها:سنجش رنگ و تيتراسيون از جمله روش هاي آزمايش نمونه آب به شمار مي روند.به اين منظور مي توان از نوارهاي ازمايش نيز استفاده كرد.
-آزمايش نمونه آب استخر با استفاده از تجهيزات الكترونيكي:
استفاده از تجهيزات الكترونيكي براي سنجش مقدار مواد موجود در آب استخر يكي از ساده ترين و در عين حال دقيق ترين روش ها به شمار مي رود.
-مشاهده وضعيت ظاهري آب و ميزان كدر بودن نمونه آب:
در اين روش براي بررسي وجود يا عدم وجود مواد مشخصي در اب استخر (مانند مواد پايدار كننده)از ازمايش كدورت آب استفاده مي شود.
بنابراين براي ازمايش نمونه اب استخر مي توان از سه روش متداولي كه مورد اشاره قرار گرفت،استفاده كرد.
اما انچه در استخرها اهميت دارد،اندازه گيري همان عواملي است كه بر خواص شيميايي آب تاثير مي گذارد.
چرا كه كم يا زياد بودن هريك از انها موجب كاهش كيفيت آب استخر مي شود.
بنابراين در اين بخش روش آزمايش هريك از عوامل ياد شده را مطرح مي كنيم:
اندازه گيري PHآب:
phآب را مي توان با استفاده از مواد معرف و نمودارهاي تغيير رنگ مربوطه،نوارهاي آزمايش و تجهيزات الكترونيكي اندازه گيري كرد.البته براي نحوه استفاده صحيح از آنها بايد به دستورالعملي كه از جانب شركت سازنده منتشر مي شود توجه كرد.
اندازه گيري مقدار مواد قليايي موجود در آب:
براي اندازه گيري مقدار قليايي بودن آب نيز مي توان از نوارهاي آزمايش يا محلول هاي مخصوصي كه براي اين منظور به فروش مي رسد استفاده كرد.البته براي نحوه صحيح استفاده از آنها بايد به دستورالعملي كه از جانب شركت سازنده منتشر مي شود توجه كرد.
اندازه گيري سختي آب:
سختي آب را مي توان با روش هاي مختلفي مانند سنجش رنگ،تيتراسيون يا نوارهاي آزمايش اندازه گيري كرد.
اندازه گيري مقدار كل ذرات محلول در آب:
از آنجا كه هيچ روش ساده ،كاربردي و ارزان قيمتي براي آزمايش مقدار كل ذرات محلول در آب وجود ندارد ،اين كار معمولا در آزمايشگاههاي مجهز به تجهيزات مناسب انجام مي گيرد.
البته در چند سال اخير تجهيزات الكترونيكي جديدي با قيمت نسبتا مناسب به بازار ارائه شده است كه اين قابليت رانيز دارد.
نكات كلي براي آزمايش آب استخرها
-همواره از معرف ها و نوارهاي آزمايش تازه استفاده كنيد.معرف ها و نوارهاي آزمايشي را هرگز براي مدت طولاني در معرض نور خورشيد قرار ندهيد .بهترين حالت براي نگهداري آنها در دماي متوسط و دور از تابش مستقيم خورشيد است.
-همواره پيش از استفاده از محلول ها وضعيت ظاهري آنها را به دقت بررسي كنيد.در صورت مشاهده عواملي مانند تغيير رنگ،كدر شدن يا رسوب كردن از اين مواد استفاده نكنيد.
-هرگز تجهيزات و وسايل آزمايش نمونه اب را با مواد شوينده تميز نكنيد.چرا كه باقي مانده اين مواد حتي پس از آب كشي كامل آنها باعث تغيير در نتيجه آزمايش خواهند شد.
-نمونه برداري از آب استخر بايد پس از گذشت چند ساعت از افزودن مواد شيميايي به آب و گردش كامل آنها در مدار استخر انجام گيرد.
به عنوان يك قاعده سر انگشتي،پس از افزودن هر نوع ماده اي به آب استخر حداقل پانزده تا سي دقيقه صبر كنيد و سپس براي نمونه برداري از آب اقدام كنيد.
-پس از نمونه برداري براي بستن دهانه ظرف ها يا لوله هاي آزمايش ،به جاي انگشت از در پوش استفاده كنيد.چرا كه در غير اين صورت چربي و آلودگي هاي روي پوست به نمونه آب وارد شده و نتيجه ازمايش را تحت تاثير قرار مي دهد.