سنجش آنلاین پارامتر های کیفی آب



موضوع پروژه :

سنجش انلاین پارامتر های کیفی آب

فهرست مطالب
کلیات 2
مقدمه 2
کیفیت آب 7
پارامتر های مختلف تاثیر گذار در کیفیت آب 8
شاخص های املاح محلول در اب 9
مقدار کل مواد محلول درآب (Total Dissolved Solids : TDS) 9
تعریف 9
کاربرد TDS 9
معیار سنجش TDS 10
تقسیم بندی انواع آب بر اساس مقدار TDS 10
هدایت الکتریکی اب Electrical Conductivity: EC)) 11
تعریف 11
عوامل موثر در هدایت الکتریکی: 11
رابطه TDS و هدایت: 12
پی اچ (PH) 13
تعریف 13
نکات مهم 14
سختی اب hardness)) 15
تعریف 15
سختی موقت 16
سختی دائم 17
سختی کل 17
معایب سختی 17
اسیدیته آب 18
تعریف 18
6 قلیاییت اب 19
انواع قلیاییت: 19
شاخص های مواد معلق در اب 20
کل مواد جامد معلق در اب ( TSS:(Total Suspended solid 20
تعریف 20
منابع جامدات معلق 20
مضرات اثرات وجود مواد معلق در آب 20
استانداردTSS 21
کدورت (turbidity) 21
تعریف 21
تقسیم بندی مواد کلوئیدی 22
منشاء عوامل ایجادکننده کدورت در آب: 22
رنگ ( color unit) 23
تعریف 23
شاخص های الودگی های آلی آب 23
اکسیژن خواهی بیولوژیکی Biological Oxygen Demand: BOD) ) 23
تعریف 23
اکسیژن خواهی شیمیایی( COD : Chemical Oxygen Demand) 24
تعریف 24
کل کربن الی Total Organic Carbon: TOC)) 25
تعریف 25
شاخص های بهداشتی بودن اب 25
کلی فرم Coliform group)) 25
روش های اندازه گیری پارامتر های کیفی اب 27
کل مواد جامد محلول در اب TDS 28
تجهیزات مورد نیاز 28
روش آزمایش 28
انتخاب صافی وحجم نمونه : 28
هدایت الکتریکی 29
مقدمه 29
تجهیزات مورد نیاز 29
روش آزمون : 29
پی اچ (ph) 30
روش محاسبه 30
استفاده از کاغذ PH و معرفهای آلی نظیر متیل اورانژ ، فنل فتالئین. 30
استفاده ازMeter PH : 31
مراحل استفاده از PH متر : 31
اسیدیته اب 32
تجهیزات مورد نیاز 32
معرفها 32
روش آزمون 33
روش آزمون در صورت نیاز به تصفیه مقدماتی 34
سختی 34
مقدمه ازمایش 34
روش محاسبه : 35
قلیاییت آب 35
تجهیزات مورد نیاز 36
روش آزمون 36
کل مواد جامد معلق TSS و کل مواد جامد محلول TDS 37
وسایل مورد نیاز: 37
روش اندازه گیری TSS 37
اندازه گیری TDS 38
کدورت 38
مواد مورد نیاز: 38
روش آزمایش : 38
محاسبات: 39
رنگ 39
نمونه بر داری ونگهداری آن: 39
تجهیزات مورد نیاز 39
تهیه استاندارداستوک : 40
اندازه گیری رنگ نمونه : 40
اکسیژن خواهی بیولوژیکی BOD 41
روش مستقیم 41
اکسیژن خواهی شیمیایی COD 42
روش تقطیربرگشتی 42
معرف های مورد استفاده: 42
روش کار 43
روش کار برای تهیه شاهد: 43
کلی فرم 44
تئوری آزمایش: 44
مواد و وسایل مورد نیاز: 45
روش آزمایش: 45
حسگرها و ابزارهای پایش لحظه ای منابع آب 47
مقدمه 47
اجزا و مفاهیم مرتبط با ایستگاه پایش آنلاین 49
متدهای نصب سنسورها 49
استخراجی- extractive 51
غوطه ور- In situ 52
متدهای شستشو 53
سنسور 53
دیتالاگر، کنترلر 54
شماتیک کلی سیستمهای پایش لحظه ای 55
مودم GSM 55
نمایش یک نمونه داده های آنلاین 58
بررسی متدهای اندازه گیری 58
تشریح متد اسپکتروفتومتری 59
مقدمه: 59
امواج نورانی: 59
قوانین جذب نوری 60
کاربردهای روش اسپکتروفتومتری 60
منحنی استاندارد 61
متدهای مختلف اسپکتروقتومتری 62
موارد مهم در مورد سنسورهای اسپکترومتری 63
متد کلرومتری 64
شرکت های معتبر تولید کننده ابزارهای پایش کیفی آب و تولیدات آنها 65
کمپانی s::can 65
معرفی کمپانی 65
محصولات کمپانی 65
سنسور ها : 66
سنسور هایSpectrometer 66
سنسور i::scan 67
سنسورهای Ionenselective 67
سنسور های Physical 68
ترمینال ها 68
نرم افزار در ترمینال concube 69
ایستگاه های مانیتورینگextractive 69
ایستگاه برای اب اشامیدنی 70
ایستگاه برای فاضلاب 71
کمپانی chemitec 71
معرفی کمپانی 71
محصولات کمپانی 72
سنسور ها: 72
سنسور دیجیتال TSS 72
سنسور هدایت الکتریکی و دما 73
سنسور اکسیژن محلول 74
کمپانی HACH-LANGE 75
معرفی کمپانی 75
محصولات کمپانی 75
کمپانی Trios 77
معرفی کمپانی 77
محصولات کمپانی 77
سنسور LISA 77
سنسور Solitax ts-line 78
سنسور UVAS 79
نمونه های از موارد نصب و اجرای ابزار های پایش لحظه ای اب 81
پایش انلاین شاخصهای کیفی رودخانه ساوانا 83
نصب و راه اندازی سیستم online خروجی تصفیه خانه فاضلاب شرکت خودروسازی مگاموتورز 84
نصب و راه اندازی سیستم online خروجی تصفیه خانه نیروگاه 85
نصب و راه اندازی سیستم online خروجی تصفیه خانه فاضلاب 86
نصب و راه اندازی سیستم online پایش محیط زیست (رودخانه) 88
جمع بندی و پیشنهادات 89

1- کلیات

1-1- مقدمه
امروزه با پیشرفت زندگی صنعتی ورشد جمعیت ، مصرف آب افزیش یافته است ومنابع آب موجود قابل مصرف ،درمعرض آلودگی قرارگرفته است.درکشور ما نیز مسئله آلودگی آب از گذشته های بسیار دور وجود داشته وحتی دربرخی از مناطق مانع رشد و پیشرفت کشاورزی ،صنعتی وحتی اجتماعی شده است.درگوشه وکنار جهان وکشورما نیاز به آب روزبه روز افزایش می یابد این موضوع نه فقط به خاطرافزایش جمعیت ، بلکه برای سایر مصارف بهداشتی نظیر استحمام ،شستشو،صنایع وکشاورزی نیز محتاج اب می باشد.میزان آب درنقاط مختلف کشور تفاوت فراوانی دارد.درمناطقی ازکشور آب فراوان موجود بوده وبرعکس درمناطق خشک وکویری دچار کمبود ومسئله تامین آب میباشند. لذا یکی از راه های جبران این کمبود استفاده مجدد و بازفرآوری آب های مصرفی در موارد مختلف می باشد و چون این آب ها پس از مصرف دچار تغییراتی شده اند ، بحث کنترل کیفت و پایش مستمر انها اهمیت ویژه ای پیدا می کند.

1-2- کیفیت آب
از نکته نظر کیفیت ،آب تغییرات متفاوتی دارد در بعضی نقاط با کیفیت شیمیایی مطلوبتر ودرنقاط دیگر با غلظت یونی بیشتری مواجه میباشند. همچنین پراکندگی جمعیت درنقاط مختلف کشور متفاوت است ودر نتیجه نیازهای آنها به آب متفاوت خواهد بود. امروزه تمدن ، تغییراتی را در کیفیت آبها باعث گردیده است چه از طریق شهرنشینی ورشد بی رویه جمعیت و چه از طریق ایجاد آلودگیهای ناشی از صنعت و استفاده از مواد شیمیایی وسموم در کشاورزی تغییراتی در کیفیت منابع آب آشامیدنی بوجود آمده است. این آبها ، دیگر به همان گونه که قبلا مورد استفاده قرار گرفته است نمی توانند مورد بهره برداری قرار کیرند. از طرفی امروزه نیاز به آب با کیفیت بالا بیشتر وبیشتر می گردد. بنابراین نه تنها حفاظت از این منابع ، کاری است بسیار ضروری (بخصوص در مناطقی که به شدت آلوده شده اند ) بلکه باید اقدامات لازم برای منابعی که هنوز دچار آلودگی نشده اند انجام گیرد. در مدیریت برنامه کیفیت آب، هم به دانستن اطلاعات در زمینه کیفیت آبهای موجود، نیاز است وهم میبایست روند تاثیر فعالیت بشر روی کیفیت آب وتدوین ضوابط، جهت برنامه ریزی برای تعیین نحوه بهره برداری ، مورد توجه قرار گیرد. چنین شیوه ای فقط در سایه دانستن اطلاعات کافی در مدت زمان طولانی در زمینه کیفیت آب واستفاده از تجارب واطلاعات گذشته از کیفیت آنها برای مصارف مختلف تحقق پیدا می کند. بعلاوه اجرای قوانین ومقررات ایجاد شده برپایه واساس همین اطلاعات استوار است ودر اینجا است که اندازه گیری کیفیت آب آشامیدنی ضرورت پیدا می کند. اولین گام برای کنترل و پایش اب های موجود ، شناخت پارامتر های موثر در کیفیت آب می باشد که در ادامه به انها پرداخته می شود.

2- پارامتر های مختلف تاثیر گذار در کیفیت آب

پس از شناخت کلی انواع پارامترهای موثر در کیفیت آب ، محققان آنها را در چهار گروه به قرار زیر تقسیم بندی نمودند :
الف) شاخص های املاح محلول در آب
ب) شاخص های مواد معلق در اب
پ) شاخص های الودگی های الی اب
ت) شاخص های بهداشتی بودن اب

2-1- شاخص های املاح محلول در اب

2-1-1- مقدار کل مواد محلول درآب (Total Dissolved Solids : TDS)

2-1-1-1 تعریف
عبارت است از مقدار یا اندازه تمامی مواد آلی یا غیر آلی ترکیب شده در درون یک مایع، که این مواد می توانند به شکل مولکولی، یونیزه و یا دانه های بسیار ریز در مقیاس میکرون و به شکل معلق در آن مایع وجود داشته باشند. در کل یک تعریف کاربردی از TDS عبارت است از اینکه ذرات باید انقدر کوچک باشند تا قادر باشند از یک فیلتر یا غربال گر با قطر ۲ میکرومتر عبور کنند . از معیار TDS معمولاً در سیستم های تصفیه آب و آب شیرین کن استفاده می شود.

2-1-1-2 کاربرد TDS
کاربرد اصلی TDS در بررسی و مطالعه کیفیت آب برای نهرها ، رودخانهها و دریاچه ها است، اگرچه TDS عموماً به عنوان معیاری از کل آلودگی در نظر گرفته نمی شود (به عنوان مثال استفاده از این معیار در رابطه با اثرات بهداشتی توصیه نمی شود ). از این معیار برای نشان دادن کیفیت مناسب آب آشامیدنی استفاده می شود و به عنوان یک شاخص کلی برای تعیین طیف وسیعی از آلاینده های شیمیایی استفاده می شود. TDS مربوط به آب آشامیدنی زمانی مناسب است که این معیار کوچکتر از mg/L ۵۰۰ باشد . در درجات بالاتر ، سختی بیش از حد، رسوب مواد معدنی، و خوردگی ممکن است رخ دهد. در درجات پایین، TDS منجر به تغییر در طعم آب می شود.
منابع اولیه (کاربرد های اصلی) برای TDS در آبهای دریافتی، در آب های حاصل کشاورزی و مناطق مسکونی، شسته شدن آلودگی خاک و منابع آب های آلوده تخلیه شده از واحد صنعتی و فاضلاب ها است. شایع ترین ترکیبات شیمیایی، کلسیم، فسفات ها، نیترات ها، سدیم، پتاسیم و کلرید هستند که در آب حاصل از مواد غذایی یافت می شوند.

2-1-1-3 معیار سنجش TDS
۱- مهمترین جنبه TDS با در نظر گرفتن کیفیت آب، تاثیرش روی مزه آب است . زلال بودن و شفافیت آب با درجه TDS کمتر از mg/L 600 عموماً به عنوان یک حالت خوب در نظر گرفته می شود. آب آشامیدنی با درجه TDS بزرگتر از mg/L 1200 از نظر بیشتر مصرف کننده ها یک حالت نامطلوب به حساب می آید .
۲- در صورتی که غلظت TDS بالای mg/L 500 باشد منجر به رسوب بیش از حد و ایجاد لایه های رسوبی در لوله های آب می شود .
3- در صورتی که غلظت TDS کمتر از mg/L500 باشد شفافیت و کیفیت خوبی را می توان انتظار داشت، همچنین از ایجاد رسوب جلوگیری می شود. اگرچه باید به این نکته توجه کرد که درجات پایین TDS منجر به کیفیت بهتر آب آشامیدنی می شود .

2-1-1-4 تقسیم بندی انواع آب بر اساس مقدار TDS

Class of wate r TDS (mg/L)

(Soft) آب های سبک 0-50
(moderately hard)آب های با سختی متوسط 50-150
(Hard) آب های سخت 150-300
(Very hard) آب های خیلی سخت >300

2-1-2 هدایت الکتریکی اب Electrical Conductivity: EC))
2-1-2-1 تعریف
هدایت الکتریکی آب نشان دهنده یون های موجود در آب می باشد . زیرا یونها جریان الکتریسته را هدایت میکنند . یونهای منفی به طرف قطب مثبت ویونهای مثبت به طرف قطب منفی حرکت می کنند . هدایت آب خالص بسیار کم می باشد وبا افزایش غلظت یونها هدایت آن بالا می رود .

2-1-2-2 عوامل موثر در هدایت الکتریکی:

1. درجه حرارت : با افزایش درجه حرارت هدایت نیز افزایش می یابد بطوریکه با افزایش یک درجه حرارت هدایت الکتریکی دو درجه افزایش می یابد . هدایت آب را بطور استاندارد در 25 درجه سانتیگراد اندازه 'گیری میکنند .

2. گازها محلول در آب نظیر CO2 و NH3 باعث بالا رفتن هدایت می شود.

3. یونهای +H و -OH که باعث افزایش هدایت می شوند .بنابراین برای اندازه گیری هدایت باید محلول تقریبا خنثی باشد ، بطور مثال برای اندازه گیری هدایت در حضور آمونیاک نمونه را باید با اسید گالیک خنثی کرد .

* هدایت ویژه محلول عبارت از هدایت الکتریکی حاصل از یک سانتیمتر مکعب محلول 25 درجه سانتیگراد است که بین الکترود که سطح آن1cm2 وبه فاصله یک سانتیمتر از یکدیگر قرارداشته باشد.
* واحد هدایت ohm-1 یا mho می باشد.
* واحد هدایت ویژه µ mho/cm یا µSiemens/cm می باشد.

2-1-2-3 رابطه TDS و هدایت:

هدایت و TDS رابطه مستقیم دارند . با افزایش TDS ، هدایت افزایش می یابد . به ازای هر یک درجه افزایش درجه حرارت دو درصد از TDS کم کرده و یک درجه کاهش درجه حرارت دو درصد به TDS اضافه می کنند.

TDS ≈ C ×F

C = هدایت

f فاکتور تجربی است و بستگی به نوع آب دارد :

آب آشامیدنی 0.7= f

آب اقیانوس 0.95=f

TDS آب آشامیدنی حداکثر ppm 500 می باشد.

کاربرد علمی هدایت :

1. اندازه گیری TDS برای محاسبه خوردگی و…….

2. تعیین خلوص آب مقطر یا آب بدون یون

3. تعیین تغییرات فصلی در ذخائر آب

4. کنترل آزمایشات انجام شده روی آب

5. تعیین غلظت یک یون به کمک هدایت (با واکنش تشکیل رسوب)

2-1-3 پی اچ (PH)

2-1-3-1 تعریف

PH آب در واقع معیاری است نشان دهنده میزان خاصیت اسیدی یا قلیائی آب و براساس غلظت یون هیدروژن به صورت زیر محاسبه می شود.

PH = – log [H-] ]

2-1-3-2 نکات مهم

– PH آب از 1 تا 14 می باشد. اگر اسیدیته یا PH نمونه آب از 8.3 بالاتر باشد نمونه آب قلیایی و اگر از 8.3 پائین تر باشد نمونه آب اسیدی می باشد.
– اسیدیته یک محلول نسبت مستقیم با مقدار غلظت یون هیدروژن موجود در آن دارد. غلظت یون هیدروژن در هر محلول با مقدار غلظت یون هیدروژن در آب مقطر سنجیده می شود.

– بر اساس معادله زیر مولکول های آب در آب مقطر به مقدار جزئی یونیزه می شوند:

H2O → H+ + OH –

– در 25 درجه سانتیگراد +H و -OH هر یک 7-10گرم در لیتر و در نتیجه PH آب خالص در این درجه حرارت برابر 7 میباشد.

PH = – log 10-7 → PH=7

ولی PH آب معمولی با 7 تفاوت دارد زیرا بین اجسامی که در آب حل شده اند بعضی مولد -H و بعضی مولد -OH هستند و بر حسب اینکه غلظت کدام گروه بیشتر باشد PH آب نیز پائین تر و یا بالاتر از 7 می شود. انحلال گازکربنیک (CO2) و سیلیس آزاد (SiO2) و اسیدهای آلی و سولفات یا کلرور منیزیم باعث ایجاد خاصیت اسیدی و کاهش PH می گردد.

– انحلال کربناتها (CO32-) و بی کربنات ها (-HCO3) و سیلیکات ها و هیدروکسیدها موجب خاصیت قلیایی و افزایش PH میگردد. PH آب های معمولی بین 9-6 قرار دارد.

– سرعت خوردگی آهن توسط آب با تقلیل PH بسرعت افزایش می یابد . در بویلرها برای جلوگیری از خوردگی ، آب را قلیایی می کنند ولی محیط قلیایی محیط مناسبی برای رشد میکروب ها می باشد . برای ایجاد محیط قلیایی از هیدارزین (N2H4) و فسفات سدیم (Na3PO4) استفاده می کنند .

– حلالیت و غلظت بعضی از گاز ها ، نظیر CO2 و NH3 تابعی از PH آب است ، لذا در فرایند های حذف این گاز ها ، کنترل PH از اهمیت ویژه ای برخوردار است .

– PH آب تابعی از از تغییرات دما است بطور یکه با افزایش دما ، PH کاهش می یابد .

2-1-4 سختی اب hardness))
2-1-4-1 تعریف

یکی از عمده ترین مشکلات مربوط به آب سختی آن است که همه ساله میلیونها دلار در جهان صرف نگهداری وتعمیرات تجهیزات و لوله کشی های آسیب دیده از آن می شود این مساله عامل اصلی گشوده شدن زمینه ای بنام سختی گیری و صنایع مربوط به آن شده است.

مکانیزم ایجاد سختی آب بدین صورت است که بخار آب در جو چگالیده شده، دی اکسید کربن هوا را در خودحل می کند و تشکیل اسید ضعیفی بنام اسید کربنیک می دهد این اسید همراه با قطرات باران به زمین می بارد.

از خاکهای سطحی عبور کرده و به بستر های سنگی زیر زمین که معمولاً سنگ آهک می باشند میر سد سنگ آهک مخلوطی از کربنات کلسیم و منیزیم می باشد اسید ضعیف، آهک را در خود حل می کند و موجبات سختی آب را فراهم می آورد.
منیزیم و کلسیم به عنوان عناصر دو قلوی سختی زا شهرت دارند و از آنجایی که از لحاظ خواص به هم نزدیک هستند هرچه در باره آنها طرح گردد در باره دیگری نیز صادق است.

سختی آب ناشی از یونهای کلسیم، منیزیم، باریم، هیدرو کربنات، کلر، سولفات و نیتراتها و آهن و منگنز می باشد ولی چون غیر از ترکیبات کلسیم و منیزیم سایر ترکیبات قابل صرفنظر کردن هستند (بدلیل غلظت بسیار کم آنها) بنا براین اصطلاحاً به مجموع کاتیونهای کلسیم و منیزیم سختی آب می گویند معمولاً سختی آب به دو قسمت موقت و دائم تقسیم می شود.

2-1-4-2 سختی موقت
منظور از سختی موقت یا سختی کربناتی و یا سختی بی کربناتی، املاح بی کربنات کلسیم و منیزیم است که دراثر حرارت دادن از حالت محلول بصورت غیر محلول در می آید مثلاً بی کربنات کلسیم در آب در اثر حرارت به رسوب کربنات کلسیم تبدیل می شود .

2-1-4-3 سختی دائم
سختی دائم یا سختی غیر کربناتی، املاح سولفات، کلراید، نیترات و… و کلسیم و منیزیم است که به مقدارمعینی تابع درجه حرارت آب است بصورت محلول در آب می باشد ولی در اثر ازدیاد درجه حرارت و بخار شدن آب،حد حلالیت تقلیل یافته و در نتیجه رسوب ظاهر می گردد.

2-1-4-4 سختی کل
سختی کل عبارت از مجموع سختی کربناتی و غیر کربناتی یعنی سختی غیر کربناتی+ سختی کربناتی

2-1-4-5 معایب سختی

آب مهمترین سیال در حرارت و برودت است که وظیفه انتقال گرما در مبدلهای حرارتی را به عهده دارد .

در برجهای خنک کن، بویلرها و چیلرها از آب به عنوان مایع مبدل استفاده می شود بطوریکه گردش آب موجب تبادل حرارتی می گردد. معمولا آب استفاده شده در کاربردهای حرارتی و برودتی از نوع آب سخت (با سختی بیش از 150 ppm) است که توضیحات آن در شرح کامل سختی گیر داده شده است.
بهای سخت تشکیل رسوب کربنات کلسیم می دهند که مشکلات متعددی را بوجود می آورد . این پوسته به شکل رسوب بر روی سطوح داخلی لوله های حامل آب باعث کاهش ظرفیت انتقال جریان آب و انتقال جریان حرارت می شود.

هنگامی که آبهای سخت حرارت داده می شوند تشکیل رسوب خیلی سریعتر انجام می گیرد که مشکلات زیادی را در بویلرها و مبدلهای حرارتی به وجود می آورند.

یک لایه رسوب به قطر یک میلیمتر بر روی سطوح گرم کننده یک آب گرم کن بصورت عایق حرارتی عمل کرده و در نتیجه تقریباً %10 افزایش هزینه به وجود خواهد آمد.

تشکیل رسوب در جدارها و دیوارها باعث آسیبهای فراوانی به تاسیسات حرارتی و برودتی میشود که مهمترین آنها کاهش بازدهی مبدلها و در نتیجه افزایش انرژی راهبردی است .

نالیز شیمیایی رسوب نشان میدهد که ترکیب اصلی تشکیل دهنده کربنات کلسیم، سولفات کلسیم، سولفات باریم، سیلیکا و آهن است که در صد فراوانی کربنات کلسیم بیشتر از ترکیبات دیگر می باشد.

2-1-5 اسیدیته آب

2-1-5-1 تعریف

اسیدیته آب عبارت از میزان یون هیدروژن اضافی است که در مقابل یون هیدروکسید موجود در آب وجود دارد. در طبیعت بیشترین عامل اسیدی شدن آبهای شیرین که بوسیله فضولات صنعتی آلوده شده اند و وجود دی اکسید کربن آزاد به شکل اسید کربنیک می باشد. اسیدیته آب را میتوان به کمک یک سود قوی مانند سود سوز آور و در مجاورت معرفهای متیل اورنژ و فنل فتالئین اندازه گیری نمود. اگر آب مورد آزمایش محتوی اسیدهای قوی معدنی ونمکهای آنها باشد ، میتوان آن را در PH= 3.7 و با کمک معرف متیل اورنژ اندازه گیری نمود،که نتیجه آنرا اسیدیته قلیائیت گویند، ولی اگر آب مورد آزمایش را با کمک فنل فتالئین و در PH= 8.3 اندازه گیری نمائید نتیجه بدست آمده را اسیدیته کل می نامند.
اسید سولفوریک (H2SO4) و اسید نیتریک (HNO3) و اسید کلریدریک (HCl) عوامل ایجاد کننده اسیدیته در آب می باشند.

2-1-6 قلیاییت اب

قلیائیت یعنی توانایی آب برای خنثی کردم موادی با PH کمتر از 7 (مواد اسیدی) آب آلوده قلیائیت دارد.

قلیائیت برابر است با مقدار یون های موجود در آب که بر اثر واکنش با یون H مثبت آن را خنثی می کند به عبارتی میزان توانایی آب برای خنثی کردن اسیدها را گویند.

قلیاییت آب بیشتر به دلیل وجود نمک های اسید های ضعیف و باز های قوی می باشد چنین موادی همانند بافر عمل کرده و در مقابل کاهش PH که در اثر افزایش اسید حاصل می شود مقاومت می نماید ، در نتیجه قلیاییت نشانگر ظرفیت بازی آب بوده و در این مورد تا حد زیادی در عمل تصفیه فاضلاب به کار می رود.

2-1-6-1 انواع قلیاییت:

1- قلیاییت نوع اول یا فنل فتالیین یا موقت:

معرف مورد استفاده در این مرحله فنل فتالیین است این معرف در PH بالاتر از 3/8 عمل کرده و رنگ آب را به صورت ارغوانی در می اورد. جهت تعیین این قلیاییت پس از اضافه کردن معرف مورد نظر از اسید سولفوریک 02/0 نرمال جهت تیتراسیون استفاده می شود.تغییر رنگ از ارغوانی به بی رنگ

2- قلیاییت نوع دوم متیل اورانژ یا دائم :

معرف مورد استفاده در این مرحله متیل اورانژ می باشد که منجر به تغییر رنگ آب به زرد می شود.این تغییر رنگ نشان از محدوده ی PH بیشتر از 5/4 تا 3/8 می باشد.در اثر اضافه کردن اسید سولفوریک جهت تیتراسیون محلول از زرد به نارنجی تند تبدیل می شود.

یون هایی که قلیائیت آب را زیاد می کنند OH – ، بی کربنات و کربنات .

2-2 شاخص های مواد معلق در اب

2-2-1 کل مواد جامد معلق در اب ( TSS:(Total Suspended solid
2-2-1-1 تعریف
جامداتی هستند که محلول حقیقی نبوده و می توان با صاف کردن آنها را از محیط حذف نمود.
2-2-1-2 منابع جامدات معلق
ذرات مواد جامد معلق در آب ممکن است از ذرات آلی یا معدنی یا از مایعات امتزاج ناپذیر تشکیل شده باشند .

· جامدات معدنی نظیر خاک رس ، گل و لای ، سایر مواد تشکیل دهنده خاک به طور طبیعی

· مواد آلی نظیر ریشه گیاهی ، جامدات بیولوژیکی ، سلول های جلبکی ، باکتری ها

· فاضلاب شهری حاوی مقادیر زیادی جامدات معلق که عمدتا" ماهیت آلی دارند .

2-2-1-3 مضرات اثرات وجود مواد معلق در آب

· زیبایی آب را از بین می برد .
· محل هایی برای جذب سطحی مواد شیمیایی و بیولوژیکی بوجود می آورد .
· به صورت بیولوژیکی مورد تجزیه قرار گرفته و مواد جانبی نامطلوبی را بوجود می آورند .
·جامدات معلق فعال ارگانیسم های بیماری زا نظیر جلبک های تولید کننده سم را بوجود می آورند.

2-2-1-4 استانداردTSS

· استاندارد سازمان بهداشت آب آشامیدنی آمریکا حد مطلوب مقدار کل جامدات ( TS ) را برای یک آب شرب خوب 500 ppm و حد مجاز آن 1000 ppm تعیین کرده است .

· عملا هیچ محدودیتی بطور مستقیم بر روی مقدار کل جامدات اعمال نگردیده و این محدوده توسط کدورت آب که نباید از 10 واحد تجاوز کند ، کنترل می شود.

2-2-2 کدورت (turbidity)
2-2-2-1 تعریف
کدورت یک ویژگی فیزیکی اصلی آب و بیانگر توانایی آب در عبور دادن نور و یا معیاری برای میزان جذب نور و یا پراکندگی نور توسط مواد معلق در آب است. کدورت در اثر وجود مواد معلق کلوئیدی در آب ایجاد می شود. اندازه ذرات کلوئیدی یک میکرون تا یک هزارم میکرون (0.001 تا0.000001میلیمتر) می باشد.

2-2-2-2 تقسیم بندی مواد کلوئیدی

مواد کلوئیدی به دو دسته تقسیم می شوند:
1- کلوئیدهای کوچک با اندازه 001/0 تا 01/0 میکرون
2- کلوئیدهای بزرگ با اندازه 1/0 تا 1 میکرون.
هر یک از ذرات موجود در آب بر حسب شکل، اندازه و تراکم آنها در آب با جذب یـا پراکنده ساختن بخشی از نور تابیده شده به آن، میزان نور عبور کرده را تقلیل می دهند. هرچـه شـدت نـور عبـور کرده بیشتر باشد، ظاهر آب شفاف تر و زلال تر به نظر می آید و هرچه میزان و تراکم عامل های خارجی، اعم از آلی و معدنی (گل و لای، خاک رس، سیلت، باکتری ها و ویروس ها، میکروارگانیسم ها، رشته های گیاهی ترکیبات آلی رنگی محلول، ذرات سیاه مثل کربن فعال و اکسیدهای فلزی)در آب فزون تر باشد، میزان نور جذب یا منحرف شده بیشتر و در نتیجه کدورت آب بیشتر است.

2-2-2-3- منشاء عوامل ایجادکننده کدورت در آب:

تخلیه فاضلاب های شهری و صنعتی و مواد زاید گوناگون به منابع آب، روان آبهای سطحی ناشی از بارش های جوی همراه با مواد فرسایش یافته از سطح زمین و لایه های درونی خاک، میکروارگانیسم ها، جلبک ها و گیاهان آبزی و ترکیبات حاصل از تجزیه و فساد آنها، اسید هـای هیومیـک و سایر ترکیبات آلی ناشی از تجزیه گیاهان و برگ ها، غلظت زیاد آهن سه ظرفیتی در آب به ویژه در آب های زیرزمینی، حباب های هوا و ذرات ناشی از فرآیندهای تصفیه از مهمترین عوامل ایجاد کدورت در آب می باشند.

2-2-3- رنگ ( color unit)
2-2-3-1- تعریف
آب خالص بی رنگ است، اما آبی که در طبیعت یافت میشود معمولآ بعلت وجود مواد خارجی، دارای رنگ می باشد.
– رنگ آب اگر در نتیجه تاثیر نور بر مواد معلق بوجود آید، اصطلاحآ رنگ آشکار نامیده میشود و رنگی که در اثر مواد جامد محلول پدید آمده است و پس از جداسازی مواد معلق همچنان در آب باقی می ماند بنام رنگ حقیقی خوانده میشود.
-اکسیدهای آهن، رنگ قرمز کم رنگ به آب می دهند.
-اکسیدهای منگنز موجب قهوه ای و یا تیره رنگ شدن آب میشوند.
-پسابهای صنعتی ناشی از صنایع نساجی و عملیات رنگرزی، صنایع غذایی، تولید مواد شیمیایی، استخراج سنگ معدن، پالایش و عملیات مربوط به کشتارگاه ها ممکن است در اثر ارتباط با نهرها و رودخانه های طبیعی ایجاد رنگ نمایند.

2-3- شاخص های الودگی های آلی آب

2-3-1- اکسیژن خواهی بیولوژیکی Biological Oxygen Demand: BOD) )
2-3-1-1- تعریف
BOD نرخ مصرف اکسیژن در داخل آب توسط ارگانیزمهاست است . اگر BOD کم باشد آب پاک و فاقد ارگانیسم است یا آنکه ارگانیزمهای داخل آب مرده و نیازی به مصرف اکسیژن ندارند . BOD مقدار اکسیژن لازم برای ثبات بیولوژیکی در آب است . اندازه تاًسیسات تصفیه بیولوژیکی خصوصاً میزان هوادهی فاضلاب در حوضچه های هوا دهی را می توان با اندازه BOD محاسبه نمود .

اگر BOD آبی ppm 1 باشد تقریباً آب خالص است . آب با BOD تا ppm 5 نسبتاً خالص فرض می شود و وقتی که BOD به بیشتر از ppm 5 برسد خلوص آب مورد تردید قرار می گیرد . اما اگر مقدار BOD از ppm 20 تجاوز کند سلامت عمومی مورد خطر واقع می شود .

آزمایشات BOD تخمین واقع بینانه ای از کیفیت اکسیژنی که وارد به آب شده است را فراهم می سازد. در حقیقت BOD تعیین کننده مقدار اکسیژن مورد لزوم برای ثبوت بیولوژیکی مواد آلی نمونه مورد نظر خواهد بود. اگر BOD آبی در حدود 1 میلیگرم در لیتر باشد، آب خوب و اگر به حدود 3 برسد مشکوک و بیشتر از 5 ، آلوده است.

2-3-2- اکسیژن خواهی شیمیایی( COD : Chemical Oxygen Demand)
2-3-2-1- تعریف
مواد شیمیایی قابل ترکیب با اکسیژن (همچون مواد شیمیایی کاهنده) که وارد آب طبیعی میشوند بطور مشابه واکنش شیمیایی نشان می دهند. این نوع واکنش های شیمیایی باعث ایجاد نیاز شیمیایی به اکسیژن میشوند که COD نامیده میشود.
در نتیجه COD یک فاضلاب ، پس آب و یا آب آلوده ، عبارت است از میزان اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون مواد قابل اکسیداسیون موجود در آن. مقدار COD معمولا با استفاده از یک عامل اکسید کننده قوی در محیط اسیدی قابل اندازه گیر است. تعیین BOD با وجود ارزش فراوان به همراه دو نکته ضعف اساسی است. اولی طولانی بودن مدت آزمایش و دومی امکان مسموم شدن میکرو ارگانیسمهای مورد نظر در تماس با مواد آلوده در این مدت طولانی ، از اینرو COD ارزش فراوانی پیدا می کند. چنانچه می دانیم برای اکسیداسیون هر ماده ای به مقداری اکسیژن نیاز است و از این رو هرچه قدر مقدار مواد اکسیدشونده بیشتر باشد، مقدار اکسیژن بیشتری برای انجام اکسیداسیون لازم خواهد بود. بنابراین برای تعیین مقدار مواد خارجی فاضلاب به جای اندازه گیری مستقیم آنها، مقدار اکسیژن مورد نیاز آنها برای اکسید شدن را محاسبه می نمایند. در واقع COD مقدار اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون کل مواد می باشد. پس بدیهی است که هرچه مقدار COD یک فاضلاب بیشتر باشد مقدار مواد خارجی موجود در آن که باعث آلودگی آن می شود نیز بیشتر خواهد بود.

2-3-3- کل کربن الی Total Organic Carbon: TOC))

2-3-3-1-تعریف
TOC مقدار کل کربن آلی را به ما نشان می دهد. بنابراین شاخص بسیار خوبی برای تخمین مواد آلی می باشد اما آزمایش TOC به ما نشان نمی دهد که چه مقدار از این کربن آلی قابل تجزیه است و یا چه مقدار اکسیژن برای تجزیه آن مصرف می شود. این آزمایش به زمان 5 تا 10 دقیقه نیاز دارد تا کامل شود. TOC یک روش احتراق دستگاهی است که در آن مواد آلی در دمای 1000 درجه ی سلسیوس به CO2 تبخیر می شوند. از ویژگیهای این روش می توان به موارد زیر اشاره کرد: • این روش محتوای کربن را اندازه می گیرد، اما اکسیژن معادل با مواد آلی را نشان نمی دهد. • این آزمایش سریع است و به نمونه ی بسیار کمی (کمتر از 1 میلیلیتر) نیاز دارد. • به خاطر حجم کم، ذرات آلی خارجی و سلولهای جلبکی می توانند ایجاد خطا کنند. روشهای آزمایش TOC از گرما و اکسیژن، تابش فرابنفش، اکسیدکننده های شیمیایی، یا ترکیبی از این روشها برای تبدیل کربن آلی به دی اکسیدکربن بهره می گیرند و TOC را با یک تحلیلگر فروسرخ یا وسایل دیگر اندازه می گیرد. نسبت BOD5/TOC برای فاضلاب خام تصفیه نشده از 1.2 تا 2متغیر است. البته باید توجه کرد که این نسبت به طور جدی با میزان تصفیه ای که روی فاضلاب انجام شده، تغییر می کند.

2-4- شاخص های بهداشتی بودن اب

2-4-1 کلی فرم Coliform group))

کلی فرم ها به عنوان شاخص میکروبی مناسبی برای نشان دادن آلودگی مدفوعی در نمونه های آب مورد استفاده قرار می گیرند. از جمله ویژگی هایی که باعث شده این گروه از باکتری ها به عنوان شاخص میکروبی برای نشان دادن آلودگی مدفوعی آب مورد استفاده قرار گیرند عبارتند از:

– زیستگاه طبیعی آن ها در دستگاه گوارشی حیوانات خونگرم است لذا در مدفوع به تعداد زیاد حضور دارند.

– دوام آن ها در آب بیش از باکتری های بیماریزای روده ای است که این باعث می شود هر گاه باکتری های بیماریزای روده ای در آب حضور دارند کلی فرم ها هم وجود داشته باشند.

– در آب تکثیر قابل توجهی ندارند زیرا زیستگاه طبیعی آن ها آب نیست بنابراین تعداد نسبی آن ها نسبت آلودگی مدفوعی در نمونه ای مختلف آب را نشان خواهد داد.

– کشت، شمارش و جداسازی آن ها در آزمایشگاه ساده تر از باکتری های بیماریزای روده ای است

با این وجود با گذشت زمان مشخص شد که همه باکتری هایی که در گروه کلی فرم ها قرار می گیرند منشا مدفوعی ندارند بلکه برخی منشایی غیر از مدفوع مثلاً از خاک دارند. بنابراین زیرگروهی در گروه کلی فرم ها تعریف شد که با توجه به اینکه منشا آن ها از مدفوع بود و نه از زیستگاه های دیگر به آن ها کلی فرم های مدفوعی (fecal coliforms) می گویند. به کل کلی فرم ها (شامل مدفوعی و غیرمدفوعی) نیز توتال کلی فرم (total coliforms) می گویند.

کلی فرم های مدفوعی یا همان فکال کلی فرم ها باکتری هایی ترموتالرنت (مقاوم به گرما) یا اصطلاحاً گرماپای می باشند بدین معنی که قادرند تخمیر لاکتوز را با همان شرایطی که برای توتال کلی فرم ها ذکر شد انجام دهند ولی می توانند این فعالیت را در دمای 5/44 درجه سانتیگراد نیز انجام دهند. بنابراین در روش های آزمایشگاهی شمارش توتال کلی فرم ها و فکال کلی فرم ها توانایی تخمیر لاکتوز با تولید اسید و گاز به ترتیب در دمای 35 درجه و 5/44 درجه مورد نظر قرار می گیرد.

3- روش های اندازه گیری پارامتر های کیفی اب

در این بخش به نحوه اندازه گیری آزمایشگاهی شاخص های گفته شده در فصل قبل می پردازیم

3-1- کل مواد جامد محلول در اب TDS

3-1-1- تجهیزات مورد نیاز

ترازوی حساس الکتریکی ، وسایل فیلتراسیون ، دسیکاتور ، وسایل شیشه ای مورد نیاز

3-1-2- روش آزمایش
برای اندازه گیری آل جامدات محلول ابتدا آپسول چینی را به مدت یک ساعت در ٢
ساتیگراد قرار داده وسپس در دسیکاتور خنک وقبل از آزمایش آنراوزن آنید .

3-1-3- انتخاب صافی وحجم نمونه :

حجمی از نمونه را انتخاب می آنیم تا درحجم برداشتی باقیمانده خشک 200 میلیگرم در لیتر حاصل شود و چنانچه بیشتر از ١٠ دقیقه زمان برای صاف آردن نیاز داشته باشد یا قطر منافذ فیلتر را افزایش داده ( فیلتر با منافذ 40-60 میکرون) و یا حجم نمونه را کاهش میدهیم
نمونه را با همزن مخلوط آرده ویک حجم مشخصی از آنرا برداشته وفیلتر می آنیم وبا آب مقطر در
حجم های ١٠ میلی لیتری شستشو داده ، قسمت فیلتر شده را + آب مقطر شستشو داده شده به یک
آپسول چینی منتقل نموده وروی حمام بخار خشک نمایید وبه مدت یکساعت درحرارت ١٨٠± ٢
در جه سانتیگراد قرار داده سپس در دسیکاتور خنک نموده وبعد آنرا وزن کنید واز روی فرمول زیر
کل جامدات محلول را اندازه گیری نمایید .

TSS=((A-B))/(mil sample)
A = وزن باقیمانده خشک + وزن کپسول چینی
B = وزن کپسول چینی

3-2 هدایت الکتریکی
3-2-1 مقدمه

هدایت الکتریکی آب را با دستگاهی به نام کنداکتیویتیمتر اندازه گیری وبراساس واحد
میکروموس بر سانتیمتر گزارش می نمایند. با اندازه گیری هدایت الکتریکی می توان به کیفیت آب وطبقه بندی آن پی برد
بین کل مواد جامد محلول در یک نمونه وقابلیت هدایت الکتریکی رابطه زیر برقرار می باشد :

مقذار کل مواد جامد محلول را می توان از ضرب قابلیت هدایت الکتریکی در ضریب تجربی
(٠/٧ – ٠/۵۵ ) تخمین زد که بستگی به ترآیبات محلول ودرجه حرارت اندازه گیری شده دارد.
*محلول استاندارد کلرید پتاسیم 01/0 M : 6/745 میلی گرم آلرید پتاسیم بدون آب را در آب مقطر حل وتا یک لیتر رقیق می آنیم این محلول در ٢۵ درجه سانتیگراد دارای هدایت الکتریکی برابر µ mhos/cm 1413می باشد. این محلول را در بطری پیرآس با درب شیشه ای نگهداری
نمایید.
3-2-2 تجهیزات مورد نیاز
کنداکتیویتمتر

3-2-3 روش آزمون :
دستگاه را آماده نموده دما وهدایت الکتریکی نمونه ها واستاندارد را اندازه گیری ودر
صورت مشابه بودن دمای نمونه واستاندارد از روی فرمول زیر هدایت الکتریکی نمونه را محاسبه
کنید .
هدایت اندازه گیری شده با دستگاه الکتریکی هدایت=1413/(استاندارد محلول هدایت)×

3-3 پی اچ (ph)
3-3-1 روش محاسبه
3-3-1-1 استفاده از کاغذ PH و معرفهای آلی نظیر متیل اورانژ ، فنل فتالئین.

معرفهای آلی دو نوع می باشند :
الف – معرف های بی رنگ مانند فنل فتالئین .
ب- معرفهای رنگی مانند متیل اورانژ ، متیل بلوکه حدود تغییر رنگ آنها را در محیطهای مختلف میتوان شناخت.
کاغذ های PH حدود PH را نشان می دهند . کاغذ های PH همان معرفهای آلی را در ساختمان خود دارند .
تغییر ساختمان ملکولی معرفها نه تنها تابع هیدروژن محیط بلکه تابع اکسیدان و احیا کننده محیط (مانند کلرور ..) نیز می باشند .
معایب این معرفها ، عدم تشخیص رنگ در محیطهای رنگی می باشد . بنا براین باید از PH متر استفاده کرد.

3-3-1-2 استفاده ازMeter PH :
PH متر مقدار یون هیدروژن در نمونه را اندازه گیری می کند . PH مترها می بایست توسط محلولهای استاندارد کالیبره شوند ، به این محلولهای استاندارد بافر گفته می شود . به عبارت دیگر اگر تخمین زده می شوند که سیستم مورد اندازه گیری دارای PH بین 5تا 8 است. PH بافر های مورد استفاده می بایست در محدوده 4 و 10 باشد .
3-3-1-2-1 مراحل استفاده از PH متر :

1- تعیین حدود PH است.
2- انتخاب با فر
3- توجه به درجه حرارت محلول
الکترودها را در محلول بافر مورد نظر فرو برده و دستگاه را طوری تنظیم می کنند که عدد مربوط به بافر را ارائه دهد . آنقدر این عمل را تکرار می شود تا نیازی به آن نباشد . در این زمان دستگاه برای آزمایش آماده است . البته بهتر است در خلال آزمایش هم چند دفعه دستگاه را با محلول بافر آزمایش نمود تا از صحت آن اطمینان حاصل گردد.
در اندازه گیری PH لازم است حتما اثرات درجه حرارت را تاثیر داده و به آن توجه کافی کرد تجربه ثابت کرده درجه حرارت هم در مقدار PH تغییراتی ایجاد می کند و هم محلول مورد آزمایش را یونیزه می کند .به همین دلیل محلولها در درجه حرارتهای متفاوت، بخاطر وجود غلظت یون هیدروژن به مقدار کم یا زیاد PH های گوناگونی را نشان می دهند . البته این اثر ارزش مقایسه کردن را ندارد . برروی اغلب PH مترها ابزاری برای این عمل تعبیه گردیده است و در نتیجه می توان دستگاه را در درجه حرارت گوناگون تنظیم کرد . که ابتدا درجه حرارت محلول را توسط دماسنج اندازه گیری نموده و دکمه درجه حرارت را روی درجه اندازه گیری شده قرار می دهند.
با دکمه Stand by می توان کالیبره بودن دستگاه را آزمایش کرد. بعد از کالیبره شدن توسط بافرها دکمه Stand by را فشارداده و عدد خوانده شده را یادداشت می کنند . بعد از آزمایش برای اطمینان از کالیبره بودن دستگاه ، دکمه Stand by را فشار می دهند ، اگر همان عدد را نشان داد ، کالیبره کردن مجدد نیاز نیست ولی در غیر این صورت PH متر را باید مجددا کالیبره نمود. دکمه Stand by الکترود را از مدار خارج کرده و عمر آن را افزایش می دهد.

3-4- اسیدیته اب
3-4-1 تجهیزات مورد نیاز

pH متر ، ترازوی حساس الکتریکی ووسایل شیشه ای مورد نیاز

3-4-2 معرفها

١- آب عاری از CO2 ( آب مقطر را جوشانده به مدت ١۵ دقیقه وتا حرارت اتاق سرد می کنیم )
pH نهایی ≥ ۶ وهدایت آن میکروزیمنس < ٢
٢- پتاسیم هیدروژن فتالات05/0 M : مقداری پتاسیم هیدروژن فتالات را ( KHC8H4O4 ) به
مدت٢ ساعت در حرارت ١٢٠ درجه سانتیگراد قرارداده وسپس در دسیکاتور خنک نموده ودر
حدود 5/0 ±10 گرم آن را وزن وتا یک لیتر رقیق می کنیم
٣- هیدروکسید سدیم 1/0 نرمال
۴٠ میلی لیتر پتاسیم هیدروژن فتالات را تا 8/7 pH با هیدروکسید سدیم تیتر واز فرمول زیر
نر مالیته هیدروکسید سدیم را محاسبه می کنیم

(A×b)/(204.2*c) = نرمالیته هیدروکسید سدیم

A: وزن پتاسیم هیدروژن فتالات در یک لیتز
B: محلول هیدروژن فتالات پتاتسیم برداشته شده برای تیتراسیون
C : میلی لیتر هیدروکسید سدیم مصرفی
۴- هیدروکسید سدیم 02/0 نرمال : ٢٠٠ میلی لیتر هیدروکسید سدیم 1/0 نرمال را تا ١٠٠٠ میلی
لیتربا آب مقطر رقیق می کنیم
۵- آب اکسیژنه ٣٠%
۶-برمو فنل آبی ( معرف pH= 7/3) 100 میلی گرم نمک سدیم برمو فنل آبی را در ١٠٠
میلی لیتر آب مقطر حل می کنیم
٧- معرف متا کرزول پور پل ( معرف pH = 3/8 ) 100 میلیگرم آنرا در ١٠٠ میلی لیتر آب
مقطر حل می کنیم .
٨-محلول آبی یاالکلی فنل فتالئین ( معرف pH= 8/3)
٩- تیوسولفات سدیم 1/0 مول : ٢۵ گرم تیوسولفات ۵ آبه را در یک لیتر آب مقطر حل می کنیم
چنانکه عناصر تداخل کننده ، یونها ی فلزی قابل هیدرولیز شدن ویا کاتیونهای پلی والان احیاء کننده
وجود داشته باشد ، تصفیه مقدماتی با اسید سولفوریک و آب اکسیژنه انجام می دهیم .

3-4-3 روش آزمون
یک حجم مشخصی از نمونه را انتخاب میکنیم . نرمالیته تیترانت را مشخص نموده
وتا در جه حرارت اتاق دمای آنرا تنظیم می آنیم، اگر نمونه حاوی کلر باقیمانده بود یک قطره
تیوسولفات 1/0 مول به آن افزوده سپس ۵ قطره معرف اندیکاتور افزوده وبا هیدروکسید سدیم که
نر مالیته انرا تعیین نموده ایم تیتر ، تا تغییر رنگ سفید حاصل شود .

3-4-4 روش آزمون در صورت نیاز به تصفیه مقدماتی

*اگر pH نمونه بالای ۴ بود به آن ۵ میلی لیتر اسید سولفوریک 02/0 نرمال افزوده تا pH را به
۴ ویا کمتر کاهش دهد و۵ قطره آب اکسیژنه ٣٠% افزوده برای ٢ تا ٣ دقیقه می جوشانیم ، تا در
جه حرارت اتاق خنک کرده وتا 3/8 pH به طریق پتانسیو متری تیتر می کنیم .
(((A*B)-(C*d))*50000)/(mil sample) = اسییدیته برحسب میلیگرم در لیتر کربنات کلسیم
A :حجم هیدروکسید سدیم مصرفی B : نرمالیته هیدروکسید سدیم مصرفی
C: میلی اسید سولفوریک مصرفی D: نرمالیته اسید سولفوریک

3-5- سختی
3-5-1- مقدمه ازمایش

آب مورد آزمایش باید عاری از رنگ وآدورت باشد چون این عوامل می توانند بر روی واآنش تاثیر گذاشته وایجاد مزاحمت نمایند . آهن ، آبالت ، نیکل و آلومینیم حتی با مقادیر جزئی می توانند بر نتایج سختی آب تآثیر بگذارند سختی را می توان روش آمپلکسو متری (حجم سنجی ) با استفاده از محلول استاندارد EDTA در حضور
معرف اریو آروم بلک تی اندازه گیری نمود

3-5-2- روش محاسبه :

در این روش با اندازه گیری غلظت یونهای آلسیم و منیزیم وبا استفاده از فرمول زیرمقدار سختی محاسبه می شود.

(میلی گرم در لیتر یون منیزیوم) * 118/4+ (میلی گرم بر لیتر یون کلسیوم) * 497/2 = سختی

3-6- قلیاییت آب

قلیائیت را با روش تیتراسیون وبا استفاده از یک اسید قوی مانند اسید آلریدریک ،یا اسید سولفوریک
اندازه گیری می نماییم .
این روش برای تیتراسیون آبهایی که حاوی هیدروکسید ، کربنات ، یا بیکربناتهای قلیایی هستند
مناسب می باشد . آب مورد ازمایش بایستی عاری از رنگ وکدورت باشد
نمونه برداری : حداقل ٢٠٠ میلی لیتر نمونه در ظروف شیشه ای یا پلی اتیلنی نمونه برداری وحتی
الامکان بدون تاخیر جهت آزمون به ازمایشگاه منتقل شود ویا در ۴ درجه سانتیگراد به مدت ٢۴
ساعت تا زمان آزمایش نگهداری نمود .
3-6-1- تجهیزات مورد نیاز

pH متر ، ترازوی حساس الکتریکی ، وسایل شیشه ای مورد نیاز

3-6-2 روش آزمون

با توجه به حدود قلیائیت مقدار مناسبی از نمونه آب را در یک ارلن ٢۵٠ ریخته و به آن چند قطره
معرف فنل فتالئین اضافه می کنیم چنانچه رنگ صورتی ظاهرشد ( pH> ٨/٣ ) با اسید ٠/٠٢
نر مال تا بیرنگ شدن محلول ادامه داده مقدار اسید مصرفی را یادداشت می کنیم ( قلیائیت موقت یا
فنل فتالئین ) . چنانجه بعد از ریختن فنل فتالئین هیچ تغییر رنگی ایجاد نشد ، قلیائیت فنل فتالئین
صفر گزارش می شود .برروی محلول فوق ٢-٣ قطره معرف متیل اورانژ اضافه نموده وتیتراسیون
را تا تغییر رنگ از زرد به نارنجی ( نقطه پایانی ) ادامه دهید pH نقطه پایانی برابر ۴/٣ می
باشد . به جای متیل اورانژ می توان از برمو کرزول گرین نیز استفاده نمود .

(A*N*50000)/(حجم نمونه) = قلیائیت فنل فتالئین برحسب میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم
(A1*N*50000)/(حجم نمونه) = قلیائیت متیل ارانژبرحسب میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم

N نرمالیته اسید سولفوریک
A حجم اسید مصرفی برای قلیائیت فنل فتالئین
A1 مجموع حجم اسید مصرفی برای فنل فتالئین ومتیل ارانژ

3-7- کل مواد جامد معلق TSS و کل مواد جامد محلول TDS

3-7-1- وسایل مورد نیاز:
ترازو – بشر – صافی واتمن- دیسیکاتور – اون – قیف
3-7-2- روش اندازه گیری TSS
برای اندازه گیری مواد جامد معلق باید مقداری از نمونه را از صافی واتمن که وزن آن اندازه گیری شده عبور دهیم سپس صافی را در داخل آون قرار دهیم تا خشک شود. بعد از خشک شدن آن را داخل دیسیکاتور قرار میدهیم تا خنک شود واز گرفتن رطوبت جلوگیری شود دوباره وزن صافی را اندازه میگیریم واز رابطه ریر مقدارTSSرامحاسبه میکنیم .
B-A)*1000 ) حجم نمونه =TSS
A = وزن اولیه صافی
B = وزن نهایی صافی

3-7-3- اندازه گیری TDS
شامل مواد جامد محلول است که با راکد ماندن ته نشین نمی شود وبا عبور از صافی جدا نمی شود.
برای اینکار آبی را که برای اندازه گیری TSSاستفاده کردایم و از صافی عبور کرده است را در داخل بشری که وزن آن را اندازه گرفته ایم میریزیم وسپس روی بنماری قرار میدهیم تا آب آن بخار شود سپس دوباره وزن آن را اندازه میگیریم واز رابطه زیر مقدار TDS را محاسبه میکنیم
B-A)*1000 ) نمونه حجم =TDS
A = وزن اولیه صافی
B = وزن نهایی صافی

3-8- کدورت
3-8-1- مواد مورد نیاز:

آب مقطر نمونه
استاندارد های کدورت

3-8-2- روش آزمایش :

ابتدا با توجه به نوع دستورالعمل دستگاه کدورت سنج دستگاه را کالیبره می کنیم.نمونه را تکان می دهیم تا یکنواخت شود و آن را داخل سل ریخته و در دستگاه کدورت سنج قرار می دهیم.اگر درجه ی دستگاه عددی کمتر از 40 را نشان داد می توانیم مقدار کدورت را مستقیما از روی درجه بندی دستگاه بخوانیم.در غیر این صورت باید نمونه را رقیق کنیم.

3-8-3 محاسبات:

اگر نمونه رقیق نشده اعداد کتر از 40 را نشان دهد،می توانیم نتایج را بر حسب NTU مستقیما از روی درجه بندی دستگاه گزارش کنیم.
برای نمونه ای که رقیق شده به صورت زیر عمل می کنیم:
c ( C + B ) * A = NTU
A = مقدار NTU به دست آمده از روی درجه بندی دستگاه برای نمونه ی رقیق شده.
B = حجم آب عاری از کدورت بر حسب میلی لیتر
C = حجم نمونه ای که برای رقیق کردن برداشته شده بر حسب میلی لیتر

3-9- رنگ
3-9-1- نمونه بر داری ونگهداری آن:
نمونه ها را در بطریهای شیشه ای یا پلی اتیلنی نمونه برداری وقبل
از پر آردن بطری یک بار با نمونه شستشو دهید .نمونه ها در عرض ٢۴ ساعت از زمان نمونه
برداری باید آنالیز شوند وتا زمان اندازه گیری باید در درجه حرارت پایین (سرد )نگهداری شوند
وقبل از انجام آزمایش آنهارا به درجه حرارت اتاق رساند .
آماده سازی نمونه : چنانچه نمونه مورد آزمایش دارای آدورت باشد قبل از آزمایش باید آنرا با
فیلترهای فایبر گلاس با منافذ ٠/۴۵ میکرومتر صاف نمود

3-9-2- تجهیزات مورد نیاز
pH متر ، ترازوی حساس الکتریکی ، لوله نسلر ، وسایل شیشه ای مورد نیاز

3-9-3- تهیه استاندارداستوک :

مقدار246/1 گرم پتاسیم کلرو پلاتینات و١ گرم کلرور کبالت ۶ آبه را
co cl26 H2o را وزن نموده ودر یک بالن یک لیتری به همراه کمی آب مقطر،افزوده، سپس ١٠٠ میلی لیتر اسید کلریدریک غلیظ به آن اضافه و به حجم یک لیتر برسانید. این محلول دارای ۵٠٠ واحد رنگ (CU)برحسب پلاتین آبالت میباشد ( این محلول به شکل تجارتی نیز وجود دارد ).
تهیه استاندارد کار :
از محلول استاندارد فوق به تر تیب حجمهای ١٠ ، ٨، ۶، ۴، ٣، ٢، ١ ،و٢٠ میلی لیتر ،را تا حجم ١٠٠ میلی لیتردر بالن ژوژه رقیق آرده این محلولهابه ترتیب برابر با 5 ،10 ،15 ،20 ،25 ،30 ،40 ،50 ،100 واحد رنگ میباشند . این استانداردها را برای استفاده به لوله های نسلر انتقال داده وآنها را از تبخیر و آلودگی تا زمان استفاده ، محافظت نموده و در تاریکی نگهداری می کنیم این استانداردها برای یک ماه قابل نگهداری می باشند.

3-9-4- اندازه گیری رنگ نمونه :

pH نمونه را اگر در رنج 10-4 باشد تا pH برابر با ٧ تنظیم می آنیم ۵٠ میلی لیتر نمونه را
داخل لوله نسلر ریخته وبا رنگهای استاندارد مقایسه و گزارش می آنیم اگر رنگ واقعی اندازه گیری
میشو د باید با استفاده از فیلتر آنرا صاف نماییم اگر مقدار رنگ بیشتر از ١٠٠ واحد رنگ بود آنرارقیق آنید وچنانکه کدورت وجود داشته باشد و حذف نشده باشد رنگ ظاهری گزارش می شود .مقدار رنگ را در صورت رقت از فرمول زیر گزارش می آنیم

(A*50)/B = رنگ واحد
A = رنگ اندازه گیری شده یک نمونه رقیق شده
B= میلی لیتر نمونه برداشت شده برای رقت

3-10- اکسیژن خواهی بیولوژیکی BOD

آزمایش BOD بر اساس تعیین مقدار اکسیژن محلول انجام می شود در نتیجه دقت و صحت نتایج به مقدار زیادی تحت تاثیر مراقبت های به عمل آمده در زمان آزمایش قرار می گیرد هر چند میزان اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی را می توان در یک سری نمونه به طور مستقیم اندازه گیری نمود اما به طور کلی روش رقیق سازی مورد نیا ز است.

3-10-1- روش مستقیم

در نمونه های که BOD5 روزه آنها از mg/l 7 تجاوز نمی نماید رقیق سازی لازم نیست این نمونه ها هوادهی می شوندتا مقدار اکسیژن محلول در شروع آزمایش تقریبا به نزدیک سطح اشباع برسد.آب بسیاری از رودخانه ها در این گروه قرار می گیرد.روش معمول به این صورت است درجه حرارت نمونه را در ۲۰ درجه سانتی گراد تنظیم کرده و با تزریق هوا آن را هوادهی می نمایند تا گازهای محلول موجود در نمونه تا حد اشباع افزایش و یا کاهش داده شود. دو یا تعداد بیشتری شیشه مخصوص آزمایش BODرا از نمونه پر کرده و بلافاصله اکسیژن محلول حداقل یکی از آنها را اندازه گیری کرده و بقیه به مدت ۵ روز در در جه حرارت ۲۰ درجه سانتی گراد در دستگاه اینکوباتور قرار داده می شوند. پس از ۵ روز مقدار اکسیژن محلول باقی مانده در نمونه های کشت شده را اندازه گیری نموده و BOD پنج روزه با کم کردن نتایج پایان ۵ روزه از نتایج روز اول محاسبه می شود.اندازه گیری BOD با روش مستقیم شامل هیچ گونه تغییر و اصلاحی در نمونه نمی باشد و درنتیجه شرایط آزمایش باید کاملا مشابه شرایط موجود در محیط زیست باشد متاسفانه اکثرا BODنمونه ها در محدوده اکسیژن محلول موجود در این آزمایش قرار نمی گیرد.

3-11- اکسیژن خواهی شیمیایی COD

3-11-1- روش تقطیربرگشتی

برای جلو گیری از خروج مواد فرار موجود در فاضلاب و یا مواد فراری که در طی عمل اکسیداسیون ایجاد می شوند. از محیط عمل خارج نگردند عمل اکسیداسیون با استفاده از دستگاه تقطیر برگشتی انجام می گیرد.کلیه مواد غیر آلی اکسید شونده موجود در نمونه تداخل ایجاد کرده و مقدار COD را بیشتر از مقدار واقعی آن نشان می دهد. یونهای نیتریت ( که برای حذف آن از اسید سولفومیک استفاده می شود )، کلر ( که برای حذف آن از سولفات جیوه استفاده می شود.) ، آهن دو ظرفیتی ( که برای حذف آن از فنانترولین استفاده می شود.)

3-11-2- معرف های مورد استفاده:

1- محلول استاندارد دی کرومات پتاسیم N 0.25 : 259 .12 گرم دی کرومات پتاسیم که قبلا در 103 درجه سانتی گراد برای مدت 2 ساعت خشک شده است را در آب مقطر حل نموده و حجم آنرا به یک لیتر برسانید.
2- اسید سولفوریک مخصوص: حاوی 11 گرم سولفات نقره به ازای هر یک کیلو گرم اسید سولفوریک غلیظ
3- معرف فرویین :1.485 گرم از 1 و 10 گرم فناترولین با یک مولکول آب و
695 میلی گرم FeSo4 . 7 H2O را در آب مقطر حل کرده و حجم آنرا به 100 سی سی برسانید.
4- استاندارد فرو آمونیوم سولفات N 0.25 : 98 گرم Fe (NH4)2 (So4)2 . 6 H2O را در آب مقطر حل کرده ،20 سی سی اسید سولفوریک غلیظ به آن اضافه کنید آن را سرد کرده و با آب مقطر به حجم یک لیتر برسانید. این محلول بایستی در مقابل دی کرومات پتاسیم استاندارد روزانه استاندارد شود.
3-پودر یا کرستال سولفات جیوه HgSo4

3-11-3- روش کار

برای آزمایش COD ما نیاز به یک نمونه شاهد و یک نمونه فاضلاب داریم. که در نمونه شاهد بجای فاضلاب از آب مقطر استفاده می شود.( گروه هایی که نمونه فاضلاب را تهیه می کنند چون فاضلاب مورد آزمایش صنعتی و خیلی غلیظ است با ید آن را رقیق سازی کنند.)

روش رقیق سازی:

این طور است که هر گروه یک مقدار مشخص از فاضلاب را از نمونه فاضلاب دریافت کرده (مثلا 1 سی سی ، 1.5 سی سی و …) و آن را به حجم 100 سی سی می رسانند و 20 سی سی از این محلول رقیق سازی را مورد آزمایش قرار می دهند.

3-11-4- روش کار برای تهیه شاهد:

20 سی سی آب مقطر را درون مزور اندازه گیری کرده و آن را درون ارلن دستگاه تقطیر ریخته و سپس 0.4 گرم از سولفات جیوه را با استفاده از ترازو وزن کرده و به آن اضافه می کنیم. بعد از آن 10 سی سی دی کرومات پتاسیم 0.25 نرمال را اضافه می کنیم. سپس کندانسور را به آن متصل کرده و در دستگاه تقطیر قرار می دهیم.مفدار 30 سی سی اسید سولفوریک غلیظ را از بالای کندانسور اضافه کرده (در این قسمت برای گروه هایی که نمونه فاضلاب داشته اند بخار اسید متصاعد می شود که بسیار خطر ناک است که باید در بالای کندانسور یک بشر قرار دهیم)و سپس آن را خوب مخلوط می کنیم. وسپس دستگاه تقطیر را روشن کرده ودر دمای 150 درجه و به مدت 2 ساعت آن را حرارت می دهیم.

پس از 2 ساعت آن را خاموش کرده و به مدت 0.5 ساعت می گذاریم تا سرد شود.محلول را داخل مزور ریخته و مقدار باقیمانده ای که محلول به 100 سی سی برسد را با استفاده از آب مقطر به حجم 100 سی سی می رسانیم.
(20 سی سی آب مقطر + 10 سی سی دی کرومات + 30 سی سی اسید سولفوریک) پس باید 40 سی سی آب مقطر به آن اضافه کرد تا به حجم 100 سی سی برسد.سپس 2 تا 3 قطره از فرویین را به آن اضافه کرده که ابتدا به رنگ آب تبدیل می شود .باید در بورت بعد از شستشو آن ماده تیتر کننده که فرو آمونیوم سولفات است میریزیم. وبا استفاده از آن محلول را تیتر می کنیم. ابتدا رنگ محلول از آبی به سبز تبدیل شده و سپس باید آنقدر تیتر را ادامه داده تا رنگ محلول به رنگ قرمز مایل به قهوه ای شود.
که عدد تیتراسیون نمونه شاهد برابر 10.4 است.
سپس آن را در فرمول زیر قرار می دهیم:
COD = ((A-B)NX8000)/(نمونه حجم)
A : مصرفی فرو آمونیوم سولفات برای شاهد
B : مصرفی فرو آمونیوم سولفات برای نمونه
N : نرمالیته فرو آمونیوم سولفات

3-12- کلی فرم

3-12-1- تئوری آزمایش:

دیسک های صافی به ضخامت 150 میکرومتر می باشد که سوراخهایی به قطر 45/0 میکرون دارند. در این آزمایش ابتدا نمونه ای از آب از صافی عبور داده می شود تمام باکتریهای موجود در نمونه روی سطح صافی باقی می مانند سپس صافی را روی صفحه جاذب اشباع شده با محیط کشت مغذی می گذارند و به مدت 22 تا 24 ساعت در انکوباتور قرار داده می شود. ارگانیسم ها روی دیسک صافی کلنی هایی تشکیل می دهند که می توان آن را زیر میکروسکوپ شمارش کرد. در محیط کشت اندو آگار کلنی های تشکیل شده دارای جلای طلایی رنگ براق می باشد مزایای این روش نسبت به MPN عبارتند از1- از دزجه بالای قابلیت تکثیر کلنی ها روی سطح صفحه جاذب برخوردار است 2- بدلیل حساسیت بیشتر، از حجم های بیشتر آب می توان استفاده کرد3- زمان کمتری حدود 4/1 روش MPN برای دست یافتن به نتیجه، مورد نیاز است.

3-12-2- مواد و وسایل مورد نیاز:

1-دیسک های صافی به ضخامت 150 میکرون ودارای سوراخهایی به قطر45/0 میکرون

2-ست فیلتراسیون غشایی

3-محیط اندو آگار

4-پمپ خلا- نمونه های آب – پیپت 5 میلی لیتری- دیسک جاذب استریل-(پتری دیش پلاستیکی – ارلن 1000 میلی لیتری و درپوش پلاستیکی)

3-12-3- روش آزمایش:

در صورتی که ست فیلتراسیون کامل بود آزمایش را انجام می دهیم در غیر اینصورت به شرح زیر عمل می نماییم:

1-پتری دیش پلاستیکی کوچکی را به صورت زیر آماده می کنیم:

الف) با یک گیره استریل، صفحه جاذب استریل را به یک پتری دیش استریل منتقل می کنیم.

ب) با استفاده از یک پی پت 5 میلی لیتر، 2 میلی لیتر از محیط کشت اندو آگار را روی صفحه جاذب ریخته بصورتی که صفحه جاذب از محیط کشت مورد نظر اشباع شود.

2-جمع کردن وسایل صافی بصورت زیر انجام می گیرد:

الف) با جلوگیری از آلودگی وسایل، پایه نگهدارنده فیلتر را در گلویی فلاسک یک لیتری قرار می دهیم.

ب) با یک گیره استریل، بصورت عمودی، صافی غشائی استریل را روی پایه نگهدارنده صافی قرار می دهیم.

ج) قیف صاف سازی را روی صفحه جاذب قرار داده و برای اطمینان آنرا با یک گیره به پایه وصل می کنیم.

3- لوله پلاستیکی متصل به ارلن یک لیتری را به پمپ خلا وصل کرده و مقدار مشخصی از نمونه آب را داخل قیف می ریزیم میزان آب مورد استفاده بستگی به کیفیت آب دارد ولی مقدار آن نباید کمتر از 50 سی سی باشد. در آبهای با باکتری کم و کدورت کم میزان نمونه باید بیش از 200 میلی لیتر باشد. برای برداشت نمونه آب از یک استوانه مدرج استریل استفاده می کنیم.

4-کناره های داخلی قیف را با 20 میلی لیتر آب استریل شستشو می دهیم.

5-پمپ خلا را خاموش کرده، قیف را برداشته و با دقت توسط گیره استریل، صافی را به پتری دیش حاوی محیط کشت آبگوشت اندو آگار منتقل می کنیم.

6-پتری دیش را در انکوباتور در دمای 35 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت قرار می دهیم و بعد پتری دیش را وارونه می کنیم.

7-بعد از انکوباسیون صافی را از داخل پتری دیش برداشته و روی کاغذ جاذب به مدت یک ساعت خشک می کنیم.

8-کلنی های روی صافی را شمارش کرده از کلنی هایی که فاقد جلای فلزی سبز رنگ هستند صرفنظر می کنیم. کلنی های با جلای فلزی بعد از 24 ساعت در دمای 44 درجه سانتیگراد نشان دهنده وجود کلیفرم مدفوعی هستند

4- حسگرها و ابزارهای پایش لحظه ای منابع آب

4-1- مقدمه

از بزرگترین مشکلات کلان شهرها، قرارگیری برخی صنایع آلاینده در موقعیت های نامناسب و فواصل دور یا نزدیک به محیط های شهری می باشد. از آنجاییکه تعداد این واحدهای کوچک و بزرگ هر روز افزایش می یابد و کنترل بهینه ای نیز بر آلاینده های خروجی آنها نمی توان صورت داد، متاسفانه شاهد برهم خوردن تعادل محیط زیست در این محدوده ها هستیم. با توجه به تعداد بسیار زیاد این واحدهای صنعتی، نظارت کامل و مستمر بر عملکرد این واحد ها میسر نمی باشد و می بایست به دنبال روش هایی باشیم تا پایش دائمی در هر لحظه بر این واحدها صورت گیرد.

با توجه به اهمیت و تاثیرگذاری بالای کنترل کیفی و کمی آلاینده ها و نقش بسزایی که در پاکیزگی محیط زیست دارند، لازم است آلاینده های زیست محیطی از جمله آلوده کننده های آب، خاک و هوا در هر لحظه مورد پایش و تجزیه و تحلیل قرار بگیرند.

نصب سیستم های پایش لحظه ای، واحدهای صنعتی را ملزم خواهند کرد تا در تمامی ساعات شبانه روز، بر خروجی دودکش ها و پساب های واحد مربوطه نظارت داشته باشند و در صورت عبور پارامترهای آلایندگی از میزان مجاز و استاندارد اقدامات لازم را صورت دهند. در واقع بکارگیری سیستم های پایش لحظه ای این امکان را فراهم می آورد تا به در هر لحظه از وضعیت آلایندگی صنایع آگاهی یابیم و از مراجعه مستقیم کارشناس به واحد ها و اندازه گیری خروجی آن ها جلوگیری شود که همین امر به طور قابل ملاحظه ای سبب کاهش هزینه ها خواهد شد

4-2- اجزا و مفاهیم مرتبط با ایستگاه پایش آنلاین

• سنسور( sensor )
• دیتالاگر و نمایشگر محلی ( transmitter, datalogger )
• بخش انتقال داده ها بصورت آنلاین ( modem, GPRS/GSM )
• نرم افزار نمایش داده ها ( software, web based )
• برنامه ریزی، اجرا و کنترل فرامین بصورت اتوماتیک ( PLC و scada )

4-3- متدهای نصب سنسورها
• معمولا دو نوع نصب برای سنسورها وجود دارد:
متد غوطه ور یا مستغرق یا in-situ

متد استخراجی یا extractive

• هر کدام از روشها متناسب با موقعیت محل، وضعیت سیال، پارامتر مورد نظر برای اندازه گیری، متد مناسب برای آنالیز انتخاب میگردد.
• هر کدام از این دو روش دارای مزایا و معایبی میباشند.
• انتخاب متد مناسب نصب یک امر مهندسی و نیاز به بررسی و مطالعه دارد.

4.-3-1- استخراجی- extractive
• مزایا:
• برای برخی متدها تنها راه اندازه گیری
• آنالیز دقیق با شرایط بهتر
• معایب:
• کدورتهای بالا مشکل ساز است
• زمان انتقال نمونه
• گرفتگی لوله ها
• تکنیک نمونه برداری و پمپها

4-3-2 غوطه ور- In situ
• مزایا:
• امکان اندازه گیری در شرایط مختلف
• داده واقعی درجا و در محل
• معایب:
• حساس به شرایط هیدرولیکی
• نیاز به محل نصب مناسب
• شستشوی مداوم، خوردگی

4-4- متدهای شستشو
• در هر صورت به منظور کاهش هزینه های نگهداری استفاده از سیستمهای شستشوی اتوماتیک
معمول است.
• برای سیستمهای استخراجی نیاز است رآکتورها، مسیر نمونه برداری مرتب تمیز نگه داشته شود.
معمولا محلولی از آب و آسید سولفوریک برای این امر استفاده میشود
• برای سیستمهای غوطه ور شرایط پیچیده تر است.
معمولا از روشهای زیر برای شسشوی این سنسورها استفاده میشود :
– استفاده از وایپرهای مکانیکی
– استفاده از هوای فشرده
– استفاده از پمپاژ محلول آب و آسید سولفوریک
• استفاده از همه روشهای فوق الذکر نیاز به بازدید دوره ای از سیستمهای را کاهش نمیدهد. در نهایت
باید روی تمامی سیستمهای بازدید و تمیز کردن کامل بصورت دوره ای انجام بگیرد

4-5- سنسور
• اندازه گیری توسط سنسور انجام میگیرد.( measurment )
• مفاهیم مرتبط با سنسور:
– دقت اندازه گیری ( precision )
– صحت اندازه گیری ( accuracy )
– رزولشن دیجیتالی ( resolution )
– زمان پاسخگویی( response time )
– پروتکل خروجی سنسور (آنالوگ، دیجیتال و…)

4-6- دیتالاگر، کنترلر
• داده های خام سنسورها را به واحدهای مهندسی تبدیل میکند.
• دیتالاگرها دارای حافظه داخلی میباشد.
• دیتالاگرها برای ارتباط با سیستمهای مختلف دارای خروجیهای مختلف زیر هستند:
– خروجی آنالوگ ( 0 تا 10 ولت، 4 تا 20 میلی آمپر)
– رله های کنترلی ( 0 و 1 )
– RS232 (طول کابل محدود)
-RS485 (طول کابل بیشتر)، RS422
-CAN bus (طول کابلها تا یک کیلومتر)
• دیتالاگرها دارای نمایشگر و صفحه کلید برای انجام تمامی تنظیمات و نمایش داده
ها هستند. ( لمسی و…)

4-7- شماتیک کلی سیستمهای پایش لحظه ای

4-8- مودم GSM

– ارسال SMS ، ارتباط یکطرفه توسط کاربر
– هر تماس با شماره موبایل دستگاه هزینه برای کاربر کم میشود.
• مودم GPRS
– انتقال اطلاعات در بازه های زمانی انتخاب شده بصورت اتوماتیک به به سرور و آدرس اینترنتی مشخص در بستر اینترنت
– شارژ ماهیانه سرویس GPRS لازم است. هیچ هزینه های برای ارسال بسته کم نمیشود.
– باید امکان پوشش سرویس GPRS در محل نصب وجود داشته باشد.
• مودم رادیویی (VHF ، UHF )
– نیاز به دید مستقیم دارد.
– هزینه اولیه زیاد است، ولی هزینه جاری برای ارسال داده ندارد.
– برای UHF باید باند فرکانسی و مجوز تهیه شود.

4-9- مودم GPRS و نحوه ارسال داده

4-10- نمایش یک نمونه داده های آنلاین

4-11- بررسی متدهای اندازه گیری

•الکتروشیمیایی ( pH ، ORP ، DO ، آمونیوم)
• اپتیکال ( DO ، کدورت، TSS )
• اسپکتروفتومتری ( SAC254 ، UV-visible )
•Colorimetric

4-11-1- تشریح متد اسپکتروفتومتری
4-11-1-1 مقدمه:
اسپکتروفتومتری: اسپکترو( طیف سنجی) و فتومتر(نورسنجی) طول موج
4-11-1-2 امواج نورانی:
1- امواج مرئی (750-380 نا نومتر)
2- امواج ماورائ بنفش( کمتر از 380 نانومتر)
3- امواج مادون قرمز( بیشتر از 750 نانومتر)

4-11-1-3 قوانین جذب نوری
قانون بیر

1)A= Log I°/It

2)%T=logIt/ I°x100

3)A=Log1/%TХ100

4)A=Log 100/% T

5)A= Log100- Log % T

6)A=2- Log % T

A=a Хb Хcمعادله قانون لامبرت :

4-11-1-4 کاربردهای روش اسپکتروفتومتری

1- تعیین جذب نوری محلولهای استاندارد و مجهول و تعیین غلظت محلول مجهول با استفاده از رابطه غلظت
CT = AT / ASXCS
2- تعیین غلظت محلول مجهول با استفاده ازمنحنی استاندارد
روش آزمایش:
1- پنج لوله آزمایش انتخاب نموده و از S1 الی S5 مشخص کنید
2- داخل هر لوله 4 میلی لیتر آب مقطر بریزید
3- به لوله اولی(S1) چهار میلی لیترS اضافه کرده ومخلوط کنید
4- چهار میلی لیتر از محلول S1 را به لوله S2 اضافه کرده ، مخلوط نموده و همین عمل را تا لوله S5 ادامه دهید
5-جذب نوری لوله های S1 الی S5 و لوله مجهول را در طول موج 530 نانومتر علیه لوله بلانک(آب مقطر) توسط دستگاه اسپکتروفتومتر مشخص کنید
4-11-1-5- منحنی استاندارد

به صورت شماتیک و خلاصه :

4-11-1-6- متدهای مختلف اسپکتروقتومتری

4-11-1-7 موارد مهم در مورد سنسورهای اسپکترومتری
• با پیشرفتهای تکنولوژیکی استفاده از لامپهای زنون با قابلیت فلش به علت دارا بودن طول عمر بالا مناسب است. برخی تجهیزات ارزان بدارای لامپ فلش نیستند و لامپ انها بطور دایم درحال تابش نور مورد نظر بوده و طول عمر کمتری دارند.
• در صورت انتخاب سیستم غوطه ور به جنس بدنه سنسور باید دقت شود.
• درصورت انتخاب سیستم غوطه ور باید محدوده دمای کارکرد سنسور کنترل گردد.
• یکی از موارد مهم : کالیبراسیون سیستم است.
• معمولا کنترل نقطه صفر اندازه گیری با آب بسیار تمیز (مقطر) انجام میشود.
• سیستمهای فتومتری ( S A C 254، S A C 220) در صورت تغییر ماتریس کیفیت آب نیاز به
• کالیبراسیون دارند. این سیستمها معمولا برای سیستمهای اعلام خطر مناسب هستند و اندازه
گیریهای انها در برخی صنایع باید کاملا کنترل شود.
• اکثرا چشمی سنسور را برای محدوده موردنظر بصورت غیر قابل تغییر ارائه میکنند. بنابراین با تغییر کیفیت پساب کاربر این امکان را ندارد که سخت افزار را عوض کند و باید سنسور جدید بخرد.

4-11-2 متد کلرومتری
در این متد نمونه پس از فیلتراسیون مناسب به داخل رآکتور پمپ میشود. در این مرحله میکروپروسسوری شروع به اضافه کردم ریجنت در بازه زمانی مناسب و به میزان مشخص میکند. (مولیبدات آسیدی اضافه میشود تا مولیبدات فسفور تولید شود). پس از یک زمان اختلاط مکفی،آسید کاهنده موردنیاز برای آنالیز را اضافه میکند.
مجددا پس از زمان اختلاط موردنیاز ، میزان جذب در طول موج 660 یا 680 نانومتر بررسی شده و غلظت عنصر مورد نظر داخل نمونه بر اساس ضرایب کالیبراسیون موجود بدست میآید.

5- شرکت های معتبر تولید کننده ابزارهای پایش کیفی آب و تولیدات آنها

در این بخش به معرفی چند شرکت معتبر تولید، طراحی و اجرای سیستم ها و سنسورهای پایش انلاین آب می پردازیم

5-1- کمپانی s::can
5-1-1 معرفی کمپانی
کمپانی s::can اتریش با بکار گیری کادری متخصص و مجرب با 41 نمایندگی رسمی در سرتاسر دنیا بصورت کاملا تخصصی و با استفاده از نوین ترین تکنولوژی های روز در زمینه تحقیق، طراحی و ساخت دستگاه های پایش لحظه ای آب و فاضلاب از سال 1999مشغول به فعالیت می باشد.
دقت بالا در سنجش پارامتر های کمی و کیفی آب و فاضلاب از جمله مهم ترین اهداف این کمپانی بوده که برای رسیدن به این مهم از قانون لامبرت بیر و روش UV-Vis ، فوتومتری و الکتروشیمیایی بهره می گیرد. اندازه گیری و سنجش دامنه وسیعی از پارامتر های اصلی در این حوضه نظیر COD,BOD,TDS,NO2,NO3,BTXوAOC تنها با یک سنسور، استفاده از تجهیزات این کمپانی را بسیار آسان می نماید. کارکرد طولانی، هزینه نگهداری کم، عدم نیاز به کالیبراسیون دوره ای، سشتوی خودکار، عدم تاثیر برهمکنش پارامتر های مختلف بر هم، تنوع بالا در سنسور های مختلف بسته به نوع پارامتر های مورد نیاز سنجش از ویژگی های منحصر به فرد تجهیزات این کمپانی به شمار می رود.تجهیزات پایش آنلاین این شرکت در صدها نقطه در کشور بصورت عملیاتی نصب و راه اندازی گردیده است.
5-1-2- محصولات کمپانی
این محصولات در دو حوضه آنالیز کیفیت آب آشامیدنی و فاضلاب های شهری و صنعتی عبارتند از:

5-1-2-1 سنسور ها :
کمپانی s::can اتریش با طراحی رنج کاملی از سنسورها امکان اندازه گیری کلیه پارامترهای شاخص کیفیت آب و فاضلاب را فراهم نموده است. پراب های مولتی پارامتر این کمپانی از تکنولوژی اسپکترومتری بهره برده اند. در حالت کلی می توان سنسورهای این کمپانی را به 4 دسته کلی تقسیم کرد:

5-1-2-1-1 سنسور هایSpectrometer
آنالایزر پارامتر های( ,TSS ,TOC , H2S, UV ,COD ,BOD ,TDS ,NO , NO3 ، آلاینده های نفتی مانند BTX , و کدورت)

5-1-2-1-2 سنسور i::scan

آنالایزر پارامترهای( کدورت، رنگTOC,UV254 )

5-1-2-1-3سنسورهای Ionenselective
نالایزر پارامترهای(فلوراید،دما،pH، کلراید،آمونیوم و نیترات)

5-1-2-1-4 سنسور های Physical
آنالایزر پارامتر های(کلر آزاد و مجموع کلر موجود در آب,دما، اکسیژن محلول در آب، ,pH, OPR,شوری، هدایت الکتریکی)

5-1-2-2 ترمینال ها

برای استخراج، ذخیره و تحلیل نتایج اندازه گیری به ترمینال نیاز است. ترمینال سیستم پایش باید این امکان را برای کاربر ایجاد کند که بتواند به راحتی به کلیه اطلاعات دسترسی داشته باشد. یکی دیگر از مشخصاتی که لازم است ترمینال سیستم پایش داشته باشد، پورت های ارتباطی استاندارد است تا بتوان نتایج را انقال داد و همچنین برای مقاصد کنترلی از آنها بهره گرفتن. کمپانی S::can اتریش با بهره گیری از آخرین تکنولوژی های نرم افزاری و سخت افزاری ترمینال فوق هوشمند خود را ارائه داده است. این ترمینال به کاربر این امکان را می دهد تا به راحتی با سیستم مانتیتورینگ خود ارتباط برقرار کرده و آن را مدیریت کند.همچنین این کمپانی ترمینال های ساده تری را برای کاربردهای عادی طراحی و تولید کرده است.

..

5-1-2-3 نرم افزار در ترمینال concube
یک نرم افزار مدیریتی جامع و قوی نصب شده است که امکانات منحصر به فرد آن برای کاربر هرگونه مدیریت و توانمندی را ایجاد می نماید. همچنین امکانات بیشتر مانند ارزش دهی نتایج اندازه گیری، غربال گری، تفسیر و تشخیص رخداد بر روی نرم افزار های تکمیلی وجود دارد.

5-1-2-4 ایستگاه های مانیتورینگextractive

یکی از ابداعات کمپانی s::can اتریش طراحی و ساخت ایستگاه های پایش می باشد. در این ایستگاه ها کلیه امکانات مورد نیاز برای مانیتورینگ در کاربردهای خاص را جمع آوری کرده است. طراحی کامل و منحصر به فرد این ایستگاه ها امروزه، آنها را به یکی از پر کاربردترین و کامل ترین ابزارهای اندازه گیری پارامتر های کیفی آب و فاضلاب تبدیل کرده است.

4-1-2-5 ایستگاه برای اب اشامیدنی

4-1-2-6 ایستگاه برای فاضلاب

5-2- کمپانی chemitec

5-2-1 معرفی کمپانی
یک کمپانی ایتالیای است که کارخود را از سال 1984 میلادی در ضمینه پایش و کنترل اب اغاز کرده و دارای تجارب و مهارت های وسیع در ضمینه تصفیه و پایش انلاین اب و فاضلاب می باشد.
5-2-2 محصولات کمپانی
محصولات این شرکت به قرار زیر است:

5-2-2-1 سنسور ها:

5-2-1-1 سنسور دیجیتال PH و دما

روش اندازه گیری : الکتروشیمیایی
رنج اندازه گیری : 0 – 14 و -5 – 45⁰C
دقت اندازه گیری : 0.01 PH
جنس بدنه سنسور : PVC
نحوه نصب سنسور : غوطه ور یا برروی خط
طول کابل : 10 متر

5-2-1-2 سنسور دیجیتال TSS
روش اندازه گیری : Infrared (880nm)
رنج اندازه گیری : 0 – 30 gr/lit
دقت اندازه گیری : 3% از میزان قرائت شده
جنس بدنه سنسور : استینلس استیل
نحوه نصب سنسور : غوطه ور یا برروی خط

طول کابل : 10 متر

5-2-1-3 سنسور هدایت الکتریکی و دما
رنج اندازه گیری : دارای مدلهای متنوع از رنج 0 – 20µs/cm … 0 – 1 Simens/cm
نحوه نصب : غوطه ور و یا برروی خط
جنس بدنه سنسور : PVC / Stainless steel
طول کابل : 5 متر

5-2-1-4 سنسور اکسیژن محلول

روش اندازه گیری : نوری luminescence
رنج اندازه گیری : 0 – 20 PPM
دقت اندازه گیری : 0.1 PPM
جنس بدنه سنسور : استینلس استیل
نحوه نصب سنسور : غوطه ور
طول کابل : 10 متر

5-3- کمپانی HACH-LANGE
5-3-1 معرفی کمپانی
شرکت HACH-LANGE بعنوان برترین شرکت تولید کننده تجهیزات و مواد شیمیایی مورد نیاز جهت آنالیز کمی و کیفی آب در دنیا می باشد.

5-3-2- محصولات کمپانی

محصولات این شرکت در زمینه های ذیل کاربرد دارد :
پارامترهای آب آشامیدنی،فاضلاب و تصفیه آب
آنالیز آزمایشگاهی و درمحل،آنالیز فرآیندی و نمونه برداری
کاربردهای شهری ، صنعتی و تحقیقاتی

این شرکت که از ادغام دو شرکت HACH آمریکا و Dr. Lange آلمان در سال 1999 میلادی بوجود آمد توانسته با استفاده از تجربه 120 ساله این دو شرکت ، ابعاد جدیدی در زمینه آنالیز آب را برای کارشناسان کنترل کیفیت و محققان به ارمغان آورد. محصولات شرکت HACH-LANGE شامل دستگاههای اندازه گیری ، مواد شیمیایی و واکنش گرهای مربوطه است.شرکت کیمیانوآورآزما بعنوان فروشنده و وارد کننده مستقیم محصولات این شرکت قادر به تامین نیازهای مختلف مشتریان محترم در زمینه محصولات این شرکت است.در ذیل برخی از مواد شیمیایی تولید این شرکت معرفی می گردد:

5-4 کمپانی Trios
5-4-1 معرفی کمپانی
کمپانی Trios در سال 1998 با هدف اجرای پروژه ای تحت عنوان RAMSES توسط وزارت علوم و تحقیقات آلمان آغاز به کار کرد. این پروژه با موفقیت بزرگی به پایان رسید و سبب شد سنسورهای RAMSES به عنوان اولین سنسور hyper spectral light meter برای تحقیقات اقیانوس شناسی ساخته و وارد بازار گردد.

از سال 2000 کمپانی ساخت سایر سنسورهای فتومتری را آغاز کرد و تکنولوژی پیشرفته در کنار صحت و دقت بالا سبب شد کمپانی بزرگی مانند HACH سنسور oil in water ساخت Trios را به عنوان سنسور اندازه گیری میزان oil در مجموعه محصولات خود قرار دهد. به واسطه همکاری های تنگاتنگ کمپانی با موسسه های تحقیقاتی و دانشگاه ها، امروزه کمپانی Trios ارائه کننده مجموعه بزرگی از تجهیزات آنالیز گردیده است و کاربری این تجهیزات علاوه بر اقیانوس شناسی به آنالیز آب آشامیدنی، پساب و آب های سطحی نیز گسترش یافته است.

5-4-2 محصولات کمپانی

5-4-2-1 سنسور LISA
یکی از سنسورهای نسل جدید کمپانی Trios می باشد که با استفاده از ضریب جذب طیفی (SAC254nm) میزان بار آلی نمونه (COD,BOD و TOC) را اندازه گیری می نماید. پایداری و مقاومت زیاد در کنار منبع تابش LED با طول عمر بالا از ویژگی های این سنسور به شمار می رود.

برخی ویژگی های این سنسور به شرح زیر می باشد:

– تصحیح اثر کدورت نمونه
– به کار گیری LEDبه عنوان منبع نور پایدار با طول عمر بالا
– امکان تنظیم طول مسیر نوری توسط کاربر متناسب با نوع نمونه

– حداکثر عمق اندازه گیری: 300 متر
– نصب به شکل غرقابی یا در by-pass
– مناسب برای آب شرب، پساب های بهداشتی و صنعتی، آب پروسه، آب های سطحی

5-4-2-2 سنسور Solitax ts-line
سنسور اندازه گیری همزمان میزان کدورت نمونه و میزان ذرات جامد معلق (TSS) در نمونه است. جنس بدنه این سنسور از stainless steel بوده و به کار گیری تیغه wiper برای پاکسازی سطح سنسور، اندازه گیری کدورت و TSS را در تمامی نمونه های پساب و آب ممکن ساخته است.در این سنسور علاوه بر اندازه گیری میزان پخش نور در زاویه 90 درجه میزان پخش در زاویه 130 درجه نیز اندازه گیری می شود.
– بدون نیاز به کالیبراسیون برای اندازه گیری کدورت

– صحت و دقت بالا و مطابقت بالای نتایج با نتایج آزمایشگاهی
– کالیبراسیون آسان تک نقطه ای برای اندازه گیری TSS
– اندازه گیری کدورت بر اساس استاندارد DIN EN 27027

5-4-2-3 سنسور UVAS

سنسورUVAS با اندازه گیری SAC254nmمیزان بار آِلی نمونه (COD و یا BOD) را طور پیوسته نمایش میدهد. این سنسورها با طول مسیر نوری متفاوت برای کاربری های مختلف در دسترس هستند. هر چقدر میزان بار آلی نمونه بیشتر باشد، طول مسیر نوری کمتری باید به کار گرفته شود از کاربردهای این سنسور می توان به موارد زیر اشاره کرد:  پایش پیوسته کیفیت آب در منابع تامین آب آشامیدنی  کنترل فرایند تصفیه با ذغال فعال کنترل خروجی و ورودی  تصفیه خانه های آب و پساب برخی از ویژگی های سنسور – طول مسیر نوری متنوع (1،2، 5 و 50mm) – به کار گیری wiper برای پاکسازی سطح سنسور – حذف اثر کدورت نمونه در اندازه گیری – اندازه گیری براساس استاندارد DIN 38404 C3

6- نمونه های از موارد نصب و اجرای ابزار های پایش لحظه ای اب

6-1- اندازه گیری آنلاین پارامترهای کیفی ( دما ,COD,BOD,TSS,NO3,ORP,PH) ورودی تصفیه خانه فاضلاب صفائیه

6-2- پایش انلاین شاخصهای کیفی رودخانه ساوانا

6-3- نصب و راه اندازی سیستم online خروجی تصفیه خانه فاضلاب شرکت خودروسازی مگاموتورز
توضیحات:
نصب و راه اندازی سنسورهای پایش آنلاین COD و کدورت و pH

6-4 نصب و راه اندازی سیستم online خروجی تصفیه خانه نیروگاه
توضیحات:
نصب و راه اندازی سنسورهای پایش آنلاین COD و کدورت و pH و DO و EC

6-5 نصب و راه اندازی سیستم online خروجی تصفیه خانه فاضلاب
توضیحات:
نصب و راه اندازی آنالایزرهای COD (بار آلی) , Turbidity (کدورت), TSS (ذرات معلق) Oil, (روغن محلول در آب) و pH در تصفیه خانه فاضلاب و امکان دریافت اطلاعات در سازمان محیط زیست به همراه انعقاد قرارداد سرویس و نگهداری تجهیزات در سازمان مربوط

6-6 نصب و راه اندازی سیستم online پایش محیط زیست (رودخانه)

7- جمع بندی و پیشنهادات

با توجه به این که کشور عزیزمان ایران در زمره کشور های در حال توسعه است , افزایش نیاز به آب بخصوص در بخش های صنعتی و کشاورزی امری طبیعی است که هر ساله بر مقدار این نیاز افزایش میابد. از طرفی امارای بارندگی در سال های اخیر گواه کاهش بارش در کشورمان میباشد. اگر به همه اینها نرخ رشد جمعیت را نیز اضافه کنیم می شود به راحتی خطر جدی کمبود آب را در کشور احساس کرد.
حال باید چه کرد؟
با نگاهی به اقدامات انجام شده در کشورهای توسعه یافته می توان دریافت تصفیه فاضلاب ها (صنعتی , کشاورزی, خانگی و …) برای استفاده مجدد یکی از اصلی ترین راهکارها برای مقابله با کمبود اب است.اما نکته مهمی که در تصفیه آب در این کشورها وجود دارد , هدفمند بودن تصفیه آب می باشد.
هدفمند بودن تصفیه آب بطور خالصه ولی جامع یعنی اینکه ما بدانیم آبی که مورد نظر برای تصفیه است , بعد از تصفیه در چه موردی مصرف خواهد شد. این موضوع در اقتصادی تر کردن تصفیه آب خیلی اهمیت دارد.بطور مثال آبی که برای مصرف بشر تصفیه میشود باید فاکتورهایی بیشتری را نسبت به آب مورد نیاز برای کشاورژی رعایت کند و چون این فاکتور ها تاثیر مستقیم بر موارد مورد مصرف اب دارند اینجاست که اهمیت پایش آب بخصوص پایش لحظه ای آب نمایان میشود و باید مورد توجه بگیرد.
امروزه بهترین راه برای پایش لحظه ای آب استفاده از سنسور های مانیتورینگ آنلاین آب می باشد. توصیه میشود تمامی عوامل اصلی ایجاد کننده الودگی در آب بخصوص بخش های صنعتی ملزم به استفاده از این سیستم بشنوند تا بتوانند نظارت دقیقتری بری شدت افزایش یا کاهش مقدار الودگی اب داشته باشند. این امر میتواند برای خود آن واحد ها نیز موثر باشد

. بطور مثال در کارخانه ای مجهز به این سیستم با مشاهده افزایش غیرطبیعی نوعی از آلاینده ها به وجود نقص در دستگاه ها پی برد.
روز به روز به تعداد شرکت های سازنده این سنسورها افزوده میشود واین نشان دنده منفعت افتصادی این صنعت در جهان است که با توجه به افزایش روز افزون مقدار آبهای الوده برای تبدیل به آب مصرفی صرفه اقتصادی خوبی در ان دیده می شود اما متاسفانه در ایران چه در بخش دولتی چه در بخش خصوصی عزمی جدی برای رسیدن به این فناوری با وجود سوددهی فراوان وجود ندارد.
باید تسهیلاتی ویژه برای بخش خصوصی جهت ورود به این صنعت در نظر گرفته شود تا نه تنها شاهد افزایش سطح کیفی آب های مصرفی موجود در کشور باشیم بلکه بتوانیم با این کار از خروج ارز جلوگیری کرده و به اقتصاد کشور کمک بکنیم.

4