Ph آب چیست + کاربرد آن در تصفیه آب و فاضلاب

اصطلاح ph آب یکی از مهم‌ترین پارامترهای کیفیت آب است که فعالیت یون هیدروژن در آب را اندازه‌گیری می‌کند. تعیین آب ph در فرآیند تصفیه آب و فاضلاب نقش مهمی دارد. از مشکلات رایج در فاضلاب می‌توان به افزایش سطح قلیائیت، تجمع مواد شیمیایی سمی و وجود ذرات معلق اشاره کرد. بصورت کلی در این مقاله به تعریفی از PH آب و کاربرد آن پرداخته ایم پس تا انتهای مقاله همراه ما بوده و نظرات خود را با ما درمیان بگذارید. قیمت ممبران تصفیه آب صنعتی می‌تواند به کیفیت و طول عمر آن بستگی داشته باشد، که این موارد خود تحت تأثیر عواملی مانند PH آب ورودی هستند؛ زیرا PH نامناسب می‌تواند باعث کاهش عملکرد و دوام ممبران شود.

ph آب چیست ؟

برای نشان دادن بازی یا اسیدی بودن آب از اصطلاح ph استفاده می‌کنند. در کل مقیاسی برای نشان دادن اسیدی با بازی بودن آب است. بین ۰ تا ۱۴ محدوده ph است. اگر میزان ph بیشتر از ۷ باشد، نشان دهنده بازی بودن آب است و اگر کمتر از ۷ باشد، نشان دهنده اسیدیته آب است. اگر میزان ph برابر 7 باشد نشانگر خنثی بودن آب است. 

به نقل از ویکی‌پدیا:

پی‌اچ یا پ هاش (به انگلیسی: pH) مقیاسی برای تعیین میزان اسیدی یا بازی بودن یک محلول آبی است. هرچه محلول اسیدی تر باشد عدد pH کوچکتر، و هر چه بازی تر باشد،عدد pH بزرگتری خواهد داشت. در دمای اتاق (24.99 درجه سلسیوس)، آب خالص نه خاصیت اسیدی و نه خاصیت بازی دارد و در نتیجه،عدد pH آن برابر ۷ خواهد بود.

Ph آب معیاری است که فعالیت یون هیدروژن یا H+ را نشان می‌دهد و لگاریتمی گزارش می‌شود. هر واحد یک تغییر ده برابری در باز بودن یا اسیدیته بودن آب را نشان خواهد داد. آب با ph  پنج از آب با ph شش به میزان ۱۰ برابر اسیدی‌تر است. آب اسیدی، آبی است که یون هیدروژن بیشتری را آزاد می‌کند.

مطالعه بیشتر : چرا pH آب مقطر اسیدی است؟

اهمیت شناخت شاخص ph

Ph در دسترس بودن مواد بیولوژیکی و ترکیبات شیمیایی مانند مواد مغذی کربن، نیتروژن و فسفر و فلزات سنگین مانند کادمیم، مس و سرب برای موجودات زنده و میزان حلالیت را نشان می‌دهد. PH  علاوه بر این که در ترکیب فسفر در آب و غلظت فسفر تاثیر دارد؛ بلکه می‌تواند نشان دهد که از آب موردنظر موجودات زنده می‌توانند، استفاده کنند یا نه. این فاکتور اهمیت زیادی در صنعت، مرغداری و تصفیه آب بیمارستان دارد. 

میزان ph و کیفیت آب 

 بیش از حد پایین و بالا بودن میزان PH مضر است. بالا بودن ph آب تاثیرات زیر را به دنبال دارد:

• باعث طعم تلخ آب می‌شود.
• باعث پوشانده شدن وسایل مصرف‌کننده آب و لوله‌‌های آب می‌شود.
• اثر ضدعفونی کلر را کاهش می‌دهد و باعث می‌شود در ph  بالا به کلر اضافی نیاز باشد.

آب ph پایین باعث حل شدن فلزات و دیگر مواد به داخل آب و خوردگی وسایل مصرف‌کننده آب می‌شود. Ph آب آشامیدنی معمولا بین 6.5 تا 8.5 است. Ph  آب‌های طبیعی می‌توانند، پایین‌تر باشند. به طور مثال در مناطق سنگ آهک میزان ph آب بالاتر است. محدود ph  آب آشامیدنی در لوله کشی طبق توصیه آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده بین ۶.۵ تا ۹.۵ است. 

Ph بیان کننده مقدار نسبی هیدروژن و یون هیدروکسیل آزاد در آب است. Ph آبی که یون هیدروکسیل بیشتری را آزاد کند آب اسیدی است و ph آبی که یون هیدروژن بیشتری را آزاد کند، آب باز خواهد بود. مقیاس ph مقادیری بین ۰ تا ۱۴ دارد. مقادیر ph مواد بازی یا قلیایی در محدوده بین ۷ تا ۱۴ هستند و مواد اسیدی بین یک تا ۷ مقادیر ph آن‌ها است.

PH آب ورودی نقش مهمی در عملکرد ممبران اسمز معکوس دارد، زیرا اگر PH آب به درستی تنظیم نشود، ممکن است کارایی ممبران کاهش یابد و نیاز به تعویض زودهنگام آن افزایش یابد.

مضرات اسیدی بودن آب آشامیدنی و فواید بالا بودن ph آب 

از مضرات اسیدی بودن آب می‌توان موارد زیر را نام برد:

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

فواید بالا بودن ph آب شامل گزینه‌های زیر می‌شوند: 

• کاهش ترشح اسید معده 
• جلوگیری از سرطان پوست، مری، پروستات و سینه 
• جلوگیری از بیماری‌های قلبی و عروقی 
• کاهش وزن 
• جلوگیری از پیری زودرس 
• جلوگیری از چروک شدن 

خاصیت اسیدی و قلیایی بودن آب 

آبی که اسیدیته بالایی دارد باعث خراب شدن وسایل برقی و سوراخ شدن لوله‌های مسی می‌شود. آب اسیدی نه تنها باعث خورده شدن لوله‌ها می‌شود؛ بلکه موادی که از لوله‌ها جدا شده‌اند را با خود حمل می‌کند و پس از تبخیر آب این مواد در لوله‌ها، وسایل و سینک‌ رسوب می‌کنند. خوردگی روی، مس و سرب در لوله‌ها و شیرها یکی دیگر از خطرات آب اسیدی بالا است. 

آب با ph بالا مواد معدنی دارد که در هنگام عبور از لوله‌کشی این مواد معدنی داخل لوله‌ها و وسایل رسوب ایجاد می‌کنند. آب قلیایی یا آب سخت برای وسایل مصرف‌کننده آب خانه و لوله‌کشی مشکلات زیادی را می‌تواند، ایجاد کند. Ph  بالای آب باعث می‌شود طعم آب شبیه به طعم جوش شیرین شود. بنابراین ph  آب باید مناسب باشد؛ چون بیش از حد بالا و پایین بودن ph آب مشکلات گسترده‌ای را برای لوله‌ها و دیگر وسایل مصرف‌کننده آب خانگی ایجاد می‌کند. 

روش‌های اندازه گیری ph آب 

 برای اندازه‌ گیری ph  آب هم در محل و هم در آزمایشگاه از روش‌های مختلفی می‌توان استفاده کرد. برای اندازه‌گیری دقیق ph آب در آزمایشگاه از ph‌متر الکترونیکی استفاده می‌شود. با استفاده از کاغذ تورنسل می‌توان میزان ph  آب را اندازه‌گیری کرد. در برخی فروشگاه‌ها مانند فروشگاه لوازم حیوانات خانگی و فروشگاه‌های مواد غذایی بهداشتی از کاغذ تورنسل استفاده می‌شود. 

با phمتر غلظت یون هیدروژن (لاگ منفی پایه ۱۰) اندازه‌گیری می‌شود و با استفاده از معادله نرنست میلی‌ولت تبدیل به ph می‌شود. غلظت کل اسید موجود در غذا را اسیدیته قابل تیتراسیون اندازه‌گیری می‌کند و با یک باز استاندارد با تیتراسیون اسیدهای ذاتی تعیین می‌شوند.

✅ اندازه‌گیری ph آب با دستگاه 

Phمتر یون هیدروژن در محلول‌ها (اسیدیته یا قلیایی بودن) را اندازه‌گیری می‌کند. درجه فعالیت یون هیدروژن به صورت ph  بیان می‌شود که بین یک تا ۱۴ است. قیمت دستگاه اندازه گیری ph آب بسته به نوع برند آن متفاوت خواهد بود.

✅ اندازه گیری ph آب با گیاهان طبیعی و خاک 

به یک ظرف خاک ۲.۱ فنجان آب مقطر را اضافه کنید و بعد از این که آن‌ها را با هم ترکیب کرده‌اید باید ۲.۱ فنجان سرکه سفید به آن بیفزایید. اگر روی خاک حباب تشکیل شد، نشان دهنده قلیایی بودن آب است و پ هاش آب قلیایی خواهد بود. 

افزایش یا کاهش ph با عناصر طبیعی 

افزایش یا کاهش ph با عناصر طبیعی شامل موارد زیر می‌شوند: 

⇐ کلسیم کربنات 

کلسیم کربنات بخشی از سنگ آهک است که در برابر تغییرات ph آب را بافر می‌کند. 

⇐ جنگل‌های کاج یا صنوبر 

سوزن‌های تجزیه‌کننده درختان کاج و صنوبر خاصیت اسیدی به خاک می‌دهند و نهرهای مجاور را اسیدی می‌کنند. اگر در فصل پاییز برگ‌های سوزنی این درختان داخل آب بیفتند باعث افزایش اسیدیته آب خواهد شد. 

⇐ آب زیرزمینی 

میزان ph آب در صورتی که آب در خاک بافر نفوذ پیدا کند، افزایش می‌یابد. 

⇐ بارش نزولات جوی 

آب باران گازهایی مانند دی اکسید کربن دارد. به همین دلیل آب بادارن آبی اسیدی ضعیفی است. 

⇐ تنفس گیاهان و فتوسنتز 

در طول فتوسنتز، گیاهان آبزی از آب دی اکسید کربن را حذف می‌کنند که این باعث افزایش پی اچ آب خواهد شد. با توجه به این که با نور خورشید، گیاهان فتوسنتز می‌شوند در اواسط ظهر ph آب به بالاترین مقدار و قبل از طلوع خورشید به کمترین مقدار می‌رسد. 

⇐ میزان مرگ‌ومیر موجودات زنده در آب 

دی اکسید کربن با تجزیه موجودات زنده آزاد می‌شود و با آب ترکیب و اسید کربنیک را تشکیل می‌دهد. این اسید اگر چه ضعیف است، ولی با افزایش مقادیر آن میزان ph  کاهش پیدا می‌کند. 

افزایش و کاهش ph با عوامل انسانی 

افزایش و کاهش ph با عوامل انسانی شامل گزینه‌های زیر می‌شوند: 

◈ باران اسیدی 

از عوامل اصلی باران اسیدی اسید نیتریک (تولید شده توسط موتورهای خودرو) و اسید سولفوریک (تولید شده توسط صنایع زغال‌سوز) هستند.

◈ افزایش غلظت دی اکسید کربن 

دی اکسید کربن، اسید کربنیک ضعیف را تشکیل می‌دهد و در آب بسیار محلول است. آب اقیانوس‌ها با بالا رفتن غلظت دی اکسید کربن، اسیدی‌تر می‌شوند. 

◈ آلودگی صنعتی 

آلودگی‌های صنعتی که به داخل آب ریخته می‌شوند روی میزان ph  تاثیر‌گذار هستند. 

◈ صنایع معدنی 

سنگ‌های معادن اگر در معرض آب باران قرار بگیرند، اسیدی می‌شوند. اسیدها را زهکشی معدن وارد یک آبراه می‌کند و اگر آب، بافر ضعیفی داشته باشد میزان ph سمی خواهد شد. 

آب کم قلیایی یا همان آب آشامیدنی قلیایی و نزدیک به خنثی برای مصرف بهتر از آب اسیدی است‌ و می‌تواند حالت اسیدی بدن را از بین ببرد. مصرف آب آشامیدنی کم قلیایی پس زدن اسید معده را کم می‌کند و باعث کاهش شدت بیماری رفلاکس معده می‌شود‌. آب آشامیدنی کم قلیایی تاثیر مثبتی روی دیابت، کلسترول بالا، فشار خون بالا و غلظت خون دارد. 

انواع فیلتر تصفیه آب صنعتی می‌توانند به طور مستقیم تحت تأثیر PH آب قرار بگیرند، زیرا تنظیم نامناسب PH ممکن است باعث کاهش کارایی این فیلترها و نیاز به تعویض مکرر آنها شود.

Ph آب آشامیدنی چیست ؟

Ph یا پتانسیل یون هیدروژن در آب است که در سال 1909 توسط سون سورنس برای اولین بار معرفی شد. میزان بار الکتریکی و ذراتی که در یک ماده وجود دارند را میزان ph اندازه‌گیری می‌کند. Potential of Hydrogen Ion  یا میزان پتانسیل یون هیدروژن در آب بین صفر تا ۱۴ است که هر کدام از این اعداد میزان اسیدی بودن یا قلیایی بودن ماده را نشان می‌دهند. 

قلیایی بودن و اسیدی بودن آب به ترتیب نشان دهنده این است که مقدار ph بین هفت تا ۱۴ و بین صفر تا ۷ قرار دارد. آب بر روی سلامت بدن تاثیرات مثبت و منفی زیادی دارد. به همین دلیل برای مقدار آب آشامیدنی استانداردهای زیر وجود دارد: 

• به صورت استاندارد آب سالم برای بدن میزان ph آن بین شش تا ۸ است.
• خاصیت اسیدی آب با ph کمتر از ۷ شناخته می‌شود.
• خاصیت قلیایی بودن آب با ph بالاتر از ۷ نشان داده می‌شود.
• Ph برابر 7 نیز نشان دهنده حات خنثی است. یعنی آب نه اسیدی است، نه قلیایی. 

تنظیم ph آب در محل مصرف 

روش‌های زیر برای تنظیم میزان ph آب در محل مصرف وجود دارد. 

֎ تقطیر برای بالا آوردن پ هاش آب 

برای افزایش phآب یکی از روش‌های موثر تقطیر است. در این روش میزان پی اچ آب به هفت یا حدود هفت می‌رسد. برای آب آشامیدنی این میزان هیچ خطری ایجاد نمی‌کند. قطره ph که قلیایی‌کننده است را می‌توانید، اضافه کنید تا عدد ph را افزایش دهید.

֎ فیلترهای نوترالایزر (خنثی‌کننده اسید) 

برای تصحیح ph آب آشامیدنی ، استفاده از فیلترهای خنثی‌کننده یک روش موثر است. این فیلترها منیزیم، سنگ آهک و کلسیت دارند و به آب می‌توانند منیزیم و کلسیم را به مقدار مناسبی اضافه کنند و میزان ph را افزایش دهند. این نوع فیلترها باعث کاهش خطر نشت سرب یا مس از سیستم لوله کشی منزل به داخل آب می‌شوند.

֎ محلول‌های خنثی‌کننده 

در مواردی که برای حجم زیادی از آب تنظیم ph نیاز باشد به آب یک محلول خنثی‌کننده اسید مانند سودا اش (کربنات سدیم و خاکستر سودا) می‌توان اضافه کرد و عدد ph  را در صورت نیاز به ۸ رساند. در این جا توجه کنید که میزان محلول افزودنی باید تحت نظارت متخصص انجام شود تا آسیبی به سلامتی وارد نشود. 

سخن پایانی 

اندازه‌گیری ph آب با دستگاه، اندازه‌گیری ph آب با کاغذ تورنسل، اندازه‌گیری ph  آب با خاک و گیاهان طبیعی از روش‌های اندازه گیری ph آب هستند. افزایش و کاهش ph با عوامل انسانی شامل باران اسیدی، افزایش غلظت دی اکسید کربن و آلودگی صنعتی می‌شوند. کلسیم کربنات، درختان کاج و صنوبر، آب زیرزمینی، بارش نزولات جوی، نقش گیاهان و فتوسنتز و میزان مرگ‌ومیر موجودات زنده در آب از روش‌های افزایش و کاهش ph با عوامل طبیعی هستند‌‌.