تحقیق بررسی جامع آب از نظر شیمیایی
دسته بندي :
کالاهای دیجیتال »
رشته جغرافیا (آموزش_و_پژوهش)
بخشی از متـنِ ایـن تـحقیـق :
كيفيت آبهاي زير زميني
آب خالص (H2o) به طور معمول در طبيعت يافت نمي شود. حتي آب باران نيز برخلاف آنچه در گذشته تصور مي شد خالص نيست. آب طبيعي اعم از منابع سطحي يا زيرزميني به دست آمده باشد، شامل مواد جامد حل شده، گازها و مواد معلق است. كيفيت و كميت اجزاء تشكيل دهندة آب به پارامترهاي ژئولوژيكي و محيطي بستگي داشته و دائماً در اثر واكنش آب در تماس با رساناها و فعاليتهاي انساني، تغيير مي كند. آبي هم كه به عنوان آب طبيعي شناخته مي شود نيز ممكن است همواره آلوده بوده و از اين رو اصطلاح « آب طبيعي» نيز مي تواند گمراه كننده باشد. آب طبيعي اصطلاحاً به آبي گفته مي شود كه هنوز مورد استفاده قرار نگرفته و اصولاً براي نمونه گيري و آزمايش به منظور پژوهش از آن استفاده مي شود.
براي تعيين كيفيت آب قابل قبول براي مصارف كشاورزي و صنعتي يا انساني، آب در معرض برخي آزمايشها قرار مي گيرد. معمولاً اين آزمايشها شيميايي، فيزيكي، بيولوژيكي و راديولوژيكي مي باشد. نتايج اين آزمايشها براي هر نوع استفادة خالص، با استاندارد قابل قبول آن استفاده مقايسه مي شود. اين استانداردها با يكديگر فرق دارند. براي مثال كيفيت آب قابل قبول براي كشاورزي ممكن است براي آشاميدن قابل قبول نباشد. در صنعت نيز ممكن است استاندارد كيفيت آب قابل قبول با يك كاربرد خاص براي كاربردهاي ديگر متفاوت باشد.
درجه حرارت آب، يكي از مهمترين عوامل مؤثر در كيفيت آب زيرزميني است. درجه حرارت آب در مصارف مختلف صنعتي، انساني، گياهي و جانوري از اهميت خاصي برخوردار است. درجه حرارت آب زيرزميني در يك محل معمولاً در سراسر سال يكنواخت است. به همين دليل آب زيرزميني به عنوان آب مورد نياز صنعت و انسان در بسياري از موارد بر آب سطحي برتري دارد.
با مطالعه عوامل مؤثر در كيفيت آبهاي زيرزميني مي توان كيفيت آيندة آن را در مقايسه با كيفيت فعلي پيش بيني كرد. با تعيين كيفيت آبهاي زيرزميني مي توان نوع مصرف آن را تعيين نمود. دبي آبهاي زيرزميني را در يك محل مي توان با اندازه گيري كل مواد جامد حل شده ( T D S ) در آن محل محاسبه نمود. با اندازه گيري غلظت يوني آبهاي زيرزميني و دبي نهرهاي سطحي نيز مي توان دبي آبهاي زيرزميني را به دست آورد.
مطالعه تركيبات شيميايي آب و تغييرات آنها مي توان در منبع يا منابع تغذيه مصنوعي و تعيين مسير آبهاي زيرزميني مؤثر واقع شود. همچنين با مطالعه تركيبات آب مي توان به وجود لايه هاي مرزي آبدار و شكل و ترتيب سيستمهاي جريان در اين لايه ها پي برد. تغيير كيفيت آبهاي زيرزميني مي تواند از تغيير كيفيت بارش نفوذي، اندركنش آبهاي زيرزميني با محيط، طول مسير جريان، مدت زمان، ماند آب، و نوع گونه هاي گياهان در يك محل متأثر گردد. با جذب گازهاي مختلف توسط آب نيز كيفيت آبهاي زيرزميني تغيير مي كند.
9-1- سرچشمه شوري
در آبهاي زيرزميني نمكهايي به صورت محلول وجود دارد. نوع و غلظت اين نمكها به محيط، حركت، و سرچشمة ( Source ) آبهاي زيرزميني بستگي دارد. نمكهاي محلول در آبهاي زيرزميني در درجة اول از حل مواد قابل حل نتيجه مي شوند. در ناحيه هايي كه حجم زيادي از آب سطحي به آب زيرزميني مي پيوندد، كيفيت آبهاي نفوذ كننده تأثير زيادي بر كيفيت آب زيرزميني خواهد داشت. گازهايي كه منشاء مواد مذاب معدني ( Magmatic ) دارند، به طور موضعي به ميزان مواد معدني و محلول در آب زيرزميني مي افزايند. آبهاي ذاتي (Canate waters ) از آبهاي باقيمانده ( Residual waters ) محبوس در سنگهاي رسوبي، حاصل شده و معمولاً داراي مواد معدني زيادي هستند. آب باران نيز نمكهايي را كه از جو گرفته است با خود به داخل زمين مي برد.
آب زيرزميني ضمن عبور از خاك، مواد محلولي را كه از تجزية خاك حاصل شده با خود مي برد و به اين طريق به مقدار نمك خود مي افزايد. آب اضافي آبياري كه از طريق نفوذ، به سفرة آب زيرزميني مي رسد مقدار معتنابهي نمك به آب زيرزميني مي افزايد. مقدار نمك آبي كه از منطقة نفوذ ريشة گياهان در زمينهاي كشاورزي عبور كند ( آب زهكشي )، چندين برابر مقدار نمك آب آبياري است. افزايش غلظت نمك در آب زهكشي به علت تعرق و تبخير گياهان ( Evapotranspiration ) در محل مي باشد. جذب انتخابي كودها و نمكها بوسيلة گياهان ( Seiective absorption ) نيز موجب تغيير غلظت نمك در آب نفوذ كرده مي شوند. عواملي كه باعث اضافه شدن غلظت نمك در آب نفوذ كرده به زمين مي شوند عبارتند از:
- نفوذ پذيري خاك،
- وضع زهكشي
- مقدار تبخير و تعرق گياهان
- آب و هوا.
- در خاكها و آبهاي زيرزميني نواحي خشك كه عمل شستشوي املاح بوسيلة آب باران، به اندازة كافي صورت نمي گيرد، شوري خاك و آب زيرزميني زياد است و قدرت توليد محصول در اين قبيل زمينها كاهش مي يابد.
به علت نامحلول بودن نسبي عناصر تشكيل دهندة سنگهاي آذرين، آب زيرزميني كه از اين گونه سنگها عبور مي كند تنها مقدار كمي از مواد معدني را در خود حل مي كند. آب باراني كه به زمين نفوذ مي كند به علت داشتن گاز كربنيك جو، توانايي حلاليت بيشتري دارد. در آبهاي زيرزميني كه با سنگهاي آذرين در تماسند، مواد معدني از نوع سيليكات نسبتاً بيشتر از بقية مواد ديده مي شوند.
انحلال سنگهاي رسوبي بيشتر از سنگهاي آذرين است، اين خاصيت، به همراه فراواني سنگهاي رسوبي در پوستة زمين، موجب شده است كه قسمت اعظم مواد محلول آبهاي زيرزميني ديده مي شوند. آنيونهاي موجود در آبهاي زيرزميني عبارتند از: بيكربناتها، كربناتها و سولفاتها. در شرايط طبيعي، كلرورها و نيتراتها فقط به مقدار كم در آب زيرزميني وجود دارند. منابع كلرورها، فاضلابها و آبهاي ذاتي و آب نافذ دريا مي باشد. غلظت زياد نيتراتها دال بر وجود منابع آلوده كننده در زمين است. در مناطقي كه سنگ آهك وجود دارد، معمولاً يونهاي كلسيم و كربنات در اثر حل شدن سنگ آهك به آب زيرزميني اضافه مي شوند.
9-2- تأثير عوامل آب و هوا، موقعيت جغرافيايي و باران در كيفيت آب هاي زيرزميني
موقعيت جغرافيايي محل و وضع آب و هوا تأثير زيادي بر كيفيت آب دارد. غالباً آبهاي مناطق كوهستاني، خيلي شيرين تر يا كم نمك تر از آبهاي مناطق دشتي و كويري است. به طور كلي مي توان گفت آبهاي مناطق خشك دنيا، از آبهاي مناطق معتدل مرطوب، نمك بيشتري دارند. نامناسب بودن شرايط آب و هوايي، مانند كم بودن ميزان بارندگي، بالابودن درجه حرارت و شدت تبخير، باعث بالا رفتن غلظت املاح مي شود.
بر اثر تبخير زياد آب، نمكهاي موجود در آن به حد اشباع رسيده و سرانجام رسوب مي كنند. اين رسوب در مناطق معتدل و كوهستاني، بيشتر از نوع توفهاي آهكي و در مناطق بياباني ابتدا به صورت گچ و بعد به صورت قشري از نمك است. هر قدر ميزان رطوبت و بارندگي بيشتر باشد، به همان نسبت نيز از مقدار تبخير كاسته شده و از بد شدن كيفيت آب كاسته مي شود.
در مواردي كه رطوبتي در سطح سنگ يا خاك وجود داشته باشد، گرما باعث مي شود كه محيط مناسبي براي فعاليت ميكروارگانيسمها، يا موجودات زنده كوچك ذره بيني، به وجود آيد. در نتيجه فعاليت اين موجودات، گازكربنيك آزاد مي شود. اين گاز مهمترين عامل مؤثر در تخريب شيميايي سنگها و كانيهاي سيليسي و آهكي است.
كيفيت آب زيرزميني تحت تأثير جنبه هاي مختلفي از چرخة آب در طبيعت متأثر مي گردد. بارش جوي ( باران و برف ) شامل آبي است كه خالصي خود را در حين عبور از ميان جو قبل از رسيدن به سطح زمين از دست مي دهد. ناخالصي ها و تركيبات شيميايي موجود در جو، ناشي از عوامل زير است:
- خاكسترها و گازهاي آتشفشاني
- گرد و خاك و مواد جامد هوازده
- نمكهاي جابجا شده در اثر تابش آفتاب و تشعشعات كيهاني
- گازهاي خروجي از كارخانجات صنعتي
- امواج راديواكتيو ناشي از انفجارات هسته اي
تا قبل از آغاز آزمايشهاي مربوط به سلاحهاي هسته اي در سال 1952، مقدار تريتيم (Tritum ) آب باران از 1 تا 10 واحد تريتيم ( Tu ) بيشتر نبود. پس از سال 1954، مقدار تريتيم در بسياري از نواحي از Tu 20 افزايش يافت ( 1970، Walton ).
وقتي باران به سطح زمين مي رسد قبلاً قسمتي از ناخالصيها و تركيبات شيميايي موجود در آن حل شده و بقيه با آبهاي سطحي مخلوط مي شوند. سپس آب باران با مواد معدني و خاك و سنگ واكنش شيميايي انجام مي دهد. مقدار و نوع مواد معدني حل شده در آب باران به تركيبات شيميايي و ساختمان فيزيكي خاك و سنگ و عواملي از قبيل غلظت يوني هيدروژن ( PH ) و پتانسيل احيا ( EH )ي آب بستگي دارد غلظت يون هيدروژن ( PH ) به غلظت مؤثر يونها در آب نسبت داده مي شود. اين كميت به صورت لگاريتم در پايه 10 غلظت + H( با علامت منفي) و برحسب مول بر ليتر (mol/lit ) بيان مي شود ( 1978 Bouwer, ). آب مقطر در دماي c25 داراي غلظت + Hبرابر با mol /1 10است. بنابراين PH آن برابر PH= -log 10-7= 7 مي باشد. اين محلول با 7= PH خنثي ناميده مي شود ( مقدار يونهاي H+ وOH- برابرند).
هنگامي كه 7 PH<است، محلول، اسيدي است. اين چنين آبهايي روي دوام پمپها، فيلتر چاهها ( Well screen ) و لوله داخل چاه ( Casing ) اثر مي گذارند. آب قليايي داراي 7 PH > مي باشد. بيشتر آبهاي طبيعي داراي PH بين 6 و 5/8 مي باشند ( 1970, Hem ). وقتي PH از 5/8 تجاوز كند، آب معمولاً آزاد است. PH كم نشان مي دهد كه آب يا داراي مقداري جزئي از اسيدهاي معدني است كه از منابع سولفيدي بدست آمده اند و يا داراي اسيدهاي آلي است.
پتانسيل احياء ( EH ) مقياسي است كه قدرت يك محيط طبيعي را براي افزايش يا كاهش ظرفيت مثبت يا از دست دادن الكترونها نشان مي دهد ( 1972، Domenico ). به عبارت ساده تر پتانسيل احياء مقياسي است كه انرژي مورد نياز براي از جا كندن و بلند كردن الكترونها را از يونها در يك محيط شيميايي داده شده مشخص مي كند.
غلظت شيميايي آب باران از فصلي به فصل ديگر و از محلي به محل ديگر تغيير مي كند. غالباً مقدار زيادي از آمونيم و نيترات موجود در آب، از خاك تأمين شده اند. در نواحي ساحلي و غلظت كلرايد ( CI ) و پتاسيم ( K ) به طور نسبي به حدود mg/1 8 و mg/1 4/0 مي رسد. غلظت سديم از حدود 1/0 تا 3/0 ميلي گرم بر ليتر در نواحي غير ساحلي و تا حدود mg/1 4 در نواحي ساحلي تغيير مي كند. غلظت كلسيم در خاكهاي قليايي ( AlKali ) و هنگامي كه طوفانهاي خاكي ( Dust storms ) روي مي دهند افزايش مي يابد.
دي اكسيد كربن ( CO2 ) كسب شده از جو، توليد اسيدكربنيك مي كند كه با PH كمتر از 7 به آب باران وارد مي شود. در نواحي صنعتي كه هوا آلوده است، ممكن است مقدار PH باران از 5/4 نيز كمتر شود.
9-3- تأثير عامل زمين در كيفيت آبهاي زيرزميني
آب باران كه به سطح زمين مي رسد آبهاي سطحي و زيرزميني را تشكيل مي دهد. اين آب در ابتدا داراي نمك بسيار ناچيزي است، اما پس از تماس با رسوبات زمين شناسي و سنگهاي مختلف، املاح آن زياد مي شود. املاحي كه در آغاز جريان در آب وجود دارند با كاني هاي رسوبات يا سنگهايي كه آب از آنها عبور مي كند واكنش پيدا مي كند و املاح موجود در سنگ حل مي شود.
طول مسير يا جابجايي يك نمك تا محلي كه به غلظت اشباع مي رسد و دوباره در قالب سنگ يا خاك از محلول جدا مي گردد به قابليت به قابليت حل شدن آن بستگي دارد. قابليت جابجايي هر يك از نمكها، بسيار متفاوت است. قابليت جابجايي و حل شدن يونهاي كلر موجود در سنگها از همه بيشتر و صد در صد است. قدرت جابجايي يونهاي ديگر كمتر است. به عنوان مثال قدرت جابجايي و قابليت حل شدن يون كلسيم ( Ca++ ) را مي توان 3 درصد و سديم ( Na+ ) را 5/2 درصد ذكر كرد.
وقتي آب باران به زمين مي رسد، پوشش خاك و ساير مواد ناشي شده از تجزيه گياهان و حيوانات را به همين دليل در منطقة رشد گياه، تركيبات شيميايي آب با تبادل يوني بين اجزاء تشكيل دهندة آب و خاك يا به علت جذب مواد مغذي به وسيله گياهان تغيير مي كند. معمولاً آبي كه در خاك نفوذ مي كند حاوي نيتراتها، فسفاتها و پتاسيم است ( كه از كودهاي شيميايي موجود درخاك حاصب مي شوند ). هنگامي كه گياهان و ساير ارگانيسم هاي زنده، دي اكسيد كربن و ساير ارگانيسم هاي زنده، دي اكسيد كربن ( Co 2 ) و اسيدهاي ارگانيك توليد مي كنند، PH آب نفوذي كاهش مي يابد. و به اين ترتيب غلظت نمك در آب زيرزميني كه از آب آبياري نتيجه مي شود بسيار بيشتر از آبهاي سطحي مي گردد.
در مناطق لم يرزع و خشك معمولاً ميزان تبخير بيش از ميزان نفوذ است. اگر زمين زهكشي نشود اين امر باعث جمع شدن توده اي از نمك در نزديكي سطح زمين مي شود. به اين ترتيب خاصيت اسيدي آب باران و آب سطحي ( مانند آب مورد استفاده در آبياري ) كمي بعد از نفوذ آب به داخل خاك افزايش مي يابد. با توجه به ميزان قابليت حل و ويژگي هاي كانيهاي خاك و سنگ، مقدار مواد جامد قابل حل (T D S ، Total dissolved solids ) در آب نفوذي تغيير مي يابد. علاوه براين، خاطر نشان مي سازد كه ميزان قابليت حل با درجه حرارت و فشار نيز تغيير مي كند.
تغييرات فصلي آب از نظر كم و زياد شدن باعث ايجاد نوسانات فصلي كيفيت شيميايي آب مي شود. بنابراين شيمي خاك مورد آبهاي طبيعي دوره اي بود و تحت تأثير چرخة هيدرولوژيكي قرار دارد. مهمترين نمكهاي محلول كه توسط چرخة شيميايي خاك توليد مي شوند به دو گروه تقسيم مي گردند ( 1955، Cheboter ). يونهايي كه مقدار آنها زياد است عبارتند از: Hco-3 ، Co 2-3 ، Cl- ، So2-4 ، Na+ ، K+، Co2+ ، Mg2+ ، H+ ، و يونهايي كه به ندرت و اتفاقي با آنها روبرو مي شويم عبارتند از: NH4+، Al3+، Fe2+، Fe3+، No-2، So2-3، Oh-، Sio2-3، جدول شماره (9-1 ) آنيونها و كاتيونهاي موجود در آبهاي زيرزميني را مشخص مي كند. كاتيونها داراي بار مثبت و آنيونها داراي بار منفي هستند ...
بــانک جامع تــحــقــیــقـات رشتــه جغرافــــیـــا
تـوضـیـحــاتِ فـایــل :
- این فایل با فرمت word ( قابل ویرایش ) در اختیار شما قرار خواهد گرفت.
- تعداد صفحات : 130
- قابل ارائه و مناسب بعنوان تحقیق کلاسی
کـلمـات کـلـیـدی : ,آب , تحقیق در مورد آب , دانلود تحقیق آب , دانلود رایگان تحقیق آب , پروژه آب , مقاله آب , مقاله در مورد آب , پروژه در مورد آب , پایان نامه آب , تحقیق آماده در مورد آب , رایگان , word , ورد, پاورپوینت , pdf, جغرافیا , تحقیق آماده جغرافیا در مورد آب , تحقیق دانش آموزی آب , تحقیق کلاسی آماده آب , تحقیق درباره آب , تحقیق در رابطه با آب , تحقیق راجب آب , پروژه درباره آب , مقاله در مورد آب , مقاله درباره آب