اکسیژن و آب: مکانیسم واکنش، اثرات زیست محیطی و اثرات بهداشتی
اکسیژن عنصر فراوان بر روی زمین است. اکسیژن به عنوان O2 و O3 (ازن) وجود دارد، و در تعدادی از ترکیبات از جمله مولکول های آب وجود دارد. مقدار اکسیژن آب دریا ۸۵٫۷٪ است.
با چه روشی و در چه فرمی اکسیژن با آب واکنش می دهد؟
اکسیژن گاز با آب واکنش نشان نمی دهد بلکه محلول در آب است و به عنوان یک اکسید کننده عمل می کند:
اکسیژن ممکن است مواد آلی را اکسید کندکه یک فرایند بیولوژیکی است. هر یک از ترکیبات یک مکانیسم واکنش را می توان با استفاده از یک توازن الکترونی توصیف کرد. ازن چیست و ارتباط آن با دستگاه تصفیه آب
در شرایط نرمال اسید در آب با HCO3- واکنش می دهد و CO2 را تشکیل می دهد.
اتم اکسیژن بسیار واکنش پذیر است و اکسیدها را عملا با تمام عناصر دیگر، به استثنای هلیوم، نئون، آرگون و کریپتون تشکیل می دهد. همچنین مقدار زیادی از ترکیبات وجود دارد که با آب واکنش نشان می دهند.گاز ازن
حلالیت اکسیژن به شدت وابسته به دما است و در دماهای بالاتر کاهش می یابد. حلالیت اکسیژن با مقدار ماده جامد محلول منفی است. در نتیجه، حلالیت اکسید در آب شیرین به میزان ۱-۳ میلی گرم بر لیتر در آب دریا بیش از مقدار درجه حرارت آن است.چرا آب تصفیه سالم تر است؟
اکسیژن به طور طبیعی هنگامی که آب در تماس با هوا قرار می گیرد، حل می شود. اکسیژن نیز برای اهداف صنعتی عنصر از سالانه حدود ۱۰۰ میلیون تن از هوا استخراج می شود. از کل مقدار ۵۵ درصد در تولید فولاد اعمال می شود، ۲۵ درصد در صنایع شیمیایی اعمال می شود و بقیه در بیمارستان ها برای برش فلز استفاده می شود. در صنایع شیمیایی واکنش اکسیژن و اتیلن اعمال می شود و اکسید اتیلن به عنوان یک ضد یخ و پلی استر به کار می رود.گندزدایی آب پساب فاضلاب
اکسیژن بسیار واکنش پذیر است و بنابراین می تواند برای از بین بردن مواد خطرناک استفاده شود. همچنین ممکن است به عنوان سفید کننده نیز استفاده شود. اکسیژن در ترکیبات ازن برای ضدعفونی کردن آب آشامیدنی استفاده می شود. آبهای آلوده هنگامی که از لحاظ صنعتی استفاده می شوند، اکسیژن ندارند.
اکسیژن مواد دیگر را اکسید می کند. این اتفاق برای مثال در هنگام آتش سوزی رخ می دهد، اما همچنین در داخل موجودات، در طی تخریب باکتری ها و در هنگام تبدیل فلز نیز رخ می دهد.
همه گیاهان و حیوانات نیاز به اکسیژن برای تنفس دارند. اکسیژن بسیار ضروری است، زیرا بخشی از DNA و تقریبا تمام ترکیبات دیگر آن است که از نظر زیست شناختی قابل توجه هستند. در ریه ها اکسیژن به اتم های آهن متصل است؛( عناصر مرکزی هموگلوبین)
در مجموع ۲۰۰ سی سی اکسیژن می تواند با استفاده از این مکانیسم در خون حل شود، مقداری که به وضوح بیش از مقدار محلول در آب است. اکسیژن همراه با ذخایر انرژی باعث فعالیت عضلانی و تولید گرما می شود. این فرآیند دی اکسید کربن را آزاد می کند که توسط گیاهان منتشر می شود و پس از آن توسط گیاهان دوباره گرفته می شود. گیاهان در طی فتوسنتز اکسیژن بیشتری تولید می کنند. گیاهان حاوی ۴٫۱-۴٫۴ درصد اکسیژن هستند.ترکیبات آلی مضر محلول در آب
اکسیژن حل شده تعیین کننده مهمی برای پایداری آب و زنده ماندن موجودات زنده است. ارگانیسم های میکروبی می توانند مواد ارگانیک را در آب با اکسیژن تجزیه کنند. آلاینده ها ممکن است منجر به تأثیر منفی بر موجودات آبی شوند، زیرا آنها باعث کاهش اکسیژن می شوند.
آلودگی حرارتی باعث مشکل مشابهی نیز می شود، زیرا محلول اکسیژن در آب گرمتر پایین تر است. این ممکن است نتیجه تخلیه آب سطحی باشد.
تأثیرات دما بر غلظت اکسیژن در آب و تاثیرات محیطی، تغییرات فصلی دما در دریاچه ها است. در فصل زمستان آب همان دما و اکسیژن را در همه جا دارد. در تابستان آب در لایه های سطح گرمتر از آب عمیقتر، باعث کاهش محلول در اکسیژن می شود. جلبک ها و گیاهان در لایه های سطح به طور برعکس کار می کنند. آنها مقدار زیادی اکسیژن را در دماهای بالا تولید می کنند این گیاهان به سرعت خسته می شوند و توسط میکرو ارگانیسم ها با اکسیژن تجزیه می شوند که اکنون در لایه های سطحی منبع آب فراوان می شوند.
اتمهای اکسیژن را می توان در تعدادی ترکیبات آلی و معدنی سمی نیز یافت. برای مثال ترکیبات سمی عبارتند از: هیپر اکسید و پراکسید. بعضی از مواد در شرایط کم اکسیژن در آب سمی هستند، زیرا تنفس ارگانیسم ها افزایش می یابد و در نتیجه مواد سریع تر جذب می شوند. برای موجودات بی هوازی ، غلظت اکسیژن بالا سمی است.
اوزون، زمانی که در تروپوسفر وجود دارد، یک آلاینده زیست محیطی است. در استراتوسفر، به عنوان یک لایه محافظی که تابش UV را نشان می دهد، عمل می کند. بدون این لایه ازن، زندگی روی زمین غیر ممکن خواهد بود. تعدادی از گونه های گیاهی حساس به غلظت بالای ازن در هوا هستند.
اکسیژن سه ایزوتوپ پایدار و پنج ایزوتوپ بی ثبات دارد.
یکی از دلایلی که ممکن است بخواهید اکسیژن را از آب بیرون بیاورید این است که ممکن است لوله های آب را سست کند. فرایندهای فیزیکی و شیمیایی مختلف ممکن است این مشکل را حل کند، مثلا رزین های تبادل یونی. اصل اصلی این روش واکنش بین هیدروژن و اکسیژن است. این واکنش ممکن است توسط ترکیبات مختلف کاتالیز شود، و آن را خود به خود متوقف کند. رزین های یونی که بر روی پالادیم قرار می گیرند ممکن است مقدار هیدروژن موجود در آب را کاهش دهند.
یک روش ساده تر که نمی تواند در هر مورد استفاده شود، حذف اکسیژن گرمایی است. حلالیت گاز در آب در دمای تبخیر برابر صفر است. اصل عدم انعطاف پذیری حرارتی بر این واقعیت استوار است.
از سوی دیگر، غنی سازی آب توسط اکسیژن ممکن است به حذف آلاینده کمک کند. این امر می تواند توسط هوادهی مصنوعی انجام شود، به عنوان مثال، با هدایت آب بیش از آبشارها، با شستن آب از طریق آپراتورهای سطحی، با وارد کردن هوا از طریق فیلترهای فشار، با اضافه کردن هوا به وسیله افزایش جریان آب یا بوسیله هوادهی.
اکسیژن دارای اثر پاکیزگی است زیرا برای گیاهان میکروارگانیسم ضروری است.
ازن می تواند برای تصفیه آب، به عنوان مثال استخر شنا یا ضدعفونی آب آشامیدنی استفاده شود. این یک ضد عفونی کننده قوی تر از گاز کلر است، اما حفاظت از باکتری ها تنها برای مدت کوتاهی ادامه دارد. ازن فرم اکسید ناپایدار است و به همین دلیل به سرعت به O2 تبدیل می شود که مطلوب است، زیرا ازن بشدت موجب آسیب به ریه می شود.
هدف از تصفیه آب حذف آلاینده ها و مواد مضر مانند رسوبات، مواد شیمیایی، مواد آلی و معدنی از جمله نیترات ها، فلزات سنگین و نمک های مضر است. این آلاینده ها از طریق کودهای کشاورزی، فاضلاب خانگی و صنعتی وارد آب های زیرزمینی شده و در آب آشامیدنی حل می شوند. آلودگی آب هر ساله باعث بیماری های بسیاری در انسان می شود. حذف نیترات یکی از مهمترین اهداف تصفیه آب است. این ماده خطرناک در کودهای کشاورزی، مواد منفجره و فرآورده های گوشتی مانند سوسیس و کالباس یافت می شود. مصرف آب نیترات برای کودکان، زنان باردار و شیرده و سالمندان بسیار خطرناک است و حتی ممکن است باعث مرگ نوزادان شود.
با ما سلامتی و نشاط روزافزون را به خود و عزیزانتان هدیه دهید.
فروش دستگاه های تصفیه آب خانگی ، اداری و صنعتی
کارشناسان فنی واحد خدمات پس از فروش ما همواره آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات مصرف کنندگان خواهند بود.
تماس ۰۹۱۹۹۸۲۱۲۱۲ -۷۷۱۸۷۱۷۷
