خصائص الانواع الختلفة من الماء

الصيغة الكيميائية للماء هى h2o ولكن للماء عديد من الخصائص واتى ليس من السهل وصفها وشرحها بصورة مبسطة فمثلا فى درجات الحرارة المنخفضة الماء يتصرف كانة فى صورة جزيئية h6o3 أو h8o4 مرتبطة ببعضها بجسور هيدروجينية وفى حالات التجمد فان الروابط الهيكيلية للماء تكون اكثر اهمية من الاهتزاز الحرارى الذى يشجع على فقد الترابط والالتحام بين الجزيئات وتزداد كثافة الماء بارتفاع درجة الحرارة نتيجة للتركيب الجزيئى للماء وخصائصة الكهربية والتى لها ثابت كهربى عالى وتوصيلية كهربية منخفضة فان الماء لة قدرة على اذابة العديد من المواد ومن ثم فان كيمياء الماء الطبيعى تكون معقدة جدا .

كل المياة الطبيعية تحتوى على كميات متفاوتة من المواد الاخرى بتركيزات تتراوح بين كميات ضئيلة جدا على مستوى النانوجرام لكل لتر كالمواد العضوية النزرة فى مياة الامطار الى ان تصل الى حوالى 35,000 مجم /لتر لمياة البحر المياة المستعملة (مياة الصرف) تحتوى على معظم المواد الذائبة الموجودة فى مصادر امدادت الماء بالاضافة الى الشوائب والملوثات التى تنتج من الانشطة المختلفة وهكذا فان ايض الانسان ينتج 6 جرامات من الكلوريد فى اليوم ومن ثم فلو استهلك الانسان 150 لتر فى اليوم من الماء فى اغراضة المختلفة فان مياة الصرف الصحى البلدية الناتجة عنة سوف تحتوى على الاقل 40مجم/لتر من الكلوريد مياة الصرف النموذجية تحتوى على حوالى 1000مجم/لتر من المواد الصلبة فى صورة ذائبة ومعلقة ومن ثم فان هذة المياة تكون 99،9 % مياة خالصة .

لفهم طبيعة اى عينة للماء بصورة حقيقة فانة من الضرورى قياس خصائص عديدة فى العينة وذلك بتحليل العينة مع الانتباة للخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية لتلك العينة .

الخصائص الفيزيائية :  

الخصائص الفيزيائية للماء فى كثير من الحالات سهلة القياس والتقدير نسبيا ويمكن ملاحظتها والاحساس بها من قبل الشخص العادى .

الحرارة :

الماء سائل عند درجة الحرارة الموجودة فى معظم مناطق الكرة الارضية وتعد درجة الحرارة التى يوجد عندها الماء فى الصورة السائلة إحدى الصفات الفريدة والمميزة للماء فعند درجة الضغط الجوى العادى يكون الماء سائلا بين درجتى التجمد (صفر مئوى) ودرجة الغليان 100 م فيما لا توجد المواد الاخرى ذات التركيب المشابة للماء بصورة سائلة عند هذا النطاق الحرارى الواسع .

تعتمد درجة حرارة المياة على عوامل أهمها : درجة تركيز الاشعاع الشمسى ومصدر المياة المغذية (ذوبان ثلوج ،مياة جوفية ،تبريد محطات القوى الكهربائية ) وغيرها من العوامل وتلعب درجة حرارة المياة دورا مهما فى حياة الكائنات الحية التى تعيش فى المياة إذ يتأثر نشاطها بدرجة حرارة المياة كما تختلف نوعية الكائنات الحية المائية حسب درجة حرارة المياة التى تعيش فيها .

والحرارة من العوامل الهامة التى تؤثر على الخصائص الاخرى للماء على سبيل المثال التأثير على :

1-معدل تسارع التفاعلات الكيميائية داخل الماء

2-الزيادة أو الانخفاض فى ذوبانية الغازات كالأكسجين وثانى اكسيد الكربون

3-قدرة المياة على اذابة بعض المواد الكيميائية

4-تولد وتعاظم الرائحة والمذاق للماء

كما تعد درجة الحرارة من المحددات الفيزيائية الهامة لجودة الماء فالحرارة قد يكون لها تأثير سلبى على الكائنات المائية خاصة التأثير على انتشار وتوزع الاسماك داخل البيئات المائية وتتراوح درجة الحرارة المثلى لماة الشرب مابين 9 الى 15 درجة مئوية وينصح بعدم توزيع مياة تتخطى درجة حرارتها 25 مئوية عادة تكون درجة حرارة المياة الجوفية من 10 الى 20 مئوية ولكن المياة الجوفية العميقة تكون جدا حارة اذا تبلغ فى بعض الاحيان 60 درجة مئوية بينما نجد درجة حرارة الجدول المائى بين صفر الى 25 مئوية حسب فصول السنة .

الكثافة :

تتأثر كثافة الماء بدرجة حرارتة وبالضغط ولكن نظرا إلى وجود الأملاح فى مياة البحار والمحيطات فإن كثافتها تتأتر بثلاثة عوامل هى : درجة الحرارة والضغط والملوحة فتزداد مع انخفاض درجات الحرارة وازدياد الضغط أو الملوحة وغالبا ما يشار للكثافة النوعية للماء عند درجة حرارة 4 مئوية وضغط طبيعى (1 ضغط جوى ) ويفضل استخدام كلا من هذة الحرارة والضغط لأن كثافة الماء تكون أكبر ما تكون فى هذة الحالة وهى تساوى 1000 كجم/م3 فى نظام الوحدات الدولى .

وتقاس الكثافة بالجرام فى كل سنتيمتر مكعب (الكتلة على الحجم ) وتراوح قياستها فى المحيطات المفتوحة بين 1,024و1,023 جرام فى السنتيمتر المكعب وكثافة مياة البحار والمحيطات أكثر تأثرا بدرجات الحرارة منها بالملوحة أو الضغط .

يمتاز الماء لة درجة كثافة قصوى فمعظم المواد تزداد كثافتها كلما انخفضت حرارتها أما الماء فتزداد كثافتة بانخفاض حرارتة إلى 3،8 مئوية ثم تبدأ كثافتة بالانخفاض مرة أخرى كلما انخفضت حرارتة وذلك بسبب بداية تكون البلورات الثلجية عند الدرجة المذكورة .

وقد انعكس ذلك إيجابا على المياة المحيطية من عدة وجوة إذ إن هناك تطابق بين مياة البحار والمحيطات فالأقل كثافة ترتفع إلى السطح والأكثر كثافة تنخفض فى الاعماق وبطبيعة الحال فإن مياة الأعماق هى أبرد من المياة السطحية ولكن عند تجمد الماء فإنة يرتفع إلى السطح حيث يكون طبقة جليدية عازلة تبقى المياة تحتها بما فيها من أحياء بحرية نباتية وحيوانية والملاحظ أن كثيرا من الاحياء البحرية تتحمل درجات حرارة منخفضة ولكنها تموت عند تجمد الماء وتتباين كثافة المياة البحرية أفقيا كذلك متأثرة بالتغير فى درجات الحرارة مع دوائر العرض وبنسب الملوحة التى ترتبط بها ارتباطا إيجابيا فضلا عن تأثرها بكمية التدفق النهرى من المياة العذبة والقرب والبعد من السواحل .

الطعم والرائحة  :

الرائحة مثل الطعم هى قياس تأثير المواد المحفزة لاغشية الشم لدى الإنسان والماء النقى عديم الرائحة من دلائل تغير طبيعة المياة فالماء الملوث كمياة الصرف لها رائحة مميزة منفرة فى غالب الاحيان .

أسباب الرائحة تعزى إلى المواد العضوية الغريبة عن المياة الطبيعية أو المواد غير العضوية مثل كبريتيد الهيدروجين أو مياة المجارى أو المخلفات الصناعية أو الكائنات الحية مثل الطحالب والبروتوزوا والفطريات وبعض البكتيريا وجميعها تسبب رائحة غير مقبولة فى مياة الشرب .

اما طعم المياة فهو الاحساس الناتج عن تفاعل اللعاب والمواد المذابة فى الماء اذا توجد علاقة وثيقة بين حاستى الذوق والشم ومن الصعوبة التفريق بينهما إذ أن المادة التى تسبب رائحة معينة فى الماء غالبا ما تؤدى إلى طعم معين لكن العكس غير صحيح فثمة مواد معدنية تسبب طعما دون رائحة .

ويمكن القول بصفة عامة ان حاسة الطعم تفيد فى الكشف عن الملوثات الغير عضوية فى المياة (بعض الأملاح ) بينما حاسة الشم تفيد فى الكشف عن الملوثات العضوية .

اللون :

بعض العلماء يقولون انة حتى الماء النقى ليس عديم اللون تماما حيث انة لدية خلفية لونية خضراء مزرقة خفيفة جدا أو لون اخضر مزرق باهت جدا جدا جدا ويتضح ذلك فى الكميات والحجوم الكبيرة من الماء ومن الضرورى جدا التفريق بين اللون الحقيقى نتيجة لوجودبعض المواد الذائبة فى المحلول واللون الظاهرى نتيجة لوجود المواد العالقة معظم مستهلكى الماء لا يفضلون وجود لون للماء منهم منتجو الورق المستخدم لللأغراض الفنية ذو الجودة العالية جدا .

يجب إزالة اللون من المياة ولو لم يكن لة تأثير ضار فى الصحة ذلك انة يؤدى الى عدم استساغة الماء للشرب كما أن اللون الناتج عن وجود الحديد أو المنجنيز فى الماء يسبب تأثيرا سلبيا فى نوعية الانتاج فى مجال الصناعة فوجود نسبة من الحديد بالماء مثلا قد يؤثر فى الصناعات النسيجية وبخاصة الصناعة القطنية اذ يترك بقعا صفراء تضر بنوعية الإنتاج وجودتة .

اما بالنسبة للمياة الملوثة مثل مياة الصرف الصحى فانها عادة تكون ملونة لكونها غير صافية والمواد العالقة التى تسبب لون للمياة الملوثة يمكن إزالتها بالترشيح أو بالترسيب .

العكارة :

وجود بعض المواد الصلبة الغروية تعطى للسائل مظهر عكارى غير صاف والذى من الناحية الجمالية غير مرغوب فية وغير مستساغ وربما فى بعض الاحيان يكون ضارا والعكارة فى الماء قد تكون نتيجة جزيئات التربة المواد العالقة مثل ذرات الرمل والاتربة التى تلتصق على سطحها المواد العضوية جزيئات الطمى التى تحتوى على مركبات السيليكا واخرى مثل أكاسيد الحديد والالومبيوم والكربونات وايضا نتيجة وجود كميات كبيرة من الكائنات الحية الدقيقة مثل الطحالب وبكتيريا الحديد فى الماء بالاضافة الى تلوث الماء بسبب صرف مياة الصرف الصحى والصرف الصناعى .

المواد الصلبة :

المواد الصلبة فى الماء ممكن ان تكون عالقة أو ذائبة فى المحلول ويمكن تقسيمها الى مواد عضوية أو مواد غير عضوية الاملاح الكلية الذائبة tds تكون لوجود الأملاح الذائبة اما المواد الصلبة العالقة ss تكون نتيجة جسيمات منفصلة والتى يمكن تقديرها وقياسها عن طريق ترشيح عينة خلال ورقة ترشيح .