اندازه گیری کلر در آب برای اطمینان از ضدعفونی ایمن و مؤثر، به ویژه در آب آشامیدنی، استخرهای شنا و تصفیه فاضلاب ضروری است. کلر برای از بین بردن باکتری‌ها و ویروس‌های مضر استفاده می‌شود، اما غلظت آن باید به دقت کنترل شود تا اثربخشی آن بدون ایجاد خطرات سلامتی حفظ شود.
روش‌های رایج برای اندازه گیری کلر شامل کیت‌های تست رنگ سنجی، کلرسنج‌های دیجیتال و تکنیک‌های تیتراسیون است که کلر آزاد (موجود برای ضدعفونی) یا کلر کل (شامل اشکال ترکیبی مانند کلرامین ها) را تشخیص می‌دهند. اندازه گیری دقیق به حفظ استانداردهای کیفیت آب و رعایت مقررات کمک می‌کند. در این بررسی از وبسایت «رسوب آب» در مورد اندازه گیری کلر در آب صحبت می‌کنیم.
کلر در آب چیست؟
کلر در آب به وجود ترکیبات مبتنی بر کلر اشاره دارد که در درجه اول به عنوان ضدعفونی کننده برای از بین بردن میکروارگانیسم‌های مضر مانند باکتری ها، ویروس‌ها و تک یاخته‌ها استفاده می‌شود. این ماده معمولاً به آب آشامیدنی، استخرهای شنا و فاضلاب اضافه می‌شود تا سلامت عمومی تضمین شود و از شیوع بیماری‌های منتقله از طریق آب جلوگیری شود.
کلر می‌تواند به اشکال مختلفی در آب وجود داشته باشد، از جمله کلر آزاد (که فعال است و برای ضدعفونی در دسترس است) و کلر ترکیبی (که هنگام واکنش کلر با مواد آلی یا آمونیاک تشکیل می‌شود). اگرچه کلر مؤثر است، اما سطح آن باید با دقت کنترل شود، زیرا مقادیر بیش از حد آن می‌تواند منجر به طعم و بوی نامطبوع و مشکلات بالقوه سلامتی شود.
اهمیت اندازه گیری کلر در آب
اندازه گیری کلر در آب برای حفظ شرایط آب سالم و ایمن، به ویژه در سیستم‌هایی که آب مصرف می‌شود، برای بهداشت استفاده می‌شود یا با عموم مردم در تماس است، بسیار مهم است. کلر یک ضدعفونی کننده قوی است که در برابر عوامل بیماری زای مضر محافظت می‌کند، اما اثربخشی آن به حفظ غلظت مناسب بستگی دارد. اگر سطح کلر خیلی پایین باشد، ممکن است نتواند باکتری‌ها و ویروس‌ها را از بین ببرد و خطر بیماری‌های ناشی از آب را افزایش دهد. از سوی دیگر، سطح کلر بیش از حد بالا می‌تواند منجر به سوزش پوست و چشم، مشکلات تنفسی و طعم یا بوی نامطبوع در آب آشامیدنی شود.
اندازه گیری منظم و دقیق کلر همچنین از رعایت مقررات و کارایی عملیاتی در تاسیسات تصفیه آب پشتیبانی می‌کند. مقاماتی مانند سازمان بهداشت جهانی (WHO) و آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) دستورالعمل‌هایی را برای سطح قابل قبول کلر در آب تعیین کرده اند. با نظارت بر کلر، اپراتورها می‌توانند سیستم‌های دوز را در زمان واقعی تنظیم کنند، کیفیت آب ثابت را تضمین کنند و از مشکلات پرهزینه‌ای مانند خوردگی در خطوط لوله یا تشکیل محصولات جانبی مضر ضدعفونی جلوگیری کنند. به طور خلاصه، اندازه گیری کلر جنبه کلیدی مدیریت کیفیت آب است که هم از سلامت عمومی و هم از زیرساخت‌ها محافظت می‌کند.
روش‌های اندازه گیری کلر در آب
در ادامه به روش‌های اندازه گیری کلر در آب اشاره می‌کنیم:
۱. کیت‌های تست رنگ سنجی
کیت‌های تست رنگ سنجی یکی از رایج‌ترین و کاربرپسندترین روش‌ها برای اندازه گیری کلر در آب هستند. این کیت‌ها معمولاً از نوارهای تست یا قرص‌های معرف استفاده می‌کنند که هنگام واکنش با کلر تغییر رنگ می‌دهند. کاربران رنگ حاصل را با نموداری که غلظت کلر را نشان می‌دهد، معمولاً بر حسب قسمت در میلیون (ppm) مقایسه می‌کنند. این کیت‌ها می‌توانند بسته به نوع معرف مورد استفاده، هم کلر آزاد و هم کلر کل را تشخیص دهند. آنها ارزان هستند و برای آزمایش میدانی در خانه ها، استخرهای شنا و سیستم‌های آب در مقیاس کوچک ایده آل می‌باشند.
با وجود راحتی، کیت‌های رنگ سنجی محدودیت‌هایی در دقت و ذهنیت در مقایسه رنگ دارند، به خصوص در نور کم یا برای کاربرانی که در تشخیص رنگ‌ها مشکل دارند. آنها همچنین معمولاً فقط یک محدوده کلی به جای داده‌های عددی دقیق ارائه می‌دهند. برای کاربردهای حیاتی – مانند تصفیه آب صنعتی یا منابع آب عمومی – ممکن است روش‌های پیشرفته تری ترجیح داده شوند. با این حال، برای بررسی‌های معمول و آزمایش‌های اولیه، روش‌های رنگ سنجی به دلیل سادگی و مقرون به صرفه بودن، همچنان به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند.
۲. روش DPD (ان-دی اتیل-p-فنیلن دی آمین)
روش DPD یک استاندارد پذیرفته شده برای اندازه گیری سطح کلر در آب، به ویژه در تصفیه آب شهری و صنعتی است. این روش شامل اضافه کردن معرف DPD به نمونه آب است که در آن با کلر واکنش داده و رنگ صورتی یا قرمز ایجاد می‌کند. شدت رنگ با مقدار کلر موجود مرتبط است و می‌توان آن را به صورت بصری با یک مقایسه گر یا به صورت الکترونیکی با استفاده از یک فتومتر اندازه گیری کرد. روش DPD می‌تواند بین کلر آزاد و کلر کل تمایز قائل شود، زمانی که از معرف‌ها یا مراحل مختلف استفاده می‌شود.
این روش دقت و قابلیت اطمینان بالاتری نسبت به کیت‌های تست رنگ پایه ارائه می‌دهد و اغلب در آزمایش‌های انطباق با مقررات استفاده می‌شود. با این حال، برای خوانش دقیق، نیاز به جابجایی دقیق‌تر معرف‌ها و کالیبراسیون مناسب فتومتر دارد. آزمایش DPD توسط سازمان‌هایی مانند EPA و WHO یک روش قابل اعتماد در نظر گرفته می‌شود و در آزمایشگاه‌های حرفه‌ای آزمایش آب و مراکز مسئول ایمنی آب عمومی رایج است.
۳. روش تیتراسیون
تیتراسیون یک روش آزمایشگاهی است که برای اندازه گیری بسیار دقیق کلر، به ویژه در تصفیه خانه‌های آب و مراکز تحقیقاتی، استفاده می‌شود. در این روش، یک محلول تیترانت (معمولاً سولفات آمونیوم فروس) به نمونه آب حاوی یک معرف شناخته شده اضافه می‌شود تا زمانی که تغییر رنگ، نقطه پایانی را نشان دهد. سپس مقدار تیترانت مورد استفاده برای تعیین غلظت کلر محاسبه می‌شود. تیتراسیون یدومتری یک روش رایج برای اندازه گیری کل کلر، به ویژه در نمونه‌هایی با محتوای کلر بالا است.
این روش بسیار دقیق و مناسب برای آزمایش‌های حرفه‌ای در زمانی که نتایج دقیق مورد نیاز است، در نظر گرفته می‌شود. با این حال، تیتراسیون زمان برتر است و به پرسنل آموزش دیده و یک محیط کنترل شده برای به حداقل رساندن خطای انسانی نیاز دارد. بهتر است در آزمایشگاه‌ها یا محیط‌های صنعتی به جای استفاده روزمره در میدان استفاده شود. با وجود پیچیدگی، تیتراسیون به دلیل سطح بالای دقت، همچنان یک استاندارد طلایی در تجزیه و تحلیل شیمیایی است.
۴. حسگرهای الکتروشیمیایی (کاوشگرهای آمپرومتریک/دماسنجی)
سنسورهای الکتروشیمیایی کلر موجود در آب را از طریق تغییرات جریان الکتریکی ایجاد شده در طول واکنش شیمیایی بین کلر و یک الکترود حسگر اندازه گیری می‌کنند. حسگرهای آمپرومتریک معمولاً برای نظارت مداوم بر کلر در تأسیسات تصفیه آب استفاده می‌شوند و داده‌های بلادرنگ در مورد سطح کلر ارائه می‌دهند. این کاوشگرها می‌توانند کلر آزاد، کلر کل یا کلر ترکیبی را بسته به نوع و تنظیمات حسگر اندازه گیری کنند.
این حسگرها دقت بالایی دارند و برای ادغام با سیستم‌های کنترل کیفیت آب خودکار ایده آل هستند. آنها در تصفیه خانه‌های شهری، فرآوری صنعتی و حتی استخرهای شنا در مقیاس بزرگ استفاده می‌شوند. با این حال، آنها نیاز به کالیبراسیون منظم، نگهداری و نصب مناسب برای جلوگیری از رسوب یا رانش در طول زمان دارند. در حالی که هزینه اولیه بالاتر از روش‌های ساده‌تر است، مزیت اندازه گیری مداوم و خودکار، آنها را برای سیستم‌های آب بزرگ یا حساس بسیار ارزشمند می‌کند.
۵. رنگ سنج‌ها و فتومترهای دیجیتال
رنگ سنج‌ها و فتومترهای دیجیتال با تعیین کمیت شدت نور عبوری از یک نمونه آب که با یک معرف تصفیه شده است، رویکردی مدرن برای اندازه گیری کلر ارائه می‌دهند. رایج‌ترین معرف مورد استفاده DPD است و این دستگاه تغییر رنگ حاصل را با دقت اندازه گیری می‌کند و ذهنیت کاربر را از بین می‌برد. این دستگاه‌ها قابل حمل هستند و خوانش‌های دیجیتالی سریعی ارائه می‌دهند که آنها را در هر دو محیط میدانی و آزمایشگاهی مفید می‌کند.
این ابزارها گران‌تر از کیت‌های تست دستی هستند اما دقت و ثبات بیشتری ارائه می‌دهند. آنها را می‌توان برای انواع پارامترهای کیفیت آب فراتر از کلر استفاده کرد و آنها را به ابزارهایی همه کاره برای متخصصان آب تبدیل می‌کند. کالیبراسیون و نگهداری باتری ضروری است، اما به طور کلی، رنگ سنج‌های دیجیتال انتخابی کارآمد برای آزمایش با دقت متوسط تا بالا در طیف وسیعی از صنایع هستند.