คุณสมบัติของน้ำ

คุณสมบัติของน้ำ 

น้้าจะมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับสารต่างๆ ที่ละลายปะปนอยู่ในน้้าการที่มีสารต่าง ๆ ละลาย ปะปนอยู่ในน้้า คุณสมบัติของน้้ามีรายละเอียดดังนี้  

1 คุณสมบัติทางกายภาพของน้ำ
คุณสมบัติทางกายภาพของน้้า คือ ลักษณะทางภายนอกที่แตกต่างกัน เช่น ความใส ความขุ่น กลิ่น สีเป็นต้น

1 อุณหภูมิ(temperature) อุณหภูมิของน้้ามีผลในด้านการเร่งปฏิกิริยาทางเคมีซึ่งจะส่งผล ต่อการลดปริมาณออกซิเจนที่ละลายน้้า
2 สี(color) สีของน้้าเกิดจากการสะท้อนแสงของสารแขวนลอยในน้้า เช่น น้้าตามธรรมชาติ จะมีสีเหลืองซึ่งเกิดจากกรดอินทรีย์น้้าในแหล่งน้้าที่มีใบไม้ทับถมจะมีสีน้้าตาล หรือถ้ามีตะไคร่น้้าก็จะมีสีเขียว
3 กลิ่นและรส กลิ่นและรสของน้้าจะมีคุณสมบัติแตกต่างกันขึ้นอยู่กับปริมาณสารอินทรีย์ที่ อยู่ในน้้า เช่น ซากพืช ซากสัตว์ที่เน่าเปื่อยหรือสารในกลุ่มของฟีนอล เกลือโซเดียมคลอไรด์ซึ่งจะท้าให้น้้ามีรส กร่อยหรือเค็ม
4 ความขุ่น (turbidity) ความขุ่นเกิดจากสารแขวนลอยในน้้า เช่น ดิน ซากพืช ซากสัตว์
5 การนำไฟฟ้า (electical conductivity) การน้าไฟฟ้าบอกถึงความสามารถของน้้าที่ กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่าน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของอิออนโดยรวมในน้้า และอุณหภูมิขณะท้าการวัด ค่าการน้าไฟฟ้า
6 ของแข็งทั้งหมด (total solid: TS) ปริมาณของแข็งในน้้า สามารถค้านวณจากการระเหย น้้าออก ได้แก่ ของแข็งละลายน้้าทั้งหมด(Total Dissolved Solids: TDS) จะมีขนาดเล็กผ่านขนาดกรอง มาตรฐาน ค้านวณได้จากการระเหยน้้าที่กรองผ่านกระดาษกรองออกไป ของแข็งแขวนลอย (Suspended Solids: SS) หมายถึง ของแข็งที่อยู่บนกระดาษกรองมาตรฐานหลังจากการกรอง แล้วน้ามาอบเพื่อระเหยน้้า ออก ของแข็งระเหยง่าย (Volatile Solids: VS) หมายถึง ส่วนของแข็งที่เป็นสารอินทรีย์แต่ละลายน้้า สามารถ ค้านวณได้โดยการน้ากระดาษกรองวิเคราะห์เอาของแข็งที่แขวนลอยออก แล้วน้าของแข็งส่วนที่ละลายทั้งหมด 10 มาระเหยอุณหภูมิประมาณ 550 องศาเซลเซียส น้าน้้าหนักน้้าที่ชั่งหลังการกรองลบด้วยน้้าหนักหลังจากการ เผา น้้าหนักที่ได้คือ ของแข็งส่วนที่ระเหยไป

2 สมบัติทางด้านเคมีของน้ำ

สมบัติทางด้านเคมีของน้้า คือ ลักษณะทางเคมีของน้้า เช่น ความเป็นกรด - เบส ความกระด้าง ปริมาณออกซิเจนที่ละลายน้้า เป็นต้น

1 ค่า pH pH แสดงความเป็นกรดหรือเบสของน้้า ( น้้าดื่มควรมีค่า pH ระหว่าง 6.8-7.3)
โดยทั่วไปน้้าที่ปล่อยจากโรงงานอุตสาหกรรมมักจะมีค่า pH ที่ต่้า (PH < 7) ซึ่งหมายถึงมีความเป็นกรดสูงมี ฤทธิ์กัดกร่อน การวัดค่า pH ทำได้ง่าย โดยการใช้กระดาษลิตมัสในการวัดค่าความเป็นกรด – เบส ซึ่งให้สีตาม ความเข้มข้นของ [H+] หรือการวัดโดยใช้ pH meter เมื่อต้องการให้มีความละเอียดมากขึ้น สภาพเบส (alkalinity) คือสภาพที่น้้ามีสภาพความเป็นเบสสูงจะประกอบด้วยไอออนของ OH-, CO3- , H2CO3ของธาตุ แคลเซียม โซเดียม แมกนีเซียม โพแทสเซียม หรือแอมโมเนีย ซึ่งสภาพเบสนี้จะช่วยท้าหน้าที่คล้ายบัฟเฟอร์ ต้านการเปลี่ยนแปลงค่า pH ในน้้าทิ้ง สภาพกรด ( acidity) โดยทั่วไปน้้าทิ้งจากแหล่งชุมชนจะมีบัฟเฟอร์ใน สภาพเบสจึงไม่ท้าให้น้้ามีค่า pH ที่ต่้าเกินไป แต่น้้าทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรมมักจะมีค่า pH ต่้ากว่า 4.5 ซึ่ง มาจาก CO2 ที่ละลายน้้า

2 ความกระด้าง (hardness) ความกระด้างเป็นการไม่เกิดฟองกับสบู่และเมื่อต้มน้้ากระด้าง นี้จะเกิดตะกอน น้้ากระด้างชั่วคราว เกิดจากสารไบคาร์บอเนต (CO32-) รวมตัวกับ ไออออนของโลหะเช่น Ca2+, Mg2+ ซึ่งสามารถแก้ได้โดยการต้ม นอกจากนี้แล้วยังมีความกระด้างถาวรซึ่งเกิดจากอิออนของโลหะ และสารที่ไม่ใช่พวกคาร์บอเนต เช่น SO42-- ,NO3- , CI- รวมตัวกับ Ca2+, Fe2+,Mg2+เป็นต้น ความ กระด้างจึงเป็นข้อเสียในด้านการสิ้นเปลืองทรัพยากร คือต้องใช้ปริมาณสบู่หรือผงซักฟอกในการซักผ้าใน ปริมาณมาก ซึ่งก็จะเกิดตะกอนมากเช่นกัน

3 ปริมาณออกซิเจนที่ละลายน้้า (dissolved oxygen, DO) แบคทีเรียที่เป็นสารอินทรีย์ใน น้้าต้องการออกซิเจน (aerobic bacteria) ในการย่อยสลายสารอนินทรีย์ความต้องการออกซิเจนของ แบคทีเรียนี้จะท้าให้จะท้าให้ปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้้าลดลง ดังนั้นในน้้าที่สะอาดจะมีค่า DO สูง และน้้า เสียจะมีค่า DO ต่้า มาตรฐานของน้้าที่มีคุณภาพดีโดยทั่วไปจะมีค่า DO ประมาณ 5-8 ppm หรือปริมาณ O2 ละลายอยู่ปริมาณ 5-8 มิลลิกรัม / ลิตร หรือ 5-8 ppm น้้าเสียจะมีค่า DO ต่้ากว่า 3 ppm ค่า DO มี ความส้าคัญในการบ่งบอกว่าแหล่งน้้านั้นมีปริมาณออกซิเจนเพียงพอต่อความต้องการของสิ่งมีชีวิตหรือไม

4 บีโอดี (biological oxygen demand) ปริมาณออกซิเจนที่จุลินทรีย์ต้องการใช้ในการ ย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้้า น้้าที่มีคุณภาพดีควรมีค่าบีโอดีไม่เกิน 6 มิลลิกรัมต่อลิตร ถ้าค่าบีโอดีสูงมากแสดง ว่าน้้านั้นเน่ามาก แหล่งน้้าที่มีค่าบีโอดีสูงกว่า 100 มิลลิกรัมต่อลิตรจะจัดเป็นน้้าเน่าหรือน้้าเสีย พระราชบัญญัติน้้าทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรม ก้าหนดไว้ว่า น้้าทิ้งก่อนปล่อยลงสู่แหล่งน้้าธรรมชาติต้องมีค่าบี 11 โอดีไม่เกิน 20 มิลลิกรัมต่อลิตร การหาค่า บีโอดีหาได้โดยใช้แบคทีเรียย่อยสลายอินทรียสารซึ่งจะเป็นไปช้า ๆ ดังนั้นจึงต้องใช้เวลานานหลายสิบวัน ตามหลักสากลใช้เวลา 5 วัน ที่อุณหภูมิ20 องศาเซลเซียสโดยน้า ตัวอย่างน้้าที่ต้องการหาบีโอดีมา 2 ขวด ขวดหนึ่งน้ามาวิเคราะห์เพื่อหาค่าออกซิเจนทันทีสมมุติว่ามีออกซิเจน อยู่ 6.5 มิลลิกรัมต่อลิตร ส่วนน้้าอีกขวดหนึ่งปิดจุกให้แน่น เพื่อไม่ให้อากาศเข้า น้าไปเก็บไว้ในที่มืดที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียสนาน 5 วัน แล้วน้ามาวิเคราะห์หาปริมาณออกซิเจน สมมุติได้0.47 มิลลิกรัม ต่อลิตร ดังนั้น จะได้ค่าซึ่งเป็นปริมาณออกซิเจน ที่ถูกใช้ไป หรือ ค่าบีโอดี= 6.5-0.47 = 5.03 มิลลิกรัมต่อลิตร

5 COD (Chemical Oxygen Demand) ปริมาณ O2ที่ใช้ในการออกซิไดซ์ในการสลาย สารอินทรีย์ด้วยสารเคมีโดยใช้สารละลาย เช่น โพแทสเซียมไดโครเมต (K2Cr2O7) ในปริมาณมากเกินพอ ในสารละลายกรดซัลฟิวริกซึ่งสารอินทรีย์ในน้้าทั้งหมดทั้งที่จุลินทรีย์ย่อยสลายได้และย่อยสลายไม่ได้ก็จะถูก ออกซิไดซ์ภายใต้ภาวะที่เป็นกรดและการให้ความร้อน โดยทั่วไปค่า COD จะมีค่ามากกว่า BOD เสมอ ดังนั้น ค่า COD จึงเป็นตัวแปรที่ส้าคัญตัวหนึ่งที่แสดงถึงความสกปรกของน้้าเสีย

6 ไนโตรเจน ไนโตรเจน เป็นธาตุส้าคัญส้าหรับพืช ซึ่งจะอยู่ในรูปของ แอมโมเนีย-ไนโตรเจน ไนไตรท ไนเตรต ยิ่งถ้าในน้้ามีปริมาณไนโตรเจนสูง จะท้าให้พืชน้้าเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว

7 ฟอสฟอรัส ฟอสฟอรัสในน้้าจะอยู่ในรูปของสารประกอบพวก ออร์โธฟอสเฟต (Orthophosphate) เช่นสาร PO43-, HPO42- , H2 PO4- และ H3PO4 นอกจากนี้ยังมีสารพวกโพลี ฟอสเฟต

8 ซัลเฟอร์ ซัลเฟอร์มีอยู่ในธรรมชาติและเป็นองค์ประกอบภายในของสิ่งมีชีวิต สาร ประกอบซัลเฟอร์ในน้้าจะอยู่ในรูปของ organic sulfur เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟต์สารซัลเฟต เป็นต้นซึ่งสารพวก นี้จะท้าให้เกิดกลิ่นเหม็นเน่า เช่น ที่เรียกว่าก๊าซไข่เน่า และนอกจากนี้ยังมีฤทธิ์กัดกร่อนในสิ่งแวดล้อมได้

3 โลหะหนัก
โลหะหนักมีทั้งที่เป็นพิษและไม่เป็นพิษ แต่ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับปริมาณที่ได้รับ ถ้ามากเกินไปจะเป็นพิษ ได้แก่ โครเมียม ทองแดง เหล็ก แมงกานีสและสังกะสีบางชนิดไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต ได้แก่ แคดเมียม ตะกั่ว ปรอทและนิกเกิล