ماء نقي
الماء النقي هو الماء الذي خضع للترشيح أو المعالجة الميكانيكية لإزالة الشوائب وجعله صالحًا للاستخدام. كان الماء المقطر الشكل الأكثر شيوعًا للماء النقي، ولكن تُنقى المياه بشكل متزايد بعمليات أخرى، منها إزالة الأيونات السعوية ، والتناضح العكسي ، والترشيح الكربوني، والترشيح الدقيق، والترشيح الفائق ، والأكسدة بالأشعة فوق البنفسجية ، وإزالة الأيونات الكهربائية . وقد شاع استخدام مزيج من هذه العمليات لإنتاج ماء فائق النقاء بدرجة عالية جدًا، بحيث تُقاس آثار الملوثات فيه بأجزاء في المليار (ppb) أو أجزاء في التريليون (ppt).
تُستخدم المياه النقية في العديد من المجالات، لا سيما في إنتاج الأدوية، وفي المختبرات العلمية والهندسية، وفي الصناعات المختلفة، وتُنتج بدرجات نقاء متفاوتة. كما تُستخدم في صناعة المشروبات التجارية كمكون أساسي في تركيبات المشروبات التجارية، وذلك للحفاظ على جودة المنتج. ويمكن إنتاجها في الموقع للاستخدام الفوري، أو شراؤها معبأة في عبوات. وفي اللغة الدارجة، يُطلق مصطلح "المياه النقية" أيضاً على المياه التي خضعت للمعالجة ("أصبحت صالحة للشرب") لتحييد الملوثات الضارة بالإنسان أو الحيوان، ولكن ليس بالضرورة إزالتها تماماً.
معايير نقاء الماء
عادةً ما يتم إنتاج المياه النقية عن طريق تنقية مياه الشرب أو المياه الجوفية . وتشمل الشوائب التي قد يلزم إزالتها ما يلي:
- الأيونات غير العضوية (يتم رصدها عادةً عن طريق التوصيل الكهربائي أو المقاومة أو اختبارات محددة)
- المركبات العضوية (التي يتم رصدها عادةً كمجموع الكربون العضوي أو عن طريق اختبارات محددة)
- البكتيريا (التي تتم مراقبتها عن طريق العدد الإجمالي للخلايا الحية أو التألق الضوئي )
- السموم الداخلية والنيوكليازات (يتم رصدها بواسطة اختبار LAL أو اختبارات إنزيمية محددة)
- الجسيمات (التي يتم التحكم فيها عادةً عن طريق الترشيح)
- الغازات (التي تتم إدارتها عادةً عن طريق إزالة الغازات عند الحاجة)
طرق التنقية
التقطير
يُنتج الماء المقطر بعملية التقطير . [ 1 ] تتضمن عملية التقطير غلي الماء ثم تكثيف البخار في وعاء نظيف، تاركةً الشوائب الصلبة. ينتج عن التقطير ماء نقي للغاية. [ 2 ] تتشكل رواسب معدنية بيضاء أو صفراء في جهاز التقطير، مما يستدعي تنظيفه بانتظام. يجب تخزين الماء المقطر، كغيره من المياه النقية، في وعاء معقم لضمان خلوه من البكتيريا. في العديد من الإجراءات، تتوفر بدائل أكثر اقتصادية، مثل الماء منزوع الأيونات، والتي تُستخدم بدلاً من الماء المقطر.
التقطير المزدوج
يُحضّر الماء المقطر مرتين (ويُختصر بـ "ddH₂O " أو "ماء مقطر مرتين" أو "DDW") عن طريق غلي بخار الماء المكثف غير الملوث ببطء، بعد غليه مرة أخرى ببطء. تاريخيًا، كان هذا الماء هو المعيار الفعلي للمياه عالية النقاء المستخدمة في المختبرات لأغراض الكيمياء الحيوية، وكان يُستخدم في تحليل الآثار الدقيقة في المختبرات حتى انتشرت طرق تنقية المياه المركبة.
إزالة الأيونات
الماء منزوع الأيونات ( الماء منزوع الأيونات )، والذي يُستخدم غالبًا كمرادف للماء منزوع المعادن، هو ماءٌ أُزيلت منه تقريبًا جميع أيوناته المعدنية، مثل الكاتيونات كالصوديوم والكالسيوم والحديد والنحاس ، والأنيونات كالكلوريد والكبريتات . وتُعدّ عملية إزالة الأيونات عمليةً كيميائيةً تستخدم راتنجات تبادل أيوني مُصنّعة خصيصًا ، حيث تستبدل أيونات الهيدروجين والهيدروكسيد بالمعادن الذائبة، ثم تتحد لتكوين الماء. ولأن معظم شوائب الماء غير الجزيئية هي أملاح ذائبة، فإن عملية إزالة الأيونات تُنتج ماءً عالي النقاء يُشبه الماء المقطر عمومًا، مع ميزة إضافية تتمثل في سرعة العملية وعدم تراكم الترسبات.
مع ذلك، لا تُزيل عملية إزالة الأيونات بشكلٍ ملحوظ الجزيئات العضوية غير المشحونة، أو الفيروسات، أو البكتيريا، إلا عن طريق احتجازها عرضيًا في الراتنج. ويمكن لراتنجات الأنيونات القاعدية القوية المصممة خصيصًا إزالة البكتيريا سالبة الغرام . ويمكن إجراء عملية إزالة الأيونات بشكلٍ مستمر وبتكلفة منخفضة باستخدام عملية إزالة الأيونات الكهربائية .
توجد ثلاثة أنواع من إزالة الأيونات: التيار المتزامن، والتيار المعاكس، والطبقة المختلطة.
إزالة الأيونات بالتزامن
يشير مصطلح إزالة الأيونات بالتدفق المتزامن إلى عملية التدفق السفلي الأصلية، حيث يدخل كل من الماء الداخل ومواد التجديد الكيميائية من أعلى عمود التبادل الأيوني ويخرجان من أسفله. وتكون تكاليف التشغيل في هذه العملية أعلى نسبيًا من تكاليف إزالة الأيونات بالتدفق المعاكس نظرًا للاستهلاك الإضافي لمواد التجديد. ولأن تركيز مواد التجديد الكيميائية يكون مخففًا عند وصولها إلى قاع عمود التبادل الأيوني أو إلى الراتنجات النهائية، فإن جودة المنتج تكون أقل من جودة المنتج في عمود التدفق المعاكس ذي الحجم المماثل.
لا تزال هذه العملية مستخدمة، ويمكن تحقيق أقصى استفادة منها من خلال الضبط الدقيق لتدفق المواد المتجددة داخل عمود التبادل الأيوني.
إزالة الأيونات بالتيار المعاكس
تأتي عملية إزالة الأيونات بالتيار المعاكس في شكلين، ويتطلب كل منهما مكونات داخلية مصممة هندسيًا:
- أعمدة التدفق الصاعد حيث يدخل الماء المدخل من الأسفل وتدخل المواد المجددة من أعلى عمود التبادل الأيوني.
- التجديد بالتدفق الصاعد حيث يدخل الماء من الأعلى وتدخل المواد المجددة من الأسفل.
في كلتا الحالتين، يجب ضبط رؤوس التوزيع المنفصلة (مياه الإدخال، ومادة التجديد المدخلة، ومياه الخروج، ومادة التجديد الخارجة) وفقًا لما يلي: جودة مياه الإدخال وتدفقها، ووقت التشغيل بين عمليات التجديد، وتحليل مياه المنتج المطلوب.
تُعدّ عملية إزالة الأيونات بالتيار المعاكس الطريقة الأمثل لتبادل الأيونات، حيث تتدفق المواد الكيميائية (المجددة) في الاتجاه المعاكس لتدفق الخدمة. ويتطلب هذا الأسلوب وقتًا أقل للتجديد مقارنةً بأعمدة التدفق المتزامن. ويمكن أن تصل جودة المنتج النهائي إلى 0.5 جزء في المليون. وتتمثل الميزة الرئيسية لإزالة الأيونات بالتيار المعاكس في انخفاض تكلفة التشغيل، نظرًا لانخفاض استهلاك المواد المجددة خلال عملية التجديد.
إزالة الأيونات باستخدام طبقة مختلطة
تُعدّ عملية إزالة الأيونات باستخدام طبقة مختلطة مزيجًا بنسبة 40/60 من راتنجات الكاتيونات والأنيونات، مُدمجة في عمود تبادل أيوني واحد. مع المعالجة المسبقة المناسبة، تُصبح المياه المُنتجة من خلال تمريرة واحدة عبر عمود التبادل الأيوني ذي الطبقة المختلطة أنقى مياه يُمكن الحصول عليها. تُستخدم أجهزة إزالة المعادن ذات الطبقة المختلطة عادةً في عملية تنقية المياه النهائية لإزالة آخر الأيونات المتبقية قبل الاستخدام. لا تحتوي وحدات إزالة الأيونات الصغيرة ذات الطبقة المختلطة على إمكانية التجديد. أما الوحدات التجارية، فتتميز بأنظمة توزيع داخلية مُعقدة للمياه ومواد التجديد. يتحكم نظام تحكم في المضخات والصمامات الخاصة بمواد تجديد راتنجات الكاتيونات والأنيونات المُستهلكة داخل عمود التبادل الأيوني. يتم تجديد كل منهما على حدة، ثم يُعاد مزجهما أثناء عملية التجديد. نظرًا لجودة المياه المُنتجة العالية، وتكلفة عملية التجديد وصعوبتها، لا تُستخدم أجهزة إزالة المعادن ذات الطبقة المختلطة إلا عند الحاجة إلى مياه بأعلى درجات النقاء.
تليين
تتمثل عملية تليين المياه في منع الترسيب المحتمل للمعادن قليلة الذوبان من المياه الطبيعية نتيجة للتغيرات التي تحدث في الظروف الفيزيائية والكيميائية (مثل ضغط ثاني أكسيد الكربون ، ودرجة الحموضة ، وجهد الأكسدة والاختزال ). وتُستخدم هذه العملية عندما يكون من المحتمل أن تترسب الأيونات قليلة الذوبان الموجودة في الماء على شكل أملاح غير قابلة للذوبان (مثل كربونات الكالسيوم ) .3 ،CaSO4 ...)، أو التفاعل مع عملية كيميائية. يتم "تليين" الماء عن طريق تبادل الكاتيونات ثنائية التكافؤ قليلة الذوبان (وخاصةCa 2+).، Mg 2+و Fe 2+) مع Na + القابل للذوبانالكاتيونات. لذلك، يتمتع الماء المُعالَج بموصلية كهربائية أعلى من الماء منزوع الأيونات. لا يُمكن اعتبار الماء المُعالَج ماءً منزوع المعادن تمامًا، ولكنه لم يعد يحتوي على الكاتيونات المسؤولة عن عسر الماء والتي تُسبب تكوّن الترسبات الكلسية ، وهي رواسب طباشيرية صلبة تتكون أساسًا من كربونات الكالسيوم ( CaCO3 ) ، وتتراكم داخل الغلايات وسخانات المياه والأنابيب .
إزالة المعادن
بالمعنى الدقيق، ينبغي أن يشمل مصطلح إزالة المعادن إزالة جميع "الأنواع المعدنية" الذائبة من الماء. وبالتالي، لا تقتصر الإزالة على الأملاح الذائبة الناتجة عن عملية إزالة الأيونات البسيطة، بل تشمل أيضًا "الأنواع المعدنية" الذائبة المتعادلة مثل هيدروكسيدات الحديد الذائبة ( Fe(OH)₃).3 ) أو السيليكاالمذابة(Si(OH)٤ )مادتان مذابتانشائعتان في الماء. وبهذه الطريقة، يتمتع الماء منزوع المعادن بنفسالموصلية الكهربائيةللماء منزوع الأيونات، ولكنه أنقى لأنه لا يحتوي على مواد غير متأينة،أيمواد مذابة متعادلة. ومع ذلك، يُستخدم مصطلح الماء منزوع المعادن غالبًا كمرادف للماء منزوع الأيونات، وقد يُخلط بينه وبين الماء المُليّن، وذلك اعتمادًا على التعريف الدقيق المُستخدم: إزالة الكاتيونات القابلة للترسب فقط كمعادن غير قابلة للذوبان (ومن هنا جاء مصطلح "إزالة المعادن")، أو إزالة جميع "الأنواع المعدنية" الموجودة في الماء، وبالتالي ليس فقطالذائبةولكن أيضًا الأنواع المذابة المتعادلة. لذلك، فإن مصطلح الماء منزوع المعادن غامض، وغالبًا ما يُفضل استخدام مصطلح الماء منزوع الأيونات أو الماء المُليّن بدلاً منه لمزيد من الوضوح.
عمليات أخرى
تُستخدم عمليات أخرى لتنقية المياه، منها التناضح العكسي ، والترشيح الكربوني ، والترشيح الدقيق، والترشيح الفائق ، والأكسدة بالأشعة فوق البنفسجية، والتحليل الكهربائي . تُستخدم هذه العمليات إما بدلاً من العمليات المذكورة أعلاه أو بالإضافة إليها. تشمل العمليات التي تجعل المياه صالحة للشرب، ولكن ليس بالضرورة أقرب إلى كونها ماءً نقيًا (H₂O / هيدروكسيد + أيونات الهيدرونيوم) ، استخدام هيبوكلوريت الصوديوم المخفف ، والأوزون ، والمؤكسدات المختلطة ( H₂O + NaCl المحفز كهربائيًا )، واليود . انظر المناقشة المتعلقة بمعالجات مياه الشرب تحت عنوان "الآثار الصحية" أدناه.
الاستخدامات
يُعدّ الماء النقي مناسبًا للعديد من التطبيقات، بما في ذلك أجهزة التعقيم بالبخار، والأدوات اليدوية، والاختبارات المعملية، والقطع بالليزر، والاستخدامات في صناعة السيارات. تزيل عملية التنقية الملوثات التي قد تتداخل مع العمليات، أو تترك رواسب عند التبخر. على الرغم من أن الماء يُعتبر عمومًا موصلًا جيدًا للكهرباء - على سبيل المثال، تُعتبر الأنظمة الكهربائية المنزلية خطرة بشكل خاص على الأشخاص إذا كانوا على اتصال بأسطح رطبة - إلا أن الماء النقي موصل رديء. تُقاس موصلية الماء بوحدة سيمنز لكل متر (سيمنز/متر). تبلغ موصلية مياه البحر عادةً 5 سيمنز/متر، [ 5 ] وتتراوح موصلية مياه الشرب عادةً بين 5 و50 ملي سيمنز/متر، بينما يمكن أن تصل موصلية الماء عالي النقاء إلى 5.5 ميكرو سيمنز/متر (0.055 ميكرو سيمنز/سم)، بنسبة تقارب 1,000,000:1,000:1.
يُستخدم الماء النقي في صناعة الأدوية. ويُستخدم هذا النوع من الماء على نطاق واسع كمادة خام ومكون ومذيب في معالجة وتركيب وتصنيع المنتجات الصيدلانية، والمكونات الصيدلانية الفعالة، والمواد الوسيطة، والمستحضرات الدوائية، والكواشف التحليلية. يُعدّ المحتوى الميكروبيولوجي للماء ذا أهمية بالغة، ويجب مراقبته واختباره بانتظام للتأكد من بقائه ضمن الحدود المسموح بها ميكروبيولوجيًا. [ 6 ]
يُستخدم الماء النقي أيضًا في صناعة المشروبات التجارية كمكون أساسي في جميع تركيبات التعبئة والتغليف المسجلة، وذلك للحفاظ على ثبات الطعم والصفاء واللون. وهذا يضمن للمستهلك مشروبًا آمنًا ومُرضيًا. وقبل التعبئة والإغلاق، تُشطف كل زجاجة على حدة بالماء منزوع الأيونات لإزالة أي جزيئات قد تُؤثر على الطعم.
يُستخدم الماء منزوع الأيونات والماء المقطر في بطاريات الرصاص الحمضية لمنع تآكل الخلايا، على الرغم من أن الماء منزوع الأيونات هو الخيار الأفضل لأنه تتم إزالة المزيد من الشوائب منه في عملية التصنيع. [ 7 ]
للاستخدام المختبري
وضعت العديد من المنظمات المهنية معايير فنية لجودة المياه، منها الجمعية الكيميائية الأمريكية (ACS)، والجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM International ) ، واللجنة الوطنية الأمريكية لمعايير المختبرات السريرية (NCCLS) التي تُعرف الآن باسم معهد معايير المختبرات السريرية ( CLSI )، ودستور الأدوية الأمريكي (USP) . وتصنف كل من ASTM وNCCLS وISO 3696 ( المنظمة الدولية للتوحيد القياسي) المياه النقية إلى درجات من 1 إلى 3 أو أنواع من 1 إلى 4، وذلك تبعًا لدرجة نقائها. وتعتمد هذه المنظمات معايير متشابهة، وإن لم تكن متطابقة، للمياه عالية النقاء.
تجدر الإشارة إلى أن دستور الأدوية الأوروبي يستخدم مصطلح "الماء عالي النقاء" (HPW) لوصف الماء الذي يستوفي معايير جودة ماء الحقن، دون أن يخضع للتقطير. أما في المختبرات، فيُستخدم مصطلح "الماء عالي النقاء" للإشارة إلى أنواع مختلفة من المياه التي خضعت لعملية تنقيح "عالية".
بغض النظر عن معيار جودة المياه المعتمد من قبل أي جهة، قد تتطلب حتى المياه من النوع الأول مزيدًا من التنقية تبعًا لتطبيق المختبر المحدد. على سبيل المثال، يجب أن تكون المياه المستخدمة في تجارب البيولوجيا الجزيئية خالية من إنزيمات DNase و RNase ، مما يستلزم معالجة إضافية خاصة أو اختبارات وظيفية. أما المياه المستخدمة في تجارب علم الأحياء الدقيقة، فيجب أن تكون معقمة تمامًا، ويتم ذلك عادةً بالتعقيم بالبخار. وقد تتطلب المياه المستخدمة لتحليل آثار المعادن إزالة هذه الآثار وفقًا لمعيار يتجاوز معيار المياه من النوع الأول.
| ملوث | المعلمة | ISO 3696 (1987) | ASTM (D1193-91) | NCCLS (1988) | دستور الأدوية | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| الصف الأول | الصف الثاني | الصف الثالث | النوع الأول [ أ ] | النوع الثاني [ ب ] | النوع الثالث [ ج ] | النوع الرابع | النوع الأول | النوع الثاني | النوع الثالث | نقطة النهاية (20 درجة مئوية) | خاصية فريدة | ||
| الأيونات | المقاومة النوعية عند 25 درجة مئوية [MΩ·cm] | 10 | 1 | 0.2 | 18.2 | 1.0 | 4.0 | 0.2 | >10 | >1 | >0.1 | >0.23 | >0.77 |
| الموصلية عند 25 درجة مئوية [ميكروسيمنز/ سم ] | 0.1 | 1.0 | 5.0 | 0.055 | 1.0 | 0.25 | 5.0 | <0.1 | <1 | أقل من 10 | <4.3 | <1.3 | |
| الحموضة/القلوية | الرقم الهيدروجيني عند 25 درجة مئوية | - | - | 5.0–7.5 | - | - | - | 5.0–8.0 | - | - | 5.0–8.0 | - | - |
| المواد العضوية | إجمالي الكربون العضوي/جزء في المليار (ميكروغرام/لتر) | - | - | - | 10 | 50 | 200 | - | أقل من 50 | أقل من 200 | أقل من 1000 | أقل من 500 | أقل من 500 |
| إجمالي المواد الصلبة | ملغم/كغم | - | 1 | 2 | - | - | - | - | 0.1 | 1 | 5 | - | - |
| الغرويات | السيليكا [ميكروغرام/مل] | - | - | - | <2 | <3 | أقل من 500 | - | <0.05 | <0.1 | <1 | - | - |
| البكتيريا | وحدة تشكيل مستعمرة/مل | - | - | - | - | - | - | - | أقل من 10 | أقل من 1000 | - | أقل من 100 | أقل من 100 |
نقد
انتقد إريك إل. جيبس، عضو لجنة ASTM D19 (المياه)، معيار ASTM D1193، قائلاً: "يمكن أن يكون الماء من النوع الأول أي شيء تقريبًا - الماء الذي يفي ببعض أو كل الحدود، جزئيًا أو كل الوقت، في نفس النقاط أو نقاط مختلفة في عملية الإنتاج." [ 9 ]
الموصلية الكهربائية
تبلغ موصلية الماء فائق النقاء المُزال منه الغازات تمامًا 1.2 × 10⁻⁴ سيمنز/متر، بينما تنخفض إلى 7.5 × 10⁻⁵ سيمنز/متر عند وصوله إلى حالة التوازن مع الغلاف الجوي ، وذلك بسبب ثاني أكسيد الكربون المذاب فيه. [ 10 ] لا يُنصح بتخزين أجود أنواع الماء فائق النقاء في عبوات زجاجية أو بلاستيكية ، لأن هذه المواد تُطلق الملوثات بتراكيز منخفضة جدًا. تُستخدم أوعية التخزين المصنوعة من السيليكا للتطبيقات الأقل تطلبًا، بينما تُستخدم أوعية القصدير فائق النقاء للتطبيقات التي تتطلب أعلى درجات النقاء. على الرغم من أن الموصلية الكهربائية تُشير فقط إلى وجود الأيونات، إلا أن معظم الملوثات الشائعة الموجودة بشكل طبيعي في الماء تتأين بدرجة ما. يُعد هذا التأين مؤشرًا جيدًا على كفاءة نظام الترشيح، وتتضمن الأنظمة الأكثر تكلفة أجهزة إنذار تعتمد على الموصلية لتنبيه المستخدم عند الحاجة إلى تجديد أو استبدال المرشحات. للمقارنة، [ 11 ] مياه البحر لها موصلية تبلغ حوالي 5 سيمنز/متر (53 ملي سيمنز/سم مذكورة)، في حين أن مياه الصنبور العادية غير المعالجة قد يكون لها موصلية تبلغ 5 × 10−3 سيمنز/متر (50 ميكرو سيمنز/سم) (في حدود رتبة مقدارية)، وهو ما يزال أعلى بحوالي 2 أو 3 رتب مقدارية من الناتج من آلية إزالة المعادن أو التقطير التي تعمل بشكل جيد، لذلك يمكن اكتشاف المستويات المنخفضة من التلوث أو انخفاض الأداء بسهولة.
الاستخدامات الصناعية
تتطلب بعض العمليات الصناعية، ولا سيما في صناعات أشباه الموصلات والأدوية، كميات كبيرة من المياه النقية للغاية. في هذه الحالات، تُعالَج مياه التغذية أولاً لتصبح مياه نقية، ثم تُعالَج مرة أخرى لإنتاج مياه فائقة النقاء .
يُطلق على نوع آخر من المياه فائقة النقاء المستخدمة في الصناعات الدوائية اسم "ماء الحقن" (WFI)، ويتم إنتاجه عادةً عن طريق التقطير المتعدد أو التبخير المضغوط للماء منزوع الأيونات أو الماء المُعالَج بالتناضح العكسي منزوع الأيونات. ويتطلب هذا النوع من المياه معايير أكثر صرامة فيما يتعلق بالبكتيريا، حيث يبلغ الحد الأقصى المسموح به 10 وحدات تشكيل مستعمرة لكل 100 مل، بدلاً من 100 وحدة تشكيل مستعمرة لكل مل وفقًا لمعايير دستور الأدوية الأمريكي (USP).
استخدامات أخرى
يُستخدم الماء المقطر أو منزوع الأيونات عادةً لشحن بطاريات الرصاص الحمضية المستخدمة في السيارات والشاحنات، ولأغراض أخرى. يؤدي وجود الأيونات الغريبة الموجودة عادةً في ماء الصنبور إلى تقصير عمر بطارية الرصاص الحمضية بشكل كبير.
يفضل استخدام الماء المقطر أو منزوع الأيونات على ماء الصنبور في أنظمة تبريد السيارات.
يُمكن استخدام الماء منزوع الأيونات أو المقطر في الأجهزة التي تُبخر الماء، مثل مكاوي البخار وأجهزة ترطيب الهواء، للحد من تراكم الترسبات المعدنية التي تُقصر عمر الجهاز. ويقول بعض مُصنّعي الأجهزة إن الماء منزوع الأيونات لم يعد ضروريًا. [ 12 ] [ 13 ]
يُستخدم الماء المُنقّى في أحواض أسماك المياه العذبة والمالحة . ولأنه خالٍ من الشوائب كالنحاس والكلور، فإنه يُساعد على حماية الأسماك من الأمراض ويمنع تراكم الطحالب على نباتات الأحواض لافتقاره إلى الفوسفات والسيليكات. أما الماء منزوع الأيونات، فينبغي إعادة إضافة المعادن إليه قبل استخدامه في الأحواض لافتقاره إلى العديد من العناصر الغذائية الكبرى والصغرى التي تحتاجها النباتات والأسماك.
استُخدم الماء (مخلوطًا أحيانًا بالميثانول ) لتحسين أداء محركات الطائرات. ففي محركات المكابس، يعمل على تأخير ظهور ظاهرة الطرق . أما في المحركات التوربينية، فيسمح بتدفق كمية أكبر من الوقود ضمن حد معين لدرجة حرارة التوربين، ويزيد من معدل تدفق الكتلة. على سبيل المثال، استُخدم في طرازات بوينغ 707 الأولى. [ 14 ] ومع ذلك، فقد جعلت المواد والهندسة المتقدمة هذه الأنظمة قديمة الطراز في التصاميم الحديثة؛ إلا أن تبريد الهواء الداخل بالرش لا يزال يُستخدم على نطاق محدود في محركات السيارات التوربينية المخصصة للطرق الوعرة (سيارات سباق الطرق).
يُستخدم الماء منزوع الأيونات بكثرة كمكون في العديد من مستحضرات التجميل والأدوية. "أكوا" هو الاسم القياسي للماء في معيار التسمية الدولية لمكونات مستحضرات التجميل ، وهو إلزامي على ملصقات المنتجات في بعض البلدان.
بسبب ثابت العزل النسبي العالي (~80)، يتم استخدام الماء منزوع الأيونات أيضًا (لفترات قصيرة، عندما تكون الخسائر المقاومة مقبولة) كعازل عالي الجهد في العديد من تطبيقات الطاقة النبضية ، مثل آلة Z في مختبرات سانديا الوطنية .
يمكن استخدام الماء المقطر في أنظمة تبريد الحواسيب الشخصية وأنظمة الوسم بالليزر. فخلوّ الماء من الشوائب يضمن بقاء النظام نظيفًا ويمنع تراكم البكتيريا والطحالب. كما أن انخفاض موصليته يقلل من خطر التلف الكهربائي في حال حدوث تسريب. مع ذلك، من المعروف أن الماء منزوع الأيونات قد يتسبب في تشققات في وصلات النحاس الأصفر والنحاس الأحمر.
عند استخدامها كشطف بعد غسل السيارات والنوافذ والتطبيقات المماثلة، تجف المياه النقية دون ترك بقع ناتجة عن المواد المذابة.
يُستخدم الماء منزوع الأيونات في أنظمة إطفاء الحرائق بالرذاذ المائي في البيئات الحساسة، مثل تلك التي تُستخدم فيها المعدات الكهربائية والإلكترونية الحساسة ذات الجهد العالي. تستخدم فوهات الرش رذاذًا أدق بكثير من الأنظمة الأخرى، وتعمل بضغط يصل إلى 35 ميجا باسكال (350 بار؛ 5000 رطل لكل بوصة مربعة). يعمل الرذاذ الدقيق للغاية الناتج على سحب الحرارة من الحريق بسرعة، كما أن قطرات الماء الدقيقة غير موصلة للكهرباء (عند إزالة الأيونات) وبالتالي تقل احتمالية إتلافها للمعدات الحساسة. مع ذلك، فإن الماء منزوع الأيونات حمضي بطبيعته، وتؤدي الملوثات (مثل النحاس والغبار والفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني، والعديد من المواد الشائعة الأخرى) إلى زيادة تركيز الأيونات فيه بسرعة، مما يؤدي إلى إعادة تأيينه. لا يُعتبر رش الماء على الدوائر الكهربائية الموصولة بالتيار مقبولًا بشكل عام، كما يُعتبر استخدام الماء في السياقات الكهربائية غير مرغوب فيه عمومًا. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]
يُستخدم الماء المقطر أو النقي في مرطبات السيجار لمنع تراكم البكتيريا والعفن والملوثات على السيجار ، وكذلك لمنع تكون الرواسب على مادة المرطب .
يستخدم عمال تنظيف النوافذ الذين يعتمدون على أنظمة الأعمدة المائية المياه النقية، لأنها تُمكّن النوافذ من الجفاف تلقائيًا دون ترك أي بقع أو آثار. كما أن استخدام المياه النقية من هذه الأعمدة يُغني عن استخدام السلالم، وبالتالي يضمن الامتثال لقوانين العمل على المرتفعات في المملكة المتحدة.
استهلاك المعادن
تزيل عملية التقطير جميع المعادن من الماء، بينما تزيل طرق الأغشية ، كالتناضح العكسي والترشيح النانوي، معظم المعادن أو جميعها تقريبًا. ينتج عن ذلك ماء منزوع المعادن، لم يثبت أنه أكثر صحة من مياه الشرب . وقد أجرت منظمة الصحة العالمية دراسة حول الآثار الصحية للماء منزوع المعادن عام ١٩٨٠، ووجدت أنه يزيد من إدرار البول وإخراج الإلكتروليتات ، مع انخفاض تركيز البوتاسيوم في الدم. قد يساعد المغنيسيوم والكالسيوم والعناصر الغذائية الأخرى الموجودة في الماء على الحماية من نقص التغذية. وقد وُضعت توصيات بشأن المغنيسيوم بحد أدنى ١٠ ملغم/لتر، ومستوى مثالي يتراوح بين ٢٠ و٣٠ ملغم/لتر؛ أما الكالسيوم، فحده الأدنى ٢٠ ملغم/لتر، والمستوى الأمثل يتراوح بين ٤٠ و٨٠ ملغم/لتر؛ وعسر الماء الكلي (بإضافة المغنيسيوم والكالسيوم) يتراوح بين ٢ و٤ ملي مول/لتر . بالنسبة للفلورايد، فإن التركيز الموصى به لصحة الأسنان هو 0.5-1.0 ملغم/لتر، مع قيمة إرشادية قصوى تبلغ 1.5 ملغم/لتر لتجنب التسمم الفلوري للأسنان . [ 18 ]
غالباً ما تحتوي إمدادات المياه البلدية على شوائب ضئيلة أو تحتوي عليها بمستويات تخضع للرقابة لضمان سلامة استهلاكها. ولا تتم إزالة معظم هذه الشوائب الإضافية، مثل المركبات العضوية المتطايرة والفلورايد، وما يزيد عن 75000 مركب كيميائي آخر [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] ، من خلال الترشيح التقليدي؛ إلا أن التقطير والتناضح العكسي يزيلان جميع هذه الشوائب تقريباً.
مراجع
- ↑ "أسئلة متكررة حول المياه المعبأة" . وزارة الصحة الكندية. 23 نوفمبر 2000. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 مايو 2009 .
- ↑ باديز، س. "الفصل بالتقطير" . مجلة ساينتفك أمريكان . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 فبراير 2023 .
- ↑ ميشيسين إس جي (7 فبراير 2012). "جامعة روتشستر - تحقيق في أعطال خطوط استخلاص التوربينات البخارية" (ملف PDF) . أرلينغتون، فرجينيا. الصفحات 25-26 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 23 سبتمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 23 فبراير 2015 .
- ↑ "ماء منزوع الأيونات 25 لترًا" . Image2output.com. 21 ديسمبر 2008. مؤرشف من الأصل في 2 أبريل 2015. تم الاطلاع عليه في 11 ديسمبر 2011 .
- ↑ "موصلية الماء" . لينتك . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 ديسمبر 2011 .
- ↑ ساندل، ت. (يوليو 2004). "نهج للإبلاغ عن نتائج التحاليل الميكروبيولوجية لأنظمة المياه". مجلة PDA للعلوم والتكنولوجيا الصيدلانية . 58 (4): 231-237 . PMID 15368993 .
- ↑ "ما هو الماء منزوع الأيونات؟ | العناية ببطاريات فورتيس" . نظام بطارية الرافعة الشوكية الخاص بك جاهز | العناية ببطاريات فورتيس . 4 ديسمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 15 أبريل 2016 .
- ↑ "أهمية جودة المياه بالغة الأهمية" . مؤرشف من الأصل في 3 يوليو 2016. تم الاطلاع عليه في 25 سبتمبر 2011 .
- ↑ "نقد لمعيار ASTM D1193" .
{{cite journal}}يتطلب الاستشهاد بالمجلة ( مساعدة )|journal= - ↑ باشلي آر إم، رزيكوفيتش إم، باشلي إل آر، فرانسيس إم جيه (2005). "الماء منزوع الغازات عامل تنظيف أفضل". مجلة الكيمياء الفيزيائية ب . 109 (3): 1231-1238 . doi : 10.1021/jp045975a . PMID 16851085 . انظر على وجه الخصوص الصفحة 1235. لاحظ أن القيم في هذه الورقة معطاة بوحدة S/cm، وليس S/m، وهو ما يختلف بمعامل 100.
- ↑ الموصلية
- ↑ "كيفية شراء مكواة بخار" . موقع Consumersearch.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 ديسمبر 2011 .
- ↑ "دليل شراء مكواة البخار" . Homeinstitute.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 ديسمبر 2011 .
- ↑ SP-4221 قرار مكوك الفضاء، تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 أبريل 2008
- ↑أُرشف بتاريخ 6 مارس 2009 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
- ↑أُرشف بتاريخ 19 أكتوبر 2008 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
- ↑ "نسخة مؤرشفة" (PDF) . مؤرشفة من الأصل (PDF) بتاريخ 8 فبراير 2018. تم الاطلاع عليها بتاريخ 22 مارس 2009 .
{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link ) - ↑ كوزيسيك، ف. (2005). "المخاطر الصحية الناجمة عن شرب المياه منزوعة المعادن" . العناصر الغذائية في مياه الشرب . منظمة الصحة العالمية. ص 148-163 . ISBN 92-4-159398-9.
- ↑ "والتون إنترناشونال - الصفحة الرئيسية" . Watersystems.walton.com. 5 نوفمبر 2010. مؤرشف من الأصل في 4 سبتمبر 2014. تم الاطلاع عليه في 11 ديسمبر 2011 .
- ↑ "تقنيتنا - تقنية التنقية" . Drinkmorewater.com. مؤرشف من الأصل بتاريخ 6 يناير 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 ديسمبر 2011 .
- ↑ معلومات فنية - نظام تنقية المياه HEC-3000 ذو العشر خطوات
- ماء سائل
- التقطير
- مياه الشرب
- سوائل التبريد
- العوازل السائلة
- الأدوية التي لا تستلزم وصفة طبية في الولايات المتحدة
- إمدادات المياه
- السواغات
- الترشيح