5 ترفند ساده برای مقابله با آسیب های خطرناک آب های خورنده

خوردگی فلز یک تغییر شیمیایی از نوع واکنش های اکسید و احیاست که بین فلز و محیط اطرافش اتفاق می افتد و معمولا موجب خسارات وسیعی در صنایع می شود. این حالت می تواند به دلیل حضور دو فلز در محیط ایجاد شود که به طور مستقیم یا غیرمستقیم با یک الکترولیت، مثل آب در تماس هستند. این فرایند در واقع مشابه واکنش شیمیایی است که درون یک باتری وجود دارد و فلزی که به عنوان آند این پیل الکتروشیمیایی قرار گرفته، دچار خوردگی می شود، اما به طور کلی خورندگی آب پدیده ای است که در اثر هر گونه تماس آب با مواد پیرامون آن به وجود می آید کـه می تواند به دلیل سایش فیزیکی در اثر وجود مواد معلق و یا نوعی خوردگی الکتروشیمیایی اتفاق بیفتد.
آب خورنده یا مخرب، در اصطلاح آبی است که می تواند فلزات به کار رفته در سیستم های لوله کشی و تاسیسات را به حالت محلول درآورده و وارد آب مصرفی منازل و صنایع کند و تداوم این فرایند می تواند مشکلاتی از نظر طعم و گوارایی و تاثیر آن بر سلامتی و یا خرابی سیستم لوله کشی را به همراه داشته باشد و باعث کارکرد نامناسب سیستم های گرمایش آب و از کارافتادن زود هنگام این دستگاهها و تاسیسات در منازل و کارخانجات شود ( پیشنهاد می شود برای مقابله با خوردگی تاسیسات از این تجهیزات صنعتی دیدن کنید). 

با این همه تمامی مشکلات به علت لوله کشی های فلزی نیست و در موارد نادری خورندگی آب می تواند در اثر نشت وینیل کلرید از سیستم های لوله کشی که از پلاستیک های با درجه پایین ساخته شده اند ایجاد شود بنابراین مواد پلاستیکی پی وی سی به کار برده شده در تاسیسات آبی باید از نظر بهداشتی مورد تایید باشند. 

تقریبا همه فلزات می توانند دچار خوردگی شوند؛ ولی سرعت و شدت خوردگی به میزان شدت واکنش فلزات محلول در آب و کیفیت تاسیسات و لوله کشی ها بستگی دارد. به طور کلی آب های نرم، به دلیل حضور نداشتن کاتیون های محلول مثل کلسیم و منیزم در آب خورنده تر هستند. در آب هایی که مستعد رسوب گذاری (اسکالینگ) هستند، یک لایه از کربنات کلسیم یا منیزیم در سطح داخلی لوله ها رسوب می کند و این لایه می تواند از خوردگی لوله ها جلوگیری کند؛ اما همین رسوب می تواند باعث گرفتگی لوله ها هم بشود، معمولاً برای برطرف کردن مشکل رسوب گذاری از ماده ای به نام آنتی اسکالانت به جهت کاهش اثرات رسوبات استفاده می شود، از طرفی وجود غلظت های بالایی از سدیم، کلرید و یا یونهای دیگر در آب میزان رسانایی آن را افزایش می دهد و آب را مستعد خورندگی می کند.  بنابراین میزان یون های ایجاد کننده سختی موجود در آب باید مناسب باشند. راه های بسیار گسترده ای برای ایجاد سختی مناسب آب وجود دارد که استفاده از دستگاه های اسمز معکوس یکی از بهترین، موثرترین و در عین حال به عنوان یک روش موثر اقتصادی مطرح می باشد. 

فرایند خورندگی در اثر عوامل دیگری می تواند تسهیل شود:

• pH پایین (اسیدی بودن آب) و pH بالا  (قلیایی بودن آب) : به طور مثال در آب هایی که قلیاییت بالایی دارند، ممکن است رسوب شیمیایی ایجاد شده از خورندگی جلوگیری  کند؛ اما اگر باکتری هایی مثل باکتری های احیا کننده سولفور بر روی رسوب ایجاد شده بنشینند، ممکن است مشکلات میکروبی ناشی از خورندگی آب را ایجاد کند که اصطلاحا MIC نامیده می شود. 

• سرعت و شدت جریان بالای آب در لوله ها و تاسیسات می تواند باعث خوردگی فیزیکی سیستم لوله کشی شود.

• دمای بالای آب می تواند زمینه رشد میکروارگانیسم ها و خورندگی شیمیایی آب را شدت ببخشد. 

• اکسیژن و دی اکسید کربن محلول در آب و یا گازهای دیگر می تواند تاثیر بالایی در خورندگی آب داشته باشند به عنوان مثال تاسیسات و لوله کشی ها با افزایش اکسیژن  محلول در آب جاری دچار اکسیداسیون شدید می شوند. 

• جامدات محلول مثل نمک ها و سولفات می توانند باعث افزایش خاصیت خورندگی شیمیایی یا بیوشیمیایی آب شوند. 

• جامدات نا محلول آب مثل مواد جامد معلق از جمله شن، رسوبات و غلظت بالای باکتری می تواند باعث افزایش خورندگی فیزیکی، شیمیایی و بیوشیمیایی آب شوند.  

مشکلات و معضلات خورندگی آب در صنایع مختلف 

خورندگی آب یکی از معضلات اصلی استفاده از آب در صنایع مختلف است و هزینه های ناشی از آن می تواند بسیار بالا باشد. محصولات جانبی این فرایند باعث ایجاد یک لایه موسوم به گلیکوکالکیس در سطوح تاسیسات آبی صنایع گوناگون می شود که یک محیط بیهوازی مناسب برای رشد میکروارگانیسم ها فراهم می کند؛ علاوه بر این تاسیسات آبی این صنایع را تخریب می کند و  باعث بد بو و بد طعم شدن آب، کاهش جریان و یا فشار آب می شود. 

خورندگی آب آشامیدنی 

آب آشامیدنی ما با توجه به منبعی که از آن تهیه شده می تواند پتانسیل بالایی برای خورندگی داشته باشد و فلزاتی مثل کرومیوم، سرب، مس، آهن و روی در سطوح بالای سمی در آن حضور داشته باشند. علاوه بر این فرسودگی سیستم لوله کشی منازل هم می تواند تاثیر مشابهی در کیفیت آب آشامیدنی داشته باشد که تغییر رنگ لباس ها، طعم تلخ و فلزی آب و ایجاد رنگ سبز آبی در اطراف سینک از نشانه های آن است. 

تاثیرات سلامتی آب های خورنده

 آب خورنده به خودی خود اثر سوء بر روی سلامتی ندارد؛ اما این نوع آب ها به طور بالقوه می توانند حاوی فلزات سمی محلولی باشند که آن را برای مصارف آشامیدنی غیرایمن می کند. مهمترین تهدید این نوع آب ها برای سلامتی انسان داشتن غلظت های بالایی از فلزات سنگین سرب و مس است. 

یکی از مهمترین منابع ورود سرب به آب، استفاده از لوله ها و اتصالات سربی و لحیم کاری آن ها است؛ با اینکه امروزه استفاده از لحیم های سرب بالا، به دلیل خطراتی که سرب برای سلامتی انسان دارد ممنوع است اما همچنان یکی از خطرات موجود در آب های آشامیدنی می باشد. از دیگر منابع ورود سرب به آب، ورود از طریق آلودگی هوا و یا منابع زیر زمینی سرب که در مجاورت یا مسیر آب های زیر سطحی قرار دارند می توان ذکر کرد.  سرب از فلزات سنگین است که از راه گوارش و شش ها جذب می شود و در بدن تجمع پیدا می کند تا زمانی که به سطوح سمی و خطرناک برسد. مسمومیت با سرب و خطرات ناشی از آن به قدری برای یک جامعه می تواند خطرناک و هزینه ساز باشد که یکی از نظریه های مطرح درباره انحطاط و زوال امپراطوری رم را به شیوع استفاده از لوله کشی ها و ظروف سربی در بین اشراف رومی و در نتیجه بیماری و عدم توانایی اشراف در اداره امپراطوری ارتباط می دهند. 

شدت عوارض مسمومیت با سرب به غلظت آن در بدن بستگی دارد و می تواند آسیب جدی در مغز، کلیه ها، سیستم اعصاب و گلبول های قرمز خون ایجاد کند. بعضی از مشکلات مسمومیت با سرب با قطع تماس رفع می شوند؛ اما بعضی از این عوارض غیر قابل برگشت هستند. به طور مثال غلظت بالای سرب در کودکان به طور غیرقابل بازگشت باعث عقب ماندگی ذهنی و تاخیر رشد جسمی می شود و می تواند در کاهش ضریب هوشی و مشکلات رفتاری کودکان نقش داشته باشد، با توجه به خطرات وجود سرب در آب بهتر است از ورود آن به آشامیدنی جلوگیری کرد. دستگاه های تصفیه آب اسمز معکوس که از فیلتر ممبران استفاده می کنند، می توانند در حذف سرب آب کمک شایانی کنند. سرب اضافی در بدن منجر به مشکلات گوارشی معده و روده مانند تهوع، استفراغ، اسهال و کرامپ های شکمی شود. جنین در حال رشد، نوزادان و کودکان کوچکتر در مواجهه با سرب حساسیت بیشتری دارند. 

 سرب موجود در آب آشامیدنی هر چند جزء منابع اصلی سمیت با سرب محسوب نمی شود؛ اما می تواند میزان کلی تماس با سرب را افزایش بدهد؛ بخصوص در نوزادان و شیرخواران که از شیر خشک و غذای کمکی (که با آب تهیه می شود) تغذیه می شوند.
 منبع اصلی ورود فلز مس به آب نشت آن از لوله کشی غیراستاندارد منازل است و به همین دلیل امروزه بیشتر از لوله های پی وی سی و پکس برای این منظور استفاده می شود. تهدید سلامتی دیگری که اخیرا در رابطه با مصرف آب آشامیدنی خورنده مورد توجه قرار گرفته آزاد شدن کلرید وینیل از سطح داخلی لوله های پلاستیکی به داخل آب است که در اثر تاسیسات غیراستاندارد آبی ایجاد می شود .  

چطور بفهمیم آب آشامیدنی ما خورنده است؟ 

اگر آب آشامیدنی منزل شما صبح ها طعم تلخ یا فلزی دارد و لازم می بینید قبل از نوشیدن چند دقیقه آب را باز بگذارید، رنگ سبز مایل به آبی در اطراف سینک وجود دارد و یا اگر در محل اتصالات لوله های مسی رنگ مشاهده می شود؛ آب مصرفی شما احتمالا دارای خورندگی است. 
 خورندگی آب می تواند بر روی سلامتی انسان تاثیر بگذارد، باعث ناخوشایند بودن ظاهری آب شود، هزینه‌ های اضافی تحمیل کند و به سیستم لوله کشی منزل آسیب برساند. می توانیم با نصب یک سیستم خنثی کننده (نوترالایزر)، قبل از این که لوله ها دچار آسیب شوند و نشت فلز به داخل آب صورت بگیرد، به راحتی از این فرایند جلوگیری کنیم.  

راه حل های موجود برای رفع خورندگی آب

روش های مختلفی برای حل مشکل خورندگی آب وجود دارد. بعضی از این روش ها مثل تغییر سیستم لوله کشی منزل و یا نصب سیستم های تصفیه آب مناسب خورندگی آب را رفع  کرده و یا محصولات جانبی این فرایند مثل سرب و مس را از آب حذف می کنند. 
سیستم هایی مثل فیلترهای نوترالیزان (خنثی کننده اسید) برای خنثی کردن این حالت وجود دارند مواد خاصی را برای افزایش قلیائیت به داخل آب آزاد می کنند. به دلیل این که خورندگی آب می تواند کل سیستم آبرسانی منزل را تحت تاثیر قرار دهد، این یونیت های تصفیه معمولا به صورت  POE  و در محل ورود آب به ساختمان نصب می شوند.  

1. در این موارد معمولا در سیستم های پیش تصفیه آب منازل و یا مخازن کوچک آب از فیلترهای نوترالیزان استفاده می شود. در این نوع فیلترها از آهک خرد شده، منیزیم و یا ترکیبات دیگر استفاده می شود و هنگام عبور آب از فیلتر، اسیدیته اضافی آب کاهش پیدا می کند. بنابراین این فیلترها در واقع سختی آب را افزایش می دهند و pH آب را بالا می برند فیلترهای نوترالیزان می توانند در مناطقی که اسیدیته آب حدود 6 یا بیشتر است استفاده شود. فیلترهای آهکی میزان اسیدیته آب را به 9/6 تا 7 می رسانند و در صورتی که pH بالاتری مورد نیاز باشد، فیلترهای منیزیمی به کار برده می شوند. آب مورد نظر قبل از طراحی سیستم باید مورد آزمایش قرار بگیرد. 

عمده ترین مشکلات این نوع فیلترها شامل موارد زیر باشد:

•  ممکن است سختی آب را بیشتر از حد مجاز افزایش دهند و بنابراین سیستم باید به طور مناسبی توسط متخصص تنظیم شده باشد. در بسیاری از سیستم های تصفیه آب یک نرم کننده آب بعد از فیلتر نوترالیزان کار گذاشته می شود؛ در بعضی موارد این موضوع می تواند باعث خورندگی بیشتر آب شود و بنابراین تنظیم این نوع سیستم ها بسیار اهمیت دارد.

•    استفاده از فیلترهای آهکی ریز ممکن است باعث کاهش فشار آب شود و یا مواد ریز ممکن است وارد آب شوند. 

•    سیستم نیاز به شستشوی معکوس (بک واش) هفتگی دارد. البته این شستشو معمولا به صورت اتوماتیک است. 

2. روش دیگر استفاده از سیستم هایی است که با آزاد کردن آهسته مواد شیمیایی خاصی در آب، یک لایه محافظ در سطح داخلی لوله ها ایجاد می کنند و بنابراین از تماس مستقیم آب با فلز ممانعت می شود.

سیستم های تزریق کننده مواد قلیایی بیشتر در تصفیه آب صنعتی کاربرد دارند و زمانی به کار گرفته می شود که pH  آب پایین تر از 6 باشد و نسبت به فیلترهای نوترالیزان انعطاف پذیری بیشتری دارند، اما به تخصص بیشتر در نصب، تنظیم و راه اندازی نیاز دارند و آب قبل و بعد از نصب باید با دقت آزمایش شود. این نوع سیستم ها باید بتوانند به طور مناسب خورندگی آب را رفع کنند، بدون این که سختی آب را افزایش دهند. معمولا یک محلول بر پایه سدیم به عنوان منبع کازتیک (قلیا) استفاده می شود، بنابراین غلظت سدیم در آب افزایش پیدا می کند و افرادی که باید رژیم کم سدیم داشته باشند باید با پزشک مشورت کنند. در مورد آب هایی که pH بین 4 تا 8/6 دارند سودا اش (کربنات سدیم) استفاده می شود. سودا اش معمولا با سرعتی به داخل سیستم تزریق می شود که pH حدود 7 تولید کند. محلول کاستیک سودا (هیدروکسید سدیم) در مواردی که pH اب زیر 4 باشد کاربرد دارد؛ اما هیدروکسید سدیم یک باز بسیار قوی است و باید تحت نظر متخصصین آموزش دیده مورد استفاده قرار بگیرد. 

3. روش آخر حذف فلزات وارد شونده به آب است. هر چند به ندرت این فلزات به سطوحی می رسند که برای انسان سمی باشد ؛ اما قرار گیری طولانی مدت می تواند منجر به تجمع این مواد در بدن شود. در صورتی که آزمایش ها نشان دهند بازگذاشتن آب به مدت چند دقیقه در هنگام آغاز مصرف صبح نتواند میزان این فلزات را در آب کاهش چشمگیری بدهد، می توان از سیستم های تصفیه آب مجهز به تقطیر، اسمز معکوس و فیلترهای آلومینیوم فعال برای رفع این مشکل استفاده کرد.   

تعیین میزان خورندگی و رسوب گذاری یکی از فاکتورهای مهم در کنترل کیفیت آب است. آب خورنده معمولا در مناطقی که آب های زیرزمینی نرم و اسیدی دارند مشکل ساز می شود؛ اما تنها وسیله ای که می تواند برای سنجش آن به کار برود، تعیین شاخص پایداری آب است. خورندگی آب را از روی ویژگی هایی مانند pH،  غلظت کلسیم، سختی، دمای آب، مواد جامد محلول، اکسیژن، دی اکسید کربن و یا سولفید هیدروژن محلول تعیین می کنند. به این ترتیب پتانسیل آب بــرای خورنــدگی و رسوب گذاری را با عددی به نام شاخص پایداری آب مـشخص مـی کنند، به طوری که هر چه آب پایدار تر باشد تمایل کمتری به خورندگی و رسوب گذاری دارد.  

بر اساس استانداردهای جهانی آب آشـامیدنی و  EPA آبهای مصرفی نباید خورنـده باشـند و شاخص های کنتــرل خورندگی و رسوب گذاری باید حداقل هر دو سال یکبـار برای شبکه هـای تـوزیعی کـه از منـابع آبهـای سـطحی استفاده می‌کنند و سالی یکبار برای شـبکه هـای تـوزیعی که از منابع آبهای زیرزمینـی اسـتفاده مـیکننـد تعیـین شوند.