آبی که هر روز می‌نوشیم ممکن است شفاف و بی‌رنگ به نظر برسد، اما ترکیبات محلول در آن می‌توانند مستقیماً بر سلامت و کیفیت زندگی ما اثر بگذارند. این ترکیبات شامل مواد معدنی، فلزات سنگین و آلاینده‌های شیمیایی هستند که گاهی بدون آنکه دیده شوند، طعم آب و عملکرد بدن ما را تحت‌تأثیر قرار می‌دهند. اگر این مواد را بشناسیم و کنترل کنیم، می‌توانیم از قلب، کلیه و سیستم عصبی بهتر محافظت کنیم. پس پیش از نوشیدن آب، بهتر است بدانید دقیقاً چه چیزی وارد بدنتان می‌شود.
TDS چیست؟
TDS یا مجموع کل مواد جامد محلول در آب (Total Dissolved Solids)، شاخصی است که میزان تمام مواد معدنی و آلی محلول در آب را نشان می‌دهد. این مواد شامل نمک‌ها، یون‌های فلزی، ترکیبات آلی و سایر ذرات محلول هستند که بر طعم، رنگ و خواص شیمیایی آب تأثیر می‌گذارند. آب با TDS بالا معمولاً طعمی شور یا فلزی دارد و آب با TDS بسیار پایین ممکن است بی‌مزه یا نامطبوع شود. اندازه‌گیری و کنترل مقدار TDS به کمک فناوری‌های تصفیه آب، برای حفظ سلامت و کیفیت آب آشامیدنی ضروری است.
سختی کل آب
سختی کل آب به میزان یون‌های کلسیم (Ca²⁺) و منیزیم (Mg²⁺) محلول در آب گفته می‌شود که از منابع طبیعی مانند سنگ‌های آهکی وارد آب می‌شوند. این دو یون اصلی‌ترین عامل سختی آب هستند و باعث ایجاد رسوبات، کاهش کارایی دستگاه‌های گرمایشی و افزایش مصرف مواد شوینده می‌شوند. برخلاف TDS که همه مواد محلول را شامل می‌شود، سختی فقط به این دو یون محدود است. سختی آب معمولاً بر حسب ppm (میلی‌گرم در لیتر) به کربنات کلسیم اندازه‌گیری می‌شود و کنترل آن در مصارف خانگی و صنعتی اهمیت زیادی دارد.
TDS چگونه وارد آب می‌شود؟
TDS موجود در آب می‌تواند از دو منبع اصلی ناشی شود: منابع طبیعی و فعالیت‌های انسانی. در حالت طبیعی، هنگامی‌که آب از روی سنگ‌ها، خاک و رسوبات عبور می‌کند، یون‌هایی مانند کلسیم، منیزیم، سدیم، بی‌کربنات‌ها و سولفات‌ها را در خود حل می‌کند. این مواد در مناطق کوهستانی یا دارای سفره‌های آب زیرزمینی عمیق بیشتر دیده می‌شوند. در مقابل، منابع انسانی مانند پساب‌های صنعتی، فاضلاب خانگی، کودهای شیمیایی کشاورزی، زباله‌های شهری و حتی مواد شوینده باعث ورود ترکیبات شیمیایی به منابع آب می‌شوند. این ترکیبات می‌توانند شامل فلزات سنگین، نیترات‌ها، فسفات‌ها، کلریدها و مواد آلی مختلف باشند که مستقیماً در افزایش TDS نقش دارند.
ارتباط TDS و PH
در برخی موارد، TDS و PH به اشتباه مرتبط در نظر گرفته می‌شوند. در حالی که PH شاخص غلظت یون‌های هیدروژن در آب است و بیشتر به میزان اسیدی یا بازی بودن آب اشاره دارد، TDS تنها میزان مواد محلول را بیان می‌کند. بنابراین، ممکن است آب دارای PH بالا باشد اما مقدار TDS آن پایین باشد یا بالعکس، بدون آنکه ارتباط مستقیمی میان آن‌ها وجود داشته باشد.
روش‌های اندازه‌گیری TDS
برای تعیین میزان TDS، روش‌های مختلفی وجود دارد. آزمایش‌های آزمایشگاهی از دقت بالایی برخوردارند، اما معمولاً زمان‌بر بوده و به تجهیزات تخصصی نیاز دارند. از طرف دیگر، دستگاه TDS سنج بسیار سریع و قابل‌حمل هستند و مناسب اندازه‌گیری در محل می‌باشند. روش استفاده از این دستگاه‌ها ساده است؛ کافی است سنسور دستگاه را داخل ظرف حاوی آب قرار دهید و مقدار نمایش داده‌شده را با استانداردهای تعریف‌شده مقایسه کنید.
تفاوت TDS با سختی آب
یکی از اشتباهات رایج، یکسان‌انگاری TDS و سختی آب است. در حالی‌که TDS به مجموع تمامی مواد محلول (شامل املاح آلی و غیرآلی) در آب اشاره دارد، سختی آب به‌طور خاص میزان ترکیباتی چون کربنات‌ها و بی‌کربنات‌های کلسیم، منیزیم و سایر فلزات سنگین را در بر می‌گیرد. بنابراین این دو پارامتر با وجود ارتباط غیرمستقیم، مفاهیم متفاوتی دارند.
تفاوت TDS، سختی کل، سختی دائم و سختی موقت
- سختی کل: مجموع یون‌های کلسیم و منیزیم در آب
- سختی موقت: ناشی از بی‌کربنات‌ها؛ با جوشاندن از بین می‌رود
- TDS: مجموع کل مواد محلول در آب (شامل سختی، نمک‌ها، فلزات، مواد آلی)
- سختی دائم: ناشی از سولفات‌ها و کلریدها؛ با جوشاندن از بین نمی‌رود و نیاز به تصفیه دارد
مطالعه بیشتر: برج خنک کننده
اثرات افزایش یا کاهش TDS در آب آشامیدنی
یافته‌های علمی نشان می‌دهند که مقدار نامتعادل TDS سلامت انسان را تهدید می‌کند. مقادیر بالای TDS ممکن است باعث افزایش غلظت خون و بیماری‌های قلبی و عروقی شود. کاهش بیش از حد TDS، که گاهی به‌خاطر تصفیه زیاد رخ می‌دهد، باعث حذف املاح مفید و ایجاد طعم نامطبوع آب می‌شود. همچنین کمبود مواد معدنی در آب می‌تواند عملکرد کلیه‌ها را مختل کرده و تعادل الکترولیت‌های بدن را به هم بزند.
اثرات کاهش بیش از حد TDS
- اختلال در طعم آب: آب با TDS بسیار پایین، اصطلاحاً “بی‌مزه” یا گاهی حتی “تلخ” احساس می‌شود، زیرا فقدان املاح باعث کاهش کیفیت حسی آب می‌شود.
- کاهش جذب مواد مغذی: برخی از املاح موجود در آب باعث افزایش جذب مواد معدنی از غذا می‌شوند. نبود این املاح ممکن است در درازمدت بر تعادل تغذیه‌ای فرد اثر بگذارد.
- برهم خوردن تعادل الکترولیتی: آب با TDS پایین می‌تواند ترکیب یونی خون را تغییر دهد، که در موارد حاد موجب کاهش سدیم خون (هیپوناترمی) و بروز اختلالات عصبی، تهوع، گیجی و حتی تشنج شود.
- اختلالات کلیوی و متابولیکی: مصرف مداوم آب با TDS بسیار پایین، بدن را در شرایط “کم‌نمک” قرار می‌دهد که می‌تواند منجر به افزایش بار متابولیکی کلیه‌ها، بروز ضعف، گرفتگی عضلات و بی‌حالی شود.
- کاهش املاح حیاتی: زمانی که TDS کمتر از حد استاندارد باشد (مثلاً زیر ۲۰ ppm)، آب فاقد املاح ضروری مانند کلسیم، پتاسیم و منیزیم خواهد بود؛ عناصری که برای عملکرد طبیعی اعصاب، عضلات و استخوان‌ها ضروری‌اند.
اثرات افزایش بیش از حد TDS
- تغییر طعم و بوی آب: مواد محلول معدنی مانند سولفات‌ها و کلریدها، اغلب موجب تلخی یا شوری غیرقابل‌تحمل در طعم آب می‌شوند که تجربه نوشیدن را ناخوشایند می‌کند.
- ایجاد رسوب در تجهیزات خانگی: TDS بالا می‌تواند باعث رسوب‌گذاری در سماورها، کتری‌ها، دستگاه‌های قهوه‌ساز و سیستم‌های گرمایشی شود و عمر مفید آن‌ها را کاهش دهد.
- ایجاد سنگ کلیه و اختلالات کلیوی: غلظت بالای یون‌های کلسیم و منیزیم در آب، کلیه را مجبور به فعالیت بیشتر کرده و زمینه را برای تشکیل سنگ کلیه و اختلال در تصفیه خون فراهم می‌کند.
- افزایش فشار اسمزی در بدن: وجود مقادیر زیاد مواد معدنی، به‌ویژه سدیم، کلسیم، و نیترات در آب، باعث تغییر تعادل الکترولیت‌ها در بدن شده و فشار اسمزی در سلول‌ها را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد.
- تشدید بیماری‌های قلبی، عروقی: مطالعات نشان داده‌اند که مصرف طولانی‌مدت آب با TDS بالا می‌تواند منجر به افزایش فشار خون و غلظت خون شود که در نهایت ریسک بروز سکته‌های قلبی و مغزی را افزایش می‌دهد.
نحوه کاهش TDS
برای دستیابی به آب باکیفیت مطلوب، کاهش میزان TDS اهمیت زیادی دارد. این موضوع به‌ویژه در مناطقی که منابع آب به‌صورت طبیعی یا به دلیل آلودگی‌های انسانی، دارای املاح محلول زیاد هستند، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. معمولاً کاهش TDS با استفاده از فناوری‌های پیشرفته فیلتراسیون و جداسازی انجام می‌شود. یکی از رایج‌ترین روش‌ها، فرایندهای غشایی است که مولکول‌های آب را به‌صورت انتخابی عبور می‌دهند.
در این روش، آب خام تحت فشار از فیلترهای تخصصی عبور می‌کند تا یون‌ها، نمک‌ها، فلزات سنگین و سایر ذرات محلول حذف شوند. کارایی این سیستم‌ها به طراحی مهندسی و نگهداری مناسب قطعاتی مثل غشاها، پمپ‌ها و محفظه‌های فیلتراسیون بستگی دارد. در بسیاری از موارد، ترکیب چند روش تصفیه برای دستیابی به کیفیت مطلوب ضروری است؛ به‌ویژه زمانی که آب حاوی املاح و آلاینده‌های پیچیده باشد. اگر سختی آب زیاد باشد، استفاده از سختی گیر آب به کاهش یون‌های کلسیم و منیزیم کمک و نقش مؤثری در بهبود کیفیت آب دارد.
تجهیزات تصفیه آب رهاب سازه
در دنیای امروز، کیفیت آب فقط مسئله‌ای بهداشتی نیست، بلکه نقش مهمی در بهره‌وری صنعتی، سلامت عمومی و حفظ محیط زیست دارد. رهاب سازه با رویکردی مهندسی‌محور و بهره‌گیری از دانش فنی روز، در زمینه طراحی و ساخت تجهیزات پیشرفته تصفیه آب و فاضلاب فعالیت می‌کند. این مجموعه با درک دقیق نیازهای پروژه‌های صنعتی، عمرانی و ساختمانی، سامانه‌هایی کارآمد و متناسب با شرایط منابع آبی طراحی و تولید می‌نماید. سیستم‌های اسمز معکوس برای حذف نمک‌های محلول و کاهش TDS استفاده می‌شوند. رزین سختی گیر آب نیز برای کنترل رسوب و کاهش یون‌های سخت کاربرد دارند. فیلتر شنی و فیلتر کربنی ذرات، بو و ترکیبات آلی را حذف می‌کنند. در صورت نیاز، کارشناسان از تجهیزات ضدعفونی مانند UV و ازن نیز استفاده می‌کنند. هدف نهایی، تأمین آبی باکیفیت، متناسب با استانداردهای بهداشتی و الزامات فنی هر پروژه است.
مطالعه بیشتر: ساختار داخلی کولینگ تاور فایبرگلاس
