تعريف الماء النقي
يُعرَّف الماء النقي (بالإنجليزية: Pure Water) بأنّه ماء خالي من كافة الشوائب التي يُمكن أن تتواجد فيه، ويتكون فقط من ذرات الهيدروجين والأكسجين، في حين يحتوي الماء المتواجد في مصادره الطبيعية على مواد عالقة وأُخرى مُذابة، ويُعد تواجد الماء بصورة نقيّة في الطبيعة أمراً نادر الحدوث، لذا يتطلَّب الحصول على الماء النقيّ تحضيره بطرق تنقية خاصة، ليُصبح صالح للاستخدام في الطبخ والشرب وفي المختبرات الكيميائية والدراسات العلمية.
أنواع الماء النقي
الماء المقطر
يُعدّ الماء المُقطَّر (بالإنجليزية: Distilled Water) النوع الأكثر شُيوعاً للماء النقيّ، ويتمّ تحضيره اعتماداً على تبخير الماء عن طريق تسخين الماء الملوَّث بالمُركبات غير العضويّة مثل المعادن؛ كالرصاص والنترات، وبعض الجسيمات الأخرى غير المرغوب بها مثل الحديد، وأيّ محتويات صلبة أخرى قد تتواجد في الماء، والجزيئات العضويّة الكبيرة غير المتطايرة، حتّى الوصول إلى درجة الغليان، فيبدأ الماء بالتبخّر دون أن تتبخّر معه الملوّثات، ثُمّ يتمّ تبريد بخار الماء الناتج وتكثيفه والحصول على ماء نقي.
يتمّ غلي الماء أثناء عملية تقطيره لقتل الكائنات الحية الدقيقة؛ كالبكتريا وبعض الفيروسات، وإزالة الأكسجين وبعض المعادن الشحيحة ذات الكميات الضئيلة من الماء، لكن يُشار إلى أنَّ ضمان فاعلية عملية التقطير في إزالة المُركبات العضوية يعتمد على الخصائص الكيميائية لتلك المواد؛ كالذوبان ودرجة الغليان، فعلى سبيل المثال بعض المركبات مثل البنزين والتولوين لها درجات غليان أقل من درجة غليان الماء ، ممّا يعني أنَّ هذه المركبات الضارّة ستتصاعد مع بخار الماء، وبالتالي ستبقى مع الماء عند تكثيفه.
الماء منزوع الأيونات
ينتُج الماء منزوع الأيونات (بالإنجليزية: Deionized Water) ضِمن عملية فيزيائية تعتمد على إزالة جميع الأيونات المعدنية من الماء؛ كالحديد، والكالسيوم، والنحاس، من خلال استخدام راتنجات التبادل الأيوني* لإزالة الأملاح المعدنية من الماء، ويُشار إلى أنَّ هذه الطريقة أقل كُلفةً من عملية التقطير في إنتاج الماء النقي.
أبرز عمليات تنقية الماء ومعالجته
هناك العديد من الطرق التي يُمكن استخدامها تجاريّاً ومنزلياً لتنقية الماء وإنتاج ماء آمن للاستهلاك البشري، إذ تُقدِّر منظمة الصحة العالمية أنَّ ما يزيد عن 2.1 مليار شخص يُعانون من ندرة الماء الصالح للشرب ، ويُشار إلى أنَّ الحكومات تستند إلى المعايير الدولية لوضع مواصفات الماء الصالح للشرب، إذ تختلف عملية معالجة الماء من مكانٍ إلى آخر تِبعاً لاختلاف المكان الذي يتواجد فيه الماء، وفيما يأتي مجموعة من عمليات معالجة الماء التي يتمّ تطبيقها دولياً لضمان صلاحيته للاستهلاك:
- التخثُّر والتلبّد: (بالإنجليزية: Coagulation & Flocculation)؛ تعتمد هذه المرحلة على إضافة مواد كيميائية مشحونة بشحنة موجبة إلى الماء، ممّا يؤدّي إلى ارتباطها بالجزئيات الذائبة في الماء المشحونة بشحنة سالبة، وينتُج عن ذلك جزيئات كبيرة الحجم تُعرَف باللبادة أو الشوائب (بالإنجليزية: Floc) يُمكن إزالتها و ترسيبها.
- الترسيب: (بالإنجليزية: Sedimentation)؛ تستقرّ اللبادة الناتجة عن المرحلة السابقة في قاع مصدر إمداد الماء، ثمّ يتمّ فصلها عن الماء النظيف.
- الترشيح: (بالإنجليزية: Filtration)؛ يتدّفق الماء النظيف الموجود في أعلى مصدر إمداد الماء من خلال العديد من أنظمة الترشيح والتصفية المصنوعة من الرمل والفحم والحصى، والتي تُزيل الملوّثات المختلفة؛ كالغبار، والبكتيريا، والفيروسات، وبعض المواد الكيميائية الأخرى.
- التطهير: (بالإنجليزية: Disinfection)؛ يتمّ في هذه المرحلة استخدام مواد كيميائية مُطهّرة مثل الكلور وإضافتها للماء لضمان التخلُّص من البكتريا والفيروسات المتبقيّة من المراحل السابقة.
- طرق أُخرى للتنقية: يُمكن استخدام طرق أُخرى لتنقية الماء؛ كالترشيح الكربوني، والتنقيّة باستخدام المساميّة الدقيقة، والأكسدة باستخدام الأشعة فوق البنفسجيّة.
_____________________________________________________________________________
- راتنجات التبادل الأيوني: (بالإنجليزية: Ion-Exchange Resins)؛ هي مُركبات عضوية صناعية يتمّ تحضيرها على شكل مبلمرات حبيبية صغيرة صلبة ومسامية، تُستخدم في عمليات التنقية من خلال جذبها لأيون معاكس الشحنة ونزعه من الوسط المحيط الذي توضع فيه.
