شاخص ORP (Oxidation Reduction Potential) یکی از مهمترین شاخص‌ها برای اندازه‌گیری مقدار مواد اکسیدکننده موجود در آب، فاضلاب و سایر محیط‌ها است. این شاخص با pH و دمای محیط در ارتباط است و به عنوان پتانسیل کاهش اکسیداسیون نیز شناخته می‌شود. اندازه‌گیری این شاخص با استفاده از واحد مولتی‌متر و با استفاده از کیت‌های ORP متر انجام می‌شود. از مهمترین کاربرد ORP در صنعت تصفیه آب و فاضلاب شامل اندازه‌گیری مقدار کلر در آب استخر و یون‌های آب آشامیدنی می‌باشد.
ORP چیست؟
مواد طبیعی، فلزات، یون‌ها و سایر مواد شیمیایی به طور کلی در دو وضعیت قرار دارند. آن‌ها یا تمایل دارند الکترون‌ها را از دست دهند و به صورت اکسید شوند، یا تمایل دارند الکترون‌ها را از سایر عناصر دریافت کنند و به عنوان اکسید کننده عمل کنند. شاخص ORP به میزان تمایل یا پتانسیل مواد موجود در یک محیط به دریافت الکترون از سایر مواد اشاره می‌کند.
به عبارت دیگر، این شاخص پتانسیل کاهش اکسیداسیون را نشان می‌دهد و تأثیر مستقیمی بر سلامت آب و قدرت ضدعفونی کردن کلر و سایر مواد شیمیایی در استخرها و تصفیه‌خانه‌ها دارد. با اندازه‌گیری ORP در فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب، می‌توان به مدت زمان لازم برای تصفیه، مقدار مواد ضدعفونی کننده و تغییرات لازم برای بهبود شرایط به طور قابل توجهی آگاه شد.
در هر یک از فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب که از مواد شیمیایی برای حذف آلاینده‌ها استفاده می‌شود، اندازه‌گیری ORP تأثیر قابل توجهی در بهبود عملکرد خواهد داشت. به عنوان مثال، اگر در تصفیه آب استخر، مقدار ORP کمتر از مقدار استاندارد باشد، این به معنای کاهش مقدار کلر موجود در آب استخر یا افزایش آلاینده‌ها است. بنابراین، می‌توان تصمیم گرفت که چه مقدار کلر باید به آب استخر اضافه شود تا فرآیند تصفیه بهبود یابد.
مقدار استاندارد ORP چقدر است؟
با توجه به تأثیر قدرت بسیار زیاد اکسیدکنندگی و اکسیدشوندگی بر سلامتی بدن و همچنین فرآیند تصفیه آب و فاضلاب، برای هر یک از مواد، مقدار استانداردی تعیین شده است. باید توجه داشت که افزایش مقدار مواد اکسیدکننده در بدن منجر به گرفتن یون‌های سایر سلول‌ها می‌شود و در نهایت مشکلاتی مانند سرطان، دیابت و بیماری‌های قلبی را به همراه دارد. در عوض، ورود مواد اکسیدشونده که الکترون به سلول‌های دیگر می‌دهند، تأثیر بسیار زیادی بر افزایش طول عمر و سلامتی دارد. موادی که قدرت اکسیدشوندگی بالایی دارند، به طور عمومی به عنوان آنتی‌اکسیدان شناخته می‌شوند و برای بدن مفید هستند. در این مواد، شاخص ORP منفی است. با توجه به استانداردهای ارائه شده، مقادیر مناسب ORP برای مواد مختلف به صورت زیر است:
مقدار ORP در آب قلیایی یونیزه: -۴۰۰ میلی ولت (MV)
– مقدار ORP در روغن ماهی کد: -۲۰۰ MV
مقدار ORP در چای سبز: -۱۰۰ MV
مقدار ORP در ویتامین C: 0 MV
مقدار ORP در آب تصفیه شده معدنی: +۳۰۰ MV
مقدار ORP در نوشابه و آب آشامیدنی شهری: +۴۰۰ MV
مقدار ORP در آب استخر: +۴۶۰ MV
مقدار ORP در آب استخر پرورش آبزیان: +۱۵۰ تا +۲۵۰ MV
مقدار ORP در آب برج خنک کننده: +۲۵۰ تا +۳۵۰ MV
ارتباط ORP و PH چیست؟
شاخص‌های PH و ORP دو شاخص کاملاً مرتبط به یکدیگر هستند و در صنعت تصفیه آب و فاضلاب کاربرد دارند. در حالت کلی، هر چه مقدار PH بیشتر از ۷ باشد، محیط خاصیت قلیایی دارد و تمایل به از دست دادن الکترون دارد. به همین دلیل، در بازه قلیایی PH، مقدار ORP منفی (-ORP) خواهیم داشت. این در حالی است که برای PH کمتر که محیط اسیدی و اکسیدکننده است، مقدار ORP مثبت (+ORP) خواهیم داشت. به طور خلاصه، می‌توان گفت که مقادیر منفی ORP و PH پایین نشان‌دهنده محیط اسیدی و اکسیدکننده است، در حالی که مقادیر مثبت ORP و PH بالا نشان‌دهنده محیط قلیایی است.
ارتباط ORP و دما چیست؟
با توجه به ارتباط مستقیم بین PH و دما، ORP نیز با آن در ارتباط است. هرچه دمای آب و فاضلاب افزایش یابد، مقدار اثرگذاری کلر و سایر مواد ضدعفونی کننده کاهش می‌یابد. به همین دلیل، مقدار ORP که نشان‌دهنده تمایل به اکسیدکنندگی است، نیز کاهش می‌یابد. به عبارت دیگر، با افزایش دما، مقدار PH افزایش می‌یابد و مقدار ORP کاهش خواهد یافت.
ارتباط ORP و کلر و ازن
در صنعت تصفیه آب و فاضلاب، کلر و ازن بیشترین کاربرد را در ضدعفونی و حذف مواد آلاینده دارند. کلر خاصیت اکسیدکنندگی دارد و الکترون را جذب می‌کند، از این طریق مواد آلاینده را از بین می‌برد. هرچه مقدار کلر بیشتر باشد، پتانسیل اکسیدکنندگی بیشتری خواهد داشت و در نتیجه مقدار ORP نیز افزایش می‌یابد. این مساله برای ازن نیز صدق می‌کند. بنابراین، با کاهش مقدار ORP، می‌توان گفت که مقدار کلر و ازن در آب و فاضلاب کاهش می‌یابد و مواد آلاینده متعاقبا افزایش پیدا می‌کنند.