в чем измеряется цветность воды

Показатель цветности воды: методы определения и способы очистки

Вода является уникальным сырьем, фундаментом для духовного и человеческого развития. Так как это вещество является ценным природным ресурсом, играет значение в обменных процессах, определение цветности воды является важным параметром анализа ее качества.

Значимость анализа качества воды

Вам будет интересно: Показатель цветности воды: методы определения и способы очистки

Каковы последствия

Подобные процессы приводят к тому, что существенно изменяются органолептические и физические показатели (меняется цветность воды, появляется неприятный запах), повышается количественное содержание хлоридов, сульфатов, токсичных тяжелых металлов, нитратов, сокращается количество кислорода воздуха в воде, появляются болезнетворные бактерии, радиоактивные элементы.

Вам будет интересно: «Хмарь» — это печальное погодное явление: толкование слова

Непосредственный контакт и употребление загрязненной воды способны привести к серьезным проблемам. Разнообразные паразиты проникают в кожу, могут провоцировать серьезные болезни. В настоящее время повышается опасность эпидемических заболеваний: холеры, дизентерии, брюшного тифа.

Для того чтобы остановить стихийность развития подобных событий, необходимо осуществлять специальную обработку воды из водопровода, скважины.

Основные загрязнители

Существует около четырех сотен разнообразных видов веществ, которые способны вызывать загрязнение, влиять на цветность воды, снижать ее органолептические показатели. Возможно превышение допустимой нормы следующих показателей:

В таком случае воду считают загрязненной, непригодной к употреблению. Ее нельзя использовать без предварительной очистки.

Вам будет интересно: «Хмарь» — это печальное погодное явление: толкование слова

Среди химических соединений, способных влиять на цветность воды, необходимо упомянуть нефть и ее многочисленные продукты, ПАВ (поверхностно-активные вещества), тяжелые металлы, пестициды, диоксины.

Существенно загрязняют воду биологические компоненты (вирусы и болезнетворные микроорганизмы), физические (радиоактивные соединения).

Факторы загрязнения

Определение цветности и мутности воды проводится для анализа ее пригодности к применению. Среди факторов, которые негативно отражаются на качестве поверхностных вод, отмечают:

Помимо поверхностных вод систематически загрязняются и подземные, в частности, вблизи промышленных крупных центров. Проникают вредные соединения разнообразными путями:

Среди естественных источников загрязнения отмечают подземные минерализованные либо морские воды, внедряемые в незагрязненные пресные источники во время эксплуатации водозаборных сооружений, а также во время откачки воды из функционирующих скважин.

Примеси, ухудшающие качество

Показатель цветности воды позволяет выявлять некоторые примеси, негативно отражающиеся на ее качестве. К примеру, подобный эффект дают нерастворимые эмульсии, суспензии, которые взвешены в воде. Их наличие является свидетельством загрязненности водного источника водорослями, песком, глиной.

Также на цветность воды влияют органические соединения: частицы гумуса почвы, продукты разложения и жизнедеятельности животных и растительных организмов.

Анализируя источники ухудшения качества воды, нельзя оставить без внимания и соединения техногенного происхождения: жиры, органические кислоты, фенолы, белки, вирусы, углеводы. ГОСТом «Вода. Методы определения цветности» определены требования к отбору проб воды, выбираемой для исследований. Также там регламентируются основные принципы и порядок работ.

Вам будет интересно: Зерно: строение, структура и химический состав

Цветность и мутность питьевой воды связана с микроорганизмами: вирусами, бактериями, планктоном. Увеличение мутности является свидетельством загрязненности, невозможности применения в питьевых и хозяйственных целях.

Органические вещества могут придавать воде определенные запахи: гнилостный, землистый, рыбный, болотный, нефтяной, аптечный, повышать ее цветность, неблагоприятно действовать на организм человека.

Из-за микроорганизмов существенно повышается риск холеры, дизентерии, тифа, полиомиелита, поэтому так важно осуществлять определение цветности воды. Методы анализа, применяемые в настоящее время, позволяют с высокой степенью вероятности выявлять различные болезнетворные организмы, осуществлять своевременную и качественную очистку воды.

Требования к качеству

Что такое цветность воды? Норма СанПина по данному показателю составляет 20 градусов. Под данным параметром подразумевают ее окраску, вызываемую растворенными в ней веществами. Среди основных компонентов, которые вызывают изменение цвета, выделяют гуминовые кислоты, а также различные соединения железа.

Определение цветности воды является важным компонентом комплексного физико-химического анализа, целью проведения которого является определение пригодности питьевой воды к применению. Определяют данный показатель по платинокобальтовой шкале цветности раствора.

Что важно знать

Питьевая и хозяйственная вода должна быть абсолютно безвредной для человека, обладать высокими санитарными, химическими, физическими показателями. Именно поэтому был разработан ГОСТ. Цветность воды, ее запах, мутность – эти параметры являются обязательными элементами, анализируемыми в рамках лабораторных исследований.

Если вода имеет первоначальную мутность, а после продолжительного отстаивания светлеет, следовательно, в ней содержится повышенное количество глины и песка. Какие требования предъявляет к этому показателю ГОСТ? Определение цветности, мутности, запаха осуществляется согласно нормативам, указываемым в СанПине. К примеру, по мутности существует следующее требование – этот показатель не должен быть больше чем 1,5 мг взвешенных частиц на 1 дм3 воды.

Кислотность

Она определяется по водородному показателю рН. В зависимости от его значения вода может быть щелочной либо кислой. Оптимальным считается показатель рН по СанПину в диапазоне 6-9.

Жесткость воды

Выделяют временную и постоянную жесткости. Последний показатель иначе называется некарбонатной, а первый вариант – карбонатной. Жесткая вода приводит в негодность электрические приборы, вызывает сухость кожи и волос, способствует мочекаменной болезни. Для удаления ее используют следующие методы: кипячение, добавление питьевой соды (гидрокарбоната натрия).

Методы очистки питьевой и хозяйственной воды подбирают с учетом ее первоначальных показателей, выявляемых в рамках лабораторных исследований.

Варианты очистки

В наше время индустриального прогресса существенно возросли выбросы сточных вод в водоемы от промышленных комбинатов. Появилась экстренная необходимость осуществления их обработки с целью разрушения либо удаления вредных веществ органической и неорганической природы.

В качестве сырья выступает сточная вода, а готовым продуктом являются ее очищенные потоки. Мероприятия, связанные с очисткой, принято делить на две группы: деструктивные, регенеративные. В первом случае идет речь о разрушении загрязняющих веществ. Те продукты, которые образуются после проведения очистки, удаляются в газообразном виде либо остаются в воде, не принося вреда живых организмам.

Сущность регенеративных методов состоит в очистке сточных вод, а также в утилизации вредных веществ, образующихся в отходах. В наши дни применяют следующие методики обезвреживания воды:

При сочетании сразу несколько методик ведут речь о комбинированной очистке воды. Выбор метода зависит от характера и степени загрязнения, а также от химического состава присутствующих примесей.

Механическая очистка предполагает удаление путем фильтрования механических примесей. Крупные частицы улавливаются ситами, решетками, септиками, песколовками разнообразных конструкций. Поверхностные примеси убирают из проб воды отстойниками, нефтяными ловушками, маслоуловителями.

Благодаря механической очистке можно удалять из сточных вод больше 70 % нерастворимых примесей, причем многие из них потом дополнительно применяются в химическом производстве.

Гидромеханические способы используют в тех случаях, когда необходимо извлекать из сточных вод нерастворимые грубодисперсные примеси неорганического и органического вида. Для этого выполняется процеживание, отстаивание, центрифугирование, фильтрование с помощью конструктивных материалов и приспособлений. К примеру, применяются центрифуги, отстойники, решетки, сита, гидроциклоны.

Термины в анализах воды

СанПин использует следующие обозначения:

По нормативным документам выделяют следующие классы опасности:

Также в анализе проб воды учитывается такой показатель, как токсичность. В группе органолептических показателей применяют обозначения:

Подведем итоги

Вода является важнейшим химическими соединением, без которого невозможно полноценное существование человека, его промышленная деятельность. В зависимости от количественного содержания микроорганизмов в питьевой, сточной, хозяйственной воде, а также катионов тяжелых металлов, можно вести речь о ее пригодности (непригодности) к применению, подбирать эффективные технологии очистки.

Источник

Определение цветности сточной, водопроводной и питьевой воды фотометрическим методом

Вода, иногда даже водопроводная, бывает окрашена. Цвет природной и питьевой воды объясняется присутствием в ней природных ионов металлов (железа и марганца), гумуса и торфа, планктона, сорняков или даже промышленных стоков. Чтобы сделать воду пригодной для применения, ее осветляют. Оценка цвета с помощью человеческого глаза — это очень субъективный и неточный измерительный метод. Степень окрашивания воды в лабораториях оценивают математически, измеряя в градусах.

Показатель цветности воды

Цветность воды согласно стандарту ГОСТ 31868-2012 «Вода. Методы определения цветности» — это характеристика, количественно описывающая природную и питьевую воду, имеющую незначительную естественную окраску.

Качественная водопроводная вода, предназначенная для питья, бесцветна, но природные и сточные воды отличаются разнообразием оттенков. Цветовая гамма воды зависит от растворенных в ней веществ органической и неорганической природы.

Цветность воды подразделяют на два типа:

Интенсивность окраски зависит не только от количества красящих примесей в воде, но и от размеров мицелл коллоидно-растворенных веществ.

Цветность измеряют, сравнивая исходную пробу воды с растворами специально приготовленной эталонной шкалы, а результат сравнения выражают в градусах.

От чего зависит прозрачность?

Если вода окрашена мало и мутность минимальна, для ее характеристики пользуются показателем «прозрачность». По степени прозрачности вода делится на:

Мерой прозрачности поверхностных вод служит высота столба воды (глубина), сквозь который уже не виден медленно опускаемый в толщу вод белый или черно-белый диск диаметром 30 см (диск Секки).

В лаборатории прозрачность воды измеряют с помощью цилиндра Снеллена и любого текста, отпечатанного шрифтом Arial. Буквы должны быть прописными с высотой 3,5 мм, толщиной линий 0,5 мм.

Цилиндр Снеллена выбирается высотой не менее 30 см и ценой деления не более 1 см, с плоским прозрачным дном и сливным боковым отводом в нижней части.

Образец шрифта помещают под цилиндр, закрепленный в штативе, на расстоянии 4 см от дна. Пробу воды перед анализом энергично 2 минуты взбалтывают в таре и переливают в цилиндр Снеллена до верхней отметки. Открыв кран, медленно сливают воду из цилиндра до тех пор, пока сквозь слой воды не проступят четко различимые буквы и числа, и выражают в сантиметрах высоту слоя воды с точностью до 0,5 см.

Чем менее прозрачна вода, тем ниже столб воды в измерительном цилиндре.

Что обуславливает цвет воды?

Вода из-под крана чаще всего лишена цвета, но иногда можно заметить желтоватый, коричневый или белый оттенок жидкости.

Цвет воды обусловлен присутствием в ней:

Вода, загрязненная органическим железом, кажется прозрачной, но при отстаивании меняет цвет от желтоватого до почти красного, если железа содержится много.

В большинстве водоемов величина цветности находится в пределах 20-60 градусов, но в заболоченных водах этот показатель может достигать 1400 градусов.

Загрязнение производственными стоками приводит к неестественному окрашиванию водоисточника и наряду с химическим запахом сигнализирует об экологическом неблагополучии.

Градус — единица измерения цветности

Для определения цветности исследуемую воду сравнивают с искусственными стандартами, приготовленными из смеси хлороплатината калия и хлорида кобальта (платино-кобальтовая шкала) или бихромата калия и сульфата кобальта (хром-кобальтовая шкала).

Окраска воды, соответствующая окраске раствора, который содержит 0,1 мг платины в 1 мл, называется градусом цветности.

Шкала цветовой характеристики воды

Для того чтобы измерить цветность воды пользуются специально разработанными шкалами, позволяющими имитировать природную цветность воды.

Хромово-кобальтовая шкала представляет раствор двухромовокислого калия, сернокислого кобальт и серной кислоты в дистиллированной воде.

Пробу анализируемой воды сравнивают с растворами хром-кобальтовой шкалы, оценивая градус цветности визуально или фотометрически.

Платино-кобальтовая шкала, еще именуемая шкалой Хазена, приготавливается из хлорида кобальта и хлороплатината калия в воде и в присутствии соляной кислоты.

Характеристика вод по цветности

Нормы для питьевой, водопроводной, сточной

Показатель цветности — один из нормативов качества воды, учитываемый при водоподготовке.

Новый СанПиН 1.2.3685-21, действующий с 01.03.2021, не изменил требования к цветности «воды питьевой централизованного водоснабжения» (было и осталось 20 градусов цветности). Но установил новый норматив для «воды питьевой нецентрализованного водоснабжения» на уровне 30 градусов.

Постановление Правительства РФ от 29 июля 2013 года N 644 ограничивает показатель цветности для сточных вод, сбрасываемых в централизованные системы водоотведения. Согласно этому «Правилам холодного водоснабжения и водоотведения» нельзя сбрасывать в канализацию любые сточные воды с цветностью более 150 единиц по хром-кобальтовой шкале.

Правила отбора проб

Общие требования к процедуре отбора проб воды отражены в ГОСТ 31861 — 2012 (с 01 августа 2021 года — ГОСТ Р 59024-2020) и ГОСТ 17.1.5.05-85.

Для определения цветности в стеклянную или пластиковую емкость отбирают не менее 200 см воды (питьевой или природной). К анализу приступают в кратчайшие сроки — не позднее, чем через шесть часов после проботбора. При невозможности провести анализ в указанные сроки, пробу помещают в холодильную камеру при температуре от 2 °С до 8 °С, но не более, чем на 24 ч. Перед анализом охлажденная проба выдерживается при комнатной температуре не менее двух часов. Консервация пробы не допускается.

Методы определения цветности по ГОСТу

ГОСТ 31868-2012 «ВОДА. Методы определения цветности» предлагает определять цветность природной (поверхностной и подземной) визуальным методом и фотометрически.

Предложенные методы пригодны для воды, не содержащей в своем составе примеси красящих химических веществ, способных исказить результат анализа.

Визуальный

«На глаз» окраску оценивают только для ориентировки. Анализируемую пробу в этом случае визуально сравнивают с заранее приготовленной хром-кобальтовой шкалой цветности.

Для создания эталонной шкалы, в которой цветность изменяется в диапазоне от 5 до 70 градусов, используют государственный стандартный образец (ГСО) с аттестованным значением цветности — 500 градусов.

Приготовленные растворы перед применением разливают до метки в трубки Несслера или измерительные трубки из неокрашенного стекла. Допускается также использовать мерные цилиндры с плотно прилегающей пробкой. Пробу, приготовленную на анализ, также наливают в аналогичную измерительную трубку.

Параметры измерительных трубок:

В момент анализа подготавливают матовую подложку белого цвета и затем размещают над ней трубку с пробой и эталонные растворы в аналогичных трубках. Принципиальный момент — свет, отраженный от подложки, должен устремляться строго вверх через цилиндры с жидкостями.

На трубки с образцами смотрят сверху при дневном свете или лампах дневного света, соблюдая расстояние до них 25 см.

Цветность образца воды устанавливают по эталонному раствору шкалы цветности, к которому близок по оттенку анализируемый образец.

Фотометрический

Для получения точного значения цветности используют фотометрический метод, реализуемый на фотометре любого типа. Измерение оптической плотности образца (D) в случае применения хром-кобальтовой шкалы в качестве эталона проводят при длине волны λ = 380 нм. Для работы со шкалой Хазена на фотометре устанавливается значение λ, равное 410 нм.

Фотометрический метод предполагает предварительное построение градуировочного графика. Градуировочная характеристика устанавливает зависимость измеренных значений оптической плотности растворов шкалы цветности от значений цветности по шкале цветности этих растворов. Полученный градуировочный коэффициент используют для расчета цветности образца воды, доставленного в лабораторию.

Убираем цветность воды

В зависимости от требуемой степени осветления окрашенной воды используют технологии, основанные на различных физико-химических процессах. Широко распространено осветление воды отстаиванием, озонированием и фильтрованием, а иногда комбинации этих и других способов очистки.

Отстаивание

Метод осветления отстаиванием пригоден только для воды, загрязненной крупными частицами размером 0,1–0,01 мм. Крупная взвесь удаляется из воды отстаиванием в специальных бассейнах-отстойниках вертикального или горизонтального типа с наклонным ко входу дном. Вода изливается в бассейн из трубы со скоростью 1 м/с, но в широком русле отстойника естественно замедляется. Резкое снижение скорости движения жидкости инициирует выпадение взвеси на дно резервуара. В процессе отстаивания некоторые мелкие частицы укрупняются и тоже оседают на дно, скапливаясь в приямке в начале резервуара.

Специальные устройства в отстойниках поддерживают непрерывное движение воды, создавая ламинарный поток со скоростью несколько миллиметров в секунду.

Озонирование

Процедура осветления воды озоном основана на реакции О₃ с примесями и выпадении их в осадок. Озонатор извлекает кислород из воздуха и подает его в генератор. В генераторе под действием электрических разрядов кислород превращается в озон. Мощный окислитель поступает в реактор — систему резервуаров, где происходит процесс очистки воды.

Очищенная озоном масса воды фильтруется через угольную загрузку. Уголь в озонаторе используется не как сорбент в стандартных фильтрах, а как механический очиститель, поэтому он нуждается в замене гораздо реже.

Имеет значение исходная цветность воды и доза подаваемого озона, то есть чем интенсивнее окраска исходной воды, тем больше потребуется озона для приведения воды к санитарным нормативам (к 20 градусам цветности).

Фильтрация

Фильтрование «цветной» воды относится к сепарационным методам осветления воды и позволяет ощутимо улучшить показатель. Простая процедура фильтрования на первом этапе водоочистки эффективно удаляет из воды механические примеси, планктон, взвеси, обуславливающие ее мутность и цветность.

На очистных станциях используют установки медленной фильтрации, устроенные из песка или гравия. Засыпные фильтры неплохо очищают воду даже от мелких загрязнителей.

В системах автономной очистки обычно применяют сетчатые фильтры, где фильтрационным элементом служит мелкоячеистая сетка из металла. Установкам сетчатого типа не нужна замена картриджей, они механически задерживают крупные частицы и подходят для холодной и горячей воды.

Фильтры со съемными картриджами устроены сложнее. Удерживающим элементом в них выступают:

Сменные картриджи заменяются вручную по мере загрязнения. Есть вариант фильтрующих установок с функцией обратной промывки, когда картриджи очищаются время от времени автоматически.

Фильтры могут работать как самостоятельно, так и в комплексе с предварительной коагуляцией.

Заключение

Повышенная окраска воды не всегда сигнализирует об опасности для человека. Цветность может быть обусловлена геологическими факторами, наличием вблизи водозабора торфяников и особенностью водоносных горизонтов, но заметный оттенок воды всегда вызывает у потребителя сомнение в ее безопасности.

Поэтому контроль цветности и осветление необходимо для улучшения органолептических свойств воды, используемой человеком. Современные системы фильтрации и очистки воды неплохо справляются с «цветной» водой на производствах и в быту.

Источник

В чем измеряется цветность воды

Цветность – естественное свойство природной воды, обусловленное присутствием гуминовых веществ и комплексных соединений железа. Цветность воды может определяться свойствами и структурой дна водоема, характером водной растительности, прилегающих к водоему почв, наличием в водосборном бассейне болот и торфяников и др.

Удовлетворительная цветность воды устраняет необходимость определения тех загрязнителей, ПДК которых установлены по цветности (лимитирующий показатель – органолептический). К таким загрязнителям относятся многие красители и соединения, образующие интенсивно окрашенные растворы и имеющие высокий коэффициент светопоглощения.

Цветность воды определяют визуально или фотометрически, сравнивая окраску пробы с окраской условной 1000-градусной шкалы цветности воды, приготавливаемой из смеси бихромата калия K₂Cr₂O₇ и сульфата кобальта CоSO₄. Для воды поверхностных водоемов этот показатель допускается не более 20 градусов по шкале цветности.

Если окраска воды не соответствует природному тону, а также при интенсивной естественной окраске, определяют высоту столба жидкости, при котором обнаруживается окраска, а также качественно характеризуют цвет воды. Соответствующая высота столба воды не должна превышать: для воды водоемов хозяйственно-питьевого назначения – 20 см; культурно-бытового назначения – 10 см.

Можно определять цветность качественно, характеризуя цвет воды в пробирке высотой 10–12 см (например, бесцветная, слабо-желтая, желтая, буроватая и т.д.). Предлагаемый ниже метод определения цветности, являющийся наиболее простым, в то же время рекомендован ГОСТ 1030.

Метод качественного определения цветности

Оборудование

Пробирка стеклянная высотой 15–20 см, лист белой бумаги (в качестве фона).

Выполнение анализа

2. Определите цветность воды, рассматривая пробирку сверху на белом фоне при достаточном боковом освещении (дневном, искусственном). Отметьте наиболее подходящий оттенок из приведенных в табл. 3 либо заполните свободную графу в таблице.

	1. Заполните пробирку водой до высоты 10–12 см.
Слабо-желтоватая	Коричневатая
Светло-желтоватая	Красно-коричневатая
Желтая	Другая (укажите какая)
Интенсивно-желтая

Метод количественного определения цветности

Метод количественного определения цветности воды основан на визуальном сравнении цвета анализируемой воды с искусственной стандартной цветовой шкалой, создаваемой модельными растворами бихромата калия и сульфата кобальта. Предлагаемый метод определения цветности воды является унифицированным на основе РД 52.24.497–95 и ГОСТа 3351.

Цветность воды определяют в градусах цветности визуально-колориметрическим методом, сравнивая окраску пробы с контрольной шкалой образцов окраски:

0º; 10º, 20º; 30º; 40º; 60º, 100º, 300º, 1000º – в случае модельных эталонных растворов хром-кобальтовой шкалы;

0º; 30º; 100º; 300º, 1000º – в случае пленочной контрольной шкалы.

Объем пробы, необходимой для определения, составляет не менее 12 мл. Продолжительность выполнения определения – не более 5 мин.

Оборудование и реактивы

Хром-кобальтовая шкала цветности в виде модельных эталонных растворов (9 шт., приготовление см. приложение 1).
Примечание. Срок годности растворов хром-кобальтовой шкалы – 6 месяцев с момента изготовления.
Воронка лабораторная, пробирка колориметрическая, штатив для пробирок, фильтры «синяя лента»
Контрольная пленочная шкала образцов окраски проб для визуального колориметрирования «Цветность»

Отбор проб и подготовка к определению

Пробы анализируемой воды следует отбирать в стеклянные бутыли с пробками и проводить определение не позднее чем через 6 часов после отбора пробы. При наличии взвешенных частиц пробы отфильтруйте через бумажный фильтр «синяя лента». Первые порции фильтрата отбросьте.

Выполнение анализа

1. Наполните колориметрическую пробирку анализируемой водой до края, так чтобы образовался выпуклый мениск. Удерживая пробирку рукой в вертикальном положении, закройте ее пробкой. Убедитесь в плотном прилегании уплотнительного кольца.

2. Извлеките образцы эталонных растворов из упаковки и расположите их на ровной горизонтальной поверхности на белом фоне пробкой вниз.

3. Пробирку с анализируемой водой переверните пробкой вниз и сравните окраску исследуемого образца со стандартной хром-кобальтовой шкалой цветности или пленочной контрольной шкалой образцов окраски проб для визуального колориметрирования «Цветность», наблюдая окраску воды сверху, на белом фоне, при достаточном освещении. Для исследуемого образца определите ближайшее по окраске поле пленочной шкалы или образец окраски раствора хром-кобальтовой шкалы и соответствующее ему значение в градусах цветности.

Примечание.
Если цвет и оттенок образца воды не соответствуют модельным эталонным образцам хром-кобальтовой шкалы, то эти показатели оцениваются качественно, например: «окраска образца красно-коричневая».

Источник