Это ее природное свойство, характеризующееся наличием вымываемых из почвы, гуминовых веществ. Эти вещества, появляются в почве, в результате разложения органических соединений, а также синтеза микроорганизмами, особого вещества, присущего только почве – гумуса.
Сам по себе, гумус
коричневого цвета, поэтому вещества, входящие в его состав, придают воде коричневый окрас. На количество таких веществ, в первую очередь, влияют: характер почвы, геологические условия, а также наличия поблизости с водоемом торфяников и болот. Незначительное количество гуминовых веществ попадает в водоем, непосредственно при разрушении микроорганизмами водорослей. Чем выше содержание гуминовых веществ в воде, тем интенсивнее выражается ее цвет.
Для того чтобы измерить цветность воды, пользуются специально разработанной хромово-кобальтовой шкалой, позволяющей имитировать природную цветность воды. Как правило, это раствор кобальта сульфата, серной кислоты и калия хромата в воде. В зависимости от концентрации этих веществ, меняется интенсивность окрашивания воды, а стало быть, и её цветность. Собственно цветность воды, измеряется в градусах путем сравнения интенсивности окраски с хромово-кобальтовым раствором. В настоящее время, этот процесс производится при помощи спектрофотомеров и фотоколориметров. Ранее все осуществлялось визуально.
Бесцветной , может считать такая вода, цветность которой менее 20 градусов, и практически не воспринимается глазом. Только такую воду можно употреблять в пищу, не ограничивая ее использование. Если большая часть потребителей, скажет, что вода имеет желтоватый оттенок, значит ее цветность, превысила 20 градусов по имитирующей шкале. В государственном стандарте, касающемся питьевой воды, сказано, что ее допустимая цветность, не должна превышать 20 градусов.
Помимо цветности, следует также упомянуть и об окрасе воды. Он связан с загрязнением воды, различными веществами неорганического и органического происхождения, в частности красителями, попадающими в водоемы вместе с отходами предприятий и заводов лёгкой промышленности, вместе с соединениями марганца, железа и меди. К примеру, марганец и железо, окрашивают воду в черный и красные оттенки, медь – от сине-зеленого до ярко-голубого цвета. Таким образом, вода загрязненная промышленными отходами, может иметь нехарактерный для нее цвет.
Окрас воды определяется фотометрическим методом или визуально, после того как все взвешенные вещества будут удалены путем центрифугирования или фильтрования. Визуально можно отличить цвет, интенсивность окраски воды и ее оттенок. Для этого необходимо налить воду в цилиндр с плоским дном. Берется лист белой бумаги и размещается на расстоянии 4 см от дна цилиндра. Глядя на лист бумаги через столбик воды, оценивают ее оттенок. Затем воду из воды выливают до тех пор, пока ее цвет не станет восприниматься как белый. Затем следует измерить высоту столбика оставшейся воды. Допустимый предел, не ниже 20 см. В некоторых случаях, особенно если окрас воды очень интенсивен, приходится разбавлять ее дистиллированной водой. Характер окраски и ее интенсивность, устанавливается при помощи фотоколориметра или спектрофотомеров, посредством измерения оптической плотности световых волн.
Нехарактерная цветность и окраска воды, ограничивают сферы ее употребления и заставляют заниматься поиском новых источников водоснабжения. Однако не исключено, что вода из новых источников не окажется опасной в плане содержания токсических веществ или болезнетворных бактерий. Помимо этого, усиленная окраска и цветность воды, также свидетельствует и об загрязнениями ее сточными водами промышленных предприятий. Высокая цветность воды , может носить биологический характер, из-за высокого содержания в ней гуминовых веществ. Конкретных примеров, об отрицательном влиянии воды с высокой цветностью на человеческое здоровье нет. Однако известно о сильном повышении проницаемости стенок кишечника под действием гуминовых кислот. Помимо этого цветность может служить показателем эффективной очистки воды, на специализированных сооружениях.
Природные поверхностные воды (как и подземные воды зоны активного водообмена) по своему составу, как правило, вполне пригодны непосредственно для питьевых целей. Улучшение органолептических свойств легко достигается на водопроводных станциях процессами коагуляции, фильтрации и окисления, вследствие чего для незагрязненных природных водоисточников объем аналитического контроля мог бы ограничиваться определением мутности (прозрачности) и цветности воды. Требования к качеству воды со стороны промышленных водопользователей зависят от особенностей технологического использования воды, которые и определяют минимально необходимый аналитический контроль исходной воды. Наиболее типично определение состава и качества воды . В воде определяют: жесткость, кислотность, мутность, pH, цветность, щелочность, удельную электропроводность, масла, а также содержание бора, фтора, железа, кальция, натрия, магния, марганца, никеля, меди, свинца, цинка, хрома(VI), орто- и полифосфатов, нитрат-, нитрит-, сульфат-, сульфид-, сульфит-, хлорид-ионов, кремневой кислоты, аммиака, углекислого газа, растворенного кислорода, гидразина, таннина, лигнина; кроме того, определяют вес сухого остатка - до и после фильтрования.[ ...]
Желтоватый, коричневый илн желто-зеленый оттенки воды природных источников объясняются главным образом присутствием в воде гумусовых и дубильных веществ, органических соединений, соединений железа, «цветением» водоемов.[ ...]
Природные воды перед употреблением в промышленности и в быту, как правило, требуют тщательной очистки. Вода многих рек средней полосы и Севера нашей страны имеет желтый, светло-коричневый, а иногда и почти черный цвет. То же наблюдается и во многих озерах и водохранилищах. Наиболее интенсивная окраска свойственна рекам и озерам болотного питания. Цветность воды объясняется присутствием в ней гумусовых веществ, которые образуются при разложении органических соединений растительного происхождения. Кроме того, в результате жизнедеятельности и отмирания растений, грибков, бактерий и водорослей образуется ряд веществ, придающих воде неприятные привкусы и запахи. Периодически запахи и привкусы появляются в тех водоемах, где вследствие высокой концентрации биогенных элементов возникает «цветение» воды. Наконец, природная вода весьма часто бывает заражена бактериями, вирусами, а иногда и яйцами гельминтов.[ ...]
Природные воды, наиболее широко потребляемый в технике и быту вид минерального сырья, представляют собой сложные физико-химические системы, состав и свойства которых в значительной мере определяются их местонахождением. Воды открытых водоемов, как правило, содержат наряду с истинно растворенными веществами разнообразные коллоидно растворенные и суспендированные примеси, придающие им мутность и цветность, а также микроорганизмы, в том числе и патогенные.[ ...]
Цветность природных вод чаще всего обусловлена присутствием в воде гумусовых веществ почвенного, растительного, торфяного или планктонного происхождения. Строительство водохранилищ, в которых активно развиваются планктон и гумус, способствует появлению в воде неприятных запахов, привкусов и жраски. Биогенные привкусы и запахи обусловлены наличием л воде органических веществ - продуктов жизнедеятельности, угмирания и распада бактерий, актиномицетов, плесневых гри-Зов, водорослей и высших растений. Многие из этих веществ не идентифицированы, что затрудняет их контроль.[ ...]
Цветность природных вод обусловлена также гумусовыми веществами. При этом нерастворимые гумусовые вещества почвы в природных водах присутствуют лишь во взвешенном состоянии, а в коллоидно- и истинно растворенном состоянии присутствуют фуль во- и гуминовые кислоты, преимущественно в виде солей щелочных и щелочно-земельных металлов.[ ...]
Цветность воды определяют фотометрически - путем сравнения проб испытуемой жидкости с растворами, имитирующими цвет природной воды.[ ...]
Цветность воды обусловлена наличием в ней гуминовых коллоидных веществ, а также загрязнений, попадающих в природные водоемы в результате сброса в них сточных вод различными потребителями. Химическая структура загрязнений, придающих воде специфическую окраску, характеризуется наличием длинных цепочек молекул органических веществ, включающих ароматические кольца и двойные углеродные и азотные связи.[ ...]
Цветность природных поверхностных вод изменяется для территории СССР в определенной закономерности. Наибольшую цветность (от нескольких десятков до нескольких сотен градусов цветности) имеют воды рек и озер, расположенные в таежной зоне, где в изобилии встречаются торфяные болота и заболоченные леса. В лесостепной зоне цветность значительно снижается (в среднем до 12-40°) и достигает минимума (6-26°) в степных районах. Полагают, что такая закономерность связана с более полным распадом остатков органического вещества в южных широтах.[ ...]
Цветность природных вод обусловлена главным образом присутствием окрашенных органических веществ. Научное название этих веществ - гумусовые (от латинского слова -humus - земля, почва), поскольку они, как правило, попадают в природную воду вследствие вымывания из почв. Количество этих веществ зависит от геологических условий в долине реки, наличия водоносных горизонтов, характера почв, наличия болот и торфяников в бассейне реки и т.п. Обратите внимание, что реки, вытекающие из болот, имеют, как правило, желтую, красноватую или даже коричневую окраску. Это связано с тем, что в болотах содержится много гумусовых веществ.[ ...]
В природных водах открытых водоемов кроме бактериальных загрязнений имеется значительное количество органических соединений, обусловливающих цветность воды, в основном гуминовых веществ болотного или почвенного происхождения.[ ...]
Цвет природных дод открытых водоемов чаще всего обусловливается наличием гуминовых веществ и фульво-кислот, окрашивающих воду в различные оттенки от желтого до бурого цвета. Цветность определяют колориметрически, путем сравнивания цвета исследуемой воды с эталонной шкалой, имитирующей эту окраску. Цветность выражают в градусах платиново-кобальтовой шкалы (цвет раствора, содержащего 2,49 г КгР1С16 и 2,08 г СоСЬ в литре воды, принят за 1000 условных градусов цветности) или кобальто-бихроматной шкалы (цвет раствора, содержащего 0,175 г К2СГ2О7 и 4 г Со304 в литре воды, принят также за 1000 условных градусов цветности - ГОСТ 3351-46).[ ...]
Вкус воды характеризуется определениями соленый, кислый, сладкий, горький, а все остальные вкусовые ощущения называют привкусами. Оценивают вкус по такой же пятибалльной шкале, как и запах, с градациями: очень слабый, слабый, заметный, отчетливый, очень сильный. Цвет воды определяют фотометрически, путем сравнения испытуемой воды с эталонными растворами, имитирующими цвет природной воды. Оценивают цвет по специальной шкале цветности с градациями от нуля до 14. Сходным образом исследуют мутность.[ ...]
Если в воде находятся органические соединения и их комплексы, в которых содержится железо, то эти соединения не всегда могут быть удалены с применением коагуляции и тем более при обработке солями железа. В этом случае нередко в процессе введения в воду коагулянта образуется большое число мелкодисперсных зародышей, которые совершенно не оседают в отстойниках и плохо задерживаются. Во всех случаях ввод в природную воду катионов Ре2+ и Ре31 приводит к тому, что в результате взаимодействия их с органическими соединениями образуются сильно окрашенные комплексы, вследствие чего происходит повышение цветности обработанной воды по сравнению с исходной. Это явление, наблюдаемое при обработке высокоцветных мягких вод солями железа, называют «возвратом цветности», вызываемым переходом окрашенных соединений двухвалентного железа в еще более окрашенные соединения трехвалентного железа, хотя необходимо заметить, что и соли двухвалентного железа способны образовывать с гуминовыми веществами устойчивые малорастворимые формы . Отсюда следует, что если соли железа хорошо коагулируют при повышенных pH, то органические соединения, образующие цветность, приобретают наиболее устойчивые формы. В то же время они лучше коагулируют при пониженных рН = 5- 6,5. В этом противоречии и заключается одна из причин, объясняющая совершенство коагулирования органических примесей солями железа.[ ...]
Помимо цветности присутствие гумусовых веществ определяет также величину окисляемости и БПК природных вод. В незагрязненных источниках обычно ход кривых цветности и окисляемости совпадает.[ ...]
Снятие цветности исследовалось как на искусственно приготовленных цветных водах - модельных системах, так и на природных водах. Для приготовления модельных растворов использовали торфяную вытяжку и растворы выделенных из нее гуминовых кислот, а также коллоидно-диспергированных и истинно растворенных фульво-кислот. Было установлено, что цветность торфяной вытяжки определяется в основном (на 84%) гуминовыми кислотами.[ ...]
Качество воды природных источников водоснабжения характеризуется в основном содержанием грубодисперсных взвесей, цветностью (обусловлена преимущественно растворенными гу-миновыми веществами), общим количеством органических веществ, вкусом и запахом, щелочностью (содержанием бикарбонатов, карбонатов и других солей слабых кислот) и концентрацией минеральных солей, в том числе катионов жесткости. Для оценки каждого из этих показателей введены абсолютные или условные критерии.[ ...]
Волжские воды характеризуются довольно высоким содер.-жанием растворенного кислорода, однако на мелководных озеровидных участках кислородный режим может ухудшаться при продолжительной жаркой штилевой погоде (лето 1972 г.). Разница содержания 02 между поверхностным и придонными горизонтами обычно невелика. Для водохранилищ Верхней Волги характерно высокое содержание окрашенного органического вещества (ОВ) гумусовой природы, что определяется в основном природными свойствами водосбора. Межгодовые и сезонные колебания таких показателей как цветность и содержание органического углерода в значительной степени зависят от водности года. В водоемах Средней и особенно Нижней Волги содержание гумуса снижается.[ ...]
Изменение цветности воды, в основном обусловливают органические соединения, которые в природных водах весьма разнообразны. Некоторые из них входят в состав живых организмов, населяющих воду, а часть является продуктами их жизнедеятельности или распада. Иногда источником органических соединений в водоемах служат промышленные и бытовые стоки. В настоящее время установлено присутствие в природной воде гумусовых и дубильных веществ, белково- и углеводоподобных соединений, жиров, органических кислот и витаминов .[ ...]
Щелочность природных вод зависит в основном от содержания солей угольной кислоты. При цветности воды более 40° и необходимости точного определения концентрации гидрокарбонатных и карбонатных ионов следует отдельно учитывать величину гуматной щелочности (см. ниже).[ ...]
Под качеством природной воды понимают совокупность ее свойств, обусловленных характером и концентрацией содержащихся в воде примесей. Ниже дана классификация вод по различным признакам: величине pH, минерализованности, жесткости, прозрачности, цветности и размеру содержащихся в воде частиц (Журба М.Г.).[ ...]
При изучении очистки природных вод с разными цветностью и мутностью, а также для выяснения роли основных добавок, применяемых на водопроводах для интенсификации процесса, был использован метод триангулярных диаграмм, впервые примененный Думанским для исследования лиофобных коллоидных систем. Использование такого метода в исследовании процесса водоочистки, по нашему мнению, является плодотворным, так как позволяет систематизированно изучать влияние различных факторов, устанавливать оптимальные области, выявлять рентабельность применения в водоочистке тех или иных реагентов, их рациональные соотношения и пр., особенно при разработке систем автоматического регулирования. Первая исследованная диаграмма устанавливает связь между коагулянтом, взвешенными веществами (мутностью) и окрашенными веществами (цветностью воды). Вторая диаграмма дает представление о влиянии добавок хлора и извести на процесс очистки воды коагуляцией.[ ...]
Радиационная очистка воды содержит в себе возможности для удовлетворения этих требований. Это, действительно, быстрый метод, скорость которого определяется только количеством подаваемой энергии излучения от источника в единицу времени. Подробные исследования радиационного способа снижения цветности и запаха природных вод, проведенные в совместной работе Института электрохимии АН СССР и ВОДГЕО Госстроя СССР, показали, что этот метод обеспечивает очень высокое качество воды по всем показателям, практически недостижимое при использовании других методов. Радиационная очистка - в принципе одностадийный процесс. Он не требует введения в очищаемую воду новых химических реагентов, делает ее прозрачной, вкусной и обеззараженной. Именно на эти вопросы и пытается ответить настоящая книга.[ ...]
В приборе для контроля цветности воды системы ИОНХ АН УССР применена спектрофотометрическая методика (измерение цветности воды в проходящем свете при нескольких светофильтрах). Он устроен (рис. 166) по схеме компенсационного фотокалориметра, в котором цветность исследуемой фильтрованной воды сравнивается с обычным бихроматкобальтовым стандартом при нескольких светофильтрах. В качестве нулевого прибора, уравнивающего световые потоки -через кюветы, используется механизм автоматического электронного моста ЭМД, который вдвигает в одну из кювет прозрачный цилиндр, изменяя этим высоту просвечиваемого столба жидкости. Если кривая оптической плотности исследуемой профильтрованой воды аналогична кривой оптической плотности стандарта, прибор непосредственно показывает цветность воды. В тех же случаях, когда эти кривые не аналогичны, в показания прибора вносится эмпирически установленная поправка. По отклонениям кривой оптической плотности исследуемой воды от стандарта устанавливают изменения состава и свойств окрашенных органических веществ в природной воде.[ ...]
Доза коагулянтов при обработке природных вод зависит от цветности или мутности исходной воды и составляет 25-80 мг/л. При очистке сточных вод вид реагента и его дозу надлежит принимать на основании пробного коагулирования, по данным научно-исследовательских организаций или по СНиП 2.04.03-85 “Канализация” для различных отраслей промышленности в зависимости от вида и концентрации загрязняющих веществ. В этом случае доза для солей алюминия и железа составляет 30-700 г/м3, извести - 1000-2500 г/м3.[ ...]
Адсорбционные методы извлечения из природных вод водорастворимых органических веществ основаны на применении активированного угля (АУ). При обработке воды АУ в статических или динамических условиях происходит снижение цветности воды, устраняются запахи и привкусы. Активированный уголь имеет высокоразвитую поверхность, обусловленную наличием тонких каналов и пор. Он является хорошим сорбентом для фенолов, спиртов, ПАВ, продуктов жизнедеятельности водных организмов. Сорбционная емкость АУ возрастает с увеличением молекулярной массы сорбируемого органического вещества. Сорбционная емкость АУ в щелочной среде уменьшается. Обычно для дезодорации воды доза угля составляет 10-15 мг/л при времени контакта с водой 10-20 мин. Так как концентрации органических веществ в природных водах, вызывающих ухудшение органолептических свойств, очень малы, то сорбционная емкость АУ в статических условиях для этих веществ бывает недостаточной.[ ...]
Интересно отметить, что окисляемость воды после обработки ее коагулянтами и фильтрования снижается значительно меньше, чем цветность. Так, при обработке волжской воды окисляемость в среднем уменьшалась «а 39, цветность-на 63%; в воде Оки окисляемость уменьшалась на 22, цветность-на 47% Данное обстоятельство свидетельствует о наличии в природных водах большого количества неокрашенных органических веществ.[ ...]
Методы удаления органических веществ из вод можно разде- "? лить на две группы: окислительные и адсорбционные. В качестве окислителей органических примесей природных вод используются1 хлор, озон, перманганат калия, т. е. реагенты, применяемые и для обеззараживания воды. В процессе обработки воды хлором в основном идут реакции окисления и замещения, которые при оптимальной дозе окислителя сопровождаются образованием соединений, не имеющих запаха, цвета и вкуса. Хлор легко окисляет альдегиды, спирты, аминокислоты, действует на некоторые компоненты, вызывающие цветность воды (апокренаты железа). Кренать» железа окисляются хлором хуже. Обесцвечивание воды идет наиболее эффективно при pH 7,5-8,0, основная роль при этом отводится хлорноватистой кислоте и гипохлорит-иону, образующимся при гидролизе хлора в воде. Органические примеси окисляются только тогда, когда окислительный потенциал введенного реагента будет достаточным для протекания реакции с органическим веществом. Так, применение хлора является не всегда эффективным для окисления веществ, вызывающих запахи и привкусы воды. Количество хлора, необходимое для их окисления, выше оптимальной дозы хлора для обеззараживания воды.[ ...]
Метод предназначен для определения аммония в природных водах с высокой цветностью и низкой прозрачностью, а также в природных водах, загрязненных сточными водами. Высокая цветность некоторых природных вод и особенно сточных, обусловленная сложным комплексом органических и неорганических окрашенных соединений
Большинство веществ, определяющих мутность и цветность природных вод, является гидрофобными или слабогидрофильными коллоидами. Гидрофобны или слабогидрофильны и коллоиды, которые образуются при очистке воды в результате гидролиза вводимых в воду коагулянтов. Поэтому полное представление о поведении коллоидов в процессе очистки природных вод можно получить лишь при учете факторов устойчивости гидрофобных и гидрофильных коллоидов.[ ...]
Содержание разнообразных органических веществ в природных водах колеблется в очень широких пределах. Для большинства классов органических веществ он равен от сотых долей миллиграмма до сотен миллиграммов на литр . Изменение состава органических веществ в природных условиях направлено в сторону образования и накопления биохимически стойких соединений. Органические вещества участвуют в процессах самоочищения водоемов, обусловливают качество воды. Процессы образования и разрушения органических веществ в водоемах тесно связаны с круговоротом в природе ряда элементов и их миграцией вследствие лабильности органических соединений и склонности их к комплексообразованию с неорганическими элементами. Органические вещества природных вод характеризуются различной степенью дисперсности - от взвесей до истинных растворов. Они обусловливают цветность вод, многие являются хорошими восстановителями, поверхностно-активны и физиологически активны.[ ...]
В поверхностных водоемах и водотоках с увеличением жесткости воды, а в гидрокарбонатных водах - щелочности цветность обычно уменьшается. Мягкие природные воды с небольшой щелочностью, как правило, всегда высокоцветные.[ ...]
Этот метод используется для выделения из сточных вод взвешенных и коллоидных примесей. Механизм процесса коагулирования сточных вод аналогичен тому, который был рассмотрен при обработке природных вод. Но переносить его механически на обработку сточных вод нельзя, так как состав примесей сточных вод не отличается таким постоянством, как в природных. Коагулянт необходимо, выбирать так, чтобы знак заряда его коллоидных частиц был противоположен знаку заряда частиц примесей. Вследствие малой агрегативной устойчивости взвешенных веществ доза коагулянта для их удаления будет меньше, чем для коагуляции коллоидных примесей. При коагулировании удаляются примеси, обусловливающие мутность, цветность воды, снижаются ХПК и ВПК. Наряду с сульфатом алюминия в качестве коагулянтов широко используются хлорид железа (III), сульфат железа (II), хлорид алюминия, основной хлорид алюминия, катионные полиэлектролиты (ВА-102, ВА-212 и др.). Если производственные сточные воды не имеют достаточного щелочного резерва, необходимо проводить коагулирование с подщелачиванием.[ ...]
Как показали исследования , спектры поглощения света окрашенными природными водами идентичны спектрам поглощения, наблюдаемым почвоведами для различных гумусовых веществ (монотонно убывающие кривые в области длин волн 220-700 нм, рис. 23 а). Наличие такого сплошного спектра характерно для веществ, являющихся сополимерами, когда в процессе образования макромолекулы возникает несколько изолированных хромофорных систем. Спектр этих веществ образован суммированием поглощения отдельных хромофорных систем . Можно предположить, что они представляют собой многоядерные ароматические группировки, фенольная природа которых подтверждается возрастанием в видимой области интенсивности окраски водных гуматов в щелочной среде. Одновременно с изменением цветности днепровской воды в результате подкисления или подщелачивания происходит также изменение спектральной характеристики окрашивающих ее примесей. Это связано с увеличением или подавлением диссоциации функциональных групп высокомолекулярных гумусовых веществ при различных pH среды. Шевченко приводит данные о резком скачке цветности в области pH 3-5, что, по-видимому, объясняется образованием молекул недиссоциированной гуминовой кислоты или их ассоциатов при подкислении воды.[ ...]
Электрофорез является достаточно перспективным методом для очистки цветных вод с малым солесодержанием . Параметры процесса очистки природных вод практически не зависят от изменения концентрации гумусовых загрязнений в исходной воде. Так, затраты электроэнергии при очистке воды с цветностью до 150 град, составляют 0,6 кВт-ч/м3, а с цветностью 30- 40 град.- 0,5 кВт-ч/м3.[ ...]
В настоящее время имеется много прямых и косвенных методов определения органических веществ в природных водах, к числу которых относятся определение потери при прокаливании, определение отдельных элементов, определение цветности, окисляемости, ВПК, показателя преломления света, окислительно-восстановительного потенциала, исследование спектра поглощения и т. д. Некоторые из свойств воды в большей или меньшей степени могут быть использованы для качественной оценки водного гумуса. Наиболее легко определяемым показателем является цветность воды, величину которой, выраженную в градусах, получают колориметрическим сравнением окраски фильтрованной воды с платиново- или бихромат-кобальтовой имитацией. Однако абсолютная величина цветности не может служить надежным критерием не только качественной, но и количественной оценки водного гумуса, поскольку интенсивность окраски зависит как от его природы, так и от степени диссоциации молекул в растворе.[ ...]
Испытания такой установки производительностью 50 м3/сутки проводили как на искусственно замутненной воде (мутностью до 80 мг/л), так и на воде природных источников (реки Сходня и Москва). Результаты испытаний показали, что эффект удаления взвешенных веществ достаточно высок: мутность фильтрата была меньше предельно допускаемой по стандарту. Снижение цветности при фильтровании цветных вод составляло 10- 20%. Количество бактериальных загрязнений без введения обеззараживающего реагента снижалось на 93- 97%.[ ...]
Комплексные соединения ионов кальция и магния с растворенными органическими веществами идентифицированы для различных типов вод. Методом хроматографии на бумаге доказано существование комплексных соединений ионов кальция и магния с фульвокислотами в водах озер США . В случае ультрапресных вод мерзлотных ландшафтов кислого глеевого класса (содержание органических веществ в которых составляет 37-65% от суммы растворенных веществ) от 90 до 100% ионов кальция и магния не мигрируют через целлофановую мембрану в процессе диализа, т. е. находятся в форме, связанной с гуминовыми и фульвокислотами . Нами изучено состояние ионов кальция в опытах с природными высокоцветными водами и в модельных экспериментах с беззольными препаратами фульвокис-лот (выделенных из речных вод по схеме, включающей концентрирование вымораживанием и фракционирование методом адсорбционной храматографии на угле ). На примере изучения состояния компонентов в воде (исток р. Москвы; цветность 300-500°, окисляемость 70-105 мгО/л) показано, что до 40% кальция химически связано с окрашенными органическими веществами. не способными к диализу через целлофановую мембрану. Убедительным доказательством существования кальция в этих условиях, главным образом в форме комплексных соединений, являются данные, полученные методом фильтрации через сефадексы.[ ...]
В основной комплекс очистных сооружений водопроводов, имеющий широкое распространение в практике очистки забираемой из открытых водоемов воды, входят установки для осветления и обесцвечивания, которые требуют больших капиталовложений и эксплуатационных затрат. Они улучшают физические показатели качества воды путем удаления из нее взвешенных и коллоидных частиц и высокомолекулярных веществ, обусловливающих мутность и цветность природных вод. Не менее важным процессом является очистка воды от болезнетворных микроорганизмов - ее обеззараживание. Большая их часть удаляется при осветлении и обесцвечивании воды, оставшиеся микроорганизмы гибнут в результате действия дезинфицирующих реагентов. Обеззараживание-наиболее распространенный, а иногда и единственный метод обработки воды - применяют и на водопроводах, использующих подземную воду, не требующую в большинстве случаев очистки.[ ...]
Обычно же проводятся косвенные, более простые анализы, выделяющие группы органических веществ с характерными свойствами. Так, устанавливается содержание в воде природных органических гумусовых веществ, находящихся в коллоидальном состоянии и в растворенном виде. Разделение этих видов существенно, так как коллоидные соединения гуминовых кислот и их солей, а также коллоидные фульвокислоты обуславливают повышенную цветность поверхностных вод, в то время как истинно растворимые фульвокислоты не влияют на цветность воды.[ ...]
Оптимальное значение pH для процесса коагулирования зависит не только от условий коагуляции гидроксида алюминия, но в значительной степени от состава и характера примесей природной воды. Осветление и обесцвечивание мягких вод с цветностью более 50 град целесообразно осуществлять при значениях pH = 5...6. Коллоидные гумусовые вещества сорбируются на поверхности А1(ОН)3, передавая ему свои свойства. Устойчивость гуминовых коллоидов снижается при понижении значения pH, поэтому и коагулирование таких вод успешней протекает в кислой среде.[ ...]
В заключение можно сказать, что решение задачи определения индивидуальных органических соединений по существу сводится к разработке некоторого общего метода систематического анализа природных вод для определения органических компонентов . Этот метод может иметь несколько вариантов, применяемых в зависимости от состава анализируемой воды и от допустимых потерь тех или иных веществ. При изучении состава органических веществ параллельно с компонентным анализом необходимо иметь данные о содержании неорганических микро- и макрокомпонентов и органического углерода, о цветности воды, что позволит дать оценку методам выделения и определения отдельных групп органических соединений .[ ...]
Большинство веществ, обусловливающих мутность и цветность природных вод, являются коллоидами. Наиболее часто обработка коагулянтами производится для очистки воды открытых водоемов. Коагулирование проводят для ускорения процесса осветления и обесцвечивания воды и увеличения его эффекта. Как известно, при простом отстаивании большая часть мелкодисперсных взвесей и коллоидных частиц вообще не выделяется из воды. При коагулировании эти частицы укрупняются в хлопья и выпадают в осадок.
Цветность - это такой показатель, который характеризуют интенсивность и степень окраски воды.
Цветность – это природное свойство воды, которое обусловлено тем, что в ней присутствуют гуминовые вещества и комплексные соединения железа. Цветность воды способно определяться свойствами и структурой дна водоёма, характером водной флоры, почвы, которая прилегает к водоёму, присутствием в водоносном бассейне торфяников, болот и прочего.
Хорошая цветность воды устраняет необходимость определения таких загрязнителей, ПДК которых установлены по цветности воды. К подобным типам загрязнителей относятся многие соединения и красители, которые образуют интенсивно окрашенные растворы и обладают высокой степенью светопоглощения.
Цветность воды можно определить визуально или же с использованием фотометрики, сравнивая окраску пробы с окраской условной 1000 градусной шкалы степени цветности воды, которая готовится из смеси бихромата калия K2Cr2O7 и сульфата кобальта CоSO4. Для воды, которая содержится в поверхностных водоёмах, показатель допускается не более чем двадцать градусов по шкале цветности.
В том случае, если окраска воды не соответствует природной, а также в случае чрезмерно интенсивной окраски, определят также высоту столба жидкости, при котором обнаруживается окраска, а также качественно характеризует цвет воды. Соответствующая высота столба воды не должна быть более чем:
Для воды водоемов хозяйственно-питьевого назначения – 20 см;
Для воды водоемов культурно-бытового назначения – 10 см.
Цветность воды принято определять в градусах цветности методом визуально-колориметрическим, сравнивая показатели окраса пробы с контрольной шкалой образцов окраски:
0º;10º, 20º;30º; 40º; 60º, 100º, 300º, 1000º – для эталонных растворов хром-кобальтовой шкалы;
0º; 30º; 100º; 300º, 1000º – для пленочной контрольной шкалы.
Бесцветной принято считать такую воду, цветность которой составляет не менее двадцати градусов и практически не воспринимается глазом. Только такую воду можно спокойно употреблять, не ограничивая при этом её использование. В случае если большая часть потребителей укажет на желтоватый оттенок воды, значит её цветность превышает 20 градусов по имитирующей шкале. Согласно государственным стандартам, которые относятся к питьевой воде, её допустимая цветность не должна быть более чем 20 градусов.
Пригодность воды для питья и других технических целей (таких, как ГВС и теплоснабжение) определяется содержанием примесей, присутствием веществ, образующихся при обработке воды, а также микробиологическими показателями. Кроме этого, качество воды оценивается по таким показателям, как запах, привкус, мутность и цветность.
Природные воды, стоки промышленных предприятий могут иметь различный цвет. Даже водопроводная вода порой теряет прозрачность и приобретает необычную окраску. Такая окрашиваемость называется цветностью. Обычно под цветностью воды понимают условную характеристику, которая принята для описания цветового оттенка природной, технической или питьевой воды. Важно отметить, что определение цветности воды лишь косвенно характеризует наличие в ней примесей. Однако, несмотря на это, данный показатель качества воды довольно часто позволяет правильно выбрать систему водоподготовки.
Основной группой примесей, вызывающей окрашиваемость воды, являются вещества органической природы, вымываемые из почвы. Эти загрязнения условно можно разделить на два семейства: гумусовые кислоты и танины.
Источником поступления в воду гумусовых кислот являются торфяники и почва. Также данное семейство примесей может находиться во взвешенном растворенном или коллоидном состоянии. Содержащиеся в них карбоксильные, фенилгидроксильные и аминовые группы являются причиной образования при реакции с катионами металлов солей и прочных комплексных соединений. Большинство получаемых при этом веществ имеют слабокислые свойства и являются растворимыми.
Семейство танинов составляют не индивидуальные химические соединения, а вещества, в состав которых входят ароматические кольца с несколькими окси-группами, и соединения с гетероциклическими и азотосодержащими фрагментами в молекулах. Они образуются в результате конденсации ароматических фенолов с аминокислотами и протеинами.
Наличие гуминовых кислот в воде может приводить к возрастанию ее биологической активности, что в свою очередь будет повышать проницаемость стенок кишечника для ионов металлов, например, таких, как железо и марганец.
- Метод озонирования воды для коммунального водоснабжения: специфика
Помимо этого, определение цветности воды обусловлено присутствием в ней ряда примесей неорганической природы. В природных водах часто встречаются окрашенные неорганические соединения. Основным среди подобных соединений можно считать неорганические соли Fe2, которые, находясь в растворенном состоянии, обусловливают красновато-бурое окрашивание воды. В большинстве случаев примесям соединения железа сопутствуют загрязнения воды солями марганца, которые придают ей черноватый оттенок. Кроме растворимых солей Fe2, окрашиваемость воды могут вызывать и примеси соединений железа, находящиеся в коллоидном состоянии. Этот вид загрязнений ответственен за красноватое окрашивание воды. Всем известна склонность соединений железа к образованию в водной среде комплексных соединений, примеси которых придают воде желтый оттенок.
Иногда цвет воды зависит от цветения тех или иных водорослей: зеленых, сине-зеленых, диатомовых и других. В этом случае цвет воды может варьироваться от ярко-зеленого до желтоватого или даже голубоватого. Мощные вспышки развития фитопланктона в природных водоемах вызывают так называемое цветение воды. В результате этого происходит интенсивное отмирание водорослей, а на их разложение потребуется значительное количество кислорода, растворенного в воде. Все это может привести к нарушению экологического равновесия.
Но большее разнообразие оттенков воде обычно придают загрязнения техногенного характера.
Длительное время считалось, что высокая цветность воды всего лишь ухудшает органолептические свойства воды и затрудняет ее очистку. Но результаты последних исследований выявили, что повышенная цветность питьевой воды несет опасность для здоровья человека.
Методы определения цветности воды
Измерение цветности воды производится в градусах платино-кобальтовой шкалы, которую еще иногда называют шкалой Хазена. В этой шкале используются окрашенные растворы солей кобальта и платины установленной концентрации - так называемые растворы сравнения. Каждому такому эталонному раствору соответствует свое значение цветности воды, выраженное в градусах цветности. Определение цветности воды производится путем сравнения интенсивности окраски исследуемых проб с растворами сравнения. Практически бесцветной по восприятию человеческим глазом считается вода с цветностью менее 20 град. При летнем «цветении» поверхностного источника в воде присутствует большое количество фитопланктона, в этот период интенсивность ее окраски соответствует примерно 120 град. цветности.
- Неучтенные расходы и потери воды: методика определения и борьбы
Для справки
Цветовая единица Хазена - окраска раствора, содержащего 1 мг платины в виде платинохлористоводородной кислоты в присутствии 2 мг гексагидрата хлорида кобальта (II) на 1 куб. мм.
ГОСТ 29131–91. Продукты жидкие химические. Метод измерения цвета в единицах Хазена (платино-кобальтовая шкала)
Окрашенные воды делятся в зависимости от интенсивности окраски на следующие категории цветности: очень малая, малая, средняя, высокая и очень высокая (рисунок).
Категории цветности
В соответствии с Санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами 2.1.4.1074–01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества», введенными в действие с 1 января 2002 г., допустимая цветность воды составляет 20 град. цветности (35 град. цветности). Следует отметить, что стоящая в скобках величина для конкретной системы водоснабжения может устанавливаться Главным государственным санитарным врачом РФ по соответствующей территории как результат анализа применяемой технологии водоподготовки и санитарно-эпидемиологической обстановки на территории населенного пункта.
Вскоре после этого были приняты Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы 2.1.4.1175–02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников» и введены в действие с 1 марта 2003 г. Согласно данному документу цветность воды не должна превышать 30 град. Одновременно с этим следует сообщить, что в Руководстве по контролю качества питьевой воды ВОЗ указано, что цветность воды должна составлять не более 15 град. Интересно отметить, что согласно требованиям USEPA (Агентство по защите окружающей среды США) такой показатель качества воды, как цветность, вовсе не регламентируется, а в Европейском союзе цветность не должна превышать 20 град.
Цветность воды (как и ее окраска) определяется воздействием дневного света. Как известно, дневной свет состоит из инфракрасного компонента, видимой части спектра дневного света и ультрафиолетовой составляющей. Электромагнитный спектр ультрафиолетового излучения поделен на подгруппы в соответствии с определенным цветом. Это свойство используется для определения окраски воды.
Оттенок окрашенной воды зависит от длины волны поглощенного света, которая изменяется от 420 нм, соответствующих фиолетовому цвету, до 680 нм вишневого цвета в ультрафиолетовой области спектра. При дальнейшем увеличении длины волны начинается видимая область. Распознавание окраски воды осуществляют на основе установленных цветов, которым соответствуют определенные значения длин волн.
Таблица 1
Показатели, используемые для измерения цветности воды
|
Длина волны, нм |
Наименование цвета |
|
|---|---|---|
|
Фиолетовый |
||
|
Зелено-синий |
||
|
Сине-зеленый |
||
|
Желто-зеленый |
||
|
Зелено-желтый |
||
|
Оранжево-желтый |
||
|
Желто-оранжевый |
||
|
Оранжевый |
||
|
Вишневый |
||
Данные цвета используются для определения цветности воды в природных водоемах. Для этого применяется диск, поверхность которого разбита на 16 секторов с углом в 22,5°. Каждый сектор этого диска окрашен в один из указанных цветов. Такой диск, находящийся в горизонтальном положении, опускают в воду на определенную глубину. В результате сектор диска, окрашенный в белый цвет, будет принимать окраску воды водоема. При этом можно визуально определить, какому цвету сектора будет близка окраска, соответствующая белому цвету.
ГОСТ Р 52769–2007 предлагает определять цветность двумя способами: визуальным (метод А) и с помощью фотометрического контроля (метод Б).
В основе метода А лежит визуальное сравнение по окраске пробы воды и растворов шкалы цветности. Установлено определенное соответствие эталонных образцов и выраженной в градусах цветности воды. Для изготовления эталонных растворов используют Государственный стандартный образец (ГСО) с определенной концентрацией.
Таблица 2
Таблица эталонных растворов
Визуальную оценку цветности воды можно осуществить и более простым способом. Для этого достаточно налить воду в стакан или любой другой сосуд из прозрачного стекла и поместить за ним лист чистой белой бумаги так, чтобы часть была видна без слоя воды. Сравнение окраски бумаги через слой воды и без него позволяет измерить цветность воды.
В методе Б для определения у исследуемой пробы воды оптической плотности (или коэффициента пропускания) используется фотометрический анализатор. Применяя ГСО с различной концентрацией, приготовляют калибровочные растворы. Затем определяют их оптическую плотность. По результатам вычерчивается калибровочная кривая зависимости оптической плотности и градусов цветности, позволяющая установить цветность исследуемой воды. В данном методе в определении цветности воды могут быть использованы шкалы: либо платино-кобальтовая с определением оптической плотности при длине волны 410 нм, либо хром-кобальтовая с определением коэффициента пропускания при длине волны 380 нм.
- Обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением
Методы обесцвечивания воды
Единого универсального метода понижения цветности воды не разработано. Все используемые для обесцвечивания воды способы условно могут быть классифицированы по технологии обработки на деструкционные и сепарационные.
Традиционно наиболее распространены сепарационные методы. В них примеси, обусловливающие цветность, удаляются из воды в процессе водоочистки наряду с иными различными загрязнениями.
Самый простой из сепарационных методов понижения цветности воды - это фильтрация, которую проходит вода на начальном этапе очистки. Ее применение очищает воду от механических примесей, фитопланктона, различных взвешенных веществ. Для данных целей на водоочистных станциях обычно используют установки медленной фильтрации - гравийные или песчаные насыпные, а в системах автономной водоочистки - сетчатые фильтры. Обычно такой обработкой можно уменьшить цветность примерно до 50 град.
Необходимо отметить, в системах автономной водоочистки и при бытовой доочистке для обесцвечивания воды часто применяют способы сорбционной и ионообменной фильтрации, которые относятся к сепарационным методам. Обращение к ионообменной фильтрации в этих целях обусловлено тем, что во многих молекулах примесей цветности присутствуют полярные группы, способные к взаимодействию с ионитами.
Ионообменное обесцвечивание воды осуществляют одновременно с понижением ее жесткости. Установлено, что эффективность извлечения из воды окрашенных примесей находится в прямой зависимости от длительности контакта очищаемой воды с ионообменной смолой. Поэтому при минимальной толщине слоя ионита в 90 см вода должна находиться в фильтре не менее 3,5–5,0 мин. В качестве существенного недостатка данного метода обесцвечивания воды можно отметить трудности, возникающие при регенерации ионитов. Дело в том, что окрашенные примеси воды при проведении ионообменной фильтрации так прочно связываются с сорбентами, что их последующее удаление является чрезвычайно сложной задачей по сравнению с очисткой от обычных загрязнений (отмывка смол после поглощения ими примесей цветности - процесс чрезвычайно длительный и трудоемкий).
Упростить регенерацию может использование так называемой комбинированной ионообменной фильтрации, при которой в целях умягчения воды на слой смолы добавляется слой анионообменной смолы, которая удаляет примеси цветности. Но данный прием может применяться только если жесткость воды невысокая и примеси органической природы составляют менее 7 ммоль/л. При воде большей жесткости с более высокими концентрациями примесей цветности рекомендуется раздельная ионообменная фильтрация. Облегчить отмывку можно применением макропористых ионообменных смол на основе сополимеров стирола - большое число сшивок в них препятствует проникновению примесей в глубь пор.
Необходимо отметить, что во многих случаях содержание в воде органических примесей цветности ведет к ускоренному биозарастанию ионообменных смол. Биопленки покрывают зерна ионитов и тем самым блокируют функциональные группы. Эти же биопленки затрудняют также и последующую регенерацию ионообменных смол. Защиту ионитов от столь пагубного воздействия обеспечивают с помощью органопоглотителей, или скэвэнджеров. Данную фильтрационную среду располагают перед ионообменной фильтрацией в предфильтрах. Органопоглотители сравнительно легко регенерировать либо раствором щелочи, либо щелочным раствором соли поваренной. При такой обработке поток воды должен иметь температуру не более 38 °С, а его скорость может изменяться в интервале от 0,6 до 100 куб. м/ч.
- Удаление растворенных газов при обработке подземных вод
Путем сравнения различных сепарационных методов обесцвечивания воды было установлено, что адсорбционная очистка на активированных углях наиболее эффективно удаляет гидрофобные примеси цветности. Этот сорбент поглощает хорошо окрашенные вещества на основе фенолов, полициклических ароматических соединений, а также примеси, содержащие нефтепродукты, фосфорорганические пестициды и другие органические и хлорсодержащие соединения. Самым подходящим материалом в этом случае служит древесный активированный уголь - он более крупнопористый, обладает хорошей устойчивостью к истиранию. Однако активированные угли отличает сложность регенерации, которая вызвана высокой сорбционной способностью этого вида материала. Угли регенерируют каустической содой и растворителями либо прокаливанием в печи. Такие процессы осуществимы только в производственных условиях. Как результат, при автономном водоснабжении или бытовой доочистке воды чаще всего отработанные угольные фильтры просто выбрасывают и заменяют новыми. Это сопряжено с дополнительными затратами при использовании. Стоимость угольных фильтров определяется не только сорбционной средой, но и другим сопутствующим оборудованием. Конструкционными частями фильтра с засыпкой из гранулированного активированного угля являются: корпус, дренажно-распределительная система, фильтрационная среда и узел управления потоками.
К другой группе методов, позволяющих понизить цветность воды, относятся так называемые деструкционные способы, при использовании которых происходит разрушение примесей, вызывающих окраску. По мнению специалистов, более перспективными являются деструкционные способы, однако только в том случае, если при их применении не образуются соединения, вызывающие вторичное загрязнение.
Наиболее распространенным методом понижения цветности воды из этой группы является коагуляция. Его применяют на станциях водоочистных сооружений для осветления воды. Обычно с помощью коагуляции можно цветность исходной воды снизить со 120 град. цветности (значение, которое принимается при разработке проектов) до 30–40 град. Процесс проводят при дозировании коагулянтов на основе многозарядных катионов металлов, в основном алюминия и железа. Среди коагулянтов на основе алюминия можно упомянуть , , (АlСl3), {[Аl2(ОН)5Сl] х 6Н2O}. В числе коагулянтов на основе железа можно отметить FeSO4, и (FeCl3). Кроме этого, понижение цветности происходит и при подщелачивании воды Са(ОН)2и Na2СO3, поскольку некоторые примеси цветности выпадают в осадок.
Чтобы повысить эффективность обесцвечивания обрабатываемой воды с помощью коагулянтов в нее вводят флокулянты, одним из которых является полиакрилоамид. Доза флокулянта зависит от цветности воды и меняется в интервале от 0,2 мг/л до 1,5 мг/л.
Таблица 3
Дозирование флокулянта
К числу деструкционных способов снижения цветности воды можно отнести окисление растворимых примесей цветности. Это относится к неорганическим соединениям железа и марганца. Способность данных соединений к легкому окислению при воздействии кислорода воздуха (при наличии катализаторов) и переходу в нерастворимое состояние используется во многих методах обезжелезивания воды. Но наличие в составе примесей цветности органических соединений железа и коллоидных частиц серьезно осложняет процесс очистки, поскольку окисление данных соединений требует применения озона или активного хлора - как более сильных окислителей.
Интересно отметить, что для обесцвечивания воды из поверхностных источников в северных и центральных районах России обычно озона требуется относительно немного - всего около 2,5 мг/л. В то же время для южных регионов страны, где значения цветности природной воды существенно выше, озон расходуется в дозировке примерно 8 мг/л.
- Актуальные вопросы очистки сточных вод с учетом опыта западных стран
На вызывающие изменения цвета воды вещества озон воздействует в двух направлениях. Во-первых, происходит окисление и деструкция органических веществ с образованием простых безвредных соединений. Во-вторых, в результате процессов коагуляции в окрашивающих примесях они выпадают в осадок. Следует заметить, что отсутствие отходов в виде вредных продуктов при эффективном обесцвечивании воды путем ее озонирования в ряде случаев является главным определяющим фактором при выборе способа обработки. Однако не следует забывать, что обработка воды озоном относится к достаточно опасным методам и требует больших расходов энергии и существенных капиталовложений.
Довольно часто для обесцвечивания воды применяется окисление примесей, которое происходит при обработке воды активным хлором. Обычно обработка воды активным хлором осуществляется с целью ее обеззараживания. Однако, помимо этого, иногда в рамках предварительного хлорирования производится обесцвечивание окрашенных вод. При такой обработке одновременно с деструкцией и коагуляцией примесей происходит их хлорирование. Образованные в этом случае хлорсодержащие примеси не являются окрашенными веществами, но они остаются в воде и могут обладать достаточно высокой токсичностью. Следует заметить, что удаление таких продуктов вторичного загрязнения зачастую вызывает еще большие трудности, нежели само обесцвечивание воды.
Для сведения
Было установлено, что хлорирование воды с цветностью от 45 до 180 град. может привести к образованию в ней хлорсодержащих соединений, обладающих канцерогенными свойствами. Употребление такой воды беременными женщинами, как показали наблюдения, ведет к значительному возрастанию числа патологий.
Наряду с обесцвечиванием вод хозяйственно-бытового назначения часто требуется понизить цветность промышленных стоков. Для этой цели используют те же методы, однако в ряде случаев целесообразно применять некоторые специфические приемы. Например, для снижения окрашиваемости промышленных стоков стали использовать методы фотокаталитической очистки. В них для разрушения загрязнений используется энергия солнечного излучения, которая вызывает каталитическое расщепление примесей цветности.
К числу таких катализаторов часто относят химические соединения, обладающие полупроводниковыми свойствами. Из широкого перечня фотокатализаторов наиболее изучены ТiO2 и ZnO, которые обладают достаточно высокой активностью, имеют низкую цену и доступны.
Помимо того что окрашенная вода встречается в природных источниках, она может появиться и в системе коммунального водоснабжения. Вызвано это бывает главным образом причинами вторичного загрязнения. Например, иногда окрашенная вода начинает течь из водопроводного крана. Цветность такая питьевая вода приобретает в результате загрязнений при ее транспортировке по трубопроводам.
Пример
Красновато-бурый цвет воде придает присутствие мелкодисперсного осадка железа в окисной форме. В старых трубах данные примеси вымываются водой, если значение рН ниже 6,6. Кстати, такое железо быстро оседает в виде бурых частичек на дне посуды, но это все равно неприятно.
Кроме этого, из крана может течь вода с коричневым оттенком, которая не образует осадка. Эта окраска часто бывает вызвана присутствием железистых бактерий, расплодившихся в трубопроводах.
Если из-под крана потечет вода мутно-молочного цвета, то это может быть вызвано попаданием в нее метана, избытка коагулянта при нарушении его дозировки на станции водоочистки или на худой конец созданием водно-воздушной суспензии в результате неправильной работы насоса.
Для того чтобы во всех перечисленных случаях не искушать судьбу, применять окрашенную воду целесообразно только после применения определенных методов определения ее цветности и бытовой системы доочистки.
ГОСТ 31868-2012
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Методы определения цветности
Water. Methods for determination of colour
Текст Сравнения ГОСТ 31868-2012 с ГОСТ Р 52769-2007 см. по ссылке .
- Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________
МКС 13.060.60
ТН ВЭД 220100000
220110000
Дата введения 2014-01-01
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены".
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью "Протектор" совместно с Закрытым акционерным обществом "Центр исследования и контроля воды"
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Техническим комитетом по стандартизации ТК 343 "Качество воды")
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 15 ноября 2012 г. N 42)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
|
Агентство " Армстандарт " |
||
Казахстан | Госстандарт Республики Казахстан |
|
Киргизия | Кыргызстандарт |
|
Росстандарт |
||
Таджикистан | Таджикстандарт |
|
Узбекистан | Узстандарт |
4 Настоящий стандарт соответствует международному стандарту ISO 7887:2011* Water quality - Examination and determination of colour (Качество воды. Изучение и определение цвета).
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить перейдя по ссылке на сайт http://shop.cntd.ru . - Примечание изготовителя базы данных.
Степень соответствия - неэквивалентная (NEQ).
Стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 52769-2007 "Вода. Методы определения цветности"
5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. N 1516-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 31868-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2014 г.
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
Введение
Введение
Цветность является важным физико-химическим показателем качества питьевой воды, от которой зависят ее органолептические свойства.
Цветность питьевой воды обычно обусловлена присутствием окрашенного органического вещества (главным образом гуминовых и фульвовых кислот, связанных с гумусом почвы). На цветность воды сильно влияет присутствие железа и других металлов в виде естественных примесей или в качестве продуктов коррозии. Она бывает также обусловлена загрязнением водоисточника промышленными стоками и может служить первым признаком возникновения опасной ситуации. Для показателя цветности питьевой воды ВОЗ не устанавливает никакого конкретного значения, которое влияет на здоровье человека.
Цветностью называется условно принятая количественная характеристика для описания цвета природной и питьевой воды, имеющей незначительную естественную окраску. Цветность является косвенным показателем количества содержащихся в воде растворенных органических веществ. Измерение цветности природных вод необходимо для правильного выбора технологии водоподготовки.
Цветность воды определяется сравнением с растворами специально приготовленной шкалы цветности и выражается в градусах цветности этой шкалы.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на питьевую, в том числе расфасованную в емкости, и природную (поверхностную и подземную) воду, в том числе воду источников питьевого водоснабжения, и устанавливает следующие методы определения цветности воды:
- метод визуального определения цветности (метод А). Метод применяют только при необходимости ориентировочной оценки цветности;
- метод фотометрического определения цветности (метод Б) с применением хром-кобальтовой или платино-кобальтовой шкал.
Методы определения цветности по настоящему стандарту не применяют для анализа воды, содержащей примеси красителей или иных окрашенных химических веществ.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков
ГОСТ 1770-74 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия
ГОСТ 4204-77 Реактивы. Кислота серная. Технические условия
ГОСТ 4220-75 Реактивы. Калий двухромовокислый. Технические условия
ГОСТ 4462-78 Реактивы. Кобальт (II) сернокислый 7-водный. Технические условия
ГОСТ ИСО 5725-6-2003* Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике
________________
ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 "Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике".
ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия
ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий
ГОСТ 18300-87 * Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия
_______________
* В Российской Федерации действует ГОСТ Р 51652-2000 "Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия".
ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры
ГОСТ 28498-90 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний
ГОСТ 29131-91 (ИСО 2211-73) Продукты жидкие химические. Метод измерения цвета в единицах Хазена (платино-кобальтовая шкала)
ГОСТ 29169-91 (ИСО 648-77) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки с одной отметкой
ГОСТ 29227-91 (ИСО 835-1-81) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть I. Общие требования
ГОСТ 31861-2012 Вода. Общие требования к отбору проб
ГОСТ 31862-2012 Вода питьевая. Отбор проб
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования -- на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Отбор проб
Общие требования к отбору проб воды - по ГОСТ 31861 , ГОСТ 31862 и ГОСТ 17.1.5.05 .
Пробу воды отбирают объемом не менее 200 см в емкость, изготовленную из полимерных материалов или стекла.
Пробу не консервируют и анализируют как можно быстрее после отбора. Если анализ пробы воды проводят позднее, чем через 6 ч после ее отбора, то пробу хранят в темном месте при температуре от 2 °С до 8 °С, при этом срок хранения пробы - не более 24 ч.
Примечание - Пробы, хранившиеся в холодильнике, перед испытанием необходимо выдержать при комнатной температуре не менее 2 ч.
Для воды, расфасованной в емкости, сроки и температурные условия хранения должны соответствовать требованиям, указанным в нормативном документе* на готовую продукцию.
_______________
* В Российской Федерации - требованиям ГОСТ Р 52109-2003 "Вода питьевая, расфасованная в емкости. Общие технические условия" - переоформляется в межгосударственный стандарт.
4 Метод визуального определения цветности (метод А)
Метод основан на визуальном определении цветности анализируемой воды путем сравнения пробы со шкалой цветности.
4.1 Средства измерений, вспомогательное оборудование, реактивы, материалы
Термометр жидкостный стеклянный по ГОСТ 28498 диапазоном измеряемых температур от 0 °С до 100 °С.
Колбы мерные по ГОСТ 1770 2-го класса точности вместимостью 100 и 1000 см.
Пипетки с одной отметкой по ГОСТ 29169 2-го класса точности.
Пипетки градуированные по ГОСТ 29227 2-го класса точности.
Воронки лабораторные по ГОСТ 25336 .
Устройство для фильтрования проб с использованием мембранных фильтров.
Фильтры мембранные с порами диаметром 0,45 мкм.
Измерительные трубки внутренним диаметром от 16 до 30 мм и длиной не менее 200 мм из бесцветного стекла с незатененным плоским дном и меткой, нанесенной на стенку трубок на расстоянии от 10 до 20 мм ниже верхнего края, или специально изготовленные трубки, например трубки Несслера, или цилиндры мерные 2-го класса точности с пришлифованной пробкой.
Государственный (межгосударственный) стандартный образец (ГСО) цветности водных растворов с номинальным значением 500 градусов цветности по хром-кобальтовой шкале и относительной погрешностью аттестованного значения не более ±2% при доверительной вероятности 0,95.
Кислота серная по ГОСТ 4204 , х.ч.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709 .
Примечание - Допускается применять другие средства измерений, аппаратуру, вспомогательные устройства, реактивы с метрологическими и техническими характеристиками не хуже указанных в 4.1, в том числе импортные.
4.2 Подготовка к определению
4.2.1 Приготовление раствора серной кислоты
Раствор серной кислоты готовят в следующей последовательности: в мерную колбу вместимостью 1000 см, наполовину заполненную дистиллированной водой, осторожно добавляют 1 см концентрированной серной кислоты и доводят до метки дистиллированной водой. Срок хранения раствора - не более года.
4.2.2 Приготовление растворов хром-кобальтовой шкалы цветности
4.2.2.1 Растворы хром-кобальтовой шкалы цветности готовят в следующей последовательности: в мерные колбы вместимостью 100 см вносят ГСО цветности водных растворов в количестве, приведенном в таблице 1, и доводят до метки раствором серной кислоты (см. 4.2.1).
Таблица 1
Номинальное значение цветности водных растворов, градусы цветности | Шкала цветности |
||||||||||
Объем аликвоты ГСО цветности водных растворов, см | |||||||||||
Примечания 1 Допускается готовить растворы шкалы цветности (не менее пяти растворов) на участок диапазона, охватывающий рабочую область определения цветности анализируемых проб воды. 2 Допускается готовить растворы шкалы цветности из основного раствора, приготовленного в соответствии с требованиями приложения А. |
|||||||||||
4.2.2.2 Рассчитывают действительные значения цветности водных растворов в соответствии с инструкцией по применению ГСО с учетом его аттестованного значения.
4.2.2.3 Растворы шкалы цветности хранят в закрытой емкости в темном месте при температуре от 2 °С до 8 °С. Срок хранения растворов - не более 3 мес.
Примечание - Растворы шкалы цветности, хранившиеся в холодильнике, перед испытанием необходимо выдержать при комнатной температуре не менее 2 ч.
4.2.3 Приготовление растворов платино-кобальтовой шкалы цветности (шкалы Хазена)
Растворы платино-кобальтовой шкалы цветности (шкалы Хазена) со значениями цветности от 0 до 70 градусов готовят в соответствии с требованиями ГОСТ 29131 .
4.2.4 Подготовка мембранных фильтров
Мембранные фильтры подготавливают к работе в соответствии с инструкцией по применению.
4.2.5 Подготовка проб анализируемой воды
Пробу анализируемой воды фильтруют через мембранный фильтр, подготовленный по 4.2.4.
4.3 Проведение анализа
4.3.1 Измерительную трубку заполняют до метки пробой анализируемой воды, подготовленной по 4.2.5.
Растворы шкалы цветности, приготовленные по 4.2.2 или 4.2.3, вносят в измерительные трубки, заполняя их до метки.
Примечание - Шкалы цветности по 4.2.2 и 4.2.3 являются равнозначными при применении.
Измерительные трубки с анализируемой пробой воды и растворами шкалы цветности располагают над белой матовой поверхностью под таким углом, чтобы отраженный от поверхности свет проходил вверх через трубки с жидкостями.
Проводят сравнение цветности путем визуального осмотра измерительных трубок сверху на расстоянии 25 см от них при рассеянном дневном или электрическом свете, имитирующем дневной свет.
Цветность анализируемой пробы воды устанавливают по раствору шкалы цветности водных растворов, наиболее близкому по интенсивности окраски.
4.3.2 Если цветность анализируемой воды составляет более 70 градусов, то аликвоту исходной пробы воды объемом (см), разбавляют дистиллированной водой таким образом, чтобы цветность после разбавления соответствовала диапазону шкалы цветности. Регистрируют объем пробы воды после разбавления (, см).
4.4 Обработка результатов анализа
4.4.1 Значение цветности анализируемой пробы воды, , градусы цветности, устанавливают по действительному значению цветности для раствора шкалы цветности водных растворов по 4.2.2.2 или по значению цветности - для шкалы по 4.2.3 в соответствии с 4.3.1.
4.4.2 Цветность анализируемой пробы воды, , градусы цветности, разбавленной по 4.3.2, рассчитывают по формуле:
где - значение цветности воды, полученное по 4.3.2, градусы цветности;
- коэффициент разбавления, рассчитываемый по формуле:
где - объем пробы воды, после разбавления по 4.3.2, см;
- объем исходной пробы воды, взятый для разбавления по 4.3.2, см.
4.5 Оформление результатов анализа
Результаты анализа регистрируют в протоколе в соответствии с требованиями ГОСТ ИСО/МЭК 17025 , при этом в протоколе указывают:
- метод определения цветности по настоящему стандарту;
- результат с указанием единиц измерений (градусы цветности по хром-кобальтовой () или платино-кобальтовой () шкале цветности) и температуры пробы анализируемой воды. Например, цветность - 10 градусов цветности (), 18 °С.
Примечание - При определении цветности при постоянной комнатной температуре (20±5) °С в конкретной лаборатории допускается по согласованию с заказчиком не указывать в протоколе значение температуры.
5 Метод фотометрического определения цветности (метод Б)
Метод фотометрического определения цветности основан на измерении оптической плотности или коэффициента пропускания анализируемой пробы воды при фиксированной длине волны с последующим определением значения цветности по градуировочной характеристике, установленной для водных растворов шкалы цветности.
5.1 Средства измерений, вспомогательное оборудование, реактивы, материалы - по 4.1 со следующими дополнениями:
- фотометр (спектрофотометр, фотоэлектроколориметр, фотометрический анализатор) любого типа (далее - прибор), позволяющий измерять оптическую плотность или коэффициент пропускания растворов в оптических кюветах толщиной поглощающего слоя 5 или 10 см в ближней ультрафиолетовой и видимой области (длины волн - свыше 360 нм) с пределами допускаемой основной абсолютной погрешности коэффициента пропускания не более ±3%;
- спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300 .
5.2 Подготовка к измерениям
5.2.1 Приготовление водных растворов шкалы цветности, подготовка мембранных фильтров и пробы анализируемой воды - по 4.2.
5.2.2 Подготовка оптических кювет
Наружные и внутренние поверхности кювет тщательно очищают этиловым спиртом, ополаскивают дистиллированной водой и сушат на воздухе.
Качество очистки оптических кювет контролируют следующим образом: две кюветы заполняют дистиллированной водой и измеряют значение оптической плотности или коэффициента пропускания одной кюветы относительно другой, при этом измерения по хром-кобальтовой шкале проводят при длине волны 380 нм, платино-кобальтовой шкале - 410 нм. Значение относительной оптической плотности должно составлять (0,000±0,002), коэффициента пропускания - (100,0±0,5)%. При неудовлетворительных результатах контроля очистку кювет повторяют или заменяют кюветы.
5.2.3 Подготовка прибора
Прибор готовят к работе в соответствии с руководством (инструкцией) по эксплуатации. При измерениях используют кюветы, подготовленные по 5.2.2.
5.3 Установление градуировочной характеристики
5.3.1 Для установления градуировочной характеристики измеряют оптическую плотность или коэффициент пропускания растворов хром-кобальтовой шкалы цветности (см. 4.2.2) при длине волны 380 нм или растворов платино-кобальтовой шкалы цветности (см. 4.2.3) при длине волны 410 нм в оптических кюветах толщиной поглощающего слоя 5 или 10 см относительно дистиллированной воды (холостая проба).
Примечание - При измерениях прибором коэффициента пропускания , %, оптическую плотность рассчитывают по формуле:
Строят градуировочную характеристику в виде зависимости измеренных значений оптической плотности растворов шкалы цветности от значений цветности по шкале цветности этих растворов (см. 4.2.2.2 или 4.2.3), при этом коэффициент линейной корреляции должен быть не менее 0,995.
Примечание - При отсутствии компьютерной программы обработки данных коэффициент градуировочной характеристики рассчитывают по формуле:
где - число растворов шкалы цветности (не менее 5);
- значение цветности -го раствора шкалы цветности (см. 4.2.2.2 или 4.2.3), градусы цветности;
- значение оптической плотности -го раствора шкалы цветности.
Для контроля правильности построения градуировочной характеристики для каждого раствора шкалы цветности рассчитывают значение коэффициента градуировочной характеристики по формуле:
Результаты контроля признаются удовлетворительными, если выполняется условие:
5.3.2 Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят не реже одного раза в три месяца, а также при замене оптических кювет. В качестве контрольных растворов используют не менее трех растворов шкалы цветности по 4.2.2.2 или 4.2.3. Измерения проводят по 5.4.1.
Градуировочную характеристику считают стабильной при выполнении следующих условий:
В диапазоне от 1 до 10 градусов цветности; (7)
В диапазоне свыше 10 градусов цветности, (8)
где - измеренное значение цветности контрольного раствора, градусы цветности;
- значение цветности контрольного раствора шкалы цветности, градусы цветности.
Если условие стабильности градуировочной характеристики не выполняется только для одного контрольного раствора, то заново готовят этот контрольный раствор и проводят повторные измерения. Результаты повторного контроля считают окончательными.
Если условие стабильности градуировочной характеристики не выполняется для двух и более контрольных растворов, то градуировку прибора по 5.3.1 проводят заново.
5.4 Порядок проведения измерений
5.4.1 Измеряют оптическую плотность (коэффициент пропускания) пробы анализируемой воды, подготовленной по 4.2.5, при длине волны 380 нм для хром-кобальтовой шкалы цветности или при длине волны 410 нм для платино-кобальтовой шкалы цветности в тех же кюветах, которые использовали при построении градуировочной характеристики по 5.3.1 относительно дистиллированной воды (холостая проба).
Примечание - Оптическую плотность по результатам измерения коэффициента пропускания рассчитывают по формуле (3).
5.4.2 Если цветность анализируемой воды составляет более 70 градусов цветности, исходную пробу воды разбавляют дистиллированной водой, как указано в 4.3.2, и регистрируют объем исходной пробы воды, взятый для разбавления, (см) и объем пробы воды после разбавления (см).
5.5 Обработка результатов измерения
5.5.1 При наличии компьютерной (микропроцессорной) системы сбора и обработки данных обработку результатов измерений проводят в соответствии с требованиями руководства (инструкцией) по эксплуатации системы и регистрируют значение цветности в градусах цветности.
5.5.2 При отсутствии компьютерной (микропроцессорной) системы сбора и обработки данных цветность анализируемой пробы воды, , градусы цветности, рассчитывают по формуле
где - коэффициент градуировочной характеристики, установленный по 5.3.1;
- значение оптической плотности, измеренное по 5.4 или рассчитанное по формуле (3);
- коэффициент разбавления, рассчитываемый по формуле (2), если пробу анализируемой воды разбавляли (см. 5.4.2). Если разбавление пробы анализируемой воды не проводилось, то принимают равным 1.
5.6 Метрологические характеристики
Метод обеспечивает получение результатов измерений с метрологическими характеристиками, не превышающими значений, приведенных в таблице 2, при доверительной вероятности 0,95.
Таблица 2
В градусах цветности
Диапазон измерений цветности, | Границы интервала, в котором абсолютная погрешность находится с доверительной вероятностью 0,95 | Предел повторяемости при 2* | Предел воспроизводимости при 2 |
||||
* Значение предела повторяемости используют, когда принято решение о получении конечного результата, как среднеарифметического значения параллельных определений. |
|||||||
5.7 Оформление результатов измерений - по 4.5.
Результат измерений может быть представлен в виде:
где - значение цветности, градусы цветности;
- границы интервала, в котором абсолютная погрешность определения цветности воды находится с доверительной вероятностью 0,95 (см. таблицу 2), градусы цветности.
5.8 Контроль качества результатов измерений
5.8.1 Контроль качества результатов измерений в лаборатории предусматривает проведение контроля стабильности результатов измерений с учетом требований ГОСТ ИСО 5725-6 (раздел 6), рекомендаций ].
5.8.2 Проверку приемлемости результатов измерений, полученных в условиях повторяемости и воспроизводимости, проводят по ГОСТ ИСО 5725-6 (раздел 5), рекомендации ].
Приложение А (обязательное). Приготовление основного раствора для хром-кобальтовой шкалы цветности
Приложение А
(обязательное)
А.1 Средства измерений и реактивы
Весы лабораторные с наибольшим пределом взвешивания 220 г, ценой деления не более 0,05 мг и пределом допускаемой абсолютной погрешности не более ±0,75 мг.
Колбы мерные по ГОСТ 1770 2-го класса точности вместимостью 1000 см.
Пипетки градуированные по ГОСТ 29227 2-го класса точности.
Калий двухромовокислый по), 2,0 г сернокислого кобальта () и 1 см серной кислоты (плотностью 1,84 г/см) и доводят объем раствора до метки дистиллированной водой.
Основной раствор соответствует 500 градусам цветности.
Срок хранения основного раствора - не более 3 мес.
Библиография
Государственная система обеспечения единства измерений. Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа |
||
Государственная система обеспечения единства измерений. Методики количественного химического анализа. Процедуры проверки приемлемости результатов анализа |
УДК 543.63:544:632:006.354 МКС 13.060.60 ТН ВЭД 220100000 NEQ
220110000
Ключевые слова: питьевая вода, природная вода, цветность, шкала цветности, визуальный метод, фотометрический метод, метод измерений
________________________________________________________________________________________
Электронный текст документа
подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:
официальное издание
М.: Стандартинформ, 2014