Питьевая вода цветность мутность железо

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:

• истинную, когда жидкость окрашена веществами, растворенными в воде или находящиеся в виде коллоидов;
• кажущуюся, вызванную взвесью.

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:

• прозрачную;
• слабоопалесцирующую;
• слегка мутную;
• мутную;
• сильно мутную.

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:

• гуминовых, фульвовых кислот, дающих коричневую или желтоватую окраску;
• наличие глины или известняка, окрашивающих воду в белый цвет;
• соединений железа (Fe 3+ );
• зеленых, желтых, красных водорослей, фитопланктона.

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

Цветность	Единицы измерения, градус платино-кобальтовой шкалы
Очень малая	До 25
Малая	Более 25 до 50
Средняя	Более 50 до 80
Высокая	Более 80 до 120
Очень высокая	Более 120

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.

Виды вод	Что было (СанПиН 2.1.4.1074-01)	Что стало (СанПиН 1.2.3685-21)	Изменения
	градусы цветности	градусы цветности	градусы цветности
вода питьевая централизованного водоснабжения и вода плавательных бассейнов	20	20	—
вода питьевая нецентрализованного водоснабжения	35	30	— 5

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.

Шкалу готовят в колбах объемом 100 см 3 , придерживаясь процедуры, описанной в ГОСТ 31868-2012.

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:

• длина не менее 200 мм;
• внутренний диаметр — от16 до 30 мм;
• риска, нанесенная от верхнего края на расстоянии от 1 до 2 см;
• плоское незатененное дно.

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:

• сетка из металла или полимеров;
• полиэстер;
• вспененный/намотанный полипропилен;
• гофрированная бумага.

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

Как расшифровать результаты анализа воды

В этой статье поговорим об основных показателях химического исследования воды: что они означают, как измеряются, чем удаляются и каковы рекомендуемые нормы СанПиН для каждого показателя. Условно их можно разделить на три группы: органолептические, обобщенные и химические.

Органолептическими называются показатели, превышение которых можно определить с помощью органов чувств человека. Эта группа включает мутность, цветность, запах и привкус.

Мутность — это снижение прозрачности воды из-за наличия в ней мелких взвешенных частиц: песка, глины, извести, ила, а также органических соединений — результата жизнедеятельности микроорганизмов. Чтобы определить степень мутности, через образец воды пропускают луч света и следят за его рассеиванием. Этот тест не дает ответа, какие именно примеси находятся в воде, а также не рассказывает об их вреде или безопасности для человека. Но в совокупности с другими данными он позволяет спроектировать эффективную систему водоочистки.

Степень мутности учитывается при установке УФ-стерилизатора, потому что если она выше нормы, взвешенные частицы не дадут ультрафиолетовым лучам проходить сквозь воду и обеззараживать ее. Этот показатель измеряется в единицах мутности по формазину (ЕМФ) или миллиграммах на литр (мг/л). Допустимые нормы СанПиН — 2,6 ЕМФ или 1,5 мг/л.

Цветность — это интенсивность окраски воды из-за наличия цветения, органических соединений, трехвалентного железа. Чтобы определить цветность, образец воды сравнивают с эталоном — 1000 градусной шкалой образцов окраски.

Допустимые нормы СанПиН по этому показателю — 20 градусов. Результат теста, как и в случае с мутностью, не дает точных данных о химическом составе воды, но важен для правильного подбора фильтров при проектировании системы водоочистки.

Запах и привкус воды зависят от примесей, которые в ней находятся. Привкус может быть металлическим, щелочным, кислым, горьким, сладким, соленым. Вода может пахнуть рыбой, гнилью, ржавчиной.

Оба показателя измеряются по пятибалльной шкале:

0 — запах/привкус отсутствует;

1 — запах/привкус не ощущается потребителем, но обнаруживается в лаборатории;

2 — запах/привкус ощущается потребителем только если обратить на это его внимание;

3 — запах/привкус ощущается потребителем и делает воду неприятной для употребления;

4 — запах/привкус обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья;

5 — запах/привкус очень сильный, вода непригодна для питья.

Допустимые нормы СанПиН — не более 2 баллов для каждого показателя.

От большинства органолептических загрязнений воду избавляют угольные фильтры.

Обобщенными называются комплексные показатели, такие как перманганатная окисляемость и общая минерализация.

Перманганатная окисляемость — общее количество органических и неорганических веществ, которые окисляются в лаборатории (обычно с помощью раствора перманганата калия).

Измеряется этот показатель в миллиграммах кислорода, участвовавшего в реакции окисления этих веществ. Рекомендуемая величина согласно российским санитарным нормам — до 5 мгО2/л.

Общая минерализация (солесодержание) — общее количество солей и минералов, растворенных в воде (как органических, так и неорганических). Самостоятельно определить избыточное солесодержание можно по белым следам на посуде и сантехнике. Также этот показатель влияет на вкус воды.

Общая минерализация измеряется в миллиграммах на литр. Согласно СанПиН, допустимое значение по этому показателю — до 1000 мг/л. Также указом главврача РФ в некоторых регионах этот показатель может быть увеличен до 1500 мг/л.

Оба этих показателя не дают представления о точном химическом составе воды, но они важны для удачного подбора водоочистного оборудования.

Химические показатели — те, которые требуют точного измерения для правильного подбора фильтров очистки. Основные из них: жесткость, железо, марганец, PH, сероводород, фториды.

Жесткость — это наличие в воде растворенных солей щелочноземельных металлов, в основном кальция и магния. Вода приобретает жесткость при прохождении через слои горных пород. Заметить избыток солей кальция и магния можно в домашних условиях: по накипи на чайнике, белым разводам на стеклянной посуде, белому осадку при отстаивании воды. Точное содержание солей жесткости определяется в лаборатории.

В России общую жесткость измеряют в миллиграммах на эквивалент литр (мг-экв/л). Согласно нормам СанПиН допустимой считается концентрация не более 7 мг-экв/л. Европейские нормы по этому показателю жестче российских.

От солей кальция и магния воду избавляют фильтры умягчители.

Железо — это металл, который встречается в воде в виде ионов или соединений. Основные его формы:

двухвалентное железо (Fe+2) — растворено в воде и не заметно на глаз, но при отстаивании преобразуется в бурый осадок на дне и стенках емкости;

трехвалентное железо (Fe+3) — придает воде различные оттенки от желтого до рыжего и коричневого; при отстаивании образует осадок;

бактериальное железо — образуется в процессе жизнедеятельности железистых бактерий; проявляется в виде пленки при кипячении воды;

органическое железо — образуется в процессе соединения с органическими веществами; сложно удаляется с помощью фильтров; может усваиваться организмом человека;

коллоидное железо — присутствует в воде в виде суспензии, состоящей из очень маленьких частиц; сложно удаляется фильтрами.

Нормы СанПиН учитывают общее количества всего железа, которое не должно превышать 0,3 мг/л.

Марганец — тяжелый металл. В воде встречается в форме Mn2+, в большинстве случаев является спутником железа и удаляется также вместе с железом. Признаки избытка марганца: помутнение или потемнение воды при отстаивании, выпадение темного осадка, окрашивание в темный цвет раковины и унитаза, а также ногтей и кожи после купания.

Показатель измеряется в миллиграммах на литр. Допустимая концентрация марганца в питьевой воде согласно санитарным нормам России — не более 0,1 мг/л.

Сероводород — токсичный газ со специфическим и очень неприятным запахом. При заборе проб воды на химический анализ сероводород быстро улетучивается, поэтому потребуется консервант, который нужно заранее взять в лаборатории.

Показатель измеряется в миллиграммах на литр. Согласно СанПиН допустимая концентрация сероводорода в воде — не более 0,003 мг/л.

Водородный показатель (pH) — это концентрация ионов водорода в воде, выражающая ее кислотность или щелочность. Чистая вода имеет нейтральный pH равный 7. Но поскольку в воде растворены многие вещества и соединения, ее pH изменяется либо в сторону кислотности (pH 7). Слишком кислая или слишком щелочная вода вредна для здоровья.

Согласно СанПиН, рекомендуемые показатели pH для питьевой воды — от 6 до 9. Этот показатель учитывается при подборе реагентов для систем водоочистки, так как для разных реагентов есть свои нормы pH.

Фториды — это фтор в виде газа, а также его соединения: фтористый натрий и фтористый кальций. При отстаивании газ улетучивается, а соединения приходится удалять с помощью фильтрации.

Показатель измеряется в миллиграммах на кубический дециметр. Допустимая концентрация фтора и его соединений в питьевой воде — не более 1,5 мг/дм3. В нашей практике избыток фторидов встречается часто.

Простому человеку сложно разобраться с показателями, а потом подобрать нужные фильтры и оборудование. Чтобы система водоочистки работала эффективно и удаляла все загрязнения, необходимы знания и навыки профессионалов. Поэтому для всех клиентов нашей компании мы предлагаем бесплатную услугу Подбор оборудования.

Если у вас уже есть результаты химического анализа воды, наши специалисты спроектируют для вашего случая индивидуальную систему водоподготовки. Отправьте результаты химического исследования нашему специалисту через любой мессенджер: WhatsApp, Viber, Telegram +7 (985) 167-08-90 или по почте info@gydronika.ru. В сообщении укажите количество проживающих в доме человек, источник воды и количество точек водораздачи (краны, душ, унитазы). В ответ мы вышлем коммерческое предложение на установку системы водоподготовки.

Если вы еще не делали химическое исследование воды, но уже решили доверить нашей компании очистку воды в вашем доме, мы бесплатно организуем забор образцов и проведение анализа. Звоните, чтобы задать вопросы и получить консультации: +7 (495) 477-67-29.

Источник