Barva vody se obvykle označuje následovně. Stanovení barvy vody

To je jeho přirozená vlastnost, charakterizovaná přítomností huminových látek vyplavovaných z půdy. Tyto látky se v půdě objevují v důsledku rozkladu organických sloučenin a také syntézy mikroorganismy, speciální látky vlastní pouze půdě - humusu.

Sám humus hnědou barvu, takže látky, které tvoří její složení, dodávají vodě hnědou barvu. Množství těchto látek je ovlivněno především: povahou půdy, geologickými podmínkami a také přítomností rašelinišť a bažin v blízkosti nádrže. Do rezervoáru se dostává malé množství huminových látek, přímo při ničení řas mikroorganismy. Čím vyšší je obsah huminových látek ve vodě, tím intenzivnější je její barva.

K měření barvy vody se používá speciálně navržená chrom-kobaltová stupnice, která umožňuje simulovat přirozenou barvu vody. Zpravidla se jedná o roztok síranu kobaltnatého, kyseliny sírové a chromanu draselného ve vodě. V závislosti na koncentraci těchto látek se mění intenzita zbarvení vody a tím i její barva. Samotná barva vody se měří ve stupních porovnáním intenzity barvy s roztokem chrom-kobaltu. V současné době se tento proces provádí pomocí spektrofotometrů a fotokolorimetrů. Dříve se vše dělalo vizuálně.

Bezbarvý, lze považovat za takovou vodu, jejíž barva je menší než 20 stupňů a prakticky není okem vnímána. Jen takovou vodu lze jíst bez omezení jejího použití. Pokud většina spotřebitelů říká, že voda má nažloutlý odstín, pak její barva přesáhla 20 stupňů na imitující stupnici. Státní norma pro pitnou vodu uvádí, že její přípustná barva by neměla přesáhnout 20 stupňů.

Kromě barvy je třeba zmínit i barvu vody. Je to spojeno se znečištěním vody, různé látky anorganického a organického původu, zejména barviva, která se dostávají do vodních ploch spolu s odpady z podniků a továren lehkého průmyslu, spolu se sloučeninami manganu, železa a mědi. Například mangan a železo zbarví vodu v černých a červených odstínech, měď - od modrozelené až po jasně modrou. Voda kontaminovaná průmyslovým odpadem tak může mít pro ni netypickou barvu.

Vodové barvy stanoveno fotometricky nebo vizuálně poté, co byly všechny suspendované pevné látky odstraněny odstředěním nebo filtrací. Vizuálně můžete rozlišit barvu, intenzitu barvy vody a její odstín. Za tímto účelem nalijte vodu do válce s plochým dnem. Odebere se list bílého papíru a umístí se ve vzdálenosti 4 cm ode dna válce. Při pohledu na list papíru přes sloupec vody zhodnoťte jeho odstín. Poté se voda z vody vylévá, dokud není její barva vnímána jako bílá. Poté byste měli změřit výšku sloupce zbývající vody. Přípustná hranice není nižší než 20 cm.V některých případech, zvláště pokud je barva vody velmi intenzivní, je nutné ji ředit destilovanou vodou. Povaha barvy a její intenzita se stanoví pomocí fotokolorimetru nebo spektrofotometrů měřením optické hustoty světelných vln.

Netypická barva a barva vody omezují rozsah jejího použití a nutí je hledat nové zdroje zásobování vodou. Je ale možné, že voda z nových zdrojů nebude nebezpečná z hlediska obsahu toxických látek nebo patogenních bakterií. Kromě toho zvýrazněná barva a barva vody také naznačuje znečištění její odpadní vodou. průmyslové podniky. vysoký vodové barvy, může být biologické povahy, kvůli vysoký obsah obsahuje huminové látky. Neexistují žádné konkrétní příklady negativního vlivu vody s vysokou barvou na lidské zdraví. Je však známo o silném zvýšení propustnosti střevních stěn působením huminových kyselin. Kromě toho může barva sloužit jako indikátor účinného čištění vody ve specializovaných zařízeních.

Barva vody je indikátor, který charakterizuje intenzitu barvy vody. Barva je vyjádřena ve stupních na stupnici platina-kobalt porovnáním testované vody s barevnými standardy. Fotometrická metoda je také široce používána k posouzení barvy pomocí kalibračního grafu, který charakterizuje vztah mezi barvou standardních roztoků a jejich optickou hustotou.

Provádění analýzy

A) vizuálně na barevné škále

100 ml zkušební vody přefiltrované přes membránový filtr se nabere do válce Nessper a porovná se s barevnou škálou (tabulka 1.2) při pohledu shora na bílém pozadí.

Tabulka 1.2 - Barevná škála

Pokud má zkoumaný vzorek vody hodnotu barvy vyšší než 70º, měl by být vzorek ředěn destilovanou vodou v určitém poměru, dokud barva studované vody nebude srovnatelná s barvou barevné škály. Získaný výsledek se vynásobí číslem odpovídajícím hodnotě ředění. Výsledky stanovení jsou uvedeny v tabulce 1.3.

Tabulka 1.3 - Barva a zákal vody

B) fotometricky

Při stanovení barvy vody pomocí fotoelektrického kolorimetru se používá kyveta o tloušťce vrstvy pohlcující světlo 5-10 cm. Kontrolní kapalinou je destilovaná voda, ze které jsou suspendované pevné látky odstraněny filtrací přes membránový filtr č. 4.

Optická hustota filtrátu studovaného vzorku vody je měřena v modré části spektra při vlnové délce 413 nm (světelný filtr č. 2). Barevnost je určena kalibračním grafem a vyjádřena ve stupních chromatičnosti. Výsledky stanovení jsou uvedeny v tabulce 1.3.

Rozdíl mezi výsledky stanovení barvy na stupnici a pomocí fotokolorimetru by neměl přesáhnout 5 %.

Fotometrická metoda stanovení zákalu vody

Zákal vody je způsoben přítomností suspendovaných jemných částic v ní. V otevřených zdrojích může zákal vody kolísat ve velmi širokém rozmezí a má zpravidla jasně výrazný sezónní charakter. Zákal vody se prudce zvyšuje při povodních (na jaře nebo po vydatných deštích) a při zimní nízké vodě klesá na minimum.

Zákal vody se zjišťuje gravimetrickou metodou, vizuálním měřičem zákalu, fotoelektronickým tyndalometrem a fotoelektrickým kalorimetrem. Poslední metoda je nejjednodušší, nejpřesnější a nejúčinnější. Je založena na porovnání optické hustoty zkoumané vody s optickou hustotou standardních roztoků o známé koncentraci.

Provádění analýzy

Před analýzou je fotoelektrický kolorimetr kalibrován pomocí kapalných standardních suspenzí (roztoků) s přesně nastavenou koncentrací nebo sady pevných standardů zákalových suspenzí o známé optické hustotě. Podle odečtů přístroje a koncentrace roztoku se sestaví kalibrační graf.

Pro stanovení optické hustoty studované vody se dobře promíchaný vzorek vody vloží do kyvety o tloušťce vrstvy pohlcující světlo 5-10 cm a její optická hustota se změří v zelené části spektra ( s vlnovou délkou 530 nm). Kontrolní kapalinou (kontrolní) je zkušební voda, ze které jsou odstředěním nebo filtrací přes membránové filtry č. 4 odstraněny nerozpuštěné látky, upravené varem.

Hodnota zákalu v miligramech na litr se stanoví z kalibrační křivky. Výsledky stanovení jsou uvedeny v tabulce 1.3.

Michail Ivanov, Ph.D.

Přírodní vody, průmyslové odpadní vody a dokonce i voda z vodovodu se dodávají v různých barvách. Barva vody je způsobena přítomností organických a anorganických nečistot v ní. V mnoha případech použití takové vody vyžaduje její odbarvení.

K odběru článků se můžete přihlásit na

Důvody a barvy

V přírodních vodách je barva často způsobena přítomností anorganických sloučenin Fe 2 + v nich, které jim v rozpuštěném stavu dávají červenohnědou barvu. Nečistoty ve sloučenině železa jsou obvykle doprovázeny kontaminací solemi manganu, které dodávají vodě načernalý odstín. Kromě roztoků mohou být nečistoty sloučenin železa v koloidním stavu, což dává načervenalou barvu, a ve formě komplexních sloučenin se žlutým odstínem.

Látky organické povahy, které dodávají vodě barvu, se běžně dělí do dvou skupin: do rodiny huminových kyselin a tříslovin. Huminové kyseliny se dostávají do vody z půdy a rašelinišť ( rýže. jeden).

Rýže. 1. Huminové kyseliny a třísloviny dodávají rašelinovým vodám načervenalou barvu.

Tyto nečistoty mohou být také v rozpuštěném, suspendovaném a koloidním stavu. Přítomnost karboxylových, fenylhydroxylových a aminových skupin v těchto nečistotách vede k tvorbě solí a silných komplexních sloučenin s kovovými kationty. Většina těchto sloučenin je rozpustná a má mírně kyselé vlastnosti. Do rodiny taninů nepatří jednotlivé chemické sloučeniny, ale možný soubor látek obsahujících aromatické kruhy s několika hydroxyskupinami a také sloučeniny, jejichž molekuly obsahují heterocyklické a dusíkaté fragmenty. Tyto látky jsou kondenzačními produkty aromatických fenolů s aminokyselinami a proteiny.

Dlouhou dobu se věřilo, že vysoká barva vody vede pouze ke zhoršení organoleptických vlastností vody a komplikuje její čištění. Nedávné studie však ukázaly, že pitná voda se zvýšenou barvou představuje riziko pro veřejné zdraví.

Měření barev

Barva vody se měří ve stupních platino-kobaltové stupnice, které se někdy říká Hazenova stupnice. Tato stupnice využívá barevné roztoky solí kobaltu a platiny o určité koncentraci. Každý referenční roztok odpovídá specifické hodnotě barvy vody, vyjádřené ve stupních barvy. Stanovení barvy vody se provádí porovnáním barvy referenčních roztoků se studovanými vzorky. Prakticky bezbarvý, percepčně lidské oko, uvažuje se voda s barvou menší než 20 o a voda z povrchového zdroje v letním období „květu“, obsahující hodně fytoplanktonu, odpovídá barvě cca 120 o. Barevné vody jsou rozděleny do kategorií barev ( tab. jeden.).

V souladu s GOST R 52769-2007 se rozlišují dvě metody určování barvy: vizuální a fotometrické.

Vizuální metoda je založena na porovnávání barvy vzorku vody s barvou referenčních vzorků „okem“, tedy vizuálně. Každý referenční vzorek odpovídá určité barvě vody, vyjádřené ve stupních. Referenční roztoky se získávají ze státního standardního vzorku (GSO) o určité koncentraci ( tab. 2).

Tabulka 2. Barva porovnávacího roztoku v souladu s ředěním GSO

Druhá metoda je založena na stanovení optické hustoty (nebo propustnosti) zkoumaného vzorku vody pomocí fotometrického analyzátoru. Při této metodě se pomocí GSO o různých koncentracích připravují kalibrační roztoky, u kterých se následně stanoví optická hustota a sestaví se kalibrační křivka "optická hustota - stupně barevnosti", podle které se barva vody pod studie je určena z naměřených pomocí fotometru ( rýže. 2) čtení optické hustoty jeho vzorku.

Rýže. 2. Fotometr

Ve fotometrické metodě pro stanovení barvy vody se používá jak platino-kobaltová stupnice se stanovením optické hustoty při 410 nm, tak chromkobaltová barevná stupnice se stanovením propustnosti při vlnové délce 380 nm.

Bělení

Neexistují žádné univerzální metody pro snížení barvy vody. Všechny běžné způsoby bělení vodou lze rozdělit do dvou hlavních skupin: separace a destrukce. Tradičně byly oblíbené způsoby odstraňování barevných nečistot z vody současně s jinými typy kontaminantů v různých fázích úpravy vody. Perspektivnější jsou však podle odborníků metody, které ničí nečistoty bez sekundárního znečištění.

Nejjednodušší separační metodou pro snížení barvy vody je filtrace, prováděná na počáteční fázeúprava vody. Tato metoda umožňuje odstranit z vody fytoplankton, mechanické nečistoty a nerozpuštěné látky, které způsobují její zákal a barvu. V úpravnách vody se pro tyto účely obvykle používají velkoobjemové pískové nebo štěrkové pomalé filtrační stanice a v autonomních systémech úpravy vody se používají síťové filtry. Ve většině případů toto zpracování umožňuje snížit barvu na cca 50 o.

Nejběžnější metodou pro snížení barvy vody je koagulace. Touto metodou se provádí čiření vody v úpravnách vody. Obvykle koagulace snižuje barvu zdrojové vody ze 120 o (hodnota, která je akceptována při vývoji projektů) na 30-40 o . Proces se provádí s dávkováním koagulantů na bázi vícenásobně nabitých kationtů kovů: , , AlCl 3, ([Al 2 (OH) 5 Cl]. 6H 2 O), FeSO 4 a FeCl3. Navíc k poklesu barvy vody dochází i při alkalizaci vody Ca (OH) 2 a Na 2 CO 3, což vede k vysrážení některých barevných nečistot.

Pro zvýšení účinnosti odbarvování pomocí koagulantů se do upravované vody zavádějí flokulanty ( rýže. 3),

Rýže. 3. Flokulanty přispívají k tvorbě agregátů nebo vloček z jemně rozptýlených a koloidně stabilních částic

jedním z nich je polyakrylamid ( rýže. 4).

Rýže. 4. Flokulant polyakrylamid

Vzhledem k objemnosti zařízení a délce procesu se koagulace nepoužívá v autonomních systémech úpravy vody. V systémech individuální úpravy vody a následné úpravy vody pro odbarvování vody jsou široce používány metody sorpce a iontoměničové filtrace ( rýže. 5).

Rýže. 5. Úpravna vody na bázi iontoměničů

Použití iontoměničové filtrace pro redukci barvy je založeno na skutečnosti, že mnoho molekul barevných nečistot má polární skupiny schopné interakce s iontoměničem. Iontově výměnné bělení vody se provádí současně se snížením tvrdosti (změkčením). Má se za to, že pro účinnou extrakci barevných nečistot z vody je nutný dlouhodobý kontakt vyčištěné vody s iontoměničovou pryskyřicí. Proto by při minimální výšce vrstvy iontoměniče 90 cm měla být doba trvání vody ve filtru 3,5-5,0 minut. Za podstatnou nevýhodu tohoto způsobu bělení vodou lze považovat obtíže, které vznikají při regeneraci iontoměničů. Protože mytí pryskyřic po absorbování barevných nečistot je extrémně dlouhý a pracný proces.

Pro zjednodušení regenerace se často používá tzv. kombinovaná iontoměničová filtrace, kdy se do pryskyřičné vrstvy přidává vrstva aniontoměničové pryskyřice pro změkčování vody, která odstraňuje barevné nečistoty. Tuto techniku ​​je však možné použít pouze v případě, že obsah organických nečistot ve vodě je menší než 7 mmol/l a nízká tvrdost. Pokud je tvrdost vody vyšší a koncentrace barevných nečistot vyšší, pak by měla být použita samostatná iontoměničová filtrace. Pro usnadnění praní se navíc používají makroporézní iontoměničové pryskyřice na bázi styrenových kopolymerů, u kterých kvůli velkému množství zesítění nemohou nečistoty pronikat hluboko do pórů.

V mnoha případech vede přítomnost organických barevných nečistot ve vodě k biologickému růstu iontoměničových pryskyřic. Biofilmy pokrývají zrna iontoměničů, blokují tak funkční skupiny a také brání regeneraci. K ochraně iontoměničů před takovými škodlivými vlivy se používají organické absorbéry (tzv. "scavengery"). Tento typ filtračního média je umístěn v předfiltrech před iontoměničovou filtrací. Organické absorbéry se poměrně snadno regenerují buď alkalickým roztokem nebo alkalickým roztokem kuchyňské soli.

Porovnáním různých metod odbarvování vody bylo zjištěno, že adsorpční úprava na aktivním uhlí nejúčinněji odstraňuje hydrofobní barevné nečistoty. Tento sorbent dobře absorbuje fenoly, polycyklické aromatické sloučeniny, ropné produkty, organofosfátové pesticidy a mnoho dalších organických a chlór obsahujících produktů. Nejvhodnější pro tento účel jsou aktivní uhlí na bázi dřeva ( rýže. 6),

Rýže. 6. Aktivní uhlí

protože mají obvykle větší póry a jsou odolné proti oděru. Nevýhody použití aktivního uhlí zahrnují složitost jejich regenerace, která se provádí pomocí hydroxidu sodného a rozpouštědel, jakož i kalcinací v pecích. Takový proces lze provádět pouze ve výrobním prostředí. Proto se v mnoha případech při úpravě vody pro domácnost nebo v autonomních systémech zásobování vodou použité uhlíkové filtry nahrazují novými. Většina filtrů je naplněna granulátem aktivní uhlí sestávají z pouzdra, filtračního média, drenážního rozvodu a řídicí jednotky průtoku.

Mezi degradační metody pro snížení barvy vody patří metody oxidace rozpustných barevných nečistot z anorganických sloučenin železa a manganu. Tyto sloučeniny se snadno oxidují vzdušným kyslíkem v přítomnosti katalyzátorů a přecházejí do nerozpustného stavu. Na této vlastnosti je založeno mnoho metod odželezňování vody. Pokud však barevné nečistoty obsahují také koloidní částice a organické sloučeniny železa, proces čištění se zkomplikuje. Jejich oxidace totiž vyžaduje silnější oxidační činidla, jako je ozón nebo aktivní chlór.

Pro odbarvení ozonizací přírodních vod z povrchových zdrojů v severních a středních oblastech Ruska na standardní hodnoty je potřeba asi 2,5 mg/l ozonu ( rýže. 7).

Rýže. 7. Voda před a po ozónovém bělení

Pro jižní oblasti Ruska, kde je barva přírodní vody mnohem vyšší, je spotřeba ozonu obvykle asi 8 mg/l. Mechanismus účinku ozonu na látky, které způsobují barvu ve vodě, se skládá ze dvou hlavních procesů. Za prvé, ozón způsobuje oxidaci a destrukci organických látek na neškodné jednoduché sloučeniny. Za druhé, působením ozonu na barevné nečistoty dochází k jejich srážení, v důsledku čehož dochází k jejich vysrážení. Je třeba poznamenat, že účinné odbarvení vody bez tvorby škodlivých produktů ozonizací je v některých případech hlavním důvodem pro volbu způsobu úpravy. Je však třeba mít na paměti, že úprava vody ozonem je poměrně nákladná metoda, která vyžaduje velké množství energie a značné kapitálové investice.

Často se pro odbarvování vody oxidační metodou používá její úprava aktivním chlorem. Jak víte, chemické sloučeniny obsahující aktivní chlór se běžně používají k dezinfekci vody. Kromě toho se však někdy v rámci tzv. předběžné chlorace provádí odbarvování barevných vod. Při této úpravě dochází současně s destrukcí a koagulací nečistot k jejich chloraci. Takto vzniklé nečistoty obsahující chlór nejsou barevné látky, ale zůstávají v roztoku a často mají dosti vysokou toxicitu a karcinogenní vlastnosti. A odstraňování takových produktů sekundárního znečištění často způsobuje velké potíže.

Pitná voda z kohoutku může získat barvu v důsledku kontaminace během přepravy potrubím ( rýže. osm).

Rýže. 8. Vysoce barevná voda z vodovodu

Červenohnědá barva vody je tedy způsobena přítomností jemně rozptýlené sraženiny železa ve formě oxidu. Tyto nečistoty se ze starého potrubí vyplavují vodou při hodnotě pH pod 6,6. Je pravda, že takové nečistoty se téměř okamžitě usadí na dně nádobí ve formě hnědých částic, takže tuto barvu lze eliminovat běžným usazováním nebo instalací sítka na potrubí. Hnědý odstín kohoutkové vody, která netvoří sedimenty, je často způsoben přítomností žlázových bakterií, které se přemnožily v potrubí. Zakalená mléčná barva vodovodní vody může být způsobena vniknutím metanu do ní, přebytkem koagulantu v důsledku jeho předávkování na úpravně vody nebo vytvořením suspenze voda-vzduch v důsledku porucha čerpadla. Abyste předešli problémům, je lepší používat obarvenou vodu z vodovodu až po domácím systému dodatečné úpravy ( rýže. devět).

Rýže. 9. Taková voda je pitná

Spolu se změnou barvy vody v domácnostech se snižuje také barva průmyslových odpadních vod. K tomuto účelu se vedle již zmíněných metod používají metody fotokatalytického čištění. Energie slunečního záření se v tomto případě využívá ke zničení znečištění, které za přítomnosti katalyzátorů způsobuje rozklad barevných nečistot. Z širokého seznamu fotokatalyzátorů jsou nejvíce studovány TiO 2 a ZnO, které mají poměrně vysokou aktivitu, nízkou cenu a dostupnost.

O vhodnosti vody pro pitné a jiné technické účely (jako je teplá voda a vytápění) rozhoduje obsah nečistot, přítomnost látek vznikajících při úpravě vody a také mikrobiologické ukazatele. Kromě toho se kvalita vody posuzuje podle ukazatelů, jako je vůně, chuť, zákal a barva.

Přírodní vody, odpadní vody z průmyslových podniků mohou mít jinou barvu. I voda z kohoutku někdy ztrácí průhlednost a získává neobvyklou barvu. Toto zbarvení se nazývá chromatičnost. Obvykle je barva vody chápána jako podmíněná charakteristika, která se používá k popisu barevného odstínu přírodní, průmyslové nebo pitné vody. Je důležité poznamenat, že stanovení barvy vody pouze nepřímo charakterizuje přítomnost nečistot v něm. Navzdory tomu však tento ukazatel kvality vody poměrně často umožňuje zvolit správný systém úpravy vody.

Hlavní skupinou nečistot, které způsobují zbarvení vody, jsou organické látky vyplavované z půdy. Tyto kontaminanty lze podmíněně rozdělit do dvou rodin: huminové kyseliny a taniny.

Zdrojem huminových kyselin vstupujících do vody jsou rašeliniště a půda. Také tato skupina nečistot může být v suspendovaném rozpuštěném nebo koloidním stavu. Karboxylové, fenylhydroxylové a aminové skupiny v nich obsažené jsou důvodem vzniku solí a silných komplexních sloučenin při reakci s kovovými kationty. Většina takto získaných látek má mírně kyselé vlastnosti a je rozpustná.

Rodina taninů se neskládá z jednotlivých chemických sloučenin, ale látek, které obsahují aromatické kruhy s několika hydroxyskupinami a sloučeniny s heterocyklickými a dusíkatými fragmenty v molekulách. Vznikají kondenzací aromatických fenolů s aminokyselinami a bílkovinami.

Přítomnost huminových kyselin ve vodě může vést ke zvýšení její biologické aktivity, což následně zvýší propustnost střevních stěn pro kovové ionty, jako je železo a mangan.

• Metoda ozonizace vody pro veřejný vodovod: specifika

Kromě toho je určení barvy vody způsobeno přítomností řady nečistot anorganické povahy. Barevné anorganické sloučeniny se často vyskytují v přírodních vodách. Za hlavní z těchto sloučenin lze považovat anorganické soli Fe2, které v rozpuštěném stavu způsobují červenohnědé zbarvení vody. Ve většině případů jsou nečistoty sloučenin železa doprovázeny znečištěním vody solemi manganu, které jí dodávají načernalý odstín. Kromě rozpustných solí Fe2 mohou zbarvení vody způsobovat také nečistoty sloučenin železa, které jsou v koloidním stavu. Tento typ znečištění je zodpovědný za načervenalé zbarvení vody. Každý zná tendenci sloučenin železa vytvářet ve vodním prostředí komplexní sloučeniny, jejichž nečistoty dodávají vodě žlutý odstín.

Někdy barva vody závisí na kvetení určitých řas: zelené, modrozelené, rozsivky a další. V tomto případě se barva vody může lišit od jasně zelené po nažloutlou nebo dokonce namodralou. Silná ohniska rozvoje fytoplanktonu v přírodních nádržích způsobují tzv. vodní květ. V důsledku toho dochází k intenzivnímu odumírání řas a jejich rozklad bude vyžadovat značné množství kyslíku rozpuštěného ve vodě. To vše může vést k ekologické nerovnováze.

Ale větší rozmanitost odstínů vody je obvykle dána znečištěním způsobeným člověkem.

Dlouhou dobu se věřilo, že vysoká barva vody pouze zhoršuje organoleptické vlastnosti vody a ztěžuje její čištění. Ale výsledky nedávných studií odhalily, že zvýšená barva pitné vody je nebezpečím pro lidské zdraví.

Metody určování barvy vody

Barva vody se měří ve stupních platino-kobaltové stupnice, které se někdy také říká Hazenova stupnice. Tato stupnice využívá barevné roztoky solí kobaltu a platiny o stanovené koncentraci - tzv. referenční roztoky. Každý takový standardní roztok má svou barevnou hodnotu vody, vyjádřenou ve stupních barvy. Stanovení barvy vody se provádí porovnáním intenzity barvy studovaných vzorků s referenčními roztoky. Prakticky bezbarvá při vnímání lidským okem je voda s barvou menší než 20 stupňů. Při letním „rozkvětu“ povrchového zdroje se ve vodě vyskytuje velké množství fytoplanktonu, v tomto období intenzita jeho zbarvení odpovídá přibližně 120 stupňům. barevnost.

• Neevidované náklady a ztráty vody: metodika zjišťování a potírání

Pro referenci

Hazenová barevná jednotka- zbarvení roztoku obsahujícího 1 mg platiny ve formě kyseliny chloroplatičité v přítomnosti 2 mg hexahydrátu chloridu kobaltnatého na 1 cu. mm.

GOST 29131-91. Kapalné chemické produkty. Metoda měření barvy v jednotkách Hazen (platina-kobaltová stupnice)

Barevné vody se dělí v závislosti na intenzitě barvy do následujících barevných kategorií: velmi nízká, nízká, střední, vysoká a velmi vysoká (obrázek).

Barevné kategorie

V souladu se Sanitárními a epidemiologickými pravidly a předpisy 2.1.4.1074–01 „Pitná voda. Hygienické požadavky na kvalitu vody systémů centralizovaného zásobování pitnou vodou. Kontrola kvality“, vstoupila v platnost 1. ledna 2002, povolená barva vody je 20 stupňů. barva (35 stupňů. barva). Je třeba poznamenat, že hodnotu v závorkách pro konkrétní vodovodní systém může stanovit hlavní státní sanitář Ruské federace pro příslušné území na základě analýzy použité technologie úpravy vody a hygienické a epidemiologické situace. na území osady.

Brzy poté hygienická a epidemiologická pravidla a předpisy 2.1.4.1175-02 „Hygienické požadavky na jakost vody decentrálního zásobování vodou. Sanitární ochrana zdrojů“ a vstoupila v platnost 1. března 2003. Podle tohoto dokumentu by barva vody neměla přesáhnout 30 stupňů. Zároveň by mělo být uvedeno, že směrnice WHO pro kontrolu kvality pitné vody uvádějí, že barva vody by neměla být větší než 15 stupňů. Zajímavostí je, že podle požadavků USEPA (US Environmental Protection Agency) není takový ukazatel kvality vody jako barva vůbec regulován a v Evropské unii by barva neměla přesáhnout 20 stupňů.

Barva vody (stejně jako její barva) je dána expozicí dennímu světlu. Jak víte, denní světlo se skládá z infračervené složky, viditelné části spektra denního světla a ultrafialové složky. elektromagnetické spektrum ultrafialová radiace rozdělené do podskupin podle určité barvy. Tato vlastnost se používá k určení barvy vody.

Odstín barevné vody závisí na vlnové délce absorbovaného světla, která se pohybuje od 420 nm, odpovídající fialové, do 680 nm, třešňové v ultrafialové oblasti spektra. S dalším zvýšením vlnové délky začíná viditelná oblast. Rozpoznávání barev vody se provádí na základě zavedených barev, které odpovídají určitým hodnotám vlnových délek.

stůl 1

Indikátory používané k měření barvy vody

Tyto barvy se používají k určení barvy vody v přírodních nádržích. K tomu slouží disk, jehož povrch je rozdělen na 16 sektorů s úhlem 22,5°. Každý sektor tohoto disku je vybarven jednou ze specifikovaných barev. Takový kotouč, který je ve vodorovné poloze, se spustí do vody do určité hloubky. Výsledkem je, že bílý sektor disku získá barvu vody v nádrži. V tomto případě je možné vizuálně určit, která barva sektoru bude blízká barvě odpovídající bílé.

GOST R 52769–2007 navrhuje určit barvu dvěma způsoby: vizuálně (metoda A) a pomocí fotometrické kontroly (metoda B).

Metoda A je založena na vizuálním porovnání barvy vzorku vody a roztoků barevné škály. Byla stanovena určitá korespondence mezi referenčními vzorky a barvou vody vyjádřenou ve stupních. Pro výrobu referenčních roztoků se používá státní standardní vzorek (GSO) s určitou koncentrací.

tabulka 2

Tabulka referenčních řešení

Vizuální posouzení barvy vody lze provést jednodušším způsobem. K tomu stačí nalít vodu do sklenice nebo jakékoli jiné nádoby z průhledného skla a za ni položit list čistého bílého papíru tak, aby byla část viditelná bez vrstvy vody. Porovnání barvy papíru přes a bez vrstvy vody umožňuje změřit barvu vody.

V metodě B se ke stanovení optické hustoty (nebo propustnosti) zkoumaného vzorku vody používá fotometrický analyzátor. Pomocí GSO s různými koncentracemi připravte kalibrační roztoky. Poté se určí jejich optická hustota. Na základě výsledků je vykreslena kalibrační křivka závislosti optické hustoty a stupňů zabarvení, která umožňuje stanovit barvu studované vody. Při této metodě lze při stanovení barvy vody použít stupnice: buď platino-kobaltové s určením optické hustoty při vlnové délce 410 nm, nebo chromkobaltové s určením propustnosti při vlnové délce 380 nm.

• Dezinfekce vody ultrafialovým zářením

Metody bělení vodou

Jediná univerzální metoda pro snížení barvy vody nebyla vyvinuta. Všechny metody používané pro odbarvování vody lze podmíněně rozdělit podle technologie zpracování na metody destruktivní a separační.

Tradičně nejrozšířenější jsou separační metody. V nich se z vody v procesu čištění vody odstraňují nečistoty, které způsobují barvu, spolu s různými dalšími nečistotami.

Nejjednodušší ze separačních metod pro snížení barvy vody je filtrace, kterou voda prochází počáteční fázečištění. Jeho aplikace čistí vodu od mechanických nečistot, fytoplanktonu a různých nerozpuštěných látek. Pro tyto účely používají úpravny vody obvykle pomalá filtrační zařízení - štěrk nebo písek, a v autonomních systémech úpravy vody - síťové filtry. Typicky může takové zpracování snížit barevnost na přibližně 50 stupňů.

Je třeba poznamenat, že v systémech autonomního čištění vody a při dodatečné úpravě vody se k odbarvování vody často používají metody sorpce a iontoměničové filtrace, které souvisí s metodami separace. Přitažlivost iontoměničové filtrace pro tyto účely je způsobena skutečností, že v mnoha molekulách barevných nečistot jsou polární skupiny schopné interakce s iontoměničem.

Iontově výměnné bělení vody se provádí současně se snížením její tvrdosti. Bylo zjištěno, že účinnost extrakce barevných nečistot z vody je přímo závislá na době trvání kontaktu vyčištěné vody s iontoměničovou pryskyřicí. Proto by při minimální tloušťce vrstvy iontoměniče 90 cm měla být voda ve filtru alespoň 3,5–5,0 minut. Jako významnou nevýhodu tohoto způsobu bělení vodou lze poznamenat obtíže, které vznikají při regeneraci iontoměničů. Faktem je, že barevné vodní nečistoty při iontoměničové filtraci jsou tak pevně vázány na sorbenty, že jejich následné odstranění je ve srovnání s čištěním od běžných nečistot extrémně náročný úkol (promývání pryskyřic po absorbování barevných nečistot je extrémně dlouhý a pracný proces) .

Regeneraci lze usnadnit použitím tzv. kombinované iontoměničové filtrace, při které se za účelem změkčení vody do pryskyřičné vrstvy přidá vrstva aniontoměničové pryskyřice, která odstraní barevné nečistoty. Ale tuto techniku ​​lze použít pouze v případě, že tvrdost vody je nízká a organické nečistoty jsou menší než 7 mmol/l. U vody vyšší tvrdosti s vyšší koncentrací barevných nečistot se doporučuje samostatná iontoměničová filtrace. Praní lze usnadnit použitím makroporézních iontoměničových pryskyřic na bázi kopolymerů styrenu - velké množství příčných vazeb v nich zabraňuje pronikání nečistot do hloubky pórů.

Je třeba poznamenat, že v mnoha případech obsah organických barevných nečistot ve vodě vede k urychlení biologického růstu iontoměničových pryskyřic. Biofilmy pokrývají zrna iontoměničů a blokují tak funkční skupiny. Stejné biofilmy také brání následné regeneraci iontoměničových pryskyřic. Ochrana iontoměničů před takovými škodlivými vlivy je zajištěna pomocí organoabsorbérů neboli scavengerů. Toto filtrační médium je umístěno před iontoměničovou filtrací v předfiltrech. Organické absorbéry se poměrně snadno regenerují buď alkalickým roztokem nebo alkalickým roztokem kuchyňské soli. Při takové úpravě by průtok vody neměl mít teplotu vyšší než 38 ° C a jeho rychlost se může pohybovat v rozmezí od 0,6 do 100 metrů krychlových. m/h

• Odstraňování rozpuštěných plynů při čištění podzemní vody

Porovnáním různých separačních metod pro odbarvování vody bylo zjištěno, že adsorpční úprava na aktivním uhlí nejúčinněji odstraňuje hydrofobní barevné nečistoty. Tento sorbent absorbuje dobře zabarvené látky na bázi fenolů, polycyklické aromatické sloučeniny, ale i nečistoty obsahující ropné produkty, organofosforové pesticidy a další organické a chlór obsahující sloučeniny. Nejvhodnějším materiálem je v tomto případě aktivní uhlí - je poréznější, má dobrou odolnost proti oděru. Aktivní uhlí se však vyznačují složitostí regenerace, která je způsobena vysokou sorpční schopností tohoto typu materiálu. Uhlí se regeneruje louhem sodným a rozpouštědly nebo kalcinací v peci. Takové procesy jsou proveditelné pouze ve výrobních podmínkách. Výsledkem je, že při autonomním zásobování vodou nebo při úpravě vody v domácnosti jsou nejčastěji používané uhlíkové filtry jednoduše vyhozeny a nahrazeny novými. S tím jsou spojeny dodatečné náklady na používání. Cenu uhlíkových filtrů určuje nejen sorpční médium, ale i další související zařízení. Konstrukční části filtru s podložkou z granulovaného aktivního uhlí jsou: pouzdro, drenážní rozvod, filtrační médium a jednotka řízení průtoku.

Další skupinou metod, které umožňují snížit barvu vody, jsou tzv. destruktivní metody, při kterých se ničí nečistoty způsobující barvu. Destruktivní metody jsou podle odborníků perspektivnější, ovšem pouze v případě, že při nich nevznikají sloučeniny způsobující sekundární znečištění.

Nejběžnější metodou snížení barvy vody z této skupiny je koagulace. Používá se v úpravnách vody pro čiření vody. Obvykle lze pomocí koagulace snížit barvu zdrojové vody od 120 st. barevnost (hodnota, která je akceptována při vývoji projektů) do 30–40 stupňů. Proces se provádí s dávkováním koagulantů na bázi vícenásobně nabitých kationtů kovů, zejména hliníku a železa. Z koagulantů na bázi hliníku lze zmínit , , (AlCl3), ([Al2(OH)5Cl] x 6H2O). Mezi koagulanty na bázi železa lze zaznamenat FeSO4 a (FeCl3). Kromě toho ke snížení barvy také dochází, když je voda alkalizována Ca(OH)2 a Na2CO3, protože se vysrážejí některé barevné nečistoty.

Pro zvýšení účinnosti odbarvování upravené vody pomocí koagulantů se do ní zavádějí flokulanty, jedním z nich je polyakrylamid. Dávka flokulantu závisí na barvě vody a pohybuje se od 0,2 mg/l do 1,5 mg/l.

Tabulka 3

Dávkování flokulantu

Jedním z destruktivních způsobů snížení barvy vody je oxidace rozpustných barevných nečistot. To platí pro anorganické sloučeniny železa a manganu. Schopnost těchto sloučenin snadno oxidovat působením vzdušného kyslíku (v přítomnosti katalyzátorů) a stát se nerozpustnými se využívá v mnoha metodách odželezňování vody. Ale přítomnost organických sloučenin železa a koloidních částic ve složení barevných nečistot vážně komplikuje proces čištění, protože oxidace těchto sloučenin vyžaduje použití ozónu nebo aktivního chlóru - jako silnějších oxidačních činidel.

Je zajímavé poznamenat, že pro bělení vody z povrchových zdrojů v severních a středních oblastech Ruska je obvykle zapotřebí relativně málo ozonu - pouze asi 2,5 mg / l. Zároveň pro jižní oblasti země, kde jsou barevné hodnoty přírodní vody výrazně vyšší, se ozon spotřebovává v dávce cca 8 mg/l.

• Aktuální otázky čištění odpadních vod s přihlédnutím ke zkušenostem západních zemí

Ozon působí na látky, které způsobují změny barvy vody ve dvou směrech. Nejprve dochází k oxidaci a destrukci organických látek za vzniku jednoduchých neškodných sloučenin. Za druhé, v důsledku koagulačních procesů v barvících nečistotách dochází k jejich vysrážení. Je třeba poznamenat, že absence odpadu ve formě škodlivých produktů s účinným odbarvováním vody ozonizací je v některých případech hlavním určujícím faktorem při výběru způsobu úpravy. Neměli bychom však zapomínat, že úprava vody ozonem je poměrně nebezpečná metoda a vyžaduje vysokou spotřebu energie a značné kapitálové investice.

Poměrně často se k bělení vody používá oxidace nečistot, ke které dochází při úpravě vody aktivním chlorem. Obvykle se provádí úprava vody aktivním chlórem za účelem její dezinfekce. Kromě toho se však někdy v rámci předběžné chlorace provádí odbarvování barevných vod. Při této úpravě dochází současně s destrukcí a koagulací nečistot k jejich chloraci. Nečistoty obsahující chlór v tomto případě nejsou barevné látky, ale zůstávají ve vodě a mohou být značně toxické. Je třeba poznamenat, že odstraňování takových produktů sekundárního znečištění často způsobuje ještě větší potíže než samotné zabarvení vody.

Pro informaci

Bylo zjištěno, že chlorace vody s barvou 45 až 180 stupňů. může v něm vést k tvorbě sloučenin obsahujících chlór s karcinogenními vlastnostmi. Použití takové vody těhotnými ženami, jak ukazují pozorování, vede k výraznému nárůstu počtu patologií.

Spolu s bělením vod pro domácnost je často nutné snížit barvu průmyslových odpadních vod. K tomuto účelu se používají stejné metody, ale v některých případech je vhodné použít některé specifické techniky. Ke snížení zabarvení průmyslových odpadních vod se například používají metody fotokatalytického čištění. K ničení znečištění využívají energii slunečního záření, které způsobuje katalytické štěpení barevných nečistot.

Takové katalyzátory často zahrnují chemické sloučeniny s polovodičovými vlastnostmi. Ze široké škály fotokatalyzátorů jsou nejvíce studovány TiO2 a ZnO, které mají poměrně vysokou aktivitu, jsou levné a jsou dostupné.

Kromě toho, že se obarvená voda nachází v přírodních zdrojích, může se objevit i ve veřejném vodovodu. Je to způsobeno především sekundárním znečištěním. Někdy například z kohoutku začne téct obarvená voda. Taková pitná voda získává barvu v důsledku znečištění během přepravy potrubím.

Příklad

Červenohnědá barva vody je způsobena přítomností jemně rozptýlené sraženiny železa ve formě oxidu. Ve starém potrubí se tyto nečistoty vyplavují vodou, pokud je hodnota pH nižší než 6,6. Mimochodem, takové železo se rychle usazuje v podobě hnědých částic na dně nádobí, ale i tak je to nepříjemné.

Z kohoutku navíc může vytékat voda s hnědým odstínem, která netvoří sediment. Toto zbarvení je často způsobeno přítomností žlázových bakterií, které vyrostly v potrubí.

Pokud z kohoutku teče voda zakalené mléčné barvy, může to být způsobeno vnikáním metanu do ní, přebytkem koagulantu při porušení jeho dávkování na úpravně vody nebo v horším případě vytvořením vodního vzduchu. pozastavení v důsledku nesprávného provozu čerpadla.

Abychom nepokoušeli osud ve všech těchto případech, je vhodné používat obarvenou vodu až po aplikaci určitých metod pro určení její barvy a systému následné úpravy v domácnosti.

Barva je indikátor, který charakterizuje intenzitu a stupeň barvy vody.

Barva je přirozenou vlastností vody, která je dána tím, že obsahuje huminové látky a komplexní sloučeniny železa. Barva vody může být určena vlastnostmi a strukturou dna nádrže, povahou vodní flóry, půdou, která s nádrží sousedí, přítomností rašelinišť, bažin a dalších věcí ve zvodnělé vrstvy.

Dobrá barva vody eliminuje potřebu stanovovat takové znečišťující látky, jejichž MPC jsou stanoveny barvou vody. Tyto typy znečišťujících látek zahrnují mnoho sloučenin a barviv, které tvoří intenzivně barevné roztoky a mají vysoký stupeň absorpce světla.

Barvu vody lze určit vizuálně nebo fotometricky, porovnáním barvy vzorku s barvou podmíněné 1000 stupňové stupnice stupně zabarvení vody, která se připravuje ze směsi dichromanu draselného K2Cr2O7 a síranu kobaltnatého CoSO4. U vody obsažené v útvarech povrchových vod je povoleno, aby indikátor nepřesáhl dvacet stupňů na barevné škále.

V případě, že barva vody neodpovídá přirozené, stejně jako v případě nadměrně intenzivní barvy, se zjišťuje i výška sloupce kapaliny, při které je barva detekována, a také kvalitativně charakterizuje barva vody. Odpovídající výška vodního sloupce nesmí být větší než:

Pro vodu z nádrží pro domácnost a pitné účely - 20 cm;

Pro vodní nádrže pro kulturní a domácí účely - 10 cm.

Je obvyklé určit barvu vody ve stupních barvy vizuálně-kolorimetrickou metodou, porovnáním barevných indikátorů vzorku s kontrolní škálou barevných vzorků:

0º;10º, 20º;30º; 40º; 60º, 100º, 300º, 1000º - pro referenční roztoky chrom-kobaltové stupnice;

0°; 30º; 100º; 300º, 1000º - pro stupnici kontroly filmu.

Za bezbarvou se považuje taková voda, jejíž barva je alespoň dvacet stupňů a okem ji prakticky nevnímáme. Pouze takovou vodu lze bezpečně konzumovat bez omezení jejího použití. Pokud většina spotřebitelů uvádí nažloutlý odstín vody, pak její barva přesahuje 20 stupňů na imitující stupnici. Podle státních norem, které odkazují na pití vody, jeho přípustná barevnost by neměla být větší než 20 stupňů.