Warna air biasanya ditunjukkan sebagai berikut. Penentuan warna air

Ini adalah sifat alaminya, ditandai dengan adanya zat humat yang tersapu dari tanah. Zat-zat ini muncul di tanah sebagai hasil penguraian senyawa organik, serta sintesis oleh mikroorganisme, zat khusus yang hanya melekat di tanah - humus.

Saya sendiri humus warna coklat, sehingga zat yang menyusun komposisinya memberikan warna coklat pada air. Jumlah zat tersebut terutama dipengaruhi oleh: sifat tanah, kondisi geologis, serta keberadaan rawa gambut dan rawa-rawa di dekat reservoir. Sejumlah kecil zat humat memasuki reservoir, langsung selama penghancuran alga oleh mikroorganisme. Semakin tinggi kandungan zat humat dalam air, semakin intens warnanya diekspresikan.

Untuk mengukur warna air, digunakan skala kromium-kobalt yang dirancang khusus, yang memungkinkan simulasi warna alami air. Sebagai aturan, ini adalah larutan kobalt sulfat, asam sulfat dan kalium kromat dalam air. Bergantung pada konsentrasi zat-zat ini, intensitas pewarnaan air berubah, dan karenanya, warnanya. Warna air itu sendiri diukur dalam derajat dengan membandingkan intensitas warna dengan larutan kromium-kobalt. Saat ini, proses ini dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer dan fotokolorimeter. Sebelumnya, semuanya dilakukan secara visual.

Tanpa warna, dapat dianggap seperti air, yang warnanya kurang dari 20 derajat, dan praktis tidak terlihat oleh mata. Hanya air seperti itu yang bisa dimakan tanpa membatasi penggunaannya. Jika mayoritas konsumen mengatakan bahwa air memiliki warna kekuningan, maka warnanya telah melebihi 20 derajat pada skala peniruan. Standar negara untuk air minum menyatakan bahwa warna yang diizinkan tidak boleh melebihi 20 derajat.

Selain warna, perlu juga disebutkan warna airnya. Hal ini terkait dengan pencemaran air, berbagai zat asal anorganik dan organik, khususnya pewarna yang masuk ke badan air bersama dengan limbah dari perusahaan dan pabrik industri ringan, bersama dengan senyawa mangan, besi dan tembaga. Misalnya, mangan dan besi mewarnai air dalam warna hitam dan merah, tembaga - dari biru-hijau ke biru cerah. Dengan demikian, air yang terkontaminasi limbah industri mungkin memiliki warna yang tidak seperti biasanya.

Warna air ditentukan secara fotometrik atau visual setelah semua padatan tersuspensi dihilangkan dengan sentrifugasi atau filtrasi. Secara visual, Anda dapat membedakan warna, intensitas warna air dan naungannya. Untuk melakukan ini, tuangkan air ke dalam silinder dengan dasar yang rata. Selembar kertas putih diambil dan diletakkan pada jarak 4 cm dari dasar silinder. Melihat selembar kertas melalui kolom air, evaluasi bayangannya. Kemudian air dituangkan keluar dari air sampai warnanya dianggap putih. Maka Anda harus mengukur ketinggian kolom air yang tersisa. Batas yang diizinkan tidak lebih rendah dari 20 cm Dalam beberapa kasus, terutama jika warna airnya sangat pekat, perlu diencerkan dengan air suling. Sifat warna dan intensitasnya ditentukan dengan menggunakan fotokolorimeter atau spektrofotometer, dengan mengukur kerapatan optik gelombang cahaya.

Warna dan warna air yang tidak seperti biasanya membatasi ruang lingkup penggunaannya dan memaksa mereka untuk mencari sumber pasokan air baru. Namun, tidak menutup kemungkinan air dari sumber baru tidak akan berbahaya dari segi kandungan zat beracun atau bakteri patogen. Selain itu, peningkatan warna dan warna air juga menunjukkan pencemaran oleh air limbahnya. perusahaan industri. tinggi cat air, mungkin bersifat biologis, karena konten tinggi mengandung zat humat. Tidak ada contoh spesifik tentang dampak negatif air dengan warna tinggi terhadap kesehatan manusia. Namun, diketahui tentang peningkatan kuat dalam permeabilitas dinding usus di bawah aksi asam humat. Selain itu, warna dapat berfungsi sebagai indikator pemurnian air yang efektif di fasilitas khusus.

Warna air merupakan indikator yang mencirikan intensitas warna air. Warna dinyatakan dalam derajat pada skala platinum-kobalt dengan membandingkan air uji dengan standar warna. Metode fotometrik juga banyak digunakan untuk menilai warna, menggunakan grafik kalibrasi yang mencirikan hubungan antara warna larutan standar dan kerapatan optiknya.

Melakukan analisis

A) secara visual pada skala warna

100 ml air uji yang disaring melalui filter membran dimasukkan ke dalam silinder Nessper dan dibandingkan dengan skala warna (Tabel 1.2), dilihat dari atas pada latar belakang putih.

Tabel 1.2 - Skala warna

Jika sampel air yang diteliti memiliki nilai warna lebih tinggi dari 70º, sampel harus diencerkan dengan air suling dalam perbandingan tertentu sampai warna air yang diteliti sebanding dengan skala warna. Hasil yang diperoleh dikalikan dengan angka yang sesuai dengan nilai pengenceran. Hasil penetapan tersebut dimasukkan dalam tabel 1.3.

Tabel 1.3 - Warna dan Kekeruhan Air

B) secara fotometrik

Saat menentukan warna air menggunakan kolorimeter fotolistrik, kuvet dengan ketebalan lapisan penyerap cahaya 5-10 cm digunakan. Cairan kontrol adalah air suling, dari mana padatan tersuspensi dihilangkan dengan menyaringnya melalui filter membran No.

Densitas optik filtrat dari sampel air yang dipelajari diukur di bagian biru spektrum pada panjang gelombang 413 nm (filter cahaya No. 2). Kromatisitas ditentukan oleh grafik kalibrasi dan dinyatakan dalam derajat kromatisitas. Hasil penetapan tersebut dimasukkan dalam tabel 1.3.

Selisih antara hasil penentuan warna pada timbangan dengan menggunakan fotokolorimeter tidak boleh melebihi 5%.

Metode fotometrik untuk menentukan kekeruhan air

Kekeruhan air disebabkan oleh adanya partikel-partikel halus yang tersuspensi di dalamnya. Di sumber terbuka, kekeruhan air dapat berfluktuasi dalam rentang yang sangat luas dan, sebagai suatu peraturan, memiliki karakter musiman yang jelas. Kekeruhan air meningkat tajam selama banjir (di musim semi atau setelah hujan lebat) dan menurun hingga minimum di musim dingin air rendah.

Kekeruhan air ditentukan dengan metode gravimetri, pengukur kekeruhan visual, tyndallometer fotoelektronik dan kalorimeter fotolistrik. Metode terakhir adalah yang paling sederhana, paling akurat dan efisien. Ini didasarkan pada perbandingan kerapatan optik air yang diselidiki dengan kerapatan optik larutan standar dengan konsentrasi yang diketahui.

Melakukan analisis

Sebelum analisis, fotoelektrokolorimeter dikalibrasi menggunakan suspensi standar cair (larutan) dengan konsentrasi yang ditetapkan secara tepat atau seperangkat standar padat suspensi kekeruhan dengan kerapatan optik yang diketahui. Menurut pembacaan perangkat dan konsentrasi larutan, grafik kalibrasi dibuat.

Untuk menentukan kerapatan optik dari air yang dipelajari, sampel air yang tercampur dengan baik dimasukkan ke dalam kuvet dengan ketebalan lapisan penyerap cahaya 5-10 cm dan kerapatan optiknya diukur di bagian hijau spektrum ( dengan panjang gelombang 530 nm). Cairan kontrol (kontrol) adalah air uji, dari mana padatan tersuspensi dihilangkan dengan sentrifugasi atau penyaringan melalui filter membran No. 4, diolah dengan perebusan.

Nilai kekeruhan dalam miligram per liter ditentukan dari kurva kalibrasi. Hasil penetapan tersebut dimasukkan dalam tabel 1.3.

Mikhail Ivanov, Ph.D.

Air alami, air limbah industri, dan bahkan air keran datang dalam berbagai warna. Warna air disebabkan oleh adanya pengotor organik dan anorganik di dalamnya. Dalam banyak kasus, penggunaan air semacam itu membutuhkan perubahan warna.

Anda dapat berlangganan artikel di

Alasan dan warna

Di perairan alami, warna sering disebabkan oleh adanya senyawa anorganik Fe 2 + di dalamnya, yang dalam keadaan terlarut memberikan warna coklat kemerahan. Kotoran senyawa besi biasanya disertai dengan kontaminasi garam mangan, yang memberikan warna kehitaman pada air. Selain larutan, pengotor senyawa besi dapat berbentuk koloid, memberikan warna kemerahan, dan berupa senyawa kompleks dengan warna kuning.

Zat-zat organik yang memberi warna pada air secara konvensional dibagi menjadi dua kelompok: keluarga asam humat dan tanin. Asam humat masuk ke air dari tanah dan rawa gambut ( Nasi. satu).

Beras. 1. Asam humat dan tanin memberikan warna kemerahan pada perairan gambut.

Kotoran ini juga bisa dalam keadaan terlarut, tersuspensi dan koloid. Kehadiran gugus karboksil, fenil-hidroksil dan amina dalam pengotor ini mengarah pada pembentukan garam dan senyawa kompleks yang kuat dengan kation logam. Sebagian besar senyawa ini larut dan memiliki sifat sedikit asam. Keluarga tanin tidak termasuk senyawa kimia individu, tetapi satu set zat yang mungkin mengandung cincin aromatik dengan beberapa gugus hidroksi, serta senyawa yang molekulnya mengandung fragmen heterosiklik dan yang mengandung nitrogen. Zat-zat ini adalah produk kondensasi fenol aromatik dengan asam amino dan protein.

Untuk waktu yang lama diyakini bahwa warna air yang tinggi hanya menyebabkan penurunan sifat organoleptik air dan mempersulit pemurnian airnya. Namun, penelitian terbaru menunjukkan bahwa air minum dengan warna yang meningkat menimbulkan risiko bagi kesehatan masyarakat.

Pengukuran warna

Warna air diukur dalam derajat skala platinum-kobalt, yang kadang-kadang disebut skala Hazen. Skala ini menggunakan larutan berwarna dari garam kobalt dan platinum dengan konsentrasi tertentu. Setiap larutan referensi sesuai dengan nilai warna air tertentu, yang dinyatakan dalam derajat warna. Penentuan warna air dilakukan dengan membandingkan warna larutan referensi dengan sampel yang diteliti. Hampir tidak berwarna, secara persepsi mata manusia, air dengan warna kurang dari 20 o dianggap, dan air dari sumber permukaan pada periode musim panas "mekar", yang mengandung banyak fitoplankton, sesuai dengan warna sekitar 120 o. Air berwarna dibagi ke dalam kategori warna ( tab. satu.).

Sesuai dengan GOST R 52769-2007, dua metode untuk menentukan warna dibedakan: visual dan fotometrik.

Metode visual didasarkan pada perbandingan warna sampel air dengan warna sampel referensi "dengan mata", yaitu secara visual. Setiap sampel referensi sesuai dengan warna air tertentu, yang dinyatakan dalam derajat. Larutan referensi diperoleh dari State Standard Sample (GSO) dengan konsentrasi tertentu ( tab. 2).

Tabel 2. Warna larutan referensi sesuai dengan pengenceran GSO

Metode kedua didasarkan pada penentuan kerapatan optik (atau transmitansi) sampel air yang diteliti menggunakan penganalisis fotometrik. Dalam metode ini, dengan bantuan GSO dari berbagai konsentrasi, larutan kalibrasi disiapkan, yang kemudian kepadatan optik ditentukan dan kurva kalibrasi "kerapatan optik - derajat warna" dibuat, yang dengannya warna air di bawah studi ditentukan dari diukur menggunakan fotometer ( Nasi. 2) membaca kerapatan optik sampelnya.

Beras. 2. Fotometer

Dalam metode fotometrik untuk menentukan warna air, digunakan skala platinum-kobalt dengan penentuan kerapatan optik pada 410 nm dan skala warna kromium-kobalt dengan penentuan transmitansi pada panjang gelombang 380 nm.

Pemutihan

Tidak ada metode universal untuk mengurangi warna air. Semua metode umum pemutihan air dapat dibagi menjadi dua kelompok utama: pemisahan dan penghancuran. Secara tradisional, metode untuk menghilangkan pengotor warna dari air secara bersamaan dengan jenis kontaminan lain pada berbagai tahap pengolahan air telah populer. Namun, menurut para ahli, metode yang menghancurkan kotoran tanpa polusi sekunder lebih menjanjikan.

Metode pemisahan yang paling sederhana untuk mengurangi warna air adalah penyaringan, yang dilakukan pada tahap awal pengolahan air. Metode ini memungkinkan Anda untuk menghilangkan fitoplankton, kotoran mekanis, dan padatan tersuspensi dari air, yang menyebabkan kekeruhan dan warnanya. Pada instalasi pengolahan air, pasir curah atau pabrik penyaringan lambat kerikil biasanya digunakan untuk tujuan ini, dan filter mesh digunakan dalam sistem pengolahan air otonom. Dalam kebanyakan kasus, pemrosesan ini memungkinkan Anda untuk mengurangi warna menjadi sekitar 50 o .

Metode yang paling umum untuk mengurangi warna air adalah koagulasi. Dengan metode ini, klarifikasi air dilakukan di instalasi pengolahan air. Biasanya koagulasi mengurangi warna sumber air dari 120 o (nilai yang diterima dalam pengembangan proyek) menjadi 30-40 o . Proses tersebut dilakukan dengan pemberian dosis koagulan berdasarkan kation logam bermuatan ganda: , , AlCl 3 , ([Al 2 (OH) 5 Cl] . 6H 2 O), FeSO 4 , dan FeCl 3 . Selain itu, penurunan warna air juga terjadi ketika air dibasakan dengan Ca (OH) 2 dan Na 2 CO 3, yang menyebabkan pengendapan beberapa pengotor warna.

Untuk meningkatkan efisiensi penghilangan warna dengan bantuan koagulan, flokulan dimasukkan ke dalam air yang diolah ( Nasi. 3),

Beras. 3. Flokulan berkontribusi pada pembentukan agregat atau serpihan dari partikel yang terdispersi halus dan stabil secara koloid

salah satunya adalah poliakrilamida ( Nasi. 4).

Beras. 4. Poliakrilamida flokulan

Karena besarnya peralatan dan lamanya proses, koagulasi tidak digunakan dalam sistem pengolahan air otonom. Dalam sistem pengolahan air individu dan setelah pengolahan rumah tangga untuk penghilangan warna air, metode penyerapan dan filtrasi pertukaran ion ( Nasi. 5).

Beras. 5. Instalasi pengolahan air berdasarkan penukar ion

Penggunaan filtrasi pertukaran ion untuk reduksi warna didasarkan pada kenyataan bahwa banyak molekul pengotor warna memiliki gugus polar yang mampu berinteraksi dengan penukar ion. Pemutihan pertukaran ion air dilakukan bersamaan dengan penurunan kesadahan (pelunakan). Dipercaya bahwa untuk ekstraksi yang efektif dari pengotor berwarna dari air, kontak jangka panjang dari air murni dengan resin penukar ion diperlukan. Oleh karena itu, dengan ketinggian minimum lapisan penukar ion 90 cm, durasi air dalam filter harus 3,5-5,0 menit. Kerugian yang signifikan dari metode pemutihan air ini dapat dianggap sebagai kesulitan yang muncul selama regenerasi penukar ion. Karena pencucian resin setelah menyerap kotoran warna adalah proses yang sangat panjang dan melelahkan.

Untuk menyederhanakan regenerasi, apa yang disebut filtrasi pertukaran ion gabungan sering digunakan, di mana lapisan resin penukar anion ditambahkan ke lapisan resin untuk melunakkan air, yang menghilangkan kotoran warna. Namun, teknik ini hanya dapat digunakan jika kandungan pengotor organik dalam air kurang dari 7 mmol/l dan kesadahannya rendah. Jika kesadahan air lebih tinggi dan konsentrasi pengotor warna lebih tinggi, maka filtrasi pertukaran ion terpisah harus digunakan. Selain itu, untuk memudahkan pembersihan, resin penukar ion berpori makro berdasarkan kopolimer stirena digunakan, di mana, karena banyaknya ikatan silang, pengotor tidak dapat menembus jauh ke dalam pori-pori.

Dalam banyak kasus, adanya pengotor warna organik dalam air menyebabkan biogrowth resin penukar ion. Biofilm menutupi butiran penukar ion, dan dengan demikian memblokir gugus fungsi, dan juga menghambat regenerasi. Untuk melindungi penukar ion dari efek berbahaya seperti itu, peredam organik digunakan (yang disebut "pemulung"). Jenis media filtrasi ini ditempatkan di prefilters sebelum filtrasi pertukaran ion. Peredam organo relatif mudah diregenerasi baik dengan larutan alkali atau dengan larutan basa garam biasa.

Dengan membandingkan berbagai metode penghilangan warna air, ditemukan bahwa perlakuan adsorpsi pada karbon aktif paling efektif menghilangkan pengotor warna hidrofobik. Sorben ini menyerap dengan baik fenol, senyawa aromatik polisiklik, produk minyak bumi, pestisida organofosfat, dan banyak produk organik dan yang mengandung klorin lainnya. Yang paling cocok untuk tujuan ini adalah karbon aktif berbasis kayu ( Nasi. 6),

Beras. 6. Karbon aktif

karena mereka biasanya memiliki pori-pori yang lebih besar dan tahan terhadap abrasi. Kerugian menggunakan karbon aktif termasuk kompleksitas regenerasinya, yang dilakukan menggunakan soda kaustik dan pelarut, serta dengan kalsinasi dalam tungku. Proses seperti itu hanya dapat dilakukan di lingkungan produksi. Oleh karena itu, dalam banyak kasus, dalam pengolahan air rumah tangga atau dalam sistem pasokan air otonom, filter karbon bekas diganti dengan yang baru. Sebagian besar filter diisi dengan granular karbon aktif terdiri dari housing, media filtrasi, sistem distribusi drainase, dan unit kontrol aliran.

Di antara metode degradasi untuk mengurangi warna air adalah metode untuk oksidasi pengotor larut warna dari antara senyawa anorganik besi dan mangan. Senyawa ini mudah teroksidasi oleh oksigen atmosfer dengan adanya katalis, berubah menjadi keadaan tidak larut. Banyak metode penyetrikaan air didasarkan pada sifat ini. Namun, jika pengotor warna juga termasuk partikel koloid dan senyawa besi organik, proses pemurnian menjadi lebih rumit. Memang, oksidasi mereka membutuhkan zat pengoksidasi yang lebih kuat, seperti ozon atau klorin aktif.

Untuk penghilangan warna dengan ozonasi air alami dari sumber permukaan di wilayah utara dan tengah Rusia ke nilai standar, diperlukan sekitar 2,5 mg/l ozon ( Nasi. 7).

Beras. 7. Air sebelum dan sesudah pemutihan ozon

Untuk wilayah selatan Rusia, di mana warna air alami jauh lebih tinggi, konsumsi ozon biasanya sekitar 8 mg/l. Mekanisme efek ozon pada zat yang menyebabkan warna dalam air terdiri dari dua proses utama. Pertama, ozon menyebabkan oksidasi dan penghancuran zat organik menjadi senyawa sederhana yang tidak berbahaya. Kedua, efek ozon pada pengotor berwarna menyebabkan koagulasi, akibatnya mereka mengendap. Perlu dicatat bahwa perubahan warna air yang efektif tanpa pembentukan produk berbahaya oleh ozonasi dalam beberapa kasus adalah alasan utama untuk memilih metode perawatan. Namun, harus diingat bahwa pengolahan air dengan ozon adalah metode yang agak mahal yang membutuhkan energi dalam jumlah besar dan investasi modal yang signifikan.

Seringkali, untuk penghilangan warna air dengan metode oksidasi, perlakuannya dengan klorin aktif digunakan. Seperti yang Anda ketahui, senyawa kimia yang mengandung klorin aktif biasanya digunakan untuk desinfeksi air. Namun, selain itu, sebagai bagian dari apa yang disebut klorinasi awal, perubahan warna air berwarna kadang-kadang dilakukan. Dengan perawatan ini, bersamaan dengan penghancuran dan pembekuan kotoran, klorinasi mereka terjadi. Kotoran yang mengandung klorin yang terbentuk dengan cara ini bukanlah zat berwarna, tetapi mereka tetap dalam larutan dan seringkali memiliki toksisitas dan sifat karsinogenik yang agak tinggi. Dan penghapusan produk semacam itu dari polusi sekunder sering menyebabkan kesulitan besar.

Air minum keran dapat berubah warna sebagai akibat dari kontaminasi selama pengangkutan melalui pipa ( Nasi. delapan).

Beras. 8. Air keran warna tinggi

Dengan demikian, warna air coklat kemerahan disebabkan oleh adanya endapan besi yang terdispersi halus dalam bentuk oksida. Kotoran ini dicuci dari pipa tua dengan air pada nilai pH di bawah 6,6. Benar, kotoran seperti itu segera mengendap di bagian bawah piring dalam bentuk partikel coklat, sehingga warna ini dapat dihilangkan dengan pengendapan biasa atau memasang saringan pada pipa. Warna coklat pada air keran yang tidak membentuk endapan seringkali disebabkan oleh adanya bakteri kelenjar yang berkembang biak di dalam pipa. Warna air keran yang keruh seperti susu dapat disebabkan oleh masuknya metana ke dalamnya, kelebihan koagulan akibat overdosis di instalasi pengolahan air, atau karena pembuatan suspensi air-udara sebagai akibat dari kerusakan pompa. Untuk menghindari masalah, lebih baik menggunakan air keran berwarna hanya setelah sistem pasca perawatan rumah tangga ( Nasi. sembilan).

Beras. 9. Air seperti itu bisa diminum

Seiring dengan perubahan warna air rumah tangga, warna limbah industri juga berkurang. Untuk tujuan ini, bersama dengan metode yang telah disebutkan di atas, metode pemurnian fotokatalitik digunakan. Dalam hal ini, energi radiasi matahari digunakan untuk menghancurkan polusi, yang menyebabkan penguraian pengotor warna dengan adanya katalis. Dari sekian banyak fotokatalis, TiO 2 dan ZnO adalah yang paling banyak dipelajari, yang memiliki aktivitas cukup tinggi, harga rendah, dan ketersediaan.

Kesesuaian air untuk minum dan keperluan teknis lainnya (seperti air panas dan pemanas) ditentukan oleh kandungan pengotor, keberadaan zat yang terbentuk selama pengolahan air, serta indikator mikrobiologis. Selain itu, kualitas air dinilai dengan indikator seperti bau, rasa, kekeruhan dan warna.

Perairan alami, limbah dari perusahaan industri mungkin memiliki warna yang berbeda. Bahkan air keran terkadang kehilangan transparansi dan memperoleh warna yang tidak biasa. Pewarnaan ini disebut kromatisitas. Biasanya, warna air dipahami sebagai karakteristik bersyarat, yang diadopsi untuk menggambarkan naungan warna air alami, industri atau air minum. Penting untuk dicatat bahwa penentuan warna air hanya secara tidak langsung mencirikan adanya pengotor di dalamnya. Namun, meskipun demikian, indikator kualitas air ini cukup sering memungkinkan Anda untuk memilih sistem pengolahan air yang tepat.

Kelompok utama pengotor yang menyebabkan pewarnaan air adalah zat organik yang terbawa keluar dari tanah. Kontaminan ini secara kondisional dapat dibagi menjadi dua keluarga: asam humat dan tanin.

Sumber asam humat yang masuk ke perairan adalah lahan gambut dan tanah. Juga, keluarga pengotor ini dapat berada dalam keadaan terlarut atau koloid tersuspensi. Gugus karboksil, fenilhidroksil dan amina yang terkandung di dalamnya adalah alasan untuk pembentukan garam dan senyawa kompleks yang kuat pada reaksi dengan kation logam. Sebagian besar zat yang diperoleh dengan cara ini memiliki sifat sedikit asam dan larut.

Keluarga tanin tidak terdiri dari senyawa kimia individu, tetapi zat yang mencakup cincin aromatik dengan beberapa gugus hidroksi, dan senyawa dengan fragmen heterosiklik dan yang mengandung nitrogen dalam molekul. Mereka dibentuk oleh kondensasi fenol aromatik dengan asam amino dan protein.

Kehadiran asam humat dalam air dapat menyebabkan peningkatan aktivitas biologisnya, yang pada gilirannya akan meningkatkan permeabilitas dinding usus untuk ion logam, seperti besi dan mangan.

• Metode ozonasi air untuk pasokan air publik: spesifik

Selain itu, penentuan warna air disebabkan oleh adanya sejumlah pengotor yang bersifat anorganik di dalamnya. Senyawa anorganik berwarna sering ditemukan di perairan alami. Yang utama di antara senyawa tersebut dapat dianggap sebagai garam anorganik Fe2, yang, dalam keadaan terlarut, menyebabkan warna air coklat kemerahan. Dalam kebanyakan kasus, pengotor senyawa besi disertai dengan pencemaran air dengan garam mangan, yang memberikan warna kehitaman. Selain garam Fe2 yang larut, pewarnaan air juga dapat disebabkan oleh pengotor senyawa besi yang berada dalam keadaan koloid. Jenis polusi ini bertanggung jawab atas warna air yang kemerahan. Semua orang tahu kecenderungan senyawa besi untuk membentuk senyawa kompleks di lingkungan perairan, yang pengotornya memberi warna kuning pada air.

Terkadang warna air tergantung pada pembungaan ganggang tertentu: hijau, biru-hijau, diatom, dan lainnya. Dalam hal ini, warna air dapat bervariasi dari hijau terang hingga kekuningan atau bahkan kebiruan. Wabah kuat perkembangan fitoplankton di reservoir alami menyebabkan apa yang disebut mekar air. Akibatnya, kematian alga secara intensif terjadi, dan penguraiannya akan membutuhkan sejumlah besar oksigen yang terlarut dalam air. Semua ini dapat menyebabkan ketidakseimbangan ekologi.

Tetapi variasi warna air yang lebih banyak biasanya disebabkan oleh polusi buatan manusia.

Untuk waktu yang lama diyakini bahwa warna air yang tinggi hanya memperburuk sifat organoleptik air dan membuatnya sulit untuk dimurnikan. Namun hasil penelitian terbaru mengungkapkan bahwa peningkatan warna air minum merupakan bahaya bagi kesehatan manusia.

Metode untuk menentukan warna air

Warna air diukur dalam derajat skala platinum-kobalt, yang kadang-kadang juga disebut skala Hazen. Skala ini menggunakan larutan berwarna dari garam kobalt dan platinum dengan konsentrasi tertentu - yang disebut larutan referensi. Setiap larutan standar tersebut memiliki nilai warna airnya sendiri, yang dinyatakan dalam derajat warna. Penentuan warna air dilakukan dengan membandingkan intensitas warna sampel yang diteliti dengan larutan referensi. Praktis tidak berwarna dalam persepsi mata manusia adalah air dengan warna kurang dari 20 derajat. Selama musim panas "mekar" sumber permukaan, sejumlah besar fitoplankton hadir di air, selama periode ini, intensitas warnanya sesuai dengan sekitar 120 derajat. kromatisitas.

• Biaya dan kehilangan air yang tidak tercatat: metodologi untuk menentukan dan memerangi

Sebagai referensi

Satuan warna Hazen- pewarnaan larutan yang mengandung 1 mg platinum dalam bentuk asam kloroplatinat dengan adanya 2 mg kobalt (II) klorida heksahidrat per 1 cu. mm.

GOST 29131–91. Produk kimia cair. Metode untuk mengukur warna dalam satuan Hazen (skala platinum-kobalt)

Perairan berwarna dibagi tergantung pada intensitas warna ke dalam kategori warna berikut: sangat rendah, rendah, sedang, tinggi dan sangat tinggi (gambar).

Kategori warna

Sesuai dengan Aturan dan Regulasi Sanitasi dan Epidemiologi 2.1.4.1074–01 “Air Minum. Persyaratan higienis untuk kualitas air dari sistem pasokan air minum terpusat. Kontrol Kualitas”, mulai berlaku pada 1 Januari 2002, warna air yang diizinkan adalah 20 derajat. warna (35 derajat. warna). Perlu dicatat bahwa nilai dalam tanda kurung untuk sistem pasokan air tertentu dapat ditetapkan oleh Kepala Dokter Sanitasi Negara Federasi Rusia untuk wilayah yang relevan sebagai hasil dari analisis teknologi pengolahan air yang digunakan dan situasi sanitasi dan epidemiologis. di wilayah pemukiman.

Segera setelah itu, Peraturan dan Peraturan Sanitasi dan Epidemiologis 2.1.4.1175–02 “Persyaratan higienis untuk kualitas air dari pasokan air yang tidak terpusat. Perlindungan Sanitasi Sumber” dan mulai berlaku pada 1 Maret 2003. Menurut dokumen ini, warna air tidak boleh melebihi 30 derajat. Pada saat yang sama, harus dilaporkan bahwa Pedoman WHO untuk Kontrol Kualitas Air Minum menunjukkan bahwa warna air tidak boleh lebih dari 15 derajat. Sangat menarik untuk dicatat bahwa menurut persyaratan USEPA (Badan Perlindungan Lingkungan AS), indikator kualitas air seperti warna tidak diatur sama sekali, dan di Uni Eropa, warna tidak boleh melebihi 20 derajat.

Warna air (serta warnanya) ditentukan oleh paparan sinar matahari. Seperti yang Anda ketahui, siang hari terdiri dari komponen inframerah, bagian yang terlihat dari spektrum siang hari dan komponen ultraviolet. spektrum elektromagnetik radiasi ultraviolet dibagi menjadi subkelompok menurut warna tertentu. Sifat ini digunakan untuk menentukan warna air.

Bayangan air berwarna tergantung pada panjang gelombang cahaya yang diserap, yang bervariasi dari 420 nm, sesuai dengan ungu, hingga 680 nm, warna ceri di wilayah spektrum ultraviolet. Dengan peningkatan lebih lanjut dalam panjang gelombang, wilayah yang terlihat dimulai. Pengenalan warna air dilakukan berdasarkan warna yang ditetapkan, yang sesuai dengan nilai panjang gelombang tertentu.

Tabel 1

Indikator yang digunakan untuk mengukur warna air

Warna-warna ini digunakan untuk menentukan warna air di waduk alami. Untuk ini, disk digunakan, yang permukaannya dibagi menjadi 16 sektor dengan sudut 22,5°. Setiap sektor disk ini dicat dengan salah satu warna yang ditentukan. Cakram seperti itu, yang berada dalam posisi horizontal, diturunkan ke dalam air hingga kedalaman tertentu. Akibatnya, sektor putih disk akan mengambil warna air reservoir. Dalam hal ini, dimungkinkan untuk menentukan secara visual warna sektor mana yang akan mendekati warna yang sesuai dengan putih.

GOST R 52769–2007 mengusulkan untuk menentukan warna dalam dua cara: visual (metode A) dan menggunakan kontrol fotometrik (metode B).

Metode A didasarkan pada perbandingan visual warna sampel air dan larutan skala warna. Sebuah korespondensi tertentu antara sampel referensi dan warna air dinyatakan dalam derajat didirikan. Untuk pembuatan larutan referensi digunakan State Standard Sample (GSO) dengan konsentrasi tertentu.

Meja 2

Tabel solusi referensi

Penilaian visual warna air dapat dilakukan dengan cara yang lebih sederhana. Untuk melakukan ini, cukup tuangkan air ke dalam gelas atau wadah lain yang terbuat dari kaca transparan dan letakkan selembar kertas putih bersih di belakangnya sehingga bagian itu terlihat tanpa lapisan air. Perbandingan warna kertas melalui dan tanpa lapisan air memungkinkan Anda untuk mengukur warna air.

Dalam metode B, penganalisis fotometrik digunakan untuk menentukan kerapatan optik (atau transmitansi) sampel air yang diteliti. Menggunakan GSO dengan konsentrasi berbeda, siapkan larutan kalibrasi. Kemudian kepadatan optik mereka ditentukan. Berdasarkan hasil, kurva kalibrasi ketergantungan kerapatan optik dan derajat warna digambar, yang memungkinkan Anda menentukan warna air yang diteliti. Dalam metode ini, dalam menentukan warna air, skala dapat digunakan: baik platinum-kobalt dengan penentuan kerapatan optik pada panjang gelombang 410 nm, atau kromium-kobalt dengan penentuan transmitansi pada panjang gelombang 380 nm.

• Desinfeksi air dengan radiasi ultraviolet

Metode pemutihan air

Metode universal tunggal untuk mengurangi warna air belum dikembangkan. Semua metode yang digunakan untuk penghilangan warna air secara kondisional dapat diklasifikasikan menurut teknologi pemrosesan menjadi metode destruktif dan pemisahan.

Metode pemisahan secara tradisional adalah yang paling umum. Di dalamnya, kotoran yang menyebabkan warna dihilangkan dari air dalam proses pemurnian air, bersama dengan berbagai kontaminan lainnya.

Metode pemisahan yang paling sederhana untuk mengurangi warna air adalah penyaringan yang dilalui air tahap awal pembersihan. Aplikasinya memurnikan air dari kotoran mekanis, fitoplankton, dan berbagai padatan tersuspensi. Untuk tujuan ini, instalasi pengolahan air biasanya menggunakan instalasi penyaringan lambat - kerikil atau curah berpasir, dan dalam sistem pengolahan air otonom - filter mesh. Biasanya, pemrosesan tersebut dapat mengurangi kromatisitas hingga sekitar 50 derajat.

Perlu dicatat bahwa dalam sistem pemurnian air otonom dan pasca perawatan rumah tangga, metode penyerapan dan filtrasi pertukaran ion, yang terkait dengan metode pemisahan, sering digunakan untuk menghilangkan warna air. Daya tarik filtrasi pertukaran ion untuk tujuan ini adalah karena fakta bahwa dalam banyak molekul pengotor warna terdapat gugus polar yang mampu berinteraksi dengan penukar ion.

Pemutihan air dengan pertukaran ion dilakukan bersamaan dengan penurunan kesadahannya. Telah ditetapkan bahwa efisiensi ekstraksi kotoran berwarna dari air secara langsung tergantung pada durasi kontak air murni dengan resin penukar ion. Oleh karena itu, dengan ketebalan lapisan penukar ion minimal 90 cm, air harus berada di dalam filter setidaknya selama 3,5–5,0 menit. Sebagai kelemahan yang signifikan dari metode pemutihan air ini, orang dapat mencatat kesulitan yang muncul selama regenerasi penukar ion. Faktanya adalah bahwa pengotor air berwarna selama filtrasi pertukaran ion sangat terikat dengan sorben sehingga penghilangan selanjutnya adalah tugas yang sangat sulit dibandingkan dengan membersihkan dari kontaminan biasa (mencuci resin setelah mereka menyerap pengotor warna adalah proses yang sangat panjang dan melelahkan) .

Regenerasi dapat difasilitasi dengan menggunakan apa yang disebut filtrasi pertukaran ion gabungan, di mana, untuk melunakkan air, lapisan resin penukar anion ditambahkan ke lapisan resin, yang menghilangkan kotoran warna. Namun teknik ini hanya dapat digunakan jika kesadahan air rendah dan pengotor organik kurang dari 7 mmol/l. Dengan air dengan kesadahan yang lebih besar dengan konsentrasi pengotor warna yang lebih tinggi, direkomendasikan filtrasi pertukaran ion terpisah. Pencucian dapat difasilitasi dengan menggunakan resin penukar ion berpori makro berdasarkan kopolimer stirena - sejumlah besar ikatan silang di dalamnya mencegah penetrasi kotoran ke kedalaman pori-pori.

Perlu dicatat bahwa dalam banyak kasus kandungan pengotor warna organik dalam air menyebabkan biogrowth yang dipercepat dari resin penukar ion. Biofilm menutupi butiran penukar ion dan dengan demikian memblokir gugus fungsi. Biofilm yang sama juga menghambat regenerasi resin penukar ion berikutnya. Perlindungan penukar ion dari efek berbahaya tersebut disediakan dengan bantuan penyerap organo, atau pemulung. Media filtrasi ini ditempatkan sebelum filtrasi pertukaran ion di pra-filter. Peredam organo relatif mudah diregenerasi baik dengan larutan alkali atau larutan basa dari garam biasa. Dengan perawatan seperti itu, aliran air harus memiliki suhu tidak lebih dari 38 ° C, dan kecepatannya dapat bervariasi dalam kisaran 0,6 hingga 100 meter kubik. m/j

• Penghapusan gas terlarut dalam pengolahan air tanah

Dengan membandingkan metode pemisahan yang berbeda untuk penghilangan warna air, ditemukan bahwa perlakuan adsorpsi pada karbon aktif paling efektif menghilangkan pengotor warna hidrofobik. Sorben ini menyerap zat berwarna berdasarkan fenol, senyawa aromatik polisiklik, serta kotoran yang mengandung produk minyak bumi, pestisida organofosfat dan senyawa organik dan yang mengandung klorin lainnya. Bahan yang paling cocok dalam hal ini adalah arang aktif - lebih berpori, memiliki ketahanan abrasi yang baik. Namun, karbon aktif dibedakan oleh kompleksitas regenerasi, yang disebabkan oleh kapasitas penyerapan yang tinggi dari bahan jenis ini. Batubara diregenerasi dengan soda api dan pelarut atau dengan kalsinasi dalam tungku. Proses tersebut hanya layak dalam kondisi produksi. Akibatnya, dalam pasokan air otonom atau pengolahan air rumah tangga, filter karbon yang paling sering digunakan dibuang begitu saja dan diganti dengan yang baru. Ini datang dengan biaya penggunaan tambahan. Biaya filter karbon ditentukan tidak hanya oleh media penyerapan, tetapi juga oleh peralatan terkait lainnya. Bagian struktural filter dengan backing karbon aktif granular adalah: housing, sistem distribusi drainase, media filtrasi, dan unit kontrol aliran.

Kelompok metode lain yang memungkinkan untuk mengurangi warna air termasuk yang disebut metode destruktif, ketika menggunakan pengotor yang menyebabkan warna dihancurkan. Menurut para ahli, metode destruktif lebih menjanjikan, tetapi hanya jika mereka tidak membentuk senyawa yang menyebabkan polusi sekunder.

Metode yang paling umum untuk mengurangi warna air dari kelompok ini adalah koagulasi. Ini digunakan di pabrik pengolahan air untuk klarifikasi air. Biasanya, dengan bantuan koagulasi, warna sumber air dapat dikurangi dari 120 derajat. chromaticity (nilai yang diterima dalam pengembangan proyek) hingga 30-40 derajat. Proses ini dilakukan dengan pemberian dosis koagulan berdasarkan kation logam bermuatan ganda, terutama aluminium dan besi. Di antara koagulan berbasis aluminium, disebutkan dapat dibuat dari , , (AlCl3), ([Al2(OH)5Cl] x 6H2O). FeSO4, dan (FeCl3) dapat dicatat di antara koagulan berbasis besi. Selain itu, penurunan warna juga terjadi ketika air dibasakan dengan Ca(OH)2 dan Na2CO3, karena beberapa pengotor warna mengendap.

Untuk meningkatkan efisiensi dekolorisasi air olahan dengan bantuan koagulan, flokulan dimasukkan ke dalamnya, salah satunya adalah poliakriloamida. Dosis flokulan tergantung pada warna air dan bervariasi dari 0,2 mg/l hingga 1,5 mg/l.

Tabel 3

Dosis flokulan

Salah satu cara merusak untuk mengurangi warna air adalah oksidasi pengotor warna larut. Ini berlaku untuk senyawa anorganik besi dan mangan. Kemampuan senyawa ini untuk dengan mudah teroksidasi ketika terkena oksigen atmosfer (dengan adanya katalis) dan menjadi tidak larut digunakan dalam banyak metode deironing air. Tetapi keberadaan senyawa besi organik dan partikel koloid dalam komposisi pengotor warna sangat mempersulit proses pemurnian, karena oksidasi senyawa ini memerlukan penggunaan ozon atau klorin aktif - sebagai zat pengoksidasi yang lebih kuat.

Sangat menarik untuk dicatat bahwa untuk pemutihan air dari sumber permukaan di wilayah utara dan tengah Rusia, biasanya diperlukan ozon yang relatif sedikit - hanya sekitar 2,5 mg / l. Pada saat yang sama, untuk wilayah selatan negara itu, di mana nilai warna air alami secara signifikan lebih tinggi, ozon dikonsumsi dengan dosis sekitar 8 mg/l.

• Isu-isu topikal pengolahan air limbah, dengan mempertimbangkan pengalaman negara-negara Barat

Ozon mempengaruhi zat yang menyebabkan perubahan warna air dalam dua arah. Pertama, ada oksidasi dan penghancuran zat organik dengan pembentukan senyawa sederhana yang tidak berbahaya. Kedua, sebagai hasil dari proses koagulasi dalam pewarnaan pengotor, mereka mengendap. Perlu dicatat bahwa tidak adanya limbah dalam bentuk produk berbahaya dengan penghilangan warna air yang efektif dengan ozonasi dalam beberapa kasus merupakan faktor penentu utama ketika memilih metode pengolahan. Namun, kita tidak boleh lupa bahwa pengolahan air dengan ozon adalah metode yang agak berbahaya dan membutuhkan konsumsi energi yang tinggi dan investasi modal yang signifikan.

Cukup sering, oksidasi pengotor digunakan untuk memutihkan air, yang terjadi ketika air diolah dengan klorin aktif. Biasanya, pengolahan air dengan klorin aktif dilakukan untuk mendisinfeksi. Namun, sebagai tambahan, terkadang sebagai bagian dari klorinasi awal, perubahan warna pada air berwarna dilakukan. Dengan perawatan ini, bersamaan dengan penghancuran dan pembekuan kotoran, klorinasi mereka terjadi. Kotoran yang mengandung klorin yang terbentuk dalam hal ini bukanlah zat berwarna, tetapi tetap berada di dalam air dan bisa sangat beracun. Perlu dicatat bahwa penghilangan produk semacam itu dari polusi sekunder seringkali menyebabkan kesulitan yang lebih besar daripada perubahan warna air itu sendiri.

Untuk informasi

Ditemukan bahwa klorinasi air dengan warna 45 sampai 180 derajat. dapat menyebabkan pembentukan senyawa yang mengandung klorin dengan sifat karsinogenik di dalamnya. Penggunaan air seperti itu oleh wanita hamil, seperti yang ditunjukkan oleh pengamatan, menyebabkan peningkatan yang signifikan dalam jumlah patologi.

Seiring dengan pemutihan air rumah tangga, seringkali perlu untuk mengurangi warna limbah industri. Untuk tujuan ini, metode yang sama digunakan, tetapi dalam beberapa kasus disarankan untuk menggunakan beberapa teknik khusus. Misalnya, metode pengolahan fotokatalitik telah digunakan untuk mengurangi pewarnaan limbah industri. Mereka menggunakan energi radiasi matahari untuk menghancurkan polusi, yang menyebabkan pemisahan katalitik dari pengotor warna.

Katalis semacam itu sering kali mengandung senyawa kimia dengan sifat semikonduktor. Dari sekian banyak fotokatalis, TiO2 dan ZnO adalah yang paling banyak dipelajari, yang memiliki aktivitas cukup tinggi, harganya murah, dan tersedia.

Selain fakta bahwa air berwarna ditemukan di sumber alami, juga dapat muncul di sistem pasokan air publik. Ini terutama disebabkan oleh polusi sekunder. Misalnya, terkadang air berwarna mulai mengalir dari keran. Air minum tersebut memperoleh warna sebagai akibat dari polusi selama transportasi melalui pipa.

Contoh

Warna air coklat kemerahan disebabkan oleh adanya endapan besi yang terdispersi halus dalam bentuk oksida. Dalam pipa tua, kotoran ini dicuci dengan air jika nilai pH di bawah 6,6. Ngomong-ngomong, besi seperti itu dengan cepat mengendap dalam bentuk partikel cokelat di bagian bawah piring, tetapi tetap tidak menyenangkan.

Selain itu, air dengan warna cokelat dapat mengalir dari keran, yang tidak membentuk sedimen. Pewarnaan ini sering disebabkan oleh adanya bakteri kelenjar yang tumbuh di dalam pipa.

Jika air berwarna keruh seperti susu mengalir dari keran, ini mungkin disebabkan oleh masuknya metana ke dalamnya, kelebihan koagulan jika dosisnya dilanggar di instalasi pengolahan air, atau paling buruk, terciptanya air-udara suspensi akibat pengoperasian pompa yang tidak tepat.

Agar tidak menggoda nasib dalam semua kasus ini, disarankan untuk menggunakan air berwarna hanya setelah menerapkan metode tertentu untuk menentukan warnanya dan sistem pasca perawatan rumah tangga.

Warna merupakan indikator yang mencirikan intensitas dan derajat warna air.

Warna adalah sifat alami air, yang disebabkan oleh fakta bahwa ia mengandung zat humat dan senyawa besi kompleks. Warna air dapat ditentukan oleh sifat dan struktur dasar waduk, sifat flora air, tanah yang berdekatan dengan waduk, keberadaan rawa gambut, rawa-rawa dan hal-hal lain di akuifer.

Warna air yang baik menghilangkan kebutuhan untuk menentukan polutan tersebut, MPC yang ditentukan oleh warna air. Jenis polutan ini mencakup banyak senyawa dan pewarna yang membentuk larutan berwarna intens dan memiliki derajat tinggi penyerapan cahaya.

Warna air dapat ditentukan secara visual atau menggunakan fotometri, membandingkan warna sampel dengan warna skala 1000 derajat bersyarat derajat warna air, yang dibuat dari campuran kalium dikromat K2Cr2O7 dan kobalt sulfat CoSO4. Untuk air yang terkandung dalam badan air permukaan, indikator diperbolehkan tidak lebih dari dua puluh derajat pada skala warna.

Jika warna air tidak sesuai dengan warna alami, serta dalam kasus warna yang terlalu intens, ketinggian kolom cairan di mana warna terdeteksi juga ditentukan, dan juga secara kualitatif mencirikan air. warna air. Ketinggian kolom air yang sesuai tidak boleh lebih dari:

Untuk air waduk untuk keperluan rumah tangga dan minum - 20 cm;

Untuk reservoir air untuk keperluan budaya dan rumah tangga - 10 cm.

Merupakan kebiasaan untuk menentukan warna air dalam derajat warna dengan metode kolorimetri visual, membandingkan indikator warna sampel dengan skala kontrol sampel warna:

0º;10º, 20;30; 40º; 60º, 100º, 300, 1000º - untuk solusi referensi skala kromium-kobalt;

0º; 30º; 100º; 300º, 1000º - untuk skala kontrol film.

Tidak berwarna dianggap sebagai air seperti itu, yang warnanya setidaknya dua puluh derajat dan praktis tidak terlihat oleh mata. Hanya air seperti itu yang dapat dikonsumsi dengan aman tanpa membatasi penggunaannya. Jika sebagian besar konsumen menunjukkan warna air yang kekuningan, maka warnanya melebihi 20 derajat pada skala peniruan. Menurut standar negara bagian, yang mengacu pada air minum, kromatisitas yang diizinkan tidak boleh lebih dari 20 derajat.