Vannfargen er vanligvis angitt som følger. Bestemmelse av vannfarge

Dette er dens naturlige egenskap, preget av tilstedeværelsen av humusstoffer vasket ut av jorden. Disse stoffene vises i jorda som et resultat av nedbrytning av organiske forbindelser, samt syntese av mikroorganismer, et spesielt stoff som bare er iboende i jorda - humus.

På egenhånd humus brun farge, så stoffene som utgjør sammensetningen gir vannet en brun farge. Mengden av slike stoffer påvirkes først og fremst av: jordsmonnets natur, geologiske forhold, samt tilstedeværelsen av torvmyrer og sumper nær reservoaret. En liten mengde humusstoffer kommer inn i reservoaret, direkte under ødeleggelsen av alger av mikroorganismer. Jo høyere innhold av humusstoffer i vann, desto mer intens uttrykkes fargen.

For å måle fargen på vannet brukes en spesialdesignet krom-kobolt-skala, som gjør det mulig å simulere den naturlige fargen på vannet. Som regel er dette en løsning av koboltsulfat, svovelsyre og kaliumkromat i vann. Avhengig av konsentrasjonen av disse stoffene, endres intensiteten av vannfarging, og derfor fargen. Fargen på selve vannet måles i grader ved å sammenligne fargeintensiteten med en krom-koboltløsning. For tiden utføres denne prosessen ved hjelp av spektrofotometre og fotokolorimetre. Tidligere ble alt gjort visuelt.

fargeløs, kan betraktes som slikt vann, hvis farge er mindre enn 20 grader, og praktisk talt ikke oppfattes av øyet. Bare slikt vann kan spises uten å begrense bruken. Hvis flertallet av forbrukerne sier at vannet har en gulaktig fargetone, har fargen overskredet 20 grader på den imiterende skalaen. Statens standard for drikkevann sier at den tillatte fargen ikke bør overstige 20 grader.

I tillegg til farge bør man også nevne fargen på vannet. Det er assosiert med vannforurensning, ulike stoffer av uorganisk og organisk opprinnelse, spesielt fargestoffer som kommer inn i vannforekomster sammen med avfall fra bedrifter og fabrikker innen lett industri, sammen med forbindelser av mangan, jern og kobber. For eksempel, mangan og jern farge vann i svarte og røde nyanser, kobber - fra blågrønn til lys blå. Dermed kan vann forurenset med industriavfall ha en ukarakteristisk farge for det.

Vannfarge bestemmes fotometrisk eller visuelt etter at alle suspenderte faste stoffer er fjernet ved sentrifugering eller filtrering. Visuelt kan du skille fargen, intensiteten av fargen på vannet og skyggen. For å gjøre dette, hell vann i en sylinder med flat bunn. Et ark med hvitt papir tas og plasseres i en avstand på 4 cm fra bunnen av sylinderen. Se på et papirark gjennom en søyle med vann, evaluer skyggen. Deretter helles vannet ut av vannet til fargen oppfattes som hvit. Deretter bør du måle høyden på søylen til det gjenværende vannet. Den tillatte grensen er ikke lavere enn 20 cm. I noen tilfeller, spesielt hvis fargen på vannet er veldig intens, er det nødvendig å fortynne det med destillert vann. Fargens natur og dens intensitet fastsettes ved hjelp av et fotokolorimeter eller spektrofotometre, ved å måle den optiske tettheten til lysbølger.

Den ukarakteristiske fargen og fargen på vannet begrenser omfanget av bruken og tvinger dem til å søke etter nye vannforsyningskilder. Det er imidlertid mulig at vann fra nye kilder ikke vil være farlig med tanke på innhold av giftige stoffer eller sykdomsfremkallende bakterier. I tillegg indikerer den forbedrede fargen og fargen på vannet også forurensning fra avløpsvannet. industribedrifter. Høy vannfarge, kan være biologisk av natur, pga høyt innhold den inneholder humusstoffer. Det er ingen spesifikke eksempler på den negative effekten av vann med høy farge på menneskers helse. Imidlertid er det kjent om en sterk økning i permeabiliteten til tarmveggene under påvirkning av humussyrer. I tillegg kan farge tjene som en indikator på effektiv vannrensing ved spesialiserte anlegg.

Fargen på vann er en indikator som karakteriserer intensiteten til fargen på vannet. Farge uttrykkes i grader på platina-kobolt-skalaen ved å sammenligne testvannet med fargestandarder. Den fotometriske metoden er også mye brukt for å vurdere farge, ved hjelp av en kalibreringsgraf som karakteriserer forholdet mellom fargen på standardløsninger og deres optiske tetthet.

Utføre analyse

A) visuelt på en fargeskala

100 ml testvann filtrert gjennom et membranfilter tas inn i Nessper-sylinderen og sammenlignes med fargeskalaen (tabell 1.2), sett ovenfra på hvit bakgrunn.

Tabell 1.2 - Fargeskala

Hvis vannprøven som studeres har en fargeverdi høyere enn 70º, bør prøven fortynnes med destillert vann i et visst forhold til fargen på vannet som studeres er sammenlignbar med fargeskalaen. Det oppnådde resultatet multipliseres med tallet som tilsvarer fortynningsverdien. Resultatene av bestemmelsene er lagt inn i tabell 1.3.

Tabell 1.3 - Farge og turbiditet av vann

B) fotometrisk

Når du bestemmer fargen på vann ved hjelp av et fotoelektrisk kolorimeter, brukes en kyvette med en tykkelse på et lysabsorberende lag på 5-10 cm. Kontrollvæsken er destillert vann, hvorfra suspenderte faste stoffer fjernes ved å filtrere den gjennom et nr. 4 membranfilter.

Den optiske tettheten til filtratet til den studerte vannprøven måles i den blå delen av spekteret ved en bølgelengde på 413 nm (lysfilter nr. 2). Kromatisiteten bestemmes av kalibreringsgrafen og uttrykt i grader av kromatisitet. Resultatene av bestemmelsene er lagt inn i tabell 1.3.

Forskjellen mellom resultatene av å bestemme fargen på skalaen og bruk av et fotokolorimeter bør ikke overstige 5 %.

Fotometrisk metode for å bestemme vannturbiditet

Vannets turbiditet skyldes tilstedeværelsen av suspenderte fine partikler i det. I åpne kilder kan vannets turbiditet svinge over et meget bredt område og har som regel en tydelig uttalt sesongkarakter. Turbiditeten til vannet øker kraftig under flom (om våren eller etter kraftig regn) og avtar til et minimum i lavvann om vinteren.

Vannets turbiditet bestemmes av gravimetrisk metode, visuell turbiditetsmåler, fotoelektronisk tyndallometer og fotoelektrisk kalorimeter. Den siste metoden er den enkleste, mest nøyaktige og effektive. Den er basert på en sammenligning av den optiske tettheten til det undersøkte vannet med den optiske tettheten til standardløsninger med kjent konsentrasjon.

Utføre analyse

Før analyse blir fotoelektrokolorimeteret kalibrert ved bruk av flytende standardsuspensjoner (løsninger) med en nøyaktig innstilt konsentrasjon eller et sett med faste standarder av turbiditetssuspensjoner med kjent optisk tetthet. I henhold til avlesningene til enheten og konsentrasjonen av løsningen, bygges en kalibreringsgraf.

For å bestemme den optiske tettheten til det studerte vannet, blir en godt blandet prøve av vann introdusert i en kyvette med en tykkelse på et lysabsorberende lag på 5-10 cm og dens optiske tetthet måles i den grønne delen av spekteret ( med en bølgelengde på 530 nm). Kontrollvæsken (kontroll) er testvannet, hvorfra suspenderte faste stoffer fjernes ved sentrifugering eller filtrering gjennom membranfilter nr. 4, behandlet ved koking.

Turbiditetsverdien i milligram per liter bestemmes fra kalibreringskurven. Resultatene av bestemmelsene er lagt inn i tabell 1.3.

Mikhail Ivanov, Ph.D.

Naturlig vann, industrielt avløpsvann og til og med vann fra springen kommer i en rekke farger. Fargen på vann skyldes tilstedeværelsen av organiske og uorganiske urenheter i det. I mange tilfeller krever bruken av slikt vann misfarging.

Du kan abonnere på artikler på

Årsaker og farger

I naturlige farvann er fargen ofte forårsaket av tilstedeværelsen av Fe 2 + uorganiske forbindelser i dem, som, i en oppløst tilstand, gir den en rødbrun farge. Urenheter i jernforbindelsen er vanligvis ledsaget av forurensning med mangansalter, som gir vannet en svartaktig fargetone. I tillegg til løsninger kan urenheter av jernforbindelser være i kolloidal tilstand, noe som gir en rødlig farge, og i form av komplekse forbindelser med en gul fargetone.

Stoffer av organisk natur som gir farge til vann er konvensjonelt delt inn i to grupper: familien av humussyrer og tanniner. Humussyrer kommer inn i vannet fra jorda og torvmyrer ( ris. en).

Ris. 1. Humussyrer og tanniner gir rødlig farge til torvvann.

Disse urenhetene kan også være i oppløst, suspendert og kolloidal tilstand. Tilstedeværelsen av karboksyl-, fenyl-hydroksyl- og amingrupper i disse urenhetene fører til dannelse av salter og sterke komplekse forbindelser med metallkationer. De fleste av disse forbindelsene er løselige og har lett sure egenskaper. Familien av tanniner inkluderer ikke individuelle kjemiske forbindelser, men et mulig sett av stoffer som inneholder aromatiske ringer med flere hydroksygrupper, samt forbindelser hvis molekyler inneholder heterosykliske og nitrogenholdige fragmenter. Disse stoffene er kondensasjonsprodukter av aromatiske fenoler med aminosyrer og proteiner.

I lang tid ble det antatt at den høye fargen på vann bare fører til en forringelse av de organoleptiske egenskapene til vannet og kompliserer dets vannrensing. Nyere studier har imidlertid vist at drikkevann med økt farge utgjør en risiko for folkehelsen.

Fargemåling

Fargen på vann måles i grader av platina-kobolt-skalaen, som noen ganger kalles Hazen-skalaen. Denne skalaen bruker fargede løsninger av kobolt- og platinasalter med en viss konsentrasjon. Hver referanseløsning tilsvarer en bestemt vannfargeverdi, uttrykt i grader av farge. Bestemmelsen av fargen på vannet utføres ved å sammenligne fargen på referanseløsninger med prøvene som studeres. Tilnærmet fargeløs, perseptuelt menneskelig øye, regnes vann med en farge mindre enn 20 o, og vann fra en overflatekilde i sommerperioden med "blomstring", som inneholder mye planteplankton, tilsvarer en farge på ca 120 o. Farget vann er delt inn i fargekategorier ( fanen. en.).

I samsvar med GOST R 52769-2007 skilles to metoder for å bestemme farge: visuell og fotometrisk.

Den visuelle metoden er basert på å sammenligne fargen på en vannprøve med fargen på referanseprøver «med øyet», det vil si visuelt. Hver referanseprøve tilsvarer en viss farge på vann, uttrykt i grader. Referanseløsninger er hentet fra State Standard Sample (GSO) med en viss konsentrasjon ( fanen. 2).

Tabell 2. Farge på referanseløsningen i samsvar med fortynningen av GSO

Den andre metoden er basert på bestemmelse av den optiske tettheten (eller transmittansen) til vannprøven som studeres ved bruk av en fotometrisk analysator. I denne metoden, ved hjelp av GSO av forskjellige konsentrasjoner, tilberedes kalibreringsløsninger, som deretter bestemmes den optiske tettheten og kalibreringskurven "optisk tetthet - fargegrader" bygges, i henhold til hvilken fargen på vannet under studien bestemmes fra det målte ved hjelp av et fotometer ( ris. 2) lesing av den optiske tettheten til prøven.

Ris. 2. Fotometer

I den fotometriske metoden for å bestemme fargen på vann, brukes både platina-kobolt-skalaen med bestemmelse av optisk tetthet ved 410 nm og krom-kobolt-fargeskalaen med bestemmelse av transmittansen ved en bølgelengde på 380 nm.

Bleking

Det er ingen universelle metoder for å redusere fargen på vannet. Alle vanlige metoder for vannbleking kan deles inn i to hovedgrupper: separasjon og destruksjon. Tradisjonelt har metoder for å fjerne fargeurenheter fra vann samtidig med andre typer forurensninger i ulike stadier av vannbehandling vært populære. Imidlertid, ifølge eksperter, er metoder som ødelegger urenheter uten sekundær forurensning mer lovende.

Den enkleste separasjonsmetoden for å redusere fargen på vann er filtrering, utført på det første stadiet vannbehandling. Denne metoden lar deg fjerne planteplankton, mekaniske urenheter og suspenderte stoffer fra vannet, som forårsaker dets turbiditet og farge. Ved vannbehandlingsanlegg brukes vanligvis langsomme filtreringsanlegg for bulk sand eller grus til disse formålene, og nettingfiltre brukes i autonome vannbehandlingssystemer. I de fleste tilfeller lar denne behandlingen deg redusere fargen til ca. 50 o .

Den vanligste metoden for å redusere fargen på vannet er koagulering. Ved denne metoden utføres vannrensing ved vannbehandlingsanlegg. Vanligvis reduserer koagulering fargen på kildevannet fra 120 o (verdien som er akseptert i utviklingen av prosjekter) til 30-40 o . Prosessen utføres med dosering av koagulanter basert på flert ladede metallkationer: , , AlCl 3, ([Al 2 (OH) 5 Cl] . 6H 2 O), FeSO 4 og FeCl 3 . I tillegg oppstår også en reduksjon i fargen på vann når vann alkaliseres med Ca (OH) 2 og Na 2 CO 3, noe som fører til utfelling av noen fargeurenheter.

For å øke effektiviteten av avfarging ved hjelp av koagulanter, introduseres flokkuleringsmidler i det behandlede vannet ( ris. 3),

Ris. 3. Flokkuleringsmidler bidrar til dannelse av aggregater eller flak fra findelte og kolloidalt stabile partikler

en av dem er polyakrylamid ( ris. 4).

Ris. 4. Flokkulerende polyakrylamid

På grunn av omfanget av utstyret og varigheten av prosessen, brukes ikke koagulering i autonome vannbehandlingssystemer. I systemer for individuell vannbehandling og husholdningsetterbehandling for vannavfarging, metoder for sorpsjon og ionebytterfiltrering ( ris. 5).

Ris. 5. Vannbehandlingsanlegg basert på ionebyttere

Bruken av ionebytterfiltrering for fargereduksjon er basert på det faktum at mange fargeurenhetsmolekyler har polare grupper som er i stand til å samhandle med ionebyttere. Ionebytterbleking av vann utføres samtidig med en reduksjon i hardhet (mykning). Det antas at for effektiv utvinning av fargede urenheter fra vann, er langvarig kontakt mellom det rensede vannet og ionebytterharpiksen nødvendig. Derfor, med en minimumshøyde på ionebytterlaget på 90 cm, bør varigheten av vannet i filteret være 3,5-5,0 minutter. En betydelig ulempe ved denne metoden for vannbleking kan betraktes som vanskelighetene som oppstår under regenerering av ionebyttere. Siden vask av harpikser etter at de har absorbert fargeurenheter er en ekstremt lang og arbeidskrevende prosess.

For å forenkle regenerering brukes ofte såkalt kombinert ionebytterfiltrering, hvor et lag med anionbytterharpiks tilsettes harpikslaget for å myke opp vann, som fjerner fargeurenheter. Imidlertid kan denne teknikken bare brukes hvis innholdet av organiske urenheter i vann er mindre enn 7 mmol / l og lav hardhet. Hvis vannhardheten er høyere og konsentrasjonen av fargeurenheter er høyere, bør separat ionebytterfiltrering brukes. I tillegg, for å lette vasking, brukes makroporøse ionebytterharpikser basert på styrenkopolymerer, hvor urenheter på grunn av det store antallet tverrbindinger ikke kan trenge dypt inn i porene.

I mange tilfeller fører tilstedeværelsen av organiske fargeurenheter i vann til biovekst av ionebytterharpikser. Biofilmer dekker korn av ionebyttere, og blokkerer dermed funksjonelle grupper, og hindrer også regenerering. For å beskytte ionebyttere mot slike skadelige effekter, brukes organiske absorbere (de såkalte "scavengers"). Denne typen filtreringsmedium plasseres i forfiltre før ionebytterfiltrering. Organoabsorbere er relativt enkle å regenerere enten med en alkaliløsning eller med en alkalisk løsning av vanlig salt.

Ved å sammenligne ulike metoder for vannavfarging, ble det funnet at adsorpsjonsbehandling på aktivert karbon mest effektivt fjerner hydrofobe fargeurenheter. Denne sorbenten absorberer fenoler, polysykliske aromatiske forbindelser, petroleumsprodukter, organofosfat-sprøytemidler og mange andre organiske og klorholdige produkter. De mest egnede for dette formålet er trebasert aktivert karbon ( ris. 6),

Ris. 6. Aktivt karbon

da de vanligvis har større porer og er motstandsdyktige mot slitasje. Ulempene med å bruke aktivert karbon inkluderer kompleksiteten til deres regenerering, som utføres ved bruk av kaustisk soda og løsemidler, samt ved kalsinering i ovner. En slik prosess kan bare utføres i et produksjonsmiljø. Derfor, i mange tilfeller, i husholdningsvannbehandling eller i autonome vannforsyningssystemer, erstattes brukte karbonfiltre med nye. De fleste filtrene er fylt med granulat aktivert karbon består av et hus, et filtreringsmedium, et dreneringsfordelingssystem og en strømningskontrollenhet.

Blant nedbrytningsmetodene for å redusere fargen på vann er metoder for oksidering av løselige urenheter av farge fra de uorganiske forbindelsene av jern og mangan. Disse forbindelsene oksideres lett av atmosfærisk oksygen i nærvær av katalysatorer, og blir til en uløselig tilstand. Mange metoder for vannfjerning er basert på denne egenskapen. Men hvis fargeurenhetene også inkluderer kolloidale partikler og organiske jernforbindelser, blir renseprosessen mer komplisert. Oksydasjonen deres krever faktisk sterkere oksidasjonsmidler, som ozon eller aktivt klor.

For avfarging ved ozonering av naturlig vann fra overflatekilder i de nordlige og sentrale delene av Russland til standardverdiene, kreves det ca. 2,5 mg/l ozon ( ris. 7).

Ris. 7. Vann før og etter ozonbleking

For de sørlige regionene i Russland, hvor fargen på naturlig vann er mye høyere, er ozonforbruket vanligvis omtrent 8 mg/l. Mekanismen for effekten av ozon på stoffer som forårsaker farge i vann består av to hovedprosesser. For det første forårsaker ozon oksidasjon og ødeleggelse av organiske stoffer til ufarlige enkle forbindelser. For det andre forårsaker effekten av ozon på fargede urenheter deres koagulering, som et resultat av at de utfelles. Det skal bemerkes at effektiv misfarging av vann uten dannelse av skadelige produkter ved ozonering i noen tilfeller er hovedårsaken til å velge en behandlingsmetode. Det bør imidlertid huskes at vannbehandling med ozon er en ganske kostbar metode som krever store mengder energi og betydelige kapitalinvesteringer.

Ofte, for avfarging av vann ved oksidasjonsmetoden, brukes dets behandling med aktivt klor. Som du vet, brukes kjemiske forbindelser som inneholder aktivt klor ofte til vanndesinfeksjon. Men i tillegg til dette, som en del av den såkalte foreløpige kloreringen, utføres noen ganger misfarging av farget vann. Med denne behandlingen, samtidig med ødeleggelse og koagulering av urenheter, skjer deres klorering. De klorholdige urenhetene som dannes på denne måten er ikke fargede stoffer, men de forblir i løsning og har ofte ganske høy toksisitet og kreftfremkallende egenskaper. Og fjerning av slike produkter av sekundær forurensning forårsaker ofte store vanskeligheter.

Drikkevann fra springen kan få farge som følge av forurensning under transport gjennom rørledninger ( ris. åtte).

Ris. 8. Høyfarget springvann

Den rødbrune fargen på vann skyldes således tilstedeværelsen av et fint dispergert jernutfelling i oksidform. Disse urenhetene vaskes ut av gamle rør med vann med en pH-verdi under 6,6. Riktignok legger slike urenheter seg nesten umiddelbart til bunnen av oppvasken i form av brune partikler, så denne fargen kan elimineres ved vanlig avsetning eller ved å installere en sil på rørledningen. Den brune fargen av springvann som ikke danner sediment er ofte forårsaket av tilstedeværelsen av kjertelbakterier som har formert seg i rørledningene. Den grumsete melkeaktige fargen på vann fra springen kan være forårsaket av inntrengning av metan i det, et overskudd av koagulant som følge av overdosering på et vannbehandlingsanlegg, eller på grunn av dannelsen av en vann-luftsuspensjon som et resultat av en pumpefeil. For å unngå problemer, er det bedre å bruke farget vann fra springen bare etter et husholdnings etterbehandlingssystem ( ris. ni).

Ris. 9. Slikt vann er drikkbart

Sammen med misfarging av husholdningsvann reduseres også fargen på industriavløp. For dette formål, sammen med metodene som allerede er nevnt ovenfor, brukes metoder for fotokatalytisk rensing. I dette tilfellet brukes energien til solstråling til å ødelegge forurensning, noe som forårsaker nedbrytning av fargeurenheter i nærvær av katalysatorer. Av den brede listen over fotokatalysatorer er TiO 2 og ZnO de mest studerte, som har en ganske høy aktivitet, lav pris og tilgjengelighet.

Vannets egnethet til drikke og andre tekniske formål (som varmtvann og oppvarming) bestemmes av innholdet av urenheter, tilstedeværelsen av stoffer dannet under vannbehandling, samt mikrobiologiske indikatorer. I tillegg vurderes vannkvaliteten ut fra indikatorer som lukt, smak, grumsete og farge.

Naturlig vann, avløp fra industribedrifter kan ha en annen farge. Selv vann fra springen mister noen ganger gjennomsiktighet og får en uvanlig farge. Denne fargen kalles kromatisitet. Vanligvis er fargen på vann forstått som en betinget egenskap, som brukes for å beskrive fargenyansen til naturlig, industrielt eller drikkevann. Det er viktig å merke seg det bestemmelse av vannfarge bare indirekte karakteriserer tilstedeværelsen av urenheter i den. Til tross for dette lar denne indikatoren for vannkvalitet deg ganske ofte velge riktig vannbehandlingssystem.

Hovedgruppen av urenheter som forårsaker vannfarging er organiske stoffer som vaskes ut av jorden. Disse forurensningene kan betinget deles inn i to familier: humussyrer og tanniner.

Kildene til humussyrer som kommer inn i vannet er torvmarker og jord. Også denne familien av urenheter kan være i en suspendert oppløst eller kolloidal tilstand. Karboksyl-, fenylhydroksyl- og amingruppene i dem er årsaken til dannelsen av salter og sterke komplekse forbindelser ved reaksjon med metallkationer. De fleste stoffene som oppnås på denne måten har lett sure egenskaper og er løselige.

Familien av tanniner er ikke sammensatt av individuelle kjemiske forbindelser, men stoffer som inkluderer aromatiske ringer med flere hydroksygrupper, og forbindelser med heterosykliske og nitrogenholdige fragmenter i molekyler. De dannes ved kondensering av aromatiske fenoler med aminosyrer og proteiner.

Tilstedeværelsen av humussyrer i vann kan føre til en økning i dets biologiske aktivitet, som igjen vil øke tarmveggenes permeabilitet for metallioner, som jern og mangan.

• Vannozoneringsmetode for offentlig vannforsyning: spesifikasjoner

I tillegg skyldes bestemmelsen av fargen på vann tilstedeværelsen i det av en rekke urenheter av uorganisk natur. Fargede uorganiske forbindelser finnes ofte i naturlig vann. De viktigste blant slike forbindelser kan betraktes som uorganiske salter av Fe2, som, i oppløst tilstand, forårsaker en rødbrun farge av vann. I de fleste tilfeller er urenheter av jernforbindelser ledsaget av forurensning av vann med mangansalter, som gir det en svartaktig fargetone. I tillegg til løselige salter av Fe2, kan farging av vann også være forårsaket av urenheter av jernforbindelser som er i kolloidal tilstand. Denne typen forurensning er ansvarlig for den rødlige fargen på vannet. Alle kjenner til tendensen til jernforbindelser til å danne komplekse forbindelser i vannmiljøet, hvis urenheter gir vannet en gul fargetone.

Noen ganger avhenger fargen på vannet av blomstringen av visse alger: grønn, blågrønn, kiselalger og andre. I dette tilfellet kan fargen på vannet variere fra lys grønn til gulaktig eller til og med blåaktig. Kraftige utbrudd av planteplanktonutvikling i naturlige reservoarer forårsaker den såkalte vannoppblomstringen. Som et resultat av dette oppstår en intensiv død av alger, og deres nedbrytning vil kreve en betydelig mengde oksygen oppløst i vann. Alt dette kan føre til økologisk ubalanse.

Men et større utvalg av nyanser av vann er vanligvis gitt av menneskeskapt forurensning.

I lang tid ble det antatt at den høye fargen på vann bare forverrer de organoleptiske egenskapene til vannet og gjør det vanskelig å rense. Men resultatene fra nyere studier har avslørt at den økte fargen på drikkevann er en fare for menneskers helse.

Metoder for å bestemme fargen på vann

Fargen på vann måles i grader av platina-kobolt-skalaen, som noen ganger også kalles Hazen-skalaen. Denne skalaen bruker fargede løsninger av kobolt- og platinasalter med en spesifisert konsentrasjon - de såkalte referanseløsningene. Hver slik standardløsning har sin egen fargeverdi av vann, uttrykt i grader av farge. Bestemmelse av fargen på vann utføres ved å sammenligne fargeintensiteten til de studerte prøvene med referanseløsninger. Praktisk talt fargeløst i oppfatningen av det menneskelige øyet er vann med en farge mindre enn 20 grader. I løpet av sommerens "blomstring" av en overflatekilde er det en stor mengde planteplankton i vannet; i løpet av denne perioden tilsvarer intensiteten av fargen omtrent 120 grader. kromatisitet.

• Uregistrerte kostnader og vanntap: en metodikk for å bestemme og bekjempe

For referanse

Hazen fargeenhet- farging av en løsning som inneholder 1 mg platina i form av klorplatinsyre i nærvær av 2 mg kobolt(II)kloridheksahydrat per 1 cu. mm.

GOST 29131–91. Flytende kjemiske produkter. Metode for å måle farge i Hazen-enheter (platina-koboltskala)

Farget vann deles avhengig av fargeintensiteten i følgende fargekategorier: svært lav, lav, middels, høy og svært høy (figur).

Fargekategorier

I samsvar med sanitære og epidemiologiske regler og forskrifter 2.1.4.1074–01 “Drikkevann. Hygieniske krav til vannkvalitet i sentraliserte drikkevannsforsyningssystemer. Kvalitetskontroll", som ble satt i kraft 1. januar 2002, er den tillatte fargen på vannet 20 grader. farge (35 grader. farge). Det skal bemerkes at verdien i parentes for et spesifikt vannforsyningssystem kan settes av den russiske føderasjonens overlege for det relevante territoriet som et resultat av en analyse av vannbehandlingsteknologien som brukes og den sanitære og epidemiologiske situasjonen på bosetningens territorium.

Like etter kom de sanitære og epidemiologiske regler og forskrifter 2.1.4.1175–02 “Hygieniske krav til vannkvalitet for ikke-sentralisert vannforsyning. Sanitary Protection of Sources» og trådte i kraft 1. mars 2003. I følge dette dokumentet skal fargen på vannet ikke overstige 30 grader. Samtidig skal det rapporteres at WHOs retningslinjer for kvalitetskontroll av drikkevann tilsier at fargen på vannet ikke bør være mer enn 15 grader. Det er interessant å merke seg at i henhold til kravene fra USEPA (US Environmental Protection Agency), er en slik indikator for vannkvalitet som farge ikke regulert i det hele tatt, og i EU bør fargen ikke overstige 20 grader.

Fargen på vann (så vel som fargen) bestemmes av eksponering for dagslys. Som du vet består dagslys av en infrarød komponent, den synlige delen av dagslysspekteret og en ultrafiolett komponent. elektromagnetisk spektrum ultrafiolett stråling delt inn i undergrupper etter en bestemt farge. Denne egenskapen brukes til å bestemme fargen på vannet.

Nyansen til farget vann avhenger av bølgelengden til det absorberte lyset, som varierer fra 420 nm, tilsvarende fiolett, til 680 nm, kirsebær i det ultrafiolette området av spekteret. Med en ytterligere økning i bølgelengden begynner det synlige området. Vannfargegjenkjenning utføres på grunnlag av etablerte farger, som tilsvarer visse bølgelengdeverdier.

Tabell 1

Indikatorer som brukes til å måle fargen på vannet

Disse fargene brukes til å bestemme fargen på vann i naturlige reservoarer. For dette brukes en disk, hvis overflate er delt inn i 16 sektorer med en vinkel på 22,5 °. Hver sektor av denne disken er malt i en av de angitte fargene. En slik skive, som er i horisontal stilling, senkes ned i vannet til en viss dybde. Som et resultat vil den hvite sektoren av disken få fargen på vannet i reservoaret. I dette tilfellet er det mulig å visuelt bestemme hvilken farge på sektoren som vil være nær fargen som tilsvarer hvit.

GOST R 52769–2007 foreslår å bestemme fargen på to måter: visuell (metode A) og bruk av fotometrisk kontroll (metode B).

Metode A er basert på en visuell sammenligning av fargen på en vannprøve og løsninger av en fargeskala. Det ble etablert en viss samsvar mellom referanseprøvene og vannfargen uttrykt i grader. For fremstilling av referanseløsninger brukes State Standard Sample (GSO) med en viss konsentrasjon.

tabell 2

Tabell over referanseløsninger

En visuell vurdering av fargen på vannet kan utføres på en enklere måte. For å gjøre dette er det nok å helle vann i et glass eller et annet kar laget av gjennomsiktig glass og legge et ark rent hvitt papir bak det slik at delen er synlig uten et lag med vann. Sammenligning av fargen på papir gjennom og uten et lag med vann lar deg måle fargen på vannet.

I metode B brukes en fotometrisk analysator for å bestemme den optiske tettheten (eller transmittansen) til vannprøven som studeres. Bruk GSO med forskjellige konsentrasjoner, klargjør kalibreringsløsninger. Deretter bestemmes deres optiske tetthet. Basert på resultatene tegnes en kalibreringskurve for avhengigheten av optisk tetthet og fargegrader, som lar deg bestemme fargen på vannet som studeres. I denne metoden, for å bestemme fargen på vann, kan skalaer brukes: enten platina-kobolt med bestemmelse av optisk tetthet ved en bølgelengde på 410 nm, eller krom-kobolt med bestemmelse av transmittans ved en bølgelengde på 380 nm.

• Desinfeksjon av vann med ultrafiolett stråling

Vannblekingsmetoder

En enkelt universell metode for å redusere fargen på vann er ikke utviklet. Alle metoder som brukes for vannavfarging kan betinget klassifiseres i henhold til prosessteknologien i destruktive og separasjonsmetoder.

Separasjonsmetoder er tradisjonelt de vanligste. I dem fjernes urenheter som forårsaker farge fra vannet i prosessen med vannrensing, sammen med forskjellige andre forurensninger.

Den enkleste av separasjonsmetodene for å redusere fargen på vann er filtreringen som vannet passerer gjennom det første stadiet rengjøring. Dens bruk renser vann fra mekaniske urenheter, planteplankton og forskjellige suspenderte stoffer. For disse formålene bruker vannbehandlingsanlegg vanligvis sakte filtreringsanlegg - grus eller sandholdig bulk, og i autonome vannbehandlingssystemer - mesh-filtre. Vanligvis kan slik behandling redusere kromatisiteten til ca. 50 grader.

Det skal bemerkes at i systemer med autonom vannrensing og i husholdningsetterbehandling, brukes metoder for sorpsjon og ionebyttefiltrering, som er relatert til separasjonsmetoder, ofte for å avfarge vann. Appellen til ionebytterfiltrering for disse formålene skyldes det faktum at i mange molekyler av fargeurenheter er det polare grupper som er i stand til å samhandle med ionebyttere.

Ionebytterbleking av vann utføres samtidig med en reduksjon i hardheten. Det er fastslått at effektiviteten av å trekke ut fargede urenheter fra vann er direkte avhengig av varigheten av kontakten mellom det rensede vannet og ionebytterharpiksen. Derfor, med en minimumstykkelse på ionebytterlaget på 90 cm, bør vann være i filteret i minst 3,5–5,0 minutter. Som en betydelig ulempe ved denne metoden for vannbleking, kan man merke seg vanskelighetene som oppstår under regenerering av ionebyttere. Faktum er at fargede vannforurensninger under ionebytterfiltrering er så fast bundet til sorbenter at etterfølgende fjerning er en ekstremt vanskelig oppgave sammenlignet med rengjøring fra vanlige forurensninger (vasking av harpikser etter at de har absorbert fargeurenheter er en ekstremt lang og arbeidskrevende prosess) .

Regenereringen kan forenkles ved bruk av den såkalte kombinerte ionebytterfiltreringen, hvor det for å myke opp vannet tilføres et lag med anionebytterharpiks til harpikslaget, som fjerner fargeurenheter. Men denne teknikken kan bare brukes hvis vannhardheten er lav og organiske urenheter er mindre enn 7 mmol / l. Med vann med større hardhet med høyere konsentrasjoner av fargeurenheter, anbefales separat ionebytterfiltrering. Vasking kan forenkles ved bruk av makroporøse ionebytterharpikser basert på styrenkopolymerer - et stort antall tverrbindinger i dem forhindrer inntrengning av urenheter inn i dypet av porene.

Det skal bemerkes at i mange tilfeller fører innholdet av organiske fargeurenheter i vann til akselerert biovekst av ionebytterharpikser. Biofilmer dekker korn av ionebyttere og blokkerer dermed funksjonelle grupper. De samme biofilmene hindrer også den påfølgende regenereringen av ionebytterharpikser. Beskyttelse av ionebyttere mot slike skadelige effekter er gitt ved hjelp av organoabsorbere, eller rensemidler. Dette filtreringsmediet plasseres før ionebytterfiltrering i forfiltre. Organoabsorbere er relativt enkle å regenerere enten med en alkaliløsning eller en alkalisk løsning av vanlig salt. Med slik behandling bør vannstrømmen ha en temperatur på ikke mer enn 38 ° C, og hastigheten kan variere i området fra 0,6 til 100 kubikkmeter. m/t

• Fjerning av oppløste gasser i grunnvannsbehandling

Ved å sammenligne ulike separasjonsmetoder for vannavfarging, ble det funnet at adsorpsjonsbehandling på aktivert karbon mest effektivt fjerner hydrofobe fargeurenheter. Denne sorbenten absorberer godt fargede stoffer basert på fenoler, polysykliske aromatiske forbindelser, samt urenheter som inneholder petroleumsprodukter, organofosfor-sprøytemidler og andre organiske og klorholdige forbindelser. Det mest passende materialet i dette tilfellet er aktivt kull - det er mer porøst, har god slitestyrke. Imidlertid utmerker seg aktivert karbon ved kompleksiteten til regenerering, som er forårsaket av den høye sorpsjonskapasiteten til denne typen materiale. Kull regenereres med kaustisk soda og løsemidler eller ved kalsinering i en ovn. Slike prosesser er gjennomførbare bare under produksjonsforhold. Som et resultat, i autonom vannforsyning eller husholdningsvannbehandling, blir oftest brukte karbonfiltre ganske enkelt kastet og erstattet med nye. Dette kommer med ekstra brukskostnader. Kostnaden for karbonfiltre bestemmes ikke bare av sorpsjonsmediet, men også av annet relatert utstyr. De strukturelle delene av et filter med granulær bakside med aktivt karbon er: hus, dreneringsfordelingssystem, filtreringsmedium og strømningskontrollenhet.

En annen gruppe metoder som gjør det mulig å redusere fargen på vannet inkluderer de såkalte destruktive metodene, når de brukes, blir urenhetene som forårsaker farge ødelagt. Ifølge eksperter er destruktive metoder mer lovende, men bare hvis de ikke danner forbindelser som forårsaker sekundær forurensning.

Den vanligste metoden for å redusere fargen på vann fra denne gruppen er koagulering. Den brukes på vannbehandlingsanlegg for vannavklaring. Vanligvis, ved hjelp av koagulering, kan fargen på kildevannet reduseres fra 120 grader. kromatisitet (verdien som er akseptert i utviklingen av prosjekter) opp til 30–40 grader. Prosessen utføres med dosering av koagulanter basert på flerladede metallkationer, hovedsakelig aluminium og jern. Blant aluminiumbaserte koagulanter kan nevnes , , (AlCl3), ([Al2(OH)5Cl] x 6H2O). FeSO4 og (FeCl3) kan noteres blant jernbaserte koagulanter. I tillegg oppstår også en reduksjon i fargen når vann alkaliseres med Ca(OH)2 og Na2CO3, siden noen fargeurenheter faller ut.

For å øke effektiviteten av avfarging av behandlet vann ved hjelp av koagulanter, introduseres flokkuleringsmidler i det, hvorav en er polyakryloamid. Dosen av flokkuleringsmidlet avhenger av fargen på vannet og varierer fra 0,2 mg/l til 1,5 mg/l.

Tabell 3

Dosering av flokkuleringsmiddel

En av de destruktive måtene å redusere fargen på vann er oksidasjon av løselige fargeurenheter. Dette gjelder uorganiske forbindelser av jern og mangan. Evnen til disse forbindelsene til å lett oksidere når de utsettes for atmosfærisk oksygen (i nærvær av katalysatorer) og til å bli uløselige, brukes i mange metoder for vannfjerning. Men tilstedeværelsen av organiske jernforbindelser og kolloidale partikler i sammensetningen av fargeurenheter kompliserer renseprosessen alvorlig, siden oksidasjonen av disse forbindelsene krever bruk av ozon eller aktivt klor - som sterkere oksidasjonsmidler.

Det er interessant å merke seg at for bleking av vann fra overflatekilder i de nordlige og sentrale regionene i Russland, kreves vanligvis relativt lite ozon - bare rundt 2,5 mg / l. Samtidig, for de sørlige regionene av landet, hvor fargeverdiene til naturlig vann er betydelig høyere, forbrukes ozon i en dosering på omtrent 8 mg/l.

• Aktuelle spørsmål om behandling av avløpsvann, tatt i betraktning erfaringene fra vestlige land

Ozon påvirker stoffer som forårsaker endringer i vannfargen i to retninger. For det første er det oksidasjon og ødeleggelse av organiske stoffer med dannelse av enkle ufarlige forbindelser. For det andre, som et resultat av koagulasjonsprosesser i farging av urenheter, utfelles de. Det skal bemerkes at fraværet av avfall i form av skadelige produkter med effektiv avfarging av vann ved ozonering i noen tilfeller er den viktigste avgjørende faktoren ved valg av behandlingsmetode. Vi bør imidlertid ikke glemme at vannbehandling med ozon er en ganske farlig metode og krever høyt energiforbruk og betydelige kapitalinvesteringer.

Ganske ofte brukes oksidasjon av urenheter til å bleke vann, som oppstår når vann behandles med aktivt klor. Vanligvis utføres vannbehandling med aktivt klor for å desinfisere det. Men i tillegg, noen ganger som en del av den foreløpige kloreringen, utføres misfarging av farget vann. Med denne behandlingen, samtidig med ødeleggelse og koagulering av urenheter, skjer deres klorering. De klorholdige urenhetene som dannes i dette tilfellet er ikke fargede stoffer, men de forblir i vannet og kan være ganske giftige. Det skal bemerkes at fjerning av slike produkter av sekundær forurensning ofte forårsaker enda større vanskeligheter enn misfarging av vannet i seg selv.

Til informasjon

Det ble funnet at klorering av vann med en farge på 45 til 180 grader. kan føre til at det dannes klorholdige forbindelser med kreftfremkallende egenskaper. Bruken av slikt vann av gravide kvinner, som vist av observasjoner, fører til en betydelig økning i antall patologier.

Sammen med bleking av husholdningsvann er det ofte nødvendig å redusere fargen på industriavløp. Til dette formål brukes de samme metodene, men i noen tilfeller er det tilrådelig å bruke noen spesifikke teknikker. For eksempel har fotokatalytiske behandlingsmetoder blitt brukt for å redusere fargen på industriavløp. De bruker energien fra solstråling til å ødelegge forurensning, som forårsaker katalytisk spaltning av fargeurenheter.

Slike katalysatorer inkluderer ofte kjemiske forbindelser med halvlederegenskaper. Av det brede spekteret av fotokatalysatorer er TiO2 og ZnO de mest studerte, som har en ganske høy aktivitet, er lavt priset og er tilgjengelige.

I tillegg til at farget vann finnes i naturlige kilder, kan det også dukke opp i det offentlige vannforsyningssystemet. Dette skyldes hovedsakelig sekundær forurensning. Noen ganger begynner for eksempel farget vann å strømme fra en kran. Slikt drikkevann får farge som følge av forurensning under transport gjennom rørledninger.

Eksempel

Den rødbrune fargen på vannet skyldes tilstedeværelsen av et fint dispergert jernutfelling i oksidform. I gamle rør vaskes disse urenhetene ut med vann dersom pH-verdien er under 6,6. Forresten legger slikt jern seg raskt i form av brune partikler i bunnen av fatet, men det er fortsatt ubehagelig.

I tillegg kan vann med en brun fargetone strømme fra springen, som ikke danner sediment. Denne fargen er ofte forårsaket av tilstedeværelsen av kjertelbakterier som har vokst i rørledningene.

Hvis vann med en grumsete melkeaktig farge renner fra springen, kan dette være forårsaket av inntrengning av metan i den, et overskudd av koaguleringsmiddel hvis doseringen brytes ved vannbehandlingsanlegget, eller i verste fall dannelsen av en vann-luft suspensjon som følge av feil drift av pumpen.

For ikke å friste skjebnen i alle disse tilfellene, er det tilrådelig å bruke farget vann først etter å ha brukt visse metoder for å bestemme fargen og et husholdningssystem for etterbehandling.

Farge er en indikator som karakteriserer intensiteten og fargegraden til vannet.

Farge er en naturlig egenskap til vann, noe som skyldes at det inneholder humusstoffer og komplekse jernforbindelser. Fargen på vannet kan bestemmes av egenskapene og strukturen til bunnen av reservoaret, naturen til vannfloraen, jordsmonnet som ligger ved siden av reservoaret, tilstedeværelsen av torvmyrer, sumper og andre ting i vannmagasinet.

Den gode fargen på vannet eliminerer behovet for å bestemme slike forurensninger, hvis MPC er etablert av fargen på vannet. Disse typer forurensninger inkluderer mange forbindelser og fargestoffer som danner intenst fargede løsninger og har en høy grad lysabsorpsjon.

Fargen på vannet kan bestemmes visuelt eller ved hjelp av fotometri, sammenligne fargen på prøven med fargen på den betingede 1000 graders skalaen av graden av farge av vann, som er fremstilt fra en blanding av kaliumdikromat K2Cr2O7 og koboltsulfat CoSO4. For vann som finnes i overflatevannforekomster, er indikatoren ikke tillatt mer enn tjue grader på fargeskalaen.

I tilfelle fargen på vannet ikke samsvarer med den naturlige, så vel som i tilfelle av en overdreven intens farge, bestemmes også høyden på væskekolonnen der fargen oppdages, og karakteriserer også kvalitativt fargen på vannet. Den tilsvarende høyden på vannsøylen må ikke være mer enn:

For vann av reservoarer for husholdnings- og drikkeformål - 20 cm;

For vannreservoarer av kulturelle og husholdningsformål - 10 cm.

Det er vanlig å bestemme fargen på vann i fargegrader ved hjelp av den visuelle-kolorimetriske metoden, og sammenligne fargeindikatorene til prøven med kontrollskalaen til fargeprøver:

0º;10º, 20º;30º; 40º; 60º, 100º, 300º, 1000º - for referanseløsninger av krom-koboltskalaen;

0º; 30º; 100º; 300º, 1000º - for filmkontrollskala.

Fargeløst anses å være slikt vann, hvis farge er minst tjue grader og praktisk talt ikke oppfattes av øyet. Bare slikt vann kan trygt konsumeres uten å begrense bruken. Hvis flertallet av forbrukerne indikerer en gulaktig fargetone av vann, overstiger fargen 20 grader på den imiterende skalaen. I henhold til statlige standarder, som refererer til drikker vann, bør dens tillatte kromatisitet ikke være mer enn 20 grader.