Будете ли вы плавать в мутной воде? А пить ее из скважины? Наверняка, вы предпочтете чистую прозрачную воду, в которой приятно понежиться и которую не опасно пить. Сегодня поговорим о том, что такое мутность воды. Пригодна ли она для использования, и какая опасность кроется в примесях? Как изучить качество? И как избавится от негативных явлений?
Что такое мутность?
Под загрязнением воды принято понимать изменение ее свойств при воздействии химических или органических веществ. При обнаружении таковых использование живительной жидкости нужно приостановить, поскольку это может быть опасно для организма человека.
В лабораториях на очистительных станциях делают анализ на:
- мутность и цветность воды;
- запах и кислотность;
- содержание органических элементов;
- наличие тяжелых металлов;
- химическое потребление кислорода и пр.
Загрязненная жидкость содержит неорганические и органические тонкодисперсные взвеси. Мутность воды - это показатель, характеризующий степень прозрачности.
Причины возникновения мутности
О мутности говорят тогда, когда в воде чаще всего появляются твердые частицы песка, гальки, ила. Их смывают осадки, талые воды в реку, также они могут возникнуть в результате разрушения скважины.
Меньше всего примесей зимой. Больше всего - весной и летом, когда часто возникают паводки и наблюдается сезонный прирост планктона и водорослей.
Государственные стандарты
В нашей стране мутность воды определяется путем сравнивания двух образцов: стандартной и взятой непосредственно из водоема. Используют фотометрический метод. Результат выражается в двух видах:
- при использовании суспензии коалина - в мг/дм3;
- при использовании формазина - ЕМ/дм3.
Последний принятый Международной организацией Стандартизации. Обозначается как ЕМФ (Единица мутности по формазину).
В России приняты такие нормы мутности воды. ГОСТ для питьевой - 2,6 ЕМФ, для обеззараживающей - 1,5 ЕМФ.
Как определить качество воды
В любом водоканале есть лаборатория, в которой проводятся исследования качества воды, поставляемой в трубы. Замеры проводятся по несколько раз в день, чтобы не пропустить ни единого изменения. Рассмотрим основные мутности воды.
Суть любого метода состоит в том, чтобы через жидкость прошел луч света. В абсолютно прозрачной колбе он остается неизменным, лишь немного рассеивается и имеет незначительное отклонение угла. Если в воде присутствуют взвешенные частицы, они по-разному будут препятствовать прохождению луча света. Этот факт зафиксирует отражающий прибор.
На сегодняшний день мутность питьевой воды можно определять такими методами:
- Фотометрически. Есть два варианта исследования: турбидиметрический, который фиксирует ослабленные лучи, и нефелометрический, результатом которого является отражение рассеянного света.
- Визуально. Степень загрязнения оценивается по шкале, высотой 10-12 см, в специальной мутномерной пробирке.
Виды взвешенных частиц
Любые примеси, находящиеся в питьевой воде, имеют свои свойства. Они характеризуются по такому параметру, как гидравлическая крупность, которая выражается в скорости оседания на дно в неподвижной воде при температуре 10 °С. Приведем примеры взвешенных частиц в таблице.
Взвешенные частицы и их характеристики
Из истории измерения мутности
Очевидно, что мутность воды - это один из самых важных факторов, влияющих на качество потребляемой жидкости. Даже небольшие изменения в стандартах свидетельствуют о наличии патогенной флоры, которая может привести к различным заболеваниям у человека. И как только человечество поняло, что чистота - залог здоровья, сразу возникла необходимость проверять воду.
Первыми людьми, придумавшими специальную технологию, чтобы в лабораторных условиях изучать жидкость, стали Уиппл и Джексон, а их прибор назвали "свечной турбидиметр Джексона". Он представлял собой колбу, которую держали над свечей. Внутрь помещалась вода для исследования, в которую наливали первую в мире суспензию на основе кизельгура. Жидкость наливалась медленно до тех пор, пока свет от свечи полностью не рассеивался. Затем смотрели на шкалу и переводили данные в джексоновские единицы мутности.
Несмотря на то что полимеров в те времена еще не было и для суспензий готовили материалы из природных ресурсов, этот метод хоть и давал погрешности, но использовали его очень долго.
Лишь в 1926 году ученые Кингсбери и Кларк химическим путем создали формазин. Это идеальное вещество для изучения мутности воды. Для приготовления суспензии необходимо взять литр дистиллированной воды, 5,00 г сульфата гидразина и 50,00 г гексаметилентетрамина.
Метод качественного определения мутности
Понадобятся пробирка высотой 10-12 см, лист черного картона.
Последовательность действий:
- Наберите в пробирку воды.
- Колбу поставьте так, чтобы она стояла на черном фоне, а сбоку был источник света: солнце или лампа накаливания.
- Визуально определите степень мутности: прозрачная вода, слабо загрязненная, слабо мутная, мутная, очень мутная.
Метод количественного определения мутности
Понадобится: колба для анализа (высота 6 см, диаметр 2,5 см), экран для трубки, шприц, пипетка, образец шрифта (высота 3,5 мм, ширина линии 0,35 мм)
Последовательность действий:
- В колбу наберите воду. Установите ее на штативе.
- Вниз под колбу положите образец шрифта. Это может быть просто буква.
- Вокруг трубки нужно создать экран для отражения света.
- Источник света поместите сверху прямо над трубкой.
- Пипеткой отбирайте воду до тех пор, пока не увидите букву.
- Замерьте высоту столба с водой. Данные должны быть с точностью до 10 мм.
Выводы
Мутность воды - это важный фактор, определяющий степень загрязнения жидкости. В современном мире на всех очистительных станциях внимательно следят за этим показателем, чтобы правильно выбрать метод дальнейшей фильтрации воды. Проверить мутность можно и в домашних условиях, использовав методы качественного и количественного исследований.
Мутная вода всегда подозрительна в эпизоотологическом и санитарном отношении, так как в ней создаются благоприятные условия для микроорганизмов. Мутность воды обусловлена присутствием в ней нерастворенных и коллоидных веществ.
Качественно мутность характеризуется словами: прозрачная, слабо опалесцирующая, опалесцирующая, слабо мутная, мутная, очень мутная. Количественно - по содержанию в воде взвешенных веществ, выраженных в мг/л. При этом пробирку с исследуемой водой сравнивают со стандартными ампулами суспензии каолина.
В полевых условиях пробирку диаметром 14-16 мм из бесцветного стекла наполняют анализируемой водой до высоты 10-12 см и рассматривают на черном фоне. Мутность воды не должна превышать 1,5 мг/л., как исключение до 2 мг/л.
3. Химические свойства воды.
Цель занятия : освоить методы определения: рН, сухого остатка, жесткости, хлоридов, сульфатов, и др. химических показателей.
К химическим свойствам воды относятся: сухой остаток, рН, жесткость, содержание сульфатов, хлоридов, содержание азотсодержащих веществ, окисляемость воды и содержание в ней кислорода, содержание минеральных веществ и другие показатели.
3.1. Определение сухого остатка в воде
Сухой остаток воды это то, что остается от выпаривания одного литра воды. Метод включает фильтрование, выпаривание и высушивание остатка при 110 0 С до постоянной массы.
По саннормативу в питьевой воде сухой остаток не должен быть более 1000 мг/л., как исключение до 1500 мг/л.
3.2. Определение активной реакции (рН) воды (водородного показателя)
Под водородным показателем среды понимают наличие свободных, активных ионов водорода. Концентрацию их принято выражать значением рН от 1 до 14.
Значение рН 7 соответствует нейтральной среде, меньше 7 - кислой, больше 7 - щелочной.
Значение рН определяют электрометрическим и колориметрическими методами.
Для ориентировочного определения рН воды применяют различные индикаторные (лакмусовые) бумажки, а также универсальный индикатор со шкалой сравнения.
В полевых условиях реакцию (рН) воды определяют по изменению цвета лакмусовой бумажки. Посинение красной лакмусовой бумажки - означает, что реакция щелочная (рН > 7,0), покраснение синей - реакция кислая (рН < 7,0).
Для анализа с универсальным индикатором в пробирку, предварительно ополоснутую исследуемой водой, наливают 3-5 мл пробы и добавляют 2-3 капли индикатора. Содержимое перемешивают и по цвету раствора определяют значение рН:
Красно-розовый - 2,
Красно-оранжевый - 3,
Оранжевый - 4,
Желто-оранжевый - 5,
Лимонно-желтый - 6,
Желто-зеленый - 7,
Зеленый - 8,
Сине-зеленый - 9,
Фиолетовый - 10,
По саннормативу рН питьевой воды должен быть в пределах 6,0-9,0.
3.3. Определение жесткости воды
Жесткость воды, в основном, обуславливается наличием в ней углекислых, хлористых, сернокислых, фосфорнокислых, азотнокислых солей магния и калия.
Жесткость воды иногда может служить показателем ее загрязнения органическими веществами. В результате распада органических веществ образуется углекислота, которая может выщелачивать соединения кальция и магния из почвы.
При загрязнении воды щелочными водами жесткость ее повышается. Для хозяйственных и технических целей жесткая вода нежелательна.
Различают три вида жесткой воды: общую, устранимую (карбонатную) и постоянную.
Общая жесткость - жесткость сырой воды, обусловленная всей суммой катионов кальция и магния.
Устранимая - жесткость сырой воды, обусловленная гидрокарбонатами кальция и магния, которые при кипячении выпадают в осадок в виде накипи.
Постоянная - зависит от наличия сернокислых, хлористых и других солей кальция и магния. Постоянная жесткость сохраняется после одночасового кипячения.
Жесткость воды ранее выражалась в градусах. 1 мг-экв/л равен 2,8 градусу.
Определение устранимой (карбонатной) жесткости
Принцип метода основан на титровании карбонатов соляной кислотой в присутствии индикатора метилового оранжевого.
В основе метода лежит следующая реакция:
Са(НСО 3) 2 +2НС1→СаС1+2СО;
Mg(HCO 3) 2 +2HCl→MgCl+2CO;
Посуда и реактивы :
0,1 н. раствор соляной кислоты;
1%-ный водный раствор метилового оранжевого,
мерные пипетки;
конические колбы емкостью 150 мл;
Ход определения . В коническую колбу емкостью 150 мл наливают 100 мл исследуемой воды, прибавляют 2 капли метилового оранжевого и титруют 0,1 н раствором соляной кислоты до перехода желтой окраски в слабо-розовую. Титрование проводят три раза и вычисляют среднюю величину. Для контроля ставят колбу с той же водой с добавлением двух капель метилового оранжевого. Расчет производят по формуле:
X = ---------------------, где:
X - карбонатная жесткость, в мг-экв/л;
а - количество 0,1 н. раствора HCI, израсходованной на титрование, мл;
0,1 - титр соляной кислоты;
к - поправочный коэффициент к титру 0,1 н. раствора HCI;
1000 - коэффициент перерасчета на 1 л;
V- объем исследуемой воды, мл.
Определение общей жесткости воды
В эту же колбу из бюретки приливают 20 мл щелочной смеси (равных частей 0,1 н. раствора Nа 2 СО 3 и 0,1 н. раствора NaOH и кипятят 3 минуты).
Затем жидкость переливают в мерный цилиндр (или мерную колбу на 200 мл), доливают дистиллированной водой до 200 мл, перемешивают и фильтруют.
В колбу наливают 100 мл фильтрата, добавляют 2 капли индикатора метилового оранжевого и титруют 0,1 н. соляной кислотой до слабо-розового окрашивания.
Расчет производится по формуле:
X = 20×а× 2, где:
Х- общая жесткость, мг-экв/л;
20- количество щелочной смеси, мл;
а - количество кислоты пошедшей на титрование, мл;
2 - множитель.
Постоянная жесткость
Определяют ее по разности между общей и карбонатной жесткости.
По саннормативу общая жесткость воды должна быть не более 7(10*) мг-экв/л.
*Примечание: величина, указанная в скобках, может быть установлена по постановлению главного госсанврача региона для конкретной системы водоснабжения на основании санитарно-эпидемиологической обстановки и применяемой технологии водоподготовки.
Для поения животных допускается, в зависимости от зоны, использования воды с жесткостью (мг-экв/л): для крупного рогатого скота -10-18, овец -20-25, свиней - 8-14, лошадей -10-15.
Мутность воды - один из основных показателей, характеризующих ее качество. Мутностью называется снижение степени прозрачности жидкости из-за присутствия в ней мелкодисперсных взвешенных частиц различного происхождения, таких как песок, глина, ил, водоросли, а также микроорганизмы и планктонные организмы. Размер частиц, обуславливающих мутность воды, лежит в диапазоне 0,004-1,0 мм.
Мутность является полезным индикатором общей степени загрязненности воды, которая может являться результатом попадания в источники водозабора дождевых и талых вод, смывающих загрязнения с прибрежных зон, а также промышленных и сельскохозяйственных стоков.
Мутная вода непригодна для использования в быту, в связи с чем необходима ее очистка с помощью фильтров.
ИЗМЕРЕНИЕ МУТНОСТИ
Для определения величины мутности измеряют изменение интенсивности пучка света, проходящего через образец воды, вследствие рассеяния света присутствующими в воде взвешенными частицами. В Российской Федерации на сегодняшний день в качестве официальной единицы измерения мутности используют ЕМФ (единицы мутности по формазину на литр; англ. - FTU) или мг/л (по каолину). Название единиц измерения обусловлено тем, какие вещества используются для приготовления эталонов суспензий для проведения анализа - полимера формазина или мелкодисперсной белой глины каолина. Альтернативной единицей измерения, которая в основном используется за рубежом, в том числе и Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), является NTU (Nephelometric Turbidity Unit). Численно мутность, выраженная в единицах FTU и NTU, имеет одинаковое значение, однако отличается от таковой, измеренной в единицах мг/л (1 FTU = 1 NTU = 0,58 мг/л каолина).
НОРМЫ МУТНОСТИ ДЛЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
Мутность питьевой воды является важным органолептическим показателем, определяющим ее потребительские характеристики. Мутная вода может представлять опасность для человека при использовании ее для питья и приготовления пищи, поскольку в данном случае сложно предсказать присутствие каких-либо конкретно соединений в воде - опасных или неопасных. Кроме того, в мутной воде, в связи с высоким содержанием органических веществ, создаются благоприятные условия для роста и развития различных микроорганизмов, которые также могут представлять опасность для здоровья человека. Помимо этого, употребление для питья мутной воды вызывает эстетическое отторжение. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) ввела следующие нормативы по мутности питьевой воды: с точки зрения внешнего вида мутность не должна превышать 5 NTU, с точки зрения микробиологической безопасности воды - 1 NTU. В РФ, в соответствии с нормативами СанПиН 2.1.4.1074-01, мутность питьевой воды не должна превышать 2,6 ЕМФ или 1,5 мг/л каолина.
Фильтры для очистки воды БАРЬЕР способны удалять взвешенные вещества, присутствующие в воде и обуславливающие ее мутность, помогая сделать воду приятной для питья и безопасной для здоровья.
27.10.2016
2880
Мутность воды обусловлена присутствием в воде тонкодисперсных примесей и взвешенных частиц, являющимися нерастворимыми веществами органического и неорганического происхождения. Очень часто мутность тесно связана с содержанием железа и марганца в воде . Кроме этого, мутность может быть обусловлена гидроокислами алюминия, нерастворимыми карбонатными соединениями, Наиболее существенно мутность подвержена изменению в колодцах. Это обусловлено поступлением в грунтовые воды техногенных загрязнителей и труднорастворимых веществ.
Если вы наблюдаете рыжую воду в скважине или колодце,
это обусловлено образующимися окислами железа и марганца. Кроме этого, глинистые и известковые взвеси также зачастую являются причиной высокой мутности воды.
В России мутность воды определяют турбометрически (по ослаблению проходящего через пробу света) путем сравнения проб исследуемой воды со стандартными суспензиями. Результаты измерений обычно выражаеют в ЕМФ – единиц мутности по Формазину.
Согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» ПДК по мутности: 2,6 – 3,5 ЕМФ
Существует также другая единица измерения – по каолину. В соответствии с гигиеническими требованиями к качеству питьевой воды мутность по каолину не должна быть выше 1,5 мг 3 /дм 3 .
Исследование на мутность проводится в каждом из анализов, представленных на нашем сайте vodalab
Цветность - природное свойство воды, обусловленное наличием в ней гуминовых веществ, которые вымываются в воду из почвы. Гуминовые вещества образуются в почве вследствие микробиологического разрушения чужеродных органических соединений и синтеза почвенными микроорганизмами нового органического вещества, присущего почве, которое называется гумусом. Гумус коричневого цвета, и поэтому гуминовые вещества придают воде окраску от желтой до коричневой. На количество этих веществ влияют геологические условия, водоносные горизонты, характер почвы, наличие болот и торфяников в бассейнах рек и т. д. Небольшое количество гуминовых веществ образуется непосредственно в поверхностных водоемах вследствие микробиологического разрушения водных растений (водорослей). Чем больше в воде гуминовых веществ, тем выше окрашивание воды и интенсивнее ее цветность.
Для измерения уровня цветности разработана хромово-кобальтовая шкала, имитирующая цветность природной воды. Эта шкала представляет собой растворы калия хромата, кобальта сульфата и серной кислоты в воде. Чем выше концентрация этих веществ, тем интенсивнее желто-коричневое окрашивание раствора и больше цветность. Для оценки цветности воды можно использовать и платиново-кобальтовую шкалу. Цветность воды измеряют в градусах путем сравнения ее интенсивности с окрашиванием растворов хромово-кобальтовой или платиново-кобальтовой шкалы. Раньше это сравнение осуществляли визуально, а в настоящее время используют спектрофотометры и фотоколориметры.
Практически бесцветной можно считать лишь такую воду, цветность которой не воспринимается глазом и не превышает 20 градусов. Только в этом случае не ограничивается ее использование и не будут вестись поиски иных возможностей для утоления жажды. Если большинство потребителей скажет, что вода желтоватая, то ее цветность по имитирующей шкале превышает 20 градусов. Именно поэтому в государственном стандарте на питьевую водопроводную воду отмечено, что ее цветность не должна превышать 20 градусов.
Кроме цветности, следует помнить и об окраске воды. Она связана с загрязнением воды веществами органического и неорганического происхождения, в частности красителями, которые могут попадать в водоемы со сточными водами предприятий легкой промышленности, некоторыми неорганическими соединениями железа, марганца, меди как природного, так и техногенного происхождения. Так, железо и марганец могут окрашивать воду в цвета от красного до черного, медь - от бледно-голубого до сине-зеленого, т. е. загрязненная стоками промышленных предприятий вода может иметь неестественный цвет.
Окраску определяют визуально или фотометрическим методом после удаления взвешенных веществ путем фильтрования или центрифугирования. Визуально изучают цвет, оттенок, интенсивность окраски воды. Для этого воду наливают в цилиндр с плоским дном. На расстоянии 4 см от дна размещают лист белой бумаги. Через столбик воды в цилиндре рассматривают лист и оценивают его цвет. Воду из цилиндра сливают до тех пор, пока цвет не будет восприниматься как белый, присущий всему листу бумаги. Измеряют высоту столбика, при котором исчезает окрашивание. Окраска воды не должна определяться в столбике высотой 20 см. Иногда, если окраска очень интенсивная, возникает потребность в разведении исследуемой воды дистиллированной водой. Интенсивность и характер окраски воды можно установить, измерив спектрофотометром или фотоколориметром ее оптическую плотность для световых волн различной длины.
Необычные цветность и окраска воды ограничивают ее употребление и заставляют искать новые источники водоснабжения. Однако вода новых источников может оказаться опасной в эпидемиологическом отношении и содержать токсические вещества. Кроме того, повышение окраски и цветности воды может свидетельствовать о ее загрязнении промышленными сточными водами. Вода с высокой цветностью может быть биологически активной за счет гу-миновых органических веществ. Убедительных данных о влиянии воды с высокой цветностью на здоровье человека в литературе нет. Но известно, что в результате действия гуминовых кислот на 50-100% повышается проницаемость стенок кишечника для катионов Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, сульфатионов. И наконец, цветность является показателем эффективности очистки (обесцвечивания) воды на очистных сооружениях.
Мутность - природное свойство воды, обусловленное наличием в ней взвешенных веществ органического и минерального происхождения (глины, ила, органических коллоидов, планктона и т. п.).
Противоположная характеристика воды - прозрачность, то есть ее способность пропускать световые лучи. Чем больше в воде взвешенных веществ, тем выше ее мутность, то есть меньше прозрачность.
Для количественной оценки прозрачности воды был предложен метод Снеллена. Воду наливают в цилиндр с плоским дном. На расстоянии 4 см от дна размещают стандартный шрифт. Высота букв составляет 4 см, а толщина - 0,5 мм. Воду из цилиндра сливают до тех пор, пока через ее столбик можно будет прочитать буквы. Высота этого столбика (в сантиметрах) и характеризует прозрачность воды. Прозрачная, по мнению потребителя, вода в случае измерения по методу Снеллена имеет прозрачность не менее 30 см.
Для измерения уровня мутности воды была предложена имитирующая каолиновая шкала. Это набор суспензии белой глины (каолина) в дистиллированной воде. Содержание каолина в суспензиях колеблется от 0,1 до 0,5 мг/л. Мутность воды измеряют в миллиграммах на литр посредством сравнения ее оптической плотности с плотностью стандартных растворов каолина. Раньше эти сравнения производили визуально. Сегодня используют нефелометры, спектрофотометры и фотоколориметры.
Если воду, которую потребители оценили как прозрачную, оценить по имитирующей каолиновой шкале, то окажется, что ее мутность не превышает 1,5 мг/л. Если же преобладающее число потребителей считает, что вода непрозрачная, то ее мутность превышает 1,5 мг/л. Именно поэтому в государственном стандарте на питьевую водопроводную воду указано, что ее мутность не должна превышать 1 , 5 мг/л.
Мутность тесно связана с другими свойствами воды, прежде всего с цветностью, запахом и привкусом. Так, гуминовые вещества, определяющие цветность воды, делают ее мутной (за счет коллоидной фракции), придают ей естественный запах и привкус. Красноватый цвет свидетельствует о наличии в воде железа гидроксида (III). Такая вода мутная, со специфическим вяжущим привкусом.
Мутность влияет на микробиологические показатели качества воды. Большинство микроорганизмов сорбируется на поверхности или находится в середине взвешенных частиц, органические и неорганические вещества которых защищают бактерии и вирусы. Данные литературы свидетельствуют о том, что обеззараживание мутной воды хлором в течение 30 мин даже при остаточном, свободном активном хлоре на уровне 0,3-0,5 мг/л неэффективно относительно кишечных бактерий и вирусов (например, возбудителей гепатита А). В то же время осветление и обесцвечивание воды на очистных сооружениях, направленные на удаление взвешенных и гуминовых веществ, способствуют удалению 90% бактерий.
Установлено, что хлорированная мутная вода может быть опасной для здоровья вследствие образования хлорорганических соединений - токсичных и даже канцерогенных. Это хлорфенолы, хлорцианы, тригалометаны, хлорированные полициклические ароматические углеводороды, полихлорированные бифенилы.
Мутная, непрозрачная вода вызывает у человека чувство отвращения. Это ограничивает ее употребление и заставляет искать новые источники водоснабжения, вода в которых может оказаться опасной в эпидемиологическом отношении и содержать вредные вещества. Мутность воды свидетельствует о ее загрязнении органическими и неорганическими веществами, которые могут быть вредными для здоровья человека или образовывать вредные вещества во время реагентной обработки воды (например, хлорирования). Мутность является показателем эффективности осветления воды на очистных сооружениях. И, наконец, мутность является одним из факторов, влияющих на эффективность обеззараживания воды, то есть на эффективность очистки ее от патогенных бактерий и особенно энтеровирусов.