Определение цветности воды: единицы измерения, нормы показателя, методы определения по ГОСТу

2.4. Определение цветности воды. Качественное определение

На цвет воды
оказывают влияние растворенные или
взвешенные в ней веществ. Наиболее
простым методом определения цветности
является визуальный. При нем исследуемую
воду сравнивают с дистиллированной.
При этом используют электрокалориметр.
Цвет воды устанавливают так: На белом
фоне при естественном освещении. Воду
оценивают как: бесцветная, светло-желтая,
желтая, интенсивно-желтая, бурая и т.д.

Для количественного
определения исследуемую воду сравнивают
с эталонами хромово-кобальтовой шкалы.

Цветность выражают
в градусах цветности (табл. 3).

Таблица 3

Шкала оценки
цветности

Цветность хорошей
воды должна быть ниже 20 градусов,
допустимой для животных считается вода
цветностью до 40 градусов.

Светопропускающая
способность воды или ее прозрачность
зависит от содержания в ней взвешенных
веществ и химических примесей. Мутная
вода всегда подозрительна в санитарном
и эпизоотическом отношении. Прозрачность
определяют методом сравнения, методом
диска, методом шрифта по Снеллену и
методом кольца.

Прозрачность воды
определяют на месте отбора проб, так
как со временем в сосуде с ней происходят
некоторые изменения, например, появление
мути из окиси железа Fe(OH)₃,
образующихся из двууглекислой закиси
железа Fe(HCO₃)₂
под влиянием кислорода воздуха.

Количественное
определение прозрачности воды

Прозрачность
определяется высотой столба воды (в
см), через который еще можно читать
текст, напечатанный шрифтом №1 (по
Снеллену).

Для этого исследуемую
воду тщательно взбалтывают, наливают
в высокий стеклянный цилиндр с гладким
тонким дном и с отметками в высоту в
сантиметрах (до 30см).

Цилиндр ставят на
специальную подставку (треножник). Под
цилиндр кладут шрифт №1, расстояние от
дна до шрифта должно быть 4 см. Количество
воды в цилиндре постоянно убавляют до
тех пор, пока буквы шрифта не станут
ясно видны. Высота столба оставшейся в
цилиндре воды, выраженная в сантиметрах,
будет указывать на степень прозрачности
воды Определение нельзя проводить при
прямом солнечном свете.

Если прозрачность
составляет 10-30 см, ее считают допустимой,
а при прозрачности менее 10 см вода не
пригодна для питья (при этом учитываются
и другие показатели качественной оценки
воды).

В полевых условиях
для определения прозрачности берут
кольцо из проволоки толщиной 1-2 мм с
диаметром кольца в 1-1,5 см кольцо на
длинной проволочной рукоятке погружают
в воду, налитую в цилиндр, до тех пор,
пока его контуры перестанут быть видны.
Измеряют в сантиметрах глубину, при
которой проволочное кольцо опять
становится видимым при его подъеме в
воде.

Результаты
исследования воды на прозрачность по
кольцу переводят в показания, полученные
при исследовании по шрифту №1 (табл. 4).

Таблица 4

Перевод показателей
прозрачности.

Для определения
прозрачности воды в самом источнике
пользуются диском. Это железный круг
диаметром 30см, выкрашенный с обеих
сторон белой масляной краской, который
погружают в глубину на шнуре (тонком
тросе). На шнуре делают отметку, когда
глаз уже не различает опускаемого диска
и когда поднимаемый диск вновь становится
видимым. Берут среднюю арифметическую
из этих двух величин и записывают в
протокол исследований.

Пример: Диска не
видно при опускании на глубину 2 м. Диск
вновь становится видимым на глубине 1
м 98 см, прозрачность воды в этом случае
будет 1 м 99 см.

При высоте столба
по шрифту №1 30 см и более — вода считается
прозрачной, при высоте 20 см до 30 см —
слегка мутной, от 10 до 20 см – 10 мутной.
При прозрачности менее 10 см вода не
пригодна для питья без осветления.

По саннормативу
прозрачность питьевой воды должна быть
не менее 30 см., для животных допустима
до 10 см.

Методы определения цветности воды

Начало темы:
Определение органолептических свойств воды

Также по теме:

Автор статьи:
Ирина Ливен

К числу физических характеристик, на которых также основывается выбор систем очистки воды, а также подбор дозы коагулянта, относится ее цветность.


Она, как правило, вызвана наличием в ней растворенных веществ органического происхождения и взвешенной фазы. Ее определение может проводиться качественным и количественным путем.

Следует отметить, что проба воды, исследуемой на определение цветности, не консервируется, при этом анализ должен быть проведен не позднее, чем через шесть часов после ее отбора без хранения.

При возможности проведения анализа в течение сверх этого времени до суток после отбора, проба должна содержаться в темном месте, при температуре от двух до восьми градусов Цельсия.

Следует отметить, что при определении цветности любым из способов, проба воды должна быть отфильтрована на мембранном фильтре, для исключения искажающего действия взвешенной фазы загрязняющих веществ.

• В первом случае, при качественном определении цветности, анализ проводится на пробе воды, которая помещается в высокий цилиндр и ставится на лист белой бумаги. Рядом с ним ставится такой же цилиндр с дистиллированной водой, при этом, в сравнении, определяется цвет исследуемой пробы.




• При количественном определении проба анализируемой воды сравнивается с цветом стандартных растворов, и выражается при этом в условных градусах платино-кобальтовой шкалы.
• ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОКОВ ПРЕДПРИЯТИЙ
• НОРМАТИВЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ ПРИ СБРОСЕ НА РЕЛЬЕФ
• МЕДЬ В СТОЧНЫХ ВОДАХ

Получить консультацию специалистаКонсультация

Основной раствор, соответствующий 500 градусам шкалы цветности, готовится из определенных навесок хлорплатината калия и хлорида кобальта, растворяемых в воде, с добавлением соляной кислоты. Один миллилитр такого раствора, разбавленного дистиллированной водой до ста миллилитров, соответствует пяти градусам шкалы цветности.

• КЛАССЫ ОПАСНОСТИ ШЛАМОВЫХ ОТХОДОВ, ПОЛУЧАЕМЫХ ПРИ ОЧИСТКЕ СТОКОВ И ПРОВЕДЕНИЕ ИХ ПАСПОРТИЗАЦИИ
• РАСЧЕТНЫЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КЛАССА ОПАСНОСТИ ОТХОДОВ

Получить консультацию специалистаКонсультация

Для приготовления стандартных растворов, соответствующих шкале цветности, используются специальные цилиндры, закрывающиеся пробками, при этом срок их хранения составляет примерно три месяца.

• При определении цветности пробы воды мерный цилиндр устанавливается на белом фоне, где и подбирается такой же по насыщенности цвета стандартный раствор, соответствующий определенному градусу шкалы цветности.




• Стандартные растворы, при отсутствии хлорплатината калия, могут быть приготовлены и на основе растворов бихромата калия и сульфата кобальта, подкисленных серной кислотой.




• Для определения цветности допускается использование не менее пяти стандартных растворов, чьи значения цветности находятся в диапазоне, соответствующем пробе исследуемой воды. Следует отметить, что при цветности, равной 70 градусам, производится разбавление пробы воды, что учитывается при расчете.

Кроме визуальных методов, используется также метод фотометрического определения цветности воды, заключающийся в измерении оптической плотности при фиксированной длине волны. Для установления значения цветности используется градуировочный график, который строится на основании измерения водных растворов шкалы цветности, изготавливаемых так же, как и при визуальном количественном способе определения.

• Для этого используют не менее пяти стандартных растворов по шкале цветности, соответствующих диапазону исследуемой пробы.




• Измерения проводится на специальных приборах, фотометрах, в число которых входят фотоэлектроколориметр, спектрофотометр и другие.




• Для изменений используются предварительно очищенные оптические кюветы, изготовленные из оргстекла.




• Качество их очистки проверяется на измерении оптической плотности дистиллированной воды, при 380 нанометров при проведении измерений по хромо-кобальтовой шкале, и при 410 нанометров – при использовании платино-кобальтовой.




• Градуировочные графики строятся относительно пропускания холостой пробы, из дистиллированной воды.




• Контроль градуировочного графика проводится не реже раза в месяц, или же при замене кювет.




• Измерение оптической плотности проводится в тех же кюветах, которые применялись для построения градуировочного графика.

Следует отметить, что при цветности воды, составляющей порядка семидесяти градусов цветности, проба должна подвергнуться разбавлению, при этом определение цветности проводится с учетом коэффициента разбавления и коэффициента градуировочного графика.

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте [email protected], они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

Метод анализа цвета — CHEMSCAN

Фон

Анализ цвета — это любой метод, с помощью которого неизвестный цвет оценивается с точки зрения известных цветов. Цветовой анализ широко используется в научных исследованиях, связанных с внешним видом предметов и огней, и имеет большое значение для анализа сырья и готовой продукции промышленности. Анализ цвета также важен для мониторинга технологических жидкостей и измерения качества воды для распределения или сброса. Цвет воды или сточных вод может быть вызван присутствием металлов, органических кислот, микробиологических веществ и/или промышленных отходов.

Просвечивающий цветовой анализ характеризуется методом измерения света, прошедшего через частично непрозрачный образец (в отличие от отражательного анализа, при котором измеряется свет, отраженный от поверхности твердого образца).
Цвет частично непрозрачных или прозрачных жидкостей определяется в процессе измерения и сравнения света, прошедшего через образец, со светом, прошедшим через эталон цвета, такой как стеклянный диск или непрозрачный стандартный раствор.

Видимый цвет и истинный цвет

В жидкости мутность в виде коллоидного вещества или взвешенных частиц может рассеивать свет, проходящий через жидкость, таким образом, что изменяется наблюдаемый цвет. Если измерение цвета производится без предварительного удаления коллоидных или взвешенных источников мутности, результат измерения называется кажущимся цветом. Истинный цвет определяется после удаления коллоидных или взвешенных источников мутности. Цвет жидкостей также зависит от pH, цвет увеличивается с увеличением pH, что может потребовать измерения pH или буферизации.

Удаление мутности

Существует множество методов, используемых лабораториями для удаления мутности перед анализом проб, включая фильтрацию через фильтровальную бумагу, центрифугирование и другие методы. Некоторые из этих методов изначально были разработаны для извлечения твердых веществ для анализа. Если эти методы используются для подготовки образца для анализа цвета, они могут фактически изменить истинный цвет образца, подвергая образец воздействию красителей и отбеливателей, используемых для обработки фильтрующего материала.

Компания ChemScan рекомендует удалять частицы и коллоидный материал из образцов с помощью ультрафильтрационной мембраны с размером пор 0,1 микрона. Эта мембрана будет отталкивать все частицы и коллоиды, способные рассеивать свет, а также отталкивать большинство микробных веществ. Фильтр ChemScan Cross Flow был специально разработан для работы с мутными поверхностными водами, бытовыми и промышленными сточными водами, а также с промышленными технологическими жидкостями.

Солнечный свет

Чистый белый свет, такой как солнечный свет, на самом деле содержит все цвета спектра. Каждый компонент цвета по-разному преломляется при переходе из одной среды в другую с другим показателем преломления. Вот почему солнечный свет разделяется на цветовой спектр при прохождении через призму. Комплементарное преломление происходит, если свет возвращается в исходную среду.

Проходящий и отраженный свет

Проницаемые окрашенные вещества не являются ни полностью прозрачными (пропускающими все цвета света), ни полностью непрозрачными (не пропускающими ни один из них). Вместо этого светопроницаемые окрашенные вещества прозрачны для одних цветов и непрозрачны для других. Предмет пропускает или отражает одни цвета и поглощает другие, получая наблюдаемый (глазом) цвет из не поглощенных долей. Таким образом, относительно прозрачная жидкость будет поглощать одни компоненты белого света, пропуская при этом другие компоненты. Обнаружение осуществляется непосредственно через жидкость, при этом источник света и детектор располагаются на одной линии. Относительно непрозрачный или твердый цветной объект также будет поглощать часть белого света, отражая другие части. Измерение рефракции производится под углом, при этом под разными углами получаются разные результаты. ChemScan предназначен для анализа пропускающих жидкостей и использует для анализа процент пропускания света на различных длинах волн.

Физический и физиологический цвет

Свет, окрашенный при прохождении через цветную среду или отраженный от цветной поверхности, может не иметь точного физического цвета, соответствующего физиологическому цвету, который мы наблюдаем нашими глазами. Физический цвет можно измерить одним из методов, обсуждаемых ниже. Глаз определяет цвет с помощью трех типов цветочувствительных клеток сетчатки, реагирующих на красный, зеленый и синий цвета, а мозг комбинирует эти отдельные ощущения для интерпретации цвета. Объект, состоящий из двух отдельных физических цветов (например, красного и желтого), будет физиологически восприниматься как комбинированный цвет (оранжевый). Следовательно, цвет, измеренный физическими средствами, может отражать реакцию отдельных цветовых компонентов, в то время как глаз увидит физиологические результаты комбинации отдельных цветовых компонентов.

Терминология измерения цвета

Истинный цвет пропускающего образца – это цвет, измеренный в образце после удаления мутности взвешенных или коллоидных веществ с помощью фильтрации или других процессов разделения жидкости и твердой фазы. Мы называем это отфильтрованным образцом.

Цвет отфильтрованного образца может быть выражен тремя значениями: оттенок обозначается термином «преобладающая длина волны», степень яркости обозначается термином «яркость», а насыщенность (бледный, пастельный, и др.) обозначается термином «чистота».

Соотношение между преобладающей длиной волны и оттенком показано ниже:
Диапазон длин волн (нм) Оттенок

400–465 Фиолетовый
465–482 Синий
482–497 Сине-зеленый
497–530 Зеленый
530–575 Зеленовато-желтый
575-580 Желтый
580-587 Желтово-оранжевый
587-598 Orange
598-620 Оранжево-Ред
620-700 Красный

Методы цветового измерения

Платиновой кобальт (PT-CO). платиново-кобальтовый метод (метод Агентства по охране окружающей среды США 110.2 и стандартный метод 2120B) полезен для сравнения цвета питьевой воды и воды, цвет которой обусловлен природными веществами, такими как органические кислоты из листьев, коры, корней, перегной и торфяные материалы. Этот метод неприменим к большинству сильно окрашенных промышленных сточных вод. Первоначально этот метод был предназначен для визуального сравнения путем сопоставления цвета образца с калиброванными предметными стеклами или стандартами, приготовленными из растворов хлорплатината калия и хлорида кобальта в дистиллированной воде. Эти же стандартные растворы Pt-Co можно использовать для создания алгоритма калибровки анализатора процессов ChemScan с длинами волн выше, ниже и включая доминирующую желтую длину волны, используемую для автоматического анализа. Методы визуального или сравнительного анализа цвета иногда называют методами Хазена в честь одного из пионеров в области анализа цвета.

Трехцветные методы

Наиболее признанным трехцветным методом является метод CIE, который дает три цветовых значения, которые при объединении примерно согласуются со средними визуальными суждениями о внешнем виде цвета (не все «видят» цвет одинаково. ) Традиционные методы CIE предназначены для измерения внешнего вида цвета поверхности твердых или непрозрачных веществ и поэтому основаны на коэффициентах отражения, которые не применимы непосредственно к анализу прозрачных или частично непрозрачных жидкостей. Однако CIE и другие трехцветные методы используют общую систему для количественного приближения к физиологическому смешению цветов. Удобной диаграммой для смешивания цветов является диаграмма цветности, показанная на рисунке 1. Длины волн спектральных цветов перечислены по периметру. Любая точка не по периметру, а в пределах диаграммы представляет некоторую аддитивную смесь цветов. (Это включает в себя белый цвет, который расположен в ограниченной области рядом с центром диаграммы.) Преимущество этой диаграммы заключается в том, что она описывает систематический способ математического описания цвета.
Метод трехцветного фильтра (Стандартный метод 2120D) основан на измерении коэффициента пропускания в процентах на трех конкретных длинах волн (590, 540 и 438 нм). Яркость плюс три трехцветных значения рассчитываются непосредственно из процентных значений коэффициента пропускания на трех длинах волн. ChemScan Process Analyzer может напрямую обнаруживать эти измерения и применять специальный алгоритм анализа для определения точек на диаграмме цветности. Результаты могут быть представлены в виде преобладающей длины волны (длины волны оттенка), процентной яркости и процентной чистоты. Или значения можно преобразовать в цветовую разницу ADMI с одним числом (метод EPA 110.1 и стандартный метод 2120E) с использованием расчета цветовой разницы Адамса-Никерсона (DE). Различия между измерениями образцов и стандартами также могут быть сделаны с использованием значений цвета APHA.

Спектрофометрические методы

Наиболее точным методом анализа цвета является спектрофотометрический метод (метод EPA 110.3 и стандартный метод 2120C). Это метод выбора для бытовых и промышленных сточных вод, для промышленных технологических жидкостей и для анализа воды со сложными и разнообразными цветовыми компонентами.
​
Этот метод требует анализа на большом количестве длин волн (90) и такого прибора, как анализатор процессов ChemScan, который можно периодически обнулять путем сравнения с полностью пропускающим нулевым стандартом, таким как деионизированная вода.
Аналогично методам с тремя стимулами рассчитываются три коэффициента на основе измерений коэффициента пропускания в процентах. Каждый коэффициент требует измерения на 30 определенных длинах волн. Специальные алгоритмы анализа используются для обнаружения точек цветности и представления результатов с точки зрения доминирующей длины волны (длины волны оттенка), процентной яркости и процентной чистоты.

Анализ цвета , Copyright ChemScan, Inc.​

Измерение цвета воды — Citclops

Измерение цвета воды

Наблюдения за цветом акварели восходят к концу 19 века, когда была создана шкала сравнения цветов Фореля-Уле. Эта шкала состоит из 21 цвета, от синего индиго до коричневого цвета «колы», через сине-зеленый, зеленый и желтый цвета (см. рис. 1). Эта система работает хорошо, потому что человеческий глаз может точно сопоставлять цвета при одновременном просмотре.

В настоящее время измерение цвета по шкале Фореля-Уле следует проводить с помощью диска секки, но в рамках проекта Citclops разрабатываются методы оценки цвета воды без использования диска.

Определение цвета воды по шкале Фореля-Уле можно выполнить либо с помощью пластиковой шкалы FU (рис. 1), либо с помощью приложения Citclops для смартфонов (рис. 2) следующим образом:

С пластиковой шкалой Шкала Forel-Ule:

1. Медленно опускайте диск в воду, пока он не исчезнет из виду, и отметьте глубину. Если возможно, это должно быть сделано в затененном месте.
2. Медленно поднимите диск на половину глубины по Секки.
3. Определите цвет воды по шкале Фореля-Уле (в тени).
4. Сравните цвет, наблюдаемый в верхней части диска Секки, с цветами шкалы (над белыми полосами (см. красный квадрат) сзади (см. рисунок 1).
5. Запишите номер FU.
6. Отправьте записанный номер вместе с местоположением (данные GPS, если возможно), датой и временем по адресу: [email protected] .

Рис. 1. Слева: диск Секки. Справа: шкала Фореля-Уле. Посмотрите на диск Секки (на глубине ½ SD) и сравните цвета.

С приложением:

1. Медленно опускайте диск в воду, пока он не исчезнет из виду, и отметьте глубину. Если возможно, это должно быть сделано в затененном месте.
2. Медленно поднимите диск до половины глубины Секки (глубина, записанная в шаге 1).
3. Определите цвет воды с помощью приложения для смартфона (в тени).
4. Сравните цвет, наблюдаемый в верхней части диска Секки, с цветами шкалы (над белыми полосами (см. красный квадрат) сзади (см. рис. 1)).
5. Сделайте снимок.
6. Ответьте на заданные вопросы.
7. Нажмите кнопку «Отправить».

Рис. 2. Приложение для смартфона Forel-Ule. Посмотрите на диск Секки (на глубине ½ SD) и сравните цвета.

Некоторые природные явления могут изменить цвет воды, но это не обязательно означает, что вода плохого качества. Различные номера цветов соответствуют в основном следующим типам водоемов:

• Индиго-синий до зеленовато-голубого с высокой светопроницаемостью (шкала 1-5 FU). Эти воды часто имеют низкий уровень питательных веществ и низкое производство биомассы. В окраске преобладают микроскопические водоросли (фитопланктон).
• От зеленовато-синего до голубовато-зеленого (шкала 6–9 FU). В цвете по-прежнему преобладают водоросли, но также может присутствовать повышенное содержание растворенных веществ и некоторый осадок. Типично для районов, обращенных к открытому морю.
• Зеленоватый (шкала 10-13 FU). Часто прибрежные воды, которые обычно содержат повышенные уровни питательных веществ и фитопланктона, но также содержат минералы и растворенные органические вещества.