nečistoće u vodi. Bistrina morske vode Mirisi prirodnog porijekla

Transparentnost morska voda je omjer fluksa zračenja koji je prošao kroz vodu bez promjene smjera, puta jednak jedinici, prema fluksu zračenja koji je ušao u vodu u obliku paralelnog snopa. Transparentnost morske vode usko je povezana sa propusnošću T morske vode, koja se podrazumijeva kao omjer fluksa zračenja koji prenosi određeni sloj vode I z prema fluksu zračenja koji pada na ovaj sloj I 0 , tj. T \u003d \u003d e - sa z. Transmitans je suprotan slabljenju svjetlosti, a propustljivost je mjera koliko svjetlosti pređe određenu dužinu puta u morskoj vodi. Tada će prozirnost morske vode biti Θ=e - c, što znači da je povezana sa indeksom slabljenja svjetlosti c.

Uz naznačenu fizičku definiciju transparentnosti, koristi se i koncept uslovno (ili relativno) n transparentnost, što se podrazumijeva kao dubina prestanka vidljivosti bijelog diska prečnika 30 cm (Sekijev disk).

Dubina nestajanja bijelog diska ili relativna prozirnost povezana je sa fizičkim konceptom transparentnosti, jer obje karakteristike zavise od koeficijenta prigušenja svjetlosti.

Fizička priroda nestanka diska na određenoj dubini je da kada svjetlosni tok prodre u vodeni stupac, on je oslabljen zbog raspršivanja i apsorpcije. Istovremeno, sa povećanjem dubine dolazi do povećanja protoka raspršene svjetlosti na strane (zbog raspršenja višeg reda). Na određenoj dubini, tok raspršen na strane jednak je protoku direktne svjetlosti. Posljedično, ako se disk spusti ispod ove dubine, tada će protok raspršen na strane biti veći od glavnog toka koji ide prema dolje i disk će prestati biti vidljiv.

Prema proračunima akademika V. V. Shuleikina, dubina na kojoj se izjednačavaju energije glavnog toka i struje raspršene na strane, koja odgovara dubini nestanka diska, jednaka je dvije prirodne dužine slabljenja svjetlosti za sva mora. Drugim riječima, proizvod indeksa raspršenja i prozirnosti je konstantna vrijednost jednaka 2, tj. k λ × z = 2, gdje je z - dubina nestanka bijelog diska. Ovaj omjer omogućuje povezivanje uvjetne karakteristike morske vode - relativne prozirnosti s fizičkom karakteristikom - indeksom raspršenja k λ . Budući da je indeks raspršenja sastavni dio indeksa slabljenja, moguće je i relativnu transparentnost povezati sa indeksom slabljenja, a samim tim i fizičkim karakteristikama transparentnosti. Ali budući da ne postoji direktna proporcionalnost između indeksa apsorpcije i raspršenja, tada će u svakom moru odnos između indeksa slabljenja i prozirnosti biti drugačiji.

Relativna transparentnost ovisi o visini s koje se vrše opažanja, stanju površine mora i uvjetima osvjetljenja.

Kako se visina posmatranja povećava, relativna transparentnost se povećava zbog smanjenja utjecaja svjetlosnog toka reflektiranog od površine mora, što ometa promatranja.

Za vrijeme valova dolazi do povećanja reflektiranog toka i slabljenja toka koji prodire u dubine mora, što dovodi do smanjenja relativne transparentnosti. To su u antici primijetili tragači za biserima koji su ronili dalje dno mora sa maslinovim uljem u ustima. Ulje koje su ispuštali iz njihovih usta isplivalo je na površinu mora, izgladilo male valove i poboljšalo osvjetljenje dna.

U nedostatku oblaka, relativna transparentnost se smanjuje, jer su opservacije teška. odsjaj sunca. Snažni kumulusni oblaci značajno smanjuju svjetlosni tok koji pada na površinu mora, što također smanjuje relativnu transparentnost. Najpovoljniji svetlosni uslovi stvaraju se u prisustvu cirusnih oblaka.

Najveći broj optičkih opservacija odnosi se na mjerenja relativne transparentnosti bijelim diskom.

Relativna prozirnost uvelike varira ovisno o sadržaju suspendiranih čestica u morskoj vodi. U obalnim vodama bogatim planktonom relativna prozirnost ne prelazi nekoliko metara, dok u otvorenom okeanu dostiže desetine metara.

Najbistrije vode se nalaze u suptropska zona Svjetski ocean. U Sargaškom moru relativna providnost iznosi 66,5 m i ovo more se smatra standardom transparentnosti. Ovako visoka transparentnost u suptropskom pojasu povezana je s gotovo potpunim odsustvom suspendiranih čestica i slabim razvojem planktona. u Weddellovom moru i pacifik kod ostrva Tonga izmerena je još veća transparentnost - 67 m. U umerenim i visokim geografskim širinama relativna providnost dostiže 10-20 m.

U morima transparentnost značajno varira. Dakle, u Sredozemnom moru doseže 60 m, u Japanu - 30 m m, Crni - 28 m, Baltik - 11-13 m. U uvalama, a posebno u blizini ušća rijeka, prozirnost se kreće od nekoliko centimetara do nekoliko desetina centimetara.

Kada se razmatra pitanje boje mora, razlikuju se dva pojma: boja mora i boja morske vode.

Pod bojom mora odnosi se na prividnu boju njegove površine. Boja mora na jak način zavisi od optičkih svojstava same vode i od spoljašnjih faktora . Stoga varira ovisno o vanjskim uvjetima (osvijetljenost mora direktnom sunčevom svjetlošću i difuznom svjetlošću, ugao gledanja, valovi, prisutnost nečistoća u vodi i drugi razlozi).

Vlastita boja morske vode je posljedica selektivne apsorpcije i raspršenja, tj. zavisi od optičkih svojstava vode i debljine razmatranog sloja vode, ali ne zavisi od spoljnih faktora. Uzimajući u obzir selektivno slabljenje svjetlosti u moru, može se izračunati da će čak i za čistu okeansku vodu na dubini od 25 m, sunčeva svjetlost biti lišena cijelog crvenog dijela spektra, a zatim sa povećanjem dubine žuti dio nestati i boja vode će biti zelenkasta, samo će plavi dio ostati na dubini od 100 m, a boja vode će biti plava. Stoga je moguće govoriti o boji vode kada se uzme u obzir vodeni stupac. U ovom slučaju, ovisno o vodenom stupcu, boja vode će biti drugačija, iako se njena optička svojstva ne mijenjaju.

Boja morske vode procjenjuje se pomoću skale za boje vode (Forel-Uhle skala), koja se sastoji od seta epruveta s otopinama u boji. Određivanje boje vode sastoji se u vizuelnom odabiru epruvete, čija je boja otopine najbliža boji vode. Boja vode je označena brojem odgovarajuće epruvete na skali boja.

Posmatrač koji stoji na obali ili gleda s broda ne vidi boju vode, već boju mora. U ovom slučaju, boja mora određena je omjerom veličina i spektralnog sastava dva glavna svjetlosna toka koji ulaze u oko promatrača. Prvi od njih je tok svjetlosnog toka reflektiranog od površine mora, koji pada sa Sunca i nebeskog svoda, drugi je svjetlosni tok difuzne svjetlosti koja dolazi iz morskih dubina. Dakle kako je reflektirani tok bijel, kako se povećava, boja mora postaje manje zasićena (bjelkasta). Kada promatrač pogleda okomito prema dolje na površinu, vidi mlaz difuzne svjetlosti, a reflektirani mlaz je mali - boja mora je zasićena. Prilikom pomicanja pogleda prema horizontu, boja mora postaje manje zasićena (bjelkasta), približava se boji neba, zbog povećanja reflektiranog toka.

U okeanima se nalaze ogromna prostranstva tamnoplave vode (boje okeanske pustinje), što ukazuje na odsustvo stranih nečistoća u vodi i njenu izuzetnu prozirnost. Kako se približavate obali, dolazi do postepenog prijelaza u plavkasto-zelene, au neposrednoj blizini obale - u zelene i žuto-zelene tonove (boja biološke produktivnosti). U blizini ušća Žute rijeke, koja se ulijeva u Žuto more, prevladava žuta, pa čak i smeđa nijansa vode, zbog uklanjanja ogromne količine žutog lesa rijekom.

Transparentnost vode u hidrologiji i oceanologiji je omjer intenziteta svjetlosti koja prolazi kroz sloj vode i intenziteta svjetlosti koja ulazi u vodu. Prozirnost vode je vrijednost koja indirektno ukazuje na količinu suspendiranih čestica i koloida u vodi.

Prozirnost vode određena je njenom selektivnom sposobnošću da upija i raspršuje svjetlosne zrake i ovisi o uvjetima osvjetljenja površine, promjenama spektralnog sastava i slabljenja svjetlosnog toka, kao i koncentraciji i prirodi žive i nežive suspenzije. Uz visoku prozirnost, voda postaje intenzivna plava bojašto je tipično za otvoreni okean. U prisustvu značajne količine suspendiranih čestica koje snažno raspršuju svjetlost, voda ima plavo-zelenu ili zelene boje, karakterističan za priobalna područja i neka plitka mora. Na ušću glavne rijeke, ležaj veliki broj suspendovanih čestica, boja vode poprima žutu i smeđe nijanse. Riječno otjecanje, zasićeno huminskim i fulvo kiselinama, može uzrokovati tamnosmeđu boju morske vode.

Prozirnost (ili propustljivost svjetlosti) prirodnih voda je zbog njihove boje i zamućenosti, tj. sadržaj u njima raznih obojenih i suspendiranih organskih i mineralnih tvari.

Utvrđivanje transparentnosti vode je obavezna komponenta programa monitoringa vodna tijela. Prozirnost je svojstvo vode da propušta svjetlosne zrake. Smanjenje svjetlosnog toka smanjuje efikasnost fotosinteze i, posljedično, biološku produktivnost vodotoka.

Čak i najčišće, bez nečistoća, vode nisu apsolutno prozirne i potpuno apsorbiraju svjetlost u dovoljno debelom sloju. kako god prirodne vode nikada nisu potpuno čisti – uvijek sadrže otopljene i suspendirane tvari. Maksimalna transparentnost se posmatra u zimski period. Prolaskom proljetne poplave vidljivo se smanjuje transparentnost. Minimalne vrijednosti transparentnosti obično se primjećuju ljeti, u periodu masovnog razvoja ("cvjetanja") fitoplanktona.

Za bjeloruska jezera s prirodnim hidrohemijskim režimom, vrijednosti transparentnosti (prema Secchi disku) variraju od nekoliko desetina centimetara

do 2-3 metra. Na mjestima gdje otpadne vode ulaze, posebno prilikom neovlaštenog ispuštanja, providnost se može smanjiti na nekoliko centimetara.

Voda se, u zavisnosti od stepena prozirnosti, konvencionalno deli na bistru, blago zamućenu, srednje zamućenu, mutnu, veoma zamućenu (tabela 1.4). Mjera transparentnosti je visina kabla Secchi diska spuštenog u vodu. određene veličine.

Tabela 1.4

Karakteristike voda u pogledu transparentnosti

zaključak: Jezera - rezervoari koji zauzimaju prirodnu depresiju na zemljine površine. Postoji niz klasifikacija rezervoara sa stajaćom vodom, čiji su glavni pokazatelji zagađenja stepen saprobnosti i trofični status. Klasificirati jezera kao jedno ili drugo vodno tijelo u smislu saprobnosti i trofičnosti, njihovih fizičkih pokazatelja i sastav vrsta macrozoobenthos.

Prozirnost vode prema Secchi disku, prema krstu, prema fontu. Zamućenost vode. Miris vode. Vodena boja.

U vodi postoje suspendirane čvrste tvari, koje smanjuju njenu prozirnost. Postoji nekoliko metoda za određivanje prozirnosti vode.

1. Prema Secchijevom disku. Za mjerenje prozirnosti riječne vode koristi se Secchi disk prečnika 30 cm koji se na užetu spušta u vodu, a na njega je pričvršćen uteg tako da disk ide okomito prema dolje. Umjesto Secchi diska, možete koristiti tanjir, poklopac, činiju, postavljenu u rešetku. Disk se spušta dok se ne vidi. Dubina na koju ste spustili disk bit će pokazatelj prozirnosti vode.
2. Uz krst. Odredite maksimalnu visinu vodenog stupca, kroz koju je vidljiv uzorak crnog križa na bijeloj pozadini s linijom debljine 1 mm i četiri crna kruga promjera 1 mm. Visina cilindra u kojem se vrši određivanje mora biti najmanje 350 cm, a na dnu je porculanska ploča sa krstom. Donji dio cilindar treba da bude osvetljen lampom od 300 W.
3. Po fontu. Ispod cilindra visine 60 cm i prečnika 3-3,5 cm na udaljenosti od 4 cm od dna postavlja se standardni font, u cilindar se sipa ispitni uzorak kako bi se font mogao očitati, a maksimalna visina određen je vodeni stupac. Metoda kvantitativnog određivanja prozirnosti zasniva se na određivanju visine vodenog stuba, na kojoj je još uvijek moguće vizualno razlikovati (čitati) crni font visine 3,5 mm i širine linije 0,35 mm na bijeloj pozadini ili vidjeti oznaka za podešavanje (na primjer, crni krst na bijelom papiru) . Korištena metoda je objedinjena i usklađena je sa ISO 7027.

Voda ima povećanu zamućenost zbog sadržaja grubo dispergovanih neorganskih i organske nečistoće. Zamućenost vode određuje se gravimetrijskom metodom, te fotoelektričnim kolorimetrom. Metoda težine je 500-1000 ml mutna voda filtrira se kroz gusti filter prečnika 9-11 cm Filter se prethodno osuši i izmeri na analitičkoj vagi. Nakon filtriranja, filter sa sedimentom se suši na temperaturi od 105-110 stepeni 1,5-2 sata, ohladi i ponovo vaga. Količina suspendiranih čvrstih tvari u ispitnoj vodi izračunava se iz razlike između masa filtera prije i nakon filtracije.

U Rusiji se zamućenost vode određuje fotometrijski poređenjem uzoraka ispitivane vode sa standardnim suspenzijama. Rezultat mjerenja se izražava u mg/dm 3 upotrebom glavne standardne suspenzije kaolina (mutnoća za kaolin) ili u MU/dm 3 (jedinice zamućenja po dm 3) kada se koristi standardna suspenzija zaliha formazina. Posljednja mjerna jedinica naziva se i jedinica zamućenja. prema Formazinu(EMF) ili u zapadnoj terminologiji FTU (formazin Turbidity Unit). 1FTU=1EMF=1EM/dm 3 .

AT novije vrijeme Fotometrijska metoda za mjerenje zamućenosti formazinom etablirana je kao glavna u cijelom svijetu, što se ogleda u standardu ISO 7027 (Kvalitet vode - Određivanje zamućenosti). Prema ovom standardu, jedinica mjere za zamućenost je FNU (formazin nefelometrijska jedinica). Agencija za zaštitu Životna sredina SAD (U.S. EPA) i Svjetska organizacija Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) koristi nefelometrijsku jedinicu za zamućenost (NTU) za zamućenost.

Odnos između osnovnih jedinica zamućenja je sljedeći:

1 FTU(EMF)=1 FNU=1 NTU

SZO ne standardizuje zamućenost prema indikacijama zdravstvenih efekata, međutim, sa stanovišta izgled preporučuje da zamućenost ne bude veća od 5 NTU (nefelometrijska jedinica zamućenja) i, u svrhu dekontaminacije, ne veća od 1 NTU.

Mirisi u vodi mogu biti povezani sa vitalnom aktivnošću vodenih organizama ili se pojavljuju kada umru - to su prirodni mirisi. Miris vode u akumulaciji može biti uzrokovan i ulaskom kanalizacijskih efluenta u nju, industrijski otpad je vještački miris.Prvo se daje kvalitativna ocjena mirisa prema relevantnim karakteristikama:

• močvara,
• zemljani,
• riba,
• truljenje,
• aromatično,
• ulje itd.

Jačina mirisa se ocjenjuje na skali od 5 stupnjeva. Boca sa samljevenim čepom napuni se 2/3 vodom i odmah zatvori, snažno protrese, otvori i odmah se zabilježi intenzitet i priroda mirisa.

Kvalitativna procjena boje se vrši poređenjem uzorka sa destilovanom vodom. Da biste to učinili, odvojeno istražena i destilovana voda se sipa u čaše od bezbojnog stakla, na pozadini bijeli list pri dnevnom svetlu gledaju se odozgo i sa strane, hromatičnost se ocenjuje kao uočena boja, u odsustvu boje voda se smatra bezbojnom.

Prozirnost morske vode- indikator koji karakterizira sposobnost vode da prenosi svjetlosne zrake. Ovisi o veličini, količini i prirodi suspendiranih čvrstih tvari. Za karakterizaciju transparentnosti vode koristi se koncept "relativne transparentnosti".

Priča

Po prvi put, stepen prozirnosti morske vode uspio je odrediti talijanski svećenik i astronom po imenu Pietro Angelo Secchi 1865. pomoću diska prečnika 30 cm, spuštenog u vodu na vitlu sa sjenovite strane brod. Ova metoda je kasnije nazvana po njemu. AT ovog trenutka postoje i široko se koriste elektronski uređaji za mjerenje prozirnosti vode (transmizometri)

Metode za određivanje prozirnosti vode

Postoje tri glavne metode za mjerenje prozirnosti vode. Svi oni uključuju određivanje optičkih svojstava vode, kao i uzimanje u obzir parametara ultraljubičastog spektra.

Područja upotrebe

Prije svega, proračuni transparentnosti vode sastavni su dio istraživanja u hidrologiji, meteorologiji i oceanologiji, indeks transparentnosti/zamućenosti određuje prisustvo neotopljenih i koloidnih supstanci neorganskog i organskog porijekla u vodi, čime utiče na zagađenje morsko okruženje, a također vam omogućava da procijenite nakupljanje planktona, sadržaj zamućenosti u vodi, stvaranje mulja. U brodarstvu, prozirnost morske vode može biti odlučujući faktor u otkrivanju plitke vode ili objekata koji mogu uzrokovati štetu na plovilu.

Izvori

• Mankovsky V. I. Elementarna formula za procjenu indeksa slabljenja svjetlosti u morskoj vodi iz dubine vidljivosti bijelog diska (ruski) // Oceanologija. - 1978. - T. 18 (4). - S. 750–753.
• Smith, R. C., Baker, K. S. Optička svojstva najčistijih prirodnih voda (200-800 nm)
• Gieskes, W. W. C., Veth, C., Woehrmann, A., Graefe, M. Secchi, srušen je svjetski rekord u vidljivosti diska
• Berman, T., Walline, P. D., Schneller, A. Zapis dubine diska Secchi: zahtjev za istočni Mediteran
• Smjernice. Određivanje temperature, mirisa, boje (boje) i prozirnosti u kanalizacija, uključujući prečišćenu kanalizaciju, oluju i topljenje. PND F 12.16.1-10