Verunreinigungen im Wasser. Klarheit von Meerwasser Gerüche natürlichen Ursprungs

Transparenz Meerwasser ist das Verhältnis des Strahlungsflusses, der das Wasser ohne Richtungsänderung durchlaufen hat, ein Weg gleich Eins, zum Strahlungsfluss, der in Form eines parallelen Strahls in das Wasser eingetreten ist. Die Transparenz von Meerwasser steht in engem Zusammenhang mit dem Transmissionsgrad T von Meerwasser, der als das Verhältnis des von einer bestimmten Wasserschicht I z durchgelassenen Strahlungsflusses zu dem auf diese Schicht I 0 einfallenden Strahlungsfluss verstanden wird, d.h. T \u003d \u003d e - mit z. Die Durchlässigkeit ist das Gegenteil der Lichtabschwächung, und die Durchlässigkeit ist ein Maß dafür, wie viel Licht eine bestimmte Weglänge im Meerwasser zurücklegt. Dann ist die Transparenz von Meerwasser Θ=e - c, was bedeutet, dass sie mit dem Lichtschwächungsindex c zusammenhängt.

Zusammen mit der angegebenen physikalischen Definition von Transparenz wird der Begriff verwendet bedingt (oder relativ) n Transparenz, was als die Tiefe der Beendigung der Sichtbarkeit einer weißen Scheibe mit einem Durchmesser von 30 verstanden wird cm (Scheibe von Secchi).

Die Tiefe des Verschwindens der weißen Scheibe oder die relative Transparenz hängt mit dem physikalischen Konzept der Transparenz zusammen, da beide Eigenschaften vom Lichtschwächungskoeffizienten abhängen.

Die physikalische Natur des Verschwindens der Scheibe in einer bestimmten Tiefe besteht darin, dass der Lichtfluss beim Eindringen in die Wassersäule aufgrund von Streuung und Absorption geschwächt wird. Gleichzeitig nimmt mit zunehmender Tiefe der seitliche Streulichtfluss zu (durch Streuung höherer Ordnung). In einer bestimmten Tiefe ist der seitlich gestreute Lichtstrom gleich dem direkten Lichtstrom. Wenn die Scheibe unter diese Tiefe abgesenkt wird, ist folglich die seitlich gestreute Strömung größer als die abwärts gerichtete Hauptströmung, und die Scheibe ist nicht mehr sichtbar.

Nach den Berechnungen des Akademikers V. V. Shuleikin ist die Tiefe, in der die Energien des Hauptstroms und des seitlich gestreuten Stroms ausgeglichen werden, entsprechend der Tiefe des Verschwindens der Scheibe, gleich zwei natürlichen Längen der Lichtdämpfung für alle Meere. Mit anderen Worten, das Produkt aus Streuindex und Transparenz ist ein konstanter Wert gleich 2, d. h. k λ × z = 2, wobei z - Tiefe des Verschwindens der weißen Scheibe. Dieses Verhältnis ermöglicht es, die bedingte Eigenschaft des Meerwassers – die relative Transparenz – mit einer physikalischen Eigenschaft – dem Streuindex k λ – zu verknüpfen. Da der Streuindex ein integraler Bestandteil des Schwächungsindex ist, ist es auch möglich, die relative Transparenz mit dem Schwächungsindex und folglich mit den physikalischen Eigenschaften der Transparenz in Beziehung zu setzen. Da es jedoch keine direkte Proportionalität zwischen Absorptions- und Streuungsindizes gibt, ist die Beziehung zwischen Dämpfungsindex und Transparenz in jedem Meer unterschiedlich.

Die relative Transparenz hängt von der Beobachtungshöhe, dem Zustand der Meeresoberfläche und den Lichtverhältnissen ab.

Mit zunehmender Beobachtungshöhe nimmt die relative Transparenz aufgrund des abnehmenden Einflusses des von der Meeresoberfläche reflektierten Lichtflusses zu, der die Beobachtungen stört.

Bei Wellen kommt es zu einer Zunahme der reflektierten Strömung und einer Abschwächung der in die Meerestiefe eindringenden Strömung, was zu einer Abnahme der relativen Transparenz führt. Dies wurde in der Antike von Perlensuchern bemerkt, die weitertauchten den Meeresgrund mit Olivenöl im Mund. Das von ihnen aus ihrem Mund freigesetzte Öl schwamm an die Meeresoberfläche, glättete kleine Wellen und verbesserte die Beleuchtung des Grundes.

In Abwesenheit von Wolken nimmt die relative Transparenz ab, da Beobachtungen schwierig sind. Sonnenlicht. Mächtige Kumuluswolken reduzieren den auf die Meeresoberfläche einfallenden Lichtfluss erheblich, was auch die relative Transparenz verringert. Die günstigsten Lichtverhältnisse entstehen bei Zirruswolken.

Die meisten optischen Beobachtungen beziehen sich auf Messungen der relativen Transparenz mit einer weißen Scheibe.

Die relative Transparenz variiert stark je nach Gehalt an Schwebstoffen im Meerwasser. In planktonreichen Küstengewässern übersteigt die relative Transparenz einige Meter nicht, während sie im offenen Ozean mehrere zehn Meter erreicht.

Das klarste Wasser findet man in subtropische Zone Welt Ozean. In der Sargassosee beträgt die relative Transparenz 66,5 m, und dieses Meer gilt als Standard für Transparenz. Eine solch hohe Transparenz im subtropischen Gürtel ist mit dem fast vollständigen Fehlen von Schwebeteilchen und der schwachen Entwicklung von Plankton verbunden. im Weddellmeer u Pazifik See In der Nähe der Inseln von Tonga wurde eine noch höhere Transparenz gemessen - 67 m. In gemäßigten und hohen Breiten erreicht die relative Transparenz 10-20 m.

In den Meeren ist die Transparenz sehr unterschiedlich. Im Mittelmeer erreicht es also 60 m, im Japanischen - 30 m, Schwarz - 28 m, Ostsee - 11-13 m. In den Buchten und insbesondere in der Nähe der Mündungen der Flüsse reicht die Transparenz von mehreren Zentimetern bis zu mehreren zehn Zentimetern.

Bei der Frage nach der Farbe des Meeres werden zwei Begriffe unterschieden: die Farbe des Meeres und die Farbe des Meerwassers.

Unter der Farbe des Meeres bezieht sich auf die scheinbare Farbe seiner Oberfläche. Die Farbe des Meeres auf starke Weise hängt von den optischen Eigenschaften des Wassers selbst und von äußeren Faktoren ab . Daher variiert es je nach äußeren Bedingungen (Beleuchtung des Meeres mit direktem Sonnenlicht und diffusem Licht, Blickwinkel, Wellengang, Vorhandensein von Verunreinigungen im Wasser und andere Gründe).

Eigene Farbe des Meerwassers ist eine Folge selektiver Absorption und Streuung, d.h. sie hängt von den optischen Eigenschaften des Wassers und der Dicke der betrachteten Wasserschicht ab, hängt aber nicht von äußeren Faktoren ab. Unter Berücksichtigung der selektiven Lichtschwächung im Meer lässt sich berechnen, dass dem Sonnenlicht selbst bei klarem Meerwasser in 25 m Tiefe der gesamte rote Teil des Spektrums entzogen wird, mit zunehmender Tiefe dann der gelbe Teil verschwinden und die Farbe des Wassers wird grünlich erscheinen, nur der blaue Teil bleibt in einer Tiefe von 100 m und die Farbe des Wassers wird blau sein. Daher ist es möglich, von der Farbe des Wassers zu sprechen, wenn man die Wassersäule betrachtet. In diesem Fall hat das Wasser je nach Wassersäule eine andere Farbe, obwohl sich seine optischen Eigenschaften nicht ändern.

Die Farbe des Meerwassers wird anhand der Wasserfarbskala (Forel-Uhle-Skala) beurteilt, die aus einem Satz Reagenzgläser mit Farblösungen besteht. Die Bestimmung der Wasserfarbe besteht in der visuellen Auswahl eines Reagenzglases, dessen Farbe der Wasserfarbe am nächsten kommt. Die Farbe des Wassers wird durch die Nummer des entsprechenden Reagenzglases auf der Farbskala angezeigt.

Ein Beobachter, der am Ufer steht oder von einem Schiff aus zuschaut, sieht nicht die Farbe des Wassers, sondern die Farbe des Meeres. In diesem Fall wird die Farbe des Meeres durch das Verhältnis der Größen und der spektralen Zusammensetzung der beiden Hauptlichtströme bestimmt, die in das Auge des Betrachters eintreten. Der erste von ihnen ist der Fluss des Lichtflusses, der von der Meeresoberfläche reflektiert wird und von der Sonne und dem Firmament fällt, der zweite ist der Lichtfluss des diffusen Lichts, das aus den Tiefen des Meeres kommt. So Da der reflektierte Strom weiß ist, wird die Farbe des Meeres mit zunehmender Zunahme weniger gesättigt (weißlich). Wenn der Betrachter senkrecht auf die Oberfläche blickt, sieht er einen Strahl diffusen Lichts, und der reflektierte Strahl ist klein - die Farbe des Meeres ist gesättigt. Wenn Sie den Blick zum Horizont richten, wird die Farbe des Meeres aufgrund der Zunahme der reflektierten Strömung weniger gesättigt (weißlich) und nähert sich der Farbe des Himmels.

In den Ozeanen gibt es riesige Flächen von dunkelblauem Wasser (die Farbe der Meereswüste), was auf das Fehlen von Fremdstoffen im Wasser und seine außergewöhnliche Transparenz hinweist. Wenn Sie sich der Küste nähern, gibt es einen allmählichen Übergang zu Blaugrün und in unmittelbarer Nähe der Küste zu Grün- und Gelbgrüntönen (der Farbe der biologischen Produktivität). In der Nähe der Mündung des Gelben Flusses, der in das Gelbe Meer mündet, herrscht ein gelber und sogar brauner Farbton des Wassers vor, da der Fluss eine große Menge gelben Löss entfernt hat.

Die Transparenz von Wasser in der Hydrologie und Ozeanologie ist das Verhältnis der Intensität des Lichts, das eine Wasserschicht durchdringt, zur Intensität des Lichts, das in das Wasser eindringt. Die Wassertransparenz ist ein Wert, der indirekt die Menge an Schwebstoffen und Kolloiden im Wasser angibt.

Die Transparenz von Wasser wird durch seine selektive Fähigkeit, Lichtstrahlen zu absorbieren und zu streuen, bestimmt und hängt von den Oberflächenbeleuchtungsbedingungen, Änderungen in der spektralen Zusammensetzung und Dämpfung des Lichtflusses sowie der Konzentration und Art der lebenden und unbelebten Suspension ab. Mit hoher Transparenz erhält Wasser eine intensive blaue Farbe was typisch für den offenen Ozean ist. In Gegenwart einer erheblichen Menge an Schwebeteilchen, die das Licht stark streuen, hat das Wasser eine blaugrüne oder grüne Farbe, charakteristisch für Küstengebiete und einige flache Meere. Am Zusammenfluss große Flüsse, Lager große Menge Schwebeteilchen verfärbt sich das Wasser gelb und Brauntöne. Mit Humin- und Fulvosäuren gesättigter Flussabfluss kann die dunkelbraune Farbe des Meerwassers verursachen.

Die Transparenz (oder Lichtdurchlässigkeit) natürlicher Gewässer beruht auf ihrer Farbe und Trübung, d.h. der Gehalt an verschiedenen farbigen und suspendierten organischen und mineralischen Substanzen.

Die Bestimmung der Wassertransparenz ist ein obligatorischer Bestandteil von Überwachungsprogrammen Wasserteilchen. Transparenz ist die Eigenschaft von Wasser, Lichtstrahlen durchzulassen. Die Verringerung des Lichtflusses verringert die Effizienz der Photosynthese und folglich die biologische Produktivität von Fließgewässern.

Selbst die reinsten, frei von Verunreinigungen sind, Wasser sind nicht absolut transparent und absorbieren Licht in einer ausreichend dicken Schicht vollständig. Jedoch natürliche Gewässer sind nie ganz rein - sie enthalten immer gelöste und suspendierte Stoffe. Maximale Transparenz wird in beobachtet Winterzeit. Mit dem Durchgang der Frühjahrsflut nimmt die Transparenz merklich ab. Die minimalen Transparenzwerte werden normalerweise im Sommer eingehalten, während der Zeit der Massenentwicklung ("Blüte") des Phytoplanktons.

Bei belarussischen Seen mit einem natürlichen hydrochemischen Regime variieren die Transparenzwerte (gemäß der Secchi-Scheibe) von mehreren zehn Zentimetern

bis 2-3 Meter. An Stellen, an denen Abwasser eintritt, insbesondere bei unerlaubten Einleitungen, kann die Transparenz auf mehrere Zentimeter reduziert werden.

Üblicherweise wird Wasser je nach Transparenzgrad in klar, leicht getrübt, mittel getrübt, getrübt, stark getrübt eingeteilt (Tab. 1.4). Das Maß für die Transparenz ist die Höhe des Kabels der Secchi-Scheibe, die ins Wasser abgesenkt wird. bestimmte Größen.

Tabelle 1.4

Eigenschaften von Gewässern in Bezug auf Transparenz

Fazit: Seen - Stauseen, die eine natürliche Senke besetzen Erdoberfläche. Es gibt eine Reihe von Klassifizierungen von Stauseen mit stehendem Wasser, deren Hauptindikatoren für die Verschmutzung der Grad der Saprobität und der trophische Status sind. Seen in Bezug auf Saprobität und Trophizität, ihre physikalischen Indikatoren und als das eine oder andere Gewässer zu klassifizieren Artenzusammensetzung Makrozoobenthos.

Transparenz des Wassers nach der Secchi-Scheibe, nach dem Kreuz, nach der Schriftart. Trübung des Wassers. Der Geruch von Wasser. Wasserfarbe.

Im Wasser befinden sich Schwebstoffe, die die Transparenz mindern. Es gibt mehrere Methoden, um die Transparenz von Wasser zu bestimmen.

1. Nach der Scheibe von Secchi. Zur Messung der Transparenz von Flusswasser wird eine Secchi-Scheibe mit einem Durchmesser von 30 cm verwendet, die an einem Seil mit einem daran befestigten Gewicht ins Wasser abgesenkt wird, so dass die Scheibe senkrecht nach unten geht. Anstelle einer Secchi-Scheibe können Sie einen Teller, Deckel, eine Schüssel verwenden, die in einem Gitter platziert sind. Die Scheibe wird abgesenkt, bis sie sichtbar ist. Die Tiefe, auf die Sie die Scheibe abgesenkt haben, ist ein Indikator für die Transparenz des Wassers.
2. Am Kreuz. Finden Sie die maximale Höhe der Wassersäule, durch die das Muster eines schwarzen Kreuzes auf weißem Hintergrund mit einer Strichstärke von 1 mm und vier schwarzen Kreisen mit einem Durchmesser von 1 mm sichtbar ist. Die Höhe des Zylinders, in dem die Bestimmung durchgeführt wird, muss mindestens 350 cm betragen, am Boden befindet sich eine Porzellanplatte mit einem Kreuz. Unterteil Zylinder sollte mit einer 300-W-Lampe beleuchtet werden.
3. Nach Schriftart. Eine Normschrift wird unter einem Zylinder mit 60 cm Höhe und 3-3,5 cm Durchmesser in einem Abstand von 4 cm vom Boden platziert, das Prüfmuster in den Zylinder gegossen, damit die Schrift gelesen werden kann, und die maximale Höhe der Wassersäule bestimmt. Das Verfahren zur quantitativen Bestimmung der Transparenz beruht auf der Bestimmung der Höhe der Wassersäule, bei der eine schwarze Schrift mit 3,5 mm Höhe und einer Strichstärke von 0,35 mm auf weißem Grund noch visuell zu unterscheiden (lesen) bzw. zu sehen ist Einstellungsmarkierung (z. B. ein schwarzes Kreuz auf weißem Papier) . Die verwendete Methode ist einheitlich und entspricht ISO 7027.

Wasser hat eine erhöhte Trübung aufgrund des Gehalts an grobdispersen anorganischen und organische Verunreinigungen. Die Trübung des Wassers wird durch die gravimetrische Methode und durch ein photoelektrisches Kolorimeter bestimmt. Die Gewichtsmethode ist, dass 500-1000 ml schlammiges Wasser durch einen dichten Filter mit einem Durchmesser von 9-11 cm filtriert, der Filter vorgetrocknet und auf einer Analysenwaage gewogen. Nach dem Filtern wird der Filter mit Sediment bei einer Temperatur von 105-110 Grad für 1,5-2 Stunden getrocknet, abgekühlt und erneut gewogen. Die Schwebstoffmenge im Prüfwasser errechnet sich aus der Differenz der Filtermassen vor und nach der Filtration.

In Russland wird die Trübung von Wasser photometrisch bestimmt, indem Proben des untersuchten Wassers mit Standardsuspensionen verglichen werden. Das Messergebnis wird in mg / dm 3 unter Verwendung der Hauptstandardsuspension von Kaolin (Trübung für Kaolin) bzw. in ME/dm 3 (Trübungseinheiten pro dm 3) bei Verwendung von Formazin-Stamm-Standardsuspension. Die letzte Maßeinheit wird auch Trübungseinheit genannt. nach Formazin(EMF) oder in westlicher Terminologie FTU (Formazine Turbidity Unit). 1FTU=1EMF=1EM/dm3.

BEIM In letzter Zeit Das photometrische Verfahren zur Messung der Trübung durch Formazin hat sich weltweit als das wichtigste etabliert, was sich in der Norm ISO 7027 (Wasserqualität - Bestimmung der Trübung) widerspiegelt. Nach dieser Norm ist die Maßeinheit für die Trübung FNU (Formazine Nephelometric Unit). Agentur für Schutz Umfeld USA (U.S. EPA) und Weltorganisation Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) verwendet die Nephelometric Turbidity Unit (NTU) für die Trübung.

Die Beziehung zwischen den Basis-Trübungseinheiten ist wie folgt:

1 FTU (EMF) = 1 FNU = 1 NTU

Die WHO standardisiert die Trübung jedoch nicht nach Hinweisen auf gesundheitliche Auswirkungen aus Sicht der Aussehen empfiehlt, dass die Trübung nicht höher als 5 NTU (nephelometrische Trübungseinheit) und für Dekontaminationszwecke nicht höher als 1 NTU sein sollte.

Gerüche im Wasser können mit lebenswichtiger Aktivität in Verbindung gebracht werden aquatische Organismen oder erscheinen, wenn sie sterben - das sind natürliche Gerüche. Der Wassergeruch in einem Stausee kann auch durch eintretende Abwässer verursacht werden, Industrieabwässer stellen künstliche Gerüche dar. Zunächst erfolgt eine qualitative Beurteilung des Geruchs nach den relevanten Merkmalen:

• Sumpf,
• erdig,
• Fisch,
• Fäulnis,
• aromatisch,
• Öl usw.

Die Stärke des Geruchs wird auf einer 5-Punkte-Skala bewertet. Der Kolben mit Schliffstopfen wird zu 2/3 mit Wasser gefüllt und sofort verschlossen, kräftig geschüttelt, geöffnet und sofort die Intensität und Art des Geruchs notiert.

Eine qualitative Beurteilung der Farbe erfolgt durch den Vergleich der Probe mit destilliertem Wasser. Dazu wird separat untersuchtes und destilliertes Wasser vor dem Hintergrund in Gläser aus farblosem Glas gegossen weisses Blatt Bei Tageslicht werden sie von oben und von der Seite betrachtet, die Farbart wird als beobachtete Farbe bewertet, bei Abwesenheit von Farbe gilt das Wasser als farblos.

Transparenz von Meerwasser- ein Indikator, der die Fähigkeit von Wasser charakterisiert, Lichtstrahlen zu übertragen. Abhängig von Größe, Menge und Art der Schwebstoffe. Zur Charakterisierung der Transparenz von Wasser wird der Begriff „relative Transparenz“ verwendet.

Geschichte

Den Transparenzgrad von Meerwasser konnte der italienische Priester und Astronom Pietro Angelo Secchi 1865 erstmals mit einer Scheibe mit einem Durchmesser von 30 cm bestimmen, die an einer Winde von der Schattenseite ins Wasser gelassen wurde Schiff. Diese Methode wurde später nach ihm benannt. BEIM dieser Moment es gibt und gibt weit verbreitete elektronische Geräte zur Messung der Transparenz von Wasser (Transmissometer)

Methoden zur Bestimmung der Transparenz von Wasser

Es gibt drei Hauptmethoden zur Messung der Wassertransparenz. Alle beinhalten die Bestimmung der optischen Eigenschaften von Wasser sowie die Berücksichtigung der Parameter des ultravioletten Spektrums.

Einsatzbereiche

Zunächst einmal sind Wassertransparenzberechnungen ein fester Bestandteil der Forschung in Hydrologie, Meteorologie und Ozeanologie. Der Transparenz- / Trübungsindex bestimmt das Vorhandensein von ungelösten und kolloidalen Substanzen anorganischen und organischen Ursprungs im Wasser und beeinflusst dadurch die Verschmutzung Meeresumwelt, und ermöglicht es Ihnen auch, die Ansammlung von Plankton, den Trübungsgehalt im Wasser und die Bildung von Schlick zu beurteilen. In der Schifffahrt kann die Transparenz von Meerwasser ein entscheidender Faktor bei der Erkennung von Flachwasser oder Objekten sein, die das Schiff beschädigen könnten.

Quellen

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• Smith, R. C., Baker, K. S. Optische Eigenschaften des klarsten natürlichen Wassers (200–800 nm)
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• Richtlinien. Bestimmung von Temperatur, Geruch, Farbe (Farbe) und Transparenz in Abwasser, einschließlich behandeltem Abwasser, Sturm und Schmelze. PND F 12.16.1-10