föroreningar i vatten. Genomskinlighet av vattnet i sjön Karakteristika för vatten efter värdet av total hårdhet
Vattnets transparens beror på mängden mekaniska suspenderade ämnen och kemiska föroreningar som finns i det. Grumligt vatten är alltid misstänkt i epizootiska och sanitära termer. Det finns flera metoder för att bestämma vattens transparens.
jämförelsemetod. Testvattnet hälls i en cylinder gjord av färglöst glas och destillerat vatten hälls i den andra. Vatten kan klassas som klart, lätt genomskinligt, lätt opaliserande, opaliserande, lätt grumligt, grumligt och mycket grumligt.
diskmetod. För att bestämma genomskinligheten av vatten direkt i behållaren används en vit emaljerad skiva - Secchi-skivan (Fig. 2). När skivan är nedsänkt i vatten noteras det djup på vilket den upphör att vara synlig och vid vilken den blir synlig igen när den tas bort. Genomsnittet av dessa två värden visar genomskinligheten av vattnet i reservoaren. I klart vatten förblir skivan synlig på flera meters djup: i mycket grumligt vatten den försvinner på ett djup av 25-30 cm.
Typsnittsmetod (Snellen). Mer exakta resultat uppnås med en plattbottnad glaskalorimeter (Fig. 3). Kalorimetern installeras på en höjd av 4 cm från standardfont nr 1:
Det undersökta vattnet efter skakning hälls i cylindern. Sedan tittar de ner genom vattenpelaren på typsnittet och släpper gradvis ut vatten från kalorimeterkranen tills det blir möjligt att tydligt se typsnitt nr 1. Höjden på vätskan i cylindern, uttryckt i centimeter, är ett mått på transparens. Vatten anses vara genomskinligt om typsnittet är tydligt synligt genom en vattenpelare på 30 cm. Vatten med en genomskinlighet på 20 till 30 cm anses vara lätt grumlig, från 10 till 20 cm - grumlig, upp till 10 cm är olämplig för dricksändamål . Bra klart vatten efter stående ger ingen insättning.
ringmetoden. Vattengenomskinlighet kan bestämmas med hjälp av en ring (fig. 3). För att göra detta, använd en trådring med en diameter på 1-1,5 cm och ett trådtvärsnitt på 1 mm. Håll i handtaget sänks trådringen ner i cylindern med det undersökta vattnet tills dess konturer blir osynliga. Mät sedan med en linjal djupet (cm) där ringen blir tydligt synlig när den tas bort. En indikator på acceptabel genomskinlighet anses vara 40 cm. Data som erhålls "med ringen" kan omvandlas till avläsningar "med typsnittet" (tabell 1).
bord 1
Översättning av vattentransparensvärden "på ringen" till värdet "på typsnittet"
Genomskinlighet av vatten enligt Secchi-skivan, enligt korset, enligt typsnittet. Grumlighet i vattnet. Doften av vatten. Vattenfärg.
Det finns suspenderade fasta ämnen i vattnet, vilket minskar dess transparens. Det finns flera metoder för att bestämma vattens transparens.
- Enligt skivan av Secchi. För att mäta flodvattnets genomskinlighet används en Secchi-skiva med en diameter på 30 cm, som sänks ner i vattnet på ett rep, med en tyngd fäst på den så att skivan går vertikalt nedåt. Istället för en Secchi-skiva kan du använda en tallrik, lock, skål, placerad i ett galler. Skivan sänks tills den syns. Djupet till vilket du sänkte skivan kommer att vara en indikator på vattnets genomskinlighet.
- Vid korset. Hitta den maximala höjden på vattenpelaren, genom vilken mönstret av ett svart kors är synligt på en vit bakgrund med en linjetjocklek på 1 mm och fyra svarta cirklar med en diameter på 1 mm. Höjden på cylindern som bestämningen görs i måste vara minst 350 cm. Längst ner på den finns en porslinsplatta med ett kors. Nedre delen cylindern ska vara upplyst av en 300 W lampa.
- Efter typsnitt. Ett standardtypsnitt placeras under en cylinder 60 cm hög och 3-3,5 cm i diameter på ett avstånd av 4 cm från botten, testprovet hälls i cylindern så att typsnittet kan avläsas och den maximala höjden på vattenpelare bestäms. Metoden för kvantitativ bestämning av transparens bygger på att bestämma vattenpelarens höjd, där det fortfarande är möjligt att visuellt urskilja (läsa) en svart font 3,5 mm hög och en linjebredd på 0,35 mm på en vit bakgrund eller se en justeringsmärke (till exempel ett svart kors på vitt papper) . Metoden som används är enhetlig och uppfyller ISO 7027.
Vatten har ökad grumlighet på grund av innehållet av grovt dispergerat oorganiskt och organiska föroreningar. Vattnets grumlighet bestäms av den gravimetriska metoden och av en fotoelektrisk kolorimeter. Viktmetoden är att 500-1000 ml grumligt vatten filtreras genom ett tätt filter med en diameter på 9-11 cm Filtret torkas preliminärt och vägs på en analytisk våg. Efter filtrering torkas filtret med sediment vid en temperatur av 105-110 grader i 1,5-2 timmar, kyls och vägs igen. Mängden suspenderat fast material i testvattnet beräknas från skillnaden mellan filtrets massor före och efter filtrering.
I Ryssland bestäms vattnets grumlighet fotometriskt genom att jämföra prover av det studerade vattnet med standardsuspensioner. Mätresultatet uttrycks i mg / dm 3 med användning av huvudstandardsuspensionen av kaolin (grumlighet för kaolin) eller i MU/dm 3 (turbiditetsenheter per dm 3) vid användning av formazin standardsuspension. Den sista måttenheten kallas även för turbiditetsenheten. enligt Formazin(EMF) eller i västerländsk terminologi FTU (formazine Turbidity Unit). 1FTU=1EMF=1EM/dm 3 .
PÅ senare tid Den fotometriska metoden för att mäta grumlighet med formazin har etablerats som den främsta över hela världen, vilket återspeglas i ISO 7027-standarden (Water quality - Determination of turbidity). Enligt denna standard är måttenheten för grumlighet FNU (formazine Nephelometric Unit). Myndigheten för skydd Miljö USA (U.S. EPA) och Världsorganisationen Världshälsoorganisationen (WHO) använder Nephelometric Turbidity Unit (NTU) för grumlighet.
Förhållandet mellan de grundläggande grumlighetsenheterna är som följer:
1 FTU(EMF)=1 FNU=1 NTU
WHO standardiserar inte grumlighet efter indikationer på hälsoeffekter, dock ur synvinkel utseende rekommenderar att grumligheten inte är högre än 5 NTU (nephelometric turbidity unit) och, för dekontamineringsändamål, inte mer än 1 NTU.
Lukter i vattnet kan vara förknippade med vital aktivitet vattenlevande organismer eller dyker upp när de dör - det är naturliga lukter. Lukten av vatten i en reservoar kan också orsakas av att avloppsvatten kommer in i den, industriella avloppsvatten är konstgjorda lukter. Först ges en kvalitativ bedömning av lukten enligt relevanta egenskaper:
- kärr,
- jordnära,
- fisk,
- förruttnande,
- aromatisk,
- olja osv.
Luktens styrka utvärderas på en 5-gradig skala. Kolven med en mald propp fylls 2/3 med vatten och stängs omedelbart, skakas kraftigt, öppnas och intensiteten och karaktären av lukten noteras omedelbart.
En kvalitativ bedömning av färgen görs genom att jämföra provet med destillerat vatten. För att göra detta hälls separat undersökt och destillerat vatten i glas gjorda av färglöst glas, mot bakgrunden vitt lakan i dagsljus ses de uppifrån och från sidan, kromaticiteten utvärderas som den observerade färgen, i frånvaro av färg anses vattnet vara färglöst.
Temperaturen i vattenkällor bestäms av en skopa eller en konventionell termometer insvept i flera lager gasväv. Termometern hålls i vatten i 15 minuter på provtagningsdjupet, varefter avläsningar görs.
Den mest gynnsamma temperaturen för dricksvatten är 8-16°C.
Definition av transparens
Vattnets transparens beror på mängden mekaniska suspenderade ämnen och kemiska föroreningar som finns i det. Grumligt vatten är alltid misstänkt i epizootiska och sanitära termer. Det finns flera metoder för att bestämma vattens transparens.
jämförelsemetod. Testvattnet hälls i en cylinder gjord av färglöst glas och destillerat vatten hälls i den andra. Vatten kan klassas som klart, lätt genomskinligt, lätt opaliserande, opaliserande, lätt grumligt, grumligt och mycket grumligt.
Ris. 2. Secchi-skiva.
diskmetod. För att bestämma genomskinligheten av vatten direkt i behållaren används en vit emaljerad skiva - Secchi-skivan (Fig. 2). När skivan är nedsänkt i vatten noteras det djup på vilket den upphör att vara synlig och vid vilken den blir synlig igen när den tas bort. Genomsnittet av dessa två värden visar genomskinligheten av vattnet i reservoaren. I klart vatten förblir skivan synlig på flera meters djup, i mycket grumligt vatten försvinner den på ett djup av 25-30 cm.Ris. 3. Kalorimeter.
Det undersökta vattnet efter skakning hälls i cylindern. Sedan tittar de ner genom vattenpelaren på typsnittet och släpper gradvis ut vatten från kalorimeterkranen tills det blir möjligt att tydligt se typsnitt nr 1. Höjden på vätskan i cylindern, uttryckt i centimeter, är ett mått på transparens. Vatten anses vara genomskinligt om typsnittet är tydligt synligt genom en vattenpelare på 30 cm. Vatten med en genomskinlighet på 20 till 30 cm anses vara lätt grumlig, från 10 till 20 cm - grumlig, upp till 10 cm är olämplig för dricksändamål . Bra klart vatten efter att ha stått fälls inte ut.
Ris. 3. Bestämning av vattengenomskinlighet med ringmetoden.
ringmetoden. Vattengenomskinlighet kan bestämmas med hjälp av en ring (fig. 3). För att göra detta, använd en trådring med en diameter på 1-1,5 cm och ett trådtvärsnitt på 1 mm. Håll i handtaget sänks trådringen ner i cylindern med det undersökta vattnet tills dess konturer blir osynliga. Mät sedan med en linjal djupet (cm) där ringen blir tydligt synlig när den tas bort. En indikator på acceptabel genomskinlighet anses vara 40 cm. Data som erhålls "med ringen" kan omvandlas till avläsningar "med typsnittet" (tabell 1).bord 1
Översättning av vattentransparensvärden "på ringen" till värdet "på typsnittet"
De viktigaste föroreningarna som finns i Avloppsvatten ah stadsbehandlingsanläggningar, grupperade och presenterade i Schema 1
Organiskt material i avloppsvatten psykiskt tillstånd kan vara i olösta, kolloidala och lösta tillstånd, beroende på storleken på deras ingående partiklar (tabell 1). När partikelstorleken hos föroreningar ändras, avlägsnas de sekventiellt i alla stadier av biologisk behandling (schema 2).
Tabell 1 Sammansättning organiskt material i råavloppsvatten efter partikelstorlek
Schema 1
Vattentransparens
Avloppsvattnets transparens beror på närvaron av olösta och kolloidala föroreningar i det. Måttet på transparens är höjden på vattenpelaren där du kan läsa typsnittet genom den. viss storlek och typ. Kommunalt avloppsvatten som kommer in i reningen har en transparens på 1-5 cm.. Effekten av reningen uppskattas snabbast och enklast av det renade vattnets insyn, vilket beror på kvaliteten på reningen, samt förekomsten i vattnet av små flingor av aktivt slam som inte sedimenterar på två timmar och spridda bakterier. Krossning av slamflingor kan vara resultatet av sönderfall av större, äldre flingor, följden av att de spricker av gaser eller under påverkan av giftigt avloppsvatten. Små flingor kan hålla ihop igen, men efter att ha nått en viss liten storlek växer de inte längre. Transparens är den mest snabba, känsliga för överträdelser, indikatorn på kvaliteten på rengöringen. Alla, även mindre, ogynnsamma förändringar i avloppsvattnets sammansättning och i det tekniska sättet för deras behandling leder till spridning av slamflingor, störningar av flockning och följaktligen till en minskning av insynen hos behandlat vatten.
Biologisk rening av avloppsvatten bör ge minst 12 cm renat vatten genomskinlighet. Med fullständig, tillfredsställande biologisk behandling är transparensen 30 centimeter eller mer, och med sådan transparens överensstämmer i regel alla andra sanitära indikatorer för förorening hög grad rengöring.
Transparens bestäms i skakade (karakteriserar närvaron av suspenderade och kolloidala ämnen) och sedimenterade (närvaro av kolloidala ämnen) prover. Transparens i det sedimenterade provet kännetecknar driften av aerotankar, transparens i den skakade kännetecknar driften av sekundära sedimenteringstankar.
Exempel. Om transparensen för renat vatten i ett skakat prov är 19 cm, och i ett sedimenterat 28 cm, kan vi dra slutsatsen att aerotankarna fungerar tillfredsställande (kolloidala ämnen avlägsnas väl) och sekundära sedimenteringstankar (det kan förväntas att avlägsnandet av suspenderade fasta ämnen i renat vatten får inte överstiga 15 mg/dm3),
Schema 2 Sekventiellt avlägsnande av organiska partiklar (beroende på deras storlek) på olika steg avloppsrening
Om genomskinligheten i ett skakat prov enligt resultaten av analyserna är 10 cm och i ett sedimenterat prov är det 30 cm, betyder det att kolloidala ämnen avlägsnas väl från avloppsvatten i aerotankar, men sekundära sedimenteringstankar fungerar inte. tillfredsställande och ger låg transparens för behandlat vatten.
En förändring i genomskinligheten av nadilsvattnet kan fungera som en operativ signal om förändringar i reningsprocessen, även när andra metoder för fysikalisk-kemisk kontroll ännu inte registrerar avvikelser, eftersom alla överträdelser åtföljs av krossning av aktiverade slamflingor, vilket är omedelbart fixeras av en minskad transparens av ovanstående mellanliggande vatten.
Genomskinlighet havsvatten är förhållandet mellan det strålningsflöde som passerat genom vattnet utan att ändra riktning, vägen lika med enhet, och det strålningsflöde som har kommit in i vattnet i form av en parallell stråle. Genomskinligheten av havsvatten är nära relaterad till transmittansen T för havsvatten, vilket förstås som förhållandet mellan strålningsflödet som sänds av ett visst skikt av vatten Iz och strålningsflödet som infaller på detta skikt I 0 , dvs. T \u003d \u003d e - med z. Transmittans är motsatsen till ljusdämpning, och transmittans är ett mått på hur mycket ljus som färdas en viss väg i havsvatten. Då blir havsvattnets transparens Θ=e - c, vilket betyder att det är relaterat till ljusdämpningsindexet c.
Tillsammans med den angivna fysiska definitionen av transparens används begreppet villkorlig (eller relativ) n genomskinlighet, vilket förstås som djupet av upphörande av synlighet för en vit skiva med en diameter på 30 cm (skiva av Secchi).
Djupet av försvinnande av den vita skivan eller relativ transparens är relaterat till det fysiska konceptet transparens, eftersom båda egenskaperna beror på ljusdämpningskoefficienten.
Den fysiska karaktären av att skivan försvinner på ett visst djup är att när ljusflödet tränger in i vattenpelaren försvagas det på grund av spridning och absorption. Samtidigt, med ökande djup, ökar flödet av spritt ljus åt sidorna (på grund av högre ordningsspridning). På ett visst djup är flödet spritt åt sidorna lika med flödet av direkt ljus. Följaktligen, om skivan sänks under detta djup, kommer flödet som är spritt åt sidorna att vara större än huvudflödet som går ner, och skivan kommer att sluta vara synlig.
Enligt beräkningarna av akademikern V.V. Shuleikin är djupet vid vilket energierna i huvudströmmen och strömmen som sprids åt sidorna utjämnas, motsvarande djupet av skivans försvinnande, lika med två naturliga längder av ljusdämpning för alla hav. Med andra ord är produkten av spridningsindex och transparens ett konstant värde lika med 2, dvs k λ × z = 2, där z - Djup av försvinnande av den vita skivan. Detta förhållande gör det möjligt att koppla den villkorliga egenskapen hos havsvatten - relativ transparens med en fysisk egenskap - spridningsindexet k λ . Eftersom spridningsindexet är en integrerad del av dämpningsindexet är det också möjligt att relatera den relativa transparensen till dämpningsindexet och följaktligen till transparensens fysiska egenskaper. Men eftersom det inte finns någon direkt proportionalitet mellan absorptions- och spridningsindex, så kommer förhållandet mellan dämpningsindex och transparens att vara olika i varje hav.
Relativ transparens beror på höjden från vilken observationer görs, havsytans tillstånd och ljusförhållandena.
När observationshöjden ökar, ökar den relativa transparensen på grund av minskningen av påverkan av ljusflödet som reflekteras från havsytan, vilket stör observationerna.
Under vågor sker en ökning av det reflekterade flödet och en försvagning av flödet som tränger in i havets djup, vilket leder till en minskning av relativ transparens. Detta uppmärksammades i antiken av pärlsökare som dök vidare havets botten med olivolja i munnen. Oljan som de släppte ut från munnen flöt upp till havsytan, jämnade ut små vågor och förbättrade bottenbelysningen.
I frånvaro av moln minskar den relativa transparensen, eftersom observationer är svåra. solbländning. Kraftfulla cumulusmoln minskar avsevärt ljusflödet som faller in på havsytan, vilket också minskar den relativa transparensen. De mest gynnsamma ljusförhållandena skapas i närvaro av cirrusmoln.
Det största antalet optiska observationer avser mätningar av relativ transparens med en vit skiva.
Den relativa transparensen varierar mycket beroende på innehållet av suspenderade partiklar i havsvattnet. I kustvatten rika på plankton överstiger den relativa transparensen inte några meter, medan den i det öppna havet når tiotals meter.
De klaraste vattnen finns i subtropisk zon Världshavet. I Sargassohavet är den relativa transparensen 66,5 m, och detta hav anses vara standarden för transparens. En sådan hög transparens i det subtropiska bältet är förknippat med den nästan fullständiga frånvaron av suspenderade partiklar och den svaga utvecklingen av plankton. i Weddellhavet och Stilla havet nära öarna Tonga uppmättes en ännu högre transparens - 67 m. I tempererade och höga breddgrader når den relativa transparensen 10-20 m.
I haven varierar transparensen avsevärt. Så i Medelhavet når den 60 m, i japanska - 30 m, Svart - 28 m, Östersjön - 11-13 m. I vikarna och särskilt nära flodmynningarna sträcker sig genomskinligheten från flera centimeter till flera tiotals centimeter.
När man överväger frågan om havets färg särskiljs två begrepp: havets färg och havsvattnets färg.
Under havets färg hänvisar till den skenbara färgen på dess yta. Havets färg på ett starkt sätt beror på de optiska egenskaperna hos själva vattnet och på yttre faktorer . Därför varierar det beroende på yttre förhållanden (belysning av havet med direkt solljus och diffust ljus, på synvinkeln, vågor, förekomsten av föroreningar i vattnet och andra skäl).
Egen färg på havsvatten är en följd av selektiv absorption och spridning, dvs. det beror på vattnets optiska egenskaper och tjockleken på det övervägda vattenskiktet, men beror inte på yttre faktorer. Med hänsyn till den selektiva dämpningen av ljus i havet kan det beräknas att även för klart havsvatten på ett djup av 25 m kommer solljus att berövas hela den röda delen av spektrumet, sedan med ökande djup kommer den gula delen att försvinner och vattnets färg kommer att se grönaktig ut, bara den blå delen kommer att finnas kvar på ett djup av 100 m och färgen på vattnet blir blå. Därför är det möjligt att tala om färgen på vatten när vattenpelaren beaktas. I det här fallet, beroende på vattenpelaren, kommer vattnets färg att vara annorlunda, även om dess optiska egenskaper inte förändras.
Havsvattnets färg bedöms med hjälp av vattenfärgskalan (Forel-Uhle-skalan), som består av en uppsättning provrör med färglösningar. Bestämning av färgen på vattnet består i det visuella urvalet av ett provrör, vars färg på lösningen är närmast vattnets färg. Vattnets färg indikeras av numret på motsvarande provrör på färgskalan.
En observatör som står på stranden eller tittar från ett fartyg ser inte färgen på vattnet utan havets färg. I det här fallet bestäms havets färg av förhållandet mellan magnituderna och den spektrala sammansättningen av de två huvudsakliga ljusflödena som kommer in i betraktarens öga. Den första av dem är flödet av ljusflödet som reflekteras av havsytan, faller från solen och himlavalvet, det andra är ljusflödet av diffust ljus som kommer från havets djup. Så när den reflekterade strömmen är vit, när den ökar, blir havets färg mindre mättad (vitaktig). När betraktaren tittar vertikalt ner mot ytan ser han en ström av diffust ljus, och den reflekterade strömmen är liten - havets färg är mättad. När man flyttar blicken mot horisonten blir havets färg mindre mättad (vitaktig), närmar sig himlens färg, på grund av ökningen av det reflekterade flödet.
I haven finns enorma vidder av mörkblått vatten (färgen på havsöknen), vilket indikerar frånvaron av främmande föroreningar i vattnet och dess exceptionella genomskinlighet. När du närmar dig kusten sker en gradvis övergång till blågrönt, och i omedelbar närhet av kusten - till gröna och gulgröna toner (färgen på biologisk produktivitet). Nära mynningen av Gula floden, som rinner ut i Gula havet, råder en gul och till och med brun nyans av vatten, på grund av att en enorm mängd gul löss avlägsnas vid floden.