Что такое цветность воды
Что такое цветность воды
Методы определения цветности
Water. Methods for determination of colour
____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 31868-2012 с ГОСТ Р 52769-2007 см. по ссылке.
— Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________
Дата введения 2014-01-01
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью «Протектор» совместно с Закрытым акционерным обществом «Центр исследования и контроля воды»
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Техническим комитетом по стандартизации ТК 343 «Качество воды»)
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 15 ноября 2012 г. N 42)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
Госстандарт Республики Казахстан
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. N 1516-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 31868-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2014 г.
Стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 52769-2007
7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Февраль 2019 г
Введение
Цветность является важным физико-химическим показателем качества питьевой воды, от которой зависят ее органолептические свойства.
Цветность питьевой воды обычно обусловлена присутствием окрашенного органического вещества (главным образом гуминовых и фульвовых кислот, связанных с гумусом почвы). На цветность воды сильно влияет присутствие железа и других металлов в виде естественных примесей или в качестве продуктов коррозии. Она бывает также обусловлена загрязнением водоисточника промышленными стоками и может служить первым признаком возникновения опасной ситуации. Для показателя цветности питьевой воды ВОЗ не устанавливает никакого конкретного значения, которое влияет на здоровье человека.
Цветностью называется условно принятая количественная характеристика для описания цвета природной и питьевой воды, имеющей незначительную естественную окраску. Цветность является косвенным показателем количества содержащихся в воде растворенных органических веществ. Измерение цветности природных вод необходимо для правильного выбора технологии водоподготовки.
Цветность воды определяется сравнением с растворами специально приготовленной шкалы цветности и выражается в градусах цветности этой шкалы.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на питьевую, в том числе расфасованную в емкости, и природную (поверхностную и подземную) воду, в том числе воду источников питьевого водоснабжения, и устанавливает следующие методы определения цветности воды:
— метод визуального определения цветности (метод А). Метод применяют только при необходимости ориентировочной оценки цветности;
— метод фотометрического определения цветности (метод Б) с применением хром-кобальтовой или платино-кобальтовой шкал.
Методы определения цветности по настоящему стандарту не применяют для анализа воды, содержащей примеси красителей или иных окрашенных химических веществ.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков
ГОСТ 1770-74 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия
ГОСТ 4204-77 Реактивы. Кислота серная. Технические условия
ГОСТ 4220-75 Реактивы. Калий двухромовокислый. Технические условия
ГОСТ 4462-78 Реактивы. Кобальт (II) сернокислый 7-водный. Технические условия
ГОСТ ИСО 5725-6-2003* Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике
* В Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике».
ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия
ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий
ГОСТ 18300-87** Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия
** В Российской Федерации действует ГОСТ Р 55878-2013 «Спирт этиловый технический гидролизный ректификованный. Технические условия».
ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры
ГОСТ 28498-90 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний
ГОСТ 29131-91 (ИСО 2211-73) Продукты жидкие химические. Метод измерения цвета в единицах Хазена (платино-кобальтовая шкала)
ГОСТ 29169-91 (ИСО 648-77) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки с одной отметкой
ГОСТ 29227-91 (ИСО 835-1-81) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть I. Общие требования
ГОСТ 31861-2012 Вода. Общие требования к отбору проб
* В Российской Федерации действует ГОСТ Р 56237-2014. 2
ГОСТ 32220-2013 Вода питьевая, расфасованная в емкости. Общие технические условия
3 Отбор проб
Пробу воды отбирают объемом не менее 200 см в емкость, изготовленную из полимерных материалов или стекла.
Для воды, расфасованной в емкости, сроки и температурные условия хранения должны соответствовать требованиям, указанным в ГОСТ 32220.
4 Метод визуального определения цветности (метод А)
Метод основан на визуальном определении цветности анализируемой воды путем сравнения пробы со шкалой цветности.
4.1 Средства измерений, вспомогательное оборудование, реактивы, материалы
Термометр жидкостный стеклянный по ГОСТ 28498 диапазоном измеряемых температур от 0°С до 100°С.
Пипетки с одной отметкой по ГОСТ 29169 2-го класса точности.
Пипетки градуированные по ГОСТ 29227 2-го класса точности.
Воронки лабораторные по ГОСТ 25336.
Устройство для фильтрования проб с использованием мембранных фильтров.
Фильтры мембранные с порами диаметром 0,45 мкм.
Измерительные трубки внутренним диаметром от 16 до 30 мм и длиной не менее 200 мм из бесцветного стекла с незатененным плоским дном и меткой, нанесенной на стенку трубок на расстоянии от 10 до 20 мм ниже верхнего края, или специально изготовленные трубки, например трубки Несслера, или цилиндры мерные 2-го класса точности с пришлифованной пробкой.
Государственный (межгосударственный) стандартный образец (ГСО) цветности водных растворов с номинальным значением 500 градусов цветности по хром-кобальтовой шкале и относительной погрешностью аттестованного значения не более ±2% при доверительной вероятности 0,95.
Всё о воде
| Пн | Вт | Ср | Чт | Пт | Сб | Вс |
|---|---|---|---|---|---|---|
| « Март | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
| 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 |
| 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | ||
Цветность воды
Цветность воды, это ее природное свойство, характеризующееся наличием вымываемых из почвы, гуминовых веществ. Эти вещества, появляются в почве, в результате разложения органических соединений, а также синтеза микроорганизмами, особого вещества, присущего только почве – гумуса.
Сам по себе, гумус коричневого цвета, поэтому вещества, входящие в его состав, придают воде коричневый окрас. На количество таких веществ, в первую очередь, влияют: характер почвы, геологические условия, а также наличия поблизости с водоемом торфяников и болот. Незначительное количество гуминовых веществ попадает в водоем, непосредственно при разрушении микроорганизмами водорослей. Чем выше содержание гуминовых веществ в воде, тем интенсивнее выражается ее цвет.
Для того чтобы измерить цветность воды, пользуются специально разработанной хромово-кобальтовой шкалой, позволяющей имитировать природную цветность воды. Как правило, это раствор кобальта сульфата, серной кислоты и калия хромата в воде. В зависимости от концентрации этих веществ, меняется интенсивность окрашивания воды, а стало быть, и её цветность. Собственно цветность воды, измеряется в градусах путем сравнения интенсивности окраски с хромово-кобальтовым раствором. В настоящее время, этот процесс производится при помощи спектрофотомеров и фотоколориметров. Ранее все осуществлялось визуально.
Бесцветной, может считать такая вода, цветность которой менее 20 градусов, и практически не воспринимается глазом. Только такую воду можно употреблять в пищу, не ограничивая ее использование. Если большая часть потребителей, скажет, что вода имеет желтоватый оттенок, значит ее цветность, превысила 20 градусов по имитирующей шкале. В государственном стандарте, касающемся питьевой воды, сказано, что ее допустимая цветность, не должна превышать 20 градусов.
Помимо цветности, следует также упомянуть и об окрасе воды. Он связан с загрязнением воды, различными веществами неорганического и органического происхождения, в частности красителями, попадающими в водоемы вместе с отходами предприятий и заводов лёгкой промышленности, вместе с соединениями марганца, железа и меди. К примеру, марганец и железо, окрашивают воду в черный и красные оттенки, медь – от сине-зеленого до ярко-голубого цвета. Таким образом, вода загрязненная промышленными отходами, может иметь нехарактерный для нее цвет.
Окрас воды определяется фотометрическим методом или визуально, после того как все взвешенные вещества будут удалены путем центрифугирования или фильтрования. Визуально можно отличить цвет, интенсивность окраски воды и ее оттенок. Для этого необходимо налить воду в цилиндр с плоским дном. Берется лист белой бумаги и размещается на расстоянии 4 см от дна цилиндра. Глядя на лист бумаги через столбик воды, оценивают ее оттенок. Затем воду из воды выливают до тех пор, пока ее цвет не станет восприниматься как белый. Затем следует измерить высоту столбика оставшейся воды. Допустимый предел, не ниже 20 см. В некоторых случаях, особенно если окрас воды очень интенсивен, приходится разбавлять ее дистиллированной водой. Характер окраски и ее интенсивность, устанавливается при помощи фотоколориметра или спектрофотомеров, посредством измерения оптической плотности световых волн.
Нехарактерная цветность и окраска воды, ограничивают сферы ее употребления и заставляют заниматься поиском новых источников водоснабжения. Однако не исключено, что вода из новых источников не окажется опасной в плане содержания токсических веществ или болезнетворных бактерий. Помимо этого, усиленная окраска и цветность воды, также свидетельствует и об загрязнениями ее сточными водами промышленных предприятий. Высокая цветность воды, может носить биологический характер, из-за высокого содержания в ней гуминовых веществ. Конкретных примеров, об отрицательном влиянии воды с высокой цветностью на человеческое здоровье нет. Однако известно о сильном повышении проницаемости стенок кишечника под действием гуминовых кислот. Помимо этого цветность может служить показателем эффективной очистки воды, на специализированных сооружениях.
Определение цветности сточной, водопроводной и питьевой воды фотометрическим методом
Вода, иногда даже водопроводная, бывает окрашена. Цвет природной и питьевой воды объясняется присутствием в ней природных ионов металлов (железа и марганца), гумуса и торфа, планктона, сорняков или даже промышленных стоков. Чтобы сделать воду пригодной для применения, ее осветляют. Оценка цвета с помощью человеческого глаза — это очень субъективный и неточный измерительный метод. Степень окрашивания воды в лабораториях оценивают математически, измеряя в градусах.
Показатель цветности воды
Цветность воды согласно стандарту ГОСТ 31868-2012 «Вода. Методы определения цветности» — это характеристика, количественно описывающая природную и питьевую воду, имеющую незначительную естественную окраску.
Качественная водопроводная вода, предназначенная для питья, бесцветна, но природные и сточные воды отличаются разнообразием оттенков. Цветовая гамма воды зависит от растворенных в ней веществ органической и неорганической природы.
Цветность воды подразделяют на два типа:
Интенсивность окраски зависит не только от количества красящих примесей в воде, но и от размеров мицелл коллоидно-растворенных веществ.
Цветность измеряют, сравнивая исходную пробу воды с растворами специально приготовленной эталонной шкалы, а результат сравнения выражают в градусах.
От чего зависит прозрачность?
Если вода окрашена мало и мутность минимальна, для ее характеристики пользуются показателем «прозрачность». По степени прозрачности вода делится на:
Мерой прозрачности поверхностных вод служит высота столба воды (глубина), сквозь который уже не виден медленно опускаемый в толщу вод белый или черно-белый диск диаметром 30 см (диск Секки).
В лаборатории прозрачность воды измеряют с помощью цилиндра Снеллена и любого текста, отпечатанного шрифтом Arial. Буквы должны быть прописными с высотой 3,5 мм, толщиной линий 0,5 мм.
Цилиндр Снеллена выбирается высотой не менее 30 см и ценой деления не более 1 см, с плоским прозрачным дном и сливным боковым отводом в нижней части.
Образец шрифта помещают под цилиндр, закрепленный в штативе, на расстоянии 4 см от дна. Пробу воды перед анализом энергично 2 минуты взбалтывают в таре и переливают в цилиндр Снеллена до верхней отметки. Открыв кран, медленно сливают воду из цилиндра до тех пор, пока сквозь слой воды не проступят четко различимые буквы и числа, и выражают в сантиметрах высоту слоя воды с точностью до 0,5 см.
Чем менее прозрачна вода, тем ниже столб воды в измерительном цилиндре.
Что обуславливает цвет воды?
Вода из-под крана чаще всего лишена цвета, но иногда можно заметить желтоватый, коричневый или белый оттенок жидкости.
Цвет воды обусловлен присутствием в ней:
Вода, загрязненная органическим железом, кажется прозрачной, но при отстаивании меняет цвет от желтоватого до почти красного, если железа содержится много.
В большинстве водоемов величина цветности находится в пределах 20-60 градусов, но в заболоченных водах этот показатель может достигать 1400 градусов.
Загрязнение производственными стоками приводит к неестественному окрашиванию водоисточника и наряду с химическим запахом сигнализирует об экологическом неблагополучии.
Градус — единица измерения цветности
Для определения цветности исследуемую воду сравнивают с искусственными стандартами, приготовленными из смеси хлороплатината калия и хлорида кобальта (платино-кобальтовая шкала) или бихромата калия и сульфата кобальта (хром-кобальтовая шкала).
Окраска воды, соответствующая окраске раствора, который содержит 0,1 мг платины в 1 мл, называется градусом цветности.
Шкала цветовой характеристики воды
Для того чтобы измерить цветность воды пользуются специально разработанными шкалами, позволяющими имитировать природную цветность воды.
Хромово-кобальтовая шкала представляет раствор двухромовокислого калия, сернокислого кобальт и серной кислоты в дистиллированной воде.
Пробу анализируемой воды сравнивают с растворами хром-кобальтовой шкалы, оценивая градус цветности визуально или фотометрически.
Платино-кобальтовая шкала, еще именуемая шкалой Хазена, приготавливается из хлорида кобальта и хлороплатината калия в воде и в присутствии соляной кислоты.
Характеристика вод по цветности
| Цветность | Единицы измерения, градус платино-кобальтовой шкалы |
| Очень малая | До 25 |
| Малая | Более 25 до 50 |
| Средняя | Более 50 до 80 |
| Высокая | Более 80 до 120 |
| Очень высокая | Более 120 |
Нормы для питьевой, водопроводной, сточной
Показатель цветности — один из нормативов качества воды, учитываемый при водоподготовке.
Новый СанПиН 1.2.3685-21, действующий с 01.03.2021, не изменил требования к цветности «воды питьевой централизованного водоснабжения» (было и осталось 20 градусов цветности). Но установил новый норматив для «воды питьевой нецентрализованного водоснабжения» на уровне 30 градусов.
| Виды вод | Что было (СанПиН 2.1.4.1074-01) | Что стало (СанПиН 1.2.3685-21) | Изменения |
| градусы цветности | градусы цветности | градусы цветности | |
| вода питьевая централизованного водоснабжения и вода плавательных бассейнов | 20 | 20 | — |
| вода питьевая нецентрализованного водоснабжения | 35 | 30 | — 5 |
Постановление Правительства РФ от 29 июля 2013 года N 644 ограничивает показатель цветности для сточных вод, сбрасываемых в централизованные системы водоотведения. Согласно этому «Правилам холодного водоснабжения и водоотведения» нельзя сбрасывать в канализацию любые сточные воды с цветностью более 150 единиц по хром-кобальтовой шкале.
Правила отбора проб
Общие требования к процедуре отбора проб воды отражены в ГОСТ 31861 — 2012 (с 01 августа 2021 года — ГОСТ Р 59024-2020) и ГОСТ 17.1.5.05-85.
Для определения цветности в стеклянную или пластиковую емкость отбирают не менее 200 см воды (питьевой или природной). К анализу приступают в кратчайшие сроки — не позднее, чем через шесть часов после проботбора. При невозможности провести анализ в указанные сроки, пробу помещают в холодильную камеру при температуре от 2 °С до 8 °С, но не более, чем на 24 ч. Перед анализом охлажденная проба выдерживается при комнатной температуре не менее двух часов. Консервация пробы не допускается.
Методы определения цветности по ГОСТу
ГОСТ 31868-2012 «ВОДА. Методы определения цветности» предлагает определять цветность природной (поверхностной и подземной) визуальным методом и фотометрически.
Предложенные методы пригодны для воды, не содержащей в своем составе примеси красящих химических веществ, способных исказить результат анализа.
Визуальный
«На глаз» окраску оценивают только для ориентировки. Анализируемую пробу в этом случае визуально сравнивают с заранее приготовленной хром-кобальтовой шкалой цветности.
Для создания эталонной шкалы, в которой цветность изменяется в диапазоне от 5 до 70 градусов, используют государственный стандартный образец (ГСО) с аттестованным значением цветности — 500 градусов.
Приготовленные растворы перед применением разливают до метки в трубки Несслера или измерительные трубки из неокрашенного стекла. Допускается также использовать мерные цилиндры с плотно прилегающей пробкой. Пробу, приготовленную на анализ, также наливают в аналогичную измерительную трубку.
Параметры измерительных трубок:
В момент анализа подготавливают матовую подложку белого цвета и затем размещают над ней трубку с пробой и эталонные растворы в аналогичных трубках. Принципиальный момент — свет, отраженный от подложки, должен устремляться строго вверх через цилиндры с жидкостями.
На трубки с образцами смотрят сверху при дневном свете или лампах дневного света, соблюдая расстояние до них 25 см.
Цветность образца воды устанавливают по эталонному раствору шкалы цветности, к которому близок по оттенку анализируемый образец.
Фотометрический
Для получения точного значения цветности используют фотометрический метод, реализуемый на фотометре любого типа. Измерение оптической плотности образца (D) в случае применения хром-кобальтовой шкалы в качестве эталона проводят при длине волны λ = 380 нм. Для работы со шкалой Хазена на фотометре устанавливается значение λ, равное 410 нм.
Фотометрический метод предполагает предварительное построение градуировочного графика. Градуировочная характеристика устанавливает зависимость измеренных значений оптической плотности растворов шкалы цветности от значений цветности по шкале цветности этих растворов. Полученный градуировочный коэффициент используют для расчета цветности образца воды, доставленного в лабораторию.
Убираем цветность воды
В зависимости от требуемой степени осветления окрашенной воды используют технологии, основанные на различных физико-химических процессах. Широко распространено осветление воды отстаиванием, озонированием и фильтрованием, а иногда комбинации этих и других способов очистки.
Отстаивание
Метод осветления отстаиванием пригоден только для воды, загрязненной крупными частицами размером 0,1–0,01 мм. Крупная взвесь удаляется из воды отстаиванием в специальных бассейнах-отстойниках вертикального или горизонтального типа с наклонным ко входу дном. Вода изливается в бассейн из трубы со скоростью 1 м/с, но в широком русле отстойника естественно замедляется. Резкое снижение скорости движения жидкости инициирует выпадение взвеси на дно резервуара. В процессе отстаивания некоторые мелкие частицы укрупняются и тоже оседают на дно, скапливаясь в приямке в начале резервуара.
Специальные устройства в отстойниках поддерживают непрерывное движение воды, создавая ламинарный поток со скоростью несколько миллиметров в секунду.
Озонирование
Процедура осветления воды озоном основана на реакции О3 с примесями и выпадении их в осадок. Озонатор извлекает кислород из воздуха и подает его в генератор. В генераторе под действием электрических разрядов кислород превращается в озон. Мощный окислитель поступает в реактор — систему резервуаров, где происходит процесс очистки воды.
Очищенная озоном масса воды фильтруется через угольную загрузку. Уголь в озонаторе используется не как сорбент в стандартных фильтрах, а как механический очиститель, поэтому он нуждается в замене гораздо реже.
Имеет значение исходная цветность воды и доза подаваемого озона, то есть чем интенсивнее окраска исходной воды, тем больше потребуется озона для приведения воды к санитарным нормативам (к 20 градусам цветности).
Фильтрация
Фильтрование «цветной» воды относится к сепарационным методам осветления воды и позволяет ощутимо улучшить показатель. Простая процедура фильтрования на первом этапе водоочистки эффективно удаляет из воды механические примеси, планктон, взвеси, обуславливающие ее мутность и цветность.
На очистных станциях используют установки медленной фильтрации, устроенные из песка или гравия. Засыпные фильтры неплохо очищают воду даже от мелких загрязнителей.
В системах автономной очистки обычно применяют сетчатые фильтры, где фильтрационным элементом служит мелкоячеистая сетка из металла. Установкам сетчатого типа не нужна замена картриджей, они механически задерживают крупные частицы и подходят для холодной и горячей воды.
Фильтры со съемными картриджами устроены сложнее. Удерживающим элементом в них выступают:
Сменные картриджи заменяются вручную по мере загрязнения. Есть вариант фильтрующих установок с функцией обратной промывки, когда картриджи очищаются время от времени автоматически.
Фильтры могут работать как самостоятельно, так и в комплексе с предварительной коагуляцией.
Заключение
Повышенная окраска воды не всегда сигнализирует об опасности для человека. Цветность может быть обусловлена геологическими факторами, наличием вблизи водозабора торфяников и особенностью водоносных горизонтов, но заметный оттенок воды всегда вызывает у потребителя сомнение в ее безопасности.
Поэтому контроль цветности и осветление необходимо для улучшения органолептических свойств воды, используемой человеком. Современные системы фильтрации и очистки воды неплохо справляются с «цветной» водой на производствах и в быту.