Визначення температури води

Температура води в поверхневих водоймах залежить від кліматичних умов місцевості та температури повітря. Температура поверхневих вод може змінюватися в досить широкому діапазоні й за певної мінералізації води набувати навіть від’ємних значень. Сезонні та добові коливання температури повітря на температуру підземних вод практично не впливають, вона залишається сталою.

Оптимальна температура питної води становить 7 – 11 °С. Вода за такої температури має приємний і освіжаючий смак. З підвищенням температури вода частково втрачає розчинені в ній гази (СО₂, О₂), тому стає менш приємною на смак і гірше втамовує спрагу.

Температуру води визначають у відібраній пробі або безпосередньо у водоймі. Для визначення температури в бутель наливають не менше ніж 1 дм³ води, яку щойно відібрали з водойми. Занурюють у воду нижню частину термометра (термометр не струшувати) і через 5 хв знімають показ термометра, не виймаючи його із води. При цьому меніск ртуті на термометрі повинен бути розташований на рівні очей.

Під час вимірювання температури води безпосередньо у водоймі в неї занурюють нижню частину термометра, який розташовують так, щоб кут зору щодо капіляра термометра в точці меніска ртуті дорівнював 90^о.

Температуру води вимірюють в градусах Цельсія із заокругленням до 0, 1° або 0, 5° (залежно від типу термометра та ціни поділки його шкали). Одночасно визначають температуру повітря. Знак перед значенням температури ставлять тільки при вимірюванні мінусових температур.

2.1.2. Визначення забарвленості води

Чиста вода у малій кількості є безбарвною. У товстому шарі вона має блакитний відтінок. Відтінок природної води змінюється за присутності забруднювачів, що надають їй розмаїття кольорів, тобто, відтінок води свідчить про наявність у ній різних завислих і розчинених домішок.

При­родні води зазвичай мають жовто-коричневий відтінок, що зумовлено наявністю спе­цифічних компонентів: колоїдних сполук Феруму, часток глини, гумінових речовин тощо. Причиною зміни забарвленості води може бути також масовий розвиток водоростей у водоймі. У цьому випадку вода набуває яскраво-зеленого відтінку, а під час масового розвитку синьо-зелених водоростей – смарагдового кольору.

Розрізняють «видиму» і «справ­жню» забар­вленість води. Забарвленість, яку спостерігають за присутності нерозчинених зважених речовин, називають «видимою забар­вленістю». Її визначають у початковій пробі води без фільтрування або центрифугування. «Справ­жня забарвленість» зумовлена тільки роз­чиненими речовинами (тобто всіма речовинами, що проходять через фільтр із розміром пор 0, 45 мкм). Термін «забарвленість» у широкому значенні характеризує ознаки візуального сприйняття, що скла­даються з будь-якої комбінації кольорового та безбарвного вмісту.

Згідно з чинним стандартом [2] для визначення забарвленості води використовують три методи:

— визначення видимої забарвленості візуальним спостеріганням проби води в посудині (п.2.1.2.1);

— визначення забарвленості візуальними порівнянням проби зі стандартни­ми розчинами гексахлороплатинату (п.2.1.2.2);

— визначення справжньої забарвленості проби за допомогою оптичних приладів (п.2.1.2.3).

2.1.2.1. Візуальне визначення забарвленості води

Цей метод надає лише попередню інформацію про забарвленість води, наприклад, під час збирання даних безпосередньо на місцях відбору проби. При цьому визначають видиму забарвленість води.

Забирають проби води в скляний посуд місткістю принаймні 1 дм³ і аналізують їх забарв­леність якнайшвидше після забирання проб. Якщо зберігання проб не уникнути, то їх зберігають у темному місці за температури 4 °С. Протягом зберігання запобігають контакту між пробами води й повітрям, особливо у випадках, коли існує ймовірність перебігу окисно-відновних реакцій зі зміною забарвленості води. Також намагаються уникнути коливань температури.

Невідфільтровану пробу води поміщають у скляний посуд і визначають інтенсивність її забарвлення та відтінок у розсіяному світлі на білому фоні. Визначення цих показників у разі, якщо проба містить суспендовану ре­човину, здійснюють після осідання зависів.

Вказують інтенсивність забарвленості досліджуваної води (відсутня, бліда, світла чи темна) і відтінок (наприклад, жовтий, жовто-коричневий).

Приклад. Видима забарвленість відповідно до ISO 7887, розділ 2. Візуальне дослідження: бліда, жовтувато-коричнева.

2.1.2.2. Визначення забарвленості води візуальним порівнянням

проби зі стандартни­ми розчинами гексахлороплатинату

Цей метод використовують для визначення інтенсивності жовтувато-коричневої забарвленості проби візуаль­ним порівнянням із серією розчинів порівняння, які імітують забарвлені води. Визначають забарвленість проби води в одиницях (мг Pt)/дм³, порівнюючи її з інтенсивністю забарвлення розчинів порівняння.

Основним еталоном є платино-кобальтова шкала, яку готують розведенням певного об'єму стандартного розчину дистильованою водою. Забарвленість стандартного розчину, який містить 1, 245 г калію гексахлороплатинату К₂[PtCl₆] і 1, 000 г кобальту хлориду гексагідрату CoCl₂ ^. 6H₂O в 1 дм³ води, прийняли за 500 умовних градусів забарвленості (у 1 дм³ води міститься 500 мг Pt).

Кількісно забарвленість виражають у градусах забарвленості, наприклад, 20 К (1 градус забарвленості відповідає 1 (мг Pt)/дм³). Якщо забарвленість води перевищує 70 К, то її визначають після розведення проби дистильованою водою, доки забарвленість не опиниться в межах діапазону забарвлення розчинів порівняння. Значення забарвленості в такому випадку одержують, помноживши результати визначення на кратність розведення.

Якщо проба води мутна, перед визначенням забарвленості її фільтрують через мембранний фільтр з розміром пор 0, 45 мкм. За присутності глини чи іншої тонкодиспергованої речовини неможливо одержати прозорий фільтрат, тому у такому випадку визначають тільки видиму забарвленість.

Забарвленість визначають у пробірках або циліндрах. Наприклад, у пробірку Неслера, висотою приблизно 20 см, місткістю 50 см³, виготовлену з оптично прозорого скла з безтіньовим дном, однотипну з тими, в яких приготована шкала, наливають досліджувану воду на висоту, що дорівнює висоті розчинів у пробірках (циліндрах) шкали. Пробірки для спостерігання розміщують на білій поверхні, розташованій під таким кутом, що світло (непряме сонячне світло) або світло з білої шафи відбивається вгору через стовпчики рідини. Дивляться вертикально вниз крізь стовпчики рідини. Порівнюють інтенсивність забарвленості проби, яку аналізують, з інтенсивністю найближчого розчину порівняння, тобто відшукуючи ту пробірку (циліндр) шкали, з розчином якої збігається інтенсивність забарвлення досліджуваної води.

Забарвленість води визначають, використовуючи дані табл.2.

Забарвленість імітаційної шкали

Перешкоди визначення забарвленості виникатимуть у разі, якщо забарвленість проби значно відрізняється від кольо­ру розчинів порівняння. У таких випадках порівнювати забарвлення проби зі шкалою не можна, а визначення необхідно здійснювати відповідно до розділу 2.1.2.1.

2.1.2.3. Визначення справжньої забарвленості проби

за допомогою оптичних приладів

Метод для дослідження справжньої забарвленості проби води за допо­могою оптичних приладів є придатним для дослідження сирої та питної води і для неінтенсивно забарвленої води промислового використання.

Інтенсивність забарвленості проби води характеризують її світлопоглинанням за довжин хвиль максимального поглинання. Кількісно її визначають вимірюванням коефіцієнта світлопогли­нання за допомогою фотоколориметра або спектрометра. Як правило, більшість природних вод з жовто-коричневим забарвленням і проб забарвлених стічних вод заводів, на яких працює лише система очищення побутових стоків, можна вимірювати за довжини хвилі 436 нм. Стічні води з підприємств із системою промислового очищення стічних вод не мають достатньо гострих і чітких максимумів поглинання.

Характеристика інтенсивності забарвленості проби води за допомогою вимірювання ослаб­лення (поглинання) світлового потоку. Різна забарвленість зумовлює максимальне поглинання на різних довжинах хвиль падаючого випромінення. Забарвленість води визначають за допомогою фотометра або спектрометра за принаймні трьох довжин хвиль, розподілених у межах області видимого спектра (λ = 436, 525і 620 нм).

2.1.3. Визначення каламутності води

Природні води часто містять завислі дрібнодисперсні частинки глини, піску, мулу та органічних речовин.Точне кількісне визначення завислих домішок у воді гравіметричним (ваговим) методом займає багато часу, тому часто застосовують непрямі методи визначення вмісту завислих речовин, а саме визначення каламутності та прозорості.

Для дуже прозорих вод за вмісту завислих речовин, меншому ніж 3, 0 мг/дм³, визначити прозорість важко. У цьому випадку знаходять значення, обернене прозорості – каламутність. За більшого вмісту завислих речовин переважно визначають прозорість води.

Згідно з чинним стандартом [3] для визначення каламутності води використовують чотири методи (два напівкількісні і два кількісні).

Напівкількісні методи, які застосовують, наприклад, у польових умовах, охоплюють такі два:

1) Вимірювання каламутності води за допомогою прозорої випробовувальної трубки або циліндра (метод застосовують для чистої та незначно забрудненої води).

2) Вимірювання каламутності води за допомогою випробовувального диска (метод призначений, у першу чергу, для дослідження каламутності поверхневих вод у польових умовах).

Кількісні методи, застосування яких передбачає використовування оптичних нефелометрів, включаютьвимірювання розсіяного випромінення і коефіцієнта ослаблення потоку випромінювання.

3) Вимірювання розсіяного випромінення застосовують для дослідження води з низьким рівнем каламутності (наприклад, для дослідження питної води). Рівень каламутності води, вимірюваний за допомогою цього методу, виражають у формазин-нефелометричних одиницях (ФНО), як правило, з результатом у діапазоні між 0 ФНО і 40 ФНО.

4) Вимірювання коефіцієнта ослаблення потоку випромінювання зазвичай застосовують для дослідження води з високим рівнем каламутності (наприклад, стічних чи забруднених вод). Результат вимірювання каламутності у разі використання цього методу подають у формазин-ослаблювальних одиницях (ФОО), як правило, він перебуває в діапазоні між 0 ФОО і 4000 ФОО.

2.1.3.1. Вимірювання каламутності води за допомогою прозорої

випробовувальної трубки (циліндра)

Каламутність зв’язана з прозорістю води. Для визначення прозорості води застосовують два методи:

1) за юстирувальною міткою (за хрестом);

2) за стандартним шрифтом (метод Снеллена).

Визначення за юстирувальною міткою (чорний хрест на білому аркуші паперу), що її додають до вимірювального приладу, застосовують під час регулярного контролю роботи очисних споруд та визначення якості водопровідної води. В інших випадках використовують метод Снеллена.

Прилад Снеллена – скляна трубка (циліндр) із з’ємним плоским дном, яке кріпиться через гумову прокладку за допомогою металевих стяжок. Циліндр градуйований по висоті, починаючи з дна, в сантиметрах.

Досліджувану воду перед визначенням ретельно перемішують і наливають у циліндр. Циліндр закріплюють на висоті 40 мм над стандартним чорним шрифтом (висота знаків 3, 5 мм, ширина ліній 0, 35 мм) нанесеним на білу основу. Додаючи або відливаючи воду із циліндра, знаходять граничну висоту стовпа води, при якому читання шрифту ще можливе. За градуюванням, нанесеним на випробовувальний циліндр, записують висоту стовпа рідини з точністю до 10 мм. Прозорість води відповідає висоті її стовпа в сантиметрах.

Значення прозорості води (в см) перераховують за шкалою [4] в каламутність (в одиницях НОК, табл.1). Наприклад, значенню каламутності £ 1 НОК відповідає прозорість ≥ 160 см; каламутності £ 2, 6 НОК – прозорість ≥ 60 см; каламутності £ 3, 5 НОК – прозорість ≥ 45 см відповідно.

Визначення здійснюють у добре освітленому приміщенні, але не на прямому сонячному світлі, на віддалі 1 м від вікна. Після закінчення визначення з циліндра випускають воду та ополіскують його дистильованою водою.

2.1.3.2. Вимірювання каламутності води