10.4. Контроль цветности воды

Цветность является важным физико-химическим показателем качества питьевой воды, от которой зависят ее органолептические свойства. Цветность природных вод обусловлена в основном присутствием окрашенных органических веществ, главным образом соединений гуминовых и фульвовых кислот, а также соединений трехвалентного железа и некоторых других металлов в виде естественных примесей или продуктов коррозии. Сточные воды некоторых предприятий также могут создавать довольно интенсивную окраску воды. Количество влияющих на цветность веществ зависит от геологических условий, водоносных горизонтов, характера почв и других факторов.

Высокая цветность является тревожным признаком, свидетельствующим о неблагополучии воды. Наличие органики не только ухудшает органолептические свойства воды, приводит к возникновению посторонних запахов, но и вызывает резкое снижение концентрации растворенного в воде кислорода, что может быть критично для ряда процессов водоочистки.

Некоторые в принципе безвредные органические соединения, вступая в химические реакции (например, с хлором), способны образовывать очень вредные и опасные для здоровья человека соединения. Поэтому очень важно выяснить причину цветности, так как методы удаления, например, железа и органических соединений отличаются.

Предельно допустимым значением цветности питьевой воды, установленным СанПиНом, является 20 градусов по хром-кобальтовой или платино-кобальтовой шкале. Измерение цветности вод источников водоснабжения необходимо для правильного выбора режима водоочистки.

Цветность в России определяется двумя методами – визуальным и фотометрическим, описанными действующим в настоящее время государственным стандартом [38], распространяющимся только на питьевую воду и давно нуждающимся в переработке. И каждый из этих методов имеет свои недостатки.

Метод визуального определения цветности основан на сравнении исследуемого образца с готовой шкалой. Цветность анализируемой пробы устанавливают по раствору шкалы цветности наиболее близкому по интенсивности окраски.

К недостаткам визуального метода относятся невысокая точность определения цветности, особенно для слабоокрашенных вод, а также возможность субъективных ошибок, связанных с индивидуальными особенностями зрения наблюдателей и условиями освещения.

Метод фотометрического определения цветности основан на измерении оптической плотности или коэффициента пропускания анализируемой пробы при фиксированной длине волны с последующим определением значения цветности по градуировочной характеристике, установленной для водных растворов шкалы цветности.

Фотометрический метод имеет ряд явных преимуществ по сравнению с визуальным, таких как экспрессность и независимость от субъективных факторов, что делает его незаменимым при проведении массовых определений цветности воды. Кроме того, чувствительность фотометрического метода выше, что особенно важно при определении цветности слабоокрашенных вод.

Однако, действующий ГОСТ предлагает на выбор 2 различные шкалы для определения цветности. Первая - это платино-кобальтовая шкала, для которой измерения производятся при длине волны светофильтра 410 нм, а вторая - это хром-кобальтовая шкала цветности, где измерения производятся при длине волны 380 нм.

Главным недостатком фотометрического метода является то, что при определении цветности при помощи этих 2-х шкал получаются разные результаты. А такого быть не должно.

Как показал опыт работы многих аналитических лабораторий, результаты определения цветности воды, полученные фотометрическим методом на длине волны 410 нм, значительно завышены (примерно в 1,5 раза) по сравнению с визуальными оценками цветности тех же водных проб. Таким образом, вопрос выбора оптимальной длины волны для определения цветности воды фотометрическим методом является весьма актуальным.

Окраска воды, соответствую­щая окраске стандартного раствора, который содержит 0,1 мг платины в 1 мг оценивается одним градусом цветности. Цветность поверхност­ных вод обычно колеблется в пределах от 35 до 70 градусов, иногда достигая 200 градусов.

Инструментальные методы измерения цветности встречаются край­не редко. В Германии фирма Monitek Gmbh для этих целей выпускает двухлучевой адсорбционный фотометр модели 450FL/CT5 , который спо­собен производить непрерывный контроль цветности [39]. В этом при­боре измеряется максимальное поглощение света водной средой и сравнивается с минимальным. Преобразователь прибора работает на базе микропроцессора, при этом используется цифровая индикация.

Предложен также новый дистанционный способ контроля цвета во­ды на базе лазерных методов [40]. Введено новое понятие: "индекс цвета воды". Его можно измерять как с борта судна, так и с летательных аппаратов, позволяя тем самым обследовать обширные аквато­рии.