Studiul proprietăților fizice ale apei și determinarea temperaturii. Transparența apei lacului Transparența apei potabile
Acasă
Temperatura din sursele de apă este determinată de o linguriță sau termometru obișnuit învelit în mai multe straturi de tifon. Termometrul se ține în apă timp de 15 minute la adâncimea de prelevare, după care se fac citiri. Temperatura cea mai favorabilă apă potabilă
este de 8-16°C.
Definiţia transparency
Transparența apei depinde de cantitatea de substanțe mecanice în suspensie și de impuritățile chimice pe care le conține. Apa tulbure este întotdeauna suspectă din punct de vedere epizootic și sanitar. Există mai multe metode pentru a determina transparența apei. Metoda de comparare.
Apa de testare este turnată într-un cilindru de sticlă incoloră, iar apă distilată în celălalt. Apa poate fi clasificată ca limpede, ușor limpede, ușor opalescentă, opalescentă, ușor tulbure, tulbure și foarte tulbure.
Orez. 2. Disc Secchi. Metoda discului.Pentru a determina transparența apei direct într-un rezervor, se folosește un disc de email alb - un disc Secchi (Fig. 2). Când un disc este scufundat în apă, se notează adâncimea la care încetează să mai fie vizibil și la care devine din nou vizibil atunci când este îndepărtat. Media acestor două valori arată transparența apei din rezervor. In apa limpede discul ramane vizibil la o adancime de cativa metri in apa foarte tulbure dispare la o adancime de 25-30 cm.
Rezultate mai precise se obțin atunci când se utilizează un calorimetru din sticlă cu fund plat (Fig. 3). Calorimetrul este instalat la o înălțime de 4 cm față de fontul standard nr. 1:
După agitare, apa de testat se toarnă în cilindru. Apoi se uită în jos prin coloana de apă la font, eliberând treptat apa din robinetul calorimetru până când este posibil să se vadă clar fontul nr. 1. Înălțimea lichidului din cilindru, exprimată în centimetri, este o măsură a transparenței. Apa este considerată transparentă dacă fontul este clar vizibil printr-o coloană de apă de 30 cm. Apa cu o transparență de 20 până la 30 cm este considerată ușor tulbure, de la 10 până la 20 cm - tulbure, până la 10 cm este nepotrivită pentru băut. . Apa limpede bună nu produce sedimente după ce a stat în picioare.
Orez. 3. Determinarea transparenței apei prin metoda inelului. Transparența apei poate fi determinată cu ajutorul unui inel (Fig. 3). Pentru a face acest lucru, utilizați un inel de sârmă cu un diametru de 1-1,5 cm și o secțiune transversală a firului de 1 mm. Ținându-l de mâner, inelul de sârmă este coborât într-un cilindru, apa fiind testată până când contururile sale devin invizibile. Apoi utilizați o riglă pentru a măsura adâncimea (cm) la care inelul devine clar vizibil atunci când este îndepărtat. Un indicator de transparență acceptabil este considerat a fi de 40 cm. Datele obținute „prin inel” pot fi convertite în citiri „prin font” (Tabelul 1).Tabelul 1
Conversia valorilor de transparență a apei „după inel” în valori „după font”
Transparenţă apa de mare este raportul dintre fluxul de radiații care a trecut prin apă fără a schimba direcția, o cale egală cu unitatea, și fluxul de radiații care a intrat în apă sub forma unui fascicul paralel. Transparența apei de mare este strâns legată de coeficientul de transmisie T al apei de mare, care este înțeles ca raportul dintre fluxul de radiații transmis de un anumit strat de apă Iz și fluxul de radiații incident pe acest strat I0, adică. Т = =e - с z.
Transmitanța este opusul atenuării luminii, iar transmitanța este o măsură a câtă lumină parcurge o anumită lungime în apa de mare. Atunci transparența apei de mare va fi Θ=e - c, ceea ce înseamnă că este legată de indicele de atenuare a luminii c. Alături de definiția fizică indicată a transparenței, este utilizat conceptul conditionat (sau relativ) n transparenţă, care este înțeles ca adâncimea de încetare a vizibilității unui disc alb cu un diametru de 30
cm (disc Secchi).
Adâncimea de dispariție a discului alb sau a transparenței relative este legată de conceptul fizic de transparență, deoarece ambele caracteristici depind de coeficientul de atenuare a luminii.
Conform calculelor academicianului V.V Shuleikin, adâncimea la care se egalizează energiile fluxului principal și fluxul împrăștiat în laterale, corespunzătoare adâncimii dispariției discului, este egală pentru toate mările cu două atenuări ale luminii naturale. lungimi. Cu alte cuvinte, produsul dintre indicele de împrăștiere și transparența este o valoare constantă egală cu 2, adică k λ × z = 2, unde z - adâncimea de dispariție a discului alb. Această relație face posibilă conectarea caracteristicii condiționate a apei de mare - transparența relativă cu o caracteristică fizică - indicele de dispersie k λ. Deoarece indicele de împrăștiere este parte integrantă a indicelui de atenuare, este posibil să se raporteze și transparența relativă cu indicele de atenuare și, în consecință, cu caracteristicile fizice ale transparenței. Dar din moment ce nu există o proporționalitate directă între indicii de absorbție și de împrăștiere, relația dintre indicele de atenuare și transparență va fi diferită în fiecare mare.
Transparența relativă depinde de înălțimea de la care se fac observațiile, de starea suprafeței mării și de condițiile de iluminare.
Pe măsură ce altitudinea de observație crește, transparența relativă crește datorită scăderii influenței fluxului luminos reflectat de la suprafața mării, care interferează cu observațiile.
În timpul valurilor, debitul reflectat crește și debitul care pătrunde în adâncurile mării slăbește, ceea ce duce la scăderea transparenței relative. Acest lucru a fost observat în vremuri străvechi de către căutătorii de perle care s-au scufundat mai departe fundul mării cu ulei de măsline în gură. Uleiul eliberat din gura lor a plutit la suprafața mării, a netezit valurile mici și a îmbunătățit iluminarea fundului.
În absența norilor, transparența relativă scade, deoarece observațiile sunt împiedicate de strălucirea solară. Norii cumuluși grei reduc semnificativ fluxul de lumină incident pe suprafața mării, ceea ce reduce și transparența relativă. Condițiile de iluminare cele mai favorabile sunt create în prezența norilor cirus.
Cel mai mare număr de observații optice se referă la măsurători ale transparenței relative a discului alb.
Transparența relativă variază foarte mult în funcție de conținutul de solide în suspensie al apei de mare. În apele de coastă bogate în plancton, transparența relativă nu depășește câțiva metri, iar în oceanul deschis ajunge la zeci de metri.
Cele mai limpezi ape se observă în zona subtropicala Oceanul mondial. În Marea Sargasilor, transparența relativă este de 66,5 m, iar această mare este considerată standardul de transparență. O astfel de transparență ridicată în zona subtropicală este asociată cu absența aproape completă a particulelor în suspensie și cu dezvoltarea slabă a planctonului. În Marea Weddell și în Oceanul PacificÎn apropierea insulelor Tonga, s-a măsurat o transparență și mai mare - 67 m La latitudini temperate și înalte, transparența relativă ajunge la 10-20 m.
În mări, transparența variază foarte mult. Deci, în Marea Mediterană ajunge la 60 m, în Marea Japoniei - 30 m, Cherny - 28 m, Baltiysky - 11-13 m În golfuri și mai ales în apropierea gurilor de râu, transparența variază de la câțiva centimetri la câteva zeci de centimetri.
Când luăm în considerare problema culorii mării, se disting două concepte: culoarea mării și culoarea apei mării.
Sub culoarea mării se referă la culoarea vizibilă a suprafeței sale. Culoarea mării este puternică depinde de proprietățile optice ale apei în sine și de factori externi . Prin urmare, se modifică în funcție de condițiile externe (iluminarea mării prin lumina directă a soarelui și lumină difuză, unghiul de vedere, valuri, prezența impurităților în apă și alte motive).
Culoarea proprie a apei de mare este o consecință a absorbției și împrăștierii selective, adică. depinde de proprietățile optice ale apei și de grosimea stratului de apă în cauză, dar nu depinde de factori externi. Luând în considerare atenuarea selectivă a luminii în mare, se poate calcula că chiar și pentru apa oceanică limpede la o adâncime de 25 m, lumina soarelui va fi lipsită de toată partea roșie a spectrului, apoi, odată cu creșterea adâncimii, partea galbenă va fi dispar și culoarea apei va apărea verzuie, la o adâncime de 100 m va rămâne doar partea albastră și culoarea apei va fi albastră. Prin urmare, putem vorbi despre culoarea apei atunci când luăm în considerare grosimea apei. Mai mult, în funcție de grosimea apei, culoarea apei va fi diferită, deși proprietățile sale optice nu se schimbă.
Culoarea apei de mare este evaluată cu ajutorul unei scale de culoare a apei (scala Forel-Uhle), care constă dintr-un set de eprubete cu soluții colorate. Determinarea culorii apei constă în selectarea vizuală a unei eprubete a cărei culoare soluție este cea mai apropiată de culoarea apei. Culoarea apei este indicată de numărul eprubetei corespunzătoare pe scara de culori.
Un observator care sta pe mal sau priveste de pe o nava nu vede culoarea apei, ci culoarea marii. În acest caz, culoarea mării este determinată de raportul dintre mărimile și compoziția spectrală a celor două fluxuri de lumină principale care intră în ochiul observatorului. Primul dintre ele este fluxul de lumină reflectat de suprafața mării, căzând din Soare și bolta cerului, al doilea este fluxul luminos de lumină difuză care emană din adâncurile mării. Aşa Pe măsură ce fluxul reflectat este alb, pe măsură ce crește, culoarea mării devine mai puțin saturată (albicioasă). Când un observator privește vertical în jos la suprafață, el vede un flux de lumină difuză, iar fluxul reflectat este mic - culoarea mării este saturată. Pe măsură ce privirea se deplasează spre orizont, culoarea mării devine mai puțin saturată (albicioasă), apropiindu-se de culoarea cerului, datorită creșterii fluxului reflectat.
În oceane există întinderi vaste de apă albastru închis (culoarea deșertului oceanic), indicând absența impurităților străine în apă și transparența ei excepțională. Pe măsură ce vă apropiați de țărmuri, are loc o tranziție treptată la verde-albăstrui, iar în imediata apropiere a țărmurilor - la tonuri de verde și galben-verde (culoarea productivității biologice). În apropierea gurii de vărsare a râului Galben, care se varsă în Marea Galbenă, predomină nuanțele de apă galbene și chiar maronii, datorită îndepărtării de către râu a unei cantități uriașe de loess galben.
Principalii poluanți prezenți în apele uzate de la stațiile de epurare municipale sunt grupați și prezentați în Diagrama 1
Substanțele organice din apele uzate în felul lor conditie fizica pot fi în stări nedizolvate, coloidale și dizolvate, în funcție de dimensiunea particulelor lor constitutive (Tabelul 1). Pe măsură ce dimensiunea particulelor poluanților se modifică, aceștia sunt îndepărtați în mod constant în toate etapele tratamentului biologic (Schema 2).
Tabelul 1 Compoziția substanțelor organice în apele uzate neepurate după dimensiunea particulelor
Schema 1
Limpezimea apei
Transparența apei uzate se datorează prezenței în ea a impurităților nedizolvate și coloidale. O măsură a transparenței este înălțimea unei coloane de apă la care poate fi citit prin ea un font de o anumită dimensiune și tip. Apele uzate municipale care intră pentru epurare au o transparență de 1-5 cm. Efectul epurării este cel mai rapid și simplu evaluat de transparența apei tratate, care depinde de calitatea epurării, precum și de prezența în apă a micilor. fulgi de nămol activ care nu se depun în două ore și bacterii dispersate. Măcinarea fulgilor de nămol poate fi o consecință a dezintegrarii fulgilor mai mari, mai vechi, rezultat al ruperii acestora de către gaze, sau sub influența apelor uzate toxice. Fulgii mici se pot lipi din nou, dar, după ce au ajuns la o anumită dimensiune mică, nu se măresc mai mult. Transparența este cel mai eficient, receptiv la încălcări, indicator al calității curățeniei. Orice modificări, chiar minore, nefavorabile ale compoziției apei uzate și ale modului tehnologic de tratare a acesteia duc la dispersarea fulgilor de nămol, perturbarea floculării și, în consecință, la scăderea transparenței apei purificate.
Tratarea biologică a apelor uzate trebuie să asigure cel puțin 12 cm de transparență a apei purificate. Cu un tratament biologic complet și satisfăcător, transparența este de 30 de centimetri sau mai mult, iar cu o astfel de transparență, toți ceilalți indicatori sanitari de poluare, de regulă, corespund unui grad ridicat de purificare.
Transparența se determină în probele agitate (caracterizează prezența substanțelor în suspensie și coloidale) și sedimentate (prezența substanțelor coloidale). Transparența într-o probă decantată caracterizează funcționarea rezervoarelor de aerare, transparența într-o probă agitată caracterizează funcționarea rezervoarelor de decantare secundare.
Exemple. Dacă transparența apei purificate într-o probă agitată este de 19 cm, iar într-o probă decantată este de 28 cm, putem concluziona că rezervoarele de aerare funcționează satisfăcător (substanțele coloidale sunt bine îndepărtate) și rezervoarele secundare de decantare (ne putem aștepta ca îndepărtarea substanțelor în suspensie în apă purificată nu va depăși 15 mg/dm3),
Schema 2 Îndepărtarea secvenţială a particulelor organice (în funcţie de mărimea acestora) în diferite etape ale epurării apelor uzate
Dacă, conform rezultatelor testului, transparența în proba agitată este de 10 cm, iar în proba decantată de 30 cm, aceasta înseamnă că substanțele coloidale sunt bine îndepărtate din apele uzate în rezervoarele de aerare, dar rezervoarele secundare de decantare funcționează nesatisfăcător și oferă o transparență scăzută. de apă purificată.
O modificare a transparenței apei de nămol poate servi ca un semnal prompt al schimbărilor în procesul de purificare, chiar și atunci când alte metode de control fizic și chimic nu detectează încă abateri, deoarece toate încălcările sunt însoțite de măcinarea fulgilor de nămol activ, care este înregistrată imediat de transparența redusă a apei de nămol.
Transparența apei după discul Secchi, după cruce, după font. Turbiditatea apei. Mirosul apei. Culoarea apei.
Există substanțe în suspensie în apă care îi reduc transparența. Există mai multe metode pentru a determina transparența apei.
- Conform discului Secchi. Pentru a măsura transparența apei de râu, se folosește un disc Secchi cu diametrul de 30 cm, care este coborât cu o frânghie în apă, atașându-i o greutate, astfel încât discul să coboare vertical în jos. În loc de un disc Secchi, puteți folosi o farfurie, un capac sau un bol plasat într-o plasă. Discul este coborât până când este vizibil. Adâncimea la care ați coborât discul va fi un indicator al transparenței apei.
- Pe cruce. Găsiți înălțimea maximă a coloanei de apă, prin care este vizibil un model al unei cruci negre pe un fundal alb cu o grosime a liniei de 1 mm și patru cercuri negre cu un diametru de 1 mm. Înălțimea cilindrului în care se efectuează determinarea trebuie să fie de cel puțin 350 cm În partea de jos există o farfurie de porțelan cu o cruce. Partea inferioară a cilindrului trebuie să fie iluminată cu o lampă de 300 W.
- După font. Sub un cilindru cu o înălțime de 60 cm și un diametru de 3-3,5 cm, puneți font standard la o distanță de 4 cm de fund, proba de testat este turnată într-un cilindru, astfel încât fontul să poată fi citit și se determină înălțimea maximă a coloanei de apă. Metoda de cuantificare a transparenței se bazează pe determinarea înălțimii coloanei de apă la care este încă posibil să distingem vizual (citiți) tipul negru cu o înălțime de 3,5 mm și o lățime de linie de 0,35 mm pe un fundal alb sau să vedeți o ajustare marcaj (de exemplu, o cruce neagră pe hârtie albă) . Metoda utilizată este standardizată și este conformă cu ISO 7027.
Apa are turbiditate crescută datorită conținutului de impurități anorganice și organice grosiere din ea. Turbiditatea apei se determină prin metoda gravimetrică și un colorimetru fotoelectric. Metoda de greutate este aceea de 500-1000 ml apă noroioasă se filtrează printr-un filtru dens cu diametrul de 9-11 cm Filtrul se pre-uscă și se cântărește pe o balanță analitică. După filtrare, filtrul cu sedimentul se usucă la o temperatură de 105-110 grade timp de 1,5-2 ore, se răcește și se cântărește din nou. Pe baza diferenței dintre masele filtrului înainte și după filtrare, se calculează cantitatea de substanțe în suspensie din apa de testare.
În Rusia, turbiditatea apei este determinată fotometric prin compararea probelor de apă testate cu suspensii standard. Rezultatul măsurării este exprimat în mg/dm 3 utilizând suspensia standard de bază de caolin (turbiditate pentru caolin) sau în TU/dm 3 (unități de turbiditate per dm 3) când se utilizează o suspensie de formazină standard de bază. Ultima unitate de măsură se mai numește și Unitatea de turbiditate conform Formazinului(EMF) sau în terminologia occidentală FTU (formazină Turbidity Unit). 1FTU=1EMF=1EM/dm 3.
ÎN în ultima vreme Metoda fotometrică de măsurare a turbidității folosind formazină a devenit principala metodă în întreaga lume, ceea ce se reflectă în standardul ISO 7027 (Calitatea apei - Determinarea turbidității). Conform acestui standard, unitatea de măsură pentru turbiditate este FNU (formazină Nephelometric Unit). Agentia de Securitate Mediu SUA (S.U.A. EPA) și Organizația Mondială Organizația Mondială a Sănătății (OMS) utilizează unitatea de turbiditate NTU (Unitatea de turbiditate nefelometrică).
Relația dintre unitățile de bază ale turbidității este următoarea:
1 FTU=1 FNU=1 NTU
OMS nu standardizează turbiditatea pe baza efectelor asupra sănătății, ci din punct de vedere aspect recomandă ca turbiditatea să nu fie mai mare de 5 NTU (unitate de turbiditate nefelometrică) și, în scopuri de dezinfecție, să nu fie mai mare de 1 NTU.
Mirosurile din apă pot fi asociate cu activitatea vitală a organismelor acvatice sau pot apărea atunci când acestea mor - acestea sunt mirosuri naturale. Mirosul de apă dintr-un rezervor poate fi cauzat și de canalizarea și deșeurile industriale care intră în el - acestea sunt mirosuri artificiale. În primul rând, se face o evaluare calitativă a mirosului în funcție de criteriile relevante:
- mlaştină,
- pământesc,
- peşte,
- putrefactiv,
- aromat,
- ulei, etc.
Puterea mirosului este evaluată pe o scară de 5 puncte. Balonul cu dop măcinat se umple 2/3 cu apă și se închide imediat, se agită energic, se deschide și se notează imediat intensitatea și caracterul mirosului.
O evaluare calitativă a culorii se face prin compararea probei cu apă distilată. Pentru a face acest lucru, testul separat și apă distilată este turnată în pahare de sticlă incolore, examinate de sus și din lateral pe fundalul unei foi albe în lumina zilei, culoarea este evaluată ca culoarea observată în absența culorii, apa este considerat incolor.
Limpezimea apei
Transparenţă- o valoare care indică indirect cantitatea de particule în suspensie și alți poluanți în apa oceanica. Este determinată de adâncimea de dispariție a unui disc alb plat cu un diametru de 30 cm. Transparența apei este determinată de capacitatea sa selectivă de a absorbi și împrăștia razele de lumină și depinde de condițiile de iluminare la suprafață, de modificările compoziției spectrale și. atenuarea fluxului luminos. Cu o transparență ridicată, apa devine intensă albastru, care este tipic pentru oceanul deschis. În prezența unei cantități semnificative de particule în suspensie care împrăștie puternic lumina, apa are o culoare albastru-verde sau verde, caracteristic zonelor de coastă și unor mări închise. La confluență râuri mari, purtând număr mare particule în suspensie, culoarea apei capătă nuanțe galbene și maro. Valoarea maximă a transparenței relative (66 m) a fost remarcată în Marea Sargasilor (Oceanul Atlantic); în Oceanul Indian este de 40-50 m, în Oceanul Pacific este de 59 m În general, în partea deschisă a oceanului, transparența scade de la ecuator la poli, dar în regiunile polare poate fi semnificativă.
Limpezimea apei- un indicator care caracterizează capacitatea apei de a transmite lumină. În condiții de laborator, transparența este considerată ca fiind grosimea stratului de apă prin care este vizibil un font standard.
În rezervoarele naturale, un disc Secchi este utilizat pentru a evalua transparența. Acesta este un disc de metal alb cu un diametru de 30 cm Este coborât la o astfel de adâncime încât dispare complet din vedere, această adâncime este considerată transparență. Această metodă de măsurare a fost folosită pentru prima dată în Marina SUA în 2017. În prezent, există și o serie de instrumente electronice pentru măsurarea clarității apei.
Transparența este determinată de obicei de turbiditatea apei și de culoarea acesteia.
Legături
Fundația Wikimedia.
- 2010.
- mimoza
Manta
Vedeți ce înseamnă „Transparența apei” în alte dicționare: TRANSPARENTA APEI - capacitatea apei de a transmite lumina. Măsurat de obicei cu un disc Secchi. Depinde în principal de concentrația de substanțe organice în suspensie și dizolvate și substante anorganice poluare antropicăȘi…… Dicționar ecologic