کیفیت آب، تعیین رنگ - روش آزمون - سایت بهداشت محیط ایران

کیفیت آب، تعیین رنگ - روش آزمون

هدف ودامنه کاربرد

هدف از تدوین این استانداردآزمایش وتعیین رنگ آب می باشد.این استاندارد درمورد انواع آبها شامل منابع آب زیرزمینی، آب آشامیدنی وآبهایی با مصارف خانگی وشهری ، آبهای کشاورزی وپسآب حاصل از تصفیه فاضلاب شهری کاربرددارد.

این استاندارد رنگ ظاهری ورنگ واقعی نمونه های آب را تعیین می کند.

تعیین رنگ ظاهری (روش چشمی) :در این روش با مشاهده نمونه های آب رنگ ظاهری آب گزارش می شود که در عملیات میدانی کاربرد دارد.

تعیین رنگ واقعی :تعیین رنگ واقعی توسط دو روش زیر انجام می گیرد

روش اول :تعیین رنگ واقعی در آب بوسیله به کاربردن ابزار نور سنجی است که برای انواع آبهاباغلظت پائین رنگ کاربرد دارد.

روش دوم :تعیین رنگ واقعی به وسیله مقایسه نمونه مورد آزمون با محلولهای استاندارد هگزاکلروپلاتین است که برای انواع آبها کاربرد دارد.

اصطلاحات و تعاریف

دراین استاندارد اصطلاحات و/ یا واژه ها با تعاریف زیر به کار می رود :

2-1 رنگ آب 1

خاصیت نوری که موجب تغییر ترکیب طیف نور عبوری از محلول می شود.

2-2 رنگ ظاهری آب 2

رنگی که در نتیجه وجود مواد محلول ومعلق در انواع آب ایجاد شده وبدون عملیات صاف کردن یا سانتریفوژ تعیین می گردد.

2-3 رنگ واقعی آب 1

رنگی که در اثر مواد محلول در آب ایجاد شده وپس از صاف کردن نمونه آب با صافیهای غشائی با منافذی به قطرµm 45/0تعیین می گردد.

فام رنگ 2

منظور ته رنگ مشاهده شده درنمونه ها می باشد.

روش آزمون

تعیین رنگ ظاهری توسط روش چشمی

مواد مورد نیاز

3-1-1-1 محلول اسید سولفو کرومیک از مخلو ط کردن اسید سولفوریک با دانسیته g/ml 84/1در ˚ C20با حجمی برابر از محلول اشباع دی کرومات پتاسیم تهیه شود.

3-1-1-2 اسید کلریدریک با غلظت mol/L 2

3-1-1-3 آب مقطر

3-1-1 وسایل مورد نیاز

ظروف شیشه ای:از ظروف شیشه ای بی رنگ ، تمیزوشفاف با حجم کمتر از یک لیتر استفاده کنید.

3-1-2 آماده سازی نمونه ها

تمام ظروف شیشه ای که در تماس با محلول است با دقت توسط اسید کلریدریک با غلظت mol/L 2 یا محلول اسید سولفوکرمیک و سپس بامحلول شوینده مورد مصرف درآزمایشگاه شستشو داده و در نهایت با آب مقطر آبکشی ، تمیزوخشک کنید.نمونه های جمع آوری شده رادرظروف

شیشه ای ریخته ورنگ آنهارا باید بلافاصله تعیین کنید.اگرنگهداری نمونه هااجتناب ناپذیراست ، لازم است نمونه هارا درمکان تاریک بادمای حدود 4درجه سلسیوس نگهداری کنید.ازتماس نمونه هابا آب وهواوتغییرات دما خصوصا در مواردی که امکان واکنش تغییر رنگ وجود دارد، جلوگیری نمایید.

روش کار

نمونه ها را بدون صاف کردن ابتدا بهم زده و سپس داخل ظروف ریخته ودر نور محیط در برابر صفحه با زمینه سفیدقرار داده شدت رنگ و فام آنهارا تشخیص دهید.

بیان نتایج

نتایح با شدت رنگ (ناچیر-کم رنگ –روشن-تاریک) وفام رنگ (زرد-قهوه ای مایل به زرد…) گزارش گردد.

تعیین رنگ واقعی با استفاده از دستگاههای نور سنج

اصول کار

شدت رنگ نمونه های آب توسط میزان نور جذب شده در ماکزیمم طول موج جذب (max λ )

با محاسبه ضریب جذب توسط دستگاه نور سنج صافی دار1 یا دستگاه اسپکترومترتعیین می گردد. بطور کلی بیشتر آبهای طبیعی ونمونه های پسآب حاصل از تصفیه فاضلاب خانگی که رنگ زرد-قهوه ای دارنددر طول موج nm436اندازه گیری می گردند. پسآب حاصل از تصفیه فاضلابهای صنعتی جذب ماکزیمم قابل تمایز در این طول موج نشان نمی دهند. از اینرو این فاضلاب ها باید در طول موجهای مخصوص به خود آزمایش شوند. رنگهای متفاوت طول موج های ماکریمم جذب متفاوت دارند.در این استانداردملی رنگ آب توسط دستگاه نور سنج صافی دار یااسپکتروفوتومتردر سه طول موج nm 436 nm λ1=525=2 λ و nm 620λ 3 = که در طیف مرئی قراردارندتعیین می گردد

. طول موج nm 436= 1 λ همیشه مورد استفاده قرار می گیرد. در حالیکه بسته به نوع فیلتر استفاده شده 2 λ و λ 3 ممکن است با اختلاف اندکی نسبت به مقادیر ذکر شده به کاررود. برای تشخیص بهتر اندازه گیری در طول موج های دیگری نزدیک به طول موج ماکزیمم جذب نیز می تواند انجام شود.

3-2-2 مزاحمت ها1

به منظور جلوگیری از مزاحمت مواد نا محلول در آب ، قبل از اندازه گیری نمونه های آب باید صاف شوند، صاف کردن نمونه ها ممکن است منجر به مزاحمت های بعدی شود(در نتیجه واکنش اکسیداسیون نمونه ها توسط تماس با هوا)مثلا ترکیبات آهن ومنگنز میتوانند روی صافی باقی مانده و یا توسط اکسیداسیون تغییر رنگی را ایجاد کنند.

در بعضی موارد به دلیل وجود جامدات کلوییدی مانند خاک رس یا مواد پخش شده2 (دیسپرس) نمی توان محلول را کاملاصاف نمودو محلول شفافی داشت، در این موارد در برگه نتیجه آزمون وجود جامدات کلوئیدی ذکر شود.

یادآوری 1 –رنگها اغلب بستگی به ‍‍ pH و دما دارند.از اینرو دما و pHنمونه ها ی آ‎ب همزمان با

اندازه گیری میزان جذب نور تعیین شده وگزارش گردد.

3-2-3 مواد لازم

آب خالص شفاف: آب مقطر یا آب بدون یون که به مدت یک ساعت از میان صافی

باکتریولوژی با قطر منافذ µm1/0 عبور کند. یک لیتر آب مقطر یا آب بدون یون از میان صافی فوق عبور داده شده و50میلی لیتر آب حاصله اولیه دور ریخته شود.

یادآوری 2-میتوان از آب مقطر یا آب بدون یون تازه آماده شده ای استفاده نمود که هیچ جذب قابل اندازه گیری را نشان ندهد.

3-2-3-2 صافی غشائی با قطر منافذ µm1/0 وµm45/0

3-2-4 وسایل لازم

اسپکتروفوتومتر: برای اندازه گیری پیوسته یا ناپیوسته مناسب در محدوده طول موجهای مرئی(nm 780-330) ، یا می توان از دستگاه نور سنج صافی داربرای اندازه گیری ناپیوسته مجهزبه صافی خط طیفی باتقسیم بندی 20 نانومتری که اندازه گیری درطول موجهای 436و525و630نانومتر را شامل شود،استفاده نمود.

تجهیزات صافی غشائی

pH متر

دماسنج

3-2-5 آماده سازی نمونه ها

به بخش 3-1-2 مراجعه شود

3-2-6 روش کار

ابتدا نمونه های آب بااستفاده از صافی های غشائی با قطر منافذ µm45/0صاف شده، سپس.همزمان با تعیین رنگ،pH ودمای نمونه هارا اندازه گیری کنید. در مورد محلولهایی با شدت رنگ زیادبعد از صاف کردن ، نمونه ها با حجم مشخصی از آب خالص شفاف رقیق شده، pHآنهارا قبل وبعد از رقیق سازی اندازه گیری کنید.نمونه ها در سل دستگاه اسپکتروفوتومتریادستگاه نور سنج صافی دار ونمونه آب خالص شفاف درسل مرجع قرار گیرد. جذب نمونه هارا در طول موجهای 436و525و620نانومتر در برابر آب خالص شفاف اندازه گیری کنید0

یادآوری3-برای بیان نتایج باید نسبت رقیق سازی نمونه هادر محاسبات دخالت داده شود.

یادآوری 4-به منظور تعیین ماکزیمم جذب در محدوده طول موجهای 350تا780نانومترباید از دستگاه اسپکتروفوتومتر استفاده شود.

یادآوری5-اگرα(λ) ضریب جذب طیف در طول موج λ کمتر از ^1-m10 باشد بایداز سلی با طول مسیر بیشتر از 10 میلی متر استفاده نمود.

3-2-7 محاسبات

ضریب جذب α(جذب در واحد طول مسیر نور عبوری )توسط رابطه 1 محاسبه میشود:

رابطه 1 /d f×A=α(λ)

A: جذب نمونه ها در طول موج λ

d: طول مسیر نور در سل (میلیمتر)

f:: فاکتور استفاده شده در ضریب طیف (f=1000 برای تبدیل کردن به متر)

3-2-8 بیان نتایج

صرفنظر از ضریب جذبα (λ) طول موج نور برخوردی (مثلا nm 436= λ)و برای نمونه های که تک رنگ نیستندطول باند((Δλرا بایدگزارش کنید.ضریب جذب طیف با تقریب m.1/0گرد گردد.

مثال:تعیین رنگ واقعی

ضریب جذب طیف در طول موج nm 436= λ, 0 Δλ=: ^1-m 2/5

ضریب جذب طیف در طول موج nm 525 = λ, 21 Δλ= : ^1-m 8/1

ضریب جذب طیف در طول موج nm 630 = λ, 18Δλ= : ^1-m 3/2

دما آب ć 2/18

pH 4/6

3-3 روش چشمی برای تعیین رنگ واقعی در آبهای طبیعی با استفاده از محلولهای رنگی استاندارد(مقایسه رنگ ها1 )

3-3-1 اصول کار

در این روش شدت رنگ زرد-قهوه ای یک نمونه بوسیله مقایسه چشمی با یک سری محلولهای استاندارد تعیین می گردد.رنگ نمونه بر حسب mg/Lواحدپلاتین بیان می گرددکه معرف شدت رنگ در محلولهای استاندارد می باشد.

3-3-2 مزاحمت ها

هنگامیکه رنگ نمونه با محلولهای استاندارداختلاف محسوسی داشته باشدباید تعیین رنگ توسط روش 3-2انجام گیرد.

3-3-3 مواد لازم

3-3-3-1 محلول رنگ استاندارد ذخیره : این محلول را با غلظت 500میلیگرم برلیتر واحد پلاتین تهیه کنید.001/0±245/1 گرم پتاسیم هگزا کلروپلاتین (K2PtCl6)و001/0±000/1گرم کلریدکبالت II با شش مولکول ‎آب را (6H2O .CoCl2) در500میلی لیترآب مقطر حل کرده ،به این محلول 1±100میلی لیتر اسید کلریدریک غلیظ (با دانسیته 18/1گرم بر میلی لیتر) اضافه نموده در بالن حجمی 1000به حجم برسانید. این محلول باید در یک بطری شیشه ای کاملا در بسته دردمای زیر 30درجه سلسیوس ومحیط تاریک نگهداری شود. این محلول برای مدت کمتر از 3 ماه پایدار است

3-3-3-2 محلولهای رنگ استاندارد : مقدار 5/2،5،10،15،20،25،30و35میلی لیتر از محلول ذخیره فوق را در بالن های حجمی 250ریخته و با آب مقطر به حجم برسانید. این محلولها به ترتیب دارای رنگی معادل 5،10،20،30،40،50،60و70میلی گرم بر لیتر پلاتین می باشد. محلولها در بطری های شیشه ای کاملا در بسته در دمای زیر 30درجه سلسیویس ومحیط کاملا تاریک نگهداری شوند.این محلولها برای مدت یکماه پایدار هستند.

وسایل مورد نیاز

لوله های مشاهده استاندارد: لوله هایی با طول 20سانتی متر وحجم 50سانتیمترمکعب ساخته شده از شیشه شفاف یا لوله های نسلر

3-3-4-2 مقایسه گر (کمپراتور 1): این کمپراتورهابایدارنظرتجاری دردسترس بوده و دستور العمل اجرائی آن با دقت مطالعه گردد. سل های شاهد یا مرجع باید با آب خالص شفاف پر شوند.

3-3-4-3 استاندارد های مقایسه ای: این استانداردها شامل شیشه هایی با رنگهایی در

محدوده محلولهای رنگی استاندارد ، لوله های آزمایش رنگی ودیسکهای مقایسه ای می باشند. استفاده از شیشه های رنگی استاندارد تا هنگامی مجاز است که در فاصله زمانی سه ماهه در برابر محلولهای رنگی استاندارد کنترل شوند ودر صورت نیاز برسنجی 1گردند.

3-3-5 آماده سازی نمونه ها

به بخش 3-1-2مراجعه شود

3-3-6 روش کار

اگرنمونه ها کدر هستند قبل از اندازه گیری رنگ ،نمونه ها را با یک صافی غشائی با قطر منافذ µm 45/0 صاف کنید. واگردر حضور خاک رس یا مواد معلق2 امکان بدست آوردن محلول شفاف وجود نداشته باشد رنگ ظاهری را اندازه گیری کنید. اگررنگ نمونه بیشتر از mg/L 70واحد پلاتین باشد باید نمونه ها با مقدار مشخصی آب خالص شفاف رقیق شده تا میزان رنگ به محدوده محلولهای استاندارد برسد.pH نمونه ها ممکن است به دلیل رقیق کردن تغییر کند از اینرو قبل وبعد از رقیق کردن pHمحلول را باید اندازه گیری کنید.

یک ردیف از لوله های استاندارد مشاهده از محلولهای رنگی استاندارد پرشده ویک لوله استاندارد دیگر از محلول مورد آزمایش پر شود. لوله های آزمایش روی سطح مسطح سفید ودر جهت نور با زاویه (نور مستقیم خورشید نباشد)یا نوری که از یک کابینت نور سفیداز میان ستون مایعات به طرف بالا منعکس میشود قرار دهید. شدت رنگ نمونه مورد آزمایش با نگاه کردن عمودی از میان ستون مایع با نزدیکترین محلول رنگ استاندارد مقایسه گردد.

متناوبا نمونه ها با کمپراتورهاویا شیشه های رنگی استاندارد نیز میتواند مقایسه گردد.

یادآوری1-در صورتیکه صافیهای غشایی رنگ راجذب می کنند، می توان ازصافی دیگری مانند صافی با الیاف شیشه ای استفاده نموده ودر گزارش آزمون ذکر کرد.

3-3-7 بیان نتایج

شدت رنگ بر اساس واحد استاندارد رنگ و با توجه به نزدیکترین محلول استاندارد هم رنگ گزارش شود. محلولهایی درمحدوده صفر اmg/L 40 بادقت mg/L 5وازmg/ 40تا mg/L70 با دقت mg/L 10واحد پلاتین گزارش شود.

در نمونه هایی که رقیق شده اند مقدار رنگ A0بر حسب mg/Lپلاتین توسط رابطه 3 محاسبه میشود.

رابطه 3 V0 /A1 ×A0 = V1

V0: حجم نمونه قبل از رقیق شدن

V1: حجم نمونه بعد از رقیق شدن

A1: رنگ برآوردشده در محلول رقیق شده

یادآوری2-اگر رنگ نمونه ها با استاندارد همانند نمی شود می توان مقدار رنگ را با مناسب ترین تقریب گزارش نمود.

یادآوری3-اگر تطبیق رنگ غیر ممکن است برای نمونه شرحی بیان شود.

یادآوری4-میزان حلالیت برخی از موادغیر قابل حل طبیعی به pH بستگی دارد .از اینرو pHنمونه ها نیز باید گزارش شود.

4 گزارش آزمون

گزارش آزمون باید حاوی اطلاعات زیر باشد:

4-1) شماره استاندارد ملی وسال انتشار

4-2) روش مورد استفاده

4-3) خصوصیات دقیق نمونه

4-4) نتیجه بدست آمده از آزمون

4-5) pHنمونه در صورت نیاز

4-6) دمای نمونه در صورت نیاز

4-7) هر تغییری که در روش کار داده شده یا هر عملیات دیگری که ممکن است بر نتایج تاثیر گذارد مانند صاف کردن یا رقیق نمودن.

پیوست

(اطلاعاتی)

بر طبق قانون بیر –لامبرت جذب بستگی به غلظت نمونه وطول مسیر نور عبوری از نمونه دارد

(1) A =ε.d.c

A: جذب نمونه ها در طول موج λ

d: طول مسیر نور در سل (میلیمتر)

ε:ضریب جذب مولی(با واحد لیتر بر متر در مول، Lit/m.mol)

در این استاندارد قانون بیر –لامبرت به صورت معادله 2آمده است که در این پیوست اطلاعاتی ارتباط این دو فرم قانون بیر –لامبرت بررسی میگردد.

(2) /d f×A=α(λ)

A از معادله 2 به فرم زیر محاسبه می گردد:

(3) d/f ×α(λ) =A

با برابر قرار دادن مقدار A از دورابطه 1و3 رابطه 4وسپس رابطه 5 بدست می آید که بیانگر ارتباط بین α(λ) و حاصلضرب c× ε است.

(4) c × d× ε =d /f ×α(λ)

(5) c × α(λ)/f=ε

حال با بررسی واحد εوc با توجه به رابطه 6 واحد α(λ)،m^-1به دست می آید که با واحد ذکر شده در متن استاندارد مطابقت دارد.

) 6) mol/Lit) )× (Lit/m.mol)=1/m

لازم به ذکر است f فاکتور استفاده شده در ضریب طیف بوده وواحد ندارد.

1-Color of Water

2-Appearant Color of Water

1- True Color of Water

2-Hue

1 1-Filter Photometer

1-Interferences

2 -Disperse

1-Colour Matching Solution

1 1-Comparators

1-Calibration

2-Suspention

(جهت دسترسی به مطالب به روز به سمت چپ سایت بخش آخرین مطالب مراجعه کنید)

سایت بهداشت محیط ایران

www.environmentalhealth.ir

سایت بهداشت محیط ایران

برگه‌ها

کیفیت آب، تعیین رنگ - روش آزمون