Оценка степени чистоты воды

Введение

•  Вода является одним из основных компонент, обеспечивающих функционирование экосистем планеты.

•  90% общего водооборота используется на нужды промышленности. Поэтому практически все имеющиеся водные ресурсы подвергаются техногенному воздействию.

•  Уже в нынешнем  XXI веке большая часть населения Земли будет в качестве питьевой воды использовать очищенные сточные воды.

•  Подготовка и очистка воды сегодня является одной из важнейших  отраслей промышленности. Эта отрасль нуждается в особенно надежном аналитическом контроле.

Состояние проблемы

•  Точные методы инструментального аналитического контроля качества воды основаны на количественном определении отдельных компонент.

•  Сегодня насчитываются сотни веществ, потенциально опасных для человека и (или) водных экосистем.

•  Полный анализ всего этого многообразия точными методами представляет немыслимо сложную и дорогостоящую задачу.

•  Решение проблемы заключается в оценке качества воды по обобщенным показателям обусловленным совместным влиянием содержащихся в воде компонентов.

Имеющийся мировой опыт

•  Общепринятые в международной практике обобщенные показатели качества воды:
- содержание органического углерода,
- химическое и биохимическое потребление кислорода.

•  Эти показатели эффективны лишь при высоких уровнях загрязнения.

•  Анализы являются длительной процедурой (занимают несколько часов, а то и суток).

•  Сложившиеся условия требуют применения экспрессных, высокочувствительных методов контроля.

Фотоабсорбционный обобщенный показатель
качества воды

•  Обоснование применимости:
 – известный из литературы факт, что интегральное поглощение света водными объектами в УФ области спектра коррелирует с данными общепринятых международных обобщенных показателей.

•  Преимущества применения:
 – обеспечивает возможность проведения прямых анализов без предварительной подготовки пробы;
 – обеспечивает возможность экспрессного контроля (время полного анализа - порядка минут и секунд)

•  – обеспечивает сокращение времени анализа более чем в 100 раз.

Связь светопоглощения
с качеством и степенью чистоты воды

Поглощение света водой разных регионов

Природная вода

Водопроводная вода

Сезонные колебания интегрального светопоглощения

Механизмы ослабления света образцом:

Совокупная погрешность определения характеристик поглощения складывается из:
– шумов оптико-электронного тракта измерительного прибора (dI_T);
– погрешностей учета потерь, не связанных непосредственно с поглощением света (dI_R , dI_S).

Учет погрешностей в оценках
качественных различий состава микропримесей воды

Соотношение вкладов
поглощения и рассеяния света

Учет вклада светорассеяния
в интегральном показателе качества воды

Перспективы повышения чувствительности
 методов экспрессного контроля качества воды

Чувствительность фотометрического
и люминесцентного методов
к изменениям режима водоподготовки

Заключение

•  Интегральное светопоглощение является эффективным обобщенным показателем экспрессной оценки степени чистоты воды.

•  Простые оценки общего уровня загрязнения воды можно проводить по интегральному светопоглощению в спектральном диапазоне > 300 нм с применением недорогих галогенных ламп накаливания.

•  Вместе с тем, форма полос поглощения в длинноволновой области спектра поглощения воды ( > 300 нм), в пределах погрешности измерений, не зависит от степени очистки воды и не содержит достоверных данных о качественных изменениях состава водных микропримесей.

•  Оценки качественного различия состава водных микропримесей по спектрам поглощения требуют привлечения данных для дальней УФ области (200-250 нм). Этот диапазон обеспечивает и максимальную обнаружительную способность метода (на уровне 10^-7 - 10^-9 г).

•  Более тонкий экспресс-контроль требует привлечения люминесцентных методов.