წყალში სიმღვრივის განსაზღვრა

წყლის ხარისხი: სიმღვრივის განსაზღვრა (GB 13200-1991)“ ეხება საერთაშორისო სტანდარტს ISO 7027-1984 „წყლის ხარისხი – სიმღვრივის განსაზღვრა“. ეს სტანდარტი განსაზღვრავს ორ მეთოდს წყალში სიმღვრივის დასადგენად. პირველი ნაწილი არის სპექტროფოტომეტრია, რომელიც გამოიყენება სასმელ წყალზე, ბუნებრივ წყალსა და მაღალი სიმღვრივის წყალზე, მინიმალური გამოვლენის სიმღვრივე 3 გრადუსით. მეორე ნაწილი არის ვიზუალური ტურბიდიმეტრია, რომელიც გამოიყენება დაბალი სიმღვრივის წყალზე, როგორიცაა სასმელი წყალი და წყაროს წყალი, მინიმალური გამოვლენის სიმღვრივე 1 გრადუსით. წყალში არ უნდა იყოს ნამსხვრევები და ადვილად ჩაძირვადი ნაწილაკები. თუ გამოყენებული ჭურჭელი არ არის სუფთა, ან წყალში არის გახსნილი ბუშტები და ფერადი ნივთიერებები, ეს ხელს შეუშლის განსაზღვრას. შესაბამის ტემპერატურაზე ჰიდრაზინის სულფატი და ჰექსამეთილენტეტრამინი პოლიმერიზდება და წარმოიქმნება თეთრი მაღალმოლეკულური პოლიმერი, რომელიც გამოიყენება როგორც სიმღვრივის სტანდარტული ხსნარი და შედარებულია წყლის ნიმუშის სიმღვრივესთან გარკვეულ პირობებში.

სიმღვრივე ჩვეულებრივ გამოიყენება ბუნებრივი წყლის, სასმელი წყლის და ზოგიერთი სამრეწველო წყლის ხარისხის დასადგენად. სიმღვრივეზე შესამოწმებელი წყლის ნიმუში უნდა შემოწმდეს რაც შეიძლება მალე, ან უნდა შეინახოს მაცივარში 4°C-ზე და შემოწმდეს 24 საათის განმავლობაში. ტესტირებამდე წყლის ნიმუში უნდა შეირყევა ენერგიულად და დაბრუნდეს ოთახის ტემპერატურაზე.
წყალში შეჩერებული ნივთიერებისა და კოლოიდების არსებობამ, როგორიცაა ტალახი, სილა, წვრილი ორგანული ნივთიერებები, არაორგანული ნივთიერებები, პლანქტონი და ა. წყლის ხარისხის ანალიზში დადგენილია, რომ 1 მგ SiO2-ით წარმოქმნილი სიმღვრივე 1 ლ წყალში არის სტანდარტული სიმღვრივის ერთეული, რომელსაც მოიხსენიებენ როგორც 1 გრადუსს. ზოგადად, რაც უფრო მაღალია სიმღვრივე, მით უფრო ბუნდოვანია ხსნარი.
იმის გამო, რომ წყალი შეიცავს შეჩერებულ და კოლოიდურ ნაწილაკებს, თავდაპირველად უფერო და გამჭვირვალე წყალი ბუნდოვანი ხდება. სიმღვრივის ხარისხს სიმღვრივე ეწოდება. სიმღვრივის ერთეული გამოიხატება „გრადუსებში“, რაც უდრის 1 ლ წყალს, რომელიც შეიცავს 1 მგ. SiO2 (ან არამოღუნული მგ კაოლინი, დიატომიური მიწა), წარმოქმნილი სიმღვრივის ხარისხი არის 1 გრადუსი, ანუ ჯექსონი. სიმღვრივის ერთეულია JTU, 1JTU=1მგ/ლ კაოლინის სუსპენზია. თანამედროვე ინსტრუმენტების მიერ ნაჩვენები სიმღვრივე არის გაფანტული სიმღვრივის ერთეული NTU, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც TU. 1NTU=1JTU. ბოლო დროს საერთაშორისოდ მიჩნეულია, რომ ჰექსამეთილენტეტრამინ-ჰიდრაზინის სულფატით მომზადებულ სიმღვრივის სტანდარტს აქვს კარგი რეპროდუცირება და შერჩეულია სხვადასხვა ქვეყნის ერთიან სტანდარტად FTU. 1FTU=1JTU. სიმღვრივე არის ოპტიკური ეფექტი, რომელიც წარმოადგენს სინათლის დაბრკოლების ხარისხს წყლის ფენაში გავლისას, რაც მიუთითებს წყლის ფენის შუქის გაფანტვისა და შთანთქმის უნარზე. ეს დაკავშირებულია არა მხოლოდ შეჩერებული ნივთიერების შემცველობასთან, არამედ წყალში მინარევების შემადგენლობასთან, ნაწილაკების ზომასთან, ფორმასთან და ზედაპირის ასახვით. სიმღვრივის კონტროლი არის სამრეწველო წყლის დამუშავების მნიშვნელოვანი ნაწილი და წყლის ხარისხის მნიშვნელოვანი მაჩვენებელი. წყლის სხვადასხვა გამოყენების მიხედვით, არსებობს განსხვავებული მოთხოვნები სიმღვრივეზე. სასმელი წყლის სიმღვრივე არ უნდა აღემატებოდეს 1NTU; მოცირკულირე გამაგრილებელი წყლის გამწმენდი დამატებითი წყლის სიმღვრივე უნდა იყოს 2-5 გრადუსი; მარილიანი წყლის დასამუშავებლად შესასვლელი წყლის (ნედლი წყლის) სიმღვრივე უნდა იყოს 3 გრადუსზე ნაკლები; ხელოვნური ბოჭკოების წარმოებისთვის საჭირო წყლის სიმღვრივე 0,3 გრადუსზე ნაკლებია. ვინაიდან შეჩერებული და კოლოიდური ნაწილაკები, რომლებიც ქმნიან სიმღვრივეს, ზოგადად სტაბილურია და უმეტესად უარყოფით მუხტებს ატარებენ, ისინი ქიმიური დამუშავების გარეშე არ დასახლდებიან. სამრეწველო წყლის დამუშავებისას, კოაგულაცია, გამწმენდი და ფილტრაცია ძირითადად გამოიყენება წყლის სიმღვრივის შესამცირებლად.
კიდევ ერთი რამ უნდა დავამატო, რომ რადგან ჩემი ქვეყნის ტექნიკური სტანდარტები შეესაბამება საერთაშორისო სტანდარტებს, ცნება „სიბურდულობა“ და „ხარისხის“ ერთეული ძირითადად აღარ გამოიყენება წყლის ინდუსტრიაში. სამაგიეროდ, ცნება „სიბურდულობა“ და „NTU/FNU/FTU“ ერთეული გამოიყენება.

ტურბიდიმეტრიული ან გაფანტული სინათლის მეთოდი
სიმღვრივის გაზომვა შესაძლებელია ტურბიდიმეტრიით ან გაფანტული სინათლის მეთოდით. ჩემი ქვეყანა ზოგადად იყენებს ტურბიდიმეტრიას სიმღვრივის გასაზომად. წყლის ნიმუში შედარებულია კაოლინით მომზადებულ სიმღვრივის სტანდარტულ ხსნართან. სიმღვრივე არ არის მაღალი და დადგენილია, რომ ერთი ლიტრი გამოხდილი წყალი შეიცავს 1 მგ სილიციუმის დიოქსიდს, როგორც ერთი სიმღვრივის ერთეული. სიმღვრივის გაზომვის მნიშვნელობები, რომლებიც მიღებულია სხვადასხვა გაზომვის მეთოდით ან განსხვავებული სტანდარტებით, სულაც არ არის თანმიმდევრული. სიმღვრივის დონე ზოგადად პირდაპირ ვერ მიუთითებს წყლის დაბინძურების ხარისხზე, მაგრამ ადამიანის და სამრეწველო კანალიზაციის მიერ გამოწვეული სიმღვრივის ზრდა მიუთითებს წყლის ხარისხის გაუარესებაზე.
1. კოლორიმეტრული მეთოდი. კოლორიმეტრია სიმღვრივის გაზომვის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული მეთოდია. იგი იყენებს კოლორიმეტრს ან სპექტროფოტომეტრს სიმღვრივის დასადგენად ნიმუშსა და სტანდარტულ ხსნარს შორის შთანთქმის სხვაობის შედარების გზით. ეს მეთოდი შესაფერისია დაბალი სიმღვრივის ნიმუშებისთვის (ზოგადად 100 NTU-ზე ნაკლები).
2. გაფანტვის მეთოდი. გაფანტვის მეთოდი არის სიმღვრივის განსაზღვრის მეთოდი ნაწილაკებისგან გაფანტული სინათლის ინტენსივობის გაზომვით. გაფანტვის საერთო მეთოდებს მიეკუთვნება პირდაპირი გაფანტვის მეთოდი და არაპირდაპირი გაფანტვის მეთოდი. პირდაპირი გაფანტვის მეთოდი იყენებს სინათლის გაფანტვის ინსტრუმენტს ან სკატერერს გაფანტული სინათლის ინტენსივობის გასაზომად. არაპირდაპირი გაფანტვის მეთოდი იყენებს ნაწილაკების მიერ წარმოქმნილ გაფანტულ შუქსა და შთანთქმას შორის ურთიერთობას შთანთქმის გაზომვით სიმღვრივის მნიშვნელობის მისაღებად.

სიმღვრივე ასევე შეიძლება გაიზომოს სიმღვრივის მრიცხველით. სიმღვრივის მრიცხველი ასხივებს სინათლეს, გადის მას ნიმუშის მონაკვეთში და აღმოაჩენს, თუ რამდენ შუქს აფანტავს ნაწილაკები წყალში 90°-იანი მიმართულებიდან დაცემის სინათლისკენ. გაფანტული სინათლის გაზომვის ამ მეთოდს გაფანტვის მეთოდს უწოდებენ. ნებისმიერი ჭეშმარიტი სიმღვრივე უნდა გაიზომოს ამ გზით.

სიმღვრივის გამოვლენის მნიშვნელობა:
1. წყლის დამუშავების პროცესში სიმღვრივის გაზომვა დაგეხმარებათ გაწმენდის ეფექტის დადგენაში. მაგალითად, კოაგულაციისა და დალექვის პროცესის დროს სიმღვრივის ცვლილებები შეიძლება ასახავდეს ფლოკების წარმოქმნას და მოცილებას. ფილტრაციის პროცესის დროს სიმღვრივეს შეუძლია შეაფასოს ფილტრის ელემენტის მოხსნის ეფექტურობა.
2. აკონტროლეთ წყლის დამუშავების პროცესი. სიმღვრივის გაზომვას შეუძლია ნებისმიერ დროს აღმოაჩინოს წყლის ხარისხის ცვლილებები, დაეხმაროს წყლის დამუშავების პროცესის პარამეტრების რეგულირებას და წყლის ხარისხის შენარჩუნებას შესაბამის დიაპაზონში.
3. წყლის ხარისხის ცვლილებების პროგნოზირება. სიმღვრივის მუდმივი გამოვლენით შესაძლებელია წყლის ხარისხის ცვლილების ტენდენცია დროულად გამოვლინდეს და წინასწარ იქნას მიღებული ზომები წყლის ხარისხის გაუარესების თავიდან ასაცილებლად.