Úvod do prístrojov na monitorovanie kvality vôd

Kvalitatívne parametre vôd a ich prípustné limity závisia od typu vody, ale najmä od účelu použitia vody. Požadovanú kvalitu vôd určujú okrem iného napr. nasledovné predpisy: 296/2005 (Nariadenie vlády Slovenskej republiky z 21. júna 2005, ktorým sa ustanovujú požiadavky na kvalitu a kvalitatívne ciele povrchových vôd a limitné hodnoty ukazovateľov znečistenia odpadových vôd a osobitných vôd), 496/2010 (nariadenie vlády Slovenskej republiky z 8. decembra 2010, ktorým sa mení a dopĺňa nariadenie vlády Slovenskej republiky č. 354/2006 Z. z., ktorým sa ustanovujú požiadavky na vodu určenú na ľudskú spotrebu a kontrolu kvality vody určenej na ľudskú spotrebu), 308/2012 (Vyhláška ministerstva zdravotníctva Slovenskej republiky z 1. októbra 2012 o požiadavkách na kvalitu vody, kontrolu kvality vody a o požiadavkách na prevádzku, vybavenie prevádzkových plôch, priestorov a zariadení na prírodnom kúpalisku a na umelom kúpalisku), a iné...

 

Na zmeranie kvalitatívnych parametrov slúžia rôzne prístroje. Článok sa stručne zaoberá nasledovnými: pH metre, ORP metre, merače vodivosti, iónovo selektívne elektródy, meranie rozpusteného kyslíka, fotometre, meranie CHSK, zákalometre, terénne multiparametrové zariadenia, procesné minikontrolery. Pre väčšinu z nich uvádza stručnú definíciu (princíp), praktický význam merania, požiadavky na čistotu zariadení ako kľúčový faktor správnosti a presnosti, základy kalibrácie a merania, a reálne príklady z praxe z rôznych prevádzkových podmienok.


pH metre

Stručná definícia: pH je definované ako záporný dekadický logaritmus aktivity vodíkových protónov. Rozsah je 0 až 14.  Praktický význam: Hodnota pH je esenciálnym faktorom mnohých prostredí (vody, pôdy, chemické roztoky atď...).


Existujú rôzne spôsoby merania:

Potenciometria: Podstatou je meranie elektrického potenciálu medzi mernou (sklenenou) a referenčnou elektródou (s konštantným potenciálom). Hlavným prvkom sklenenej elektródy je sklenená membrána citlivá na pH. Podľa štruktúry sa pH elektródy delia buď na jednoduché (tzv. „polcelové") a kombinované, alebo s jedným či s dvoma rozhraniami. Výhoda kombinovaných elektród je v tom, že obsahujú v jednom telese obidve elektródy, uľahčujúc tak manipuláciu s nimi.

Potenciometer na meranie potenciálu medzi mernou a referenčnou elektródou musí vykazovať vysoký vstupný odpor. Hodnota pH nie je lineárne závislá v celom rozsahu potenciálov: pri hodnotách cca pod 1 je tzv. acidická chyba, zatiaľ čo pri pH od cca 13 vyššie sa prejavuje tzv. alkalická odchýlka. pH závisí od teploty, avšak všetky kvalitnejšie pH metre majú v sebe zabudovanú automatickú teplotnú kompenzáciu.

 

Kvalitné a presné potenciometrické meranie pH si vyžaduje splnenie niekoľkých faktorov:

Čistota elektródy: Skutočnosť, že na nej nevidíme nečistotu, ešte neznamená, že je čistá. Ak je znečistená (od používania, od zanedbania čistenia), tak kontaminovaný povrch prispieva k odchýlke meraného potenciálu, tiež môže znehodnotiť kalibračný roztok. Pred kalibráciou je vždy potrebné mať čistú elektródu. Existujú rôzne čistiace roztoky, v závislosti od typu znečistenia (anorganické, oleje a tuky, bielkoviny, kožný tuk, pôdy, riasy huby baktérie,...). Po očistení je potrebné opláchnuť elektródu v destilovanej vode a vložiť na niekoľko hodín do tzv. udržiavacieho (kondiciujúceho) roztoku.

Kalibrácia: Kvalita elektródy klesá vekom, používaním, slabou údržbou alebo nesprávnym používaním. Pravidelná kalibrácia výrazne predlžuje jej životnosť a spresňuje výsledky meraní. Čím viac štandardov sa pri kalibrácii použije, tým je presnejšia. V teréne urobíte rýchlu orientačnú kontrolu presnosti zariadenia tak, že ponoríte elektródu do pufra (napr 7) a sledujete, nakoľko sa meraná hodnota odchyľuje od štandardu.
Meranie: Potrebná je pravidelná kalibrácia. Pred ponorením do vzorky, opláchnite elektródu v destilovanej vode, prípadne aj vo vzorke. Počas merania majte ponorený koniec elektródy aj rozhranie, vzorku miešajte. Ak má elektróda hore plniaci otvor, jeho otvorením počas merania urýchlite ustálenie hodnoty. V elektróde musí byť dostatok tzv. plniaceho roztoku.

Skladovanie: Koniec elektródy a rozhranie musia byť vždy vlhké - uskladnené skladovacom roztoku, prípadne v pufri pH 4, prípadne aj v 7, ale nikdy nie v destilovanej či deionizovanej vode.

Fotometria: Po pridaní reagentu do vzorky, dôjde ku absorpcii svetla, úmernej pH. Úbytok svetla je zaznamenaný fotometrom. Metóda má obmedzený rozsah merania pH (cca 6,5 - 8,5).

Acidobazické indikátory: Niektoré organické látky menia usporiadanie dvojitých väzieb v molekule v závislosti od pH, prejaviac sa zmenou zafarbenia roztoku. Najčastejšie sa používa univerzálny indikátorový papierik (zmena farby od červenej po tmavo modrú). Metóda je nepresná.

Príklady z praxe: pH odobratej vzorky sa môže meniť aj vplyvom CO2 zo vzduchu - preto je vhodné zmerať ho čím skôr po ovzorkovaní, alebo vzorkovnicu vzduchotesne uzavrieť a chladiť.

V praxi zvykne dochádzať ku zamieňaniu pojmov pH s aciditou či alkalitou. Hoci je trend pH a alkality približne podobný (čím vyššie pH, tým vyššia alkalita), nie je ani zďaleka lineárny, pretože ph je -log koncentrácie H+, zatiaľ čo alkalita predstavuje schopnosť roztoku neutralizovať kyseliny a skladá sa (celková) z hydroxidovej, hydrogénuhličitanovej a karbonátovej. Preto je pre presnú informáciu potrebné merať aj pH, aj titračne stanoviť alkalitu.

Alkalita pôsobí aj ako „pufor" na pH: čím vyššia alkalita, tým viac kyseliny je potrebné pridať na zmenu pH. Destilovaná H2O má nízku alkalitu, na zmenu jej pH stačí málo kyseliny. Naopak, napr. niektoré odpadové vody môžu mať vysokú alkalitu a vyžadovali by si veľké množstvo kyseliny na zníženie ich alkalického pH na neutrálnu hodnotu tak, aby mohli byť napr. vypustené.


ORP metre

Stručná definícia: Oxidačno - redukčný potenciál (ORP), známy tiež ako „redox" vyjadruje tendenciu chemických zložiek prijímať elektróny a tým meniť oxidačné číslo. ORP sa meria v mV (nie sú totožné s tými mV, ktorými sa meria pH potenciometricky). Čím pozitívnejší potenciál, tým vyššia je afinita zložky ku elektrónom.

Praktický význam: Dezinfekcia vody v bazénoch na kúpanie. Na dezinfekciu sa o.i. používajú chemikálie. V súčasnosti sa ešte stále najčastejšie aplikuje chlórnan sodný. ORP je indikátorom oxidačnej kapacity (miery „zahubenia" organizmov) z vody. Čím kladnejšia hodnota, tým je voda dezinfikovanejšia.

Dezinfekcia otvorených priemyselných chladiacich vôd s chladiacou vežou: okruh funguje ako „práčka vzduchu", kde teplá voda vystavená slnečnému svitu je vhodná pre rast organizmov (napr. rias, ale aj hrozby baktérií Legionella). Dezinfekčné postupy sú podobné ako u vody pre ľudskú spotrebu, avšak pri väčších objemoch vôd sa v rámci šetrenia používa diskontinuálne dávkovanie chlórnanu a s vyššou koncentráciou. Na druhej strane, čím vyššia koncentrácia chlórnanu vo vode, tým je korozívnejší voči potrubiam na báze železa. Vhodné je kontrolovať mieru dezinfekcie chlórnanom nielen sledovaním trendu kladných hodnôt ORP v čase, ale aj simultánnym použitím ďaľších metód (meranie koncentrácie voľného chlóru, Adenozíntrifosfátu (ATP), kultivačnými „doštičkami").

V posledných rokoch sa propaguje pitie tzv. alkalickej vody s vyšším pH a záporným ORP (má schopnosť odovzdať elektróny a viazať ich na voľné elektróny) za účelom odkyslenia organizmu.

Čistenie elektródy: Povrch Pt elektródy musí byť čistý a hladký. Opláchnite ju v terpentíne, umyte veľkým množstvom vody a ak je to potrebné, vyleštite jemne abrazívnym materiálom (nesmie púšťať chĺpky). Nesmie dôjsť ku poškriabaniu povrchu Pt elektródy a všetky čistiace látky musia byť z nej dôkladne odstránené.

Kalibrácia: Zariadenia bývajú továrensky nakalibrované. V prípade potreby je možná kontrola v kalibračnom štandarde, prípadne úprava elektródy v oxidujúcom či redukujúcom roztoku.

Meranie: Meria sa za použitia potenciometra a elektródy. Meranie je podobné meraniu pH. Referenčná elektróda je rovnaká ako u pH elektródy. Koncovka elektródy je z platiny (pre oxidačné prostredia nad 500 mV) alebo zo zlata (pre redukčné rostredia pod 500 mV).

Príklad z praxe: Existuje veľa vplyvov na ORP. Takže napr. u jedného otvoreného chladiaceho okruhu (s chladiacou vežou) s kontinuálnym monitorovaním ORP (podľa ktorého sa analógovo riadilo čerpadlo chlórnanu) bolo k tomu, aby boli 3 parametre mikrobiológie (kultivačné doštičky, ATP, voľný chlór) trvale v limite, bolo potrebné vždy v letných mesiacoch nastaviť požadovanú hodnotu ORP cca o 50 mV vyššiu než v chladnom období.


Merače vodivosti

Stručná definícia: Voda je polárne rozpúšťadlo a rozpúšťajú sa v nej tuhé látky, ktoré majú iónovú štruktúru (napr. soli), alebo tvorené polárnymi (kovalentná väzba) molekulami (napr. cukor). Elektrolyty sú látky, ktorých roztoky vedú elektrický prúd: Silné (soli, HCl, H2SO4, HNO3, KOH, NaOH) alebo slabé (kyselina octová, amoniak). Elektrická vodivosť roztoku je jeho schopnosťou roztoku viesť elektrický prúd formou iónov. Aktivita iónov (aj vodivosť) s teplotou stúpa. Vodivosť sa najčastejšie vyjadruje v mikrosiemensoch / cm.

Praktický význam: Vodivosť je odrazom množstva rozpustených iónov (napr. Na+, Cl-, Ca2+, NO3-) v roztoku (napr. ale roztok kryštálového cukru nezvyšuje vodivosť roztoku). Približné vodivosti (microS/cm) rôznych vôd sú nasledovné: destilovaná 0.5, dažďová 50-100, pitná 500-800, morská 56 000. Celkové rozpustné látky sú definované a zisťované gravimetricky, keďže ale je väčšina látok v roztokoch prítomná vo forme iónov, sú približne vztiahnuté ku vodivosti, napr. vzťahom 2 microS/cm = 1 ppm (ako CaCO3).

Vysoká vodivosť vytvára presýtený roztok s rizikom vyzrážania sa solí a tvorby (aj) tuhých nánosov (napr. CaCO3, Ca3(PO4)2), môže tiež zvýšiť korozivitu roztoku. Náhle zvýšenie vodivosti v odpadovej vode signalizuje nečakanú kontamináciu. Prekročenie vodivosti nad limit v chladiacom okruhu, alebo kotlovej vode, sú signálom pre zapnutie automatického odluhu alebo odkalu.

Ak vo výmenníku tepla dvoch kvapalín s výrazne rozdielnou vodivosťou (napr. destilovaná voda s nižším tlakom versus priemyselná chladiaca voda s vyšším tlakom) nečakane vzrastie vodivosť destilovanej vody, tak je potrebné skontrolovať, či nevznikla vo výmenníku netesnosť s prienikom vody chladiaceho okruhu do okruhu s destilovanou H2O.

Destilovaná voda s veľmi nízkou vodivosťou je tzv. "hladná", t.j rozpúšťa soli, ktoré „jej prídu do cesty". V posledných rokoch prebieha diskusia, či je vhodné v niektorých prípadoch a v obmedzenom množstve piť destilovanú vodu, aby rozpustila niektoré anorganické soli nahromadené v ľudskom organizme.
Vodivosť sa dá použiť ako rýchly indikátor koncentrácie rozpustenej látky v destilovanej vode (napr. v uzavretom chladiacom okruhu, namiesto časovo náročnejšej chemickej analýzy). Pokles vodivosti môže dať signál čerpadlu na zapnutie dávkovania hnojiva do roztoku. Čistenie elektródy sa doporučuje - časom dochádza ku oxidácii povrchu elektród a ku skresľovaniu výsledkov.

Kalibrácia. Po vstupe do kalibračného módu sa elektróda ponorí do štandardu (-ov) a v závislosti od typu prístroja, dôjde ku automatickému nakalibrovaniu.

Meranie: Do roztoku sa ponoria 2 elektródy so striedavým prúdom. To vytvorí napätie, ktorého veľkosť závisí na vodivosti roztoku. Prístroj číta tento prúd a vyjadrí ho buď ako vodivosť, alebo ako rozpustné látky.
Príklad z praxe: U uzavretého chladiaceho okruhu, v ktorom cirkulovala horúca (60 °C) voda zložením blízka destilovanej a kde sa ako protikorózna ochrana používal jeden anión, dochádzalo ku únikom vody z okruhu, prejavujúcom sa okrem iného poklesom koncentrácie aniónu v okruhu. Pravidelne sme merali vodivosť vody aj koncentráciu aniónu. Následne sme vytvorili lineárnu závislosť vodivosť/anión. Pri ďalších kontrolách postačovalo už len rýchle zmeranie vodivosti (z ktorej sme vypočítali koncentráciu aniónu), aby sme vedeli, či došlo k úniku a či je v okruhu dostatočná protikorózna ochrana.

Iónovo selektívne elektródy (ISE)
Stručná definícia: ISE elektróda je senzorom, prevádzajúcim aktivitu špecifického rozpusteného iónu, do elektrického zmerateľného potenciálu. Najznámejšou je pH elektróda. Elektródy sú buď tuhé (napr. pre ióny Br, Cd, Cl, Cu, CN, F, I, Pb, Ag...), s kvapalnou membránou (napr. pre meranie NO3-, K, Ca), s plynovým senzorom (napr. pre meranie amoniaku, CO2...), alebo sklenená (Na, pH).
Praktický význam: Tuhé elektródy sú robustné a odolné (vhodné aj do terénu), merania nie sú ovplyvnené farebnými vplyvmi a pri správnom požívaní a častej kalibrácii dosahujú odchýlku merania niektorých iónov do 2-3 %. Aplikácie sú napr. pri meraní kontaminácií: CN-, F-, S-2, Cl-, NO3- ... vo výtokoch a v prírodných vodách, amoniak vo vodách a odpadových vodách. Poľnohospodárstvo: NO3-, Cl-, NH4+, K+, Ca+2, I-, CN- v pôdach, rastlinných materiáloch, hnojivách. Potraviny: NO3, NO2 v konzervantoch mäsa, Na+ v mäse, rybách, mliečnych výrobkoch, ovocných džúsoch, pivárstve. Chloridy v jedlách, draslík vo víne. Sulfidy v papiernictve. Biomedicína: K Ca Na Cl. Iodidy v potravinárskych nápojoch a farmácii. Fluorid v pitných vodách.

Čistota elektródy: Elektróda musí mať čistý povrch. V prípade potreby sa dodávajú k nej čistiace látky (napr. ku jodidovej veľmi jemný abrazívny prúžok papiera a pod...).
Kalibrácia: Vyžaduje si prípravu kalibračných štandardov. Ich hodnoty by mali byť nižšie a vyššie ako je predpokladaná meraná hodnota.
Meranie: Najčastejšie priamou potenciometriou. Pred meraním je potrebné pridať ku štandardu aj ku meranej vzorke roztok na úpravu iónovej sily roztoku.
Príklady z praxe: Pri meraní jodidu vo vzorke minerálky bola odchýlka bez pridania roztoku na úpravu iónovej sily cca 1.5 ppm, zaťiaľ čo po pridaní klesla na cca 0.3 ppm.
Pri meraní amoniaku (plynový senzor) v laboratóriu sa ukázalo ako dôležité mať vzduchotesne utesnenú elektródu so vzorkou.


Rozpustný kyslík

Stručná definícia: Rozpustený kyslík predstavuje množstvo plynného kyslíka (O2) rozpusteného vo vodnom roztoku. Vplývajú naň okolitý atmosférický tlak, teplota. Keďže sa meria ako rozdiel prúdu medzi anódou a katódou, ovplyvňuje ho aj obsah solí. Keďže koncetrácia O2 v roztoku závisí aj od vonkajšieho vzduchu a teploty, merania je nutné robiť okamžite v teréne.

Praktický význam: O2 je potrebný pre kvalitu vody a živých organizmov. Do vody sa dostáva napr. zo vzduchu, aeráciou, alebo ako produkt fotosyntézy. Na druhej strane je jeho prítomnosť nežiadúca v kotlových vodách, kde najmä so stúpajúcou teplotou a tlakom systému sa rapídne zvyšuje nebezpečenstvo korózie. Okamžité meranie je kritické najmä u napájacích vôd kotlov, ktoré boli predtým zbavené kyslíka - vzorka musí byť vychladená, plynule tečúca a meranie prevedené pod trvalou hladinou tak, aby nedošlo k kontaminácii kyslíkom z okolitého vzduchu okolo vzorkovača. Vhodná je aj kontrolná analýza koncentrácie tej zvyškovej chemikálie, ktorá sa pridáva do vody na viazanie kyslíka (napr. zvyškové siričitany vo vode, ak sa na úpravu použil Na2SO3).
Meranie: Existuje niekoľko typov sônd na meranie, napr. optická, polarografická, galvanická - vyžadujúc si iný spôsob kalibrácie, prípravy a údržby elektródy. Následné meranie väčšinou spočíva už len v ponorení elektródy do meraného roztoku a počkaní do ustálenia meraných hodnôt. Kyslík je možné merať aj fotometricky s reagentami (vyššie hodnoty), alebo s ampulkami (pre nižšie hodnoty - po nasatí vody s kyslíkom zmenia zafarbenie).
Príklady z praxe: Vznikla potreba zmerať koncentráciu kyslíka v odluhu z bubna strednotlakého kotla, u ktorého vzorkovač nemal žiadne chladiace zariadenie. Na výtok sme nainštalovali odolné hadičky, ktoré prechádzali cez vaňu, do ktorej sme vypustili kvapalný CO2 z tlakovej fľaše. Tým sme ochladili kontinuálny odluh kotlovej vody zo vzorkovača (teplota cca 150 °C) na takú teplotu, pri ktorej sme už mohli pod prúdom udržať ruku aj s ampulkou na zmeranie kyslíka.  Meranie kyslíka vo vode z ČOV by mohlo umožniť reguláciu zapínania kompresorov vzduchu a šetriť tak spotrebu elektrickej energie.


Fotometre

Stručná definícia: Fotometer je nástroj na meranie intenzity svetla, alebo optických vlastností. Absorpcia svetla závisí na koncentrácii zložky (Lambertov - Beeov zákon).

Praktický význam: Fotometricky je možné stanoviť veľké množstvo parametrov vôd a v rôznych rozsahoch (napr. Al, alkalita, amoniak, Br, Ca, ClO2, Cl2, Cr6+, farba, Cu, kyselina kyanúrová, F, tvrdosť, hydrazín, I2, Fe, Mg, Mn, Mo, Ni, NO3, NO2, N, rozpustný kyslík, ozón, pH, PO4, P, K, Si, Ag, SO4, Zn...). V porovnaní so spektrofotometrom sa fotometer relatívne ľahšie používa, zatiaľ čo spektrofotometer je oveľa komplexnejší (môže obsahovať viac zrkadiel, štrbín, mriežku filtra).

Čistota: Keďže koncentrácia závisí na množstve absorbovaného elektromagnetického žiarenia, je čistota kriticky dôležitá: kyveta musí byť bez odtlačkov prstov, fľakov či chĺpkov z utierky. Čisté musia byť aj zdroj a detektoru žiarenia (pozor na náhodné kvapnutie reagentu do meracej komory) . Na eliminovanie vplyvu nekonštantnej hrúbky skla kyvety existuje systém, kedy sa kyveta vkladá do fotometra vždy v rovnakej polohe.

Kalibrácia: Niektoré fotometre a metódy majú k dispozícii pre kontrolu presnosti a pre kalibráciu, aj tzv. kalibračné kyvety s farebným roztokom presnej koncentrácie daného parametra.

Meranie: Postup je pre jednotlivé metódy približne rovnaký a pomerne jednoduchý: do prístroja sa vloží kyveta so vzorkou, vynuluje sa, pridá sa reagent, po určitom čas sa zmeria. Výnimky z postupu sú napr. v prípadoch zakalenej vzorky (je potrebné ju prefiltrovať), alebo prekoncentrovanej vzorky (potrebné je jej zriedenie). Pri každej metóde treba vziať do úvahy aj prípadné interferencie.

Príklady z praxe: Dusičnany sú jedným z parametrov vôd limitovaných vyhláškami. Na ich stanovenie existuje niekoľko metód, napr. ISE (viď vyššie), kyselinou chromotropovou, Cd redukciou. V tabuľke nižšie sú výsledky niektorých meraní NO3 poslednými dvoma metódami od spoločnosti CHEMPAL (www.chempal.sk), ktorá (aj na základe aj ďalších svojich výsledkov) preferuje pri koncentráciách NO3 nad 12 mg/L, ako presnejšiu metódu kyseliny chromotropovej v silne kyslom prostredí H2SO4.

 

Štandart KNO3

Nameraná koncentrácia NO3-

Odchýlka merania

g/lit.

NO3-

[mg/l]

Kyselina

chromotropová

Cd

redukcia

[%]

[%]

0,03

18,39

19,05

17,72

3,46

-3,78

0,15

91,95

96,35

131,13

4,57

29,88

0,23

140,99

139,86

162,2

-0,81

13,08

0,5

306,5

294,18

348,6

-4,19

12,08


Jedno nemenované laboratórium na Slovensku urobilo na jeseň 2012 porovnávacie terénne merania voľného chlóru v pitnej vode metódou vizuálnou (ortotolidín), ako aj digitálne (4 fotometrami od 3 spoločností). V tabuľke nižšie sú výsledky meraní. Predbežné výsledky naznačujú, že s ortotolidínom má výsledky najpodobnejšie Fotometer č.1, avšak fotometrom namerané hodnoty sú v priemere o 0.1 mg/L voľného chlóru nižšie ako u ortotolidínu. Ako jednu z príčin väčšiny odchýlok u všetkých testovaných zariadení, vidí laboratórium v náročnosti meraní v teréne (zarosenie kyviet v chlade, manipulácia s kyvetkami a reagentami...).

 

Číslo

vzorky

Vizuálne

ortotolidín

Foto-

meter 1

Foto-

meter 2

Foto-

meter 3

Foto-

meter 4

1

0,00

0,000

 

 

 

2

0,10

0,105

 

 

 

3

0,10

0,041

 

 

 

4

0,00

0,063

 

 

 

5

0,00

0,208

 

 

 

6

0,20

0,048

 

 

 

7

0,20

0,246

 

 

 

8

0,20

0,040

 

 

 

9

0,20

0,010

 

 

 

10

0,20

0,094

 

 

 

11

0,10

0,000

 

 

 

12

0,20

0,064

 

 

 

13

0,10

0,027

 

 

 

14

0,10

0,000

 

 

 

15

0,20

0,024

 

 

 

16

0,20

0,064

 

 

 

17

0,20

0,165

 

0,170

0,21

18

0,10

0,000

 

0,000

0,04

19

0,20

0,022

 

0,037

0,09

20

0,20

0,018

 

0,032

0,07

21

0,00

0,000

 

0,000

0,02

22

0,30

0,042

 

0,083

0,08

23

0,00

0,046

 

0,000

0,04

24

0,30

0,243

 

0,120

0,04

25

0,00

0,000

 

0,000

0,11

26

0,00

0,000

 

0,000

0,06

27

0,20

0,005

 

 

 

28

0,20

0,012

 

 

 

29

0,20

0,034

 

 

 

30

0,30

0,037

 

 

 

31

0,10

0,011

 

 

 

32

0,00

0,000

 

 

 

33

0,20

0,157

 

 

 

34

0,20

0,000

 

 

 

35

0,20

0,027

 

 

 

36

0,00

0,000

 

 

 

37

0,00

0,000

 

 

 

38

0,20

0,027

 

 

 

39

0,00

0,000

 

 

 

40

0,20

0,045

 

 

 

41

0,20

0,058

 

 

 

42

0,20

0,257

 

 

 

43

0,20

0,000

 

 

 

44

0,10

0,065

 

 

 

45

0,20

0,054

 

 

 

46

0,20

 

0,22

 

 

47

0,20

 

0,17

 

 

48

0,10

 

0,22

 

 

49

0,10

0,021

0,11

 

 

50

0,20

0,007

0,09

 

 

51

0,20

0,000

0,07

 

 

52

0,20

0,008

0,05

 

 

53

0,20

0,097

0,09

 

 

54

0,20

0,077

0,11

 

 

55

0,10

0,005

0,05

 

 

56

0,10

0,000

0,05

 

 

57

0,20

0,000

0,07

 

 

58

0,00

0,221

0,01

 

 

59

0,10

0,000

0,00

 

 

60

0,10

0,039

0,06

 

 

61

0,20

0,057

0,09

 

 

62

0,20

0,000

0,04

 

 

63

0,20

0,056

0,14

 

 

64

0,30

0,002

0,06

 

 

65

0,20

0,011

0,09

 

 

66

0,00

0,000

0,01

 

 

 

Poznámky ku tabuľke: Čísla vzoriek sú zmenené. Ak ortotolidínom namerali hodnotu <0.10, tak ju uvádzame v  tabuľke ako = 0).


Meranie zákalu (turbidimetre)

Stručná definícia: Zákal vody je jej optickou vlastnosťou, spôsobujúcou rozptyl a absorpciu svetla. Rozptyl je primárne zapríčinený nerozpustnými látkami. Jednotkami merania sú FNU (formazínovo nefelometrická jednotka, podľa ISO), NTU (nefelometrická turbidimetrická jednotka, podľa EPA), JTU (Jacsksonova turbidimetrická jednotka) a SiO2 (v mg/L).

Praktický význam: Zákal je jedným z hlavných kritérií kvality pitnej vody (jej vysoká turbidita má vplyv napr. na gastrointestinálne ochorenia). V súčasnosti sa v praxi najčastejšie meria fotometrom podobnými zariadeniami.
Čistota: Ako u fotometrov, aj u zákalometrov predstavujú čistota kyviet, zdroja a detektora svetla, kľúčový význam presnosti merania. Dokonca pri meraní veľmi nízkych hodnôt je potrebné natierať zvonku kyvetku takým olejom, ktorý má rovnaký index lomu ako kyveta, aby sa eliminoval rozptyl svetla vplyvom nekonzistného skla kyvety.

Kalibrácia a meranie: K dispozícii sú štandardy s presne danými hodnotami zákalu. Meranie je podobné ako u fotometrov.

Príklady z praxe: Zákal riečnej vody, ktorá sa ďalej upravuje na technologickú (alebo aj pitnú) môže byť periodicky sa opakujúcou sezónnou záležitosťou: V jarných mesiacoch, keď dochádza ku topeniu sa snehu z hôr, zvýšený príval vôd strháva rôzne čiastočky a nestihne sa infiltrovať pod zem. Pravidelné monitorovanie zákalu, ako aj sledovanie predpovedí počasia, umožňujú zachytiť ten moment, kedy je potrebné zvýšiť dávkovanie chemikálií na úpravu vôd (koagulanty a flokulanty), a tak šetriť ich spotrebu.


Chemická spotreba kyslíka (CHSK)

Stručná definícia: CHSK je meranie kyslíka ekvivalentného tej organickej hmote v roztoku, ktorá sa pod vplyvom silného oxidačného činidla zoxiduje. Vyjadruje sa v miligramoch na liter (mg / L), ktorý udáva množstvo kyslíka spotrebovaného na liter roztoku.
Praktický význam: CHSK je jedným z hlavných ukazovateľov kvality vody pre ľudskú spotrebu. Predstavuje rýchly (hoci nepriamy) indikátor množstva organických zlúčenín v roztoku.
Meranie: Postupy sú jasne definované, používajú sa predpripravené kyvety obsahujúce reagenty. Nevýhodou je časovo náročná (cca 2 hodiny) digescia vzorky.


Multiparametrové terénne zariadenia

Stručná definícia: Sú to analytické inštrumenty, ktoré dokážu v jednom prístroji merať (alebo získať prepočtom) viac parametrov (napr. pH, ORP, vodivosť, rozpustné látky, odpor, salinita, teplota, amoniak, chlorid, dusičnan, zákal, rozpustený kyslík, atmosférický tlak...)
Praktický význam: Výrazne zjednodušená manipulácia so zariadeniami v náročných terénnych podmienkach: robustnosť, nárazuvzdornosť, vodotesnosť, 1 spoločná sonda, rýchlejšia kalibrácia, možnosť dlhodobo ponechať meraciu sondu v jednom meranom médiu a v pravidelých intervaloch dlhodobo zaznamenávať nastavené parametre, GPS sledovanie polohy vzorkovania (napr. pri sondovaní pozdĺž riečnych tokov) a iné....


Procesné minikontrolery

Stručná definícia: Sú to analytické inštrumenty, ktoré snímajú kontinuálne (alebo v pravidelných intervaloch) zvolený parameter (napr. pH, ORP, vodivosť, rozpustné látky, odpor, hladinu, voľný chlór, celkový chlór, bróm, jód...), prípadne dokážu aj riadiť (napr. systémom ON/OFF, alebo cez 4-20 mA výstup) dávkovacie čerpadlo a tým aj dávkovanie chemikálií na udržanie meraného parametra v požadovaných hraniciach.
Praktický význam: Spočíva v kontrole procesu, t.j. dodržaní zákonom alebo inak stanovených výstupných parametrov, ďalej napr. v poklese spotrieb (automatická kontrola umožní dávkovať len nevyhnutné množstvo chemikálií a znížiť spotrebu vody), eliminovanie chyby ľudského faktoru.
Príklady z praxe: Koncentrácia chlórnanu sodného, ktorý sa kontinuálne dávkuje na dezinfekciu vody, nie je konštantná, a najmä v teplom období (u nás letné mesiace) po otvorení kontajnera, jeho „sila" vyprchá rýchlejšie ako v chladnom období. Ak je však množstvo, ktoré sa má nadávkovať, riadené cez plynulé stále meranie ORP, a prípadne aj meraním voľného chlóru v nastavených časových intervaloch, tak je vždy zabezpečená jeho dostatočná koncentrácia vo vode (ak je slabší, nadávkuje sa ho viac a naopak).


Záver

Legislatíva predpisuje, aká má byť kvalita rôznych druhov vôd. Javí sa, že sa limity na ne sa neustále sprísňujú. Ak sa dodržia predpísané pracovné postupy kalibrácií, merania a starostlivosti o zariadenia, tak výsledky namerané vyššie opísanými zariadeniami, predstavujú hodnoverný indikátor kvality vody. Ďalšie následné riadenie dávkovania či procesov umožňuje šetrenie spotreby vody a chemikálií. Starostlivosť o prístroje, ale najmä o elektródy, výrazne predlžuje ich životnosť a zvyšuje presnosť meraní. Za podkladové materiály alebo konzultácie ďakujem spoločnostiam Hanna Instruments Slovak, s.r.o., Chempal - Mgr. Pavol Zimermann a Simaco - Baliga Martin.


Text: RNDr. Silvester Iró, PhD.
Hanna Instruments Slovak

 

 

 

Späť

 

Pridať komentár

* :
* :
* :
5 + 7 =
Odoslanie formulára

Priemyselné utierky

MEWA - priemyselne_utierky