Благодаря современной химии мы можем обнаруживать в воде тысячи химических веществ даже при очень низких концентрациях.
Постоянно растущий список доступных тестов может показаться огромным, и для подавляющего большинства методов требуется современное лабораторное оборудование.
К счастью, нам не нужно проверять все! Гораздо меньший и более практичный набор тестов может дать хорошее представление о химическом качестве воды для целей мониторинга. Хорошей новостью является то, что существуют низкотехнологичные версии этих тестов для ситуаций, когда бюджет ограничен.
Форматы тестов
Типичные низкотехнологичные портативные методы полевых испытаний для химического мониторинга качества воды делятся на три категории:
- Тест-полоски — это небольшие одноразовые полоски, которые меняют цвет, указывая на концентрацию определенного химического вещества. В зависимости от конкретного теста пользователь «активирует» бумажную или пластиковую полоску, погружая ее в образец воды и размахивая ею, или удерживая полоску в струе воды. После короткого ожидания пользователь сравнивает цвет тест-полоски с цветовой диаграммой, чтобы определить концентрацию химического вещества. Эти наборы чрезвычайно просты, но они менее точны, чем другие методы, особенно если пользователи не следуют инструкциям.
- Наборы цветных дисков — Испытательные наборы цветных дисков доступны для широкого спектра химических тестов. В типичной установке пользователь добавляет пакет порошка или несколько капель жидкого реагента к пробе воды в многоразовой пластиковой пробирке. Затем пользователь помещает пробирку с образцом в небольшую пластиковую смотровую коробку. Это смотровое окно содержит пластиковый диск с напечатанным на нем градиентом цвета. Пользователь вращает цветной диск, чтобы найти часть, которая лучше всего соответствует цвету образца, а затем считывает концентрацию химического вещества с диска. Комплекты цветных дисков обычно состоят из нескольких этапов и часто включают предписанное время ожидания, поэтому они немного сложнее и дороже, но, как правило, более точны.
- Переносные цифровые инструменты — для тестирования воды доступны легкие и портативные цифровые измерители, колориметры и фотометры. Они обеспечивают наиболее точные результаты этих трех методов тестирования, но они также более дорогие и деликатные, чем предыдущие варианты. Эти инструменты требуют батарей и калибровки. Хотя цифровые инструменты полезны для полевых специалистов и являются неотъемлемой частью любой сети постоянного или удаленного мониторинга, они вряд ли подходят для «гражданской науки» или краудсорсингового тестирования качества воды.
Параметры химического качества воды
После определения различных форматов тестирования возникает следующий вопрос: для чего мы тестируем? ЮНИСЕФ рекомендует отдавать приоритет фторидам, мышьяку и нитратам для химического мониторинга. В областях, где земля естественным образом богата минералами, содержащими фтор и мышьяк, уровни в колодезной воде могут быть достаточно высокими, поэтому хроническое воздействие опасно для здоровья человека. [1]
Как мы можем проверить эти элементы?
- Фторид: для определения фторида доступен по крайней мере один набор для тестирования цветного диска. Портативные цифровые колориметры часто не предпочитают из-за опасений по поводу точности. Ackvo Caddisfly , система тестирования, недавно описала колориметрический тест на фторид, который можно прочитать с помощью приложения для смартфона.
- Мышьяк: возможности портативных полевых испытаний мышьяка ограничены; это загрязнение лучше всего измерять в лаборатории.
Существуют коммерчески доступные тестовые наборы, но они относительно сложны и требуют нескольких этапов.
Хотя концентрации мышьяка, «измеренные» с помощью этих тест-наборов, могут быть неточными, наборы действительно обнаруживают мышьяк почти во всех образцах с концентрацией более 100 микрограммов на литр (мкг / л), а также в большинстве образцов с концентрацией 50-99 мкг / л. диапазон.
Поэтому ЮНИСЕФ рекомендовал сообщать результаты мониторинга мышьяка с помощью этих портативных тестов как «присутствующие» или «отсутствующие» с использованием эталонной концентрации 50 мкг / л — стандарта питьевой воды во многих странах, затронутых естественным загрязнением мышьяком. - Нитраты: для тестирования нитратов доступны как тест-полоски, так и тестовые наборы с цветными дисками. Нитраты также можно измерить с помощью цифрового измерителя. Высокий уровень питательных веществ связан с загрязнением сельского хозяйства удобрениями (азотом и фосфором) и отходами животноводства (азот). Туалеты, сточные воды, свалки и промышленные загрязнения также могут вносить азот. Мониторинг нитратов — это простой способ оценить влияние сельскохозяйственных и человеческих отходов на качество воды.
Если позволяют ресурсы, ЮНИСЕФ предлагает добавить к программам мониторинга еще три химических параметра: встречающиеся в природе металлы, железо и марганец, и общее количество растворенных твердых веществ (TDS). Все три могут вызвать проблемы со вкусом и запахом, которые могут побудить потребителей искать более привлекательные и потенциально небезопасные источники воды.
- Железо и марганец : для этих двух металлов доступны как тест-полоски, так и тесты на цветных дисках, которые также можно измерить с помощью портативных цифровых инструментов. Полевые испытания с использованием цифрового оборудования считаются надежными для железа и марганца.
- TDS : TDS включает смесь неорганических солей, в основном натрия, хлорида, калия, кальция и магния. Вместо тестирования отдельных компонентов, TDS контролируется путем измерения электропроводности воды с помощью цифрового измерителя. Здесь нет тест-полосок или набора цветных дисков, которые можно использовать, хотя по крайней мере один измеритель проводимости взаимодействует со смартфоном.
В хлорированных распределительных системах важно контролировать еще два химических параметра: pH и остаточный хлор.
- pH : полоски для тестирования pH и тесты на цветных дисках широко доступны. Более дорогие и высокотехнологичные варианты включают pH-метры на основе электродов. pH — это мера активности водородных ионов, что означает, что он говорит нам, насколько кислая или щелочная вода.
pH не является загрязняющим веществом, но это основная химическая переменная. Она влияет на поведение других химических компонентов, включая эффективность остаточного хлора против микробного загрязнения. Внезапные изменения pH также могут указывать на выход из строя очистных сооружений или случаи загрязнения природных водоемов (например, незаконные промышленные сбросы). - Хлор: есть много простых способов проверить остаточный хлор, включая тест-полоски, цветные диски и даже наборы, предназначенные для тестирования бассейнов. Также существуют портативные цифровые измерители, которые могут обеспечивать надежные количественные измерения.
[1] Если предыдущие испытания показали, что мышьяк и фторид не вызывают беспокойства в конкретной водной системе, эти два параметра могут быть опущены в пользу более релевантных для местных условий. Загрязнение мышьяком и фтором также может быть вызвано деятельностью человека, например, сбросом промышленных отходов или горнодобывающей промышленности.
По материалам: JESSICA ANNE LAWSONPRATIBHA MISTRY