مرجع تخصصی آب و فاضلاب

اندازه‌گیری رنگ در آب و فاضلاب

۱. اهمیت اندازه‌گیری رنگ

• نشانه آلودگی آلی: رنگ اغلب از مواد آلی طبیعی (HA, FA)، رنگ‌برهای صنعتی یا ماتریس فاضلاب نشأت می‌گیرد.

• تأثیر فرآیند تصفیه: رنگ شاخصی برای کارایی جذب سطحی (GAC)، انعقاد/فلوکولاسیون و کربن فعال است.

• ملاحظات ظاهری: رنگ غیرطبیعی ‌آب آشامیدنی پذیرفته نیست و موجب نارضایتی مصرف‌کننده می‌شود.

۲. انواع رنگ

1. رنگ ظاهری (Apparent Color): شامل ذرات معلق + رنگ محلول؛ با نمونه صاف‌نشده اندازه‌گیری می‌شود.

2. رنگ واقعی (True Color): فقط رنگ مواد محلول؛ پس از صاف‌سازی (فیلتراسیون 0.45 µm) سنجیده می‌شود.

3. رنگ ویژه (Platinum‑Cobalt Units, PCU / Hazen): مقیاس استاندارد (0–500 PCU) براساس محلول‌های رفرنس Pt–Co.

۳. دستگاه‌ها و لوازم مورد نیاز

• اسپکتروفوتومتر رومیزی یا پرتابل

  • طول موج: 455 nm (براساس Standard Methods)

  • تفکیک: ≥ 0.1 nm؛ دقت Abs ±0.002

• کبرا-کواتر (کویورت) شیشه‌ای یا کوارتز

  • طول مسیر نوری 10 mm؛ پاکیزه و بدون خط و خش

• کیت‌ رفرنس Platinum‑Cobalt

  • محلول‌های با مقادیر معلوم: 5, 10, 20, 50, 100 PCU

• فیلتر خلأ یا سرنگ‌فیلتر 0.45 µm

  • برای جداسازی ذرات معلق (رنگ واقعی)

• دماسنج و همزن مغناطیسی

  • تثبیت دما (20 ± 2 °C) و همگن‌سازی نمونه

۴. روش انجام آزمایش

1. نمونه‌برداری

   • حجم: حداقل 100 mL؛ نمونه را در بطری شفاف و بدون هواگیری نگهدارید

   • نگهداری: در یخچال تا 24 h؛ قبل از اندازه‌گیری به دمای آزمایشگاه (~20 °C) برسانید

2. آماده‌سازی نمونه

   • برای رنگ ظاهری: مستقیماً وارد کوارتز کنید.

   • برای رنگ واقعی: فیلتر 100 mL از نمونه با سرنگ‌فیلتر 0.45 µm؛ از فاز عبوری استفاده کنید.

3. کالیبراسیون دستگاه

   • صفر‌بندی (Blank) با آب مقطر یا بافر استاندارد (PCU=0)

   • خواندن محلول‌های رفرنس PCU و تهیه منحنی کالریبراسیون (Abs vs PCU)

4. اندازه‌گیری

   • نمونه را در کوارتز غوطه‌ور، در مسیر نور قرار دهید

   • خواندن Absorbance در λ=455 nm

   • محاسبه رنگ (PCU) با استفاده از منحنی کالیبراسیون:

     PCU=Asample−A0s \text{PCU} = \frac{A_{\text{sample}} - A_0}{s}

     که A0A_0 صفر و ss شیب منحنی است.

5. گزارش نتایج

   • رنگ ظاهری و رنگ واقعی بر حسب PCU (یا Hazen)

   • دما، زمان نمونه‌برداری، فیلتراسیون، منحنی کالیبراسیون و نامرغوبی‌های احتمالی (کدورت) را مستند کنید.

۵. استانداردها و روش‌های مرجع

• Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater

  • 4500‑C (D): روش اسپکتروفوتومتریک در 455 nm

• ISO 7887: روش تعیین رنگ با اسپکتروفوتومتر

• EPA Method 110.2: تعیین رنگ با Platinum–Cobalt scale

• ASTM D1045: روش‌های رنگ‌سنجی در آب

• APHA 2120 C: دستورالعمل اجرای آزمایش

۶. نکات کلیدی و ملاحظات

1. تداخل کدورت:

   • اگر NTU > 5، رنگ ظاهری تحت تأثیر قرار می‌گیرد؛ اولاً کدورت را کاهش دهید یا روش مجزا گزارش کنید.

2. دمای ثابت:

   • ضریب جذب مواد آلی با دما تغییر می‌کند؛ نمونه و استانداردها را در دمای یکسان اندازه‌گیری کنید.

3. کوبورت‌های تمیز:

   • آلودگی سطحی یا خط‌وخش باعث خطای ±0.005 Abs می‌شود؛ قبل و بعد از هر اندازه‌گیری بشویید.

4. انحلال استاندارد:

   • محلول‌های Pt–Co تازه تهیه و طی 6 ماه مصرف شوند؛ تاریخ و غلظت دقیق برچسب‌گذاری گردد.

5. بازه خطی:

   • مطمئن شوید Abs نمونه در محدوده 0.1–1.0 باشد؛ در صورت بالاتر بودن رقیق کنید و ضریب رقت لحاظ شود.

خلاصه:
رنگ آب و فاضلاب را با اسپکتروفوتومتر در λ=455 nm مطابق Standard Methods 4500‑C(D) یا ISO 7887 اندازه می‌گیرند. نمونه‌ها به‌صورت ظاهری و پس از فیلتراسیون 0.45 µm (رنگ واقعی) سنجیده می‌شوند. استفاده منظم از استانداردهای Pt–Co، کالیبراسیون روزانه، دمای پایدار و کنترل کدورت برای حصول داده‌های دقیق و قابل‌اتکا ضروری است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب