Ученые из России создали простые и точные датчики для обнаружения хлора в воде

Предсказание климатических моделей

В ходе исследования, участие в котором приняли ученые из университетов Белой Розы Йорка, Лидса и Шеффилда, были проанализированы различные концентрации уровня CO2 в земной атмосфере. Для оценки воздействия на климат, экосистемы и производство продуктов питания, исследователи использовали широко применяемую климатическую модель, которая позволила предсказать состояние планеты вплоть до 2500 года.

Авторы работы также смоделировали распределение растительности и условия выращивания основных сельскохозяйственных культур. Это позволило им получить представление о том, к каким экологическим проблемам, возможно, придется адаптироваться начиная с 22 века и далее. Результаты моделирования также показали, что если дальнейшие усилия по борьбе с изменением климата будут равноценны сегодняшним, средние глобальные температуры продолжат расти и после 2100 года.

Глобальная средняя температура воздуха (сплошные линии) и аномалии повышения уровня моря (пунктирные линии) относительно среднего значения 2000-19гг. для сценариев RCP6.0, RCP4.5 и RCP2.6. Заштрихованные области выделяют интересующие временные горизонты. На нижней панели показаны пространственные аномалии относительно среднего значения 2000-19гг. для климатических условий 2100, 2200 и 2500 в рамках трех RCP.

В соответствии с этими сценариями растительность и подходящие для выращивания сельскохозяйственных культур районы переместятся к полюсам, а площадь, пригодная для некоторых культур, значительно сократится. Кроме того, исследование показало, что рост температур может оказаться смертельными для жителей тропических регионов, которые сегодня густо заселены. Эти районы могут стать непригодными для жизни.

Авторы научной работы также отмечают, что изменение климата не прекратится в ближайшие десятилетия и призывают к адаптации социально-политических и экономических систем в соответствие с решением климатических проблем – как краткосрочных, так и долгосрочных.

Наиболее востребованные наборы

Лидеры рейтинга — комплекты, выполняющие распространенные задачи, обладающие необходимой точностью и приемлемой ценой:

Комплект, состоящий из pH-метра и солемера, предлагает фирма Lizi (Китай). Набор предназначен для бытового применения. Оба прибора компактные, автономные. Цена комплекта около 3 500 руб.
Фирма Watertest продает набор, состоящий из электролизера, измерителей pH, TDS, ОВП. Продавцы считают, что комплект полностью покрывает потребности по исследованию качества воды в быту и на предприятиях общественного питания. Цена набора около 5 000руб.
Набор PHCOM от фирмы HM Digital (Корея). Позволяет измерить кислотность, минерализацию, электропроводность, температуру исследуемого раствора. В набор входит 2 прибора: pH-метр и солемер. Изготовители характеризуют их как устройства профессионального уровня. Цена набора несколько превышает 10 000 руб.

Наборы приборов

Набор приборов — это мини-лаборатория, на 100% отвечающая задачам пользователя.

Сфера применения диктует рациональный состав набора:

в быту, пищевой промышленности, при разведении рыб в первую очередь нужна информация о кислотности и минерализации воды;
при выяснении оздоровительных возможностей воды кроме измерителей pH и TDS в набор включают ОВП-метр;
моментальную качественную оценку водного раствора дают электролизеры. Их добавляют в набор, чтобы сделать его универсальным.

Приборы, приобретенные в комплекте, обходятся дешевле, чем те же устройства, купленные поодиночке.

Виды акватестеров

Монопараметрические. Анализ производится по одному определенному параметру:

уровень рН;
количество солей;
уровень жесткости и так далее.

Многопараметрические. Производят несколько видов анализа:

химический,
оптический,
электрохимический,
хроматографический,
фотохимический.

Также тестеры различаются по типу анализируемой воды:

водопроводной,
грунтовой,
из искусственного водоема,
технической и сточной воды.

Акватестеры различают также по способу их применения:

портативный;
стационарный (устанавливается в водопроводных трубах, предоставляют почасовой отчет состояния воды).

Хлориды – что это?

Хлориды – это «собрание» химических веществ, похожие свойства которых обусловлены присутствием хлорид-иона (Cl—). Яркие представители этого ряда:

NaCl – хлористый натрий. Всем известная пищевая поваренная и морская соль.
AgCl – хлорид серебра. Главный источник антимикробных ионов. Аллерген – раздражает кожу и слизистую глаз.
HgCl₂ – хлористая ртуть (сулема). В незначительных количествах отменный дезинфектор, но также ядовитый, может нести угрозу человеку.
Hg₂Cl₂– хлорид одновалентной ртути. В обиходе известен как каломель, довольно эффективное слабительное средство.
KCl – калия хлорид. Частая основа калийных удобрений. В медицине востребован в роли биодобавки – помогает при кардиологических патологиях.
BaCl₂ – хлористый барий. Содержится в составе инсектицидных препаратов, борющихся со зловредными насекомыми. Для человека тоже токсичен в высоких концентрациях.
CaCl₂– хлорид кальция. Используется в качестве пищевой добавки. Также служит отвердителем-эмульгатором.
MgCl₂– магниевая соль соляной кислоты. Вопреки использованию в пищевой промышленности в роли добавки, в меру агрессивна (3-й класс опасности по классификации), причина коррозионных разрушений.

Во всех видах воды – от бутилированной, специально очищенной питьевой до сточной формации – хлориды непременно присутствуют. Определение концентрации хлорид-иона (Cl—) строго обязательно для всех типов жидкостей, которые могут применяться в качестве питьевых источников, использоваться в технологических процессах, «выделяться» в виде канализационных стоков.

Общие сведения

Содержание ионов Cl— в воде и их определение регламентировано нормативными и санитарными документами:

Технический регламент Евразийского экономического союза ТР ЕАЭС 044/2017 «О безопасности упакованной питьевой воды, включая природную минеральную воду».
СанПиН 2.1.4.1116-02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества».
СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения».
СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников».
СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод».
СанПиН 2.1.7.573-96 «Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения».
Межгосударственный стандарт ГОСТ 4245-72 «Методы определения содержания хлоридов.

Важное, но вместе с тем и опасное для потребителей физическое свойство хлоридов – высокая способность к растворению в воде при обычных условиях без нагревания. При контакте с водной средой хлориды участвуют в необратимом гидролизе, способствуя образованию соляной кислоты. Хлороводородная кислота вместе со своими солями портит органолептические характеристики воды (мутность, цветность, запах, вкус), участвует в коррозии металлических деталей оборудования и водопроводных труб, создаёт накипь в котлах и чайниках

Хлороводородная кислота вместе со своими солями портит органолептические характеристики воды (мутность, цветность, запах, вкус), участвует в коррозии металлических деталей оборудования и водопроводных труб, создаёт накипь в котлах и чайниках.

Хлорирование – очистка вод «хлоркой»

Только неукоснительное соблюдение санитарных требований, предъявляемых к устройству и эксплуатации всех сооружений водопровода, позволяет гарантировать безопасность питьевой воды, подаваемой населению. Эти требования касаются и установок для хлорирования воды.

Влага – идеальная среда для развития бактерий, а хлор и его соединения успешно угнетают жизнедеятельность патогенной микрофлоры.

«Активный хлор» убивает бактерии, окисляя вещества протоплазмы клеток бактерий. Наиболее чувствительны к «активному хлору» возбудители холеры, брюшного тифа и дизентерии.

В России впервые хлорировали воду в Кронштадте – во время эпидемии холеры 1910 года. Первоначально хлорирование производили хлорной известью, а в 1917 году на водопроводной станции г. Ленинграда применили газообразный хлор.

Хлорирование – обязательная процедура в случае забора воды из поверхностных водоемов, а также подземных источников, когда бактериальные показатели пробы не соответствуют ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая».

В резервуар с водой подается хлор в виде газа или раствора, затем происходит химическая реакция. В результате хлорирования качество обеззараживаемой жидкости сохраняется, а патогенные бактерии погибают.

Опасность для человека и природы

Значительное загрязнение водоемов, служащих источниками водоснабжения населения, солями хлороводородной кислоты, неизменно ухудшает внешний облик воды, делая ее неприятной для потребления. Промышленные производства и собственники жилья вынуждены применять системы очистки, иногда сложные – вплоть до 5-ти ступеней с обратным осмосом. Периодичность планово-ремонтных работ сокращается из-за износа труб и агрегатов.

Воды с хлоридами не пригодны для орошения сельскохозяйственных полей. Они также причина износа металлических частей бытовых приборов. Такая вода обладает горьковатый привкусом, что уменьшает возможность её использования в пищевых целях: консервация, маринование, вяление, копчение.

Природные геологические причины насыщения вод хлоридами – редкость. Превышение санитарных ограничений все больше находится на совести хозяйственников: неуемное увлечение удобрениями, борьба с наледями на трассах, промышленные выбросы в воду и в воздух, неконтролируемые мусорные свалки, смешение сточных вод с питьевыми ресурсами.

Вред для человеческого организма от переизбытка хлоридов:

сбои в работе мочеполовой системы;
неуклонное повышение артериального давления;
возникновение беспричинных отеков;
дисбаланс водно-солевого обмена;
снижение работоспособности сердца и сосудов головного мозга;
изменение состава крови в сторону ухудшения ее показателей.

Санитарные органы стараются следить за «хлоридной» обстановкой на планете, но многие природные явления они остановить не в силах, а людям иногда не хватает элементарных знаний в сфере экологии.

Оборудование для лабораторных исследований

Большая часть оборудования, работающая в лабораториях, действуют по тем же принципам, что и приборы для частного применения. Но их возможности шире, а точность выше.

Лабораторное оборудование охватывает области недоступные непрофессиональным устройствам. Например, проводит бактериологические, санитарные исследования образцов воды.

Для химической проверки

В лабораториях при химическом анализе воды используют фотометры. Но в более сложном варианте, чем при непрофессиональных исследованиях.

Пример: пламенный фотометр модели ФПА-2-01.

Это оборудование анализирует пламя с впрыснутым в него исследуемым раствором. Прибор позволяет точно ответить на вопросы о содержании в водном растворе ионов металлов (щелочных и щелочноземельных).

Инструменты для санитарно-бактериологического и микробиологического теста

Санитарно-бактериологический анализ воды заключается в обнаружении и определении концентрации вредоносных бактерий, микроорганизмов (например, кишечной палочки). Исследование проводится с использованием типового микробиологического оборудования.

Одно из немногих устройств, частично облегчающее бактериологический анализ воды — счетчик автоматического подсчета колоний бактерий ULAB UT-5502. Прибор изготовлен в Китае. Снабжен цифровой индикацией, жидкокристаллическим дисплеем.

Для радиологической проверки

В воде возможно присутствие радиоактивных элементов, в частности, газа радона. Дозиметрические исследования проводят с помощью стандартных радиометров.

Для получения данных о концентрации в воде радона и торона (радона-220) используют приборы типа Альфарад Плюс РП. Это цифровой радиометр радона и торона. Прибор способен мониторить объемную активность радиоактивных элементов в воде и других средах.

Оборудование для физико-химических тестов

Лабораторные приборы умеют устанавливать несколько физико-химических показателей в процессе одного измерения. Create MPS-1400 — типичный представитель этого класса устройств.

Create MPS-1400 — прибор лабораторный, но не стационарный. Он выполняет исследования при погружении в воду.

При этом, кроме основных физико-химических показаний (pH, температура, редокс-потенциал и так далее), умеет измерять:

количество растворенного кислорода;
глубину на которой находится;
давление.

Для спектрального исследования

Спектральные приборы — лабораторное оборудование, способное определить состав любого вещества.

Для исследования качества воды созданы специализированные спектрометры.

Спектрофотометр Lovibond SpectroDirect разработан для анализа воды различного происхождения (питьевой, технической, сточной).

С помощью прибора реализуются отечественные и зарубежные методики определения качества воды. 50 из них запрограммированы и не требуют калибровки прибора. При проведении измерений используются реагенты, разработанные фирмой Lovibond.

Что и как измеряют датчики хлора?

Датчики хлора способны измерять различные показатели содержания в воде хлористых соединений:

свободный и общий хлор;
хлор органического и неорганического типа;
диоксид хлора;
пероксид водорода;
уксусная кислота.

Датчик хлора выполнен в виде гальванической ячейки, которая является своего рода аккумулятором. В этой ячейки расположены рабочий электрод (катод) и измерительный электрод (анод). Сама ячейка заполнена электролитом. Мембрана датчика хлора отделяет ячейку с электролитом от измеряемой среды. Таким образом, электролит защищен и не подвержен попаданию сторонних примесей. Растворенный в воде хлор методом диффузии через мембрану проникает в электролит. Происходит разложение. На катоде (рабочем электроде) образуются ионы хлора (Cl-), после чего они переходят на анод (измерительный электрод), где и окисляется.

Материалы исполнения катода и анода зависят от того, содержание какого хлористого соединения необходимо определять в измеряемой жидкости.

Для чего необходим акватестер?

Обычные персональные фильтры воды являются недолговечными — со временем они начинают пропускать вредные вещества и вода приобретает неприятный запах, чаще всего — сероводорода, канализации, или хлора. Но не всегда вредные вещества, содержащиеся в воде, могут быть легко обнаружены с помощью обоняния, тогда на помощь приходит акватестер.

Это устройство может быть простым, карманным, или представлять собой целый набор для комплексного анализа жидкости. При наличии бассейна в загородном доме или на даче понадобится специальный набор тестеров, позволяющих проверить воду бассейна на содержание в ней хлора, брома, а также провести анализ уровня рН.

Хлор – что это за элемент?

Хлор – химический элемент группы галогенов. В нормальных условиях он выглядит, как ядовитый газ желтовато-зеленого цвета с резким запахом. Благодаря своей реакционной способности и склонности к окислению других веществ, хлор широко используется для отбеливания тканей, обеззараживания воды.

Область применения

Хлор используется для отбеливания и обеззараживания, однако, на этом его полезные свойства не ограничиваются. Этот газ имеет большое значение в различных отраслях промышленности: металлургической, полимерной, аграрной. Например, в полимерной промышленности хлор применяют для производства пластика (поливинилхлорида), технологических добавок для резин вроде хлорпарафина ХП-470 А. Эта добавка массово используется в производстве резинотехнических изделий антипирена и ингибитора горения.

Свободный хлор

Понятие «свободный хлор» имеет широкую трактовку. Общеустановленного толкования терминов, связанных с хлором по отношению к воде, нет. В СанПиН и ГОСТ 18190-72 (методика йодометрического титрования) свободным остаточным хлором называют ту его часть, которая присутствует в воде в виде хлорноватистой кислоты, ионов её солей (гипохлоритов) или растворённого молекулярного хлора.

Активный хлор, который по определениям СанПиН и ГОСТ не является свободным, может таким считаться в повседневном общении. Активным хлором называют равновесную концентрацию хлорноватистой кислоты в исследуемой пробе.

Связанный хлор

Связанным или «связанным остаточным хлором» называют ту часть хлора, которая находится в исследуемой пробе в форме органических и неорганических хлораминов – веществ общего состава NH_3-_nnCl_n и R-NH_2-_nnCl_n. Хлорамины, как и хлорноватистая кислота, являются обеззараживающими и окисляющими агентами, – их активность на несколько порядков ниже, – поэтому их применение весьма ограничено и не считается целесообразным. Часть хлорноватистой кислоты в условиях, подразумевающих водопользование, сама по себе переходит в хлорамины, чем и обусловлено её присутствие в большинстве проб вод, содержащих хлор.

Переход хлора из одной формы в другую в водоёмах и трубопроводах – комплексный физико-химический процесс, тяжело поддающийся описанию. Эта способность хлора к переходу из одной формы в другие связана с его высокой реакционной способностью.

Критерии выбора акватестера

Так как домашних фильтров недостаточно для того, чтобы обрести твердую уверенность в чистоте и безопасности питьевой воды, возникает необходимость в приобретении тестера. Какой тестер лучше всего приобрести? Все зависит от того, какие именно задачи поставлены перед этим устройством.

Если присутствуют подозрения на то, что вода жесткая, лучше всего приобрести Солемер TDS-3. Девайс быстро и точно вычислит количество солей в жидкости.

Для комплексной проверки состояния воды лучше всего отдать предпочтение универсальному прибору, исследующего жидкость по 11 наиболее важным параметрам – многопараметрическому тестеру, например, U-50. Любая модель из этой серии отличается высокой эффективностью, удобным управлением (блок управления встроенный) и доступной инструкцией. Кроме того, многопараметрические акватестеры этой серии способны запоминать результаты анализа, которые впоследствии легко внести в персональный компьютер и таким образом отслеживать состояние качества воды, вести наблюдение за возможными изменениями в ее составе.

Если же необходимо определить присутствие хлора в воде, то для такого случая необходима покупка специального хлориметра CL200+. Это устройство обладает широким диапазоном измерения — от 0,01 до 10 мг/л, что позволяет с точностью исследовать сильно хлорированную жидкость. Помимо основной функции, девайс способен определить уровень рН и ОВП не только в домашней воде, но и в любом искусственном водоеме – аквариуме, бассейне, бойлере и так далее. Кроме того, прибор отличается экономичностью, так как для проведения любого анализа используется универсальный химический реагент ExTab. Результаты измерений выводятся в цифровом формате.

Для обнаружения и вычисления концентрации кислорода (О2) в воде предназначен специальный оксиметр. Для бытового применения лучше всего приобрести модель Extech DO600+ и модель AZ8401. Оба прибора представляют собой газоанализатор, способный проводить исследование в открытой скважине любой глубины и в закрытом герметичном сосуде. В чем их отличие? Первый вариант — Extech DO600+ — применяется не только в домашних условиях, но и на производстве.

Встроенная память устройства позволяет сохранять результаты анализа и впоследствии сравнивать их между собой. Количество возможных для сохранения отчетов – 25 шт. Второй же вариант — AZ8401- предназначен для обнаружения и вычисления количества кислорода не только в обычной питьевой воде, но и в любом водоеме, в том числе естественном (например, для того, чтобы определить пригоден ли данный водоем для рыбной ловли, или разведения в нем рыбы). Стоит добавить, что измерение О2 лучше всего производить регулярно, так как концентрация кислорода подвержена постоянным изменениям, зависящим от погодных условий.

Для поддержания и сохранения здоровья организма необходимо пользоваться и употреблять только чистую воду с нормальным содержанием в ней солей и минералов. Поэтому акватестер является одним из самых необходимых в быту приборов, ведь благодаря этому компактному простому устройству можно с легкостью определить состояние питьевой воды, воды аквариума, бассейна и даже естественного водоема. По результатам анализа или регулярных исследований и наблюдений, можно выявить проблему и принять меры, направленные на очищение воды и обезопасить организм от воздействия вредных веществ.

Преимущества наших датчиков хлора

Мы являемся официальными дилерами европейского завода-изготовителя и занимаемся поставками датчиков хлора и станций дозирования, укомплектованных датчиками различного типа. Мы выбрали самые надежные модели, которые измеряют различные хлористые соединения в жидкости.

Ключевыми преимуществами наших датчиков хлора являются:

простое и недорогое обслуживание;
электролит в комплекте;
широкий диапазон измерения хлора: от 4 до 12 pH;
возможность использования при высоком противодавлении;
высокая точность и скорость измерения.

Для датчиков хлора также имеется большой выбор соединительных кабелей. Вы можете выбрать подходящий кабель по своим потребностям и требованиям. Длина кабеля может составлять от 0,7 до 25 метров. Также, если ваши датчики хлора вышли из строя, Вы можете подобрать к ним расходные части такие, как запасные мембраны, специальные шарики и электролиты.

Сточные и природные воды

Круговорот солей соляной кислоты в природе и в быту – неизбежный процесс. Хозяйственные нужды, медицина, пищевая отрасль без участия хлоридов будут испытывать дефицит в нужных химических компонентах.

Нормальная концентрация хлоридов в пресных озерах и реках обычно колеблется от сотых долей до нескольких граммов, число анионов Cl— в морях и океанах чаще всего достигает 87% от общего числа анионов других кислот и солей. В природном круговороте веществ активно задействованы грунтовые и поверхностные воды. В жаркую погоду, испаряясь с водой, хлориды попадают на небо, откуда проливаются дождями на землю, попадая туда, где их не было. Во время этого процесса их естественная концентрация в водоемах возрастает.

Воспользовавшись природными водными запасами, человек решает свои насущные проблемы. Еще больше загрязняя живительную влагу, окончательно превращает ее в сточный «субстрат», который зачастую очистить уже не представляется возможным. Чтобы результаты такой деятельности не переходили все мыслимые и немыслимые границы, санитарные службы установили ПДК (предельно допустимые количества) по содержанию хлоридов в разных типах воды.

Ученые из России создали простые и точные датчики для обнаружения хлора в воде

Предсказание климатических моделей

Наиболее востребованные наборы

Наборы приборов

Виды акватестеров