Archiwa kategorii: Wiedza

Grafenowe filtry do wody

Na Monash University oraz University of Kentucky powstały grafenowe filtry, które filtrują wodę oraz inne płyny 9 razy szybciej niż obecnie dostępne na rynku. Fltry charakteryzują się również zadziwiającą wytrzymałością i sprawdzają się nawet w najbardziej sprzyjających korodowaniu środowiskach.

Wynalazek był możliwy dzięki stworzeniu przyczepnej formy tlenku grafenu, który może być rozprowadzany w bardzo cienkich warstwach. Technika ta pozwala na równomierne ułożenie wewnątrz struktury grafenu, co nadaje filtrowi jego unikalne właściwości.

Grafenowe filtry mogą być znacznie szybsze i większe od aktualnie stosowanych. Ich zastosowanie obejmuje filtrowanie chemikaliów, wirusów i bakterii. Mogą być używane do oczyszczania wody, produktów mlecznych lub wina, a także w produkcji leków. Nowe filtry mogą odsączyć każdą cząsteczkę o wielkości większej od 1 nanometra.

Właściwości grafenowych filtrów znane są od lat, jednak dopiero teraz opłacalna stała się ich produkcja na skalę przemysłową. Badania były wspierane przez „Ionic Industries” oraz A”ustralian Research Council”.

 

Źródło: phys.org

Chlorki – wskaźniki jakości wody (część 6)

Dobra rozpuszczalność chlorków oraz powszechne ich występowanie w skorupie ziemskiej w postaci naturalnych pokładów soli (NaCl i MgCl2) powoduje, że jon chlorkowy znajduje się we wszystkich wodach naturalnych. Zawartość jonów chlorkowych w wodach naturalnych może wynosić od kilku dziesiątych części miligrama aż do kilkuset gramów w 1 dm3 wody.

Niewielkie iloœści jonów chlorkowych znajdują się w wodach górskich i wodach opadowych. Chlorki mogą przenikać do wód naturalnych z:

  • gleby
  • pokładów naturalnych soli
  • ze œciekami
  • z odpadkami pochodzenia zwierzęcego

Przy ocenie zawartoœci chlorków w wodzie istotne jest ustalenie ich pochodzenia, to znaczy czy są one pochodzenia naturalnego, czy też ich obecnoœść jest wynikiem zanieczyszczenia wody. W tym ostatnim przypadku jonom chlorkowym towarzyszą znaczne iloœści związków azotowych. Słony smak wody zależy od rodzaju soli występujących w wodzie. Smak ten jest spowodowany obecnoœścią w wodzie chlorku sodu.
Wysokie stężenie jonów chlorkowych zwiększa korozyjnośœć wody. Stężenie chlorków powyżej 250 mg*dm-3 jest szkodliwe dla roœlin.

Według wymagań sanitarno-epidemiologicznych, zawartoœść chlorków w wodzie do picia nie powinna przekraczać 250 mg*dm-3, jeżeli są to chlorki pochodzenia naturalnego. Chlorki innego pochodzenia czynią wodę nieprzydatną do picia.

Woda pitna z atmosfery

W Indiach opracowano nową technologię o nazwie „tunel deszczowy”, która pozwala pozyskiwanie wilgoci z powietrza. Wynalazcą jest Dr Rajah Vijay Kumar z De Scalene Research Organization.

Tunel deszczowy wykorzystuje „naddźwiękowy odpylacz” (Hypersonic Precipitator), który emituje fale dźwiękowe o ekstremalnie wysokiej częstotliwości, za pomocą których tworzy nanocząsteczki wody. Cząsteczki o wielkości mniejszej niż 20 nanomentrówmogą zostać zamrożone w temperaturze nawet 10-15 st. Celsjusza. Muszą jednak być spełnione jeszcze dodatkowe warunki, które wytwarzane są w komorze tunelu. Dzięki nim następuje szybkie osadzanie się nanomentrowych kryształów lodu przy bardzo małym poborze wody z chmury, która formuje się wewnątrz tunelu.

Wytrącanie się wody (deszcz) rozpoczyna się wewnątrz tzw. „komory chmurowej” (Active Cloud Chamber). Następnie woda jest zbierana i oczyszczana w pięciostopniowym procesie. Potem nadaje się już do picia.

Sekret nowej technologii tkwi w komputerze sterującym, który kontroluje skomplikowane operacje tworzenia odpowiednich warunków pogodowych w tunelu. Tunel deszczowy może produkować wodę pitną nawet z powietrza o wilgotności zaledwie 10 ppm. Jest to przełom w dotychczasowych wysiłkach opracowania metody pozyskiwania wody z atmosfery.

 

Źródło: planetsave.com

Żelazo i mangan w wodzie – wskaźniki jakości wody do picia (część 5)

Woda ze studni jest zdrowa i czysta. Czy na pewno? Woda taka może posiadać znaczące ilości żelaza i manganu, co przekładać się będzie na jej rdzawy kolor oraz żelazisty smak i zapach.

W wodach naturalnych żelazo i mangan występują przeważnie w postaci węglowodorów, siarczanów, chlorków, związków humusowych i niekiedy fosforanów. Mangan zazwyczaj współwystępuje w wodzie z żelazem. Obecność jonów żelaza i manganu jest bardzo szkodliwa dla wielu procesów technologicznych, szczególnie w przemyśle papierniczym, włókienniczym i fotograficznym.

Jeżeli w wodzie jest dużo związków manganu i żelaza, ma ona specyficzny zapach i smak. Ponadto żelazo brudzi urządzenia sanitarne np. armaturę wanny, umywalki na kolor brązowożółty. Mangan powoduje zabrudzenia i osady o czarnym zabarwieniu. Powstające w rurach żelaziste osady zmniejszają ich światło, co bezpośrednio przekłada się na straty energii pomp tłoczących wodę oraz przedostawanie zanieczyszczeń do wody.
Maksymalne dopuszczalne stężenie Fe: 0,20 mg/dm3
Maksymalne dopuszczalne stężenie Mn: 0,05 mg/dm3

Odczyn wody – wskaźniki jakości wody do picia (część 4)

Odczyn wyraża stopień kwasowości lub zasadowości wody i jest określany ilościowo stężeniem jonów wodorowych.

Dla roztworów wodnych wartość pH mieści się w przedziale 0-14:

  • roztwory kwaśne: pH<7,
  • roztwory zasadowe: pH>7,
  • obojętne: pH=7.

Zwykle wody powierzchniowe posiadają pH w zakresie 6,5 – 8,5 co odpowiada wymaganiom stawianym wodzie do picia. Zdarzają się jednak wody o mniejszych i większych wartościach pH. Wyraźnie kwaśny odczyn wody (pH ok. 4) obserwowany jest m in. podczas „kwaśnych deszczy” i w przypadkach zanieczyszczenia wody kwaśnymi ściekami.

Wysokie wartości pH (ponad 10) są najczęściej wynikiem zanieczyszczenia wody ściekami alkalicznymi oraz występują w wodach zeutrofizowanych, kiedy nadmierny rozwój glonów powoduje wzrost intensywności fotosyntezy (zużycie znacznych ilości dwutlenku węgla).

Na wartość pH wód wpływa również rodzaj podłoża, przez które przepływają wody. Wody przepływające przez podłoże kwarcowe charakteryzują się odczynem kwaśnym, natomiast przepływając przez podłoże wapienne mają odczyn zasadowy.

Oznaczenie pH wykonuje się kolorymetrycznie lub elektrometrycznie. Wody o niskim pH odznaczają się korozyjnością zaś o wysokim pH wykazują skłonność do pienienia się.
Norma: od 6 do 9 pH

Barwa wody – wskaźniki jakości wody do picia (część 3)

Barwa wody to jeden z podstawowych parametrów określających jakość wody.

Barwa wody może być spowodowana odpadami organicznymi (liście, drewno), substancjami humusowymi, ściekami przemysłowymi lub erozją gleb. Barwa wody może być również rezultatem obecności soli żelaza (kolor zielononiebieski), żelaza i manganu (żółty do brązowego koloru), siarki (niebieski), siarkowodoru (szmaragdowa) lub substancji organicznych (żółta, pomarańczowa, brunatna, rdzawa, wiśniowa, brązowa, czarna) a także planktonu (kolor zielony).

Barwa rzeczywista wody jest to barwa wody klarownej po usunięciu mętności, natomiast barwę pozorną powodują drobne zabarwione cząstki zawieszone w wodzie łącznie z substancjami rozpuszczonymi.Barwę pozorną oznacza się bez uprzedniego sączenia lub odwirowania wody. Intensywność barwy świadczy o zanieczyszczeniu wody.

Barwa wody kierowanej do zasilania sieci wodociągowej nie powinna przekraczać 20mgPt/dm3. Wody studzienne wykorzystywane do picia i celów gospodarczych nie powinny mieć barwy większej niż 25mgPt/dm3. Jako układ odniesienia przyjmuje się koloidalny wodny roztwór chloroplatynianu potasu (1mgPt/dm3 = 10 stopni skali platynowej).

Oznaczenie barwy należy do grupy oznaczeń, które należy wykonać możliwie szybko po pobraniu próbki, gdyż podczas przechowywania mogą zachodzić różne przemiany tak fizykochemiczne jak i biologiczne powodujące zmianę barwy wody. Próbki do oznaczenia nie powinno się utrwalać.

Barwę wody można oznaczać:
– według skali platynowo – kobaltowej,
– według skali dwuchromianowo – kobaltowej,
– metodą opisową w przypadku barwy specyficznej,
– metodą oznaczania liczby progowej barwy,
– metodą spektrofotometryczną.

Intensywność barwy oznacza się kolorymetrycznie najczęściej w skali wzorca platynowo-kobaltowego (1 stopień odpowiada barwie jaką nadaje 1 mg Pt w postaci soli rozpuszczonej w 1 dm3 wody).

Norma barwy: do 15 mg Pt/dm3

Zapach wody – wskaźniki jakości wody do picia (część 2)

Zapach wody mogą powodować różne związki (najczęściej pochodzenia organicznego) oraz gazy.

W wodach podziemnych najczęściej przyczyną zapachu jest obecność siarkowodoru. W wodach powierzchniowych zapach wody powstaje w wyniku: zakwitu glonów, mineralizacji osadów dennych i innych procesów biochemicznych oraz odprowadzania ścieków. Rozróżniamy następujące grupy zapachów:
R – zapachy roślinne pochodzenia naturalnego, wywołane związkami organicznymi, które nie znajdują się w stanie rozkładu gnilnego (np. zapach ziemi, mchu, siana, torfu, kory drzewnej, zapach kwiatów itp.),
G – zapachy gnilne pochodzenia naturalnego, spowodowane obecnością w wodzie substancji organicznych znajdujących się w stanie rozkładu gnilnego (np. zapach stęchły, zbutwiały, zapach pleśni, zgniłych jaj itp.),
S – zapachy pochodzenia nienaturalnego (sztucznego), wywołane obecnością związków nie spotykanych w wodzie, jak fenol, nafta, chlor itp.

Zapach jest to wskaźnik jakości wody określany organoleptycznie za pomocą powonienia skali natężenia zapachu, oznacza się na zimno lub na gorąco, podając natężenie zapachu wg 5-stopniowej skali:

  • 0 – brak zapachu
  • 1 – zapach bardzo słaby
  • 2 – zapach słaby
  • 3 – zapach wyraźny
  • 4 – zapach silny
  • 5 – zapach bardzo silny

 

 

 

Mętność wody – wskaźniki jakości wody do picia (część 1)

Wskaźniki jakości wód określają jakość wody tj. ilość i rodzaje zawartych w wodzie zanieczyszczeń. Podstawowy wskaźnik to mętność i tym parametrem zajmiemy się w dniu dzisiejszym.

Mętność to właściwość optyczna uwarunkowana obecnością nierozpuszczonych w niej cząstek pochodzenia nieorganicznego i organicznego, które rozpraszają i absorbują promienie świetlne. Mętność określana jest w mętnościomierzu Baylisa przez porównanie badanej wody z odpowiednio przygotowanymi wzorcami. Za jednostkę mętności przyjęto taką mętność, jaka powstaje, jeżeli do 1 dm3 wody destylowanej doda się 1 mg zawiesiny ziemi okrzemkowej lub kaolinu. Mętność mogą powodować wytrącające się:

  • związki żelaza,
  • manganu i glinu,
  • kwasy humusowe,
  • plankton,
  • cząstki skał i gleb,
  • osady denne,
  • zawiesiny odprowadzane do wód ze ściekami.

Oznaczenie mętności jest niezbędne przy ocenie wody do picia oraz wody do celów gospodarczych i przemysłowych. Mętność wody wpływa przede wszystkim na jej wygląd i smak. Wody mętne nie nadają sie do picia!

Norma: 1 NTU