Пристрій для експерес-метрії нітратів у проточній воді
DOI:
https://doi.org/10.20535/2617-8974.2018.1(1).152108Ключові слова:
Нітрат-іони, вимірювання нітратів, проточна вода, спектрофотометрія, УФ-випромінюванняАнотація
Методи та інструменти для визначення рівня забруднень у питній воді є важливими в різних сферах діяльності людини, адже якість води важлива завжди. Автоматизований моніторинг може покращити рівень контролю якості води. Розроблений метод та пристрій для експрес-метрії рівня нітратів у водних розчинах на основі спектрофотометричного методу. Відмінною рисою розробки є визначення забруднення для проточної води без спеціальної підготовки розчинів. Запропонований спосіб реалізовано шляхом вимірювання пропускання світлових променів через запатентовану проточну кювету в ультрафіолетовому діапазоні на трьох довжинах хвиль та математичної обробки отриманих значень за спеціально розробленим для приладу алгоритмом.
Для обробки вимірюваного результату значення пропускання променів через проточну кювету розроблено спеціальний алгоритм. Аналіз площ під кривими залежностей оптичної ділянки від довжини хвилі передбачає, що найбільш оптимальна довжина хвилі для оцінки характеристик концентрації нітратів знаходиться в області 307-309 нм. Вибір аналізу трьох довжин хвиль замість одного дозволяє враховувати інші домішки та робить пристрій більш точним. Реєстрація NO3 у проточній воді здійснюється на комп'ютері з зазначенням дати та часу проведення дослідження. Успішне поєднання сучасної елементної бази, а саме напівпровідникових ультрафіолетовых випромінювачів (світлодіодів на спектральній площині від 265 до 365 нм) дозволило зменщити похибки, пов'язані з забруднювачами води з фульвокислотами. Тестування на визначення нітратів у воді дозволило провести лабораторні випробування та обгрунтувати можливість промислового використання. Запропонований спосіб реалізується шляхом вимірювання передачі світлових пучків через проточну кювету в діапазоні ультрафіолетових випромінювань на трьох довжинах хвиль з математичною обробкою значень, отриманих для спеціально розробленого приладу. Налаштовуючи прилад на допустимі домішки різних забруднювачів, ми вперше вирішуємо питання швидкого вимірювання забруднювачів безпосередньо в трубопроводі з передачею даних на віддалений комп’ютер для обробки та збереження даних про стан води протягом тривалого часу.
Посилання
O. Salivon, V. Zubchuk, V. Taranov, «Express metering of nitrates in running water» Materials of the 5th International Scientific and Practical Conference "Clean Water. Fundamental, Applied and Industrial Aspects "October 26-27, 2017. Kiev, p. 193-194.
O. Salivon, V. Zubchuk, V. Taranov, «Express-metry of condensed matter» Collection of scientific works for materials XLVI practical International scientific and practical conference "Application of lasers in medicine and biology" May 25-27, 2017. Kharkiv, p. 152.
Patent 101854 UA, MPC G01N 21/25, G01N 21/33, Method for photometric determination of nitrates in water supply sources. L. Demutskay, I. Kalinichenko; Applicant Institute of Colloid Chemistry and Water Chemistry A. Dumansky NAS of Ukraine; Published May 13, 2013 Bulletin No. 9.
V. Taranov, A. Kurlyanceva, «Optical-spectral method for determining the concentration of nitrates in water» Visnyk of Lviv University. Chemical series, 2016, 57(1), p. 226-231.
I. Dzhugayeva, M. Eremina Nitrates in water as a problem of life safety. Progresses of modern natural science. 2014, № 6. P. 88.
D. Yabbarova, E. Kuznetsova, "Application of spectrophotometry for water analysis" Collection of articles of the International Scientific and Practical Conference "Interaction of Science and Society: Problems and Perspectives", Ufa. 2015. p. 33-36.
Patent 116728 UA, MPC G01N 33/18, G01N 21/25, G01N 21/33, 02F 103/00, Device for photometric determination of nitrate in aqueous solution / V. Honcharuk, V. Taranov; Applicant Institute of Colloid Chemistry and Water Chemistry A. Dumansky NAS of Ukraine; - № a 2014 12883. Declared October 26, .2015, Bulletin № 20; published June 12, 2017, Bulletin № 11.
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 18th Edn. American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation, W., 1992.
I. Kalinichenko, “Determination of nitrates in drinking water by three-wave photometry in ultraviolet”, I. Kalinichenko, L. Demutskaya. Journal of Analytical Chemistry, 2004, Vol. 59, No. 3. P. 240 - 244.
V. Goncharuk, “Chemistry of water and drinking water supply problems”, Worldview, 2009, No. 4. P. 18 - 27.
O. Salivon, V. Zubchuk, V. Taranov, “A system for monitoring the level of pollution of reservation with nitrates”, Collect. of art. of the scient. and inform. cent. "Znanie" on mat. XXXII Intern. Scient. and Pract. Conf.: "Development science in the XXI century" 1 p., Kharkov, 2018. p. 68.
