Определение взвешенных веществ в воде фильтрованием

Определение взвешенных веществ показывает, сколько в воде твёрдых частиц, которые не растворились и не осели. Их отделяют фильтрованием и взвешивают, поэтому метод называют гравиметрическим. Результат выражают в миллиграммах на кубический дециметр, то есть на литр воды.

Взвешенные вещества путают с мутностью, но это разные показатели. Мутность определяют, сравнивая воду со стандартными взвесями, например по формазиновой шкале, а взвешенные вещества собирают на фильтре и кладут на весы. Пересчёт мутности в миллиграммы на литр зависит от того, из чего состоит взвесь, на 1 NTU приходится от 0,13 мг/л диатомита до 1 мг/л каолина, подробнее в статье «Мутность воды» в Википедии.

Взвешенные вещества и сухой остаток

Есть и третий показатель, который легко спутать с первыми двумя, это сухой остаток. Его находят по растворённым веществам. Профильтрованную воду выпаривают, а остаток высушивают при 105 °C, так сухой остаток определяют по РД 52.24.468-2019, который с 1 ноября 2020 года заменил РД 52.24.468-2005. Если же выпарить пробу без фильтрования, получится общее содержание примесей, то есть сумма растворённых и взвешенных веществ. Так его определяли по РД 52.24.468-2005.

Выходит, что фильтр делит пробу на две части. Всё, что задержалось на нём, относится к взвешенным веществам, а всё, что прошло сквозь поры, к растворённым. Размер пор фильтра записан в методике. Определение взвешенных веществ по РД 52.24.468-2019 ведут через мембранный фильтр с порами 0,45 мкм, а бумажный фильтр «синяя лента» допускают как запасной вариант. Там же отмечено, что поры у бумажного фильтра гораздо крупнее, от 3 до 5 мкм, и мелкая взвесь может пройти сквозь него.

Как идёт определение взвешенных веществ

Определение взвешенных веществ просто по идее. Чистый фильтр высушивают до постоянной массы и взвешивают. Затем через него пропускают отмеренный объём пробы, фильтр с осадком снова высушивают до постоянной массы и снова взвешивают. Разница двух масс, поделённая на объём пробы, и есть массовая концентрация взвешенных веществ.

Для природных, питьевых и сточных вод применяют, например, методику ПНД Ф 14.1:2:4.254-09, действующая редакция которой введена с 1 июля 2018 года, она описывает и прокалённые взвешенные вещества. По методике ПНД Ф 14.1:2.110-97 пробу фильтруют через мембранный фильтр с порами 0,45 мкм или через бумажный фильтр «синяя лента». Методика ПНД Ф 14.1:2.110-97 рассчитана на концентрации от 3 мг/дм³.

Определение взвешенных веществ по этой методике требует, чтобы на фильтре набралось от 3 до 200 мг осадка, под это и подбирают объём пробы. Фильтр сушат при 105 °C и взвешивают, пока разница между взвешиваниями не станет меньше 0,5 мг при массе осадка до 50 мг.

Прибор ПВФ для определения взвешенных веществ

Для этой работы выпускают приборы вакуумного фильтрования с буквами ВВ в обозначении. У приборов (ВВ) воронки из нержавеющей стали на 500 мл, а фильтр 35 или 47 мм лежит на пористой титановой фритте. С одной воронкой, как ПВФ-47/1 НБ (ВВ), фильтруют одну пробу, а с коллектором на несколько воронок сразу серию. Вакуум создаёт мембранный насос, а фильтрат собирается в колбе Бунзена.

В приборах (ППВВ) воронки из прозрачного полипропилена на 250 мл, через стенку видно, сколько пробы осталось, а фильтрат всех воронок собирается в общий ресивер, например в ПВФ-47/2 НБ (ППВВ).

Когда пробу нужно пропустить через фильтр большого диаметра, берут ПВФ-110 НБ под фильтр 110 мм или ПВФ-142 НБ под фильтр 142 мм. Над фильтром у них ёмкость на 500 мл с широким заливным отверстием, а фильтрат собирается в ресивере на 2500 мл.

Подготовка пробы к определению взвешенных веществ

Фильтр берут того диаметра, под который сделана ячейка прибора, и следят, чтобы проба не проходила мимо него. Перед насосом стоит фильтр-влагоотделитель, который не пускает капли в камеру насоса.

По ПНД Ф 14.1:2.110-97 пробу перед фильтрованием тщательно перемешивают, а осадок, приставший к стенкам ячейки, смывают на фильтр порцией фильтрата.

Как устроен сам прибор и чем разные источники вакуума отличаются друг от друга, рассказано в статье о принципе работы прибора, а все исполнения собраны в семействе прибор вакуумного фильтрования ПВФ и в разделе приборы вакуумного фильтрования. О мембранных фильтрах и микробиологическом анализе воды рассказано в статье о фильтровании через мембранные фильтры.

Источники: ПНД Ф 14.1:2:4.254-09, ПНД Ф 14.1:2.110-97, РД 52.24.468-2019 (заменил РД 52.24.468-2005), Википедия, «Мутность воды».