Таблеточные DPD тестеры для бассейна. Что можно ими измерить

Введение

В ручных тестерах для бассейнов реагентом, вызывающим изменение цвета при реакции с тем или иным анализируемым компонентом, часто являются диэтил-пара-фенилендиамин- или диметил-п-фенилендиамин сульфат, которые представляют собой производные пара-фенилендиамина и сокращенно обозначаются DPD.

Различают четыре типа DPD таблеток.

• DPD 1: Предназначены для измерения таких окислителей, как свободный хлор или гипохлориты, бром и диоксид хлора.
• DPD 2: Используется для измерения монохлорамина.
• DPD 3: При использовании реагента DPD 3 определяется общее содержание разных форм хлора в воде, т.е. общий хлор. Комбинируя результаты измерений свободного хлора (DPD 1) и общего хлора (DPD 3) можно определить величину связанного хлора.
• DPD 4: Используется только для измерения суммарного остаточного хлора и активного кислорода, поскольку реагирует на окислители.

Почему таблетки DPD

Прежде всего отметим, что в бассейновой практике наиболее точные результаты по измерениям, как мы говорим, хлора, брома, озона, перекиси водорода и т.п., можно получить не таблеточными тестерами или индикаторными полосками, а колориметрическим (фотометрическим) способом. Электрические фотометры точны и удобны в использовании, однако они дорого стоят и поэтому в лучшем случае доступны профессионалам из крупных фирм, занимающихся обслуживанием бассейнов или вопросами водоочистки. Еще более сложные приборные способы (титрометры, кондуктометры, за исключением карманных CHECKER), тем более недоступны широкому кругу пользователей, поэтому мы их опускаем из рассмотрения.

Исторически сложилось, что самым распространенным дезинфектантом для воды в бассейнах является хлор. И естественно, самой развитой и изученной является диагностика различных форм хлора. Уточним, что выделяют свободный, связанный и общий хлор. Статья посвящена разбору самого популярного «таблеточного» DPD способа их диагностики. DPD пришел на смену ортотолуидину (ОТО), так как как последний признан канцерогенным веществом [1].

Среди рядовых пользователе распространенными являются ручные тестеры — устройства для тестирования различного хлора, брома, активного кислорода в которых цвет раствора сравнивается на глаз (не фотометром) с цветом эталона. А реагентом, вызывающим изменение цвета при реакции с тем или иным анализируемым компонентом, являются диэтил-пара-фенилендиамин- или диметил-п-фенилендиамин сульфат, которые представляют собой производные пара-фенилендиамина и сокращенно обозначаются DPD. Различают четыре типа DPD таблеток.

• DPD 1: Предназначены для измерения таких окислителей, как свободный хлор или гипохлориты, бром и диоксид хлора. Таблетка содержит диэтил-пара-фенилендиаминсульфат и соответствующий буфер, поддерживающий необходимый рН и компенсирующий избыточную жесткость. Таким образом измеряют совокупность того, что является наиболее активным дезинфектантом в процессе хлорной дезинфекции воды в бассейнах. Основные реагенты смеси для индикации: KJ (10-20%), гидрокарбонат натрия (5-10%), борная кислота (1-5%), N,N-diethil-p-phenilendiamine sulfate (<1%).

• DPD 2: Используется для измерения монохлорамина. Используется редко ввиду недостаточной надежности и требовательности к соблюдению различных условий анализа. Основные реагенты смеси для индикации KBr (60-85%) и KJ (около 0,5%).

• DPD 3: При использовании реагента DPD 3 определяется общее содержание разных форм хлора в воде, т.е. общий хлор. И хотя этот параметр заслуживает контроля, более важно следить за уровнями свободного и связанного хлора в сумме составляющими общий хлор. Более точный результат определения связанного хлора, т.е. различных хлораминов: моно- , ди- и триаминов, получается при использовании в одном и том же измерении последовательно таблеток DPD 3 сразу после DPD 1.

Связанный хлор = Общий хлор - Свободный хлор

Связанный хлор (хлорамины) являются нежелательными соединениями хлора, поскольку хотя они и слабые дезинфектанты, но вызывают раздражение кожи и слизистых оболочек. Таблетка DPD №3, помимо диэтил-пара-фенилендиамин сульфата, содержит иодид калия (30-40%) и буфер. Даже следы иодида калия будут быстро реагировать с соединениями связанного хлора в образце.

• DPD 4: Используется только для измерения общего остаточного хлора или активного кислорода, поскольку реагирует на окислители. В смесях хлор маскирует кислород и наоборот. Bayrol сообщает следующий состав DPD №4: Иодистый калий (7681-11-0); борная кислота (10043-35-3); тальк (14807-96-6). В тоже время Lavibond пишет, что их составы не содержат борной кислоты, которая заменена чем-то другим. Иногда состав DPD 4 трактуют как сумму DPD 1 и DPD 3. Отчасти это верно, но не во всех деталях. Основные реагенты смеси для индикации: гидрофосфат динатрия Na₂HPO₄ (20-30%), KJ (10-20%), адипиновая кислота (5-10%), борная кислота (<5%), N,N-diethil-p-phenilendiamine sulfate (<1%), динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, что то же Трилон Б (5-10%).

Реагент DPD доступен в двух формах: в виде таблеток и раствора. При использовании раствора DPD следует соблюдать особые условия хранения, так как это вещество разлагается на свету. Реагент устойчив только в кислом растворе, поэтому для проведения анализа дополнительно требуется щелочной буферный раствор, создающий необходимый для проявления окраски pH, равный 6,3 и буфер входит в состав таблеток.

Как правило, реагенты состоят из нескольких компонентов. Реагенты могут использовать как самостоятельно, так и добавлять их в пробу в определенной последовательности. Поскольку как размер пробы, так и количество капель имеют решающее значение в плане формирования цветового комплекса, то дозировка должна быть предельно точной.

О том, какие используют методы тестирования хлора в бассейнах прочтите в Способы экспресс измерения хлора в воде бассейнов

DPD метод для озона и перекиси водорода [1] 

а) Работает только в случае отсутствия примесей хлора или брома:

Чистый флакон ополаскивают водой, которую предстоит анализировать (флакон остается при этом незаполненным).

Добавляют либо по одной таблетке DPD №1 и №3, либо одну таблетку DPD №4 (зеленый принт). Размельчают таблетку(и) чистой стеклянной палочкой.

Добавляют анализируемую воду до отметки 10 мл, перемешивают содержимое до растворения таблетки (ок).

Определяют окраску из сравнения со стандартом, либо измеряют фотометрически.

б) Если в среде присутствуют следы хлора или брома, то при выполнении только что описанной процедуры будет определяться общее содержание озона и хлора (или брома). Полученное таким образом значение (в мг/л) назовем А. В рассматриваемом случае возникает необходимость проведения второй процедуры: тщательно ополаскивают флакон для проведения реакции и заполняют его анализируемой водой до отметки 10 мл.

Добавляют одну таблетку DPD Glycine (Глицин), перемешивают содержимое палочкой до полного растворения.

Тщательно ополаскивают второй флакон и помещают в него либо по одной таблетке DPD №1 и №3, либо одну таблетку DPD №4 (зеленый принт), размельчают таблетку(и) стеклянной палочкой.

Перемещают в этот флакон раствор из первого флакона, перемешивают до полного растворения таблетки(ок).

Определяют окраску из сравнения со стандартом, либо измеряют фотометрически. Полученную величину — общее содержание брома (или хлора) в единицах мг/л озона — обозначим В.

Для определения концентрации озона вычитают из величины А величину В.

Для перекиси водорода

Конкретно для качественного и количественного определения перекиси водорода выпускаются тестовые полоски и таблеточные тестеры. Внешне они похожи на обычные ручные тестеры на активный кислород. Но реагенты и, соответственно, цветовая шкала сравнения, у них иные. Если вы имеете дело с определением перекиси водорода, то лучше пользуйтесь этими тестерами, заточенными на нее. На нашем рынке такие тестеры есть у Астрала, у Байрола. Например, у FLUIDRA AstralPool тестер арт. 03187 определяет PHMB: 10–100 мг/л, H₂O₂: 5–50 мг/л, pH: 6.8 – 8.2    PHMB, это определение бигуанида (полигексанид), полигексаметиленгуанидин гидрохлорида (ПГМГ), Биопага, Полисепта и т.п. Для определения перекиси водорода в этом тестере используются таблетки Перекись водорода HR Rapid

Определение озона с использованием трисульфоната индиго.

Озон быстро обесцвечивает индиго в кислой среде. Степень обесцвечивания раствора индиго пропорциональна количеству озона в воде.

Преимуществом метода, разработанного компанией Lovibond®, является отсутствие влияния примесей хлора или брома на получаемую величину за счет включения в таблетки дополнительных компонентов.

Процедура метода, основанного на использовании индиго:

Чистый флакон ополаскивают водой и добавляют в него одну таблетку для теста на озон.

Размельчают таблетку чистой стеклянной палочкой, затем заполняют флакон до метки водой, стараясь избежать появления пузырьков воздуха.

Аккуратно перемешивают смесь до полного растворения таблетки, избегая слишком сильного встряхивания.

Определяют окраску из сравнения со стандартом, либо измеряют фотометрически. Полученная в анализе величина — это концентрация озона в мг/л.

Особенности DPD реагентов и тестера

На практике чаще всего приходится следить за показателем концентрации ионов водорода в воде, т.е. тем, что мы называем рН и содержанием дезинфицирующего вещества (хлора) и чаще это активный хлор. Предназначенный для домашних бассейнов ручной тестер состоит из двух мензурок со шкалой цветовых эталонов. Используются реагенты в таблетках, но могут быть и капельные тестеры. Важно понимать, что таблеточные и капельные тестеры не одинаковы и не взаимозаменяемы, т.к. имеют разные эталонные шкалы. Такие тестеры детектируют рН от 6,8 до 8,2 и активный хлор 0,5...6,0 мг/л. Чаще шкала по хлору градуирована до 3мг/л, но встречаются и до 5-6мг/л. Если реальная концентрация анализируемого вещества выше этого коридора, то надо выполнить количественно контролируемое разбавление, чтобы сдвинуть концентрацию к значениям внутри коридора и затем пересчитать, учитывая величину разбавления.

Таблетки DPD реагируют с хлором или бромом, содержащимися в пробе воды из бассейна, окрашивая образец воды в различные оттенки красного цвета. При низких и средних концентрациях смесь становится светло-розовой, а затем ярко-розовой. При высоких или чрезмерных концентрациях он становится темно-красновато-оранжевым, а при чрезмерных концентрациях (6 мг/л и больше) — прозрачным.

Не путайте таблетки DPD №1-4 rapid и DPD №1-4 photometer, поскольку последние предназначены для использования в фотометрах (компараторах) и не подходят для ручного пултестера. Надписи на блистерах таблеток DPD №1-4 rapid нанесены зеленым шрифтом, а на блистерах DPD №1-4 photometer — черным.

Химический смысл использованных терминов

Коротко о хлорировании воды

Соединения хлора в воде бассейна обладают дезинфицирующим свойством, что позволяет им убивать микроорганизмы, подобные бактериям, обнаруженным в воде плавательного бассейна. Это происходит поскольку образующиеся соединения хлора путем окисления разрушают липиды клеточной стенки микроорганизма. Поддержание в бассейне санитарной, т.е. не высокой, но достаточной для уничтожения бактерий, концентрации дезинфектанта предотвратит рост нежелательных микроорганизмов. Некоторые из этих микроорганизмов безвредны, но некоторые могут вызвать заболевание людей, поэтому важно поддерживать адекватный уровень хлора в воде.

В тоже время хлор служит и другой цели – окислению органического материала, присутствующего в бассейне. Органикой можно называть практически все, что попадает в бассейн, от приносимого ветром или дождем мусора и пыли, до органических веществ, выделяемых естественным путем пользователями –пот, моча, лосьоны, кожный эпителий, волосы и любые химические вещества, присутствующие на коже, одежде или игрушках для бассейна, — все это может быть источником органических материалов. Результатом этого окисления является улучшенная прозрачность воды, придающая воде бассейна привлекательное качество.

Каждая из форм хлора получила свое название и, к сожалению, не одно. Существует огромная путаница в наименованиях различных форм хлора в воде. Так, например, в методике йодометрического титрования по ГОСТ 18191-72 происходит определение «суммарного остаточного хлора», без указания, чем она отличается от «суммарного остаточного активного хлора». Сам термин «активный хлор», более применимый именно к недиссоциированной форме хлорноватистой кислоты HClO, распространяется в ГОСТе на все формы хлора, включая хлорамины. Это не единственные примеры. Фактически в каждой отрасли сложились свои, зачастую противоречащие друг другу термины. [2] в этой публикации представлена таблица наименований форм хлора. В скобках приведены редко используемые и иногда не совсем верно интерпретируемые термины.

Связанный хлор (хлорамины). Хлорамины — соединения, образующиеся при реакции свободного хлора с вносимыми посетителями азотсодержащими соединениями, такими как аммиак или мочевина. Главным образом, именно эти соединения вызывают нежелательные побочные эффекты хлорирования, такие как раздражение глаз, слизистых оболочек и кожи. Трихлорамин, также называемый трихлоразотом, — нестабильное летучее соединение. Испаряясь с поверхности воды, он создает неприятный запах. Кроме того, он вызывает серьезное раздражение слизистых. Таким образом, основные соединения связанного хлора в воде — монохлорамин и дихлорамин.

В идеале вы не хотите, чтобы в вашем бассейне был связанный хлор, но загрязняющие вещества всегда проникают в воду бассейна, так что это постоянная проблема для владельцев бассейнов. Ударная (шоковая) обработка хлором, обработка перекисью водорода или пероксимоносульфатом калия воды в бассейне — наиболее распространенный способ очистки воды от связанного хлора.

Свободный (активный) хлор - это уровень хлора в бассейне, который выполняет подавляющее большинство функций по дезинфекции, уничтожая микроорганизмы и окисляя органические и неорганические загрязнения. За эти действия ответственны хлорноватистая (HClO) кислота и гипохлорит- ионы (ClO^— ), а также растворенный молекулярный хлор.  Остаточным свободным (активным) хлором называют хлор, оставшийся в воде после реакции с органикой и микрофлорой. Свободный хлор не имеет заметного вкуса или запаха и не вызывает никаких раздражений, в отличие от связанного (комбинированного) хлора.

Общий хлор, это сумма свободного и связанного хлора.

Если вам нужна профессиональная поддержка, то оптимально, это напишите мне по электронной почте (ссылка здесь Контакты) и закажите онлайн сопровождение запуска бассейна или выхода из проблемной ситуации. С помощью видео-чата мы совместно найдем решение и выработаем регламент ухода именно за вашим бассейном с учетом специфики вашей воды, с учетом возможностей установленного у вас оборудования и ваших предпочтений к химии.

В Телеграм у нас есть закрытая группа. Как в нее вступить и что вы от этого получите, узнайте из виджета на Главной странице, правый сайдбар.

Литература

1 — Международное агентство по изучению рака — структура ВОЗ — опубликовала исчерпывающий список веществ и видов деятельности, провоцирующих развитие рака. В перечне 116 пунктов.

В блоге также можно прочесть:

[3] Тестеры для контроля основных показателей воды в бассейне

[4] Как пользоваться капельным или таблеточным тестером?

[5] Какой тестер для бассейна точнее?