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什么是色度？

发表时间：2021-07-30 16:08作者：小莱

一、什么是色度？


色度(chromaticity)即水的颜色，是指水中的溶解性物质或胶体状物质所呈现的类黄色乃至黄褐色的程度。水的色度分为表色和真色两种。表色是指没有除去悬浮物的水所具有的颜色，包括由溶解性物质和不溶解性悬浮物质产生的颜色。真色是指除去悬浮物后水的颜色，仅由溶解性有色物质所产生。清洁或浊度很低的水，其真色和表色相近；着色很深、悬浮物较多的工业废水、生活污水二者差别较大。水质理化检验通常只测定真色。

洁净的天然水，在水层浅时为无色透明，深时为浅蓝或浅绿色。天然水经常呈现不同的颜色是水中有机物的分解和含有无机物造成的，最常见的是天然有机物分解产生的有机络合物的颜色。例如，植物性有机物溶于水中，会使水呈现淡黄色，甚至棕黄色；含高铁化合物的水呈黄色；水中硫化氢被氧化析出硫，可使水呈淡蓝色；某些沼泽水，由于植物中含单宁酸和没食子酸与铁化合成铁盐而呈现黑色；水中大量藻类存在时会因藻类的种类而呈现不同的颜色，如小球藻使水呈绿色，硅藻呈棕绿色，甲藻呈暗褐色，蓝绿藻呈绿宝石色；受工业废水污染的水体，可呈现该工业废水特有的颜色。

水有颜色，则标志着水受污染，有色的水，影响人的心理，使饮用者产生不愉快感；也使水的透明度降低，影响工业用水，使一些轻工业产品如造纸、纺织等产品质量降低。

色度是主要的污染指标之一，一些国家的水质标准，要求色度在5～20度之间。我国水质卫生标准规定，生活饮用水的色度不超过15度。

二、色度的测定方法


色度的测定方法有铂-钴标准比色法、铬-钴比色法和稀释倍数法。中国《生活饮用水标准检验方法-感官性状和物理指标》(GB/T5750.4-2006)规定铂-钴标准比色法为生活饮用水标准检测方法，适用于清洁水、轻度污染并略带黄色色调的水，如地面水、地下水和生活饮用水等；铬-钴比色法是铂-钴标准比色法的替代方法，经济实用，无氯铂酸钾时可采用铬-钴比色法；稀释倍数法是环境水质检测标准方法，适用于污染较严重的地面水和工业废水。

1、铂-钴标准比色法该法利用氯铂酸钾和氯化钴配成与天然水黄色色调相似的标准色列，与水样进行目视比色测定。规定1L水中含有1mg铂[以(PtC16)2-形式存在]和0.5mg钴时所具有的颜色为一个色度单位，即1度。

首先配制铂-钴标准溶液：称取氯铂酸钾1.2468(K2PtC16，相当于500mg铂)和干燥的氯化钴1.000g(COC12·6H2O，相当于250mg钴)，溶于100m1纯水中，加入100m1 HCl，用纯水定容至1000ml，该标准溶液的色度为500度。然后配制标准色列，分别取该溶液适量体积于规格为50ml的成套高型无色具塞比色管中，加纯水至刻度，摇匀，配制成色度为0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50度的标准色列。取50ml水样于比色管中，将水样与标准色列进行比较，以确定水样的色度。如水样色度过高，可吸取少量水样，加纯水稀释后比色，将结果乘以稀释倍数。

本法最低检测色度为5度，测定范围为5～50度。如果水样与标准色列的色调不一致，即为异色，可用文字描述。

2、铬-钴比色法称取重铬酸钾(K2Cr2O7)0.0437g和硫酸钴(CoSO4·7H2O)1.000g溶于少量纯水中，加入0.5 ml H2SO4,混匀后用纯水定容至500ml，此标准溶液色度也为500度。测定水样时，除了用稀盐酸(1+1000)代替纯水稀释标准色列外，其余与铂钴比色法相同。本法最低检测色度和测定范围与上法相同。

3、稀释倍数法测定工业废水或受工业废水污染的水源水时，由于色调复杂，无法用铂-钴或铬-钴比色法进行测定时，一般采用稀释倍数法进行测定。

用目视比色法，将水样用高纯水稀释，同时与高纯水相比较，以刚好看不见颜色时的稀释倍数来表达水样颜色的强度，并观察水样颜色，用红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等文字描述。以稀释倍数值和文字描述相结合表达结果。

测定时首先观察水样颜色，并用文字描述。再根据色度的大小，取一定体积的水样，以高纯水作对照，将水样用高纯水成倍数地稀释，直至刚好看不见水样的颜色，记录此时的稀释倍数值。

注意事项：

①无论用铂-钴比色法还是用铬-钴比色法测定，均只能测定黄色色调的水样。清洁水样可直接取样测定，浑浊水样应离心分离悬浮物或静置澄清数小时后，吸取上层澄清水样检验。不可用滤纸过滤，因为滤纸能吸附部分有色物质，而使色度降低。若水样所含颗粒太细，用离心的方法不容易将悬浮物质除去时，可只测定水样的表色，在报告上注明；

②铂-钴标准比色法操作简便、色度稳定，如标准色列保存适宜，可长期使用。但氯铂酸钾比较贵，大量使用不经济。铬-钴比色法用重铬酸钾和硫酸钴做标准，试剂便宜易得，精密度和准确度与铂-钴标准比色法相同，但标准色列保存时间较短；

③稀释倍数法也可以参照嗅阈值的测定及计算方法，做任意稀释倍数的测定；

④PH对色度有较大影响，在测定色度的同时应测定水样的pH。报告色度的同时，也应报告pH。

三、污水出水色度超标的原因


天然水一般呈现浅黄、浅褐或黄绿色，这些颜色主要是动植物死亡、腐化于水中所引起的，主要含有机物、无机物。而工业废水或生活污水中的色度则更多的是由于水中存在带色物质所引起的。特别是染料废水，由水中的可溶性、非可溶性色素在水中分散而使水质呈现所带色素颜色。另外水中存在金属等带色物质都可能使废水呈现该金属颜色。这些废水的颜色由所含污染物的量决定的色度高低。

几种典型的污水色度的机理

1. 染料污水生化后发色机理

染料废水的颜色取决于其分子结构。按Wiff发色基团学说, 染料分子的发色体中不饱和共轭链( 如- C= C- 、- N = N - 、- N = O）的一端与含有供电子基(如- OH、- NH2)或吸收电子基(如- NO2、＞C = O ) 的基团相连, 另一端与电性相反的基团相连。化合物分子吸收了一定波长的光量子的能量后, 发生极化并产生偶极矩, 使价电子在不同能级间跃迁而形成不同的颜色。

一般来说, 染料分子结构中共轭链越长, 颜色越深; 苯环增加, 颜色加深; 分子量增加, 特别是共轭双键数增加，颜色加深。而生化无法将其破链破环所以导致显色基团随水流出。

2. 一般污水生化后发色机理

发色物质中不带苯环的碳氧化合物(如羧酸、酯、酮和醛等)、芳香族化合物和含氮碳氧化物含量较多。它们的分子结构中含有烯键、羧基、酰胺基、磺酰胺基、羰基、硝基等生色团，并且含有-NH2、-NHR、-NR2、-OR、-OH、-SH等助色团。它们之间相互作用。造成生化出水色度仍然很高。

此外。这些基团又都是极性的。使出水中有机物易溶于水。在水中发生高度的分散作用，从而生成难于脱色的水溶液或胶体溶液。

3. 煤气化废水发色的机理

煤气化废水经生化处理后又存在色度很高的特点。因含各种生色团和助色团的有机物，如3-甲基-1,3,6庚三烯、5-降冰片烯-2-羧酸、2-氯-2-降冰片烯、2-羟基-苯并呋喃、苯酚、1-甲磺酰基-4-甲基苯、3-甲基苯并噻吩、萘-1,8-二胺等。

四、污水脱色技术的汇总


从目前应用的废水处理技术上看，能有效去除废水色度的方法有吸附法、混凝法、生物法、膜分离法、化学氧化法以及电絮凝法等。

1、吸附脱色

吸附脱色技术是依靠吸附剂的吸附作用来脱除色度。通常采用的吸附剂包括可再生吸附剂如活性碳 、离子交换纤维等和不可再生吸附剂如各种天然矿物(膨润土、硅藻土)、工业废料(煤渣、粉煤灰)及天然废料(木炭、锯屑)等。目前用于吸附脱色的吸附剂主要靠物理吸附，但离子交换纤维、改性膨润土等也有化学吸附作用。

2、絮凝脱色

混凝脱色是利用絮凝剂絮凝废水中的成色物质沉淀而进行脱色。

絮凝脱色技术，投资费用低，设备占地少，处理量大，是一种被普遍采用的脱色技术。

无机混凝剂包括金属盐类和无机高分子絮凝剂。广泛使用的金属盐类有铝盐和铁盐;无机高分子絮凝剂是在传统的金属盐絮凝剂的基础上发展起来的一类新型水处理药剂，具有适应性强、无毒，并可成倍提高效能而相对价廉等优势，受到了迅速发展和广泛应用。

有机高分子絮凝剂,聚丙烯酰胺(PAM)的应用最多，它有非离子型、阳离子型和阴离子型三种。

3、氧化法脱色

包括化学氧化、光催化氧化和超声波氧化。虽然具体工艺不同，但脱色机制却是相同的。化学氧化是目前研究较为成熟的方法。氧化剂一般采用Fenton试剂(Fe2+-H2O2)、臭氧、氯气、次氯酸钠等。化学氧化法脱色是指用氯、ClO2、O3、H2O2、HClO4及次氯酸盐等的氧化性，在一定条件下使废水中的发色基团发生断裂或改变其化学结构，从而达到废水脱色的目的。

4、生物法脱色

生物法脱色是利用微生物酶来氧化或还原有色分子，破坏其不饱和键及发色基团来达到脱色目的。

5、电化学法脱色

电化学法是通过电极反应使废水得到净化。根据电极反应方式划分，电化学方法可细分为内电解法、电絮凝和电气浮法、电氧化法。最著名的内电解法是铁屑法。

6、膜分离法脱色

在废水处理领域中，膜分离法是用人工合成或天然的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对水中污染物进行选择性分离，从而使废水得到净化的技术。



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