Ученые из России создали простые и точные датчики для обнаружения хлора в воде

Оборудование для лабораторных исследований

Большая часть оборудования, работающая в лабораториях, действуют по тем же принципам, что и приборы для частного применения. Но их возможности шире, а точность выше.

Лабораторное оборудование охватывает области недоступные непрофессиональным устройствам. Например, проводит бактериологические, санитарные исследования образцов воды.

Для химической проверки

В лабораториях при химическом анализе воды используют фотометры. Но в более сложном варианте, чем при непрофессиональных исследованиях.

Пример: пламенный фотометр модели ФПА-2-01.

Это оборудование анализирует пламя с впрыснутым в него исследуемым раствором. Прибор позволяет точно ответить на вопросы о содержании в водном растворе ионов металлов (щелочных и щелочноземельных).

Инструменты для санитарно-бактериологического и микробиологического теста

Санитарно-бактериологический анализ воды заключается в обнаружении и определении концентрации вредоносных бактерий, микроорганизмов (например, кишечной палочки). Исследование проводится с использованием типового микробиологического оборудования.

Одно из немногих устройств, частично облегчающее бактериологический анализ воды — счетчик автоматического подсчета колоний бактерий ULAB UT-5502. Прибор изготовлен в Китае. Снабжен цифровой индикацией, жидкокристаллическим дисплеем.

Для радиологической проверки

В воде возможно присутствие радиоактивных элементов, в частности, газа радона. Дозиметрические исследования проводят с помощью стандартных радиометров.

Для получения данных о концентрации в воде радона и торона (радона-220) используют приборы типа Альфарад Плюс РП. Это цифровой радиометр радона и торона. Прибор способен мониторить объемную активность радиоактивных элементов в воде и других средах.

Оборудование для физико-химических тестов

Лабораторные приборы умеют устанавливать несколько физико-химических показателей в процессе одного измерения. Create MPS-1400 — типичный представитель этого класса устройств.

Create MPS-1400 — прибор лабораторный, но не стационарный. Он выполняет исследования при погружении в воду.

При этом, кроме основных физико-химических показаний (pH, температура, редокс-потенциал и так далее), умеет измерять:

1. количество растворенного кислорода;
2. глубину на которой находится;
3. давление.

Для спектрального исследования

Спектральные приборы — лабораторное оборудование, способное определить состав любого вещества.

Для исследования качества воды созданы специализированные спектрометры.

Спектрофотометр Lovibond SpectroDirect разработан для анализа воды различного происхождения (питьевой, технической, сточной).

С помощью прибора реализуются отечественные и зарубежные методики определения качества воды. 50 из них запрограммированы и не требуют калибровки прибора. При проведении измерений используются реагенты, разработанные фирмой Lovibond.

Изучение Луны

Ученые постоянно наблюдают за естественным спутником Земли. На данный момент известно, что на Луне есть около 30 кратеров диаметром более 200 километров. Впервые о возможности наличии в них воды стало известно в 1976 году, в ходе изучения данных, собранных советской межпланетной станцией «Луна-24». В те времена признаки наличия воды на Луне были найдены в доставленных на Землю образцах лунного грунта. Но сегодня ученым доступны более изощренные технологии. Благодаря им, поиском воды на отдаленных от нашей планеты космических объектах можно заниматься, даже не посещая их.

Межпланетная станция «Луна-24»

С мая 2010 года, на высоте 13 километров от поверхности земли, время от времени летает стратосферная обсерватория SOFIA. По своей сути, это телескоп, который установлен на борт самолета Boeing 747. Летательный аппарат набирает достаточную высоту, чтобы получать такие же точные данные о космических объектах, как и находящиеся на земной орбите телескопы. Установленное вместе с телескопом оборудование предназначено для слежение за рождением и гибелью звезд, формированием звездных систем и изучения космических объектов внутри Солнечной системы.

Стратосферная обсерватория SOFIA — совместный проект США и Германии

Обнаружить воду на Луне помогла технология инфракрасной спектроскопии. Под этим термином подразумевается пропускание инфракрасного излучения через различные вещества. Когда излучение проходит через них, молекулы и их отдельные фрагменты начинают совершать колебательные движения. Изучив эти изменения, ученые могут распознать, через какое именно прошли лучи. В августе 2018 года стратосферная обсерватория SOFIA сканировала солнечную сторону Луны и в ходе этого процесса ученые обнаружили явные признаки наличия воды.

Наборы приборов

Набор приборов — это мини-лаборатория, на 100% отвечающая задачам пользователя.

Сфера применения диктует рациональный состав набора:

• в быту, пищевой промышленности, при разведении рыб в первую очередь нужна информация о кислотности и минерализации воды;
• при выяснении оздоровительных возможностей воды кроме измерителей pH и TDS в набор включают ОВП-метр;
• моментальную качественную оценку водного раствора дают электролизеры. Их добавляют в набор, чтобы сделать его универсальным.

Приборы, приобретенные в комплекте, обходятся дешевле, чем те же устройства, купленные поодиночке.

Освоение Луны

Поиск воды на земном спутнике необходим, потому что в будущем там планируется построить станцию. Она будет своеобразным перевалочным пунктом для космических путешественников, которые будут держат путь на далекие планеты. В 2024 году на Луну будут отправлены астронавты, принимающие участие в миссии «Артемида» по возвращению американцев на Луну. А уже потом на поверхности земного спутника хотят построить огромную базу. Для ее строительства и поддержания жизни астронавтов потребуется вода. Транспортировка с Земли будет стоить дорого, а если на Луне будет открыт естественный источник воды, космические агентства смогут сэкономить много денег. А на космических кораблях останется больше места для доставки научного оборудования.

Вода понадобится будущим колонизаторам Луны

Возможно, в будущем Луна будет разделена на территории, принадлежащие определенным странам. Недавно аэрокосмическое агентство NASA даже разработала правила по освоению Луны. Согласно так называемому «Соглашению Artemis», страны смогут добывать ресурсы только на своих территориях и будут должны соблюдать границы. Но как именно будут распределяться территории, пока никому неизвестно. Вероятно, каждая страна захочет получить клочок лунной поверхности с большим количеством воды. Остается надеяться, что этот вопрос можно будет решить мирным путем.

Сколько воды на Луне?

Молекулы воды были найдены на расположенном на южных широтах кратере Клавий, а также на так называемом Море Ясности недалеко от экватора. Правда воды там не так уж и много — по земным меркам, ее количество просто ничтожно. Так, в кратере Клавий концентрация воды составляет от 100 до 400 микрограмм на грамм грунта. По словам ученых, даже на земной пустыне Сахара содержится в 100 раз больше воды, чем на этой области нашего спутника.

Сверху Море Ясности, а снизу — кратер Клавий

Но для Луны это удивительный показатель, тем более для ее солнечной стороны. На теневой стороне спутника действительно может храниться вода. Ученые считают, что она в замороженном состоянии точно есть в «холодных микроловушках». Так называются мелкие впадины на поверхности Луны, в которых постоянно удерживается экстремально низкая температура в районе -160 градусов Цельсия.

Вода на Луне есть, но ученые пока находят только малое количество

Но на солнечной стороне вода не может перейти в твердое состояние из-за солнечного тепла. На данный момент ученые точно не знают, как молекулы воды сохраняются на светлой стороне Луны. Но есть предположение, что они таятся в пустотах между зернами лунного грунта. По словам астрофизика Пола Герца (Paul Gertz), данное открытие доказывает, что ученым до сих пор мало что известно о лунной поверхности. Если жидкость есть даже на солнечной стороне спутника, значит, на теневой части ее может быть еще больше.

Самостоятельный тест в быту

Приборы позволяют непрофессионалу самостоятельно получить информацию о качестве воды, которой он пользуется.

Из-под крана

Для получения общих сведений о наличии примесей в водопроводной воде достаточно приобрести TDS-метр. Например, TDS-3 (о нем рассказано в этой статье). При концентрации примесей ниже 100 мг/л воду можно считать пригодной для хозяйственных нужд, умывания, приготовления пищи.

Бутилированной

Такую воду пьют, считая ее гарантированно чистой.

Чтобы уверенность в чистоте была полной нужно сделать анализ бутилированной воды, для этого желательно иметь 3 аппарата:

• TDS;
• pH;
• ОВП.

Минимальная концентрация примесей, нормальная кислотность и отрицательный ОВП сделают употребление бутилированной воды приятным и полезным.

Из родника, скважины, колодца

О наличии в исходной воде нерастворимых частиц сообщит мутномер. Его показания упростят выбор фильтра для предварительной очистки воды.

Более точный тест воды из колодца или скважины проводится с помощью солемера и pH-метра. По данным этих приборов принимается решение об установке умягчителя воды. Тестирование помогает определить не только качество воды, но и эффективность работы фильтров.

H2O из бассейна

Для обеззараживания воды в бассейне до сих пор иногда используется хлор. В этом случае приобретается фотометр с функцией определения хлора, его соединений и циануровой кислоты. Подойдет погружной фотометр SCUBA II.

Вместо хлора в частных бассейнах нередко применяется активный кислород. Его чрезмерная концентрация вредна для здоровья, поэтому приобретается прибор для измерения количества кислорода, растворенного в воде. Например, оксиметр Milwaukee Mw600.

Похожие новости

19/02/2020

 Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за январь. Самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ имеет индекс Хирша 39, а самый высокорейтинговый журнал — импакт-фактор 6,209.

447

30/03/2017

В лаборатории радиационного и комического материаловедения ТУСУРа завершаются работы по созданию интеллектуальных отражающих покрытий на основе соединений титаната бария, нанесённых детонационным методом.

1813

26/06/2019

​Студенты уникальных магистерских программ, которые Томский политехнический университет реализует совместно с британским вузом Heriot-Watt, защитили свои групповые исследовательские проекты — в течение двух месяцев они работали над своими проектами по разработке нефтяных месторождений.

930

07/08/2017

​Ученые Томского университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) создали беспилотник на воде, с помощью которого исследуют озера. Судно длиной около метра сделано на базе аэросаней и оборудовано эхолотом.

1888

11/04/2019

​Исследователи Томского политехнического университета (ТПУ) привезли пробы воды из Дамодара – одной из самых грязных рек Индии; изучив состав и миграцию вредных веществ, политехники вместе с коллегами из России, Китая и Индии намерены предложить меры по очистке и предотвращению дальнейшего загрязнения реки, сообщила пресс-служба вуза.

1156

06/07/2017

Разработки Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники в интересах газовой отрасли были представлены на выставке продукции предприятий Томской области, в осмотре которой приняли участие представители ПАО «Газпром».

1599

15/09/2017

​На крыше шестого корпуса ТГУ установили автоматический измерительный комплекс, разработанный и подаренный университету сотрудниками Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН. Аппаратура без участия оператора производит непрерывное измерение и регистрацию многих физических параметров атмосферы: атмосферного давления, температуры и влажности воздуха, скорости горизонтального и вертикального перемещений воздуха, напряженности электрического поля и других.

1538

06/08/2019

​Молодые учёные ТУСУРа будут использовать новый учебно-исследовательский комплекс для измерений современных полупроводниковых СВЧ-устройств. Проректор по научной работе и инновациям ТУСУРа Виктор Рулевский, директор департамента образования ТУСУРа Павел Троян и другие сотрудники подразделений вуза встретились с представителями компании «АО «ЮЕ-Интернейшнл».

668

27/04/2018

​Центр космического мониторинга Земли (ЦКМЗ) Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, анализируя полученные спутниковые снимки, фиксирует важные изменения, происходящие на поверхности Земли и в атмосфере.

898

Наиболее востребованные наборы

Лидеры рейтинга — комплекты, выполняющие распространенные задачи, обладающие необходимой точностью и приемлемой ценой:

1. Комплект, состоящий из pH-метра и солемера, предлагает фирма Lizi (Китай). Набор предназначен для бытового применения. Оба прибора компактные, автономные. Цена комплекта около 3 500 руб.
2. Фирма Watertest продает набор, состоящий из электролизера, измерителей pH, TDS, ОВП. Продавцы считают, что комплект полностью покрывает потребности по исследованию качества воды в быту и на предприятиях общественного питания. Цена набора около 5 000руб.
3. Набор PHCOM от фирмы HM Digital (Корея). Позволяет измерить кислотность, минерализацию, электропроводность, температуру исследуемого раствора. В набор входит 2 прибора: pH-метр и солемер. Изготовители характеризуют их как устройства профессионального уровня. Цена набора несколько превышает 10 000 руб.

Как вам статья?