Что добавить в раствор чтобы не садился песок: Почему быстро «садится» цементный раствор, что делать, как исправить, что в него добавить?

Как сделать качественную штукатурку?

Совсем не понятно о чём вопрос, как сделать раствор Вы спрашиваете, или как нанести штукатурку на стену.

Если да (в обоих вариантах), то о каком растворе идёт речь (песчано-цементный, гипсовые, песчано-цементно-известковый и так далее).

Оштукатуривать будем внутри помещения, или снаружи?

Штукатурка декоративная, или стоит задача выровнять поверхность?

Штукатурка подо что? (к примеру под плитку нет необходимости её затирать).

Так как ни чего не ясно, пишу о рецепте и правильном замесе самой популярной и доступной по деньгам, штукатурке цементно-песчаной.

Обычно используют пропорции в соотношении один к трём, то есть песка три части ,Ю а цемента (обычно это М-400-а) одна часть.

Размешивать так же надо правильно.

В начале перемешиваем песок и цемент что говорится на сухую, вода добавляется после и в малых количествах, замешивать можно и вручную (лопатой в корыте), можно и бетономешалки (более качественный вариант).

Для того что бы раствор не «садился» и «прилипаемость» штукатурки была на высоте, в раствор, (в конце) добавляется клей ПВА, обычно это не большое количество, обычно достаточно 50-и грамм на каждые десять литров воды (это важно).

Штукатурка может быть и декоративной, тут о качестве штукатурки говорить не очень правильно, достаточно пойти купить сухую смесь для такого вида штукатурки.

Если же Вы спрашивали о технике нанесения штукатурки, то опять же о какой именно идёт речь и на какую поверхность будет набрасываться?

Кирпич? Увлажнили стены. Но перед этим выставляются маяки,

можно на «шлепках», можно засверлить.

Шаг между маяками, должен быть меньше длины правИла (примерно на сантиметров 20-ь), сами маяки выставляются по уровню.

Если кирпич силикатный, то лучше штукатурить через набрызг (жидкий раствор), пропорции такие же).

Набрызг подсох, набрасываем основной слой, протягиваем правИлом.

Наброс сверху вниз, движение кистевое.

Ямки затираем тёркой, на тёрку раствор.

Сложного технически в этой работе ни чего нет, но нужен навык, практика и опыт, с первого раза набросать, точно не получится.

соотношение компонентов для стяжки, штукатурки

Отвечая на вопрос, для чего жидкое мыло добавляют в цемент, мастера отмечают его способность влиять на пластичность и качество сцепления строительных растворов. Эту доступную замену пластификатора рекомендуют вводить в бетономешалку непосредственно после воды или вместе с ней, в пределах 5 % от общей массы. Мыло имеет ту же щелочную среду, что и цемент, они полностью совместимы, ввод его в жидком состоянии позволяет создать пленку с минимальным коэффициентом натяжения. Как следствие, бетон лучше проникает в мелкие поры и при застывании образует меньше пустот, то есть вспененный состав, не являясь армирующей добавкой, все же способствует увеличению его прочности. В то же время, не стоит преувеличивать его эффективность, как и любая примесь, жидкое мыло имеет свое конкретное назначение и рекомендуемые варианты применения.

Оглавление:

  1. Для чего применяется?
  2. Определение соотношения
  3. Что говорят мастера?

Необходимость пластификатора

Моющее вещество способствует усилению текучести растворов на цементной основе, причем, что немаловажно — без увеличения соотношения В/Ц. Полностью растворяясь в воде, мыло быстро проникает и равномерно распределяется по всей структуре цементных смесей. К положительным эффектам его ввода относят:

  • увеличение эластичности;
  • уменьшение соотношения В/Ц, предотвращение расслаивания раствора и отделения воды;
  • повышение качества сцепления бетона с арматурой, и крупных фракций между собой;
  • минимизацию пустот, сокращение трещинообразования;
  • облегчение процесса кладки и заливки.

Наиболее ощутимый эффект достигается при добавлении мыла в штукатурный и кладочный растворы для газобетонов, пеноблоков, бетонирования конструкций с насыщенным армированием. При приготовлении бетона с керамзитовым и гравийным наполнителем значительно увеличивается скорость замеса. Формы с крупным отсевом из битого кирпича, шлаков и щебня с высокой лещадностью заполняются более качественно, полости практически не образуются. По той же причине жидкое мыло целесообразно добавлять в кладочные растворы. Дополнительным преимуществом является упрощение демонтажа опалубки, после застывания она снимается без особых усилий, да и бетономешалка отмывается быстрее.

Ограничением выступают конструкции с высокими требованиями к морозостойкости и водонепроницаемости. При соблюдении правильных пропорций, жидкое мыло не может ухудшить характеристики бетона, но процесс гидратации становится менее контролируемым, как и вывод капилляров влаги на наружных поверхностях. Также стоит учесть увеличение усадки, хотя это скорее положительный момент. Расход цементного раствора незначительно, но возрастает из-за его текучести и более плотного заполнения пустот.

Используемые пропорции

В частной практике принято добавлять 50–100 г мыла на 1 порцию бетона в бетономешалке (или 1 чайная ложна на ведро цемента). Уменьшение пропорций просто не приводит к нужному эффекту, а увеличение способствует выводу солей из раствора и образованию высолов после застывания. При избытке пены нарушаются процессы гидратации цемента, что недопустимо, особенно при бетонировании в условиях низких температур.

Выбранные пропорции не зависят от марки бетона и входящего в состав портландцемента, они должны быть в пределах 5 % от общей массы. Но они влияют на соотношение В/Ц, лучше затворять раствор постепенно, добавляя последние 10–15 % воды малыми порциями.

Оптимальное количество составляет 5–10 мл на 10 кг портландцемента. Мыло вводится в жидком виде в бетономешалку, перед забрасыванием мелко- и крупнофракционного наполнителя. Важный нюанс: на цементные растворы в данном случае ощутимо влияют характеристики песка. При покупке его с глинистыми примесями добавлять моющее средство или мыло не следует, мелкие взвеси только ухудшают качество соединений. Не рекомендуется использовать чистящие порошки или тертое хозяйственное мыло, помимо плохого растворения они способствуют выводу солей из бетонов.

В качестве примера можно рассмотреть рецепт приготовления цементного кладочного раствора с добавлением моющих средств. В этом случае для создания смеси с маркой М100 лучше соотношение 1:4. На 1 ведро связующего М400 берется 4 песка и 50‒100 г жидкого мыла. При увеличении марки прочности цемента его пропорции уменьшаются. То есть для кладочного раствора М100 из портландцемента М500 используется соотношение 1:5. Примечательно, что расход моющего не возрастает, он составляет все те же 50–100 г. Труднее всего рассчитать требуемое количество воды, но в большую сторону ее пропорцию в растворе увеличивать категорически запрещается.

Общие рекомендации

Нет никакого смысла использовать дорогое жидкое мыло от известных производителей. Наоборот, чем проще состав, тем меньше риск присутствия в нем веществ, несовместимых с портландцементом или влияющих на него неожиданным образом. Все, что требуется от этой добавки — пена и быстрое растворение в воде. Стоит учесть, что ввод ее в уже готовый раствор не дает никакого ощутимого эффекта (в отличие от многих других модифицирующих компонентов, которые по правилам засыпаются в бетономешалку на последних минутах вращения). Именно поэтому жидкое мыло добавляется в начале замеса, обволакивая и соединяя все частицы и фракции.

Время приготовления раствора увеличивается на 3‒5 минут, до полного растворения вещества в воде. Но оно компенсируется ускорением процесса замеса для бетонов с керамзитом.

Некоторые специалисты советуют при использовании мыльных составов засыпать сухой наполнитель частями: сначала половину его доли, затем весь цемент, и потом — остаток песка. Готовый раствор имеет густую консистенцию, вода не должна выделяться. И что немаловажно, следует дождаться распределения и растворения пены, работать со вспененными составами нельзя. То есть действует все тот же принцип: чем однороднее бетон, тем он лучше.

Не следует ждать от моющих средств чуда: они не повышают качество цемента и не влияют положительно на основные характеристики растворов на его основе. Предположение, что при добавке мыла можно получить хороший бетон из плохих и просроченных компонентов, ошибочно. Возрастает именно адгезия и текучесть, упрощается замес цементных растворов с крупнофракционным наполнителем. Максимальный эффект от добавки ощущается при заливке форм с риском образования пустот, нет оснований использовать ее при бетонировании стяжек или внешней отделке.

марка раствора для кладки кирпича  

Очень часто, во время строительства очередного дома, проходящие мимо люди интересуются, что мы добавляем в цементный раствор. Он выглядит как масло и его хочется намазать на хлеб!

В этой статье вы узнаете:

— Как легко, быстро и правильно приготовить цементно – песчаный раствор (для кладки).

— Особенности и тонкости приготовления цементно – песчаного раствора.

— Особенности приготовления раствора при отрицательных температурах (в зимний   период).

— Как сделать раствор нужной марки.

— Где применять необходимую марку раствора.

— Добавки для цветного лицевого шва.

— Как подобрать правильно материалы для приготовления хорошего раствора.

 Как определить марку раствора?

Очень просто: марку цемента поделить на количество песка.

 Делаем раствор марки 100:

Цемент марки 400, соотношение цемента и песка один к четырем, то есть одно ведро цемента на четыре ведра песка, решаем:

400 (марка цемента) / 4 (ведра песка) = 100 (марка готового раствора).

Добавляем в раствор 50 – 100 гр моющего (в зависимости от качества моющего) для эластичности раствора.

 Делаем раствор марки 100: 

Цемент марки 500, соотношение цемента и песка один к пяти, то есть одно ведро цемента на пять ведер песка, решаем:

500 (марка цемента) / 5 (ведра песка) = 100 (марка готового раствора).

Добавляем в раствор 50 – 100 гр моющего (в зависимости от качества моющего) для  эластичности раствора.

  Делаем раствор марки 200: 

 Цемент марки 400, соотношение цемента и песка один к двум, то есть одно ведро цемента на два ведра песка, решаем:

 400 (марка цемента) / 2 (ведра песка) = 200 (марка готового раствора).

 Добавляем в раствор 50 – 100 гр моющего (в зависимости от качества моющего) для эластичности раствора.Таким образом можно о  очень легко посчитать нужную марку раствора.

 

  Где и какую марку раствора необходимо применять. 

 Теоретически марка раствора должна быть такой же, как и марка используемого материала (кирпич блоки и прочее).

 К примеру если мы строим кирпичную кладку из кирпича марки 100, то и раствор в идеале тоже должен быть марки 100. Тогда  получается цельная  (практически однородная) конструкция из кирпича.

 Но не надо перегибать палку, если вы используете для строительства дома лицевой кирпич марки 350, то раствор не надо делать  тоже марки 350.

 Обычно при строительстве лицевой кирпичной кладки мы используем раствор марки приблизительно115. На один замес мы  кладем два ведра цемента и  семь ведер песка (один к трем с половиной). Через три недели в шов такого раствора тяжело забить  гвоздь. Вполне не плохой раствор.

 Если делать замес один к трем, то раствор быстрее схватывается и им тяжеловато работать.Если делать замес один к четырем, то  швы лицевого кирпича  могут осыпаться.

 Для строительства блоков (ракушечник, шлакоблок и тому подобное) обычно используем марку раствора 100.Если к примеру  строим перегородки из  забутовочного кирпича марки 75, то соответственно и раствор можно сделать тоже марки 75 (одно ведро  цемента, 5,3 ведер песка).

  Приготовление цементного раствора для кладки.

 Приготавливать раствор можно различными способами. Ниже будет описан самый быстрый, качественный и оптимальный способ  приготовления  раствора.

 Если делаем не сухую смесь, а обычный классический раствор, то в первую очередь необходимо залить воды в мешалку.

 Сколько необходимо залить воды  в мешалку?

 Если вы будете знать точную формулу необходимого количества воды для замеса, то первый дождь сделает невозможным ее  использовать. Если песок  мокрый, то воды необходимо лить меньше.Самый простой способ ориентироваться по количеству  цемента.

 Если к примеру на один замес необходимо одно  ведро цемента, то и воды тоже будет необходимо около одного ведра.

 Чтобы не переборщить воды для раствора (чтобы не был жидкий). Лучше всего  залить чуть – чуть меньше нормы.Если воды для  будущего раствора  залить мало, то вы будете постоянно, то доливать воду, то досыпать песок и цемент.  Это значительно  удлиняет процесс приготовления раствора.

 Когда вы заливаете в мешалку воды немного меньше нормы, то песок и цемент смешиваются в жидком состоянии значительно  быстрее, чем в густом.

 Когда вы добавляете в мешалку последние ингредиенты (песок, цемент), то на глаз вы доливаете остаток необходимого количества  воды. чтобы цемент и  песок смешивались быстро и качественно они должны находиться в жидком состоянии. Густоту раствора  регулируем в конце замеса.Если вы случайно  перелили воды в раствор (получился жидкий), то ничего страшного просто добавьте  немного цемента и песка в той же пропорции которая необходима

 для данной марки раствора (1:3; 1:4 и тому подобное).

 

На сегодняшний день мы  добавляем в раствор: моющее средство для посуды или жидкое мыло. Обычно мы покупаем моющее для посуды фирмы “блюкс” в пятилитровых пластмассовых бутылках (для экономии).

Моющее необходимо добавлять после воды, чтобы оно хорошо растворилось и вспенилось.

Обычно моющее в работающей мешалке растворяется и вспенивается около 3 – 5 минут.Если моющее добавить в конце замеса, то оно плохо растворится и раствор получится не эластичный.

После того как моющее хорошо растворилось, добавляем песок, но… Необходимо добавить не весь песок сразу, а половину для данного замеса. Если к примеру замес 1:4 (марка 100), то добавляем половину песка – два ведра.

Добавляем весь цемент в мешалку. Сразу высыпаем всю норму цемента на один замес. Ждем 1 -2 минуты когда цемент полностью перемешается с песком и водой.

После того как цемент полностью

перемешался в мешалке со всеми ингредиентами добавляем в мешалку оставшуюся часть песка.

Если необходимо добавляем чуть – чуть недостающую часть воды. В самом конце регулируем густоту раствора.

 Ждем пока раствор полностью

 вымешивается еще 3 – 5 минут.

  Итого: должен получиться не слишком

 жидкий и не слишком густой раствор. По консистенции он похож на магазинную сметану. Раствор должен держать как бы форму,  если на нем,что нибудь написать, то буквы не должны сильно расползаться:

 Для приготовления хорошего раствора для двойного замеса (на 8 ведер готового раствора) необходимо всего 12 -17 минут.

  Материалы для приготовления хорошего раствора.  

  Вода – чистая.

 Теоретически нельзя использовать грязную воду для приготовления раствора такую как:

 — Воду с маслами (или бочка для воды из-под масла).

 Но это слишком жесткие правила которые применяются для ответственных зданий и сооружений (атомные станции, мосты и тому  подобное).

 Для гражданского строительства (дачи, жилые дома) требования к воде не такие строгие. Обычно мы используем для  приготовления раствора воду: со  скважин, водопроводную, иногда из озер и рек.

 Для хорошего и эластичного раствора очень важно добавить моющее, чтобы раствор не садился.

 Можно использовать различные моющие средства (кроме чистящих).

 Раньше, мы добавляли для эластичности раствора, самый дешевый стиральный порошок, вареное хозяйственное мыло, белую  глину и даже шампунь.

 Недавно производители кирпича “Фагот” выдвинули требования строить кирпич фагот только на жестком растворе (без моющего).

 Якобы из-за моющего лопается их кирпич. Как показала практика кирпич фагот лопается и на жестком растворе и с моющим.

 Нюанс: Если много налить моющего в замес, то цементный раствор потеряет прочность. Слишком большое количество моющего в  растворе делает его завоздушенным (много пузырьков воздуха в растворе) и вспененным. Он похож на вату.

 По этому, чтобы раствор получился крепкий, моющее в раствор необходимо добавлять без фанатизма.

 Для лицевой кладки очень важно, чтобы песок был без глины и нормального качества.

 К примеру: строили двухэтажный дом и песок для лицевой кладки был с глиной. Заказчик решил с экономить и завозил песок по  дешевле (с глиной).  Прошло всего два года и все швы лицевой кладки стали побиты дырками.

 Это произошло из-за глины. Там где глина в растворе вышла наружу, на лицевой шов, ее по вымывало дождем и образовались  дырки.

 

Визуально легко определить хороший песок (без глины) или нет. На фото видно, что песок слишком желтый (не мытый), в нем много глины – это карьерный песок:

Такой песок для лицевой кладки лучше не использовать. Этот песок пойдет на

забутовочную (грязную кладку) и подсыпку.

Для ответственного бетона (ж/б пояса, ригеля перемычки и тому подобное) тоже не желательно использовать слишком глинистый песок.

 

-На этом фото  хороший речной песок, почти не содержит глины:

Этот песок добывается тоже в карьере, но благодаря тому, что он намывается он не содержит (или очень мало) глины и камней! Речной песок мы используем для лицевой кладки (если нет хорошего обычного карьерного песка) и для ответственного бетона.

Чтобы сделать нормальный раствор, также необходимо обратить внимание на качество цемента. Если цемент слабый, то его нужно добавлять больше на один замес.

Обычно мы используем для приготовления раствора:

— Балаклеевский цемент марки 400 с маркировкой ШПЦ ӏӏӏ/Б-Ш-400.

— Балаклеевский цемент марки 400 с маркировкой ПЦ ӏӏ/Б-Ш-400.

— Амвросиевский цемент марки 400 с маркировкой ПЦ ӏӏ/Б-Ш-400.

Стараемся не использовать для приготовления раствора киевский цемент марки 400 с

маркировкой ПЦ ӏӏ/Б-Ш-400, потому, что он слабее. Если приходиться делать  раствор из киевского цемента, то кидаем его в мешалку больше почти в два раза, а это перерасход денег почти в два раза.

 

 Добавки для цветного шва.

Иногда делаем темный или черный цвет лицевого шва. Темный шов смотрится более контрастнее и симпатичнее. Чтобы шов был темнее мы добавляем сажу или графит.

Но к сожалению через 10 лет цветной шов вымывается дождем и выгорает от палящих лучей солнца.Еще один недостаток от цветных добавок (графита и сажи) снижается марка раствора.

Если в раствор добавить слишком много графита или сажи, то раствор становиться хрупким и слабым.Лучше использовать более стойкие красители для цветного шва. Чтобы сделать лицевой шов более темный, проще всего сделать выше марку раствора, один к трем. Больше цемента – темнее шов. Так же лучше выбрать более темный цемент. К примеру балаклеевский цемент марки 400 с маркировкой ШПЦ ӏӏӏ/Б-Ш-400 один из самых темных цементов.

 

Применение и приготовление раствора при отрицательных температурах.

Как известно кирпичную кладку строят при минус 10 градусов и ниже.

  Лицевая кладка:

 При возведении кирпичных стен при минус 5 градусов мы ни каких добавок не добавляем.

 Если строить кирпичную кладку без добавок при более низкой температуре может не много посыпаться лицевой шов, особенно  если шов расшиваеться полукруглой расшивкой.При более низких температурах очень хорошо зарекомендовал себя поташ. Он не  дорогой, стоимость 50 кг  около 14 гривен.

  Забутовочная кладка (черновая):

 Если строим забутовочную кладку при минус 10 градусов, то ни каких специальных химических добавок не добавляем. Прочность  раствора при минусовых температурах (без химических добавок) особо не уменьшается.При более низких температурах добавляем  поташ.

  Приготовление раствора при отрицательных температурах.

 Основная проблема для приготовления раствора зимой – это замерзший песок. Лучше всего заготовить песок заранее. Можно  занести песок в строящийся дом (с крышей и отоплением).На больших стройках (на севере) песок специально греется.

 Лучше всего заливать воду в мешалку горячую или подогретую, тогда раствор дольше остывает. В теплой воде лучше растворяется  моющее и раствор  получается эластичнее.

  Незамерзайка:

 Применяли различные средства для того, чтобы раствор не замерзал (жидкие и твердые добавки).К примеру некоторые  незамерзайки сами замерзал на морозе – смешно незамерзающая добавка сама замерзла  ! Чтобы проверить какая жидкая  незамейка хорошая, а какая нет мы просто налили два вида незамерзайки в пластиковые одноразовые стаканчики и поставили на  мороз.Лучше всего использовать поташ. Сколько необходимое добавлять  поташа в раствор? На упаковке поташа все подробно  описано.

Как сделать тротуарную плитку своими руками – СтройМастерская


Замостить пешеходные дорожки на даче можно при помощи тротуарной плитки отлитой своими руками в пластиковых формах…

Если есть свободное время и желание, тротуарную плитку можно изготовить в домашних условиях, используя для этого пластиковые формы, продающиеся в садовых и строительных магазинах.

Такая плитка, конечно, будет уступать по прочности плитке, изготовленной на производстве, где используются вибролитье или вибропресование, однако для небольших пешеходных дорожек в саду, такая плитка прекрасно подойдет.

Количество форм для отливки плиток играет большую роль в производительности, чем больше  форм, тем быстрее будет расти запас готовой плитки.

При  изготовлении одной плитки форма задействуется как минимум на два дня, после чего подсохшая плитка извлекается, а форма заливается вновь.

Приготовление раствора

Для приготовления раствора понадобиться цемент, желательно М500, речной песок и чистая вода. Соотношение цемента к песку можно использовать в пропорции 1/3, вода добавляется так, чтобы консистенция готового раствора была пластичной, но не слишком жидкой.

Чрезмерное увеличение пропорции воды в растворе может привести к снижению прочности готового бетона.

Для увеличения прочности плитки в раствор можно добавлять армирующее волокно и водоотталкивающие добавки.
При изготовлении раствора можно использовать специальный красящий пигмент для тротуарной плитки.

Приготовить раствор можно в  небольшой бетономешалке, или при помощи мощной дрели или перфоратора с насадкой миксер. Миксером раствор удобней замешивать в широком пластиковом ведре.

Заливка формы

Перед заливкой формы  желательно обработать любым из масел, подойдет для этой цели и отработанное масло. Форма должна быть покрыта маслом, но масла должно быть в меру, в противном случае можно испортить поверхность готовой плитки.

Некоторые формы, имеющиеся в продаже, можно использовать без смазки, так как они выполнены из специального пластика, не имеющего адгезии к цементу.

Форма заполняется раствором на половину, затем укладывается арматура (пруток, металлическая сетка, проволока и т.д.), после чего форма заполняется раствором целиком, раствор разравнивается при помощи широкого шпателя.

Для лучшего качества литья постукивая по стенкам формы добиваемся выхода воздуха и уплотнения цементной массы, так же  желательно слегка постучать формой с залитым бетоном об жесткое основание.

При вибрации цементный раствор хорошо уплотняется, что способствует лучшей прочности и более гладкой лицевой части плитки.

Если вы хотите добиться высокого качества плитки !

Для формирования массы в формах необходимо использовать вибростол.

При использовании вибростола, плитка получается более плотная, благодаря чему увеличевается ее износостойкость, а так же возрастает количество циклов заморозки и разморозки плитки в условиях отрицательных температур.

Просушка 

После заполнения формы раствором, форму необходимо разместить в дали от солнца  и накрыть полиэтиленом. Цементный раствор  набирает прочность только, когда в его массе  поддерживается влага. Во время просушки, бетон  желательно регулярно смачивать.

Выемка плитки из формы после просушки

Через 2 — 3 дня после отливки плитку можно вынимать из формы. Так как 2 — 3 дня достаточно маленький срок для набора прочности   бетона, плитку следует вынимать аккуратно, перевернув форму на мягкую поверхность, необходимо отогнуть борта формы от плитки после чего,  слегка потряхивая форму, плитка должна отделиться.

Вынутую тротуарную плитку укладывают в тени на окончательную просушку, высохший бетон плитки желательно увлажнять в течении всего срока набора прочности плитки.
Использовать плитку для настила и хождения, можно не раньше чем через две — три недели, а полный набор прочности бетона с момента отливки наступает через 28 дней.

stroimasterskaya.ru

Смотреть видео изготовления тротуарной плитки

материалы по теме:



Изготовление садовой дорожки при помощи пластиковой формы



Садовые дорожки, как укладывать тротуарную плитку


Садовые дорожки, бетонные дорожки, своими руками

Показать еще статьи из рубрики — Благоустройство

ПОСЛЕДНИЕ СТАТЬИ

Как найти квартиру в Пекине

Рост арендной платы в Пекине сделал поиски отличной квартиры в рамках вашего бюджета намного сложнее. Вот 8 советов для поиска квартиры на Пекинском рынке жилья.

Подробнее

Современное производство окон, может обеспечить для людей приемлемые цены и большой ассортимент продукции

Качественную продукцию изготавливает масса специальных компаний вышеупомянутой области деятельности. Зависимо от реализуемых функций сегодняшний рынок предлагает классификацию окон на основные и вспомогательные виды.

Подробнее

Выбираем перфоратор

Как выбрать перфоратор для бытового использования? Какие нюансы необходимо знать и учесть при выборе инструмента. Основные характеристики и их различия…

Подробнее

Как совместить красоту и надежность

Для каждого хозяина своего дома необходимо, чтобы его дом выглядел красиво и ухоженно. Но не всегда получается совместить красивое с надежным, что является так важно при возведении или ремонте дома…

Подробнее

Деревенский стиль в новогоднем интерьере

Для того, чтобы отпраздновать Рождество в теплой деревенской атмосфере, совсем необязательно жить вдали от города в избушке…

Подробнее

Какой вариант остекления балкона выбрать?

За последние годы остекление балконов и лоджий обрело огромную популярность. Некоторые люди желают увеличить жилплощадь, другие — увеличить пространство для хозяйственных нужд, избавиться от постороннего шума.

Подробнее

Правильное избавление от строительного мусора

Наверное каждый человек в своей жизни хотя бы раз сталкивался с переездом, ремонтом или строительством. И уж точно абсолютно все знают, с каким количеством мусора сопряжены эти мероприятия…

Подробнее

Керамическая плитка мозаика — тренд 2020

Обзор трендов 2020 года, актуальных для ремонта ванной комнаты.

Подробнее

Готовые проекты каркасных домов

В Европе и Северной Америке уже давно используют современные технологии для сокращения времени, необходимого на строительство полноценного жилья.

Подробнее

Как рассчитать стоимость натяжного потолка

Современные потолочные покрытия, которые производятся с использованием новейших технологий, характеризуются прочностью, устойчивостью к повреждениям, неприхотливостью к условиям эксплуатации.

Подробнее

Пластификатор для тротуарной плитки своими руками

Изготовить тротуарную плитку своими руками несложно. Но чтобы придать ей долговечности и улучшить внешний вид, нужно добавить в бетонную смесь пластификаторы. Специальные составы продаются в строительных магазинах, хотя их с успехом могут заменить и подручные средства, которые каждый найдёт на собственной кухне или в ванной.

Зачем нужны пластификаторы

Иногда домашние умельцы, пытаясь изготовить тротуарную плитку своими руками, сталкиваются с проблемой: бетонная смесь отказывается «склеиваться», а после высыхания готовые блоки крошатся и рассыпаются под нагрузкой. Чтобы избежать подобных проблем, применяют пластификаторы. Это щелочные, химически инертные соединения, которые облегчают работу с бетонным раствором и повышают качество готовых изделий.

Роль основного пластификатора в бетонной смеси выполняет вода

Готовая тротуарная плитка состоит из трёх компонентов: цемента, щебня и песка. В сухом виде эта смесь неэластична и полна пустот. При добавлении воды раствор приобретает текучесть и легко заполняет форму.

Но одной лишь воды недостаточно. Даже если плитка получается прочной и без трещин, срок её эксплуатации небольшой из-за того, что готовое изделие обладает высокой пористостью. Поры ослабляют материал и позволяют воде проникать внутрь. При сильных морозах вода замерзает и разрушает бетон изнутри. В результате приходится каждую весну заменять вышедшую из строя плитку новой.

Из-за перепадов температур плитка быстро разрушается

Чтобы избежать этой проблемы, применяют специальные присадки. Кроме повышения морозоустойчивости, пластификаторы положительно влияют и на другие свойства как бетонного раствора, так и готовых изделий. В частности:

  • увеличивается подвижность и пластичность бетона, предотвращается появление сколов и других дефектов, поверхность плитки не деформируется;
  • раствор поглощает воды меньше на 10%;
  • расход цемента уменьшается на 10–15%;
  • плотность раствора повышается почти на четверть;
  • смесь приобретает большую однородность;
  • лучше заполняются раковины и пустоты, выравниваются ямки, поверхность становится гладкой и ровной;
  • повышается текучесть смеси, что облегчает процесс заливки;
  • раствор не прилипает к форме;
  • увеличивается прочность высохшей смеси;
  • во время эксплуатации тротуарная плитка сохраняет первоначальный цвет;
  • не образуются высолы;
  • повышаются водоотталкивающие свойства плитки.

Кроме того, в очень жаркую погоду пластификатор увеличивает время высыхания бетонной смеси, чем предотвращает её растрескивание. А в холодное время года раствор долгое время не замерзает.

И, наконец, применение пластификаторов позволяет обходиться без вибростола, то есть такие бетонные смеси являются самоуплотняющимися.

Пластификаторы позволяют обходиться без вибропрессования заготовок

Как улучшить качество бетонной смеси своими руками

Присадки промышленного производства, конечно же, хороши, но их не всегда можно найти в магазине. Кроме того, профессиональные пластификаторы продаются в десятилитровых канистрах, а в бетонную смесь их добавляют совсем немного. Куда девать остатки?

Чтобы сделать идеальную тротуарную плитку своими руками, в качестве пластификатора для бетонной смеси можно использовать подручные материалы.

Моющие средства в качестве присадок

Мыльный раствор очень текуч и проникает даже в самые мелкие поры, обволакивает каждую отдельную частичку. При этом раствор становится более эластичным, с ним проще работать.

Свойствами пластификатора обладают любые моющие и чистящие средства на щелочной основе

В каждом доме найдётся:

  • средство для мытья посуды;
  • стиральный порошок;
  • шампунь;
  • жидкое мыло.

С точки зрения экономии, лучше всего использовать мыло. В магазинах бытовой химии продаётся дешёвое жидкое мыло в пятилитровых ёмкостях. Продавцы утверждают, что его чаще всего покупают именно строители. Используют и обычное кусковое мыло: его измельчают на тёрке и растворяют в горячей воде.

Применяя в качестве пластификатора кусковое мыло, его предварительно измельчают на терке

Известь — пластификатор широкого спектра действия

Ещё одним материалом, который применяют в качестве пластификатора, является известь.

Известь применяют, чтобы повысить пластичность раствора и предотвратить появление трещин. Тротуарная плитка из такого бетона получается прочной, ровной, гладкой, и устойчивой к резким перепадам температур. Если в качестве пластификатора используется известь, в бетонную смесь нельзя добавлять другие виды присадок. 

Древние строители использовали яичный белок, который придавал готовым конструкциям особую прочность и долговечность.

Расход материала. Объёмы и пропорции

Жидкое мыло добавляют из расчёта 2 столовые ложки на ведро сухого цемента. Многие опытные мастера вместо мыла рекомендуют добавлять на такое количество цемента 1 чайную ложку средства для мытья посуды.

Если вместо моющего средства применяют известь, нужный уровень липкости и пластичности смеси достигается опытным путём. Как правило, при замешивании раствора для отливки тротуарной плитки придерживаются пропорции 6:1 (одна часть извести на шесть частей цемента).

ДобавкаРасход
Жидкое мыло2 ст. л. на ведро цемента (12 кг)
Средство для мытья посуды1 ч. л. на ведро цемента
Стиральный порошок2 ст. л. с горкой на ведро цемента
Гашёная известьне более 20% от массы цемента

Бетономешалка или лопата. Что лучше?

Для приготовления бетонной смеси чаще всего используют электрическую бетономешалку. Если бетономешалки нет, можно воспользоваться обычной лопатой и ёмкостью в виде большого таза либо корыта.

Перемешивать раствор вручную удобнее в том случае, если в качестве пластификатора используют жидкое мыло или средство для мытья посуды. В бетономешалке такие присадки могут давать слишком много пены. Иногда из-за этого приходится останавливать агрегат и ждать, пока пена спадёт.

Как правильно вносить пластификатор в раствор

Чтобы приготовить бетонную смесь для тротуарной плитки, постепенно смешивают цемент, воду, песок, щебень, пластификатор и красящий пигмент. Мыло добавляют уже на первом этапе.

Мыльный раствор добавляют в самом начале замешивания

Если моющее средство добавить позже, его поглотит щебень. В результате раствор не достигнет нужной однородности и будет обладать такими же свойствами, как если бы пластификатор вовсе не был добавлен. Для получения качественной бетонной смеси все компоненты добавляют в строгой последовательности:

  1. В бетономешалку заливают 20 литров пресной чистой воды и добавляют 4 столовые ложки жидкого мыла либо 2 чайные ложки жидкости для мытья посуды. Хорошо перемешивают. Если используют стиральный порошок, его предварительно растворяют в небольшом количестве горячей воды.
  2. В жидкость добавляют железоокисный красящий пигмент.
  3. Засыпают 2 ведра щебня. После добавления каждого последующего компонента смесь хорошо перемешивают.
  4. Засыпают два ведра сухого портландцемента.
  5. Добавляют ещё ведро щебёнки.
  6. Засыпают 4 ведра крупного песка.
  7. Добавляют последнее ведро щебня. Хорошо всё перемешивают.

Известь, как и мыло, добавляют на первом этапе замешивания бетона.

Если используют промышленный порошкообразный пластификатор, его предварительно растворяют в небольшом количестве подогретой воды. В холодной воде он может превратиться в липкие комки.

Видео: практические советы по изготовлению раствора

Как видим, самостоятельно изготовить пластификатор для тротуарной плитки очень просто. Для этого подойдёт любое моющее средство на щелочной основе либо известь. А результат — прочная, гладкая плитка, которая прослужит долгие годы.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Как сделать цементный раствор своими руками. Растворы процентной концентрации. Техника приготовления растворов

Приблизительные растворы. При приготовлении приблизительных растворов количества веществ, которые должны быть взяты для этого, вычисляют с небольшой точностью. Атомные веса элементов для упрощения расчетов допускается брать округленными иногда до целых единиц. Так, для грубого подсчета атомный вес железа можно принять равным 56 вместо точного -55,847; для серы — 32 вместо точного 32,064 и т. д.

Вещества для приготовления приблизительных растворов взвешивают на технохимических или технических весах.

Принципиально расчеты при приготовлении растворов совершенно одинаковы для всех веществ.

Количество приготовляемого раствора выражают или в единицах массы (г, кг), или в единицах объема (мл, л), причем для каждого из этих случаев вычисление количества растворяемого вещества проводят по-разному.

Пример. Пусть требуется приготовить 1,5 кг 15%-ного раствора хлористого натрия; предварительно вычисляем требуемое количе-ство соли. Расчет проводится согласно пропорции:

т. е. если в 100 г раствора содержится 15 г соли (15%), то сколько ее потребуется для приготовления 1500 г раствора?

Расчет показывает, что нужно отвесить 225 г соли, тогда воды иужио взять 1500 — 225 = 1275 г. ¦

Если же задано получить 1,5 л того же раствора, то в этом случае по справочнику узнают его плотность, умножают последнюю на заданный объем и таким образом находят массу требуемого количества раствора. Так, плотность 15%-нoro раствора хлористого натрия при 15 0C равна 1,184 г/см3. Следовательно, 1500 мл составляет


Следовательно, количество вещества для приготовления 1,5 кг и 1,5 л раствора различно.

Расчет, приведенный выше, применим только для приготовления растворов безводных веществ. Если взята водная соль, например Na2SO4-IOh3O1 то расчет несколько видоизменяется, так как нужно принимать во внимание и кристаллизационную воду.

Пример. Пусть нужно приготовить 2 кг 10%-ного раствора Na2SO4, исходя из Na2SO4 *10h3O.

Молекулярный вес Na2SO4 равен 142,041, a Na2SO4*10h3O 322,195, или округленно 322,20.

Расчет ведут вначале па безводную соль:

Следовательно, нужно взять 200 г безводной соли. Количество десятиводной соли находят из расчета:

Воды в этом, случае нужно взять: 2000 — 453,7 =1546,3 г.

Так как раствор не всегда готовят с пересчетом на безводную соль, то на этикетке, которую обязательно следует наклеивать на сосуд с раствором, нужно указать, из какой соли приготовлен раствор, например 10%-ный раствор Na2SO4 или 25%-ный Na2SO4*10h3O.

Часто случается, что приготовленный ранее раствор нужно разбавить, т. е. уменьшить его концентрацию; растворы разбавляют или по объему, или по массе.

Пример. Нужно разбавить 20%-ный раствор сернокислого аммония так, чтобы получить 2 л 5%-иого раствора. Расчет ведем следующим путем. По справочнику узнаем, что плотность 5%-ного раствора (Nh5)2SO4 равна 1,0287 г/см3. Следовательно, 2 л его должны весить 1,0287*2000 = 2057,4 г. В этом количестве должно находиться сернокислого аммония:


Учитывая, что при отмеривании могут произойти потери, нужно взять 462 мл и довести их до 2 л, т. е. добавить к ним 2000-462 = = 1538 мл воды.

Если же разбавление проводить по массе, расчет упрощается. Но вообще разбавление проводят из расчета на объем, так как жидкости, особенно в больших количествах, легче отмерить по объему, чем взвесить.

Нужно помнить, что при всякой работе как с растворением, так и с разбавлением никогда не следует выливать сразу всю воду в сосуд. Водой ополаскивают несколько раз ту посуду, в которой проводилось взвешивание или отмеривание нужного вещества, и каждый раз добавляют эту воду в сосуд для раствора.

Когда не требуется особенной точности, при разбавлении растворов или смешивании их для получения растворов другой концентрации можно пользоваться следующим простым и быстрым способом.

Возьмем разобранный уже случай разбавления 20%-ного раствора сернокислого аммония до 5%-ного. Пишем вначале так:


где 20 — концентрация взятого раствора, 0 — вода и 5″—требуемая концентрация. Теперь из 20 вычитаем 5 и полученное значение пишем в правом нижнем углу, вычитая же нуль из 5, пишем цифру в правом верхнем углу. Тогда схема примет такой вид:


Это значит, что нужно взять 5 объемов 20%-ного раствора и 15 объемов воды. Конечно, такой расчет не отличается точностью.

Если смешивать два раствора одного и того же вещества, то схема сохраняется та же, изменяются только числовые значения. Пусть смешением 35%-ного раствора и 15%-ного нужно приготовить 25%-ный раствор. Тогда схема примет такой вид:


т. е. нужно взять по 10 объемов обоих растворов. Эта схема дает приблизительные результаты и ею можно пользоваться только тогда, когда особой точности не требуется.Для всякого химика очень важно воспитать в себе привычку к точности в вычислениях, когда это необходимо, и пользоваться приближенными цифрами в тех случаях, когда это не повлияет на результаты работы.Когда нужна большая точность при разбавлении растворов, вычисление проводят по формулам.

Разберем несколько важнейших случаев.

Приготовление разбавленного раствора . Пусть с — количество раствора, m%-концентрация раствора, который нужно разбавить до концентрации п%. Получающееся при этом количество разбавленного раствора х вычисляют по формуле:

а объем воды v для разбавления раствора вычисляют по формуле:

Смешивание двух растворов одного и того же вещества различной концентрации для получения раствора заданной концентрации. Пусть смешиванием а частей m%-ного раствора с х частями п%-ного раствора нужно получить /%-ный раствор, тогда:

Точные растворы. При приготовлении точных растворов вычисление количеств нужных веществ проверят уже с достаточной степенью точности. Атомные весы элементов берут по таблице, в которой приведены их точные значения. При сложении (или вычитании) пользуются точным значением слагаемого с наименьшим числом десятичных знаков. Остальные слагаемые округляют, оставляя после запятой одним знаком больше, чем в слагаемом с наименьшим числом знаков. В результате оставляют столько цифр после запятой, сколько их имеется в слагаемом с наименьшим числом десятичных знаков; при этом производят необходимое округление. Все расчеты производят, применяя логарифмы, пятизначные или четырехзначные. Вычисленные количества вещества отвешивают только на аналитических весах.

Взвешивание проводят или на часовом стекле, или в бюксе. Отвешенное вещество высыпают в чисто вымытую мерную колбу через чистую сухую воронку небольшими порциями. Затем из промывалки несколько раз небольшими порциями воды обмывают над воронкой бнже или часовое стекло, в котором проводилось взвешивание. Воронку также несколько раз обмывают из промывалки дистиллированной водой.

Для пересыпания твердых кристаллов или порошков в мерную колбу очень удобно пользоваться воронкой, изображенной на рис. 349. Такие воронки изготовляют емкостью 3, 6, и 10 см3. Взвешивать навеску можно непосредственно в этих воронках (негигроскопические материалы), предварительно определив их массу. Навеска из воронки очень легко переводится в мерную колбу. Когда навеска пересыпается, воронку, не вынимая из горла колбы, хорошо обмывают дистиллированной водой из промывалки.

Как правило, при приготовлении точных растворов и переведении растворяемого вещества в мерную колбу растворитель (например, вода) должен занимать не более половины емкости колбы. Закрыв пробкой мерную колбу, встряхивают ее до полного растворения твердого вещества. После этого полученный раствор дополняют водой до метки и тщательно перемешивают.

Молярные растворы. Для приготовления 1 л 1 M раствора какого-либо вещества отвешивают на аналитических весах 1 моль его и растворяют, как указано выше.

Пример. Для приготовления 1 л 1 M раствора азотнокислого серебра находят в таблице или подсчитывают молекулярную массу AgNO3, она равна 169,875. Соль отвешивают и растворяют в воде.

Если нужно приготовить более разбавленный раствор (0,1 или 0,01 M), отвешивают соответственно 0,1 или 0,01 моль соли.

Если же нужно приготовить меньше 1 л раствора, то растворяют соответственно меньшее количество соли в соответствущем объеме воды.

Нормальные растворы готовят аналогично, только отвешивая не 1 моль, а 1 грамм-эквивалент твердого вещества.

Если нужно приготовить полунормальный или децинормальный раствор, берут соответственно 0,5 или 0,1 грамм-эквивалента. Когда готовят не 1 л раствора, а меньше, например 100 или 250 мл, то берут1/10 или 1/4 того количества вещества, которое требуется для приготовления I л, и растворяют в соответствующем объеме воды.

Рис 349. Воронки для пересыпания навески а колбу.

После приготовления раствора его нужно обязательно проверить титрованием соответствующим раствором другого вещества с известной нормальностью. Приготовленный раствор может не отвечать точно той нормальности, которая задана. В таких случаях иногда вводят поправку.

В производственных лабораториях иногда готовят точные растворы «по определяемому веществу». Применение таких растворов облегчает расчеты при анализах, так как достаточно умножить объем раствора, пошедший на титрование, на титр раствора, чтобы получить содержание искомого вещества (в г) во взятом для анализа количестве какого-либо раствора.

Расчет при приготовлении титрованного раствора по определяемому веществу ведут также по грамм-эквиваленту растворяемого вещества, пользуясь формулой:


Пример. Пусть нужно приготовить 3 л раствора марганцовокислого калия с титром по железу 0,0050 г/мл. Грамм-эквивалент KMnO4 равен 31,61., а грамм-эквивалент Fe 55,847.

Вычисляем по приведенной выше формуле:


Стандартные растворы. Стандартными называют растворы с разными, точно определенными концентрациями, применяемые в колориметрии, например растворы, содержащие в 1 мл 0,1, 0,01, 0,001 мг и т. д. растворенного вещества.

Кроме колориметрического анализа, такие растворы бывают нужны при определении рН, при нефелометрических определениях и пр. Иногда стандартные растворы» хранят в запаянных ампулах, однако чаще приходится готовить их непосредственно перед применением. Стандартные растворы готовят в объеме не больше 1 л, а ча ще — меньше. Только при большом расходе стандартного раствори можно готовить несколько литров его и то при условии, что стандартный раствор не будет храниться длительный срок.

Количество вещества (в г), необходимое для получения таких растворов, вычисляют по формуле:


Пример. Нужно приготовить стандартные растворы CuSO4 5h3O для колориметрического определения меди, причем в 1 мл первого раствора должно содержаться 1 мг меди, второго — 0,1 мг, третьего -0,01 мг, четвертого — 0,001 мг. Вначале готовят достаточное количество первого раствора, например 100 мл.

Доброго времени суток дорогие читатели!

Очень часто, во время строительства очередного дома, проходящие мимо люди интересуются, что мы добавляем в цементный раствор . Он выглядит как масло и его хочется намазать на хлеб!

В этой статье вы узнаете:

Как легко, быстро и правильно приготовить цементно – песчаный раствор (для кладки).

Особенности и тонкости приготовления цементно – песчаного раствора.

Особенности приготовления раствора при отрицательных температурах (в зимний период).

Как сделать раствор нужной марки.

Где применять необходимую марку раствора.

Добавки для цветного лицевого шва.

Как подобрать правильно материалы для приготовления хорошего раствора.

Очень просто: марку цемента поделить на количество песка .

Пример 1. Делаем раствор марки 100:

Цемент марки 400, соотношение цемента и песка один к четырем, то есть одно ведро цемента на четыре ведра песка, решаем:

400 (марка цемента) / 4 (ведра песка) = 100 (марка готового раствора).

Пример 2. Делаем раствор марки 100:

Цемент марки 500, соотношение цемента и песка один к пяти, то есть одно ведро цемента на пять ведер песка, решаем:

500 (марка цемента) / 5 (ведра песка) = 100 (марка готового раствора).

Добавляем в раствор 50 – 100 гр моющего (в зависимости от качества моющего) для эластичности раствора.

Пример 3. Делаем раствор марки 200:

Цемент марки 400, соотношение цемента и песка один к двум, то есть одно ведро цемента на два ведра песка, решаем:

400 (марка цемента) / 2 (ведра песка) = 200 (марка готового раствора).

Добавляем в раствор 50 – 100 гр моющего (в зависимости от качества моющего) для эластичности раствора.

Теоретически марка раствора должна быть такой же, как и марка используемого материала (кирпич блоки и прочее).

К примеру если мы строим кирпичную кладку из кирпича марки 100, то и раствор в идеале тоже должен быть марки 100. Тогда получается цельная (практически однородная) конструкция из кирпича.

Но не надо перегибать палку, если вы используете для строительства дома лицевой кирпич марки 350, то раствор не надо делать тоже марки 350.

Обычно при строительстве лицевой кирпичной кладки мы используем раствор марки приблизительно115. На один замес мы кладем два ведра цемента и семь ведер песка (один к трем с половиной). Через три недели в шов такого раствора тяжело забить гвоздь. Вполне не плохой раствор.

Если делать замес один к трем, то раствор быстрее схватывается и им тяжеловато работать.

Если делать замес один к четырем, то швы лицевого кирпича могут осыпаться.

Для строительства блоков (ракушечник, шлакоблок и тому подобное) обычно используем марку раствора 100.

Если к примеру строим перегородки из забутовочного кирпича марки 75, то соответственно и раствор можно сделать тоже марки 75 (одно ведро цемента, 5,3 ведер песка).

Приготавливать раствор можно различными способами. Ниже будет описан самый быстрый, качественный и оптимальный способ приготовления раствора.

а) Вода.

Если делаем не сухую смесь, а обычный классический раствор, то в первую очередь необходимо залить воды в мешалку. Сколько необходимо залить воды в мешалку?

Если вы будете знать точную формулу необходимого количества воды для замеса, то первый дождь сделает невозможным ее использовать. Если песок мокрый, то воды необходимо лить меньше.

Самый простой способ ориентироваться по количеству цемента. Если к примеру на один замес необходимо одно ведро цемента, то и воды тоже будет необходимо около одного ведра. Чтобы не переборщить воды для раствора (чтобы не был жидкий). Лучше всего залить чуть – чуть меньше нормы.

Если воды для будущего раствора залить мало, то вы будете постоянно, то доливать воду, то досыпать песок и цемент. Это значительно удлиняет процесс приготовления раствора.

Когда вы заливаете в мешалку воды немного меньше нормы, то песок и цемент смешиваются в жидком состоянии значительно быстрее, чем в густом.

Когда вы добавляете в мешалку последние ингредиенты (песок, цемент), то на глаз вы доливаете остаток необходимого количества воды.

Резюме: чтобы цемент и песок смешивались быстро и качественно они должны находиться в жидком состоянии. Густоту раствора регулируем в конце замеса.

Если вы случайно перелили воды в раствор (получился жидкий), то ничего страшного просто добавьте немного цемента и песка в той же пропорции которая необходима для данной марки раствора (1:3; 1:4 и тому подобное).

б) Моющее.

На сегодняшний день мы добавляем в раствор: моющее средство для посуды или жидкое мыло. Обычно мы покупаем моющее для посуды фирмы “BIK” в пятилитровых пластмассовых бутылках (для экономии).

Для приготовления цементно-песчаного раствора, мы добавляем в мешалку приблизительно 50 – 100 гр моющего. Точное количество моющего определить проблематично и зависит от разных факторов.

Моющее необходимо добавлять после воды , чтобы оно хорошо растворилось и вспенилось. Обычно моющее в работающей мешалке растворяется и вспенивается около 3 – 5 минут.

Если моющее добавить в конце замеса, то оно плохо растворится и раствор получится не эластичный.

в) Песок.

После того как моющее хорошо растворилось, добавляем песок, но… Необходимо добавить не весь песок сразу, а половину для данного замеса. Если к примеру замес 1:4 (марка 100), то добавляем половину песка – два ведра.

г) Цемент.

Добавляем весь цемент в мешалку. Сразу высыпаем всю норму цемента на один замес. Ждем 1 -2 минуты когда цемент полностью перемешается с песком и водой.

д) Песок.

После того как цемент полностью перемешался в мешалке со всеми ингредиентами добавляем в мешалку оставшуюся часть песка.

Если необходимо добавляем чуть – чуть недостающую часть воды. В самом конце регулируем густоту раствора.

Ждем пока раствор полностью вымешивается еще 3 – 5 минут.

Итого: должен получиться не слишком жидкий и не слишком густой раствор. По консистенции он похож на магазинную сметану. Раствор должен держать как бы форму, если на нем, что нибудь написать, то буквы не должны сильно расползаться:

Резюме:

Для приготовления хорошего раствора для двойного замеса (на 8 ведер готового раствора) необходимо всего 12 -17 минут.

а) Вода – чистая.

Теоретически нельзя использовать грязную воду для приготовления раствора такую как:

Дождевую.

Воду с маслами (или бочка для воды из-под масла).

Но это слишком жесткие правила которые применяются для ответственных зданий и сооружений (атомные станции, мосты и тому подобное).

Для гражданского строительства (дачи, жилые дома) требования к воде не такие строгие. Обычно мы используем для приготовления раствора воду: со скважин, водопроводную, иногда из озер и рек.

б) Моющее.

Для хорошего и эластичного раствора очень важно добавить моющее, чтобы раствор не садился. Можно использовать различные моющие средства (кроме чистящих).

Раньше, мы добавляли для эластичности раствора, самый дешевый стиральный порошок, вареное хозяйственное мыло, белую глину и даже шампунь.

Недавно производители кирпича “Фагот” выдвинули требования строить кирпич фагот только на жестком растворе (без моющего). Якобы из-за моющего лопается их кирпич. Как показала практика кирпич фагот лопается и на жестком растворе и с моющим.

Нюанс: Если много налить моющего в замес, то цементный раствор потеряет прочность. Слишком большое количество моющего в растворе делает его завоздушенным (много пузырьков воздуха в растворе) и вспененным. Он похож на вату.

По этому, чтобы раствор получился крепкий, моющее в раствор необходимо добавлять без фанатизма.

в) Песок.

Для лицевой кладки очень важно, чтобы песок был без глины и нормального качества.

К примеру: строили двухэтажный дом и песок для лицевой кладки был с глиной. Заказчик решил с экономить и завозил песок по дешевле (с глиной). Прошло всего два года и все швы лицевой кладки стали побиты дырками.

Это произошло из-за глины. Там где глина в растворе вышла наружу, на лицевой шов, ее по вымывало дождем и образовались дырки.

Визуально легко определить хороший песок (без глины) или нет. На фото ниже видно, что песок слишком желтый (не мытый), в нем много глины – это карьерный песок:

Такой песок для лицевой кладки лучше не использовать. Этот песок пойдет на забутовочную (грязную кладку) и подсыпку.

Для (ж/б пояса, ригеля перемычки и тому подобное) тоже не желательно использовать слишком глинистый песок.

На фото ниже хороший намывной песок, почти не содержит глины:

Этот песок добывается тоже в карьере, но благодаря тому, что он намывается он не содержит (или очень мало) глины и камней! Намывной песок мы используем для лицевой кладки (если нет хорошего обычного карьерного песка) и для ответственного бетона.

г) Цемент.

Чтобы сделать нормальный раствор, также необходимо обратить внимание на . Если цемент слабый, то его нужно добавлять больше на один замес.

Обычно мы используем для приготовления раствора:

Балаклеевский цемент марки 400 с маркировкой ШПЦ ӏӏӏ/Б-Ш-400 .

Балаклеевский цемент марки 400 с маркировкой ПЦ ӏӏ/Б-Ш-400 .

Амвросиевский цемент марки 400 с маркировкой ПЦ ӏӏ/Б-Ш-400 .

Стараемся не использовать для приготовления раствора киевский цемент марки 400 с маркировкой ПЦ ӏӏ/Б-Ш-400, потому, что он слабее. Если приходиться делать раствор из киевского цемента, то кидаем его в мешалку больше почти в два раза, а это перерасход денег почти в два раза.

д) Добавки для цветного шва.

Иногда делаем темный или черный цвет лицевого шва. Темный шов смотрится более контрастнее и симпатичнее. Чтобы шов был темнее мы добавляем сажу или графит.

Но к сожалению через 10 лет цветной шов вымывается дождем и выгорает от палящих лучей солнца.

Еще один недостаток от цветных добавок (графита и сажи) снижается марка раствора. Если в раствор добавить слишком много графита или сажи, то раствор становиться хрупким и слабым.

Лучше использовать более стойкие красители для цветного шва.

Чтобы сделать лицевой шов более темный, проще всего сделать выше марку раствора, один к трем. Больше цемента – темнее шов. Так же лучше выбрать более темный цемент. К примеру балаклеевский цемент марки 400 с маркировкой ШПЦ ӏӏӏ/Б-Ш-400 один из самых темных цементов.

Как известно кирпичную кладку строят при минус 10 градусов и ниже.

Лицевая кладка:

При возведении кирпичных стен при минус 5 градусов мы ни каких добавок не добавляем. Если строить кирпичную кладку без добавок при более низкой температуре может не много посыпаться лицевой шов, особенно если шов расшиваеться полукруглой расшивкой.

При более низких температурах очень хорошо зарекомендовал себя поташ. Он не дорогой, стоимость 50 кг около 14 гривен.

Забутовочная кладка (черновая):

Если строим забутовочную кладку при минус 10 градусов, то ни каких специальных химических добавок не добавляем. Прочность раствора при минусовых температурах (без химических добавок) особо не уменьшается.

При более низких температурах добавляем поташ.

Приготовление раствора при отрицательных температурах.

Песок:

Основная проблема для приготовления раствора зимой – это замерзший песок. Лучше всего заготовить песок заранее. Можно занести песок в строящийся дом (с крышей и отоплением).

На больших стройках (на севере) песок специально греется.

Вода:

Лучше всего заливать воду в мешалку горячую или подогретую, тогда раствор дольше остывает. В теплой воде лучше растворяется моющее и раствор получается эластичнее.

Незамерзайка:

Применяли различные средства для того, чтобы раствор не замерзал (жидкие и твердые добавки).

К примеру некоторые незамерзайки сами замерзали на морозе – смешно незамерзающая добавка сама замерзла ! Чтобы проверить какая жидкая незамейка хорошая, а какая нет мы просто налили два вида незамерзайки в пластиковые одноразовые стаканчики и поставили на мороз.

Лучше всего использовать поташ. Сколько необходимое добавлять поташа в раствор? На упаковке поташа все подробно описано.

Вывод:

Сегодня в этой статье вы узнали очень много полезной информации о тонкостях приготовления цементно – песчаного раствора. Каких ошибок можно избежать при приготовлении раствора, как быстро его приготовить, как рассчитать марку раствора и многое другое.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста оставьте свой комментарий! Что бы вы могли еще дополнить в этой статье?

Неопытные строители часто не знают, как сделать раствор при отсутствии спец.иальной техники. Такая ситуация возникает довольно часто, когда необходимо замешать маленькое количество раствора или просто нет специальной мешалки. Ручное изготовление цемента требует применения всего нескольких приспособлений — качественной емкости для смешивания, при этом важен правильный объем емкости (для этого отлично сгодятся пластиковые или металлические емкости) и специальной лопаты, шпателя. Емкость необходимо выбирать чуть большего объема, чем планируемый объем готового раствора цемента. Недостаточный объем емкости не позволит вам замешать необходимое количество раствора, часть его будет просто лежать на земле, а значит будет бесповоротно испорчена. Слишком большая емкость повлияет на однородность раствора, в нем будут содержаться комки, которые так же понизят качество готовой смеси .

Как сделать раствор вручную?

Процесс незначительно отличается от классического изготовления смеси в специальных мешалках. Для начала необходимо перемешать песок и выбранный вами цемент, соблюдая необходимое соотношение, которое во многом зависит от типа и марки цемента. Обычно материалы перемешиваются сначала в сухом состоянии, после этого добавляется необходимое вам количество воды. Воду нужно наливать крайне осторожно, в необходимом для раствора количестве. Получаемая масса должна быть и не слишком жидкой и не густоватой, со временем вы научитесь легко определять готовность раствора. Онлайн расчет состава цементного раствора.

Приготовленный раствор обязательно необходимо использовать на протяжении двух часов, после чего он конечно же застывает, а значит совсем не пригоден для использования. В случае когда не удалось использовать все запасы раствора, и он застыл, есть возможно добавить воды и слегка размешать его. Он обретет прежнюю, нужную вам структуру. По окончанию работ обязательно необходимо вымыть используемые емкости, иначе остатки раствора застынут и останется только выкинуть емкость, которую всегда можно использовать еще не один раз. Тоже касается и всех инструментов, используемых в процессе.

Изготовление цветного шва. Бывает, что заказчик хочет шов необычного цвета. Особой популярностью славится шов темного цвета, он намного контрастней и большинство клиентов считают его более симпатичным. Опытные мастера знают как сделать такой цвет, для этого используют графит или сажу. С годами цвет теряется под воздействие солнечный лучшей и вымывания дождем. Цветной шов очень красив, но из за его использования теряется качество цемента, он становится более хрупким и слабым. Лучший вариант — использование цемента более насыщенного цвета.

Приготовление раствора при минусовых температурах.

Теперь мы расскажем о том, как сделать раствор при условиях низкой температуры. Лицевая кладка позволяет не использовать никаких дополнительных ингредиентов вплоть до минус пяти градусов. При уличной температуре ниже минус пяти, необходимо обязательное использование спец. средств, в противном случае возможно деформация швов. Черновая кладка используется без антизамерзающих средств вплоть до минус десяти градусов.

Крайне важное следить за состоянием основных компонентов будущего раствора . Нельзя допустить замерзание песка, его необходимо складировать в теплом месте, если работы проводятся в зимнее время. При смешивании нужно использовать теплую или даже горячую воду, благодаря чему ваш раствор дольше не замерзнет. Нужно позаботиться о качественном выборе и покупкеантизамерзающего средства, которое играет главную роль при зимних работах с цементом. Лучшим вариантом будет проконсультироваться со специалистом, который подскажет вам.
Подведем итоги. Используя вышеперечисленные советы, вы сможете приготовиться необходимый вам раствор, даже не будучи специалистом. Главное не спешить смешить все необходимое, а убедится в качестве и правильности используемых материалов. После того как вы готовы перейти к смешиванию, нужно выяснить какой результат вам нужен, более крепкий или слабый раство р, а главное подходящий к конкретно вашему случаю.

Любое строительство не обходится без цемента.

Приготовление цементного раствора – важный этап, так как от него напрямую зависит крепость конструкции, прочность кладки, долговечность строения в целом.

Перед тем как приступить к замесу нужно понять, как правильно сделать цементный раствор требуемого качества.

Поэтому знать, как приготовить цемент правильно, какие марки следует использовать, какая должна быть консистенция, последовательность смешивания элементов и пропорции, должен каждый уважающий себя строитель. Делать принято из:

  • цемента;
  • песка;
  • воды;
  • добавок и пластификаторов.

Сначала нужно смешать сухие ингредиенты – цемент и песок в бетономешалке в пропорции 1:3.

В зависимости от последних принято выделять сульфатостойкий, гидрофобный, быстрозастывающий, пластифицированный, белый или цветной, пуццолановый, строительный и другие цементы. Кроме того, материал выпускается разных марок, от М100 до М600. Чем выше марка, тем прочнее и крепче будет раствор. Однако совсем не обязательно, чтобы сделать М200, приобретать цемент М200. В строительстве применяется технология смешивания цемента и песка. Разные пропорции составляющих помогут изготовить различные марки смеси.

Марка определяется как марка цемента, которую нужно поделить на количество песка. Например, имеется цемент М400. Если смешать ведро такого материала с 4 ведрами песка (пропорция 1:4), то марка приготавливаемого раствора определяется как 400/4=100 (марка цемента/количество песка=марка смеси). Чтобы сделать цементный состав той же марки из цемента М500, потребуется уже 5 ведер песка (500/5=100). Данная формула позволяет правильно определить исходные пропорции цементной смеси для различных марок. Теперь возникает вопрос: какая же марка раствора применяется в строительстве? Правильно ответить на него можно, только учитывая несколько факторов: марки строительных материалов и функциональное назначение смеси.

Применение смесей

Если добавить слишком много воды, цементный раствор получится жидким, соответственно прочность будет ниже, чем у густого.

Стандартно марка стройматериалов равняется марке цементного раствора. То есть для кирпичей М100 требуется цементный состав М100. Данное сочетание позволит сделать практически монолитную кладку. Но существуют и нюансы. Например, есть лицевая кладка из кирпича М350. Соответствующий раствор станет просто бессмысленным перерасходом материалов и средств, так как для лицевой кладки вполне достаточно сделать состав М115, смешать цемент и песок в пропорции 2:7. Такая смесь, если она приготовлена правильно, способна обеспечить достаточную устойчивость к осадкам и ветру, которые больше всего влияют на фасадные конструкции. Вместе с тем раствор М115 довольно прочный и подходит для швов, в него даже можно вбивать гвозди.

Если стены приходится делать из различных блоков, для соединения больше всего подойдет состав М100. Для забутовочной кладки, когда в расход идет кирпич М75, правильно делать раствор М75 (1 ведро цемента смешивается с 5,3 ведрами песка). Важно максимально точно соблюдать пропорции, иначе нехватка песка чревата быстрым высыханием смеси, а избыток – осыпанием. Вода не выводится отдельной пропорцией, но также имеет очень большое значение в консистенции и характеристиках. В зависимости от ее количества выделяют:

Таблица с инструкцией по приготовлению

  • жирный состав – в нем слишком мало воды, раствор быстро застывает, но после высыхания дает трещины, недолговечный;
  • нормальный – все компоненты смешаны правильно, пропорции соблюдены, застывает небыстро, зато в нем не появляются трещины, очень крепкий и надежный,
  • тощий – слишком много воды, такой не схватится.

Вода обычно берется в половине объема цемента, но значение это условное. Добавлять воду нужно небольшими порциями, постепенно, постоянно следя за консистенцией смеси. Разница в хорошем и плохом – всего в 2% воды. Поэтому очень важно все делать постепенно, без спешки и по технологии, ведь от цементного раствора напрямую зависит качество и надежность конструкции.

Сегодня вместо добавок и пластификаторов многие строители предпочитают использовать обычное моющее средство. Добавление 50-100 г делает состав более пластичным и удобным в работе. Итак, определившись с маркой смеси, компонентами и пропорциями, пора приступать к самому важному – приготовлению раствора.

Приготовление цементного состава

Прибор для определения подвижности

Делать смесь можно как вручную, так и в бетономешалке. Второй способ гораздо удобнее, быстрее и эффективнее, особенно если речь идет о больших объемах. Крайне важно тщательно перемешать компоненты, чтобы добиться полной однородности, с мешалкой делать это гораздо легче. Классический рецепт предполагает залить в машину воду (примерно половину смеси), по необходимости она добавляется позже. В воду добавляется моющее средство. Затем в мешалку засыпается цемент и песок. Воды должно хватить на то, чтобы раствор равномерно перемешался. Самым удобным представляется сначала сделать пожиже, чтобы он хорошо перемешался, постепенно добавляя в него компоненты. Пропорции должны строго соблюдаться.

Обратите внимание, что моющее средство должно целиком раствориться в воде и образовать пену, равномерно распределяясь по всей смеси. Лучше всего песок и цемент смешиваются в жидком состоянии, поэтому самым разумным представляется высыпать в мешалку моющее средство, цемент, половину песка и примерно столько же воды, в конце замеса отрегулировав густоту. Вода с моющим средством мешается 3-5 минут, до образования однородной пенной массы. Половина песка и весь цемент мешаются еще 1-3 минуты. Добавляем оставшийся песок, регулируем воду. Последний замес длится еще 3-5 минут. Как показывает практика, в мешалку строители могут засыпать компоненты и в другом порядке, принципиально большого значения порядок не имеет. Главное, чтобы смесь получилась однородной, без комков, уплотнений и воздушных пузырьков.

Цемент в мешках различается по видам и на каждом из них стоит маркировка.

При смешивании вручную первыми идут песок и цемент, их мешают в сухом состоянии. Когда смесь становится ровного серого цвета, вся масса сгребается в одну грядку, на вершине которой делается углубление. В него небольшими порциями добавляется вода, с краев смесь подгребается и вымешивается. Операция повторяется несколько раз, пока раствор не достигнет нужной консистенции. Мешать состав лучше всего на доске или железном листе, но не на земле, чтобы в смесь не попали посторонние компоненты. Качественный цементный состав по консистенции напоминает сметану, не жидкий, но и не густой. След на поверхности такой смеси от руки или лопаты остается четкий, не расплывчатый.

Комментариев:

До сих пор ни одно строительство или ремонт не обходится без использования цемента. Решая, как приготовить цементный раствор, нужно в первую очередь учитывать, что используемый для кирпичной кладки, стяжки пола или финишной отделки стен и потолка может значительно отличаться как по составу, так и по способу приготовления.

При изготовлении бетонной смеси цемент служит вяжущим веществом, обеспечивающим ее застывание.

Основные компоненты цементного раствора

Строительный раствор бывает двух видов — цементный и бетонный. Несмотря на схожесть в компонентах (в бетонный, помимо трех общих компонентов, дополнительно добавляется щебень или гравий) и способе приготовления, это два совершенно разных продукта, призванных решать разные строительные задачи.

Классический цементный раствор состоит всего из трех компонентов, смешанных между собой в определенной пропорции: цемента, песка и воды. Цемент должен быть сухим и не иметь твердых комков. Песок лучше всего использовать речной, хотя на практике чаще берут обычный, карьерный, но предварительно просеивают его, чтобы отделить мусор и примеси.

Для затворения смеси лучше использовать чистую воду, имеющую комнатную температуру или чуть теплее — 21-23°С.

Оптимальными пропорциями считаются: 1 часть цемента на 3 части песка. Вода добавляется в готовящийся раствор цемента по мере необходимости, ее количество может варьироваться от 80 до 95% от объема используемого цемента (т. е. на 10 л цемента должно расходоваться от 8 до 9,5 л воды).

Таким раствором можно как выгонять кирпичную кладку, так и выполнять штукатурные работы. Однако он имеет ряд недостатков — излишнюю жесткость и ограниченное время (1-1,5 часа) для использования приготавливаемого раствора, что существенно затрудняет работу с ним.

Поэтому профессиональные строители предпочитают при приготовлении цементного раствора добавлять в его состав различные вещества, делающие его более пластичным и продлевающие время его твердения в 2-3 раза. Самый распространенный вариант улучшения такой смеси — добавление в ее состав известкового молока.

Такая смесь обладает почти такими же вяжущими способностями, как и чистый цементный раствор, но время ее использования повышается до 3-4 часов.

Второй вариант — приготовить раствор цемента с добавлением небольшого количества моющего средства — из расчета 50-100 г на каждые 10 л смеси (зависит от качества моющего).

Такая добавка позволяет значительно повысить ее пластичность.

Вернуться к оглавлению

Марки раствора и их использование

Как и подавляющее большинство строительных материалов, приготовленный цементный раствор тоже имеет свою маркировку. Бывают растворы М10, М25, М50, М75, М100, М125, М150, М200, М250, М300, но в частном строительстве обычно используются марки от М75 до М150.

Маркировка готового раствора не зависит напрямую от марки используемого для его приготовления цемента, как ошибочно полагает большинство непрофессионалов. На самом деле смесь одной марки можно приготовить из разных марок цемента.

Например, смесь М100 можно получить из цемента М300, М400, М500, причем во всех случаях количество используемого для ее приготовления цемента будет одинаковым. Зато изменяется количество песка: при использовании цемента М300 соотношение песка и цемента будет 3:1; при применении М400 — 4:1; а при использовании М500 — 5:1.

При использовании цементного раствора профессиональные строители советуют применять состав той же марки, что и используемый для строительства материал. Т.е. если для заливки фундамента используется бетонный раствор М75, то для стяжки цоколя нужно применять цементную смесь той же марки. Если для выгонки стен используется кирпич М100, то и смесь для выполнения кладки должна соответствовать этой марке.

Но на практике такое возможно далеко не всегда. Например, используя при выгонке стен кирпич М300, нет смысла брать для его укладки раствор той же марки — с таким раствором трудно работать, да и финансовые затраты на его изготовление очень большие. Вполне подойдут для работы марки в диапазоне от М100 до М150. На практике такую кладку чаще всего выполняют, используя смесь песка и цемента М400 в пропорции 3,5:1, т.е. приблизительно М115.

Вернуться к оглавлению

Как правильно сделать цементный раствор

Существует несколько способов приготовить качественную цементную смесь. Но, независимо от выбранного способа, для ее приготовления понадобятся инструменты:

  • емкость для смешивания компонентов;
  • совковая лопата;
  • кельма;
  • ведра.

Самый распространенный классический способ приготовления смеси — сначала всухую смешиваются цемент и песок до получения однородного состава, а затем эту смесь разбавляют до нужной консистенции водой. Воду следует добавлять не всю сразу, а 80-85% от требуемого количества, и уже в процессе готовки смеси понемногу добавлять ее в состав, добиваясь нужной густоты.

Особенно это правило должно соблюдаться, если готовится не чистая цементно-песчаная смесь, а цементно-известковая. В этом случае сначала нужно приготовить жидкоразведенную известь, разбавив известковое тесто водой до состояния негустой сметаны. Затем приготовление раствора происходит так же, как и в первом варианте, но вместо недостающей воды на заключительном этапе в него добавляют известковое молоко.

Второй способ придуман народными умельцами для приготовления раствора вручную. Фактически он является почти зеркальным отражением первого: сначала в емкость заливается вода (приблизительно 4/5 нужного количества), затем в нее добавляется жидкое мыло или другое моющее средство. После этого воду в течение 4-5 минут нужно интенсивно взбалтывать, чтобы моющее полностью в ней растворилось и образовало максимальное количество пены.

Затем в емкость засыпается половина нужного объема песка и весь объем цемента. После этого все компоненты перемешиваются между собой. Особой тщательности в перемешивании на этом этапе еще не требуется, главное, чтобы в результате смесь получилась более-менее однородной по составу. Затем в смесь добавляется недостающий песок, и здесь уже небрежность в перемешивании недопустима — вымешивать нужно до тех пор, пока смесь не станет однородной. Наличие в ней участков чистого, без цемента, песка недопустимо.

Основное преимущество этого способа в том, что в жидком состоянии песок и цемент смешиваются намного быстрее и качественнее, чем в сухом. Но, чтобы правильно сделать раствор цемента, в конце приготовления нужно понемногу подливать недостающую воду, доведя раствор до нужной густоты.

Вернуться к оглавлению

Маленькие хитрости при приготовлении раствора

Несмотря на кажущуюся простоту процесса, даже опытным строителям не всегда удается сразу правильно приготовить цементный раствор. Поэтому приготовленный раствор делится на 3 вида:

  • тощий;
  • нормальный;
  • жирный.

Чтобы определить вид приготовленной смеси, не нужны никакие специальные инструменты. Достаточно вытянуть из нее используемую для смешивания лопату или (в случае с бетономешалкой) немного помешать готовую смесь кельмой. Если рабочая поверхность инструмента остается почти чистой, то приготовленная смесь тощая, поскольку в ней не хватает связующего вещества — цемента. Если же поверхность инструмента вся скрыта под слоем приготовленной смеси, то в последней цемента слишком много, она жирная.

Для работы годится только нормальный раствор, в котором правильно выдержаны пропорции цемента, песка и воды. Если раствор получился тощим, то в него нужно подсыпать цемент, а если жирным — добавлять песок и воду, доводя его до нормального состояния. Подсыпать компоненты надо понемногу, иначе ничего не стоит превратить тощий раствор в жирный и наоборот.

Воды первоначально всегда нужно наливать чуть меньше нормы.

Дело в том, что ее количество зависит от впитывающей способности песка — сухой песок впитывает воды намного больше, чем влажный. Поэтому, налив ее по норме и засыпав чуть влажный песок, вы рискуете получить жидкий раствор.

Как сделать скульптурную смесь для поделок из цемента

В данном обзоре автор покажет, как сделать пригодную для работы пластичную скульптурную смесь, которую можно использовать для изготовления различных декоративных поделок из цемента.

Для приготовления качественной скульптурной смеси нам потребуется стандартные ингредиенты:

  • цемент М500;
  • песок;
  • вода.

Возможно, вам интересно будет прочитать, как сделать забавных лягушат из цемента. Готовые фигурки отлично подойдут для украшения сада.

 

Технология приготовления раствора

Первым делом необходимо будет приготовить сухую смесь. В любую подходящую емкость высыпаем 2 части просеянного песка и 1 часть цемента М500. Тщательно все перемешиваем.

После этого постепенно добавляем воду и замешиваем раствор. При этом важно не переборщить с количеством воды.

Если вдруг вы все-таки налили воды больше, чем нужно, то довести раствор до нужной консистенции можно с помощью цемента.

Автор перемешивает раствор руками, но для удобства можно воспользоваться мастерком. Также можно приготовить раствор в бетономешалки, если его требуется большое количество.

Кстати, если готовите много раствора, то при замесе можно добавить в воду моющее средство, чтобы раствор «не садился».

Однако при добавлении моющего средства в готовом изделии могут быть воздушные пузырьки, поэтому лучше делать небольшие порции раствора, чтобы вы успевали его вовремя вырабатывать.

Готовый раствор, помимо того, что получается довольно эластичным, еще и обладает хорошей адгезией — прилепляется даже к гладкой пластиковой поверхности.

Подробно о том, как сделать скульптурную смесь для поделок из цемента, смотрите в видеоролике на нашем сайте. Источник данного видео — YouTube канал «Деревенский компот».

Мне нравитсяНе нравится

Андрей Васильев

Задать вопрос

Почему вода растворяет соль? | Глава 5: Молекула воды и растворение

  • Сделайте модель кристалла соли.

    Спроецировать изображение Кристалл хлорида натрия.

    Напомните учащимся, что зеленые шары представляют отрицательные ионы хлорида, а серые шары — положительные ионы натрия.

    Спросите студентов:

    Что такого в молекулах воды и ионах в соли, которые могут сделать воду способной растворять соль?
    Положительные и отрицательные полярные концы молекулы воды притягиваются к отрицательным ионам хлора и положительным ионам натрия в соли.

    Раздайте каждому учащемуся рабочий лист.

    Учащиеся записывают свои наблюдения и отвечают на вопросы о задании в листе действий. «Объясни это с помощью атомов и молекул» и «Возьми это». Дальнейшие разделы рабочего листа будут заполнены либо в классе, либо в группах, либо индивидуально, в зависимости от ваших инструкций. Посмотрите на версию листа деятельности для учителя, чтобы найти вопросы и ответы.

    Вопрос для расследования

    Как соль растворяется в воде?

    Материалы

    • Рабочий лист с ионами натрия, хлорида и молекулами воды
    • Строительная бумага, любой цвет
    • Ножницы
    • Лента или клей

    Процедура

    1. Изготовить модель кристалла соли
      1. Вырежьте ионы и молекулы воды.
      2. Расположите ионы на листе цветной бумаги так, чтобы они изобразили двумерный кристалл соли. Пока не приклеивайте эти части скотчем.
  • Спроецируйте изображение и попросите учащихся смоделировать, что происходит, когда соль растворяется в воде.

    Покажите студентам серию из четырех картинок, которые помогут объяснить процесс растворения соли в воде.

    Спроецируйте изображение растворения хлорида натрия в воде.

    Укажите, что несколько молекул воды могут расположиться рядом с ионом и помочь удалить его из кристалла. Покажите студентам, что положительная область молекулы воды будет притягиваться к отрицательному иону хлорида и что отрицательная область молекулы воды будет притягиваться к положительному иону натрия.

    1. Модель растворения соли в воде
      1. Посмотрите на картинки, показывающие, как молекулы воды растворяют соль.Затем расположите молекулы воды вокруг ионов натрия и хлора в правильной ориентации. Положительная часть молекул воды должна находиться рядом с отрицательным ионом хлорида. Отрицательная часть молекул воды должна находиться рядом с положительным ионом натрия.

      2. Перемещайте молекулы воды, а также ионы натрия и хлора, чтобы смоделировать, как вода растворяет соль.
      3. Прикрепите к бумаге молекулы и ионы, изображающие растворяющую воду соль.

    Спроектируйте анимацию «Растворение хлорида натрия в воде».

    Обратите внимание на то, что молекулы воды притягиваются к ионам натрия и хлора кристалла соли. Объясните: положительная область молекулы воды притягивается отрицательным хлорид-ионом. Вода с отрицательной областью молекулы воды притягивается к положительному иону натрия. Растворение происходит, когда притяжение между молекулами воды и ионами натрия и хлорида преодолевает притяжение ионов друг к другу. Это заставляет ионы отделяться друг от друга и тщательно смешиваться с водой.

    Скажите студентам, что количество вещества, которое может растворяться в жидкости (при определенной температуре), называется растворимостью. Укажите на сходство слов «растворяться» и «растворимость». Также скажите им, что растворенное вещество называется растворенным веществом. Вещество, которое растворяет, называется растворителем.

  • Предложите учащимся провести эксперимент, чтобы выяснить, лучше ли растворять соль вода или изопропиловый спирт.

    Попросите учащихся сделать прогноз:

    Подумайте о полярности молекул воды и молекул спирта. Как вы думаете, алкоголь будет так же хорошо, лучше или хуже, чем вода, при растворении соли?

    Обсудите, как настроить тест для сравнения того, как вода и спирт растворяют соль. Убедитесь, что учащиеся указали такие переменные, как:

    • Количество использованной воды и спирта
    • Количество соли, добавляемой к каждой жидкости
    • Температура каждой жидкости
    • Объем перемешивания

    Вопрос для расследования

    Спирт растворяет соль так же хорошо, лучше или хуже, чем вода?

    материалов для каждой группы

    • Вода
    • Изопропиловый спирт (70% или выше)
    • Соль
    • Баланс
    • 2 прозрачных пластиковых стакана
    • 2 маленьких пластиковых стакана
    • Цилиндр градуированный

    Процедура

    1. В отдельных чашках отмерьте два образца соли весом 5 г каждый.
    2. Налейте 15 мл воды и спирта в отдельные чашки.
    3. В то же время добавьте воду и спирт к образцам соли.

    4. Вращайте обе чашки одинаково примерно 20 секунд и проверьте количество растворенной соли.
    5. Поверните еще 20 секунд и проверьте. Вращайте последние 20 секунд и проверьте.
    6. Осторожно слейте воду и спирт из чашек и сравните количество нерастворенной соли, оставшейся в каждой чашке.

    Ожидаемые результаты

    В чашке с водой будет меньше нерастворенной соли, чем спирта. Это означает, что в воде растворено больше соли, чем в спирте.

  • Обсудите, как разница в полярности спирта и воды объясняет, почему вода растворяет соль лучше, чем спирт.

    Подробнее о полярности читайте в разделе «Биография учителя».

    Спросите студентов:

    Спирт растворяет соль так же хорошо, лучше или хуже, чем вода?
    Спирт растворяет соль хуже, чем вода.
    Как узнать?
    В чашке со спиртом осталось больше соли.
    Подумайте о полярности воды и спирта, чтобы объяснить, почему вода растворяет больше соли, чем спирт.
    Попросите учащихся взглянуть на модели молекул воды и спирта на их рабочих листах.

    Напомните студентам, что изопропиловый спирт имеет атом кислорода, связанный с атомом водорода, поэтому он имеет некоторую полярность, но не такую ​​большую, как вода. Поскольку вода более полярна, чем спирт, она притягивает положительные ионы натрия и отрицательные ионы хлора лучше, чем спирт. Вот почему вода растворяет больше соли, чем спирт. Другими словами, растворимость соли в воде выше, чем в спирте.

  • Попросите учащихся сравнить растворимость двух различных ионных веществ в воде.

    Сравните растворимость ионных веществ карбоната кальция (CaCO 3 ) и карбоната натрия (Na 2 CO 3 ) в воде.

    Спросите студентов:

    Как бы вы могли сравнить растворимость хлорида кальция и карбоната кальция?
    Студенты должны предложить отмерить равные количества каждого вещества и добавить равное количество воды при той же температуре.

    Вопрос для расследования

    Все ли ионные вещества растворяются в воде?

    материалов для каждой группы

    • Карбонат натрия
    • Карбонат кальция
    • Вода
    • 2 прозрачных пластиковых стакана
    • 2 маленьких пластиковых стакана
    • Баланс

    Процедура

    1. Этикетка двух прозрачных пластиковых стаканчиков с карбонатом натрия и карбонатом кальция.
    2. Отмерьте по 2 г карбоната натрия и карбоната кальция и положите их в чашки с этикетками.
    3. Отмерьте по 15 мл воды в каждую из двух пустых чашек.
    4. Одновременно налейте воду в чашки с карбонатом натрия и карбонатом кальция.

    5. Осторожно взболтайте обе чашки.

    Ожидаемые результаты

    Карбонат натрия растворяется, а карбонат кальция — нет.Объясните, что не все твердые частицы с ионной связью растворяются в воде.

  • Обсудите наблюдения студентов.

    Спросите студентов:

    Все ли ионные вещества растворяются в воде? Откуда вы знаете?
    Поскольку карбонат кальция не растворяется в воде, учащиеся должны понимать, что не все ионные вещества растворяются в воде.

    Объясните: на молекулярном уровне ионы, составляющие карбонат кальция, так сильно притягиваются друг к другу, что притяжение молекулами воды не может их разлучить.Это хорошо, потому что карбонат кальция — это материал, из которого сделаны морские раковины и птичьи яйца. Фосфат кальция — еще одно твердое ионное вещество, которое не растворяется в воде. Это хорошо еще и тем, что из этого материала сделаны кости и зубы.

    Карбонат натрия полностью распадается на ионы, которые объединяются в воде, образуя раствор. Ионы натрия и карбоната не оседают на дно и не могут быть отфильтрованы из воды.

    Но карбонат кальция не распадается на ионы. Вместо этого его просто смешивают с водой. Если дать достаточно времени, карбонат кальция осядет на дно или его можно будет отфильтровать из воды. Карбонат натрия, растворенный в воде, является хорошим примером раствора, а нерастворенный карбонат кальция — это смесь, а не раствор.

    Примечание. Карбонат-ион отличается от одноатомных ионов, таких как натрий (Na + ) и хлорид (Cl ), которые студенты уже видели.Карбонат-ион (CO 3 2-) состоит из более чем одного атома. Эти типы ионов, называемые многоатомными ионами, состоят из группы ковалентно связанных атомов, действующих как единое целое. Обычно они приобретают или теряют один или несколько электронов и действуют как ион. Другой распространенный многоатомный ион — это сульфат-ион (SO 4 2-). Этот ион является частью соли Эпсома в виде сульфата магния (MgSO 4 ) и многих удобрений в виде сульфата калия (K 2 SO 4 ).Вы можете решить, хотите ли вы познакомить студентов с этими двумя обычными многоатомными ионами.

  • Почему полимерный песок не затвердел

    ПОЧЕМУ ВАШ ПОЛИМЕРНЫЙ ПЕСК НЕ ОТВЕРСТИЛ

    «Недавно я установил ваш продукт во внутреннем дворике. Он выглядит великолепно, но если надавить на него пальцем, он становится мягким ». Это реальный вопрос, который мы получили от подрядчика… и мы получаем много подобных вопросов. Итак, в этом сообщении блога мы рассмотрим факторы, которые могут повлиять на то, почему полимерный песок не затвердел.

    Фотография предоставлена ​​Unilock


    Полимерный песок затвердевает при сушке. А для полного схватывания ему необходимо полностью высохнуть. Если полимерный песок не затвердел, значит, проблема с влажностью. Если после укладки стыки останутся влажными, они останутся мягкими, пока не высохнут. Таким образом, получение одного начального полного «набора» для сушки очень важно для долгосрочной работы и срока службы продукта.

    Обратите внимание, поэтому мы всегда рекомендуем проверять погоду перед тем, как начинать проект с полимерным песком.(Полимерные пески Alliance Gator считаются водонепроницаемыми в течение одного часа при температуре выше 32 ° F.) В нашем блоге: « Моя работа с полимерным песком закончилась дождем. Что мне делать? »мы исследуем эту тему подробнее.

    Однако погода — не единственная причина, по которой суставы остаются мокрыми. Вот некоторые другие факторы, которые могут вызвать проблему влажности, препятствуя полному высыханию полимерного песка:

    • Бетонное перекрытие выполнено неправильно
    • Каменная пыль
    • Установка на северной стороне дома или в тени
    • Спринклерные системы
    • Неправильная площадка для патио
    • Сезонные условия (т.е. осенью и ранней весной, когда дни короче, температура ниже, а погода более влажная)
    • Отсутствие уплотнения (из-за чего песок остается более рыхлым / пушистым и удерживает больше воды)


    Кроме того, при неправильном уклоне основного материала могут возникнуть проблемы с влажностью. Основание из щебня следует укладывать так же, как и поверхность брусчатки. Никогда не рекомендуется оставлять углубления в основании из щебня, предполагая, что позже вы восполните их с помощью песчаной подушки.Все эти впадины превращаются в лужи. Когда вода просачивается сквозь суставы, она будет держать их влажными, что кажется ошеломляющим для тех, кто наблюдает за ситуацией сверху.

    В заключение, есть несколько факторов, которые могут помешать правильному схватыванию полимерного песка. Если стыки не высыхают в течение первых двух недель или около того, велика вероятность того, что песок испортился … даже если он в конечном итоге высохнет. Хотите, чтобы не пришлось переделывать всю работу? Прочтите это сообщение в блоге, прежде чем начать: 5 основных причин неудач полимерного песка .

    Очистные сооружения

    Evolution: Ранние методы хлорирования воды (иначе называемые обычным хлорированием, простым хлорированием и предельным хлорированием) применялись с целью дезинфекции. Вскоре после этого была введена обработка хлором-аммиаком, чтобы ограничить развитие неприятного вкуса и запаха, часто связанного с дезинфекцией маргинальным хлором. Впоследствии суперхлорирование было разработано с дополнительной целью уничтожения веществ, вызывающих неприятный вкус и запах, часто связанных с хлорсодержащими органическими материалами.Введение хлорирования по точке останова и признание того, что остаточный хлор может существовать в двух различных формах, сделали современное хлорирование воды одним из двух типов.

    Комбинированное остаточное хлорирование: Комбинированное остаточное хлорирование включает применение хлора для вода для производства, с природным или добавленным аммиаком, объединенных остатков доступного хлора, и для поддержания этого остаточные по всей или части водоочистной установки или распределительной системы.Доступные комбинированные формы хлора имеют более низкие потенциалы окисления, чем у свободных форм хлора, и поэтому они менее эффективны в качестве окислителей. Кроме того, они также являются менее эффективными дезинфицирующими средствами. Фактически, примерно в 25 раз больше связанного доступного остаточного хлора. необходимо для получения эквивалентных уничтожений бактерий при тех же условиях pH, температуры и времени контакта. И о Необходим в 100 раз более длительный контакт для получения эквивалентных уничтожений бактерий при тех же условиях и в равных количествах. объединенных и свободных остатков хлора.

    Когда требуется объединенный остаточный доступный хлор, характеристики воды будут определять, как это может быть достигнуто:

    1. Если вода содержит достаточно аммиака для производства с добавленным хлором, объединенный доступный остаточный хлор желаемой величины достаточно применения одного хлора.
    2. Если вода содержит слишком мало или совсем не содержит аммиака, необходимо добавить как хлор, так и аммиак.
    3. Если в воде имеется остаточный свободный доступный хлор, добавление аммиака преобразует остаточный для комбинированного остаточного хлора.Комбинированный остаточный доступный хлор содержит мало или совсем не содержит свободного хлор.

    Практика комбинированного остаточного хлорирования особенно применима после фильтрации (доочистка) для контроля роста определенных водорослей и бактерий, а также для обеспечения и поддержания стабильного остаточного хлорирования по всей системе до точки. бытового использования.

    Хотя связанный остаточный хлор не является хорошим дезинфицирующим средством, он имеет преимущество перед остаточным свободным хлором в том, что он снижается медленнее и, следовательно, дольше сохраняется в системе распределения.Таким образом, он полезен как индикатор серьезного загрязнения. Персонал станции водоснабжения регулярно контролирует уровень хлора в системе распределения. Присутствие доступного хлора, связанного или свободного, указывает на то, что серьезного загрязнения не произошло. Если действительно происходит серьезное загрязнение, остаточный связанный хлор будет истощен, хотя и медленными темпами. Это истощение служит предупреждением о возможном заражении.

    Из-за относительно низкой дезинфицирующей способности комбинированному остаточному хлорированию часто предшествует свободное остаточное хлорирование для обеспечения производства питьевой воды.

    Свободное остаточное хлорирование: Практика свободного остаточного хлорирования включает применение хлора в воде для получения, либо непосредственно, либо путем разрушения аммиака, свободного остаточного хлора и для поддержания этого остатка на всей или части водоочистной установки. или система распределения. Свободно доступные формы хлора имеют более высокие потенциалы окисления, чем комбинированные доступные формы хлора, и поэтому более эффективны в качестве окислителей. Более того, как уже отмечалось, они также являются наиболее эффективными дезинфицирующими средствами.

    Когда требуется свободный доступный остаток хлора, характеристики воды будут определять, как он может быть выполнено:

    1. Если вода не содержит аммиака, применение хлора даст свободный остаток.
    2. Если вода действительно содержит аммиак, который приводит к образованию объединенного остатка доступного хлора, его необходимо уничтожить, применив избыток хлора.

    При молярном Cl 2 : NH 3 образуются монохлорамин и дихлорамин в концентрациях до 1: 1.Относительные количества каждого из них зависят от pH и других факторов. Остаточные количества хлорамина обычно достигают максимума при эквимолярных концентрациях хлора и аммиака. Дальнейшее увеличение отношения Cl 2 : NH 3 приводит к окисление аммиака и восстановление хлора. Эти реакции окисления / восстановления практически завершаются, когда два на каждый моль присутствующего аммиака добавлены моль хлора. Должно быть предоставлено достаточно времени для реакции. перейти к завершению.Остаточные количества хлорамина снижаются до минимального значения, точки разрыва, когда молярное соотношение Cl 2 : NH 3 составляет примерно 2: 1. На этом этапе реакции окисления / восстановления практически завершены.

    DK Science: Mixtures

    Почти все состоит из разных веществ, смешанных вместе. Вещи легко распознать как смеси, только если РАЗМЕР ЧАСТИЦ каждого вещества достаточно велик, чтобы их можно было увидеть. Хлопья, орехи и изюм в миске с хлопьями — смесь, которую легко увидеть.Однако фруктовый напиток не похож на смесь, потому что частицы фруктов и воды очень маленькие. Это тип смеси, называемый РЕШЕНИЕМ, состоящий из разных очень мелких частиц, растворенных (равномерно распределенных) в воде.

    Камни, песок и морская вода представляют собой смеси одних и тех же веществ? такие как минералы полевой шпат, слюда и кварц? но с разным размером частиц. Скала содержит эти вещества в виде кусков или жилок; песок имеет их в виде мелких зерен; а морская вода содержит их в виде крошечных растворенных частиц, невидимых глазу.Дождь и реки растворяют минералы, омывая скалы по пути к морю.

    Все породы представляют собой смеси природных веществ, называемых минералами. Гранит — это обычная порода, состоящая из трех минералов разного цвета: полевого шпата, слюды и кварца. Розовые зерна в граните представляют собой полевой шпат, черные зерна — слюду, а светло-серые стекловидные зерна — кварц. Гранит обычно состоит примерно из 75% полевого шпата, 5% слюды и 20% кварца. Эти пропорции могут варьироваться, и порода часто содержит небольшое количество других минералов.

    Существует много различных типов смесей, которые делятся на группы в зависимости от размера их частиц. Смесь, такая как песок, имеет крупный размер частиц. Грязь, перемешанная в воде, представляет собой смесь, называемую суспензией; частицы слишком малы, чтобы их можно было увидеть при смешивании, но в конечном итоге они оседают. Смесь, такая как туман (вода и воздух), называется коллоидом; его частицы слишком малы, чтобы осесть.

    Частицы некоторых смесей достаточно большие, чтобы их можно было увидеть без микроскопа.Например, если вы внимательно посмотрите на горсть песка, вы сможете разглядеть смешанные друг с другом зерна разного цвета. Некоторые пески имеют более мелкие зерна, чем другие. Чем меньше размер зерна, тем более мягкий и рыхлый песок на ощупь.

    Коллоид — это смесь, содержащая крошечные частицы одного вещества, разбросанные по всему другому веществу, например частицы красителя, смешанные со стеклом в мраморе. Частицы меньше, чем в суспензии, но больше, чем в растворе. Частицы такие маленькие и легкие, что никогда не оседают.

    Молоко состоит из крошечных шариков жира, разбросанных по воде. Это пример эмульсии, особого типа коллоида, в котором масла или жиры смешиваются с водой для создания кремообразной жидкости или пасты. Другими примерами эмульсий являются майонез, эмульсионные краски, губные помады и кремы для лица.

    Раствор — это смесь, в которой различные частицы имеют крошечные размеры и смешаны полностью равномерно. Растворы часто получают путем растворения твердого вещества, например сахара, в жидкости, например в воде.Сахар называют растворенным веществом, а воду — растворителем. Вода — наиболее распространенное растворенное вещество. Растворы также могут быть жидкостью, растворенной в другой жидкости, например антисептической жидкостью. Это вода и спирт. Или это может быть газ, растворенный в другом газе, например кислород, растворенный в азоте в воздухе.

    Wood? S Metal используется в автоматических пожарных спринклерах. Это сплав (смесь металлов), содержащий висмут, свинец, олово и кадмий. Эта смесь металлов имеет низкую температуру плавления 71 ° C (158 ° F).Используется как датчик в автоматических пожарных оросителях; если температура становится слишком высокой, металлический сплав плавится и выделяет воду.

    Гравитационное осаждение — обзор

    Третий этап очистки — удаление песчинок или песка из сточных вод. Песок и песок могут повредить оборудование, такое как насосы и расходомеры, поэтому их необходимо удалить. Наиболее распространенная зернистая камера — это широкое место в канале, где поток достаточно замедлен, чтобы позволить плотному зерну осесть.Песок примерно в 2,5 раза плотнее, чем большинство органических твердых веществ, и поэтому оседает намного быстрее. Целью песколовки является удаление песка и крошки без удаления органического материала. Органический материал необходимо дополнительно обрабатывать на заводе, но отделенный песок можно использовать в качестве засыпки без дополнительной обработки.

    для заполнения бака. Например, если объем резервуара составляет 100 м 3 , а расход составляет 2 м 3 / мин, время удерживания составляет 100/2 = 50 мин.

    Твердые частицы оседают на дно резервуара и удаляются через трубу, в то время как осветленная жидкость выходит через водослив с V-образным пазом , который равномерно распределяет жидкость по всему резервуару.Отстойники также называются отстойниками

    или осветлителями. Отстойник, который следует сразу за просеиванием и удалением песка, называется первичным осветлителем . Твердые частицы, которые падают на дно первичного осветлителя, удаляются как сырой ил.

    Неочищенный ил обычно имеет сильный неприятный запах и полон воды — две характеристики, которые затрудняют его утилизацию. Его необходимо стабилизировать, чтобы уменьшить дальнейшее разложение, и обезвожить для облегчения утилизации.Перед утилизацией твердые частицы из других процессов, кроме первичного осветлителя, должны быть обработаны аналогичным образом. Обработка и утилизация осадка сточных вод обсуждаются далее в гл. 10.

    Устройство и работа отстойного резервуара

    Гравитационное осаждение, как уже отмечалось, является одним из наиболее эффективных способов отделения твердых частиц от окружающей жидкости. Разделение твердой и жидкой фаз может быть достигнуто таким образом, если твердые частицы более плотные, чем жидкость. 3 Однако при определенных обстоятельствах на простую стабилизацию влияют другие силы.Частицы оседают одним из трех основных способов:

    Класс I: Осаждение дискретных частиц происходит, когда частицы беспрепятственно оседают на стенках контейнера или соседних частицах.

    Класс II: Оседание флокулянта происходит, когда соседние частицы вступают в контакт друг с другом, изменяя размер частиц и препятствуя осаждению.

    Класс III: Утолщение происходит, когда вся масса частиц оседает с одинаковой скоростью и нет движения между частицами.

    Самый простой случай — класс I, дискретное осаждение частиц. Одиночная частица, достигшая предельной скорости, не имеет действующей на нее чистой силы. Три силы, действующие на частицу — сопротивление, плавучесть и гравитация — уравновешиваются, как в

    (9.1) Fg = FD + FB,

    , что становится

    ρsgV = ρgV + CDAv2ρ2,

    , где

    F г = сила тяжести = мг ,

    F D = сила сопротивления = ( C D ρv 2 2, )

    F B = плавучесть = ρVg ,

    м = масса частицы = ρ с V ,

    g =

    g =

    g = ускорение свободного падения

    ρ s = плотность частиц (в кг / м 2 ),

    ρ = плотность среды,

    C D = коэффициент лобового сопротивления,

    v = скорость частиц толщина в (м / с),

    A = площадь проекции поверхности частицы (в м 2 ), и

    V = объем частицы (в м 3 ).

    Решение для скорости,

    (9,3) v = 2vg (ρs − ρ) CDAρ.

    Если теперь предположить, что частица является сферой,

    (9,4) v = 4dg (ρs − ρ) 3CDρ,

    , которое является хорошо известным уравнением Ньютона, где d — диаметр частицы. Если, как в большинстве случаев осаждения при очистке сточных вод, число Рейнольдса ( R ) достаточно низкое и сохраняется ламинарный пограничный слой, коэффициент сопротивления может быть выражен как

    CD = 24R,

    , где R = vdρ / μ и μ = вязкость жидкости.Если C D > 1, это больше не выполняется, и коэффициент лобового сопротивления может быть приблизительно равен

    CD = 24R + 3R + 0,34.

    Для ламинарного потока замена C D = 24/ R в уравнение Ньютона дает уравнение Стокса

    v = g (ρs − ρ) d218μ.

    Скорость частиц может быть связана с ожидаемой производительностью отстойника за счет идеализации отстойника. Как показано на рис. 9-8, прямоугольный резервуар сначала разделен на четыре зоны: входная зона, выходная зона, зона осадка и зона осаждения.Первые две зоны предназначены для гашения токов, вызванных притоком и стоком соответственно. Зона ила — это место для хранения осевших твердых частиц. Само заселение происходит только в четвертой (оседающей) зоне.

    Рисунок 9.8. Принципиальная схема идеального отстойника.

    Для этого анализа требуется несколько исходных допущений:

    Равномерный поток возникает в зоне отстаивания.

    Все частицы, попадающие в зону ила, удаляются.

    Частицы равномерно распределяются в потоке, когда они попадают в зону осаждения.

    Все частицы, попадающие в зону стока, покидают резервуар.

    Таким образом, частица, попадающая в зону осаждения на поверхности воды, имеет скорость осаждения v g и горизонтальную скорость v h , так что их составляющая определяет траекторию

    , как показано на Рис. 9-8. Другими словами, частица практически не удаляется.Если бы частица попала в зону осаждения на любой другой высоте, ее траектория всегда перенесла бы ее в зону ила. Частицы с такой скоростью называются критическими частицами , потому что не все частицы с более низкими скоростями осаждения удаляются. Например, частица, имеющая скорость v s , попадая в зону осаждения на поверхности, попадает в зону стока и улетает. Если бы эта же частица вошла на высоте х , ее бы просто удалили.Любые из этих частиц, которые случайно попадают в зону осаждения на высоте h или ниже, будут удалены, а частицы, попавшие выше h , — нет. Поскольку частицы, поступающие в зону осаждения, распределены равномерно, доля тех частиц со скоростью v , которые удаляются, составляет

    (9,6) vs = h / H,

    , где H — высота зоны осаждения. . Как показано на рис. 9-8, аналогичные треугольники дают

    v0H = vsh = vbL.

    Время нахождения критической частицы в зоне осаждения составляет

    (9.8а) t¯ = Lvh = hvs = Hv0.

    Время t также равно гидравлическому времени удерживания или V / Q , где Q — расход, а V — объем зоны осаждения. Кроме того,

    (9.9a) V = AH,

    , где A — площадь поверхности зоны осаждения. Таким образом,

    (9.9b) v0 = Ht¯ = HAH / Q = QA.

    Уравнение (9.9b) дает скорость перелива , важный проектный параметр для отстойников. Единицы измерения расхода:

    v0 = ms = QA = m3 / sm2.

    Хотя скорость перелива обычно выражается в галлонах / день – фут 2 , она подразумевает скорость и равна скорости критической частицы. Таким образом, когда конструкция осветлителя определяется скоростью перелива, тем самым определяется критическая частица.

    Если указаны любые два параметра — скорость переполнения, время удерживания и глубина — оставшийся параметр также фиксируется.

    ПРИМЕР 9.2.

    Первичный отстойник имеет скорость перелива 600 галлонов / день – фут 2 и глубину 6 футов.Каково время его гидравлического удерживания?

    v0 = 600 галдей-фут2 × 1 фут 37,48 галлона = 80,2 фута / день t¯ = Hv0 = 6 футов 80,2 фута / день = 0,0748 дня = 1,8 ч.

    Мы можем получить лучшее представление о расчетах, рассматривая отдельные переменные. Увеличение расхода Q в данном резервуаре увеличивает критическую скорость v 0 . Поскольку тогда меньшее количество частиц имеет v> v 0 , меньше частиц удаляется из вытекающего потока. Больше частиц можно было бы удалить, если бы v 0 было уменьшено. Это можно сделать, уменьшив Q или увеличив A. Последний член можно увеличить, изменив размеры резервуара так, чтобы глубина была очень небольшой, а длина и ширина были большими. Если резервуар глубиной 3 м разрезать пополам и два среза глубиной 1,5 метра поставить рядом друг с другом, горизонтальная скорость будет такой же, как в резервуаре 3 м, но площадь поверхности будет удвоена и составит v . 0 будет иметь половину исходного значения. Таким образом, очень мелкие резервуары могут оказаться оптимальными первичными осветлителями, за исключением того, что они занимают большую площадь суши, не обеспечивают равномерного распределения потока и требуют больших затрат на сталь и бетон. 4 Приведенное выше обсуждение включает в себя важное предположение, которое не совсем верно для очистки сточных вод. Твердые частицы в сточных водах , а не оседают в виде дискретных частиц, но имеют тенденцию образовывать более крупные частицы, собираясь вместе в хлопьевидных осадках , что можно продемонстрировать, установив цилиндр с грязной водой и позволив частицам в нем осесть. Если вода отбирается на разных высотах, со временем можно наблюдать осветление воды (рис.9-9).

    Рисунок 9.9. Отстаивающее испытание с помощью столба грязной воды и периодического отбора проб в пяти портах. Начальная концентрация взвешенных веществ (SS) ( т = 0) принята равной 1000 мг / л.

    Если грязная вода содержит частицы, которые все имеют одинаковую скорость осаждения, должно быть идеальное осветление, поскольку самая высокая частица падает на дно. Если v = 120 см / 2 h = 60 см / час, должна получиться кривая на рис. 9-9A. Все, что ниже кривой осаждения, будет иметь концентрацию взвешенных твердых частиц (1000 мг / л), а выше линии вода будет чистой.

    Если грязная вода представляет собой смесь равного количества частиц двух разных размеров, со скоростью осаждения v a = 30 см / ч и v b = 60 см / ч, кривые будут иметь вид как на рис. 9-9B. Смесь частиц разного размера все равно будет давать прямолинейные кривые оседания.

    Однако в реальных условиях сточные воды имеют кривые осаждения, подобные тем, которые показаны на рис. 9-9C. Доля твердых частиц, удаленных или уменьшенных в различных портах отбора проб, отображается в виде изогнутых линий, наклон которых увеличивается со временем, а не остается постоянным.Повышенные скорости происходят из-за столкновений и последующего образования более крупных частиц.

    Из-за такой флокуляции неглубокий резервуар не так эффективен, как предполагает теория идеального резервуара.

    Эффективность удаления шламов может быть оценена по кривым, подобным кривым на рис. 9-9C. На рисунке показано, что весь резервуар подвергается удалению около 90% при времени удерживания 2 часа. Однако верхняя часть резервуара намного прозрачнее, потому что она содержит только около 40 мг / л SS и, таким образом, подвергается удалению SS [(1000-40) / 1000] × 100 = 96%.Общее уравнение для оценки удаления с учетом чистой воды сверху:

    (9,10) R = P + ∑i − 1n − 1 (hH) (Pi − P),

    , где

    R = % общего извлечения твердых частиц,

    P = извлечение твердых частиц в самой нижней секции,

    P i = извлечение твердых частиц в секции i,

    n = количество секций ,

    h = высота каждой секции и

    H = высота колонны ( H = nh ).

    ПРИМЕР 9.3.

    Химические отходы с исходной концентрацией SS 1000 мг / л и расходом 200 м 3 / ч должны быть размещены в резервуаре, H = 1,2 м глубиной, W = 10 м шириной, и L, = 31,4 м в длину. Результаты лабораторных испытаний показаны на рис. 9-9C. Рассчитайте долю удаленных твердых частиц, скорость перелива и скорость критической частицы.

    Площадь резервуара

    A = WL = (31.4) (10) = 314м2.

    Таким образом, скорость перелива составляет

    Q / A = 200/314 = 0,614 м3 / ч − м2.

    Таким образом, критическая скорость равна v 0 = 0,614 м / ч. Однако в этом случае отходы подвергаются флокулянтному осаждению, а не оседанию с критической скоростью. Время гидравлического удерживания составляет

    t¯ = VQ = AHQ = (314) (1,2) 200 = 1,88 ч.

    На фиг. 9-9C линия удаления 85% приблизительно пересекает время удерживания 1,88 часа. Таким образом удаляется 85% твердых частиц.В дополнение к этому, однако, в верхней части водяного столба показано еще более эффективное удаление. Предположим, что на верхних 20 см концентрация SS составляет 40 мг / л, что равно [(1000 — 4) × 100] / 1000 = 96% удаления, или на 11% лучше, чем для всей колонки. Второй показывает [(1000 — 60) × 100] / 1000 = 94% удаления и так далее. Общая удаленная сумма без учета самой нижней части составляет

    (9,10) R = P + ∑i − 1n − 1 (hH) (Pi − P) R = 85 + (1/6) (11 + 9 + 5 + 4 ) = 90,9%.

    Зависимость эффективности улавливания твердых частиц первичным осветлителем бытовых отходов от времени удерживания, как показано на рис.9-10.

    Рисунок 9.10. Производительность первичных осветлителей.

    Первичная обработка — это в основном удаление твердых частиц, хотя некоторые БПК удаляются в результате удаления разлагаемых твердых частиц. Описанные ранее сточные воды теперь могут иметь следующие характеристики:

    Неочищенные сточные воды После первичной очистки
    БПК5 (мг / л) 250 175
    SS (мг ) 220 60
    P (мг / л) 8 7

    Значительная часть твердых веществ, а также некоторое количество БПК и небольшое количество фосфора были удалены в виде следствие удаления сырого шлама.После первичной очистки сточные воды могут перейти на вторичную очистку.

    Мутность, общее количество взвешенных твердых частиц и прозрачность воды

    Что такое общее количество взвешенных твердых частиц?

    Как органические, так и неорганические частицы любого размера могут влиять на концентрацию взвешенных твердых частиц.

    Общие взвешенные твердые частицы (TSS) — это частицы размером более 2 микрон, обнаруженные в толще воды. Все, что меньше 2 микрон (средний размер фильтра), считается растворенным твердым веществом. Большинство взвешенных твердых частиц состоит из неорганических материалов, хотя бактерии и водоросли также могут вносить вклад в общую концентрацию твердых веществ 3 .

    Эти твердые вещества включают все, что дрейфует или плавает в воде, от отложений, ила и песка до планктона и водорослей 1 . Органические частицы из разлагающихся материалов также могут влиять на концентрацию TSS. По мере разложения водорослей, растений и животных процесс разложения позволяет мелким органическим частицам отделяться и попадать в толщу воды в виде взвешенных твердых частиц 17 . Даже химические осадки считаются формой взвешенных веществ 20 . Общее количество взвешенных твердых частиц — важный фактор в соблюдении прозрачности воды 3 .Чем больше в воде твердых частиц, тем менее прозрачной будет вода.

    Некоторые осадки оседают на дно водоема, а другие остаются взвешенными.

    Некоторые взвешенные твердые частицы могут оседать в отложениях на дне водоема в течение определенного периода времени. 3 . Более тяжелые частицы, такие как гравий и песок, часто оседают, когда попадают в зону с низким или нулевым потоком воды. Хотя такое осаждение улучшает прозрачность воды, повышенный уровень ила может задушить бентосные организмы и яйца 1 .Оставшиеся не оседающие частицы называются коллоидными или неоседающими твердыми частицами 4 . Эти взвешенные твердые частицы либо слишком малы, либо слишком легки, чтобы осесть на дно.

    Оседающие твердые частицы также известны как слоистые отложения или донные отложения 37 . Эти отложения могут варьироваться от более крупного песка и гравия до мелкого ила и глины, в зависимости от расхода воды. Иногда эти отложения могут перемещаться вниз по течению даже без воссоединения с концентрацией взвешенных твердых частиц.Когда осаждаемые твердые частицы перемещаются по дну водоема сильным потоком, это называется переносом донной массы 7 .

    Что такое мутность?

    Эта река своим мутным видом обязана высокой мутности.

    Мутность — оптическое определение прозрачности воды 1 . Мутная вода будет казаться мутной, мутной или иначе окрашенной, что влияет на внешний вид воды. Взвешенные твердые частицы и растворенный цветной материал снижают прозрачность воды, создавая непрозрачный, мутный или мутный вид.Измерения мутности часто используются в качестве индикатора качества воды на основе прозрачности и оценки общего содержания взвешенных твердых частиц в воде.

    Мутность воды определяется количеством света, рассеянного частицами в водяном столбе 2 . Чем больше частиц присутствует, тем больше света будет рассеиваться. Таким образом, мутность и общее количество взвешенных твердых частиц связаны. Однако мутность не является прямым измерением общего содержания взвешенных веществ в воде. Вместо этого в качестве меры относительной прозрачности часто используется мутность для обозначения изменений общей концентрации взвешенных твердых частиц в воде без обеспечения точного измерения твердых веществ 1 .

    Танины разлагающейся растительности окрасили эту реку в красный цвет.

    Мутность может происходить из-за взвешенных отложений, таких как ил или глина, неорганических материалов или органических веществ, таких как водоросли, планктон и разлагающийся материал. Помимо этих взвешенных твердых частиц, мутность может также включать окрашенные растворенные органические вещества (CDOM), флуоресцентные растворенные органические вещества (FDOM) и другие красители 14 . CDOM также известен как гуминовое пятно. Гуминовое пятно относится к цвету чая, который образуется из-за разложения растений и листьев под водой из-за выделения дубильных веществ и других молекул.

    Это изменение цвета часто встречается на болотах, водно-болотных угодьях или других водоемах с большим количеством разлагающейся растительности в воде. CDOM может привести к тому, что вода станет красной или коричневой, в зависимости от типа присутствующих растений или листьев. Эти растворенные вещества могут быть слишком малы, чтобы их можно было учесть в концентрации взвешенных твердых частиц, но они по-прежнему являются частью измерения мутности, поскольку влияют на прозрачность воды.

    Что такое прозрачность воды?

    Океанская вода обычно прозрачнее пресной из-за воздействия солености на взвешенные твердые частицы.

    Прозрачность воды — это физическая характеристика, определяемая тем, насколько прозрачна или прозрачна вода. Четкость определяется глубиной проникновения солнечного света в воду 9 . Чем дальше может дойти солнечный свет, тем выше прозрачность воды. Глубина, достигаемая солнечным светом, также известна как световая зона. Чем чище вода, тем глубже фотическая зона и больше потенциал для фотосинтетической продукции 10 . Фотическая зона (и, следовательно, прозрачность воды) имеет максимальную глубину 200 м в зависимости от светопоглощающих свойств воды.

    Прозрачность воды напрямую связана с мутностью, поскольку мутность является мерой прозрачности воды. На прозрачность воды влияет количество доступного солнечного света, взвешенных частиц в толще воды и растворенных твердых веществ, таких как окрашенный растворенный органический материал (CDOM), присутствующий в воде.

    Ионы соли могут вызывать агрегирование взвешенных частиц и их оседание на дне водоема.

    Соленость также влияет на прозрачность воды 10 . Это связано с влиянием соли на агрегацию и скорость оседания взвешенных частиц.Другими словами, ионы соли собирают взвешенные частицы и связывают их вместе, увеличивая их вес и, следовательно, вероятность их оседания на дно. Благодаря этому механизму, океаны и устья, как правило, имеют более высокую прозрачность (и более низкую среднюю мутность), чем озера и реки 10 . Эти морские среды также имеют более высокую скорость осаждения, поскольку твердые частицы вытягиваются из водной толщи на морское дно.

    Мутность и взвешенные твердые частицы — в чем разница?

    Мутность и общее количество взвешенных твердых частиц относятся к частицам, присутствующим в толще воды.Мутность и прозрачность воды — это визуальные свойства воды, основанные на рассеянии и ослаблении света. Все три параметра прямо или косвенно связаны с частицами в водной толще.

    Хотя мутность и общее количество взвешенных твердых частиц часто накладываются друг на друга, есть несколько внешних факторов, которые влияют только на одно или другое.

    Мутность определяется количеством света, рассеянного этими частицами 6 . Хотя это измерение затем можно использовать для оценки общей концентрации растворенных твердых веществ, оно не будет точным.Мутность не включает осевшие твердые частицы или слой отложений (отложения, которые «катятся» по руслу реки) 7 . Кроме того, на измерения мутности может влиять окрашенное растворенное органическое вещество 5 . Хотя это растворенное вещество не учитывается при измерениях TSS, оно может вызвать искусственно заниженные показания мутности, поскольку поглощает свет, а не рассеивает его 8 .

    С другой стороны, общее количество взвешенных твердых частиц представляет собой измерение общего количества твердого материала на единицу объема воды 6 .Это означает, что TSS — это конкретное измерение всех взвешенных твердых частиц, органических и неорганических, по массе. TSS включает осаждаемые твердые частицы и является прямым измерением общего количества твердых частиц, присутствующих в водоеме. Таким образом, TSS можно использовать для расчета скорости осаждения, в то время как мутность не может 1,6 .

    Прозрачность воды строго зависит от проникновения солнечного света. Хотя это обычно определяется количеством взвешенных твердых частиц в воде, на него также могут влиять РДОМ и другие растворенные твердые вещества 10 .Прозрачность воды является наиболее субъективным измерением этих трех параметров, поскольку обычно определяется наблюдениями человека 5 .

    Эта вода прозрачная, мутная или слегка непрозрачная? Человеческое наблюдение ясности позволяет личному восприятию и суждению.

    Почему важны мутность и общее количество взвешенных твердых частиц?

    Река с наносами впадает в озеро Таскалуса. Фото: город Таскалуса через USGS

    . Мутность и TSS являются наиболее заметными индикаторами качества воды.Эти взвешенные частицы могут возникать в результате эрозии почвы, стока, сбросов, перемешивания донных отложений или цветения водорослей 1 . Хотя в некоторых ручьях могут быть естественные высокие уровни взвешенных твердых частиц, чистая вода обычно считается индикатором здоровой воды 9,14 . Внезапное увеличение мутности в ранее прозрачном водоеме — повод для беспокойства. Чрезмерное количество взвешенных наносов может ухудшить качество воды для водных организмов и людей, затруднить судоходство и повысить риск наводнений 7 .

    Химический состав воды

    Взвешенные твердые частицы могут повышать температуру воды, поскольку они поглощают дополнительное тепло от солнца. Это также может привести к падению уровня растворенного кислорода ниже термоклина, создавая условия гипоксии.

    Что касается качества воды, высокие уровни общего содержания взвешенных твердых частиц будут повышать температуру воды и снижать уровни растворенного кислорода (DO) 1 . Это связано с тем, что взвешенные частицы поглощают больше тепла от солнечного излучения, чем молекулы воды.Затем это тепло передается окружающей воде за счет теплопроводности. Более теплая вода не может удерживать столько растворенного кислорода, как более холодная вода, поэтому уровни DO упадут 13 . Кроме того, повышенная температура поверхности может вызвать расслоение или расслоение водоема 3 . Когда вода расслаивается, верхний и нижний слои не смешиваются. Поскольку разложение и дыхание часто происходят в нижних слоях, они могут стать слишком гипоксичными (низкий уровень растворенного кислорода) для выживания организмов.

    Производство фотосинтеза

    Взвешенные твердые частицы, в частности водоросли, могут блокировать попадание солнечного света на погруженные в воду растения. Это может привести к падению уровня растворенного кислорода, поскольку растения полагаются на дыхание (потребление кислорода), а не на фотосинтез.

    Мутность также может подавлять фотосинтез, блокируя солнечный свет. Остановка или снижение фотосинтеза означает снижение выживаемости растений и снижение выхода растворенного кислорода 9 . Чем выше уровень мутности, тем меньше света проникает в нижние слои воды.Это снижает продуктивность растений на дне океана, озера или реки 15 . Без необходимого солнечного света водоросли и заливные травы под поверхностью воды не смогут продолжать фотосинтез и могут погибнуть 16 .

    Отмирание подводной растительности имеет два основных эффекта. Во-первых, по мере ослабления фотосинтетических процессов образуется меньше растворенного кислорода, что еще больше снижает уровень DO в водоеме 13 . Последующее разложение органического материала может еще больше снизить уровень растворенного кислорода.Во-вторых, водоросли и подводные растения являются необходимыми источниками пищи для многих водных организмов. По мере их отмирания количество растительности, доступной для питания других водных организмов, уменьшается. Это может вызвать сокращение численности населения в пищевой цепочке 21 .

    Эрозия

    Эрозия берегов вдоль реки может быть вызвана стоком, наводнением или сильным водным потоком. Фото: библиотека фотографий Soil-Net.

    Увеличение мутности также может указывать на усиление эрозии берегов ручья, что может иметь долгосрочное воздействие на водоем 3 .Эрозия снижает качество среды обитания рыб и других организмов. Что касается прозрачности воды, уменьшение проникновения света из-за взвешенных отложений может затруднять обзор водных организмов, снижая их способность находить пищу 17 . Эти взвешенные частицы также могут закупоривать жабры рыб и влиять на скорость роста 13 .

    Эрозия может способствовать образованию более мелких, заполненных озер и ручьев, поскольку некоторые взвешенные частицы оседают. 15 . Эти оседающие твердые вещества могут задушить бентосные организмы и икру рыб 1 .Кроме того, осадок может задушить личинки насекомых и другие источники корма для рыб 13 . Когда это происходит в реках и каналах, увеличение наносов может снизить судоходство судов и лодок 7 . В случае чрезмерного осаждения осаждающиеся твердые частицы от эрозии и стока могут даже полностью остановить грузовой переход.

    Загрязнение

    Сточные воды могут переносить болезнетворные микроорганизмы и другие загрязнители в водоем, если они не обрабатываются должным образом.Фото: EPA

    Загрязняющие вещества, такие как растворенные металлы и патогены, могут прикрепляться к взвешенным частицам и попадать в воду 2 . Вот почему увеличение мутности часто может указывать на потенциальное загрязнение, а не только на снижение качества воды. Загрязняющие вещества включают бактерии, простейшие, питательные вещества (например, нитраты и фосфор), пестициды, ртуть, свинец и другие металлы 17 . Некоторые из этих загрязнителей, особенно тяжелые металлы, могут быть вредными и часто токсичными для водных организмов 26 .Добавление питательных веществ может способствовать развитию вредоносного цветения водорослей.

    Когда концентрация взвешенных веществ обусловлена ​​органическими материалами, особенно сточными водами и разлагающимися органическими веществами, присутствие бактерий, простейших и вирусов более вероятно. Эти органические взвешенные твердые частицы также с большей вероятностью снижают уровень растворенного кислорода по мере их разложения 19 .

    Проблемы человека

    Эти микробы и тяжелые металлы могут воздействовать не только на водные организмы, но и на питьевую воду 2 .Органические взвешенные вещества, такие как разлагающиеся вещества или сточные воды, часто естественным образом содержат большое количество микроорганизмов, таких как простейшие, бактерии и вирусы 19 . Такие патогены способствуют возникновению заболеваний, передающихся через воду, таких как криптоспоридиоз, холера и лямблиоз 25 . Мутная вода, вызванная органическими или неорганическими веществами, не может быть легко дезинфицирована, так как взвешенные частицы «скроют» эти микроорганизмы 20 .

    В озере или реке мутность может также ухудшать видимость подводных структур, таких как бревна или большие валуны, что отрицательно сказывается на рекреационном использовании водоема 19 .В промышленных процессах помутнение может способствовать засорению резервуаров и трубопроводов 20 . Частицы также могут разъедать машины, потенциально повреждая их.

    Что способствует содержанию взвешенных твердых частиц?

    Мутность вызывается включением органических материалов, таких как водоросли, и неорганических материалов, таких как ил и отложения.

    Взвешенные твердые частицы в водоеме часто возникают по естественным причинам. Эти природные твердые вещества включают органические материалы, такие как водоросли, и неорганические материалы, такие как ил и отложения.Некоторые водоросли, такие как фитопланктон, встречаются регулярно, особенно в океане. Неорганические материалы могут легко стать взвешенными из-за стока, эрозии и повторного взвешивания из-за сезонного стока воды. Однако, когда взвешенные твердые частицы превышают ожидаемые концентрации, они могут негативно повлиять на водоем. Превышение фоновых количеств часто связано с прямым или косвенным влиянием человека 37 . Загрязнение может вносить органические или неорганические взвешенные твердые частицы, в зависимости от источника.Водоросли, отложения и загрязнение по-разному влияют на качество воды в зависимости от их количества.

    Водоросли

    Различные водоросли могут плавать в воде или быть найдены укоренившимися на русле реки. Некоторые, например водоросли и водоросли, выглядят как подводные растения.

    Водоросли — это фотосинтезирующие организмы, похожие на растения, которые могут процветать как в пресной, так и в морской воде. 11 . Эти организмы бывают разных размеров, от микроскопического фитопланктона до гигантских лесов морских водорослей 12 .Как фитопланктон, так и морские водоросли будут потреблять питательные вещества из воды и могут повышать уровень растворенного кислорода посредством фотосинтеза. Однако, когда они умирают, органический материал разлагается микробами в толще воды. Этот процесс разложения может снизить уровень растворенного кислорода до уровня ниже нормального 42 .

    Морские водоросли и ламинарии встречаются на морском дне, но фитопланктон и другие микроводоросли можно найти на поверхности воды или по всей толще воды 11 .В частности, цианобактерии или сине-зеленые водоросли имеют плавающие механизмы, которые удерживают их на поверхности, блокируя попадание солнечного света из воды 19 . Этот фитопланктон вносит свой вклад в общую концентрацию взвешенных веществ, в то время как укорененная растительность или прикрепленные к руслам водоросли формы — нет. Однако, если эти укоренившиеся водоросли отделяются (обычно, когда водоросли умирают или если их насильно удаляют), то их масса становится частью измерения взвешенных твердых частиц 6 .

    Цветение водорослей может покрывать поверхность воды и препятствовать проникновению света.

    Наиболее очевидные примеры влияния водорослей на мутность — цветение водорослей 11 . Цветение водорослей происходит, когда чрезмерное количество водорослей быстро разрастается по поверхности водоема. Это цветение обычно происходит из-за притока питательных веществ, таких как азот и фосфор, из-за сельскохозяйственных стоков или разложения, хотя более теплая вода и более продолжительный световой день также способствуют их росту 15 . Цветение плавающих водорослей может блокировать солнечный свет, выделять токсины и снижать уровень кислорода в водоеме 11 .

    Хотя некоторый рост водорослей происходит естественным путем (часто сезонно), чрезмерный рост часто объясняется загрязнением питательными веществами. Мониторинг мутности может использоваться для определения естественного увеличения содержания взвешенных веществ или из-за сельскохозяйственных стоков 6 .

    Осадки: сток и эрозия

    Осадки состоят из любого твердого материала, который может переноситься водой, ветром или льдом 23 . Обычно это частицы почвы (включая ил, глину и песок), которые оседают на дне водоема 21 .Эти частицы обычно классифицируются по размеру от самых мелких (диаметр глины менее 0,00195 мм) до самых крупных (крупный песок может достигать 1,5 мм) 19 . Ил находится между ними в диапазоне от 0,0049 до 0,047 мм.

    Частицы осадка могут быть мелким илом или глиной, песком и даже гравием. Фото предоставлено Геологической службой США через Программу

    Массачусетского залива. В районах с высоким потоком даже камни можно рассматривать как отложения, поскольку они оседают в воде 22 . Однако не весь осадок находится во взвешенном состоянии.Количество и размер взвешенных отложений зависит от расхода воды 17 . Чем быстрее поток, тем крупнее частицы, которые можно подвесить. Более высокие скорости потока могут также поддерживать более высокую концентрацию взвешенных твердых частиц. Частицы размером более 0,5 мм обычно осаждаются при уменьшении потока воды 19 . Большая часть остающегося взвешенного осадка (коллоидные твердые частицы) состоит из мелкого песка, ила и глины 19 .

    Большая часть взвешенных наносов, присутствующих в водных объектах, образуется в результате стока и эрозии 6 .Если земля, окружающая водоем, имеет только редкую растительность, верхний слой почвы может быть легко смыт водой 3 . Участки с высокой растительностью поглотят большую часть стока, делая водоем более чистым.

    Сток вызывает эрозию, смывая почву и другие твердые частицы в водоем.

    В дополнение к улавливанию взвешенных частиц из стока реки и ручьи могут медленно размывать мягкие берега рек из-за постоянного потока воды. Увеличение объема реки и стока (из-за дождя или по другим причинам) может увеличить скорость эрозии 18 .С другой стороны, потоки, основанные на коренных породах, могут не иметь большого количества наносов, которые можно было бы приостановить. Местная геология определит естественные уровни мутности на основе нормального расхода, типа почвы, структуры земли и растительности 6 . Если окружающая земля изменяется в результате сельского хозяйства, строительства или другого использования, нарушающего почву, это может ускорить эрозию и сток, увеличивая мутность 3 .

    Загрязнение

    Загрязнение варьируется от крупного мусора до микропластика, частиц металла или асфальта и химических красителей.

    Любое потенциально вредное вещество, которое прямо или косвенно добавляется в окружающую среду человеком, считается загрязнением 29 . Они могут варьироваться от бактерий, перемещающихся по сбросу сточных вод, до частиц угля и железной руды, которые попадают в зону добычи. Если размер этих загрязнителей превышает 2 микрона, они будут влиять на общую концентрацию взвешенных твердых частиц.

    Некоторыми из наиболее распространенных взвешенных твердых загрязнителей являются патогены (бактерии, простейшие, гельминты), микрошарики (из отшелушивающего мыла), сточные воды, сточные воды, взвешенные в воздухе твердые частицы и дорожные частицы (например,грамм. асфальт и пятна от покрышек). Цветные сточные воды и красители являются загрязнителями, которые влияют на мутность, но не взвешенными твердыми частицами.

    Питательные вещества, такие как нитрат и фосфор, часто считаются загрязнителями, но, поскольку они являются растворенными веществами, они не вносят прямого вклада в концентрацию взвешенных твердых частиц 30 . Напротив, они косвенно влияют на цветение водорослей, которое действительно влияет на TSS и мутность.

    Эти растворенные питательные вещества, наряду с растворенными металлами, химическими веществами и тугоплавкими органическими веществами, будут влиять на качество воды 29 .Нитраты и фосфор могут вызывать эвтрофикацию (чрезмерный рост растений и водорослей), что, в свою очередь, вызывает низкий уровень растворенного кислорода из-за дыхания растений и разложения микробов. Огнеупорные органические вещества часто являются канцерогенными, в то время как тяжелые металлы и другие химические вещества могут быть токсичными для водных организмов 29 .

    Хотя эти загрязнители могут попадать в воду в виде растворенных веществ, многие из них перемещаются по зернам почвы или другим более крупным частям загрязнения (например, пятнам краски или частицам асфальта) 29 .В этом случае их можно собрать в образцах взвешенных отложений. Химические красители будут влиять на показания мутности, поскольку окрашенные молекулы будут влиять на поглощение света, но они не будут учитываться при измерении взвешенных твердых частиц.

    Факторы, влияющие на мутность

    Взвешенные твердые частицы могут состоять из органических и неорганических материалов, таких как отложения, водоросли и другие загрязнители. Однако есть определенные факторы, которые могут повлиять на уровень мутности в водоеме.Это поток воды, загрязнение из точечных источников, землепользование и ресуспендирование.

    Расход воды и погода

    Расход воды и мутность часто напрямую связаны; по мере увеличения потока воды повышается и уровень мутности.

    Мутность и расход воды причинно связаны 18 . Высокая скорость потока удерживает частицы во взвешенном состоянии, вместо того, чтобы позволить им осесть на дно. Таким образом, в реках и других естественных средах с большим потоком мутность может присутствовать постоянно 2 .В этих областях важно каждый раз отслеживать изменения мутности в одной и той же точке, чтобы гарантировать, что на данные не влияет более низкая или более высокая скорость воды 18 .

    Погода, особенно сильные дожди, также влияет на расход воды, что, в свою очередь, влияет на мутность. Дожди могут увеличить объем ручья и, таким образом, сток, который может ресуспендировать осевшие отложения и размывать берега рек 1 .

    Сильный дождь вызовет резкое повышение мутности, как показано на этом графике штормовых явлений.Это связано с повышенным расходом воды и увеличением наносов от стока.

    Rain также может напрямую повысить уровень общего содержания взвешенных твердых частиц за счет стока. Когда вода течет по поверхности, она может собирать частицы и осаждать их в водоеме 2 . Сток также может размывать верхний слой почвы и способствовать эрозии берегов реки 3 . Если скорость потока достаточно увеличится, он может ресуспендировать донные отложения, что еще больше повысит концентрацию TSS 2 .

    На участках с сухой, рыхлой почвой или на нарушенных землей участках (например,грамм. в горнодобывающих или строительных районах) ветер может сдувать в воду пыль, отложения и другие частицы 29 . Добавление новых частиц увеличит концентрацию взвешенных твердых частиц. Однако ветер, как правило, не только увеличивает уровень мутности воды. В эстуариях и прибрежных районах, где преобладают волны, мутность естественная низкая 41 . Для сравнения, приливные районы, где водный поток достаточно силен для ресуспендирования донных отложений, имеют высокие уровни естественной мутности.Повышение мутности, вызванное ветром, происходит только в мелководных зонах, где волны достаточно высоки, чтобы ресуспендировать осадок 40 . Приливы, ветер и дождь могут влиять на уровень мутности из-за своего воздействия на водный поток и наносимые наносы 9 .

    Притоки также могут изменять мутность. Когда пресноводный ручей или река входит в устье соленой воды, изменение потока воды может вызвать повышение уровня мутности. Эту зону смешения часто называют зоной максимума мутности 16 .В этих зонах, как правило, мало водной растительности из-за высоких концентраций взвешенных веществ. Эстуарии также часто подвергаются приливным воздействиям, которые могут втягивать песок и наносы с береговой линии и вновь взвешенные донные отложения 16 .

    Мутные реки могут выносить взвешенные наносы в океан. Фото: NASA Visible Earth, через USGS

    Загрязнение из точечных источников

    Если загрязнение можно отследить до единственного идентифицируемого источника, оно считается загрязнением из точечных источников 34 .Загрязнение из точечных источников может увеличить мутность из-за добавления взвешенных твердых частиц и окрашенных сточных вод (сточных вод) в водоем. Что касается качества воды, то типичными примерами являются выпускные трубы заводов и очистных сооружений. Кроме того, фермы также могут подпадать под категорию точечных источников загрязнения 33 . Эти источники могут выделять в воду вредные патогены (бактерии) и химические вещества, а также взвешенные твердые частицы.

    Вот пример загрязнения из точечных источников.Фото: NOAA Ocean Service

    Многие фабрики, очистные сооружения и очистные сооружения сбрасывают сточные воды в местные водоемы или канализационные системы. Иногда эту воду обрабатывают или фильтруют перед сбросом, но иногда это не 33 . EPA разработало несколько руководящих указаний по сбросу сточных вод, но все они основаны на используемой технологии, а не на конечном воздействии на местный водоем 32 . В то время как большинство очистных сооружений включают период отстаивания в процессе очистки, это не влияет на коллоидные (неосаждаемые) твердые вещества 13 .Когда эти сточные воды сбрасываются, эти взвешенные твердые частицы могут все еще присутствовать, если они не обрабатываются дополнительными фильтрами. Кроме того, цветные сточные воды не могут улавливаться фильтром. Хотя красители и окрашенные растворенные органические вещества (CDOM) не учитываются при измерении взвешенных твердых частиц, они будут влиять на показания мутности из-за их влияния на поглощение света.

    Фермы, которые определены как точечные источники, часто позволяют удобрениям и животным отходам попадать в местные водоемы.В основном сельскохозяйственное загрязнение происходит из-за стока, а не из-за конкретного сброса. Хотя этот сток не является преднамеренным, он может нанести ущерб качеству воды, поскольку эти загрязнители не подвергаются очистке 33 . Отходы животных могут увеличивать концентрацию патогенов в воде, а удобрения могут способствовать эвтрофикации и чрезмерному росту водорослей.

    Землепользование

    Строительные площадки разрыхляют почву, которая может стекать в водоем. Фото: NCDOTcommunications через Flickr

    . Основным фактором повышения мутности и общих концентраций взвешенных твердых частиц является землепользование.Строительные, лесозаготовительные, горнодобывающие и другие нарушенные участки имеют повышенный уровень обнаженной почвы и снижение растительности 17 . Сельскохозяйственные угодья также считаются нарушенными после обработки почвы 18 . Землепользование, будь то сельскохозяйственное или строительное, нарушает и разрыхляет почву, увеличивая возможности для стока и эрозии 15 . Разрыхленные почвы, образовавшиеся на этих участках, затем могут быть унесены ветром и дождем в ближайший водоем.

    Это приводит к увеличению скорости стока, вызывая эрозию и повышенную мутность в местных ручьях и озерах 6 . Оседающие твердые частицы в стоке могут оседать на дне озера, реки или океана, нанося ущерб бентическим средам обитания 15 . Эрозия из-за землепользования считается неточечным источником мутности. Использование противоиловых заграждений и отстойников на строительных площадках может предотвратить попадание почвы в близлежащие источники воды 13 .

    Помимо увеличения уровня мутности из-за взвешенных отложений, сельскохозяйственные стоки часто также содержат питательные вещества.Благодаря наличию этих питательных веществ этот сток может способствовать росту цветения водорослей 9 . Эти эффекты можно увидеть в местных ручьях, озерах и даже устьях рек, таких как Чесапикский залив. На качество воды можно повлиять везде, где переносятся эти питательные вещества и отложения. Практика беспахотного земледелия может снизить вероятность эрозии и помочь поддерживать качество воды поблизости 13 .

    Городские стоки смывают такие загрязнители, как отложения, асфальт и частицы шин. Фото: Роберт Лоутон через Wikimedia Commons

    Сток, наполненный отложениями и загрязнителями, также может происходить в городских районах.Во время дождя почва, частицы шин, мусор и другие твердые частицы могут попасть в водную систему 17 . Это часто происходит при высокой скорости потока из-за большого количества непроницаемых участков поверхности (например, дорог и парковок). Вода не может проникнуть через эти поверхности, поэтому осадок не может осесть 17 . Вместо этого ливневые стоки стекают прямо по тротуару, унося с собой взвешенные твердые частицы. Даже в районах с ливневыми стоками эти стоки обычно ведут непосредственно к местному источнику воды без фильтрации 21 .Чтобы свести к минимуму загрязнение и мутность, вызванные городскими стоками, могут быть построены пруды-отстойники для ливневых вод 13 . Эти бассейны позволяют взвешенным частицам оседать до того, как вода стечет вниз по течению 28 .

    Ресуспензия

    Даже карп и другая рыба, питающаяся донным кормом, могут способствовать повышению уровня мутности. 17 . По мере удаления растительности осадок может снова суспендироваться в воде. Осадки на дне водоема могут быть перемешаны смещением потока воды, питанием донных рыб и антропогенными причинами, такими как дноуглубительные работы.Дноуглубительные работы, которые удаляют накопившиеся отложения в судоходных каналах, являются основным источником ресуспендированных наносов в окружающей воде 3 . Дноуглубительные работы могут вызвать высокий уровень мутности, поскольку за относительно короткий период времени нарушаются большие количества осевшего осадка. Эти взбалтываемые частицы в основном представляют собой ил и песок. При переселении они могут изменять среду обитания, задушить икру рыб и задушить донные организмы.

    Дноуглубительные работы на озере Кингс. Фото: Бисваруп Гангули через Wikimedia Commons

    Единицы измерения TSS и мутности

    Общее количество взвешенных твердых частиц, как измерение массы, выражается в миллиграммах твердых веществ на литр воды (мг / л) 18 .Взвешенный осадок также измеряется в мг / л 36 . Самый точный метод определения TSS — это фильтрация и взвешивание пробы воды 44 . Это часто требует времени и затрудняет точное измерение из-за требуемой точности и возможной ошибки из-за волоконного фильтра 44 .

    Мутность, с другой стороны, чаще всего измеряется мутномером. Мутность указывается в единицах, называемых нефелометрической единицей мутности (NTU) или единицей мутности Джексона (JTU) 6 .JTU был оригинальной единицей измерения мутности, основанной на видимости света свечи в трубке (Jackson Candle Turbidimeter) 43 . Однако этот метод считается устаревшим и неточным по сравнению с более новыми методами.

    Хотя некоторые организации считают эти два подразделения примерно равными, между ними есть некоторые специфические различия. 20 . В частности, NTU более точен и имеет более широкий диапазон (JTU не может измерять более 25 JTU / NTU) 43 . Кроме того, NTU является стандартной единицей для многих измерителей мутности с широкополосным выходом (длина волны 400-680 нм).Нефелометрический относится к используемой технологии измерения. Этот технологический метод требует, чтобы фотоприемник в измерителе был размещен под углом 90 градусов к источнику освещения 14 . Когда свет отражается от взвешенных частиц, фотодетектор может измерять рассеянный свет.

    Геологическая служба США также предлагает использовать нефелометрический блок формазина (FNU), если измеритель мутности имеет только монохромный / инфракрасный выход, в отличие от белого / широкополосного выхода 14 .Это относится к приборам, которые соответствуют европейскому протоколу питьевой воды, включая большинство погружных измерителей мутности 34 . И NTU, и FNU покажут одинаковые измерения при калибровке, поскольку они оба используют нефелометрическую технологию, но могут работать по-разному в полевых условиях из-за разного источника света 14 . Измерители мутности, в которых используются блоки FNU, способны компенсировать растворенные окрашенные материалы (например, гуминовые пятна), в то время как измерители мутности NTU не могут 14 .Диски

    Secchi используются для измерения прозрачности воды. Фото: Агентство по контролю за загрязнением Миннесоты через NASA

    Прозрачность воды, если не измерять ее по мутности, измеряется глубиной Секки 1 . Это измерение основано на глубине, на которую черно-белый диск Секки может быть опущен в водоем. В точке потери видимости записывается глубина диска, известная как глубина Секки 16 . Высокие глубины по Секки соответствуют низким уровням мутности, в то время как низкие глубины по Секки связаны с высокими уровнями взвешенных твердых частиц.Этот метод обычно применим только в океанах, озерах и глубоких реках с малым течением. В морской среде часто используется сплошной белый диск большего размера, в то время как в некоторых более мелких озерах используется черный диск и проводится горизонтальное измерение 39 .

    Из-за воздействия соли на взвешенные отложения прозрачность океана часто намного выше, чем прозрачность озера или реки. Большинство пластинок дисков Secchi достигают отметки 65-80 м 39 . Теоретический предел прозрачности воды составляет 200 м, что основано на проникновении света и расчетах с дистиллированной и сверхчистой водой 10 .Однако большинство дисков Секки недостаточно велики, чтобы их можно было увидеть на такой глубине.

    Для более мелких водотоков можно использовать трубку Секки 38 . Трубка Секки обычно имеет длину один метр и наполняется собранной водой. Затем в трубку опускают небольшой диск Секки и считывают его в точке исчезновения, как в большом водоеме 38 .

    Измерители и измерения мутности

    Независимо от того, отображаются ли показания в NTU, FNU или других менее распространенных единицах, важно отметить, что оптическая конструкция мутномера влияет на показания мутности. 14 .Поскольку мутность — это измерение рассеяния света, размещение и конструкция детекторов с измерителем могут влиять на показания. Это просто означает, что необработанные данные двух разных измерителей мутности нельзя напрямую сравнивать без установленной взаимосвязи между ними 14 . Показания мутности могут варьироваться в зависимости от длины волны излучения, нестабильности источника света, высокой плотности частиц или из-за присутствия окрашенного растворенного или взвешенного материала. Чем больше детекторов присутствует в турбидиметре, тем меньше будет изменчивость в измерениях 14 .

    Типичные уровни

    При 5 NTU вода все еще кажется прозрачной. Он мутный при 55 NTU и непрозрачный при 515 NTU. Фото: USGS

    В большинстве случаев общая концентрация взвешенных веществ ниже 20 мг / л кажется прозрачной, а уровни более 40 мг / л могут казаться мутными. 13 . Для сравнения, значение мутности ниже 5 NTU кажется четким, в то время как значение 55 NTU начинает казаться мутным, а значение более 500 NTU будет казаться полностью непрозрачным. 2 .

    Важно отметить, что это зависит от размера и природы взвешенных твердых частиц.Типичные уровни мутности и TSS трудно определить количественно из-за их естественных колебаний в зависимости от сезона, местной геологии, потока воды и погодных явлений. В период низкого стока большинство рек и озер довольно прозрачны с показателем мутности ниже 10 NTU. Эти показания могут легко вырасти до сотен из-за стока во время ливня, таяния снега или дноуглубительных работ 1 .

    Мутность часто увеличивается ежегодно из-за весенних дождей и таяния снега.

    В целом, морская среда имеет более низкий уровень мутности, чем пресноводные источники 10 .Соленость океана или устья приведет к агрегированию или объединению взвешенных твердых частиц. По мере увеличения общего веса твердые частицы начинают опускаться и оседать на морском дне 10 . Этот эффект обеспечивает большую прозрачность воды, чем в большинстве озер и рек. Чем выше соленость, тем больше эффект 10 . Однако в приливных зонах может возникнуть максимум мутности из-за постоянного ресуспендирования этих осевших твердых частиц 16 . Источники пресной воды также могут выносить в дельту дополнительные взвешенные частицы.

    Соленая вода обычно чище пресной.

    Поскольку общие концентрации взвешенных твердых частиц трудно измерить и предсказать, в большинстве штатов нет установленного стандарта. Даже Национальная академия наук только рекомендует, чтобы «TSS не уменьшал проникновение света более чем на 10%» 3 . В Кентукки нет количественного стандарта для приемлемых уровней общего содержания взвешенных веществ. Вместо этого они просто заявляют, что не должно быть вредных воздействий на водоем или его обитателей 3 .Мичиган является еще одним примером штата, в котором существует только «описательный стандарт» для общего содержания взвешенных твердых частиц и мутности 13 . Не существует установленного уровня или концентрации, только рекомендация против неестественных физических свойств (например, мутность, цвет, пленки, плавающие или взвешенные твердые частицы) в «вредных» количествах 13 .

    Питьевая вода должна содержать менее 5 NTU, предпочтительно менее 1 NTU и в идеале менее 0,1 NTU.

    Вместо этого многие страны и организации установили рекомендуемые уровни мутности на основе исходных данных предыдущих измерений.В случае питьевой воды рекомендуемые уровни основаны на нескольких исследованиях фильтрации и дезинфекции 31 Агентство по охране окружающей среды Ирландии рекомендует очистным сооружениям иметь уровень мутности ниже 0,2 NTU, с обязательным максимумом 1 NTU для питьевой воды 31 . По данным Всемирной организации здравоохранения, вода для потребления человеком должна иметь уровень мутности ниже 1 NTU, хотя в некоторых регионах допускается до 5 NTU, если будет доказано, что она дезинфицирована 19,20 . Американская ассоциация водопроводных сооружений предполагает, что для целей отдыха приемлем уровень 5 NTU или ниже 19 .Например, код штата Северная Каролина допускает использование до 10 NTU для форелевых вод, 25 NTU для рек, не связанных с форелью, и до 50 NTU для озер без форели.

    Другие штаты определили допустимые отклонения от установленного базового уровня. В штате Вашингтон нет стандарта TSS, но есть стандарт мутности в зависимости от водоема. В некоторых ручьях мутность не может увеличиться более чем на 5 NTU от исходного уровня. Для других допускается колебание мутности до 20% 6 .

    Последствия необычных уровней

    Взвешенные твердые частицы не только являются предупреждающим знаком о загрязнении, но и могут содержать патогены, такие как бактерии и простейшие 2 . Эти микроорганизмы прикрепляются к взвешенным частицам, помогая им перемещаться и скрывая их от дезинфицирующих средств 2 . Эти патогены могут заразить водную среду или человека, если не удалить осадок.

    Цветение водорослей

    Как видно из этого графика, появление цветения водорослей приводит к резкому снижению содержания растворенного кислорода вскоре после этого.

    Цветение водорослей, хотя изначально увеличивает уровень растворенного кислорода, может создать гипоксические условия, поскольку они разлагаются. 42 . Когда появляется цветение водорослей, оно блокирует попадание солнечного света на любую подводную растительность, убивая эти растения и уменьшая количество выделяемого растворенного кислорода. Затем, когда цветение отмирает, микробы потребляют больше кислорода, поскольку они разлагают органический материал. Это приводит к еще большему падению уровня растворенного кислорода, создавая гипоксические (низкий уровень DO) или даже аноксические (отсутствие DO) условия.

    Кроме того, некоторые цветы выделяют токсины, вредные для водных организмов и человека 16 . К этим вредоносным водорослям относятся цианобактерии, красный прилив (Karenia brevis) и сигуартера (gambierdiscusxicus) 27 .

    Оседающие твердые вещества

    Оседающие твердые вещества могут наносить ущерб озерам и другим водным объектам. Если скорость осаждения высока, она может изменить и часто разрушить среду обитания рыб и нерестилища 37 . Если присутствуют яйца или бентосные организмы, они могут оказаться погребенными в донных отложениях и погибнуть.Отложение осадка может снизить выживаемость яйца и эмбриона за счет уменьшения поступления кислорода и образования корки на яйце, предотвращая побег эмбриона 37 .

    По мере накопления наносов мелководье означает повышенный риск затопления и ухудшение судоходства лодок и судов 24 . Проекты дноуглубительных работ направлены на удаление чрезмерных отложений из судоходных каналов, но это может нанести такой же ущерб местным местообитаниям рыб и нерестилищам.

    Мутность

    Высокий уровень мутности может ухудшить видимость и часто ухудшать пищевое поведение, а также наносить физический вред водным организмам. Взвешенные твердые частицы могут нарушать естественное движение и миграцию водных популяций 13 . Рыбы, которые для ловли добычи полагаются на зрение и скорость, особенно страдают от высокого уровня мутности. Эти рыбы часто покидают районы с высокой мутностью на новые территории 37 . Для рыб, которые остаются в мутной среде, взвешенные отложения могут начать физически влиять на рыбу.Мелкий осадок может забивать жабры рыб и снижать сопротивляемость организма болезням и паразитам 37 . Некоторые рыбы могут потреблять взвешенные твердые вещества, вызывая болезни и подвергая рыбу воздействию потенциальных токсинов или патогенов, содержащихся в отложениях. Если съеденный осадок не убивает рыбу, он может изменить химический состав крови организма и замедлить его рост 37 .

    Мутность также влияет на рост растений под водой. Уровни выше 15 NTU считаются вредными для роста гнедой травы в эстуарных зонах 16 .По мере увеличения мутности количество света, доступного для подводной водной растительности (SAV), уменьшается. Без достаточного количества света фотосинтез остановится, и SAV больше не будет производить растворенный кислород. Помимо снижения концентрации растворенного кислорода в воде, растения в конечном итоге погибнут 40 . По мере отмирания водной растительности количество организмов, которые ею питаются, также будет сокращаться из-за сокращения доступных источников пищи 13 . Если уровни мутности остаются повышенными, последствия могут быть видны в пищевой цепочке 37 .

    Даже водные организмы, выживание которых не сильно зависит от растительности, будут подвержены воздействию низких уровней растворенного кислорода 40 . Если эти рыбы и беспозвоночные не могут покинуть бескислородную зону, они умрут.

    Процитируйте эту работу

    Fondriest Environmental, Inc. «Мутность, общее количество взвешенных твердых частиц и прозрачность воды». Основы экологических измерений. 13 июня 2014 г. Интернет. .

    Дополнительная информация

    Твердые частицы в суспензии — питьевая вода и здоровье

    Органические твердые частицы, обнаруженные в природных водных системах, можно классифицировать следующим образом:

    Микроорганизмы рассматриваются в главе III; другие категории обсуждаются ниже.

    Органическое вещество, связанное с частицами почвы

    Основная часть взвешенного материала в большинстве естественных водоемов состоит из частиц почвы, образующихся с поверхности земли в результате эрозии.Более крупные фракции песка и ила состоят в основном из неорганических горных пород и минеральных обломков, многие из которых, по крайней мере частично, покрыты органическим материалом. Глинистая фракция большинства почв состоит из глинистых минералов, оксидов металлов, водных оксидов металлов и органического материала почвы (гумуса), находящихся в тесном контакте друг с другом. Как показали Горбунов, Ерохина, Щурина (1971) и Гренландия (1971), глинистые минералы в горизонте А большинства почв покрыты органическим веществом, образуя так называемый «глинисто-органический комплекс».«

    Гренландия также обнаружила, что водные оксиды обеспечивают даже больше мест для адсорбции органических веществ в почвах, чем слюдистые глинистые минералы. Водные оксиды также покрывают поверхность зерен глинистых минералов. Поэтому в определенной степени искусственно пытаться разделить эффекты органических и неорганических компонентов мягких твердых частиц, взвешенных в воде. Однако вполне вероятно, что во многих случаях влияние органических компонентов является преобладающим.

    В тех случаях, когда органический материал почвы (гумус) образует покрытия на поверхность глины и оксида частиц почвы, реакции между покрытыми частицами и внешней по отношению к частицам окружающей средой будут в значительной степени определяться физическими и химическими свойствами гумуса.Например, ионообменная способность и адсорбционные свойства частиц будут сильно зависеть от ионообменной способности и адсорбционной способности гумусовых покрытий.

    Как растворимые, так и нерастворимые органические соединения сорбируются гумусом. Лэдд и Батлер (1971) показали, что гуминовые и фульвокислотные компоненты почвенного гумуса ингибируют протеолитические ферменты, связывая их. Помимо ферментов, гумус прочно связывает некоторые пестициды и другие органические соединения, содержащиеся в почвах и природных водах.Эта сорбция снижает фитотоксичность гербицидов и часто препятствует разложению многих пестицидов (Wershaw and Goldberg, 1972).

    Чтобы понять взаимодействие частиц почвы в природных водных системах, необходимо кратко рассмотреть то, что известно о химической структуре и физико-химических свойствах почвенного гумуса. Гумус традиционно разделяют на три компонента: гуминовую кислоту, фульвокислоту и гумин. Гуминовая кислота — это компонент, растворимый в сильном основании, но нерастворимый в сильной кислоте, фульвокислота растворима как в кислоте, так и в основании; и гумин нерастворим как в кислоте, так и в основаниях.

    Гуминовые кислоты содержат фенольные, хиноидные, поликарбоновые ароматические кислотные и алифатические группы, причем ароматические группы преобладают (Kong-nova, 1966; Fleck, 1965, 1971; Scheffer, Ulrich, 1960; Steelink, 1963; Flaig, 1970). В дополнение к бензолкарбоновой кислоте и фенольным группам некоторые авторы включили группы жирных кислот, белков и полисахаридов. Предполагалось, что эти группы ковалентно связаны друг с другом связями, такими как эфир, сложный эфир и углерод-углерод, с образованием трехмерных полимеров с высокой молекулярной массой (Flaig, 1970).

    Несколько недавних исследований показывают, что такая структурная интерпретация неверна. Wershaw и Pinckney (1971, 1973a, 1973b) показали, что наиболее распространенные фракции гуминовой кислоты образуют агрегаты в растворе, которые состоят из относительно небольших молекул (молекулярный вес несколько тысяч или меньше). Степень ассоциации этих молекул зависит от pH. Монахан, ДеЛука и Вершоу (1972) обнаружили, что степень агрегации некоторых фракций также является функцией концентрации и что при низких концентрациях молекулы диссоциируют.Присутствие этих агрегатов будет иметь заметное влияние на то, как гуминовые кислоты взаимодействуют с загрязнителями в природных водных системах, и это будет обсуждаться позже.

    Считается, что фульвокислоты подобны по структуре гуминовым кислотам, но имеют более низкий молекулярный вес. Однако очевидно, что другие группы соединений, такие как полисахариды, белки и аминосахары, также включены во многие препараты фульвокислот (J. A. Leenheer, устные сообщения, 1974).

    Поочередная обработка фракции гумина сильными минеральными кислотами и сильными основаниями обычно делает большую часть гумина растворимой в щелочных растворах (Кононова, 1966).Из этого Кононова пришла к выводу, что гумины — это гуминовые кислоты, которые связываются минеральными составляющими почв.

    Гуминовые вещества обладают большой способностью к основному обмену. Кононова (1966) проанализировала обменную способность нескольких различных почв и сообщила о значениях от 200 до более 500 миллиэквивалентов на 100 г гуминовых кислот. Ионообменная способность гуминовых кислот зависит от pH и меньше при низких значениях pH, чем при высоких значениях pH.

    В последнее время было проведено большое количество исследований следов металлов в природных водных системах из-за влияния, которое изменения в концентрации этих металлов могут иметь на здоровье растений и животных.Хардинг и Браун (1975) изучили распределение некоторых избранных следов металлов в отложениях устья реки Памлико в Северной Каролине. Они обнаружили самые высокие концентрации микроэлементов в смешанных отложениях глинистого органического вещества в центре эстуария. Эти высокие концентрации следов металлов , по-видимому, связаны с деятельностью человека. Были обнаружены концентрации от 4 до 1750 раз превышающие нормальный фон. Их данные свидетельствуют о том, что следы металлов выводятся из воды, поступающей в эстуарий, глиной и органическими веществами в отложениях.Ожидается, что взвешенная глина и органические вещества в воде будут иметь высокие концентрации следов металлов. Шимп и др. . (1971) обнаружили, что концентрации брома, хрома, меди, свинца и цинка увеличиваются с увеличением концентрации органического углерода в недавних отложениях южного озера Мичиган. Они отметили, что: «Высокие концентрации этих элементов более тесно коррелируют с количеством присутствующего органического углерода, чем с глинистым материалом, глубиной воды, оксидом железа или оксидом марганца.»

    Значительная часть катионообменной емкости большинства почв и морских отложений обусловлена ​​органическими полиэлектролитами; в почвах и отложениях с высоким содержанием органических веществ большая часть обменной емкости может быть отнесена к органическим полиэлектролитам (Schnitzer, 1965; Rashid, 1969). Шнитцер и Скиннер (1965) обнаружили, что как карбоксильные, так и фенольные гидроксильные лиганды реагируют с поливалентными катионами. Инфракрасные исследования морских гуминовых кислот, проведенные Рашидом (1971), подтвердили участие карбоксильных групп в реакциях обмена с катионами, но не доказали, что обнаружено участие фенольных гидроксильных групп.

    Коши и Гангули (1969), Малкольм (1969) и Онг и др. . (1970) изучали образование растворимых комплексов гуминовая кислота-металл. Они обнаружили, что количество ионов металлов, которые образуют комплекс с гуминовой кислотой, увеличивается с увеличением pH. Хотя эти авторы не предложили объяснения такого поведения, разумно предположить, что с увеличением pH происходит большее дезагрегация гуминовой кислоты, и большее количество лигандных сайтов подвергается комплексообразованию с ионами металлов.Ионы металлов могут быть связаны как лигандами на одной молекуле, так и лигандами на более чем одной молекуле. Следовательно, ионы металлов могут действовать как мосты между молекулами, вызывая агрегацию (Sipos et al ., 1972).

    Помимо взаимодействия с металлами, гуминовые кислоты и другие природные органические полиэлектролиты могут сильно взаимодействовать с другими органическими компонентами в природных водных системах. Эти взаимодействия могут быть двух типов: включение органических молекул в гуминовые кислоты во время их образования и реакция органических соединений с гуминовыми кислотами после их образования.

    Считается, что гуминовые добавки возникают в результате микробного разложения органических остатков. Мартин и его сотрудники (1972) показали, что некоторые почвенные грибы могут превращать самые разные органические субстраты в фенольные и хиноидные соединения и ароматические кислоты, которые затем превращаются в гуминовые добавки.

    Некоторые исследования также показали, что некоторые фракции гуминовых кислот имеют высокое содержание свободных радикалов. Стилинк и Толлин (1967) и другие обнаружили свободные радикалы как в почвах, так и в гуминовых кислотах, выделенных из почв.Данные свидетельствуют о том, что обнаруженные радикалы являются хиноидными радикалами. Мартин не постулировал механизма превращения фенолов, хинонов и ароматических кислот в гуминовые кислоты, но вполне вероятно, что реакции свободнорадикальной полимеризации играют главную роль в этом превращении.

    Свободные радикалы, которые полимеризуются в молекулы гуминовой кислоты, вероятно, возникают либо в результате ферментативных реакций, либо в результате фотолиза. Соединения, которые окисляются или восстанавливаются до свободных радикалов, могут быть получены либо из останков растений и животных, либо из сточных вод, пестицидов или других загрязнителей.Условия для этих окислительно-восстановительных реакций, несомненно, присутствуют во многих системах почва-вода. Су и Забик (1972) изучали фотолиз митицида m — ( n, N -диметилформамидин) фенил N -метилкарбамата в воде. Они показали, что разложение происходит за счет образования свободных радикалов. Точно так же Маццокки и Рао (1972) обнаружили, что радикальные промежуточные соединения образуются при фотолизе гербицидов монурона и фенурона.

    Bordeleau и др. . (1972) изучали разложение фениламидных гербицидов в почвах. Они обнаружили, что азобензолы и полиароматические соединения образуются из фениламидных гербицидов в результате сочетания ферментативных и химических реакций. Хлоранилиновые группы образуются в результате разложения ациламидазой фениламидных гербицидов. Эти хлоанилиновые группы затем превращаются пероксидазами в стабильные остатки хлоразобензола. Во время ферментативной деградации пероксидазой свободнорадикальные промежуточные продукты были обнаружены с помощью электронного парамагнитного резонанса.Свободные радикалы, образующиеся в вышеуказанных реакциях, могут быть включены в гуминовые кислоты. Работа Хана и Шнитцера (1972) убедительно свидетельствует о том, что в гуминовую кислоту действительно включены разные органические молекулы. Им удалось высвободить различные гидрофобные органические соединения из гуминовой кислоты после исчерпывающего метилирования диазометаном. Им удалось идентифицировать алканы, жирные кислоты, диалкилфталаты и бутиладипат в смеси высвободившихся соединений. Эти соединения составляли около 1% от общей массы гуминовой кислоты.Предыдущая экстракция органическими растворителями высвободила лишь очень небольшое количество гидрофобных соединений. Хан и Шнитцер предположили, что гуминовая кислота имеет структуру типа молекулярного сита, которая улавливает нерастворимые органические соединения. Этот механизм подразумевает, что молекулы гуминовой кислоты образуют трехмерную сеть с подходящими пустотами, в которых адсорбируются гидрофобные молекулы. Хан и Шнитцер, по-видимому, предполагают, что метилирование нарушает эту структуру и высвобождает захваченные соединения.Гуминовые кислоты, которые использовали Хан и Шнитцер, экстрагировали из почвы раствором гидроксида натрия. Во время этого типа экстракции будет происходить дезагрегация молекул гуминовой кислоты, и большая часть молекул, захваченных в пустотах, должна высвободиться. Соединения, которые они идентифицировали, по-видимому, не высвобождались, и, следовательно, за связывание этих молекул должен был отвечать другой механизм. Тот факт, что для высвобождения молекул требовалось метилирование, убедительно свидетельствует о том, что они были химически связаны с функциональными группами в полимерах гуминовой кислоты и вполне могли быть включены в полимер гуминовой кислоты при его образовании.

    Полимер гуминовой кислоты после образования может участвовать в реакциях, которые можно удобно разделить на категории, указанные в таблице ниже. При рассмотрении этих типов взаимодействий необходимо иметь в виду, что гуминовые кислоты образуют молекулярные агрегаты; изменения в степени агрегации, вероятно, изменят эти взаимодействия.

    Механизмы взаимодействия

    Физические взаимодействия

    Адсорбция

    а. Водородная связь

    б.Связывание Ван-дер-Ваальса

    Химические взаимодействия

    Хемосорбция

    Координационные реакции

    Радикальные и другие химические реакции

    Большинство органических пестицидов адсорбируются органическими веществами почвы (Wershaw and Goldberg, 1972). Проведено несколько исследований механизма адсорбции определенных пестицидов почвенными полиэлектролитами. Салливан и Фелбек (1968) и Ли и Фелбек (1972) предположили, что сорбция триазиновых гербицидов происходит либо за счет водородных связей, либо за счет ионных связей, либо того и другого, происходящего одновременно.Хсу и Барта (1976) обнаружили, что до 90% 3,4-дихлоранилина (DCA), полученного в результате биоразложения фениламидных гербицидов, настолько сильно адсорбируется органическими веществами почвы, что не экстрагируется растворителями. Связанный DCA подвержен кислотному и щелочному гидролизу. Авторы пришли к выводу, что это предполагает, что атом азота DCA ковалентно связан с углеродом карбонильной группы или с хиноидным кольцом молекулы гуминовой кислоты. Однако требуется гораздо больше работы для выяснения общих принципов адсорбции пестицидов органическими полиэлектролитами почвы.

    Приведенные выше свидетельства сильной адсорбции многих пестицидов органическими веществами почвы позволяют предположить, что эти пестициды могут быть связаны с отложениями в реках и озерах, и это действительно так.

    Manigold и Loral (личное сообщение, 1976 г.) обнаружили в ходе исследования распределения пестицидов в реках, что инсектициды на основе хлорированных углеводородов, такие как ДДТ, сконцентрированы во взвешенных отложениях и что очень мало этих материалов находится в растворах в воды.Аналогичной ситуации можно было бы ожидать с полихлорированными бифенилами и другими гидрофобными загрязнителями в природных водах.

    Пример хемосорбции гуминовыми кислотами можно найти в работе Перри и Адама (1971). Они изучили включение пептидов в гуминовую кислоту, позволяя глицилглицину реагировать с гуминовой кислотой при pH 8,5. Они обнаружили, что часть азота аминогруппы, введенного в гуминовую кислоту в результате этой реакции, не может быть удалена гидролизом 6 н. Соляной кислотой при 110ºC в течение 24 часов.По крайней мере, часть этого невыделенного аминного азота, вероятно, связана с гуминовой кислотой N -фенильными связями. Хотя механизм образования этих связей не выяснен, этот пример иллюстрирует реакционную способность гуминовых кислот и силу образованных связей. Это также предполагает, что хемосорбция является причиной большей части связывания аминокислот, пептидов и белков, которое наблюдалось в почвах. Андерсон (1958) показал, что продукты гидролиза дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) высвобождаются из гуминовой кислоты при гидролизе хлорной кислоты; он сделал вывод из этого, что ДНК присутствует в гуминовой кислоте.Связывание ферментов с гуминовыми кислотами (Ladd and Butler, 1971; Mato et al. ., 1971), вероятно, также частично связано с образованием связей между аминогруппами азота и реактивными центрами на молекулах гуминовой кислоты. Несомненно, могут иметь место и другие типы реакций, некоторые, возможно, с участием общих катионов металлов. Тщательное изучение взаимодействия гуминовых кислот с ферментами должно по-новому взглянуть на биохимические реакции, происходящие в системах почва-вода.

    Бытовые и промышленные отходы

    Коммунальные и промышленные отходы являются основным источником органических твердых частиц в природных водах, которые служат источниками питьевой воды.Количество твердых частиц, добавляемых любым конкретным участком для захоронения отходов, в значительной степени зависит от степени обработки, которая проводится с отходами (Litchfield, 1975; Soderquist, 1975; Gore and Gillman, 1975; Jewell et al. ., 1975; Talbot, 1975; Pico, 1975; Macauley, 1975). Большие количества органических и неорганических твердых частиц также добавляются в природную воду из городских стоков и комбинированных переливов канализационных сетей (Field and Knowles, 1975). Эти источники поставляют большие количества загрязняющих веществ в природные воды в периоды сильных дождей, поэтому степень загрязнения сильно варьируется.Это делает особенно трудным прогнозирование качества воды, поступающей на завод по производству питьевой воды, которая снабжается водой из источника, подверженного периодическим загрязнениям, вызванным ливневыми стоками. В комбинированных системах ливневой бытовой канализации неочищенные бытовые сточные воды могут сбрасываться в приемный поток в периоды сильного стока ливневых сточных вод.

    Органические вещества, поступающие в природные воды очистными сооружениями бытовых сточных вод и очистными сооружениями для предприятий пищевой промышленности, относительно быстро разрушаются.Однако некоторые промышленные продукты гораздо более стойкие. Гигер и др. . (1974) в своем исследовании отложений озера Цуг в Швейцарии обнаружили высокие концентрации углеводородов нефтяного происхождения в отложениях вблизи густонаселенных районов. Они пришли к выводу, что биоразложение этих углеводородов замедлено в отложениях.

    Шелтон и Хантер (1974) изучали наличие нефтяных загрязнителей в отложениях. Они обнаружили, что более тяжелые нефтяные фракции сосредоточены в отложениях.В случае разлива нефти нефть адсорбируется отложениями в области разлива и медленно сбрасывается. Со временем нефтяные компоненты, оставшиеся в отложениях, будут становиться все тяжелее и тяжелее.

    Мелкодисперсные твердые частицы, обнаруживаемые в реках и озерах, стекающих в густонаселенные районы, обычно содержат большое количество органического углерода и микроэлементов. Большая часть этого материала получается при утилизации бытовых и промышленных отходов. Например, высокие концентрации металлов часто обнаруживаются в осадке сточных вод и в органических твердых частицах, выбрасываемых очистными сооружениями (Bruland et al ., 1974; Леланд, Копенгейвер и Уилкс, 1975 г.).

    Пример высоких концентраций следов металлов во взвешенных отложениях сильно индустриализированного водосборного бассейна находится в южной части озера Мичиган. Леланд и др. . (1973) изучали распределение следов металлов в донных и взвешенных отложениях южной части озера Мичиган. Их данные показывают заметно более высокие концентрации мышьяка, брома, хрома, меди, ртути, свинца и цинка «… вблизи границы раздела тонкозернистых отложений и воды, чем в нижележащих отложениях Южного озера Мичиган». Они обнаружили, что за исключением брома концентрации микроэлементов во взвешенных отложениях были равны или превышали концентрации в мелкозернистых поверхностных отложениях.На основании этих данных они пришли к выводу, что высокие концентрации следов металлов в отложениях обусловлены высокими концентрациями во взвешенных отложениях, которые оседают в озере. Самые высокие концентрации микроэлементов находятся в центральной котловине озера, где встречаются самые тонкие отложения. Таким образом, мельчайшие взвешенные частицы, которые не оседают до тех пор, пока не достигнут центра озера, имеют самые высокие концентрации следов металлов. Эти отложения также содержат самые высокие концентрации хлорорганических инсектицидов.Леланд, Шукла и Шимп (1973) обнаружили положительную корреляцию между концентрацией органического углерода, концентрацией оксида железа и концентрацией следов металлов в отложениях.

    Поскольку многие общины вокруг озера Мичиган берут питьевую воду из озера, высокие концентрации следов металлов и пестицидов во взвешенных отложениях могут создать проблему, если процессы коагуляции и фильтрации, используемые при очистке воды, не будут достаточными для их удаления из озера. вода.

    Когда органические твердые частицы, содержащие высокие концентрации следов металлов, вводятся в естественный водоем, обычно требуется новый набор уравнений равновесия для представления системы.Если химический состав воды отличается от химического состава растворов, в которых твердые частицы приобрели следы металлов, произойдет перераспределение ионов металлов между фазами воды и осадка. Этот осадок будет служить источником следов металлов в воде даже после устранения источника загрязнения.

    Выброс металлов, закрепленных во взвешенных и донных отложениях, также может происходить в результате разложения органических веществ, связывающих металлы в отложениях.ДеГрут, ДеГой и Зегерс (1971) сообщили об этом явлении в реках Рейн и Эрос. Они обнаружили, что большая часть ртути и других тяжелых металлов, переносимых реками в море, закреплена во взвешенных частицах диаметром менее 16 мкм. Ионы металлов остаются прикрепленными к взвешенным частицам в обеих реках до тех пор, пока химический состав речной воды не изменится за счет смешивания с морской водой. Ниже по течению от пресноводной приливной зоны каждой из рек ртуть, цинк, свинец, хром, мышьяк, кобальт и железо теряются из отложений.Авторы связывают это с разложением органического вещества взвешенных отложений. Эксперименты, проведенные в их лабораториях, показывают, что металлы выделяются в виде металлоорганических комплексов.

    Мюллер и Форстнер (1974) подвергли сомнению выводы ДеГрута, ДеГойя и Зегерса и Моллюска о том, что большая часть снижения концентрации тяжелых металлов в отложениях в эстуарии Рейна происходит из-за разбавления донных отложений, поступающих из Рейна, более чистым средством. Отложения Северного моря.Однако они не полностью игнорируют механизм солюбилизации. Однако в настоящее время совершенно не ясно, какой вывод правильный.

    Органические коллоиды

    Органические полиэлектролиты, очень похожие на гуминовые и фульвокислоты почвы, были изолированы из поверхностных и подземных вод. Как отмечают Блэк и Кристман (1963), эти материалы придают воде коричневатый цвет, если присутствуют в достаточно высокой концентрации, и действительно, многие источники питьевой воды окрашены.Дэй и Фелбек (1974) показали, что гриб Aureobasidium pullulans , который часто встречается в сточных водах, почвах и поверхностях, выделяет вещество, подобное фульвокислоте. Мартин и его сотрудники в серии статей (см. Обзоры этой работы у Haider et al ., 1972 и Martin et al ., 1972) показали, что почвенные микроорганизмы могут образовывать гуминовые вещества двумя способами. : путем внеклеточной трансформации компонентов растений и животных в гуминовые соединения и путем синтеза гуминовых предшественников из алифатических соединений.Наиболее распространенными предшественниками, обнаруженными Мартином и его сотрудниками, являются фенолы, которые полимеризуются путем автоокисления или ферментативных реакций, или, что более вероятно, обоими путями, в гуминовые вещества. Можно ожидать аналогичных преобразований в сточных водах и поверхностных водах. Таким образом, можно ожидать, что разложение многих органических отходов приведет к образованию гуминовых материалов. Во время процесса полимеризации возможно, что устойчивые молекулы загрязняющих веществ, которые не были разложены микроорганизмами, будут включены в полимеры гуминовых кислот и фульвокислот.

    Первая часть этого обсуждения была в основном связана с относительно нерастворимой гуминовой кислотой, связанной с почвами. Однако соли гуминовой кислоты более распространенных одновалентных катионов растворимы в воде. Wershaw и Pinckney (1973b) продемонстрировали, что эти молекулы гуминовой кислоты образуют молекулярные агрегаты в растворе, причем степень агрегации зависит как от pH, так и от концентрации. Это явление агрегации обнаружено как во фракциях гуминовых кислот, так и в нефракционированных солях.Фракционирование, по-видимому, увеличивало химическую однородность фракций по сравнению с нефракционированными солями. Следовательно, агрегаты, которые были обнаружены во фракциях, вероятно, содержат молекулы, которые химически более или менее похожи. Однако в нефракционированном образце агрегаты будут содержать множество различных типов молекул. Даже молекулы, которые сильно отличаются от гуминовых кислот, могут быть включены в агрегаты; Wershaw и др. . (1969) показали, что натриевая соль гуминовой кислоты может солюбилизировать ДДТ путем включения молекул ДДТ в агрегаты гумата натрия (мицеллы).

    Несомненно, этот механизм ответственен за перенос других относительно нерастворимых загрязнителей, помимо ДДТ, в природных водных системах. Баллард (1971) сообщил об очевидном примере работы этого механизма в естественной системе. Он обнаружил, что соль мочевины или аммониевая соль гуминовой кислоты солюбилизирует ДДТ и переносит его через профиль почвы.

    Помимо реакций солюбилизации растворимые соли гуминовых кислот и фульвокислоты взаимодействуют с металлами с образованием коллоидных металлоорганических комплексов.Большая часть ранних работ по коллоидным гуминовым соединениям металлов была посвящена комплексам железа. Некоторые исследователи обнаружили, что окисление двухвалентного железа значительно замедлено во многих природных водах, содержащих гуминовые вещества (Theis and Singer, 1974).

    Каким бы ни был механизм реакции, хорошо известно, что гуминовый материал стабилизирует как двухвалентное, так и трехвалентное железо в природных водных системах. Это имеет важные последствия для очистки воды, поскольку стандартный метод удаления избытка железа из воды заключается в его окислении кислородом и выпадении в осадок в виде Fe (OH) 3 .Присутствие гуминового материала подавляет эти реакции.

    Ряд более общих исследований (Рашид, Леонард, 1973; Орлов, Ерошева, 1967; Онг и др. ., 1970) показали, что гуминовые вещества образуют комплексы с медью, кобальтом, марганцем, никелем, цинком, железом и т. Д. и алюминий, и растворяют эти металлы в природных водных системах.

    Cream представляет собой обзор литературы по комплексообразованию меди (II) с фульвокислотой. Имеющиеся данные указывают на то, что медь хелатируется по бидентатному участку, состоящему из фенольной гидроксильной группы и ионизированной карбоксильной группы.

    Питьевая вода, содержащая гуминовые вещества, часто деколонизируется путем хлорирования. Рук (1974) показал, что хлорирование растворов гуминовой кислоты в воде приводит к образованию галоформ, некоторые из которых известны или считаются канцерогенными (Nicholson, 1977). Исследование галоформ в воде 80 городов, проведенное EPA, показало, что тригалометаны широко распространены в готовой питьевой воде и являются прямым результатом хлорирования (Stevens et al .

    About Author


    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.