🔬 Absorbancja UV przy 254 nm
Krótko: o co chodzi
Pomiar absorbancji wody przy długości fali 254 nm jako wskaźnik zawartości materii organicznej (związków aromatycznych i nienasyconych). Badanie wykonuje się według normy PN-EN ISO 7887:2012; Długość fali: 254 nm (UV). Procedura obejmuje 10 kroków (łącznie około 50 min); stosuje się je m.in. do: Monitoring procesów uzdatniania wody — skuteczność koagulacji i filtracji, Ocena potencjału tworzenia ubocznych produktów dezynfekcji (DBP — THM, HAA), Szybka kontrola jakości wody pitnej — parametr operacyjny.
W skrócie
- Norma: PN-EN ISO 7887:2012
- Kategoria: Fizykochemia
- Kroków procedury: 10
- Łączny czas etapów: 50 min
- Długość fali: 254 nm (UV)
- Wynik: Absorbancja [cm⁻¹] lub SAC254 [m⁻¹]
- Kuweta: Kwarcowa, 1 cm (standard) lub 5 cm (niska absorbancja)
Przegląd
Absorbancja UV przy 254 nm (UV254, SAC254 — Spectral Absorption Coefficient) jest szybkim, prostym i nieinwazyjnym parametrem służącym do oceny zawartości rozpuszczonej materii organicznej (DOM — Dissolved Organic Matter) w wodzie. Związki organiczne zawierające pierścienie aromatyczne i wiązania nienasycone (C=C, C=O, C=N) silnie absorbują promieniowanie ultrafioletowe przy 254 nm.
UV254 jest cennym parametrem operacyjnym w procesach uzdatniania wody — koreluje z zawartością ogólnego węgla organicznego (TOC/DOC), potencjałem tworzenia ubocznych produktów dezynfekcji (trihalometany — THM, kwasy halooctowe — HAA przy chlorowaniu) oraz efektywnością usuwania materii organicznej w procesach koagulacji, filtracji i sorpcji na węglu aktywnym. Wynik SUVA (Specific UV Absorbance = UV254/DOC × 100) informuje o hydrofobowości i aromatyczności materii organicznej.
Metoda jest opisana w normie PN-EN ISO 7887:2012 jako metoda D (pomiar barwy metodą spektrofotometryczną w zakresie UV) i polega na pomiarze absorbancji przefiltrowanej próbki wody w kuwecie kwarcowej o długości drogi optycznej 1 cm (lub 5 cm dla wód o niskiej absorbancji) przy długości fali 254 nm względem wody ultrafiltowanej jako odniesienia.
UV254 jest parametrem szybkim i tanim w wykonaniu — pomiar trwa kilkanaście sekund, nie wymaga odczynników chemicznych i może być realizowany w trybie ciągłym (on-line) za pomocą sond spektrometrycznych zanurzeniowych. Dlatego jest szeroko stosowany do monitoringu procesowego w stacjach uzdatniania wody.
Zasada metody
Promieniowanie UV o długości fali 254 nm przepuszczane jest przez kuwetę kwarcową zawierającą przefiltrowaną próbkę wody (filtr 0,45 µm). Związki organiczne zawierające struktury aromatyczne (np. substancje humusowe, kwasy fulwowe, fenole, związki lignino-celulozowe) oraz inne chromofory (wiązania C=C, C=O) absorbują część promieniowania. Detektor po drugiej stronie kuwety mierzy natężenie promieniowania przeszłego. Absorbancja obliczana jest z prawa Lamberta-Beera: A = -log₁₀(I/I₀), gdzie I — natężenie przeszłe, I₀ — natężenie padające. Wynik wyrażany jako SAC254 w m⁻¹ lub absorbancja w cm⁻¹.
Zastosowania
- Monitoring procesów uzdatniania wody — skuteczność koagulacji i filtracji
- Ocena potencjału tworzenia ubocznych produktów dezynfekcji (DBP — THM, HAA)
- Szybka kontrola jakości wody pitnej — parametr operacyjny
- Monitoring wód powierzchniowych — ładunek materii organicznej
- Kontrola efektywności sorpcji na węglu aktywnym (GAC/PAC)
- Obliczanie SUVA (UV254/DOC) — charakterystyka materii organicznej
- Monitoring on-line w stacjach uzdatniania (sondy zanurzeniowe)
- Badanie wody w przemyśle farmaceutycznym i elektronicznym (woda oczyszczona)
Kluczowe parametry
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Długość fali | 254 nm (UV) |
| Wynik | Absorbancja [cm⁻¹] lub SAC254 [m⁻¹] |
| Kuweta | Kwarcowa, 1 cm (standard) lub 5 cm (niska absorbancja) |
| Filtracja próbki | 0,45 µm (dla rozpuszczonej materii organicznej) |
| Typowe wartości (woda pitna) | <0,1 cm⁻¹ (SAC254 <10 m⁻¹) |
| SUVA = UV254/DOC × 100 | >4: hydrofobowa (aromatyczna), <2: hydrofilowa |
Norma
- Numer normy
- PN-EN ISO 7887:2012
- Tytuł (PL)
- Jakość wody — Badanie i oznaczanie barwy
- Title (EN)
- Water quality — Examination and determination of colour
Procedura krok po kroku
-
Przygotowanie spektrofotometru
Włącz spektrofotometr UV-VIS min. 15 min przed pomiarem (stabilizacja lampy deuterowej). Ustaw długość fali 254 nm.
-
Czyszczenie kuwet kwarcowych
Wypłucz kuwety kwarcowe wodą ultraczsytą. W razie potrzeby namocz w HCl 0,1 mol/L na 1 h, następnie wypłucz wielokrotnie wodą ultraczystą. Wysusz.
-
Filtracja próbki
Przefiltruj próbkę wody przez sączek membranowy 0,45 µm. Odrzuć pierwsze 50 mL filtratu (nasycenie sączka). Zbierz filtrat do czystego pojemnika.
-
Zerowanie spektrofotometru
Napełnij kuwetę referencyjną wodą ultraczystą. Umieść w spektrofotometrze i ustaw zerową absorbancję (autozero / baseline).
-
Pomiar próbki
Napełnij kuwetę pomiarową przefiltrowaną próbką. Wypłucz trzykrotnie próbką przed pomiarem. Umieść w spektrofotometrze. Odczytaj absorbancję przy 254 nm.
-
Pomiar duplikatu
Powtórz pomiar z drugą porcją filtratu. Różnica między duplikatami nie powinna przekraczać 5%.
-
Przeliczenie wyniku
Dla kuwety 1 cm: SAC254 [m⁻¹] = absorbancja [cm⁻¹] × 100. Dla kuwety 5 cm: SAC254 = absorbancja / 5 × 100.
-
Obliczenie SUVA (opcjonalnie)
Jeśli znany DOC próbki: SUVA [L/(mg·m)] = UV254 [cm⁻¹] / DOC [mg/L] × 100. SUVA >4 = wysoka aromatyczność, SUVA <2 = niska aromatyczność.
-
Kontrola jakości
Sprawdź zerowanie co 10 próbek. Zmierz filtr referencyjny absorbancji. Kontrola powtarzalności: duplikat co 10 próbek, odchylenie <5%.
-
Czyszczenie i przechowywanie
Wypłucz kuwety kwarcowe wodą ultraczystą, wysusz. Przechowuj w dedykowanym etui. Nie dotykaj powierzchni optycznych palcami.
Wymagany sprzęt i aparatura
| Sprzęt | Przykład | Orientacyjna cena |
|---|---|---|
| Spektrofotometr UV-VIS | Hach DR6000, Shimadzu UV-1900i, Thermo Scientific GENESYS 150 | 15 000–45 000 PLN |
| Kuwety kwarcowe 1 cm | Hellma 100-QS, Starna 1-Q-1 — nie stosować kuwet szklanych ani plastikowych! | 200–600 PLN/para |
| Kuwety kwarcowe 5 cm (opcjonalnie) | Hellma 100-QS, ścieżka 50 mm — dla wód o niskiej absorbancji | 400–1 000 PLN/para |
| System filtracji próżniowej | Sartorius, Merck Millipore — z sączkami 0,45 µm | 1 500–5 000 PLN |
| Sączki membranowe 0,45 µm | Sączki celulozowe MCE 47 mm, Whatman, Sartorius | 150–300 PLN/opak. (100 szt.) |
Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne
| Odczynnik | CAS | Szczegóły |
|---|---|---|
| Woda ultraczysta (Typ I) | 7732-18-5 | Do zerowania spektrofotometru i płukania kuwet. Absorbancja <0,01 przy 254 nm. System Millipore Milli-Q, Elga Purelab |
| Roztwór wzorcowy absorbancji UV | — | Filtry optyczne lub roztwór K₂Cr₂O₇ do weryfikacji skali absorbancji spektrofotometru |
| Kwas solny (HCl) rozcieńczony | 7647-01-0 | 0,1 mol/L do mycia kuwet kwarcowych z osadów organicznych |
Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)
- Promieniowanie UV — nie patrzeć bezpośrednio na źródło promieniowania lampy deuterowej. Zamknąć komorę pomiarową
- Kwas solny (HCl) — żrący, stosować rękawice i okulary przy czyszczeniu kuwet
- Kuwety kwarcowe — kruche i drogie, obchodzić się ostrożnie
- Próbki wody — stosować rękawice ochronne (potencjalne zanieczyszczenia)
Najczęstsze pytania
Jaka norma opisuje to badanie?
Badanie wykonuje się według normy PN-EN ISO 7887:2012 — „Jakość wody — Badanie i oznaczanie barwy”. Tytuł angielski: „Water quality — Examination and determination of colour”.
Na czym polega ta metoda?
Promieniowanie UV o długości fali 254 nm przepuszczane jest przez kuwetę kwarcową zawierającą przefiltrowaną próbkę wody (filtr 0,45 µm). Związki organiczne zawierające struktury aromatyczne (np.
Jaki jest zakres pomiarowy i dokładność?
Długość fali: 254 nm (UV); Wynik: Absorbancja [cm⁻¹] lub SAC254 [m⁻¹]; Kuweta: Kwarcowa, 1 cm (standard) lub 5 cm (niska absorbancja); Filtracja próbki: 0,45 µm (dla rozpuszczonej materii organicznej).
Ile trwa wykonanie badania?
Suma czasów podanych przy poszczególnych etapach to około 50 min. Procedura obejmuje 10 kroków.
Jaki sprzęt jest potrzebny?
Spektrofotometr UV-VIS, Kuwety kwarcowe 1 cm, Kuwety kwarcowe 5 cm (opcjonalnie), System filtracji próżniowej, Sączki membranowe 0,45 µm. Orientacyjny koszt podstawowej aparatury (Spektrofotometr UV-VIS): 15 000–45 000 PLN.
Gdzie stosuje się to badanie?
Monitoring procesów uzdatniania wody — skuteczność koagulacji i filtracji; Ocena potencjału tworzenia ubocznych produktów dezynfekcji (DBP — THM, HAA); Szybka kontrola jakości wody pitnej — parametr operacyjny; Monitoring wód powierzchniowych — ładunek materii organicznej; Kontrola efektywności sorpcji na węglu aktywnym (GAC/PAC); Obliczanie SUVA (UV254/DOC) — charakterystyka materii organicznej; Monitoring on-line w stacjach uzdatniania (sondy zanurzeniowe); Badanie wody w przemyśle farmaceutycznym i elektronicznym (woda oczyszczona).
Jakie środki ostrożności obowiązują?
Promieniowanie UV — nie patrzeć bezpośrednio na źródło promieniowania lampy deuterowej. Zamknąć komorę pomiarową; Kwas solny (HCl) — żrący, stosować rękawice i okulary przy czyszczeniu kuwet; Kuwety kwarcowe — kruche i drogie, obchodzić się ostrożnie; Próbki wody — stosować rękawice ochronne (potencjalne zanieczyszczenia).
Które laboratorium wykona to badanie?
Badanie wykonują laboratoria akredytowane według ISO/IEC 17025. Na LabCoda wyszukasz je po numerze normy PN-EN ISO 7887.