Химия воды

30 мая - День химика, поэтому сегодня герой нашей публикации - представитель профессии, чья работа связана с наукой, без которой не возможно ни одно производство. Инженер-лаборант водной лаборатории «Магнезита» Ирина Волознева руководит проведением лабораторных измерений химического состава воды на предприятии. А также держит в порядке и настраивает оборудование, на котором ведутся эти исследования.


ЗНАКОМЬТЕСЬ


Ирина Сергеевна Волознева


Инженер-лаборант 2-й категории водной лаборатории, в этом подразделении – более 20 лет. В 1999 году окончила Саткинский горно-керамический колледж по специальности «Водоснабжение и водоотведение», а затем отделение местного филиала ЮУрГУ («Производство строительных материалов и конструкций»). Начинала лаборантом химического анализа. В настоящей должности – с 2009 года. В 2011 году за высокие трудовые достижения отмечена Почётной грамотой Группы Магнезит. По итогам работы в 2020 году награждена Почетной грамотой Саткинского муниципального района.


Разная вода


Вода бывает очень и очень разной, и Ирина Волознева знает все её различия, как никто иной, ведь уже два десятка лет она исследует химию воды. В чистом виде, как всем известно, это H2O – оксид водорода – жидкость без вкуса и запаха, без которой нет жизни. Все обменные процессы в организме происходят в воде, мы состоим из неё примерно на 80% . Но в природе химия воды гораздо шире, ведь она – мощнейший растворитель, может вобрать в себя всё что угодно – и полезное, и вредное. Да и польза может обратиться во вред, если содержание вещества превышено. Допустимое и безопасное для человека количество различных примесей в воде регламентируют санитарные правила и нормы – СанПиНы. На них и опираются химики и микробиологи водной лаборатории. А «видеть» им помогают приборы.


Всё по пунктикам


С точки зрения использования вода делится на две категории, в технической терминологии это называется водоснабжение и водоотведение. Эти термины присутствуют и в названии специальности, которую Ирина Волознева изучала в колледже. Вода на «Магнезит» поступает из разных источников: подземных, поверхностных и централизованной системы. Назначение у этой воды разное: питьевая, техническая, оборотная, для душевых и саун. Стоки тоже имеют разное происхождение (хозяйственно-бытовые и очищенные промышленные).


Везде и всюду воду нужно контролировать по множеству параметров и точно по графику – что-то несколько раз в неделю, а что-то ежедневно. Количество измерений колоссальное (только с этапов водоподготовки и работы паровых котлов теплосилового цеха (ТСЦ) отбор проб ведется ежедневно по 58 точкам, а число измерений в месяц 4000-5500). Есть у лаборатории и дополнительные обязанности – приготовление растворов-реактивов для экспресс-лаборатории НФС №3 энергоцеха и подготовка реактивов для контроля процессов водоподготовки паровых котлов ТСЦ (это требуется для сохранности оборудования).


При этом штат водной лаборатории невелик – 10 человек, включая руководство. Тут голова может пойти кругом, а у специалистов лаборатории всё идёт своим чередом, потому как всё разложено по полочкам, по срокам, по этапам, по пунктикам. И каждый пунктик соблюдается неукоснительно – ради безопасности людей и окружающей среды. Ирина Волознева в этой цепочке мероприятий создаёт условия, при которых лаборанты не ошибутся в своих действиях. Она осуществляет оперативный контроль внутри лаборатории, который касается подготовки оборудования и проверки лаборантов на правильность выполнения анализов.

- В начале рабочего дня выдаю лаборантам образцы контроля и тут же проверяю результаты. После чего можно приступать к работе. Первоначальный этап – отбор проб, который входит в обязанности лаборантов химического анализа. Затем проба доставляется в лабораторию, регистрируется, и выполняется анализ, – уточняет Ирина Волознева. – В каждом цехе есть точки отбора проб. Для потребляемой воды – это накопительный резервуар, кран в столовой или бытовка цеха, душевая кабина, градирня, паровой котёл и так далее. Для стоков это – труба, жёлоб, отстойник, канализационный колодец. Алгоритм действий прост: к пробоотборнику подошли, пробу в емкость отобрали и в лабораторию доставили. Сложность отбора проб на промышленном предприятии в том, что технологические процессы непрерывны, и анализ должен отбираться в большинстве случаев ежедневно, выполняться в сжатые сроки, а результат должен быть доведен до руководства подразделений как можно быстрее, чтобы можно было оперативно среагировать на него, принять меры в случае отклонений.


Что касается видов анализа, они зависят от категории воды. Все показатели, которые необходимо определить, подробно расписаны в нормативной документации, и ей нужно строго следовать. К примеру, питьевая вода проверяется на запах, цветность – показатель, характеризующий интенсивность окраски, обусловленной содержанием окрашенных соединений, мутность, связанную с присутствием тонкодисперсных примесей нерастворимых или коллоидных неорганических и органических веществ, жёсткость – наличие солей жёсткости. А также проводится её анализ на содержание различных примесей: нефтепродуктов, группы азота (ионов аммония), фторид-ионов, металлов – железа, меди, никеля, хрома, алюминия… Помимо химического анализа питьевой воды, проводится и её микробиологический анализ – на содержание различного рода вредоносных микробов, но это уже другая компетенция. Вместе с микробиологами лаборатории, мы, химики, контролируем качество питьевой воды в полном объёме.


Помогают «видеть»


Всё невидимое глазу, содержащееся в воде, помогают видеть приборы, за исправное состояние которых в водной лаборатории отвечает Ирина Сергеевна. А ещё она внедряет современное оборудование, с помощью которого достигается точность измерений и повышается производительность труда лаборантов. Она – технарь до мозга костей. Любую новинку может освоить сходу, а, кроме того, настроить прибор, задать параметры его работы, построив градуировочный график. А потом уже расскажет и покажет коллегам, как с техникой обращаться.


- На каждый показатель задаётся эталон, чтобы лаборанты при осуществлении анализов не ошиблись, – поясняет собеседница. – Для этого и строятся графики. Раньше их чертили на миллиметровой бумаге, по линейке определяли, какое количество вещества соответствует той или иной норме. А сейчас достаточно внести показатели в компьютерную программу прибора на основе данных графиков. Если есть отклонение, ищем, где причина – в приборе или реактиве. Проверяем стабильность графика, после чего им можно пользоваться в качестве эталона.


Арсенал помощников


Есть в арсенале лаборатории спектрофотометры, флюораты, установки капиллярного электрофореза, сушильные шкафы, точные электронные весы для приготовления реактивов и взвешивания малых объемов выпаренного из воды вещества (сухого остатка).


- Спектрофотометр – прибор универсальный, – поясняет собеседница. – С его помощью можно определить многие параметры: и цветность, и мутность, и содержание металлов и других элементов. Прибор предназначен для измерения отношений двух потоков оптического излучения, один из которых падает на исследуемый образец, а другой испытывает то или иное взаимодействие с образцом, и в результате измерений мы получаем спектр отношений этих потоков. А, как известно, у каждого элемента свой спектр. Пользоваться прибором просто. Замеряется оптическая плотность воды. Фильтруем воду через мембранный фильтр в кювету – стеклянную ёмкость прямоугольной формы. Помещаем образец под оптический луч. И по специальной методике определяем содержание примесей.


Нефтепродукты в воде помогает распознать флюорат – по сути, тот же спектрофотометр, только специализированный. Раньше содержание нефтепродуктов определялось с помощью гравиметрического метода. Результатов надо было ждать сутки, пока вся вода через делительную воронку не пройдёт. А сейчас с помощью флюората минут 40 на анализ требуется – быстро и более точно.


Эффективен и капиллярный электрофорез – метод разделения сложных смесей в электрическом поле, который позволяет анализировать ионные и нейтральные компоненты воды. Выполнение анализов на нём ведётся также по специальным методикам.


Приборы порой капризны. И наша задача – обеспечить им должные условия. Нужно, чтоб не было пыли, вибрации, напряжение в сети было постоянным (для этого стоят стабилизаторы). Определённая влажность в помещении поддерживается увлажнителями. Приобрели специальные вибрационные столы для весов, чтоб их положение было стабильным. При поломке или неисправности прибора можем на ремонт специалистов пригласить, если сами не справимся. А поверкой приборов занимаемся совместно с отделом главного метролога.


Видеть всем


Если ещё несколько лет назад результаты анализов хранились на бумаге, образуя целые «залежи», то в настоящее время они отражаются в корпоративной сети АСУП «Магнезиус». Их видят все – и директор по качеству, в чьём ведении находится лаборатория, и специалисты службы главного энергетика, которые в случае отклонений от нормы выяснят причины и примут меры. Руководители подразделений знают, какая вода в кранах ближайшей столовой, где обедает его персонал, а какая – в градирне, где охлаждается вода оборотного технологического цикла. Всё, как на ладони. Неудивительно, что и к этому сервису Ирина Волознева приложила руку. Она ведь универсал.


- Систему АСУП «Магнезиус» у нас в лаборатории начала внедрять с 2019 года совместно с другими специалистами, – рассказывает Ирина Сергеевна. – Показателей очень много, и на их введение в систему ушло время, и до сих она дополняется. Сейчас любой руководитель может посмотреть, что мы сделали, когда сделали. И бумагооборот уменьшился. Это тоже польза для экологии – деревья сохраняем. В случае отклонения качества воды от нормы соответствующими службами предприятия проводится комплексное обследование, принимается решение. Если это питьевая вода, цех обеспечивается привозной водой для питья до устранения причин.


- А сами-то вы из-под крана воду пьёте или покупной пользуетесь? – спрашиваю собеседницу.

- Набираем в чайник из-под крана, кипятим, потом – в кувшин и пьём. Превышений нет, все показатели в норме. Вода из скважин обрабатывается бактерицидными лампами, природная поверхностная – хлорируется в резервуаре чистой воды. Из центрального водопровода постоянно берём пробы питьевой воды, к ней тоже претензий нет. Нормальная вода, хорошая.


Благодарим за фото Василия Максимова