Что такое ОВП и как его измерить

Одним из ключевых показателей качества воды (водопроводной, речной, а также растворов и т.д.) является ОВП или окислительно-восстановительный потенциал как мера загрязненности. Разберем что такое с точки зрения химии, на что влияет и как измеряется.

Что такое ОВП

Приведем примеры из природы.

1. Имея данные по ОВП, можно оценить способность озер, рек, других водоемов к самоочищению от загрязнителей, таких как гниющие на дне растения, животные, рыбы, ракообразные, насекомые и т.д.
   Как это связано с ОВП ? Если эта величина высокая, значит вода насыщена достаточным количеством кислорода и бактерии, разлагающие гниющую органику, функционируют быстро и эффективно. Таким образом выравнивается баланс и годы и десятилетия, водоемы остаются чистыми. А теперь возьмем болото. Притока свежей воды нет. Количество обитателей на порядок меньше. Присутствует неприятный запах. Это признаки того, что закрытый водоем не справляется с самоочищением. Значение ОВП здесь низкое, что можно определить используя ОВП метр – портативный или лабораторный (если отобрать пробы и доставить в лабораторию для анализа на стационарном оборудовании).
2. Черное море. На глубинах 50-100 метров, количество кислорода очень низкое. Зато высокое содержание метана и сероводорода.
   Это приводит к тому, что даже в краткосрочной перспективе, живое разнообразие или количество видов, по оценкам ученых, сократится в 2 раза.

Кстати, 2 приведенных примера из речной и морской тематики связаны. Чем глужбе, тем меньше кислорода. В донных отложениях (ил, грязь), ОВП низкий, поскольку органические останки падают вниз, мертвые ткани разлагаются, на что расходуется много кислорода. И в придонном слое его очень мало.

Почему мы говорим о кислороде, поскольку O₂, растворенный в воде это другой показатель, измеряемый оксиметром ? Да, этой другой показатель, и ОВП дополняет картину, давая исследователям более объективную информацию.

И еще отметим, что если в термине окислительно–восстановительный потенциал речь идет об окислении, то именно кислород является сильным окислителем, образуя десятки и сотни оксидов металлов и неметаллов. И даже сама вода является оксидом (1 атом кислорода соединен с двумя атомами водорода).

ОВП при анализе воды и его измерение

Если у того или иного химического компонента наблюдается недостаток электронов, он будет пытаться получить у другого вещества, которое вступает с ним в химическую реакцию. При этом вещество, которое приобретает электроны, называется окислителем и имеет положительное значение ОВП.
А как быть с компонентом, у которого электронов достаточно, даже с избытком ? Они, отдавая электроны окислителю, называются восстановителями. Или антиоксидантами.

* Справочно. Антиоксиданты играют активную роль в здоровом питании и медицине. Например к антиоксидантам относятся витамины A, C, E.

Мы говорили о природных водоемах, но ОВП-анализ также необходим для бассейнов, аквариумов, питьевой, технической воды (наряду с измерением PH), чтобы оценить их чистоту или загрязненность с точки зрения безопасности для человека.

Это первый шаг – иметь достоверную информацию. Без этого, существует риск контакта с кожей грязной воды, насыщенной нежелательными веществами.
Второй шаг – предпринять меры по изменению ОВП. Как это сделать ? Например добавить дезинфектор, увеличивающий число ОВП, чтобы увеличить окислительный потенциал.

Дело в том, что на ОВП активное влияние оказывает количество бактерий, именно поэтому мы говорим о дезинфицирующем средстве, то есть корректируем окислительные свойства, уменьшая влияние бактерий и делаем воду более безопасной.

Что выступает в качестве дезинфектора ? Всем известен запах хлорки в бассейнах, чтобы уменьшить количество болезнетворных микроорганизмов.
Хлорирование изменяет ОВП, поскольку при увеличении хлора, он отдает избыток собственных электронов для уничтожения бактерий и загрязняющих веществ. Уровень ОВП при этом повышается.

Для измерения можно встроить стационарные ORP метры или сделать несколько тестов поративными измерителями.

В каких единицах измеряется ОВП ?
В электрических величинах – в милливольтах. Например для бассейнов, которые хлорируются, безопасное для купающихся значение находится в диапазоне в пределах 600-700 мВ.