Turbiditet i overflatevann

Hva er turbiditeten?
Turbiditet refererer til graden av obstruksjon av en løsning for passasje av lys, som inkluderer spredning av lys av suspendert materiale og absorpsjon av lys av oppløste molekyler.
Turbiditet er en parameter som beskriver antall suspenderte partikler i en væske. Det er relatert til faktorer som innhold, størrelse, form og brytningsindeks for suspenderte stoffer i vannet. I vannkvalitetstesting er turbiditet en viktig indikator, som kan reflektere konsentrasjonen av suspenderte stoffer i vannet og er også en av grunnlaget for folks sensoriske vurdering av vannkvalitet. Turbiditet måles vanligvis ved å måle mengden lys som spres av partikler i vannet når lys passerer gjennom vannprøven. Disse partikler er vanligvis små, med størrelser vanligvis i størrelsesorden mikron og under. Turbiditeten som vises av moderne instrumenter er vanligvis spredende turbiditet, og enheten er NTU (Nephelometric Turbidity Units). Målingen av turbiditet er svært viktig for å evaluere kvaliteten på drikkevannet, fordi det ikke bare er relatert til vannets klarhet, men også indirekte gjenspeiler konsentrasjonsnivået av mikroorganismer i vannet, noe som påvirker desinfeksjonseffekten.
Turbiditet er en relativ måling bestemt av hvor mye lys som kan passere gjennom en vannprøve. Jo høyere turbiditet, jo mindre lys vil passere gjennom prøven og vannet vil virke "skyere". Høyere turbiditetsnivåer er forårsaket av faste partikler suspendert i vannet, som sprer lys i stedet for å overføre det gjennom vannet. De fysiske egenskapene til suspenderte partikler kan påvirke total turbiditet. Større partikler sprer lys og fokuserer det fremover, og øker dermed turbiditeten ved å forstyrre overføringen av lys gjennom vannet. Partikkelstørrelsen påvirker også lyskvaliteten; større partikler sprer lengre bølgelengder av lys lettere enn kortere bølgelengder, mens mindre partikler har en større spredningseffekt på kortere bølgelengder. Økt partikkelkonsentrasjon reduserer også transmittansen av lys når lyset kommer i kontakt med et økt antall partikler og reiser kortere avstander mellom partikler, noe som resulterer i flere spredninger per partikkel.

Deteksjonsprinsipp
Turbiditet 90-graders spredningsmetode er en vanlig metode for å måle turbiditeten til løsninger. Denne metoden er basert på spredningsfenomenet beskrevet av Lorentz-Boltzmann-ligningen. Denne metoden bruker et fotometer eller fotometer for å måle intensiteten til lyset som passerer gjennom prøven under testing og intensiteten til lyset spredt av prøven i 90-graders spredningsretningen, og beregner turbiditeten til prøven basert på de målte verdiene. Spredningsteoremet som brukes i denne metoden er: Beer-Lambert-loven. Denne teoremet fastsetter at under påvirkning av en jevnt utstrålende plan bølge, avtar den elektrooptiske responsen innenfor lengdeenhet med den eksponentielle funksjonen til den optiske veilengden, som er den klassiske Beer-Lambert-loven. Med andre ord, lysstråler som treffer partikler suspendert i løsning spres flere ganger, med noen stråler som spres i 90-graders vinkler. Ved bruk av denne metoden vil instrumentet måle forholdet mellom intensiteten av lys spredt av disse partiklene i en 90-graders vinkel og intensiteten til lyset som passerer gjennom prøven uten å bli spredt. Når konsentrasjonen av turbiditetspartikler øker, vil intensiteten av spredt lys også øke, og forholdet vil være større, derfor er størrelsen på forholdet proporsjonal med antall partikler i suspensjonen.
Faktisk, ved måling, blir lyskilden introdusert vertikalt inn i prøven og prøven plasseres i en posisjon med en spredningsvinkel på 90°. Turbiditetsverdien til prøven kan oppnås ved å måle lysintensiteten målt direkte uten å passere gjennom prøven og den 90° spredte lysintensiteten generert i prøven med et fotometer, og kombinert med den kolorimetriske beregningsmetoden.
Denne metoden har høy nøyaktighet og er mye brukt i turbiditetsmåling i vann, avløpsvann, mat, medisin og miljø.

Hva er hovedårsaken til turbiditet i overflatevann?
Turbiditet i overflatevann er først og fremst forårsaket av suspendert materiale i vannet. 12
Disse suspenderte stoffene inkluderer silt, leire, organisk materiale, uorganisk materiale, flytende materiale og mikroorganismer osv., som vil hindre lys i å trenge inn i vannforekomsten og dermed gjøre vannforekomsten uklar. Disse partikulære stoffene kan stamme fra naturlige prosesser, som stormer, vannskuring, vind som blåser, etc., eller fra menneskelige aktiviteter, som landbruk, industri og urbane utslipp. Målingen av turbiditet er vanligvis i et visst forhold til innholdet av suspenderte stoffer i vannet. Ved å måle intensiteten av spredt lys kan konsentrasjonen av suspenderte stoffer i vannet forstås grovt.
Måling av turbiditet
Lianhua turbiditetsmåler LH-P305 bruker metoden 90° spredt lys, med et måleområde på 0-2000NTU. De doble bølgelengdene kan byttes automatisk for å unngå vannkromatisk interferens. Målingen er enkel og resultatene er nøyaktige. Hvordan måle turbiditet
1. Slå på den håndholdte turbiditetsmåleren LH-P305 for å forvarme, enheten er NTU.
2. Ta 2 rene kolorimetriske rør.
3. Ta 10 ml destillert vann og legg det inn i det kolorimetriske røret nr. 1.
4. Ta 10 ml prøve og legg den i kolorimetrisk rør nr. 2. Tørk av den ytre veggen.
5. Åpne den kolorimetriske tanken, sett inn det kolorimetriske røret nr. 1, trykk på 0-tasten, og skjermen vil vise 0 NTU.
6. Ta ut det kolorimetriske røret nr. 1, sett inn det kolorimetriske røret nr. 2, trykk på måleknappen, og skjermen vil vise resultatet.
Søknad og oppsummering
Turbiditet er et viktig mål på vannkvaliteten fordi det er den mest synlige indikatoren på hvor "ren" en vannkilde er. Høy turbiditet kan indikere tilstedeværelsen av vannforurensninger som er skadelige for mennesker, dyre- og planteliv, inkludert bakterier, protozoer, næringsstoffer (som nitrater og fosfor), plantevernmidler, kvikksølv, bly og andre metaller. Økt turbiditet i overflatevann gjør vannet uegnet til konsum og kan også gi vannbårne patogener som sykdomsfremkallende mikroorganismer til overflater i vannet. Høy turbiditet kan også være forårsaket av avløpsvann fra kloakksystemer, byavrenning og jorderosjon fra utbygging. Derfor bør turbiditetsmåling brukes mye, spesielt i felt. Enkle virkemidler kan lette tilsyn med vannforholdene fra ulike enheter og i fellesskap ivareta den langsiktige utviklingen av vannressursene.