Turbiditet er en optisk effekt, der skyldes lysets interaktion med suspenderede partikler i en opløsning, oftest vand. Suspenderede partikler, såsom sediment, ler, alger, organisk materiale og andre mikrobielle organismer, spreder lys, der passerer gennem vandprøven. Spredningen af lys fra suspenderede partikler i denne vandige opløsning producerer turbiditet, som karakteriserer den grad, i hvilken lys hindres, når det passerer gennem vandlaget. Turbiditet er ikke et indeks til direkte at karakterisere koncentrationen af suspenderede partikler i en væske. Det afspejler indirekte koncentrationen af suspenderede partikler gennem beskrivelsen af lysspredningseffekten af suspenderede partikler i opløsningen. Jo større intensiteten af spredt lys er, desto større er turbiditeten af den vandige opløsning.
Metode til bestemmelse af turbiditet
Turbiditet er et udtryk for de optiske egenskaber ved en vandprøve og skyldes tilstedeværelsen af uopløselige stoffer i vandet, som får lys til at spredes og absorberes i stedet for at passere gennem vandprøven i en lige linje. Det er en indikator, der afspejler de fysiske egenskaber ved naturligt vand og drikkevand. Det bruges til at angive graden af klarhed eller turbiditet af vand, og det er en af de vigtige indikatorer til at måle vandkvalitetens godhed.
Turbiditeten i naturligt vand skyldes fint suspenderet materiale såsom silt, ler, fint organisk og uorganisk materiale, opløseligt farvet organisk materiale samt plankton og andre mikroorganismer i vandet. Disse suspenderede stoffer kan adsorbere bakterier og vira, så lav turbiditet er befordrende for vanddesinfektion for at dræbe bakterier og vira, hvilket er nødvendigt for at sikre vandforsyningens sikkerhed. Derfor bør centraliseret vandforsyning med perfekte tekniske forhold stræbe efter at levere vand med så lav turbiditet som muligt. Fabrikvandets turbiditet er lav, hvilket er gavnligt for at reducere lugt og smag af det klorerede vand; det er nyttigt for at forhindre reproduktion af bakterier og andre mikroorganismer. Opretholdelse af lav turbiditet i hele vandforsyningssystemet favoriserer tilstedeværelsen af en passende mængde restklor.
Turbiditeten af postevand bør udtrykkes i spredt turbiditetsenhed NTU, som ikke bør overstige 3 NTU og ikke bør overstige 5 NTU under særlige omstændigheder. Turbiditeten af mange procesvande er også vigtig. Drikkevareanlæg, fødevareforarbejdningsanlæg og vandbehandlingsanlæg, der bruger overfladevand, er generelt afhængige af koagulering, sedimentation og filtrering for at sikre et tilfredsstillende produkt.
Det er vanskeligt at finde en sammenhæng mellem turbiditet og massekoncentrationen af suspenderet stof, fordi partiklernes størrelse, form og brydningsindeks også påvirker suspensionens optiske egenskaber. Ved måling af turbiditet skal alt glas i kontakt med prøven opbevares rent. Efter rengøring med saltsyre eller overfladeaktivt stof skylles med rent vand og afdryppes. Prøverne udtages i hætteglas med propper. Efter prøveudtagning kan nogle suspenderede partikler udfældes og koagulere, når de placeres, og kan ikke genoprettes efter ældning, og mikroorganismer kan også ødelægge faste stoffers egenskaber, så det bør måles så hurtigt som muligt. Hvis opbevaring er nødvendig, skal det undgås kontakt med luft og bør placeres i et koldt, mørkt rum, dog ikke mere end 24 timer. Hvis prøven opbevares et koldt sted, skal den vende tilbage til stuetemperatur før måling.
I øjeblikket anvendes følgende metoder til at måle vands turbiditet:
(1) Transmissionstype (inklusive spektrofotometer og visuel metode): Ifølge Lambert-Beers lov bestemmes vandprøvens turbiditet af intensiteten af det transmitterede lys, og den negative logaritme af vandprøvens turbiditet og lystransmissionen er i form af et lineært forhold, jo højere turbiditeten er, desto lavere er lystransmissionen. På grund af gul interferens i naturligt vand indeholder vandet i søer og reservoirer dog også organiske lysabsorberende stoffer såsom alger, som også forstyrrer målingen. Vælg en bølgelængde på 680rim for at undgå gul og grøn interferens.
(2) Spredningsturbidimeter: I henhold til Rayleigh-formlen (Rayleigh) (Ir/Io = KD, h er intensiteten af spredt lys, 10 er intensiteten af menneskelig stråling) måles intensiteten af spredt lys i en bestemt vinkel for at bestemme vandprøvers turbiditet. Når det indfaldende lys spredes af partikler med en partikelstørrelse på 1/15 til 1/20 af det indfaldende lys' bølgelængde, svarer intensiteten til Rayleigh-formlen, og partikler med en partikelstørrelse større end 1/2 af det indfaldende lys' bølgelængde reflekterer lyset. Disse to situationer kan repræsenteres af Ir∝D, og lys i en vinkel på 90 grader bruges generelt som det karakteristiske lys til at måle turbiditeten.
(3) Sprednings-transmissionsturbiditetsmåler: brug Ir/It=KD eller Ir/(Ir+It)=KD (Ir er intensiteten af spredt lys, It er intensiteten af transmitteret lys) til at måle intensiteten af transmitteret lys og reflekteret lys og til at måle prøvens turbiditet. Da intensiteten af transmitteret og spredt lys måles på samme tid, har den højere følsomhed under den samme indfaldende lysintensitet.
Blandt de ovennævnte tre metoder er sprednings-transmissionsturbidimeteret bedre, med høj følsomhed, og kromaticiteten i vandprøven forstyrrer ikke målingen. På grund af instrumentets kompleksitet og den høje pris er det dog vanskeligt at promovere og bruge det i G. Den visuelle metode er i høj grad påvirket af subjektivitet. Faktisk bruger måling af turbiditet for det meste en spredningsturbiditetsmåler. Vandets turbiditet skyldes hovedsageligt partikler såsom sediment i vandet, og intensiteten af spredt lys er større end intensiteten af absorberet lys. Derfor er spredningsturbiditetsmåleren mere følsom end transmissionsturbiditetsmåleren. Og fordi spredningsturbidimeteret bruger hvidt lys som lyskilde, er målingen af prøven tættere på virkeligheden, men kromaticiteten forstyrrer målingen.
Turbiditeten måles ved hjælp af den spredte lysmålingsmetode. I henhold til ISO 7027-1984-standarden kan en turbiditetsmåler, der opfylder følgende krav, anvendes:
(1) Bølgelængden λ for det indfaldende lys er 860 nm;
(2) Den indfaldende spektrale båndbredde △λ er mindre end eller lig med 60 nm;
(3) Parallelt indfaldende lys divergerer ikke, og et eventuelt fokus overstiger ikke 1,5°;
(4) Målevinklen θ mellem den optiske akse for det indfaldende lys og den optiske akse for det spredte lys er 90±25°
(5) Åbningsvinklen ωθ i vand er 20°～30°.
og obligatorisk rapportering af resultater i formazin-turbiditetsenheder
① Når turbiditeten er mindre end 1 formazinspredningsturbiditetsenhed, er den nøjagtig med en turbiditetsenhed på 0,01 formazinspredningsturbiditetsenhed;
②Når turbiditeten er 1-10 formazinspredningsturbiditetsenheder, er den nøjagtig på 0,1 formazinspredningsturbiditetsenheder;
③ Når turbiditeten er 10-100 formazinspredningsturbiditetsenheder, er den nøjagtig med 1 formazinspredningsturbiditetsenhed;
④ Når turbiditeten er større end eller lig med 100 formazinspredningsturbiditetsenheder, skal den have en nøjagtighed på 10 formazinspredningsturbiditetsenheder.
1.3.1 Til fortyndingsstandarder eller fortyndede vandprøver bør anvendes turbiditetsfrit vand. Fremstillingsmetoden for turbiditetsfrit vand er som følger: Destilleret vand ledes gennem et membranfilter med en porestørrelse på 0,2 μm (filtermembranen, der anvendes til bakterieinspektion, kan ikke opfylde kravene), kolben til opsamling skylles med filtreret vand mindst to gange, og de næste 200 ml kasseres. Formålet med at bruge destilleret vand er at reducere indflydelsen af organisk materiale i det ionbytende rene vand på bestemmelsen og at reducere bakterievæksten i det rene vand.
1.3.2 Hydrazinsulfat og hexamethylentetramin kan anbringes i en silicagel-ekssikkator natten over før vejning.
1.3.3 Når reaktionstemperaturen er i området 12-37°C, er der ingen tydelig effekt på dannelsen af (formazin)turbiditet, og der dannes ingen polymer, når temperaturen er lavere end 5°C. Derfor kan fremstillingen af formazin-turbiditetsstandardstamopløsningen udføres ved normal stuetemperatur. Men reaktionstemperaturen er lav, suspensionen absorberes let af glasvarerne, og temperaturen er for høj, hvilket kan forårsage et fald i standardværdien for høj turbiditet. Derfor kontrolleres dannelsestemperaturen for formazin bedst ved 25 ± 3°C. Reaktionstiden for hydrazinsulfat og hexamethylentetramin var næsten fuldført på 16 timer, og produktets turbiditet nåede sit maksimum efter 24 timers reaktion, og der var ingen forskel mellem 24 og 96 timer.
1.3.4 Til dannelse af formazin er partiklerne ringformede, fine og ensartede, når pH-værdien i den vandige opløsning er 5,3-5,4; når pH-værdien er omkring 6,0, er partiklerne fine og tætte i form af rørblomster og flokke; når pH-værdien er 6,6, dannes store, mellemstore og små snefnuglignende partikler.
1.3.5 Standardopløsningen med en turbiditet på 400 grader kan opbevares i en måned (endda et halvt år i køleskabet), og standardopløsningen med en turbiditet på 5-100 grader vil ikke ændre sig inden for en uge.
Opslagstidspunkt: 19. juli 2023
