Turbiditatea este un efect optic care rezultă din interacțiunea luminii cu particulele în suspensie într-o soluție, cel mai frecvent apă.Particulele în suspensie, cum ar fi sedimentele, argila, algele, materia organică și alte organisme microbiene, împrăștie lumina care trece prin proba de apă.Imprăștirea luminii de către particulele în suspensie în această soluție apoasă produce turbiditate, care caracterizează gradul în care lumina este împiedicată la trecerea prin stratul de apă.Turbiditatea nu este un indice care să caracterizeze direct concentrația particulelor în suspensie într-un lichid.Reflectă indirect concentrația particulelor în suspensie prin descrierea efectului de împrăștiere a luminii al particulelor în suspensie în soluție.Cu cât este mai mare intensitatea luminii împrăștiate, cu atât mai mare este turbiditatea soluției apoase.
Metoda de determinare a turbidității
Turbiditatea este o expresie a proprietăților optice ale unei probe de apă și este cauzată de prezența unor substanțe insolubile în apă, care fac ca lumina să se împrăștie și să absoarbă mai degrabă decât să treacă prin proba de apă în linie dreaptă.Este un indicator care reflectă proprietățile fizice ale apei naturale și ale apei potabile.Este folosit pentru a indica gradul de claritate sau turbiditate al apei și este unul dintre indicatorii importanți pentru a măsura bunătatea calității apei.
Turbiditatea apei naturale este cauzată de materia fină în suspensie, cum ar fi nămol, argilă, materie organică și anorganică fină, materie organică colorată solubilă și plancton și alte microorganisme din apă.Aceste substanțe în suspensie pot adsorbi bacterii și viruși, astfel încât turbiditatea scăzută este favorabilă dezinfectării apei pentru a ucide bacteriile și virușii, ceea ce este necesar pentru a asigura siguranța alimentării cu apă.Prin urmare, alimentarea centralizată cu apă cu condiții tehnice perfecte ar trebui să se străduiască să furnizeze apă cu o turbiditate cât mai scăzută.Turbiditatea apei din fabrică este scăzută, ceea ce este benefic pentru a reduce mirosul și gustul apei clorurate;este de ajutor pentru a preveni reproducerea bacteriilor și a altor microorganisme.Menținerea turbidității scăzute în întregul sistem de distribuție a apei favorizează prezența unei cantități adecvate de clor rezidual.
Turbiditatea apei de la robinet trebuie exprimată în unitatea de turbiditate împrăștiată NTU, care nu trebuie să depășească 3NTU și nu trebuie să depășească 5NTU în circumstanțe speciale.Turbiditatea multor ape de proces este de asemenea importantă.Fabricile de băuturi, instalațiile de procesare a alimentelor și instalațiile de tratare a apei care folosesc apă de suprafață se bazează în general pe coagulare, sedimentare și filtrare pentru a asigura un produs satisfăcător.
Este dificil să existe o corelație între turbiditate și concentrația de masă a materiei în suspensie, deoarece dimensiunea, forma și indicele de refracție al particulelor afectează, de asemenea, proprietățile optice ale suspensiei.La măsurarea turbidității, toate articolele din sticlă în contact cu proba trebuie păstrate în condiții curate.După curățarea cu acid clorhidric sau surfactant, clătiți cu apă pură și scurgeți.Probele au fost prelevate în flacoane de sticlă cu dopuri.După eșantionare, unele particule în suspensie pot precipita și coagula atunci când sunt plasate și nu pot fi restaurate după îmbătrânire, iar microorganismele pot, de asemenea, distruge proprietățile solidelor, așa că ar trebui măsurate cât mai curând posibil.Dacă este necesară depozitarea, acesta trebuie să evite contactul cu aerul și să fie plasat într-o cameră rece, întunecată, dar nu mai mult de 24 de ore.Dacă proba este depozitată într-un loc rece, reveniți la temperatura camerei înainte de măsurare.
În prezent, se folosesc următoarele metode pentru a măsura turbiditatea apei:
(1) Tipul de transmisie (inclusiv spectrofotometru și metoda vizuală): Conform legii lui Lambert-Beer, turbiditatea probei de apă este determinată de intensitatea luminii transmise și de logaritmul negativ al turbidității probei de apă și a luminii. transmitanța este sub formă de relație liniară, cu cât turbiditatea este mai mare, cu atât transmisia luminii este mai mică.Cu toate acestea, din cauza interferenței galbenului în apa naturală, apa lacurilor și rezervoarelor conține și substanțe organice care absorb lumina, cum ar fi algele, care interferează și cu măsurarea.Alegeți lungimea de undă de 680 pentru a evita interferența galbenă și verde.
(2) Turbidimetru de împrăștiere: Conform formulei Rayleigh (Rayleigh) (Ir/Io=KD, h este intensitatea luminii împrăștiate, 10 este intensitatea radiației umane), măsurați intensitatea luminii împrăștiate la un anumit unghi pentru a obține determinarea probelor de apă în scopul turbidității.Când lumina incidentă este împrăștiată de particule cu o dimensiune a particulei de 1/15 până la 1/20 din lungimea de undă a luminii incidente, intensitatea este conformă cu formula Rayleigh și particulele cu o dimensiune a particulei mai mare de 1/2 din lungimea de undă. a luminii incidente reflectă lumina.Aceste două situații pot fi reprezentate prin Ir∝D, iar lumina la un unghi de 90 de grade este în general folosită ca lumină caracteristică pentru măsurarea turbidității.
(3) Contor de turbiditate cu difuzie-transmisie: utilizați Ir/It=KD sau Ir/(Ir+It)=KD (Ir este intensitatea luminii împrăștiate, este intensitatea luminii transmise) pentru a măsura intensitatea luminii transmise și lumina reflectată Și, pentru a măsura turbiditatea probei.Deoarece intensitatea luminii transmise și împrăștiate este măsurată în același timp, are o sensibilitate mai mare la aceeași intensitate a luminii incidente.
Dintre cele trei metode de mai sus, turbidimetrul de difuzie-transmisie este mai bun, cu sensibilitate ridicată, iar cromaticitatea în proba de apă nu interferează cu măsurarea.Cu toate acestea, din cauza complexității instrumentului și a prețului ridicat, este dificil de promovat și utilizat în G. Metoda vizuală este foarte influențată de subiectivitate.G De fapt, măsurarea turbidității folosește în mare parte un turbidmetru cu împrăștiere.Turbiditatea apei este cauzată în principal de particule precum sedimentele din apă, iar intensitatea luminii împrăștiate este mai mare decât cea a luminii absorbite.Prin urmare, turbidimetrul cu împrăștiere este mai sensibil decât turbidimetrul cu transmisie.Și deoarece turbidimetrul de tip împrăștiere folosește lumină albă ca sursă de lumină, măsurarea probei este mai aproape de realitate, dar cromaticitatea interferează cu măsurarea.
Turbiditatea este măsurată prin metoda de măsurare a luminii împrăștiate.Conform standardului ISO 7027-1984, turbidimetrul care îndeplinește următoarele cerințe poate fi utilizat:
(1) Lungimea de undă λ a luminii incidente este de 860 nm;
(2) Lățimea de bandă spectrală incidentă △λ este mai mică sau egală cu 60 nm;
(3) Lumina incidentă paralelă nu diverge și orice focalizare nu depășește 1,5°;
(4) Unghiul de măsurare θ dintre axa optică a luminii incidente și axa optică a luminii împrăștiate este de 90±25°
(5) Unghiul de deschidere ωθ în apă este de 20°~30°.
și raportarea obligatorie a rezultatelor în unități de turbiditate formazină
① Când turbiditatea este mai mică de 1 unitate de turbiditate de împrăștiere a formazinei, este precisă la 0,01 unitate de turbiditate a împrăștierii formazinei;
② Când turbiditatea este de 1-10 unități de turbiditate de împrăștiere a formazinei, este precisă la 0,1 unități de turbiditate de împrăștiere a formazinei;
③ Când turbiditatea este de 10-100 unități de turbiditate de împrăștiere a formazinei, este precisă la 1 unitate de turbiditate de împrăștiere a formazinei;
④ Când turbiditatea este mai mare sau egală cu 100 de unități de turbiditate de împrăștiere a formazinei, aceasta trebuie să fie precisă la 10 unități de turbiditate de împrăștiere a formazinei.
1.3.1 Pentru standardele de diluare sau probele de apă diluată trebuie utilizată apă fără turbiditate.Metoda de preparare a apei fără turbiditate este următoarea: treceți apa distilată printr-un filtru cu membrană cu dimensiunea porilor de 0,2 μm (membrana filtrantă utilizată pentru inspecția bacteriană nu poate îndeplini cerințele), clătiți balonul pentru colectare cu apă filtrată cel puțin de două ori și aruncați următorii 200 ml.Scopul utilizării apei distilate este de a reduce influența materiei organice din apa pură cu schimb de ioni asupra determinării și de a reduce creșterea bacteriilor în apa pură.
1.3.2 Sulfatul de hidrazină și hexametilentetramină pot fi plasate într-un desicator cu silicagel peste noapte înainte de cântărire.
1.3.3 Când temperatura de reacție este în intervalul 12-37°C, nu există niciun efect evident asupra generării de turbiditate (formazină) și nu se formează niciun polimer când temperatura este mai mică de 5°C.Prin urmare, prepararea soluției stoc standard de turbiditate formazină se poate face la temperatura normală a camerei.Dar temperatura de reacție este scăzută, suspensia este ușor absorbită de sticlă, iar temperatura este prea ridicată, ceea ce poate duce la scăderea valorii standard a turbidității ridicate.Prin urmare, temperatura de formare a formazinei este controlată cel mai bine la 25±3°C.Timpul de reacție al sulfatului de hidrazină și al hexametilentetraminei a fost aproape finalizat în 16 ore, iar turbiditatea produsului a atins maximul după 24 de ore de reacție și nu a existat nicio diferență între 24 și 96 de ore.cel
1.3.4 Pentru formarea formazinei, când pH-ul soluției apoase este de 5,3-5,4, particulele sunt în formă de inel, fine și uniforme;când pH-ul este de aproximativ 6,0, particulele sunt fine și dense sub formă de flori de stuf și flocuri;Când pH-ul este 6,6, se formează particule mari, medii și mici, asemănătoare fulgilor de zăpadă.
1.3.5 Soluția standard cu o turbiditate de 400 de grade poate fi păstrată timp de o lună (chiar și jumătate de an la frigider), iar soluția standard cu o turbiditate de 5-100 de grade nu se va modifica în decurs de o săptămână.
Ora postării: Iul-19-2023
