Determinarea turbidității apei

„Calitatea apei: Determinarea turbidității (GB 13200-1991)” se referă la standardul internațional ISO 7027-1984 „Calitatea apei – Determinarea turbidității”. Acest standard specifică două metode pentru determinarea turbidității apei. Prima parte este spectrofotometria, care se aplică apei potabile, apei naturale și apei cu turbiditate ridicată, cu o turbiditate minimă de detecție de 3 grade. A doua parte este turbidimetria vizuală, care se aplică apei cu turbiditate scăzută, cum ar fi apa potabilă și apa de sursă, cu o turbiditate minimă de detecție de 1 grad. Nu trebuie să existe resturi și particule ușor de scufundat în apă. Dacă ustensilele utilizate nu sunt curate sau există bule dizolvate și substanțe colorate în apă, acest lucru va interfera cu determinarea. La o temperatură adecvată, sulfatul de hidrazină și hexametilentetramina polimerizează pentru a forma un polimer alb cu greutate moleculară mare, care este utilizat ca soluție standard de turbiditate și comparat cu turbiditatea probei de apă în anumite condiții.

Turbiditatea este de obicei aplicabilă la determinarea calității apei naturale, a apei potabile și a unor ape industriale. Proba de apă care urmează să fie testată pentru turbiditate trebuie testată cât mai curând posibil sau trebuie refrigerată la 4°C și testată în termen de 24 de ore. Înainte de testare, proba de apă trebuie agitată energic și readusă la temperatura camerei.
Prezența materiei în suspensie și a coloizilor în apă, cum ar fi nămolul, nămolul, materia organică fină, materia anorganică, planctonul etc., poate face ca apa să fie tulbure și să prezinte o anumită turbiditate. În analiza calității apei, se stipulează că turbiditatea formată de 1 mg SiO2 în 1 L de apă este o unitate standard de turbiditate, denumită 1 grad. În general, cu cât turbiditatea este mai mare, cu atât soluția este mai tulbure.
Deoarece apa conține particule în suspensie și coloidale, apa inițial incoloră și transparentă devine tulbure. Gradul de turbiditate se numește turbiditate. Unitatea de turbiditate este exprimată în „grade”, ceea ce este echivalent cu 1 litru de apă care conține 1 mg de SiO2 (sau caolin mg necurbat, pământ de diatomee), gradul de turbiditate produs fiind de 1 grad sau Jackson. Unitatea de turbiditate este JTU, 1JTU = 1 mg/L suspensie de caolin. Turbiditatea afișată de instrumentele moderne este unitatea de turbiditate împrăștiată NTU, cunoscută și sub numele de TU. 1NTU = 1JTU. Recent, la nivel internațional se consideră că standardul de turbiditate preparat cu sulfat de hexametilentetramină-hidrazină are o bună reproductibilitate și este selectat ca standard unificat FTU în diferite țări. 1FTU = 1JTU. Turbiditatea este un efect optic, care reprezintă gradul de obstrucționare a luminii la trecerea prin stratul de apă, indicând capacitatea stratului de apă de a împrăștia și absorbi lumina. Nu este legat doar de conținutul de materie în suspensie, ci și de compoziția, dimensiunea particulelor, forma și reflectivitatea suprafeței impurităților din apă. Controlul turbidității este o parte importantă a tratării industriale a apei și un indicator important al calității apei. În funcție de diferitele utilizări ale apei, există cerințe diferite privind turbiditatea. Turbiditatea apei potabile nu trebuie să depășească 1 NTU; turbiditatea apei suplimentare pentru tratarea apei de răcire circulante trebuie să fie de 2-5 grade; turbiditatea apei de intrare (apă brută) pentru tratarea apei desalinate trebuie să fie mai mică de 3 grade; turbiditatea apei necesară pentru fabricarea fibrelor artificiale este mai mică de 0,3 grade. Deoarece particulele în suspensie și coloidale care constituie turbiditatea sunt în general stabile și poartă în mare parte sarcini negative, acestea nu se vor sedimenta fără tratament chimic. În tratarea industrială a apei, coagularea, clarificarea și filtrarea sunt utilizate în principal pentru a reduce turbiditatea apei.
Încă ceva de adăugat este că, deoarece standardele tehnice ale țării mele sunt aliniate la standardele internaționale, conceptul de „turbiditate” și unitatea de „grad” practic nu mai sunt utilizate în industria apei. În schimb, se utilizează conceptul de „turbiditate” și unitatea de „NTU/FNU/FTU”.

Metoda turbidimetrică sau a luminii împrăștiate
Turbiditatea poate fi măsurată prin turbidimetrie sau prin metoda luminii împrăștiate. În țara mea se utilizează, în general, turbidimetria pentru măsurarea turbidității. Proba de apă este comparată cu soluția standard de turbiditate preparată cu caolin. Turbiditatea nu este ridicată și se stipulează că un litru de apă distilată conține 1 mg de dioxid de siliciu ca unitate de turbiditate. Valorile de măsurare a turbidității obținute prin diferite metode de măsurare sau standarde diferite nu sunt neapărat consistente. Nivelul de turbiditate, în general, nu poate indica direct gradul de poluare a apei, dar creșterea turbidității cauzată de apele uzate umane și industriale indică o deteriorare a calității apei.
1. Metoda colorimetrică. Colorimetria este una dintre metodele utilizate în mod obișnuit pentru măsurarea turbidității. Folosește un colorimetru sau un spectrofotometru pentru a determina turbiditatea prin compararea diferenței de absorbanță dintre probă și soluția standard. Această metodă este potrivită pentru probe cu turbiditate scăzută (în general mai mică de 100 NTU).
2. Metoda de împrăștiere. Metoda de împrăștiere este o metodă de determinare a turbidității prin măsurarea intensității luminii împrăștiate de particule. Metodele comune de împrăștiere includ metoda de împrăștiere directă și metoda de împrăștiere indirectă. Metoda de împrăștiere directă utilizează un instrument de împrăștiere a luminii sau un difuzor pentru a măsura intensitatea luminii împrăștiate. Metoda de împrăștiere indirectă utilizează relația dintre lumina împrăștiată generată de particule și absorbanță pentru a obține valoarea turbidității prin măsurarea absorbanței.

Turbiditatea poate fi măsurată și cu un turbidimetru. Turbidimetrul emite lumină, o trece printr-o secțiune a probei și detectează câtă lumină este împrăștiată de particulele din apă dintr-o direcție de 90° față de lumina incidentă. Această metodă de măsurare a luminii împrăștiate se numește metodă de împrăștiere. Orice turbiditate reală trebuie măsurată în acest mod.

Importanța detectării turbidității:
1. În procesul de tratare a apei, măsurarea turbidității poate ajuta la determinarea efectului de purificare. De exemplu, în timpul procesului de coagulare și sedimentare, modificările turbidității pot reflecta formarea și îndepărtarea flocoanelor. În timpul procesului de filtrare, turbiditatea poate evalua eficiența de îndepărtare a elementului filtrant.
2. Controlul procesului de tratare a apei. Măsurarea turbidității poate detecta modificări ale calității apei în orice moment, poate ajuta la ajustarea parametrilor procesului de tratare a apei și poate menține calitatea apei într-un interval adecvat.
3. Prezicerea schimbărilor calității apei. Prin detectarea continuă a turbidității, se poate descoperi la timp tendința schimbărilor calității apei și se pot lua măsuri în avans pentru a preveni deteriorarea calității apei.