Definicja zmętnienia

Zmętnienie to efekt optyczny wynikający z oddziaływania światła z cząsteczkami zawieszonymi w roztworze, najczęściej z wodą. Zawieszone cząstki, takie jak osad, glina, algi, materia organiczna i inne organizmy drobnoustrojowe, rozpraszają światło przechodzące przez próbkę wody. Rozpraszanie światła przez cząstki zawieszone w tym roztworze wodnym powoduje zmętnienie, które charakteryzuje stopień, w jakim światło jest utrudniane podczas przechodzenia przez warstwę wody. Mętność nie jest wskaźnikiem bezpośrednio charakteryzującym stężenie cząstek zawieszonych w cieczy. Pośrednio odzwierciedla stężenie zawieszonych cząstek poprzez opis efektu rozpraszania światła przez zawieszone w roztworze cząstki. Im większe jest natężenie światła rozproszonego, tym większe jest zmętnienie roztworu wodnego.
Metoda oznaczania zmętnienia
Zmętnienie jest wyrazem właściwości optycznych próbki wody i jest spowodowane obecnością w wodzie nierozpuszczalnych substancji, które powodują rozpraszanie i pochłanianie światła, zamiast przechodzić przez próbkę wody w linii prostej. Jest to wskaźnik odzwierciedlający właściwości fizyczne wody naturalnej i wody pitnej. Służy do wskazania stopnia przejrzystości lub zmętnienia wody i jest jednym z ważnych wskaźników mierzących dobroć jakości wody.
Zmętnienie naturalnej wody jest spowodowane drobnymi zawiesinami, takimi jak muł, glina, drobna materia organiczna i nieorganiczna, rozpuszczalna kolorowa materia organiczna oraz plankton i inne mikroorganizmy obecne w wodzie. Te zawieszone substancje mogą adsorbować bakterie i wirusy, dlatego niskie zmętnienie sprzyja dezynfekcji wody w celu zabicia bakterii i wirusów, co jest niezbędne do zapewnienia bezpieczeństwa zaopatrzenia w wodę. Dlatego scentralizowane zaopatrzenie w wodę o doskonałych warunkach technicznych powinno dążyć do dostarczania wody o jak najmniejszym zmętnieniu. Mętność wody fabrycznej jest niska, co korzystnie wpływa na zmniejszenie zapachu i smaku chlorowanej wody; pomocne jest zapobieganie rozmnażaniu się bakterii i innych mikroorganizmów. Utrzymanie niskiego mętności w całym systemie dystrybucji wody sprzyja obecności odpowiedniej ilości resztkowego chloru.
Mętność wody wodociągowej powinna być wyrażona w jednostkach zmętnienia rozproszonego NTU, która nie powinna przekraczać 3NTU, a w szczególnych okolicznościach nie powinna przekraczać 5NTU. Ważna jest także mętność wielu wód procesowych. Wytwórnie napojów, zakłady przetwórstwa spożywczego i stacje uzdatniania wody wykorzystujące wody powierzchniowe na ogół polegają na koagulacji, sedymentacji i filtracji, aby zapewnić zadowalający produkt.
Trudno jest uzyskać korelację między zmętnieniem a stężeniem masowym zawiesiny, ponieważ wielkość, kształt i współczynnik załamania światła cząstek również wpływają na właściwości optyczne zawiesiny. Podczas pomiaru zmętnienia wszystkie naczynia szklane mające kontakt z próbką powinny być utrzymywane w czystości. Po oczyszczeniu kwasem solnym lub środkiem powierzchniowo czynnym spłukać czystą wodą i odsączyć. Próbki pobierano do szklanych fiolek z korkami. Po pobraniu próbki niektóre zawieszone cząstki mogą wytrącać się i koagulować po umieszczeniu i nie mogą zostać przywrócone po starzeniu, a mikroorganizmy mogą również niszczyć właściwości ciał stałych, dlatego należy dokonać pomiaru tak szybko, jak to możliwe. Jeżeli konieczne jest przechowywanie, należy unikać kontaktu z powietrzem i umieścić je w chłodnym, ciemnym pomieszczeniu, nie dłużej jednak niż na 24 godziny. Jeśli próbka jest przechowywana w zimnym miejscu, przed pomiarem należy przywrócić ją do temperatury pokojowej.
Obecnie do pomiaru zmętnienia wody stosuje się następujące metody:
(1) Rodzaj transmisji (w tym spektrofotometr i metoda wizualna): Zgodnie z prawem Lamberta-Beera zmętnienie próbki wody określa się na podstawie intensywności przepuszczanego światła oraz logarytmu ujemnego zmętnienia próbki wody i światła przepuszczalność ma postać zależności liniowej, im większe zmętnienie, tym niższa przepuszczalność światła. Jednak ze względu na ingerencję koloru żółtego w wodę naturalną, woda jezior i zbiorników wodnych zawiera również organiczne substancje pochłaniające światło, takie jak glony, co również zakłóca pomiar. Wybierz długość fali 680rim, aby uniknąć zakłóceń w kolorze żółtym i zielonym.
(2) Mętnościomierz rozpraszania: Zgodnie ze wzorem Rayleigha (Rayleigha) (Ir/Io=KD, h to intensywność światła rozproszonego, 10 to intensywność promieniowania ludzkiego), należy zmierzyć intensywność światła rozproszonego pod pewnym kątem, aby uzyskać oznaczanie próbek wody w celu określenia zmętnienia. Gdy padające światło jest rozpraszane przez cząstki o wielkości od 1/15 do 1/20 długości fali padającego światła, natężenie jest zgodne ze wzorem Rayleigha, a cząstki o wielkości większej niż 1/2 długości fali padającego światła odbija światło. Te dwie sytuacje można przedstawić za pomocą Ir∝D, a światło pod kątem 90 stopni jest zwykle używane jako światło charakterystyczne do pomiaru zmętnienia.
(3) Miernik zmętnienia rozpraszająco-przepuszczalnego: użyj Ir/It=KD lub Ir/(Ir+It)=KD (Ir to intensywność światła rozproszonego, to jest intensywność światła przechodzącego) do pomiaru intensywności przechodzącego światła i światło odbite I, aby zmierzyć zmętnienie próbki. Ponieważ intensywność światła przechodzącego i rozproszonego jest mierzona w tym samym czasie, ma on wyższą czułość przy tym samym natężeniu światła padającego.
Spośród trzech powyższych metod lepszy jest mętnościomierz rozpraszająco-transmisyjny, charakteryzujący się dużą czułością, a chromatyczność próbki wody nie zakłóca pomiaru. Jednak ze względu na złożoność instrumentu i wysoką cenę, trudno go wypromować i wykorzystać w G. Na metodę wizualną duży wpływ ma subiektywność. G W rzeczywistości do pomiaru zmętnienia wykorzystuje się głównie miernik mętności rozpraszającej. Zmętnienie wody jest spowodowane głównie przez cząsteczki takie jak osad w wodzie, a intensywność światła rozproszonego jest większa niż światła pochłoniętego. Dlatego miernik zmętnienia rozpraszającego jest bardziej czuły niż miernik zmętnienia transmisyjnego. A ponieważ mętnościomierz rozpraszający wykorzystuje jako źródło światła białe światło, pomiar próbki jest bliższy rzeczywistości, ale chromatyczność zakłóca pomiar.
Zmętnienie mierzy się metodą pomiaru światła rozproszonego. Zgodnie z normą ISO 7027-1984 można zastosować miernik mętności spełniający następujące wymagania:
(1) Długość fali λ padającego światła wynosi 860 nm;
(2) Pasmo widma padającego △λ jest mniejsze lub równe 60 nm;
(3) Światło padające równolegle nie ulega rozbieżnościom, a kąt ogniskowania nie przekracza 1,5°;
(4) Kąt pomiarowy θ pomiędzy osią optyczną światła padającego a osią optyczną światła rozproszonego wynosi 90±25°
(5) Kąt otwarcia ωθ w wodzie wynosi 20° ~ 30°.
oraz obowiązkowe raportowanie wyników w jednostkach zmętnienia formazyny
① Gdy zmętnienie jest mniejsze niż 1 jednostka zmętnienia rozpraszania formazyny, dokładność wynosi 0,01 jednostki zmętnienia rozpraszania formazyny;
②Gdy zmętnienie wynosi 1-10 jednostek zmętnienia rozpraszania formazyny, dokładność wynosi 0,1 jednostki zmętnienia rozpraszania formazyny;
③ Gdy zmętnienie wynosi 10-100 jednostek zmętnienia rozpraszania formazyny, dokładność wynosi 1 jednostka zmętnienia rozpraszania formazyny;
④ Jeżeli zmętnienie jest większe lub równe 100 jednostkom zmętnienia rozpraszania formazyny, dokładność będzie wynosić 10 jednostek zmętnienia rozpraszania formazyny.
1.3.1 Do wzorców rozcieńczeń lub próbek wody rozcieńczonej należy używać wody wolnej od zmętnienia. Sposób przygotowania wody wolnej od zmętnień jest następujący: wodę destylowaną przepuścić przez filtr membranowy o porach 0,2 µm (membrana filtracyjna stosowana do kontroli bakteryjnej nie spełnia wymagań), kolbę do poboru przepłukać co najmniej wodą przefiltrowaną dwukrotnie i odrzucić kolejne 200 ml. Celem stosowania wody destylowanej jest zmniejszenie wpływu materii organicznej zawartej w czystej wodzie jonowymiennej na oznaczenie oraz ograniczenie rozwoju bakterii w czystej wodzie.
1.3.2 Siarczan hydrazyny i heksametylenotetraaminę można umieścić w eksykatorze z żelem krzemionkowym na noc przed ważeniem.
1.3.3 Gdy temperatura reakcji mieści się w zakresie 12-37°C, nie ma oczywistego wpływu na powstawanie zmętnienia (formazyny), a polimer nie tworzy się, gdy temperatura jest niższa niż 5°C. Dlatego też przygotowanie podstawowego roztworu wzorcowego zmętnienia formazyny można przeprowadzić w normalnej temperaturze pokojowej. Jednak temperatura reakcji jest niska, zawiesina jest łatwo wchłaniana przez wyroby szklane, a temperatura jest zbyt wysoka, co może powodować spadek standardowej wartości wysokiego zmętnienia. Dlatego temperaturę tworzenia formazyny najlepiej kontrolować przy 25±3°C. Czas reakcji siarczanu hydrazyny i heksametylenotetraaminy prawie dobiegł końca po 16 godzinach, a zmętnienie produktu osiągnęło maksimum po 24 godzinach reakcji i nie było różnicy pomiędzy 24 a 96 godzinami. the
1.3.4 W przypadku tworzenia formazyny, gdy pH roztworu wodnego wynosi 5,3–5,4, cząstki mają kształt pierścienia, są drobne i jednolite; gdy pH wynosi około 6,0, cząstki są drobne i gęste w postaci kwiatów i kłaczków trzciny; Gdy pH wynosi 6,6, tworzą się duże, średnie i małe cząsteczki przypominające płatki śniegu.
1.3.5 Roztwór wzorcowy o zmętnieniu 400 stopni można przechowywać przez miesiąc (nawet pół roku w lodówce), natomiast roztwór wzorcowy o zmętnieniu 5-100 stopni nie zmieni się w ciągu tygodnia.