Drumstumas paviršiniame vandenyje

Kas yra drumstumas?
Drumstumas reiškia tirpalo trukdymo šviesai prasiskverbti laipsnį, kuris apima šviesos sklaidą skendinčiomis medžiagomis ir šviesos sugertį tirpių molekulių.
Drumstumas yra parametras, apibūdinantis suspenduotų dalelių skaičių skystyje. Tai susiję su tokiais veiksniais kaip vandenyje esančių suspenduotų medžiagų kiekis, dydis, forma ir lūžio rodiklis. Tiriant vandens kokybę, drumstumas yra svarbus rodiklis, kuris gali atspindėti skendinčių kietųjų dalelių koncentraciją vandenyje, taip pat yra vienas iš žmonių juslinio vandens kokybės vertinimo pagrindų. Drumstumas paprastai matuojamas matuojant šviesos kiekį, kurį vandenyje išsklaido kietosios dalelės, kai šviesa praeina pro vandens mėginį. Šios kietosios dalelės paprastai yra mažos, jų dydžiai paprastai yra mikronais ir mažesni. Šiuolaikiniais instrumentais rodomas drumstumas dažniausiai yra sklaidos drumstumas, o vienetas yra NTU (Nefelometriniai drumstumo vienetai). Drumstumo matavimas yra labai svarbus vertinant geriamojo vandens kokybę, nes jis ne tik susijęs su vandens skaidrumu, bet ir netiesiogiai atspindi mikroorganizmų koncentracijos lygį vandenyje, įtakojantį dezinfekcinį poveikį.
Drumstumas yra santykinis matas, nustatomas pagal tai, kiek šviesos gali praeiti per vandens mėginį. Kuo didesnis drumstumas, tuo mažiau šviesos praeis pro mėginį ir vanduo atrodys „drumstesnis“. Didesnį drumstumą sukelia vandenyje pakibusios kietosios dalelės, kurios išsklaido šviesą, o ne perduoda ją per vandenį. Fizinės suspenduotų dalelių savybės gali turėti įtakos bendram drumstumui. Didesnių dydžių dalelės išsklaido šviesą ir nukreipia ją į priekį, taip padidindamos drumstumą, trukdydamos šviesos sklidimui per vandenį. Dalelių dydis taip pat turi įtakos šviesos kokybei; didesnės dalelės lengviau išsklaido ilgesnius šviesos bangos ilgius nei trumpesnius, o mažesnės dalelės turi didesnį sklaidos efektą trumpesniuose bangos ilgiuose. Padidėjusi dalelių koncentracija taip pat sumažina šviesos pralaidumą, nes šviesa liečiasi su didesniu dalelių skaičiumi ir nukeliauja trumpesniais atstumais tarp dalelių, todėl viena dalelė išsklaido daug kartų.

Aptikimo principas
Drumstumas 90 laipsnių sklaidos metodas yra dažniausiai naudojamas tirpalų drumstumo matavimo metodas. Šis metodas pagrįstas sklaidos reiškiniu, aprašytu Lorentz-Boltzmann lygtimi. Taikant šį metodą, naudojamas fotometras arba fotometras, kuriuo matuojamas pro bandinį praeinančios šviesos intensyvumas ir mėginio išsklaidytos šviesos intensyvumas 90 laipsnių sklaidos kryptimi, o pagal išmatuotas vertes apskaičiuojamas mėginio drumstumas. Šiame metode naudojama sklaidos teorema: Beer-Lambert dėsnis. Ši teorema numato, kad veikiant tolygiai spinduliuojančiai plokštumai, elektrooptinis atsakas per ilgio vienetą mažėja atsižvelgiant į optinio kelio ilgio eksponentinę funkciją, kuri yra klasikinis Beer-Lambert dėsnis. Kitaip tariant, šviesos spinduliai, patekę į tirpale suspenduotas daleles, yra išsklaidomi kelis kartus, o kai kurie spinduliai yra išsklaidyti 90 laipsnių kampu. Taikant šį metodą, prietaisas išmatuos šių dalelių 90 laipsnių kampu išsklaidytos šviesos intensyvumo santykį su šviesos, kuri praeina pro mėginį neišsklaidyta, intensyvumo. Didėjant drumstumo dalelių koncentracijai, padidės ir išsklaidytos šviesos intensyvumas, o santykis bus didesnis, todėl santykio dydis proporcingas dalelių skaičiui suspensijoje.
Tiesą sakant, matuojant šviesos šaltinis į pavyzdį įvedamas vertikaliai, o mėginys pastatomas tokioje padėtyje, kurios sklaidos kampas yra 90°. Mėginio drumstumo vertę galima gauti išmatuojant šviesos intensyvumą, išmatuotą tiesiogiai nepraeinant pro mėginį, ir 90° sklaidos šviesos intensyvumą, sukurtą mėginyje su fotometru ir derinant su kolorimetriniu skaičiavimo metodu.
Šis metodas pasižymi dideliu tikslumu ir yra plačiai naudojamas drumstumui matuoti vandens, nuotekų, maisto, medicinos ir aplinkos srityse.

Kokia yra pagrindinė paviršinio vandens drumstumo priežastis?
Paviršinio vandens drumstumą pirmiausia sukelia vandenyje esančios skendinčios medžiagos. 12
Šioms suspenduotoms medžiagoms priskiriamas dumblas, molis, organinės, neorganinės, plūduriuojančios medžiagos ir mikroorganizmai ir kt., kurios neleis šviesai prasiskverbti į vandens telkinį, todėl vandens telkinys drumzlins. Šios kietosios dalelės gali atsirasti dėl natūralių procesų, tokių kaip audros, vandens plovimas, pučiant vėjui ir pan., arba dėl žmogaus veiklos, pvz., žemės ūkio, pramonės ir miestų išmetamų teršalų. Drumstumas paprastai matuojamas tam tikra proporcija su skendinčių kietųjų dalelių kiekiu vandenyje. Matuojant išsklaidytos šviesos intensyvumą, galima apytiksliai suprasti skendinčių kietųjų dalelių koncentraciją vandenyje.
Drumstumo matavimas
Lianhua drumstumo matuoklis LH-P305 naudoja 90° išsklaidytos šviesos metodą, kurio matavimo diapazonas yra 0-2000NTU. Dviejų bangų ilgiai gali būti automatiškai perjungiami, kad būtų išvengta vandens spalvingumo trukdžių. Matavimas paprastas, o rezultatai tikslūs. Kaip išmatuoti drumstumą
1. Įjunkite rankinį drumstumo matuoklį LH-P305, kad pašildytumėte, įrenginys yra NTU.
2. Paimkite 2 švarius kolorimetrinius mėgintuvėlius.
3. Paimkite 10 ml distiliuoto vandens ir įdėkite į kolorimetrinį mėgintuvėlį Nr. 1.
4. Paimkite 10 ml mėginio ir įdėkite į kolorimetrinį mėgintuvėlį Nr. 2. Nuvalykite išorinę sienelę.
5. Atidarykite kolorimetrinį baką, įdėkite kolorimetrinį vamzdelį Nr. 1, paspauskite klavišą 0 ir ekrane pasirodys 0 NTU.
6. Išimkite kolorimetrinį vamzdelį Nr. 1, įdėkite kolorimetrinį vamzdelį Nr. 2, paspauskite matavimo mygtuką ir ekrane bus rodomas rezultatas.
Paraiška ir santrauka
Drumstumas yra svarbus vandens kokybės matas, nes jis yra labiausiai matomas vandens šaltinio „švaraus“ rodiklis. Didelis drumstumas gali reikšti, kad yra vandens teršalų, kurie kenkia žmonėms, gyvūnams ir augalams, įskaitant bakterijas, pirmuonis, maistines medžiagas (pvz., nitratus ir fosforą), pesticidus, gyvsidabrį, šviną ir kitus metalus. Dėl padidėjusio paviršinio vandens drumstumo vanduo tampa netinkamas vartoti žmonėms, o vandens paviršiuose gali patekti patogenų, tokių kaip ligas sukeliantys mikroorganizmai. Didelį drumstumą taip pat gali sukelti nuotekos iš kanalizacijos sistemų, miesto nuotėkis ir dirvožemio erozija dėl plėtros. Todėl drumstumo matavimas turėtų būti plačiai naudojamas, ypač lauke. Paprasti instrumentai gali palengvinti įvairių padalinių vandens sąlygų priežiūrą ir kartu užtikrinti ilgalaikę vandens išteklių plėtrą.