تفاصيل المدونة

قياس الضبابية: دليل شامل

كيف يمكن ان تكون المياه نظيفة؟هل ما زلت تعتبرها آمنةنوعية المياه تؤثر بشكل مباشر على صحتنا، والضبابية بمثابة مؤشر حاسم لسلامة المياه. اليوم، سنكشف عن العلم وراء قياس الضبابية في هذا الدليل الشامل.

ما هو الغموض؟

يقيس الغموض درجة ظهور السائل غامضاً أو غير شفافة. تصور كوب من مياه الشرب، حيث يجعله يبدو صافياً. على النقيض من ذلك،يظهر النهر ذو التدفق العالي عادةً بنيًا وغير شفاف بسبب ارتفاع مستويات الغموضهذا القياس يعكس تركيز الجسيمات المعلقة في الماء، والتي قد تشمل الرواسب غير العضوية، والبكتيريا، أو رواسب أخرى.يساعد مراقبة الغموض في تقييم تلوث المياه المحتمل.

لماذا تقيس الضبابية؟

قيم الغموض تكشف عن معلومات حاسمة عن نوعية المياه:

• تقييم نوعية المياه:قد تشير الضبابية العالية إلى الملوثات الضارة مثل مسببات الأمراض والبكتيريا والرصاص أو الزئبق التي تهدد كل من الحياة المائية وصحة الإنسان.
• حماية النظم الإيكولوجية المائية:الرواسب المعلقة تمنع أشعة الشمس، مما يمنع نمو النباتات المائية ويخنق الكائنات.
• سلامة مياه الشرب:تفرض المعايير التنظيمية عتبات ضبابية محددة لمياه الشرب لمنع الملوثات من دخول أنظمة التوريد.
• تحسين معالجة مياه الصرف الصحي:تعتبر الغموض بمثابة معيار رئيسي لمراقبة وتعديل عمليات المعالجة لتلبية معايير التفريغ.

وحدات الضبابية: NTU، JTU، FNU، FTU، FAU

وحدات مختلفة لتحديد مقدار الغموض:

• NTU (وحدات الغموض النفيلومتري):القياس القياسي للجفاف
• JTU (وحدات غطاء جاكسون):قياس تاريخي على أساس الشموع (2.5 JTU = 1 NTU)
• FNU/FTU (وحدات الفورمازين النفيلومترية/الحرارة):قياسات معيار ISO
• وحدات تخفيف الفورمازين (FAU):تستخدم مع مقاييس اللون أو مقاييس الطيف

تتطلب التصاميم البصرية المختلفة لمقياسات التوربيد (مصادر الضوء والفتحات وأجهزة الكشف) المعايرة على NTU أو مراجع قياسية أخرى.

تطور أساليب قياس الغموض

1طريقة شمعة جاكسون

استخدمت هذه التقنية المبكرة أنبوب زجاجي مسطح القاع وضعت فوق شمعة مشتعلة.تم صب عينات الماء حتى أصبح اللهب غير مرئية، والارتفاع المقابلة قيم JTU قابلة للتحويل إلى NTU.

2. القرص Secchi

هذه الأداة البسيطة تقيس شفافية المياه باستخدام قرص أبيض وأسود منخفض إلى أن يكون غير مرئي. يشير عمق سيكشي الأكبر إلى وضوح أعلى (أقل ضبابية). على الرغم من أنها رخيصة ، إلا أن هذه الأداة يمكن استخدامها في جميع أنحاء العالم.هذه الطريقة الذاتية تعاني من تقلبات المراقب والتداخل البيئي (ضوء الشمس)، الموجات، التلوث). تختلف ألوان القرص حسب التطبيق:

• الأبيض: البيئات البحرية
• الأسود/الأبيض: البحيرات
• الأسود: الأنهار / البحيرات الضحلة

3أجهزة تصوير الطيف المحمولة

توفر هذه الأجهزة المحمولة قياسات سريعة ودقيقة من خلال مسبار الغمر يحتوي على مصادر ضوئية LED وأجهزة الكشف عن ثنائيات الضوء.

4مقاييس التوربيد الحديثة

تستخدم الأجهزة المعاصرة أنظمة بصرية ثابتة حيث يتم تعريض العينات في القوارير لأشعة الضوء. يقيس أجهزة الكشف الضوئي الضوء المنقول والمتناثر (عادة في 90 درجة).أعلى مجموع المواد الصلبة المعلقة (TSS) و مجموع المواد الصلبة المذابة (TDS) زيادة التشتت، مما يؤدي إلى قراءات ضبابية أكبر. يحدد أساليب EPA 180.1 وتصاميم ISO تكوينات أدوات مختلفة.

أربعة أساليب لقياس البصرية

1. الضوء المنقول (180 درجة):قياس الضبابية الضوئية في عينات عالية الاضطراب (وحدات FAU)
2. الضوء المشتت (90 درجة):يكتشف الضوء المشتت جانباً للعينات ذات الاضطرابات المنخفضة (NTU/FNU)
3. الضوء المنعكس (180 درجة):للغموض الشديد (~ 2000 NTU)
4. طريقة النسبة:مقارنة بين الضوء المنقول مقابل الضوء المتشرد ، مما يقلل من تداخل الألوان (غير القياسي)

معايير مياه الشرب

عتبات الضبابية لمياه الشرب:

• الدول المتقدمة: < 1 NTU (الهدف 0.2 NTU)
• الدول النامية: <5 NTU

معايير القياس: ISO 7027 مقابل EPA Method 180.1

هناك طريقتان أساسيتان:

• إيزو 7027:يستخدم مصابيح LED تحت الحمراء واكتشاف 90 درجة (FNU / FTU)
• EPA 180.1:يحدد مصابيح التولفستين وتصميم النفيلومتر (NTU ، نطاق 0-40)

اختيار أجهزة استشعار الضبابية

1أجهزة استشعار الضبابية القياسية

هذه أجهزة الكشف 90 درجة قياس كثافة الضوء المشتت، مثالية لتطبيقات ضبابية منخفضة مثل مياه الشرب (متوافقة مع ISO 7027).

2أجهزة استشعار ضبابية

يقيس أزواج الضوء / الكاشف المعاكسة امتصاص الجسيمات ، مع استخدام النماذج المتقدمة لكشافات مزدوجة للتعويض عن تغيرات الألوان والتلوث مناسبة لتقلبات الغموض.

3أجهزة استشعار الصلبة الكلية

باستخدام الكشف عن التشتت العكسي عند 90 درجة و 135 درجة ، تقيس هذه التشوشات العالية والمواد الصلبة المتعلقة (g / L أو % TS الوحدات).

أنواع الأدوات: المحمول مقابل سطح المقاعد

• محمول:نماذج EPA (NTU ، الكلور) للاستخدام الميداني ؛ نماذج ISO (FNU) للمشروبات / النبيذ
• مقعد:أدوات المختبر مع خيارات الوحدة الموسعة (NTU ، EBC ، Nephelos)

مزايا أجهزة استشعار الضبابية

• خيارات تكوين متعددة
• دقة عالية
• عملية سهلة الاستخدام
• الاستخدام المتعدد الاستخدامات (في الصف ، المحمول ، الغمر)
• مخرجات الوحدات المتعددة

تحديات القياس

1عينة تلوث النقل

تحليل المختبر يخاطر بتجميع الجسيمات ونمو الميكروبات أثناء النقل، مما يؤدي إلى زيادة استخدام الأجهزة المحمولة في مجال الصناعات الصناعية للمياه العادمة والمواد الغذائية.

2تأثيرات الحرارة

تستلزم أجهزة الاستشعار القائمة على LED تعويض درجة الحرارة ‬تقلل درجات الحرارة العالية من إنتاج الكاشف، مما قد يؤدي إلى قراءات منخفضة كاذبة.

الاستنتاج: اختيار استراتيجية القياس الخاصة بك

يعتمد اختيار أساليب قياس الغموض المناسبة على الدقة المطلوبة وخصائص العينة. في حين أن مقاييس الغموض توفر دقة ، لا تزال التطبيقات الميدانية تستخدم أقراص سيكشي ،شموع جاكسونفي نهاية المطاف، لا يزال مراقبة الضبابية القوية ضرورية لحماية نوعية المياه، وحماية النظم الإيكولوجية،وضمان الصحة العامة.