Каква е мътността?
Мътността се отнася до степента на запушване на разтвора за преминаването на светлина, което включва разсейване на светлината от суспендирани вещества и абсорбция на светлина от молекулите на разтвореното вещество.
Мътността е параметър, който описва броя на суспендираните частици в течността. Тя е свързана с фактори като съдържанието, размера, формата и коефициента на пречупване на суспендираните вещества във водата. При тестването на качеството на водата мътността е важен показател, който може да отразява концентрацията на суспендирани твърди вещества във водата и е и една от основите за сензорната оценка на качеството на водата от хората. Мътността обикновено се измерва чрез измерване на количеството светлина, разсеяна от частици във водата, когато светлината преминава през водната проба. Тези частици обикновено са малки, с размери обикновено от порядъка на микрони и по-малко. Мътността, показвана от съвременните инструменти, обикновено е разсейваща мътност, а единицата е NTU (нефелометрични единици за мътност). Измерването на мътността е много важно за оценка на качеството на питейната вода, защото е свързана не само с бистротата на водата, но и косвено отразява нивото на концентрация на микроорганизми във водата, влияейки върху дезинфекционния ефект.
Мътността е относителна мярка, определена от това колко светлина може да премине през водна проба. Колкото по-висока е мътността, толкова по-малко светлина ще премине през пробата и водата ще изглежда „по-мътна“. По-високите нива на мътност се причиняват от твърди частици, суспендирани във водата, които разпръскват светлината, вместо да я пропускат през нея. Физическите свойства на суспендираните частици могат да повлияят на общата мътност. По-големите частици разпръскват светлината и я фокусират напред, като по този начин увеличават мътността, като пречат на пропускането на светлина през водата. Размерът на частиците също влияе върху качеството на светлината; по-големите частици разпръскват по-дългите дължини на вълната на светлината по-лесно от по-късите дължини на вълната, докато по-малките частици имат по-голям разсейващ ефект върху по-късите дължини на вълната. Повишената концентрация на частици също намалява пропускливостта на светлината, тъй като светлината влиза в контакт с увеличен брой частици и изминава по-къси разстояния между частиците, което води до множество разсейвания на частица.
Принцип на откриване
Методът на 90-градусово разсейване за мътност е често използван метод за измерване на мътността на разтворите. Този метод се основава на явлението разсейване, описано от уравнението на Лоренц-Болцман. При този метод се използва фотометър за измерване на интензитета на светлината, преминаваща през тестваната проба, и интензитета на светлината, разсеяна от пробата в посока на 90-градусово разсейване, и се изчислява мътността на пробата въз основа на измерените стойности. Теоремата за разсейване, използвана в този метод, е: Законът на Беер-Ламберт. Тази теорема постановява, че под действието на равномерно излъчваща плоска вълна, електрооптичният отклик в рамките на единица дължина намалява с експоненциалната функция на дължината на оптичния път, което е класическият закон на Беер-Ламберт. С други думи, светлинните лъчи, попадащи върху частици, суспендирани в разтвор, се разсейват многократно, като някои лъчи се разсейват под ъгъл от 90 градуса. При използване на този метод, инструментът ще измери съотношението на интензитета на светлината, разсеяна от тези частици под ъгъл от 90 градуса, към интензитета на светлината, която преминава през пробата, без да се разсейва. С увеличаване на концентрацията на мътните частици, интензитетът на разсеяната светлина също ще се увеличи и съотношението ще бъде по-голямо, следователно размерът на съотношението е пропорционален на броя на частиците в суспензията.
Всъщност, при измерването, източникът на светлина се въвежда вертикално в пробата и пробата се поставя на място с ъгъл на разсейване от 90°. Стойността на мътността на пробата може да се получи чрез измерване на интензитета на светлината, измерен директно, без да преминава през пробата, и интензитета на разсеяната под ъгъл 90° светлина, генериран в пробата, с фотометър, и комбинирано с колориметричен метод на изчисление.
Този метод е с висока точност и се използва широко при измерване на мътност във вода, отпадъчни води, храни, медицина и околна среда.
Каква е основната причина за мътността на повърхностните води?
Мътността в повърхностните води се причинява предимно от суспендирани вещества във водата. 12
Тези суспендирани вещества включват тиня, глина, органични вещества, неорганични вещества, плаващи вещества и микроорганизми и др., които предотвратяват проникването на светлина във водния басейн, като по този начин го правят мътен. Тези твърди частици могат да произхождат от естествени процеси, като бури, измиване на вода, вятър и др., или от човешки дейности, като селскостопански, промишлени и градски емисии. Измерването на мътността обикновено е в определено съотношение със съдържанието на суспендирани твърди вещества във водата. Чрез измерване на интензитета на разсеяната светлина може да се определи приблизително концентрацията на суспендирани твърди вещества във водата.
Измерване на мътност
Мътномерът Lianhua LH-P305 използва метода на разсеяна светлина под ъгъл 90° с обхват на измерване от 0 до 2000 NTU. Двете дължини на вълната могат да се превключват автоматично, за да се избегне смущение от цветността на водата. Измерването е лесно и резултатите са точни. Как се измерва мътността
1. Включете ръчния измервател на мътност LH-P305 за предварително загряване, уредът е NTU.
2. Вземете 2 чисти колориметрични епруветки.
3. Вземете 10 мл дестилирана вода и я поставете в колориметрична епруветка № 1.
4. Вземете 10 мл от пробата и я поставете в колориметрична епруветка № 2. Избършете външната стена.
5. Отворете колориметричния резервоар, поставете колориметрична епруветка № 1, натиснете клавиша 0 и екранът ще покаже 0 NTU.
6. Извадете колориметричната епруветка № 1, поставете колориметричната епруветка № 2, натиснете бутона за измерване и екранът ще покаже резултата.
Приложение и резюме
Мътността е важна мярка за качеството на водата, защото е най-видимият индикатор за това колко „чист“ е един водоизточник. Високата мътност може да показва наличието на замърсители във водата, които са вредни за хората, животните и растенията, включително бактерии, протозои, хранителни вещества (като нитрати и фосфор), пестициди, живак, олово и други метали. Повишената мътност в повърхностните води прави водата негодна за консумация от човека и може също така да доведе до разпространението на патогени, пренасяни по водата, като например болестотворни микроорганизми, върху повърхностите във водата. Високата мътност може да бъде причинена и от отпадъчни води от канализационни системи, градски отток и ерозия на почвата от строителство. Следователно, измерването на мътността трябва да се използва широко, особено на място. Простите инструменти могат да улеснят наблюдението на състоянието на водата от различни звена и съвместно да защитят дългосрочното развитие на водните ресурси.
Време на публикуване: 30 април 2024 г.
