Мътност в повърхностните води

Какво представлява мътността?
Мътността се отнася до степента на препятствие на разтвора за преминаване на светлина, което включва разсейването на светлината от суспендирана материя и абсорбцията на светлина от молекулите на разтвореното вещество.
Мътността е параметър, който описва броя на суспендираните частици в течност. Това е свързано с фактори като съдържанието, размера, формата и индекса на пречупване на суспендирани 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 също така е една от основите за сензорна оценка на качеството на водата от хората. Мътността обикновено се измерва чрез измерване на количеството светлина, разпръснато от прахови частици във водата, когато светлината преминава през водната проба. Тези прахови частици обикновено са малки, с размери обикновено от порядъка на микрони и по-малко. Мътността, показвана от съвременните инструменти, обикновено е разсейваща мътност, а мерната единица е NTU (нефелометрични единици за мътност). Измерването на мътността е много важно за оценка на качеството на питейната вода, тъй като е свързано не само с бистротата на водата, но също така косвено отразява нивото на концентрация на микроорганизми във водата, което влияе върху ефекта на дезинфекция.
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 предават през водата. Физичните свойства на суспендираните частици могат да повлияят на общата мътност. Частиците с по-голям размер разсейват светлината и я фокусират напред, като по този начин увеличават мътността, като пречат на предаването на светлина през водата. Размерът на частиците също влияе върху качеството на светлината; по-големите частици разпръскват светлината с по-дълги дължини на вълната по-лесно от по-късите дължини на вълната, докато по-малките частици имат по-голям ефект на разсейване на по-късите дължини на вълните. 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 на мътността е често използван метод за измерване на мътността на разтвори. Този метод се основава на феномена на разсейване, описан от уравнението на Лоренц-Болцман. Този метод използва фотометър или фотометър за измерване на интензитета на светлината, преминаваща през тестваната проба, и интензитета на светлината, разпръсната от пробата в посока на разсейване от 90 градуса, и изчислява мътността на пробата въз основа на измерените стойности. Теоремата за разсейване, използвана в този метод, е: Законът на Беер-Ламбърт. Тази теорема определя, че под действието на равномерно излъчваща плоска вълна, електрооптичният отговор 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, удрящи частици, суспендирани в разтвор, се разпръскват многократно, като някои лъчи се разпръскват под ъгъл от 90 градуса. Когато използвате този метод, инструментът ще измерва съотношението на интензитета на светлината, разпръсната от тези частици под ъгъл от 90 градуса, към интензитета на светлината, която преминава през пробата, без да бъде разпръсната. С увеличаването 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 измерване източникът на светлина се въвежда вертикално в пробата и пробата се поставя в позиция с ъгъл на разсейване от 90°. Стойността на мътността на пробата може да бъде получена чрез измерване на интензитета на светлината, измерен директно, без да преминава през пробата, и интензитета на 90° разсеяна светлина, генериран в пробата с фотометър, и комбинирано с колориметричния изчислителен метод.
Този метод има висока точност и се използва широко при измерване на мътността във водата, отпадъчните води, храните, медицината и околната среда.

Каква е основната причина за мътността на повърхностните води?
Мътността в повърхностните води се причинява главно от суспендирани вещества във водата. 12
Тези суспендирани вещества включват тиня, глина, органична материя, неорганична материя, плаваща материя и микроорганизми и т.н., които ще попречат на светлината да проникне във водното тяло, като по този начин водното тяло ще се размъти. Тези прахови частици могат да произхождат от естествени процеси, като бури, водни струи, духане на вятър и т.н., или от човешки дейности, като селскостопански, индустриални и градски емисии. Измерването на мътността обикновено е в определено съотношение към съдържанието на суспендирани твърди вещества във водата. Чрез измерване на интензитета на разсеяната светлина може грубо да се разбере концентрацията на суспендирани твърди вещества във водата.
Измерване на мътност
Измервателят за мътност на Lianhua LH-P305 използва метода на 90° разсеяна светлина с обхват на измерване 0-2000NTU. Двойните дължини на вълната могат да се превключват автоматично, за да се избегне смущението на цветността на водата. Измерването е просто и резултатите са точни. Как да измерим мътността
1. Включете ръчния измервател на мътност LH-P305 за предварително загряване, устройството е NTU.
2. Вземете 2 чисти колориметрични епруветки.
3. Вземете 10 ml дестилирана вода и я поставете в колориметрична тръба № 1.
4. Вземете 10 ml проба и я поставете в колориметрична епруветка № 2. Почистете външната стена.
5. Отворете колориметричния резервоар, поставете колориметрична тръба № 1, натиснете клавиша 0 и екранът ще покаже 0 NTU.
6. Извадете колориметрична тръба № 1, поставете колориметрична тръба № 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 водоизточникът. Високата мътност може да показва наличието на замърсители във водата, които са вредни за живота на 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 неподходяща за консумация от човека и може също така да предостави водни патогени, като болестотворни микроорганизми, на повърхностите във водата. Високата мътност може да бъде причинена и от отпадъчни води от канализационни системи, градски отток и ерозия на почвата от застрояването. Следователно измерването на мътността трябва да се използва широко, особено на полето. Простите инструменти могат да улеснят наблюдението на водните условия от различни звена и съвместно да защитят дългосрочното развитие на водните ресурси.