Koszyk
W koszyku nie ma jeszcze produktów
- Aktualności
- 81 views
- pomiar mętności, mętność wody
Mętność wody – praktyczny przewodnik
Mętność to jedna z najbardziej oczywistych cech wody, którą zauważamy niemal od razu. Kiedy nalewamy wodę do szklanki, patrzymy na jezioro czy rzekę, instynktownie zwracamy uwagę na to, czy jest krystalicznie czysta, czy raczej nieprzejrzysta. To właśnie stopień tej przejrzystości – czyli mętność – jest jednym z podstawowych wskaźników jakości wody.
Choć na pierwszy rzut oka mętność może wydawać się wyłącznie kwestią estetyki, w rzeczywistości niesie ze sobą znacznie głębsze konsekwencje. To, czy woda jest klarowna czy mętna, wpływa nie tylko na jej wygląd, ale także na sposób, w jaki można ją bezpiecznie uzdatnić i zdezynfekować. Zbyt duża ilość drobnych cząstek zawieszonych w wodzie utrudnia działanie środków dezynfekujących i może być nośnikiem mikroorganizmów chorobotwórczych.
Co więcej, mętność ma ogromne znaczenie dla środowiska naturalnego. Zbyt duża ilość osadów w rzekach, jeziorach czy oceanach może zmieniać ekosystemy wodne, wpływać na życie roślin i zwierząt oraz zaburzać naturalne procesy biologiczne. Krótko mówiąc: mętność to coś więcej niż tylko wrażenie wizualne. To kluczowy parametr jakości wody, który decyduje o jej bezpieczeństwie, wpływa na procesy uzdatniania i stan środowiska wodnego.
1. Czym jest mętność?
W najprostszej formie mętność to po prostu zmętnienie wody spowodowane zawieszonymi w niej drobinami, których nie możemy zobaczyć gołym okiem. Mogą to być m.in. glony, cząstki gleby, minerały, białka, oleje czy bakterie.
Mętność to pomiar optyczny – określa obecność zawieszonych cząstek, mierząc rozpraszanie światła przechodzącego przez próbkę. Im więcej cząstek w roztworze, tym wyższa mętność.
Warto zaznaczyć, że mętność koreluje z ilością zawiesin, ale nie jest tym samym co pomiar całkowitej ilości zawieszonych substancji stałych (TSS), który polega na ich zważeniu po odseparowaniu.
2. Znaczenie mętności
Mętność jest kluczowym parametrem jakości wody – zarówno w wodociągach, jak i w monitoringu środowiskowym. Jednym z głównych celów uzdatniania wody pitnej jest redukcja mętności. Jej pomiar na różnych etapach uzdatniania pozwala ocenić skuteczność procesu i spełnić wymogi prawne. Zawieszone w wodzie cząstki (gleba, glony itp.) utrudniają dezynfekcję i mogą przenosić bakterie oraz pasożyty. Przejrzystość wody to także ważny sygnał dla konsumenta – nikt nie chce pić mętnej wody z kranu.
W monitoringu środowiska mętność jest wskaźnikiem zanieczyszczeń. Po burzach spływy z pól, lasów czy placów budowy mogą gwałtownie zwiększyć ilość osadów w wodach naturalnych, zaburzając życie organizmów dennych. Z tego powodu amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (EPA) wymaga od wielu dużych placów budowy pomiarów mętności po opadach.
Poza wodą pitną i ściekami pomiar mętności ma znaczenie także w przemyśle spożywczym, np. w winiarstwie.
3. Jak mierzy się mętność?
Istnieje wiele metod pomiaru mętności. Do pomiaru stopnia zmętnienia wody możemy użyć różnych metod, od metod wizualnych po mierniki pełnoskalowe. Niektóre metody wizualne, takie jak krążek Secchiego, idealnie nadają się do szybkich pomiarów w terenie. Składa się on z krążka zanurzanego w wodzie, aż przestanie być widoczny. Głębokość, na której krążek nie jest widoczny, to głębokość Secchiego. Ta metoda jest subiektywna i najlepiej sprawdza się w jeziorach i w wolno płynących wodach o niskiej mętności. Najlepszym sposobem pomiaru mętności w szerokiej gamie próbek jest użycie nefelometru, znanego również jako miernik mętności. Mierniki mętności wykorzystują detektor światła i fotodetektor do pomiaru rozproszenia światła i odczytują mętność w jednostkach, takich jak nefelometryczne jednostki mętności (NTU) lub formazynowe jednostki mętności (FNU).
4. Jak zmniejszyć mętność?
Większość działań ograniczających mętność skupia się na zapobieganiu spływom, jednak woda pitna i ścieki również są uzdatniane, aby ją zmniejszyć. Przepisy mają zapewnić bezpieczeństwo i wydajność procesu. Jednym z pierwszych etapów uzdatniania jest usunięcie zawieszonych cząstek. Wodę miesza się z koagulantem, który neutralizuje ładunek cząstek i powoduje ich łączenie. Następnie woda trafia do osadnika i przepływa przez filtr końcowy, który usuwa do 99,5% pozostałych cząstek. Jeśli surowa woda jest mniej mętna (np. woda gruntowa), etap sedymentacji można skrócić, oszczędzając czas i koszty. Zgodnie z wymogami USEPA, 95% próbek wody pitnej w miesiącu musi mieć mętność poniżej 0,5 NTU, a żadna próbka nie może przekroczyć 5 NTU.
5. Wybór miernika mętności.
Mierniki mętności to urządzenia, w których źródło światła, soczewka i detektor są umieszczone pod kątem 90° od źródła światła i które współpracują ze sobą, aby zmierzyć mętność próbki. Gdy próbka zostanie umieszczona na drodze między źródłem światła a detektorem, niektóre cząstki w próbce rozpraszają światło w taki sposób, że dociera ono do detektora pod kątem 90°. Detektor określa stopień rozproszenia światła i porównuje odczyt z wzorcami na krzywej kalibracyjnej.
Niektóre mierniki zawierają dodatkowy detektor ustawiony pod kątem 180°, aby uwzględnić światło przechodzące. Może to pomóc w przypadku próbek o wysokim zmętnieniu, aby skorygować stratę światła spowodowaną tłumieniem i rozproszeniem wstecznym (odbiciem). Pomiary mętności pod kątem 90° i 180° nazywane są metodą ilorazową.
Po zakupieniu miernika, pomiar mętności jest łatwy i obejmuje tylko kilka prostych kroków:
1. Skalibruj miernik za pomocą standardowych kuwet.
2. Napełnij kuwetę próbką.
3. Wyczyść zewnętrzną powierzchnię kuwety. Jeśli pracujesz z próbkami o bardzo niskim zmętnieniu, użyj oleju silikonowego na zewnątrz kuwety.
4. Umieść kuwetę w mierniku i wykonaj odczyt.
6. Wzorce mętności
Wzorce mętności stanowią równie ważną część pomiaru. Większość współczesnych wzorców mętności jest wytwarzana z formazyny, syntetycznego polimeru o jednorodnej wielkości cząstek. Polimer ten jest wytwarzany z hydrazyny i heksametylenotetraminy. Konsystencja tego związku doprowadziła do jego przyjęcia przez niemal wszystkie organizacje normalizacyjne, takie jak ISO, EPA i ASBC. Zawiesina siarczanu hydrazyny o stężeniu 1,25 mg/l i heksametylenotetraminy o stężeniu 12,5 mg/l w wodzie ma mętność równą jednej jednostce mętności formazynowej (FTU).
Większość innych jednostek mętności opiera się na FTU, ale różnią się one w zależności od stosowanej metody. Istnieje wiele różnych jednostek, ale oto kilka przykładów:
- Nefelometryczne jednostki mętności (NTU): Jednostka równa FTU, ale mierzona za pomocą miernika mętności zgodnego z normami EPA.
- Jednostka nefelometryczna mętności (NTRU): jednostka oparta na EPA, która wykorzystuje metodę ilorazową do określania mętności.
- Jednostki formazynowe nefelometryczne (FNU): równoważne FTU, ale mierzone zgodnie z normami ISO 7027 w zakresie projektowania mierników.
Wybierając miernik mętności, ważne jest, aby zdecydować, którą metodę prawdopodobnie zastosujesz. Istnieje wiele różnych konstrukcji mierników mętności, ale dwa są najpopularniejsze: te zgodne z normą EPA 180.1 i te zgodne z normą ISO 7027.
Należy pamiętać, że mierniki nie są indywidualnie zatwierdzane przez organizacje EPA (Agencja Ochrony Środowiska) i ISO (Miedzynarodowa Organizacja Normalizacyjna). Zamiast tego po prostu spełniają wymagania określone w normach tych organizacji.
Przenośny mętnościomierz do wody pitnej
HI93414 to przenośny mętnościomierz do pomiaru najważniejszych parametrów wody pitnej: zmętnienia i chloru. Miernik jest dostarczany w komplecie z wzorcami zmętnienia AMCO-AEPA-1 i wzorcami chloru zgodnymi z NIST.
Model HI93414 spełnia wymagania metody EPA 180.1 dla pomiarów zmętnienia oraz EPA 330.5 i 4500-Cl G dla pomiarów chloru.
Przenośny mętnościomierz, zgodny z ISO 7027
HI98713 to przenośny mętnościomierz mętności o wysokiej dokładności. Miernik jest dostarczany w komplecie z podstawowymi wzorcami zmętnienia AMCO-AEPA-1 używanymi do kalibracji i weryfikacji wydajności.
HI98713 spełnia, a nawet przewyższa wymagania metody ISO 7027 dotyczącej pomiarów turbidymetrycznych.
Laboratoryjny mętnościomierz do wody pitnej
HI88703 to laboratoryjny miernik mętności o wysokiej dokładności (±2% odczytu plus 0,02 NTU). Mętnościomierz jest dostarczany w komplecie z podstawowymi wzorcami mętności AMCO-AEPA-1 używanymi do kalibracji i weryfikacji wydajności.
Model HI88703 spełnia wymagania metody EPA 180.1 i standardowych metod badania wody i ścieków 2130 B w zakresie pomiarów zmętnienia.
Mierniki zgodne z normami EPA są zgodne ze standardową metodą 180.1, normą dotyczącą oznaczania mętności w próbkach wody pitnej, gruntowej, powierzchniowej, odpadowej i morskiej. Najlepiej sprawdzają się w zakresie 0–40 NTU, co czyni je idealnymi do próbek o niskim zakresie mętności.
Ponadto mierniki te spełniają następujące wymagania (fragment „Metody oznaczania substancji nieorganicznych w próbkach środowiskowych”):
- Źródło światła: lampa wolframowa o temperaturze barwowej 2200–3000°K.
- Zasięg światła padającego i rozproszonego w probówce: Łączny nie może przekraczać 10 cm.
- Detektor: Ustawiony pod kątem 90° do padającej ścieżki światła i nie może przekraczać ±30° od 90°. Detektor i system filtrów, jeśli jest stosowany, muszą charakteryzować się widmową odpowiedzią szczytową w zakresie od 400 nm do 600 nm.
- Czułość przyrządu powinna umożliwiać wykrywanie różnicy mętności wynoszącej 0,02 NTU lub mniej w wodach o mętności mniejszej niż 1 jednostka.
W oparciu o te wymagania, mierniki zgodne z normami EPA są:
(+) Doskonałe do pomiarów w niskim zakresie, takich jak pomiary wody pitnej
(+) Zgodne ze standardami EPA dotyczącymi raportowania użytkowania
(–) Słabo radzą sobie z kolorowymi próbkami ze względu na absorbancję światła białego
Mierniki mętności zgodne z normami ISO
Mierniki zgodne z normami ISO to kolejny z najpopularniejszych typów mierników mętności. Mierniki te mają podobne wymagania jak EPA, ale różnią się kilkoma kluczowymi kwestiami:
- Źródłem „światła” musi być dioda LED w podczerwieni o długości fali 860 nm. Należy zauważyć, że technicznie nie jest to światło widzialne, lecz promieniowanie podczerwone (IR).
- Szerokość pasma spektralnego promieniowania padającego powinna wynosić ≤ 60 nm.
Mierniki zgodne z ISO mają również detektory światła ustawione pod kątem około 90° względem źródła promieniowania, choć metoda dopuszcza także stosowanie detektorów pod innymi kątami (np. 0°), aby określić ilość światła osłabionego przez próbkę. Podsumowanie:
(+) Mierniki ISO wykorzystują diodę LED w podczerwieni, co eliminuje zakłócenia spowodowane barwą próbki
(+) Obsługa metody proporcji pozwala uzyskać większą dokładność przy wyższych mętnościach
(–) Niezatwierdzone przez US-EPA do celów sprawozdawczych
Niezależnie od wybranego typu miernika, należy skonsultować się z odpowiednimi organami regulacyjnymi, jeśli wartości mętności mają być raportowane. Oba typy mierników mogą wykorzystywać standardy formazynowe lub AMCO-AEPA-1, dostępny komercyjnie wzorzec.