Turbiditate

Turbiditatea apei este o proprietate optică care face ca lumina să fie împrăștiată și absorbită, mai degrabă decât transmisă. Răspândirea luminii care trece printr-un lichid este cauzată în primul rând de solidele suspendate. Cu cât turbiditatea este mai mare, cu atât este mai mare cantitatea de lumină împrăștiată. Chiar și un fluid pur va împrăștia lumina într-un anumit grad; nicio soluție nu are turbiditate zero.

Există diferite standarde de măsurare utilizate pe baza aplicațiilor, iar odată cu aceste standarde sunt aplicate unități. Standardul ISO a adoptat FNU (Formazin Nephelometric Unit) în timp ce EPA folosește NTU (Nephelometric Turbidity Unit). Alte unități includ JTU (Jackson Turbidity Unit), FTU (Formazin Turbidity Unit), EBC (European Brewery Convention Turbidity Unit) și pământ de diatomee (mg/L SiO2).

Există trei metode de testare analitică pentru turbiditate:

  • ISO 7027 „Calitatea apei: determinarea turbidității”
  • Metoda USEPA nr.180.1, „Turbiditate”
  • Apă de mare și ape uzate nr.2130, „Turbiditate”

Lungimile de undă specifice sunt recomandate pentru fiecare metodă. Pentru metodele USEPA și Standard, se recomandă lungimea de undă în intervalul vizibil al spectrului, unde metoda ISO europeană necesită o sursă de lumină în infraroșu.

Metoda cu infraroșu (ISO 7027)

Standardul ISO 7027 specifică parametrii cheie pentru sistemul optic de măsurare a turbidității pentru apa potabilă și de suprafață, utilizând metoda bazată pe formazină. Turbidometrele ISO funcționează trecând un fascicul de lumină IR printr-o fiolă care conține proba care urmează să fie testată. Sursa de lumină este un LED cu infraroșu cu emisii ridicate. Un senzor poziționat la 90 ° în raport cu direcția luminii detectează cantitatea de lumină împrăștiată de particulele nedizolvate prezente în probă. Un microprocesor convertește aceste citiri în valori FTU (FNU).

Metoda aprobată de Agenția pentru Protecția Mediului SUA (180.1)

Metoda USEPA 180.1 specifică parametrii cheie pentru sistemul optic de măsurare a turbidității pentru apa potabilă, apa sărată și apa de suprafață, într-un interval de la 0 la 40 NTU, utilizând metoda nefelometrică.

Turbidimetrele conforme cu metodele aprobate de EPA sunt proiectate să îndeplinească sau să depășească criteriile specificate de metoda USEPA 180.1 și metoda standard 2130 B.

Principiul de operare

Fasciculul de lumină care trece prin probă este împrăștiat în toate direcțiile. Intensitatea și modelul luminii împrăștiate sunt afectate de multe variabile, cum ar fi lungimea de undă a luminii incidente, dimensiunea și forma particulelor, indicele de refracție și culoarea. Sistemul optic include o lampă tungsten sau LED IR, un detector pentru lumina împrăștiată (90°) și un detector pentru lumina transmisă (180°).

În domeniul raport al turbidimetrului, microprocesorul instrumentului calculează valoarea turbidității de la semnalele care ajung la cei doi detectori utilizând un algoritm eficient. Acest algoritm corectează și compensează interferențele de culoare, oferind rezultate precise. Sistemul optic și tehnica de măsurare compensează, de asemenea, fluctuațiile intensității lămpii sau LED-urilor, minimizând nevoia de calibrare frecventă.

În domeniul non-raport al turbidimetrului, valoarea turbidității este calculată din semnalul detectorului pentru lumina împrăștiată (90 °). Această metodă oferă o liniaritate ridicată pentru domeniul mic, dar este mai sensibilă la fluctuațiile intensității lămpii sau LED-urilor.

Limita inferioară de detecție a unui turbidimetru este determinată de lumina rătăcită. Lumina rătăcită este lumina detectată de senzori care nu este cauzată de împrăștierea luminii din particulele suspendate. Sistemele optice ale turbidimetrelor sunt proiectate pentru a avea o lumină rătăcită foarte scăzută, oferind rezultate precise pentru probele cu turbiditate redusă.

Hanna Instruments oferă o mare varietate de instrumente pentru măsurarea turbidității. Produsele includ turbidimetre de laborator și portabile care se bazează pe metodele ISO și EPA.

 

Turbidimetre de laborator

Turbidimetrele de laborator includ versiuni bazate pe metode ISO și EPA. Turbidimetrele care folosesc metoda EPA afișează rezultatele în NTU, Nephelos și EBC ca unități de măsură. Hanna produce un aparat de laborator care, pe lângă măsurarea turbidității, are disponibilă opțiunea de măsurare a clorului. Turbidimetrele care folosesc metoda ISO pot afișa rezultate în FNU, FAU, NTU și EBC.

 

 

Turbidimetre portabile

Turbidimetrele portabile includ versiuni bazate pe metode ISO și EPA. Turbidimetrele care folosesc metoda EPA afișează rezultatele în NTU ca unitate de măsură. Hanna produce un aparat portabil care, pe lângă măsurarea turbidității, are disponibilă opțiunea de măsurare a clorului. Turbidimetrele care folosesc metoda ISO pot afișa rezultate în FNU. În această categorie sunt aparate portabile care pot măsura mai mulți parametri împreună cu turbiditatea și o versiune realizată pentru monitorizarea bentonitei din vin și claritatea berii. Turbidimetrul de bere poate afișa rezultate în FTU, EBC, ASBC și HELM.

 

 

Soluții de calibrare

Turbidimetrul nefelometric este proiectat pentru a fi calibrat în mod obișnuit cu un standard cunoscut de turbiditate. Standardele și materialele de referință ar trebui să fie produse într-un mod tehnic competent și ar trebui să fie omogene, stabile, certificate și să aibă la dispoziție o incertitudine de măsurare cunoscută. În prezent, există cel puțin două standarde recunoscute și aprobate de USEPA, Standard Methods, ASTM și alte agenții de reglementare, formazina și AMCO AEPA-1.

Formazina este o suspensie apoasă a unui polimer insolubil format prin reacția de condensare între sulfatul de hidrazină și hexametilenetetramina. Deși formazina a fost recomandată ca standard de turbiditate încă din 1926, are multe limitări, cum ar fi toxicitatea ridicată, durata de valabilitate redusă, rata rapidă de decantare. Din fericire, din 1982, există un standard disponibil care înlătură problemele formazinei. Aceasta a fost dezvoltată de compania americană Advanced Polymer Systems și este un amestec suspendat de sfere de polimer stiren divinilbenzen. Aceste standarde au următoarele caracteristici:

Stabilitate: Standardele de turbiditate AMCO AEPA-1 sunt o suspensie stabilizată de polimeri de stiren divinilbenzen reticulat în apă ultrapură. Aceste globule sunt inerte din punct de vedere chimic și își păstrează echilibrul chimic într-un mediu de apă, indiferent de concentrație. Dimensiunile globulelor variază de la numai 0,06 până la 0,2 microni. Această dimensiune mică reprezintă mișcarea browniană aleatorie a acestor mărgele în suspensie, menținându-le în mișcare constantă și complet dispersate în matricea de apă ultra pură.

Proprietăți fizice: Dimensiunea particulelor, forma uniformă și indicele de refracție fac aceste sfere ideale pentru a caracteriza absorbția și dispersia luminii la 90 ° în domeniul UV-VIS. În plus, forma și dimensiunea sferică a globulelor împiedică aglomerarea sau precipitarea standardului. Din aceste motive, standardele AMCO AEPA-1 sunt foarte stabile.

Fiabilitate: Aceste standarde sunt pregătite și îmbuteliate într-o cameră curată. Sunt testate pentru precizie și stabilitate, validate complet înainte de îmbuteliere și fără substanțe chimice sau compuși toxici sau cancerigeni.

Hanna oferă standarde AMCO AEPA-1 pentru calibrarea turbidității.

 

 

 

Copyright © 1996-2020 Hanna Instruments, Inc.