Zákal v povrchovej vode

Aký je zákal?
Zákal sa vzťahuje na stupeň obštrukcie roztoku pri prechode svetla, ktorý zahŕňa rozptyl svetla suspendovanými látkami a absorpciu svetla molekulami rozpustenej látky.
Zákal je parameter, ktorý popisuje počet suspendovaných častíc v kvapaline. Súvisí s faktormi, ako je obsah, veľkosť, tvar a index lomu suspendovaných látok vo vode. Pri testovaní kvality vody je dôležitým ukazovateľom zákal, ktorý môže odrážať koncentráciu nerozpustených látok vo vode a je tiež jedným z podkladov pre senzorické hodnotenie kvality vody ľuďmi. Zákal sa zvyčajne meria meraním množstva svetla rozptýleného časticami vo vode, keď svetlo prechádza vzorkou vody. Tieto častice sú zvyčajne malé, s veľkosťou vo všeobecnosti rádovo v mikrónoch a menej. Zákal zobrazovaný modernými prístrojmi je zvyčajne rozptýlený zákal a jednotkou je NTU (Nephelometric Turbidity Units). Meranie zákalu je veľmi dôležité pre hodnotenie kvality pitnej vody, pretože nesúvisí len s čírosťou vody, ale nepriamo odráža aj úroveň koncentrácie mikroorganizmov vo vode, ovplyvňujúcich dezinfekčný účinok.
Zákal je relatívne meranie určené tým, koľko svetla môže prejsť cez vzorku vody. Čím vyšší je zákal, tým menej svetla prejde vzorkou a voda sa bude javiť „zamračená“. Vyššie úrovne zákalu sú spôsobené pevnými časticami suspendovanými vo vode, ktoré rozptyľujú svetlo namiesto toho, aby ho prenášali cez vodu. Fyzikálne vlastnosti suspendovaných častíc môžu ovplyvniť celkový zákal. Väčšie častice rozptyľujú svetlo a sústreďujú ho dopredu, čím zvyšujú zákal tým, že bránia prenosu svetla cez vodu. Veľkosť častíc ovplyvňuje aj kvalitu svetla; väčšie častice rozptyľujú dlhšie vlnové dĺžky svetla ľahšie ako kratšie vlnové dĺžky, zatiaľ čo menšie častice majú väčší rozptylový efekt na kratších vlnových dĺžkach. Zvýšená koncentrácia častíc tiež znižuje priepustnosť svetla, pretože svetlo prichádza do kontaktu so zvýšeným počtom častíc a prechádza na kratšie vzdialenosti medzi časticami, čo vedie k viacnásobným rozptylom na časticu.

Princíp detekcie
Metóda 90-stupňového rozptylu zákalu je bežne používaná metóda na meranie zákalu roztokov. Táto metóda je založená na fenoméne rozptylu opísanom Lorentzovou-Boltzmannovou rovnicou. Táto metóda využíva fotometer alebo fotometer na meranie intenzity svetla prechádzajúceho cez testovanú vzorku a intenzity svetla rozptýleného vzorkou v smere rozptylu 90 stupňov a na základe nameraných hodnôt vypočítava zákal vzorky. Veta o rozptyle použitá v tejto metóde je: Beer-Lambertov zákon. Táto veta stanovuje, že pri pôsobení rovnomerne vyžarujúcej rovinnej vlny sa elektrooptická odozva v rámci jednotky dĺžky znižuje s exponenciálnou funkciou dĺžky optickej dráhy, čo je klasický Beer-Lambertov zákon. Inými slovami, svetelné lúče dopadajúce na častice suspendované v roztoku sú viacnásobne rozptýlené, pričom niektoré lúče sú rozptýlené v 90-stupňových uhloch. Pri použití tejto metódy bude prístroj merať pomer intenzity svetla rozptýleného týmito časticami v 90-stupňovom uhle k intenzite svetla, ktoré prejde vzorkou bez toho, aby bolo rozptýlené. So zvyšujúcou sa koncentráciou častíc zákalu sa zvýši aj intenzita rozptýleného svetla a pomer bude väčší, preto je veľkosť pomeru úmerná počtu častíc v suspenzii.
V skutočnosti sa pri meraní svetelný zdroj zavedie vertikálne do vzorky a vzorka sa umiestni do polohy s uhlom rozptylu 90°. Hodnotu zákalu vzorky je možné získať meraním intenzity svetla meranej priamo bez prechodu cez vzorku a 90° intenzity rozptýleného svetla generovaného vo vzorke pomocou fotometra a kombináciou s kolorimetrickou metódou výpočtu.
Táto metóda má vysokú presnosť a je široko používaná pri meraní zákalu vo vode, odpadových vodách, potravinárstve, medicíne a v oblasti životného prostredia.

Čo je hlavnou príčinou zákalu povrchovej vody?
Zákal v povrchovej vode je primárne spôsobený suspendovanými látkami vo vode. 12
Tieto suspendované látky zahŕňajú bahno, íl, organické látky, anorganické látky, plávajúce látky a mikroorganizmy atď., ktoré bránia prenikaniu svetla do vodného útvaru, čím sa vodný útvar zakalí. Tieto častice môžu pochádzať z prírodných procesov, ako sú búrky, vyvieranie vody, fúkanie vetra atď., alebo z ľudských činností, ako sú poľnohospodárske, priemyselné a mestské emisie. Meranie zákalu je zvyčajne v určitom pomere k obsahu nerozpustených látok vo vode. Meraním intenzity rozptýleného svetla možno približne pochopiť koncentráciu nerozpustených látok vo vode.
Meranie zákalu
Zákalomer Lianhua LH-P305 využíva metódu 90° rozptýleného svetla s rozsahom merania 0-2000 NTU. Duálne vlnové dĺžky je možné automaticky prepínať, aby sa zabránilo rušeniu farebnosti vody. Meranie je jednoduché a výsledky presné. Ako merať zákal
1. Zapnite ručný zákalomer LH-P305 na predhriatie, jednotka je NTU.
2. Vezmite 2 čisté kolorimetrické skúmavky.
3. Vezmite 10 ml destilovanej vody a vložte ju do kolorimetrickej skúmavky č.
4. Odoberte 10 ml vzorky a vložte ju do kolorimetrickej skúmavky č. 2. Utrite vonkajšiu stenu.
5. Otvorte kolorimetrický zásobník, vložte kolorimetrickú skúmavku č. 1, stlačte kláves 0 a na obrazovke sa zobrazí 0 NTU.
6. Vyberte kolorimetrickú skúmavku č. 1, vložte kolorimetrickú skúmavku č. 2, stlačte tlačidlo merania a na obrazovke sa zobrazí výsledok.
Aplikácia a zhrnutie
Zákal je dôležitým meradlom kvality vody, pretože je najviditeľnejším ukazovateľom toho, aký „čistý“ je zdroj vody. Vysoký zákal môže naznačovať prítomnosť kontaminantov vody, ktoré sú škodlivé pre život ľudí, zvierat a rastlín, vrátane baktérií, prvokov, živín (ako sú dusičnany a fosfor), pesticídov, ortuti, olova a iných kovov. Zvýšený zákal v povrchovej vode spôsobuje, že voda nie je vhodná na ľudskú spotrebu a môže tiež poskytnúť vodným patogénom, ako sú mikroorganizmy spôsobujúce choroby, na povrchy vo vode. Vysoký zákal môže byť spôsobený aj odpadovou vodou z kanalizačných systémov, mestským odtokom a eróziou pôdy zo zástavby. Preto by sa meranie zákalu malo široko používať, najmä v teréne. Jednoduché nástroje môžu uľahčiť kontrolu stavu vody rôznymi jednotkami a spoločne zabezpečiť dlhodobý rozvoj vodných zdrojov.