Какова мутность?
Мутность — это степень препятствия прохождению света через раствор, которая включает рассеяние света взвешенными частицами и поглощение света молекулами растворенного вещества.
Мутность — это параметр, описывающий количество взвешенных частиц в жидкости. Она связана с такими факторами, как содержание, размер, форма и показатель преломления взвешенных веществ в воде. В анализе качества воды мутность является важным показателем, отражающим концентрацию взвешенных твердых частиц в воде, а также одним из основ для сенсорной оценки качества воды. Мутность обычно измеряется путем измерения количества света, рассеиваемого частицами в воде при прохождении света через образец воды. Эти частицы обычно очень мелкие, размером, как правило, в микроны и меньше. Мутность, отображаемая современными приборами, обычно представляет собой рассеянную мутность, и ее единицей измерения являются NTU (нефелометрические единицы мутности). Измерение мутности очень важно для оценки качества питьевой воды, поскольку оно не только связано с прозрачностью воды, но и косвенно отражает уровень концентрации микроорганизмов в воде, влияющих на эффективность дезинфекции.
Мутность — это относительный показатель, определяемый количеством света, проходящего через образец воды. Чем выше мутность, тем меньше света проходит через образец, и вода кажется «мутнее». Более высокие уровни мутности вызваны твердыми частицами, взвешенными в воде, которые рассеивают свет, а не пропускают его через воду. Физические свойства взвешенных частиц могут влиять на общую мутность. Частицы большего размера рассеивают свет и фокусируют его вперед, тем самым увеличивая мутность, препятствуя прохождению света через воду. Размер частиц также влияет на качество света; более крупные частицы рассеивают более длинные волны света легче, чем более короткие, в то время как более мелкие частицы оказывают большее рассеивающее воздействие на более короткие волны. Повышенная концентрация частиц также снижает пропускание света, поскольку свет контактирует с большим количеством частиц и проходит меньшие расстояния между частицами, что приводит к многократному рассеянию на одну частицу.
Принцип обнаружения
Метод мутности с 90-градусным рассеянием — широко используемый метод измерения мутности растворов. Этот метод основан на явлении рассеяния, описываемом уравнением Лоренца-Больцмана. Метод использует фотометр для измерения интенсивности света, проходящего через исследуемый образец, и интенсивности света, рассеянного образцом в направлении 90-градусного рассеяния, и вычисляет мутность образца на основе измеренных значений. В этом методе используется теорема рассеяния: закон Бера-Ламберта. Эта теорема гласит, что под действием равномерно излучающей плоской волны электрооптический отклик на единицу длины уменьшается экспоненциально с длиной оптического пути, что является классическим законом Бера-Ламберта. Другими словами, световые лучи, попадающие на частицы, взвешенные в растворе, рассеиваются многократно, при этом некоторые лучи рассеиваются под углом 90 градусов. При использовании этого метода прибор измеряет отношение интенсивности света, рассеянного этими частицами под углом 90 градусов, к интенсивности света, прошедшего через образец без рассеяния. По мере увеличения концентрации мутных частиц интенсивность рассеянного света также увеличивается, и отношение будет больше, следовательно, величина отношения пропорциональна количеству частиц в суспензии.
Фактически, при измерении источник света вводится вертикально в образец, а образец располагается в положении с углом рассеяния 90°. Значение мутности образца можно получить, измеряя интенсивность света, измеренную непосредственно без прохождения через образец, и интенсивность рассеянного под углом 90° света, генерируемого в образце с помощью фотометра, а также используя колориметрический метод расчета.
Этот метод обладает высокой точностью и широко используется для измерения мутности воды, сточных вод, пищевых продуктов, лекарств и в области охраны окружающей среды.
В чём основная причина мутности поверхностных вод?
Мутность поверхностных вод в основном вызвана взвешенными частицами в воде. 12
Взвешенные вещества, такие как ил, глина, органические вещества, неорганические вещества, плавающие частицы и микроорганизмы и т. д., препятствуют проникновению света в водоем, делая его мутным. Эти твердые частицы могут образовываться в результате природных процессов, таких как штормы, размывание водой, ветер и т. д., или в результате деятельности человека, например, сельскохозяйственных, промышленных и городских выбросов. Измерение мутности обычно производится в определенной пропорции к содержанию взвешенных твердых частиц в воде. Измеряя интенсивность рассеянного света, можно приблизительно оценить концентрацию взвешенных твердых частиц в воде.
Измерение мутности
Мутномер Lianhua LH-P305 использует метод рассеянного света под углом 90°, диапазон измерения составляет 0-2000 NTU. Два диапазона длин волн автоматически переключаются, что позволяет избежать влияния цветовых искажений воды. Измерение простое, а результаты точные. Как измерить мутность?
1. Включите ручной мутномер LH-P305 для предварительного нагрева, показания прибора — NTU.
2. Возьмите 2 чистые колориметрические пробирки.
3. Возьмите 10 мл дистиллированной воды и налейте ее в колориметрическую пробирку № 1.
4. Возьмите 10 мл образца и поместите его в колориметрическую пробирку № 2. Протрите внешнюю стенку насухо.
5. Откройте колориметрический резервуар, вставьте колориметрическую пробирку № 1, нажмите кнопку 0, и на экране отобразится 0 NTU.
6. Достаньте колориметрическую пробирку № 1, вставьте колориметрическую пробирку № 2, нажмите кнопку измерения, и на экране отобразится результат.
Применение и краткое изложение
Мутность является важным показателем качества воды, поскольку это наиболее наглядный индикатор «чистоты» источника воды. Высокая мутность может указывать на наличие загрязняющих веществ, вредных для жизни человека, животных и растений, включая бактерии, простейшие, питательные вещества (такие как нитраты и фосфор), пестициды, ртуть, свинец и другие металлы. Повышенная мутность поверхностных вод делает воду непригодной для потребления человеком и может также способствовать проникновению патогенных микроорганизмов, вызывающих заболевания, на поверхности воды. Высокая мутность также может быть вызвана сточными водами из канализационных систем, городским стоком и эрозией почвы в результате застройки. Поэтому измерение мутности должно широко использоваться, особенно в полевых условиях. Простые приборы могут облегчить контроль состояния воды различными подразделениями и совместно обеспечить долгосрочное развитие водных ресурсов.
Дата публикации: 30 апреля 2024 г.
