A turbidez é um efeito óptico que resulta da interação da luz com partículas suspensas em uma solução, mais comumente água. Partículas suspensas, como sedimentos, argila, algas, matéria orgânica e outros organismos microbianos, dispersam a luz que passa pela amostra de água. A dispersão da luz pelas partículas suspensas nesta solução aquosa produz turbidez, o que caracteriza o grau de impedimento da luz ao passar pela camada de água. A turbidez não é um índice para caracterizar diretamente a concentração de partículas suspensas em um líquido. Reflete indiretamente a concentração de partículas suspensas através da descrição do efeito de dispersão da luz das partículas suspensas na solução. Quanto maior a intensidade da luz espalhada, maior será a turbidez da solução aquosa.
Método de determinação de turbidez
A turbidez é uma expressão das propriedades ópticas de uma amostra de água e é causada pela presença de substâncias insolúveis na água, que fazem com que a luz se espalhe e seja absorvida, em vez de passar pela amostra de água em linha reta. É um indicador que reflete as propriedades físicas da água natural e da água potável. É utilizado para indicar o grau de clareza ou turbidez da água e é um dos indicadores importantes para medir a qualidade da água.
A turbidez da água natural é causada por matéria fina em suspensão, como lodo, argila, matéria orgânica e inorgânica fina, matéria orgânica colorida solúvel e plâncton e outros microrganismos na água. Estas substâncias suspensas podem adsorver bactérias e vírus, pelo que a baixa turbidez favorece a desinfecção da água para matar bactérias e vírus, o que é necessário para garantir a segurança do abastecimento de água. Portanto, o abastecimento centralizado de água com perfeitas condições técnicas deve se esforçar para fornecer água com a menor turbidez possível. A turbidez da água da fábrica é baixa, o que é benéfico para reduzir o odor e o sabor da água clorada; é útil prevenir a reprodução de bactérias e outros microorganismos. A manutenção de baixa turbidez em todo o sistema de distribuição de água favorece a presença de quantidade adequada de cloro residual.
A turbidez da água da torneira deve ser expressa em unidades de turbidez dispersa NTU, que não deve exceder 3NTU e não deve exceder 5NTU em circunstâncias especiais. A turbidez de muitas águas de processo também é importante. Fábricas de bebidas, fábricas de processamento de alimentos e estações de tratamento de água que utilizam águas superficiais geralmente dependem de coagulação, sedimentação e filtração para garantir um produto satisfatório.
É difícil ter uma correlação entre a turbidez e a concentração de massa da matéria suspensa, porque o tamanho, a forma e o índice de refração das partículas também afetam as propriedades ópticas da suspensão. Ao medir a turbidez, todos os artigos de vidro em contato com a amostra devem ser mantidos limpos. Após limpeza com ácido clorídrico ou surfactante, enxaguar com água pura e escorrer. As amostras foram coletadas em frascos de vidro com rolha. Após a amostragem, algumas partículas suspensas podem precipitar e coagular quando colocadas, e não podem ser restauradas após o envelhecimento, e os microrganismos também podem destruir as propriedades dos sólidos, por isso devem ser medidos o mais rápido possível. Caso seja necessário armazenamento, deve-se evitar o contato com o ar, devendo ser colocado em local frio e escuro, mas não mais que 24h. Se a amostra for armazenada em local frio, retorne à temperatura ambiente antes da medição.
Atualmente, os seguintes métodos são usados para medir a turbidez da água:
(1) Tipo de transmissão (incluindo espectrofotômetro e método visual): De acordo com a lei de Lambert-Beer, a turbidez da amostra de água é determinada pela intensidade da luz transmitida e pelo logaritmo negativo da turbidez da amostra de água e da luz a transmitância está na forma de relação linear, quanto maior a turbidez, menor a transmitância da luz. Porém, devido à interferência do amarelo na água natural, a água de lagos e reservatórios também contém substâncias orgânicas que absorvem luz, como algas, o que também interfere na medição. Escolha o comprimento de onda 680rim para evitar interferência amarela e verde.
(2) Turbidímetro de dispersão: De acordo com a fórmula de Rayleigh (Rayleigh) (Ir/Io=KD, h é a intensidade da luz espalhada, 10 é a intensidade da radiação humana), meça a intensidade da luz espalhada em um determinado ângulo para alcançar a determinação de amostras de água com finalidade de turbidez. Quando a luz incidente é espalhada por partículas com tamanho de partícula de 1/15 a 1/20 do comprimento de onda da luz incidente, a intensidade está de acordo com a fórmula de Rayleigh, e partículas com tamanho de partícula superior a 1/2 do comprimento de onda da luz incidente reflete a luz. Essas duas situações podem ser representadas por Ir∝D, e a luz em um ângulo de 90 graus é geralmente usada como luz característica para medir a turbidez.
(3) Medidor de turbidez por transmissão de dispersão: use Ir/It=KD ou Ir/(Ir+It)=KD (Ir é a intensidade da luz espalhada, é a intensidade da luz transmitida) para medir a intensidade da luz transmitida e luz refletida E, para medir a turbidez da amostra. Como a intensidade da luz transmitida e espalhada é medida ao mesmo tempo, ela tem maior sensibilidade sob a mesma intensidade de luz incidente.
Dentre os três métodos acima, o turbidímetro de transmissão por espalhamento é o melhor, com alta sensibilidade, e a cromaticidade da amostra de água não interfere na medição. Porém, devido à complexidade do instrumento e ao alto preço, é difícil promovê-lo e utilizá-lo em G. O método visual é muito influenciado pela subjetividade. G Na verdade, a medição da turbidez utiliza principalmente um medidor de turbidez por dispersão. A turbidez da água é causada principalmente por partículas como sedimentos na água, e a intensidade da luz espalhada é maior do que a da luz absorvida. Portanto, o medidor de turbidez de dispersão é mais sensível que o medidor de turbidez de transmissão. E como o turbidímetro do tipo espalhamento utiliza luz branca como fonte de luz, a medição da amostra fica mais próxima da realidade, mas a cromaticidade interfere na medição.
A turbidez é medida pelo método de medição de luz espalhada. De acordo com a norma ISO 7027-1984, pode ser utilizado o medidor de turbidez que atenda aos seguintes requisitos:
(1) O comprimento de onda λ da luz incidente é 860 nm;
(2) A largura de banda espectral incidente △λ é menor ou igual a 60 nm;
(3) A luz incidente paralela não diverge e qualquer foco não excede 1,5°;
(4) O ângulo de medição θ entre o eixo óptico da luz incidente e o eixo óptico da luz espalhada é 90±25°
(5) O ângulo de abertura ωθ na água é de 20°~30°.
e relatórios obrigatórios de resultados em unidades de turbidez de formazina
① Quando a turbidez é inferior a 1 unidade de turbidez de dispersão de formazina, a precisão é de 0,01 unidade de turbidez de dispersão de formazina;
②Quando a turbidez é de 1 a 10 unidades de turbidez de dispersão de formazina, a precisão é de 0,1 unidades de turbidez de dispersão de formazina;
③ Quando a turbidez é de 10-100 unidades de turbidez de dispersão de formazina, a precisão é de 1 unidade de turbidez de dispersão de formazina;
④ Quando a turbidez for maior ou igual a 100 unidades de turbidez de dispersão de formazina, a precisão será de 10 unidades de turbidez de dispersão de formazina.
1.3.1 Água livre de turbidez deve ser usada para padrões de diluição ou amostras de água diluída. O método de preparação da água livre de turbidez é o seguinte: passar água destilada através de um filtro de membrana com tamanho de poro de 0,2 μm (a membrana do filtro usada para inspeção bacteriana não pode atender aos requisitos), enxaguar o frasco para coleta com pelo menos água filtrada duas vezes e descarte os próximos 200 mL. O objetivo do uso de água destilada é reduzir a influência da matéria orgânica na água pura de troca iônica na determinação e reduzir o crescimento de bactérias na água pura.
1.3.2 O sulfato de hidrazina e a hexametilenotetramina podem ser colocados em um dessecador de sílica gel durante a noite antes da pesagem.
1.3.3 Quando a temperatura de reação está na faixa de 12-37°C, não há efeito óbvio na geração de turbidez (formazina) e nenhum polímero é formado quando a temperatura é inferior a 5°C. Portanto, a preparação da solução estoque padrão de turbidez de formazina pode ser feita em temperatura ambiente normal. Mas a temperatura de reação é baixa, a suspensão é facilmente absorvida pela vidraria e a temperatura é muito alta, o que pode fazer com que o valor padrão de alta turbidez caia. Portanto, a temperatura de formação da formazina é melhor controlada a 25±3°C. O tempo de reação do sulfato de hidrazina e da hexametilenotetramina foi quase concluído em 16 horas, e a turbidez do produto atingiu o máximo após 24 horas de reação, não havendo diferença entre 24 e 96 horas. o
1.3.4 Para a formação da formazina, quando o pH da solução aquosa é 5,3-5,4, as partículas são anulares, finas e uniformes; quando o pH está em torno de 6,0, as partículas são finas e densas na forma de flores e flocos de junco; Quando o pH é 6,6, formam-se partículas grandes, médias e pequenas semelhantes a flocos de neve.
1.3.5 A solução padrão com turbidez de 400 graus pode ser armazenada por um mês (até meio ano na geladeira), e a solução padrão com turbidez de 5-100 graus não mudará dentro de uma semana.
Horário da postagem: 19 de julho de 2023