Turbidimetri – instrumenti za određivanje mutnoće

Mutnoća vode je optičko svojstvo koje uzrokuje raspršivanje i apsorpciju svetla, a ne transmisiju. Raspršivanje svetlosti koja prolazi kroz tečnost je primarno posledica čvrstih supstanci rastvorenih u vodi. Što je veća mutnoća to je veća količina raspršene svetlosti. Zbog činjenice da sve molekule u vodi do neke granice raspršuju svetlost, ne postoji rastvor koja ima mutnoću jednaku nuli.

Jedinica merenja po ISO Standardu je FNU (Formazine Nephelometric Unit), a po EPA je NTU (Nephelometric Turbidity Unit). Ostale dve metode koje se koriste za merenje mutnoće su: JTU (Jackson Turbidity Unit) i  Silica unit (mg/L SiO2).

Procišcavanje pijaće vode

Mutnoća je jedan od najvažnijih parametara određivanja pijaće vode. Proizvođači pijaće vode su dužni da tretiraju vodu na način da uklone mutnoću. U Sjedinjenim Američkim Državama, u sistemima koji koriste konvencionalnu ili direktnu filtraciju , mutnoća ne sme biti veća od 1.0 NTU u proizvodnji biljaka a svi uzorci mutnoće moraju biti manji ili jednaki 0.3 NTU za najmanje 95% uzoraka u bilo kojem mesecu.

Pravilno tretirana površina vode obično ne pokazuju problem mutnoće. Svetska Zdravstvena Organizacija uzima 5 FTU kao referentnu vrednost mutnoće vode za konzumiranje. Ova vrednost je ustanovljena u skladu s estetskim karakteristikama vode. S higijenskog stanovišta, 1 FTU je preporučena vrednost. Većina ustanova za proizvodnju vode se trudi postići nivo od 0.1 NTU.

Mutnoća je indikator i ne daje rezultate za određeni polutant, ali pruža informacije o opštoj zagađenosti. Dijagram procesa tretiranja vode pokazuje vrednosti mutnoće za svaku fazu.

Monitoring zaliha prirodne vode

U vodi u prirodi, merenja mutnoće se vrše radi procene kvalitete vode i njene podudarnosti u primenama gde postoje vodeni organizmi. Otkriveno je da su mutnoća i BPK (biološka potrošnja kiseonika) vrednost u snažnoj korelaciji. Prema definiciji, mutnoća sprečava svetlo te tako otežava rast vodenih biljaka i jajašca životinja koje se obično nalaze u vodenim sistemima.

Tretiranje otpadnih voda i mutnoća

Istorijski gledano, mutnoća je jedan od glavnih parametara koji se prate u monitoringu otpadnih voda. Zapravo je proces tretiranja otpadnih voda i sam monitoring temeljen na kontroli mutnoće. Danas je merenje mutnoće potrebno za potvrdu da su vrednosti unutar propisanih standarda.

Generalno, vrednost mutnoće mora biti izmedu 0 i 50 FTU s preciznošcu od ±3 FTU, zavisno od faze u kojoj je sam proces tretiranja otpadnih voda. Monitoringom nivoa mutnoće može se odrediti da li su različite faze procesa, posebno faza filtracije i procišcavanja pravilno završene.

HANNA rešenje – turbidimetri

Postoje tri analitičke metode testiranja mutnoće:

  • ISO 7027  “Kvaliteta vode: Određivanje mutnoće”
  • US EPA metoda br.180.1 “Mutnoća” i “Standardne metode” br. 2130B. USEPA i Standardna metoda preporučuju određenu talasnu dužinu u vidljivom delu spektra i evropski sistem koji traži infracrveni izvor svetlosti (ISO 7027).

Da bi ispunila sve potrebne zahteve, HANNA je razvila turbidimetre koji zadovoljavaju oba standarda.

Metoda infracrvenog izvora svetlosti (ISO 7027)

hi88713_720x720_72_rgbHI88713 i HI98713 rade na način da zrak infracrvenog svetla prolazi kroz kivetu koja sadrži uzorak koji se testira. Izvor svetlosti je infracrveni LED visoke emisije. Senzor, pozicioniran na 90° u odnosu na smer svetlosti detektuje količinu svetla emitovanog od strane nerastvorenih čestica u uzorku. Mikroprocesor pretvara očitavanja u FTU (FNU) vrednosti.

Metoda odobrena od strane USEPA (Environmental Protection Agency)

Instrumenti koji koriste metode odobrene od strane EPA-e su dizajnirani da bi poštovali kriterijume određene USEPA metodom 180. 1 i standardnom metodom 2130B.

 

Stoni merači mutnoće – princip rada

USEPA metoda 180.1 određuje ključne parametre za optički sastav merenja mutnoće pijeće vode, te slanih i površinskih voda u rangu od 0 do 40 NTU, koristeći nefelometrijsku metodu.

Zrak svetlosti koja prolazi kroz uzorak raspršuje se u svim smerovima. Intenzitet i uzorak raspršenog svetla zavise od mnogo varijabli, kao na primer, od talasne dužine, veličine i oblika čestica, ingeks prelamanja i boji. Optički sistem uključuje volfram lampu, detektor raspršenog svetla (90°) i detektor transmitnog svetla (180°)

Unutar “ratio” turbidimetra mikroprocesor instrumenta računa NTU vrednost iz signala koji dolaze do dva detektora putem efektivnog algoritma. Algoritam ispravlja i kompenzuje interferencije sa bojom, te na taj način čini HI83414 i HI88703 color – kompenzirajućima. Optički sistem i tehnika merenja takođe kompenzuju fluktuacije u intenzitetu svetlosti koja dolazi iz lampe te tako minimiziraju čestu kalibraciju.

U rangu “non ratio” turbidimetra, NTU vrednost se računa iz signala na detektoru raspršene svetlosti (90°). Ova metoda nudi visoku linearnost niskog dometa ali je više osetljiva na fluktuacije intenziteta lampe.

Niža granica stepena detekcije određena je lutajućim zrakom svetlosti. Lutajuća svetlost detektovana senzorima koja nije uzrokovana raspršivanjem svjetlosti od rastvorenih čestica. Optički sistemi HI83414 i HI88703 su dizajnirani da imaju veoma nizak stepen lutajuće svetlosti, te na taj način omogućavaju precizne rezultate za uzorke niskog stepena mutnoće.

Prenosni merači mutnoće princip delovanja 

USEPA metoda 180.1 određuje ključne parametre za optički sastav merenja mutnoće pijaće vode, te slanih i površinskih voda, u rangu od 0 do 40 NTU, koristeći nefelometrijsku metodu.

hi93414_720x720_72_rgbHI93414 i HI98703 prenosni merači mutnoće su dizajnirani da bi zadovoljili kriterijume postavljene USEPA metodom 180.1 i standardnom metodom 2130 B.

ISO 7027 standard određuje ključne parametre za optičke sastave koji mere mutnoću pijaće vode i površinskih voda , koristeći metodu merenja baziranu na formazinu. HI 98713 prenosni turbidimetar (merač mutnoće) dizajniran je da bi zadovoljio kriterijume određene ISO 7027 standardom. Zrak svetlosti koja prolazi kroz uzorak raspršuje se u svim smerovima. Intenzitet i uzorak  raspršenog svetla zavise od mnogo varijabli , kao na primer talasne dužine, veličini i obliku čestica, refraktornom indeksu i boji.

HI93414 i HI98703 optički sastavi bazirani su na volfram lampi i odvojenom detektoru sa filterom za uski raspon smetnji @525 nm. Ovo garantuje visoku učinkovitost i pouzdane rezultate za kolorimetrijska merenja.

HI 98713 optički sistemi imaju infracrveni LED, detektor raspršene svetlosti (90°) i detektor transmitnog svetla (180°). Korišćenjem efektivnog algoritma mikroprocesor instrumenta računa FTU vrednosti iz signala koji dolaze iz dva detektora. Algoritam ispravlja i kompenzuje interferencije s bojom, te tako čini HI 98713  color – kompenzirajucima. Optički sistem i tehnika merenja takođe kompenzuju fluktuacije u intenzitetu svetlosti koja dolazi iz lampe (HI 98703, HI 93414) te intenzitetu LED svetla (HI 98713) – te tako minimiziraju potrebu za čestom  kalibracijom.

Niža granica stepena detekcije određena je lutajućim snopom svetlosti. Lutajuća svetlost detektovana senzorima koja nije uzrokovana raspršivanjem svetlosti od rastvorenih čestica. Optički sistem HI 98713 je dizajniran da ima veoma nizak stepen lutajuće svetlosti, te na taj način omogućava precizne rezultate za uzorke niskog stepena mutnoće.