مستشعرات التفتيح الضوئي: مراقبة جودة المياه

لماذا قد أرغب في قياس المبيضات الضوئية؟

تُضاف المبيضات الضوئية (OBAs) أو عوامل التبييض الفلورية (FWAs) إلى المنتجات، مثل صابون الغسيل أو المنظفات أو مواد التنظيف. تمتص الأقمشة أو المواد المواد OBAs أثناء عملية الغسيل أو التنظيف. وعند إضاءة هذه المواد بالأشعة فوق البنفسجية، فإنها تتألق وتجعل المنتجات والأقمشة تبدو أكثر إشراقاً.

تُعد مياه الصرف الصحي الخاصة بالغسيل أكبر مساهم في المنظفات في أنظمة مياه الصرف الصحي. وتقل نسبة مساهمة المبيضات أو المواد الساطعة في الحجم الكلي لمعظم منظفات الغسيل عن 0.5%، ومع ذلك يمكن أن يبقى جزء كبير (5-80%) في مياه الصرف الصحي التي يتم تصريفها كمركبات مذابة (جزيئية). قد يعني وجود المبيضات الضوئية في أنظمة المياه التي يتم تصريف مياه الصرف الصحي إليها فشل أنظمة الصرف الصحي، أو تسرب مياه الصرف الصحي، أو عدم معالجة المياه بالكامل. ولذلك، فإن الكشف عن المبيضات الضوئية في النظم المائية يمكن أن يساعد بلديات المياه أو الباحثين على تصحيح أعطال النظام وتجنب زيادة المدخلات البشرية المنشأ التي قد تؤثر بشكل كبير على النظم الإيكولوجية.

وقد أظهرت الدراسات وجود علاقة بين تألق المبيضات ومستويات القولونيات البرازية في البيئات المائية. ويجري حاليًا تقييم جودة المياه من خلال معايير القولونيات البرازية من خلال الوكالات الفيدرالية والولائية والبلدية. يمكن تقييد وصول الجمهور إلى المسطحات المائية مثل البحيرات أو الأنهار أو الشواطئ التي لا تفي بهذه المعايير، مما يؤثر على السياحة والاقتصاد المحلي في نهاية المطاف. المشكلة الرئيسية في منع زيادة مستويات القولونيات البرازية هي عدم القدرة على تحديد مصدر التلوث (بشري/غير بشري). عادةً ما يتم تصريف مياه الصرف الصحي لمياه الغسيل من خلال المجاري المنزلية أو أنظمة الصرف الصحي؛ وبالتالي فإن البرازيات هي أحد مكونات مياه الصرف الصحي. يمكن أن يوفر ارتباط المبيضات بمستويات القولونيات البرازية معلومات قيمة لمساعدة الباحثين على تحديد ما إذا كانت مصادر التلوث تعزى إلى الفضلات البشرية.

المبيضات معرضة بشدة للامتزاز. ويتم إزالتها من المياه السطحية والجوفية عن طريق الامتزاز على التربة والمواد العضوية. ويسمح ذلك للباحثين أيضاً بتقييم فعالية التطهير الطبيعي لمياه الصرف الصحي عن طريق تحديد تركيزات المبيضات في المياه الجوفية أو السطحية

كيف يتم قياس المبيضات الضوئية؟

المبيضات الضوئية، أو عوامل التبييض الفلورية (FWAs في صناعة المنظفات)، هي مركبات يتم إثارتها (تنشيطها) بواسطة الأطوال الموجية للضوء في نطاق الأشعة فوق البنفسجية القريبة من الأشعة فوق البنفسجية (360 إلى 365 نانومتر)، ثم تبعث ضوءًا في النطاق الأزرق (400 إلى 440 نانومتر). تُثار الإلكترونات في جزيئات الفلورسنت إلى حالة طاقة أعلى عن طريق امتصاص الضوء ثم تبعث كمية صغيرة من الحرارة بالإضافة إلى التألق مع عودة الإلكترونات إلى حالتها الأرضية. يتم قياس التألق من الحالة المثارة الثانية بواسطة مقياس الفلورة OBA من Eureka ويتم تحويله إلى جزء من البليون من OBA حتى 2500 جزء من البليون.

ما الذي يجب أن أعرفه عن قياس المبيضات الضوئية في هذا المجال؟

ويتمتع جهاز الاستشعار سولينست يوريكا المزود بجهاز استشعار بصري لامع بصري بنطاق ديناميكي كبير (>5000 جزء في المليون) مما يسمح له بالعمل في معظم البيئات المائية، كما أن دقته العالية تزيد من دقته. يمكن استخدام مجس MantaPlus المزود بمستشعر Brightical Brightener البصري في الدراسات لتحديد مواقع محددة قد تكون أنظمة مياه الصرف الصحي في الموقع تدخل الأنهار أو المجاري المائية الأخرى. يمكن نشر مجسات متعددة المقاييس مزودة بمستشعرات OBA للمراقبة المستمرة أو استخدامها لأخذ عينات منفصلة. وقد كانت التحديدات الفلورية لتركيزات المُنير في عينات المياه الطبيعية مفيدة في العثور على مصادر مياه الصرف الصحي والتلوثات القولونية البرازية لدراسات إدارة الصحة، وكذلك في الأبحاث العامة.

التلوث هو أكبر مشكلة ميدانية لمستشعرات التألق. فأي مادة غريبة تتراكم على السطح النشط للمستشعر إما أن تقلل من كمية الضوء المنبعث أو الضوء المستقبِل، أو كليهما. وفي بعض الأحيان قد توفر المادة الغريبة إشارة خاطئة من خلال التألق بنفس الطول الموجي. لا تشكل القاذورات عادةً مشكلة عند تحديد الملامح أو الفحص الموضعي للمسح اليومي؛ فقط عند النشر لفترات طويلة. وللنشر المستمر، يمكن إضافة ملحقات مضادة للقاذور مثل نظام يوريكا العالمي للمساحات وحارس المجس الشبكي النحاسي.