Senzor zákalu: Sonda kvality vody
Solinst Eureka
2113 Wells Branch Pkwy, Suite 4400
Austin, TX, USA
78728
Tel: +1 512-302-4333
Fax: +1 512-251-6842
e-mail: [email protected].
Proč měřit zákal?
Zákal udává množství světla, které projde sloupcem vody. Čisté vody mají nízký zákal, vody s vysokým obsahem suspendovaných látek mají vysoký zákal.
Zákal se měří z několika důvodů. Zaprvé, zákal je hrubým ukazatelem estetické hodnoty vodního útvaru – řeka s vysokým zákalem vypadá kalná a odbarvená. Vysoký zákal je hlavním důvodem pro zařazení do TMDL.
Za druhé, nízký zákal maximalizuje přenos slunečního světla potřebného pro fotosyntetickou produktivitu – čistá jezera mají vyšší biologickou produktivitu, protože minimum slunečního světla je blokováno suspendovanými částicemi.
Za třetí, vysoký zákal snižuje schopnost vyšších forem života, jako jsou ryby, hledat potravu a rozmnožovat se. Na druhou stranu nízký zákal způsobuje, že menší ryby jsou více vystaveny predátorům.
Změny v dlouhodobých trendech zákalu mohou signalizovat potřebu podrobnějšího chemického zkoumání vody a zdrojů jejího znečištění.
Jak se měří zákal?
V přírodních vodách se zákal nejčastěji měří pomocí optického senzoru podle normy ISO 7027 – množství světla rozptýleného suspendovanými částicemi pod úhlem 90 stupňů vůči paprsku infračerveného světla. Ve velmi čistých vodách je rozptyl světla malý a údaj o zákalu je nízký. V zakalených vodách je rozptýleno mnoho světla suspendovanými částicemi a údaj o zákalu je vysoký.
S měřením zákalu je spojeno nejméně pět problémů:
- Zákal nemá žádnou analytickou definici, takže neexistuje způsob, jak zjistit, zda je údaj o zákalu „správný“.
- V konstrukční specifikaci ISO 7027 je značná volnost, takže i snímače odpovídající normě ISO 7027 mohou poskytovat různé hodnoty.
- Existuje několik způsobů linearizace výstupu senzoru, včetně přizpůsobení turbidimetru Hach 2100, přizpůsobení ředění formazinu a přizpůsobení ředění standardů polymerních kuliček.
- Existuje několik kalibračních roztoků, včetně formazinu, polymerních kuliček a několika vlastních roztoků připravených jednotlivými výrobci.
- Existuje tucet nebo více jednotek měření zákalu, včetně NTU (nefelometrická jednotka zákalu), FTU (formazinová jednotka zákalu), NTMU (nefelometrická jednotka zákalu s více paprsky), FAU (formazinová útlumová jednotka) a FNU (formazinová nefelometrická jednotka) atd., což komplikuje porovnávání databází zákalu.
Většina multiparametrových přístrojů používá normu ISO 7027 a uvádí hodnoty v jednotkách FNU nebo NTU. Místo ISO 7027 se někdy používá jiná technika, tzv. optický zpětný rozptyl, protože dokáže měřit zákal odpovídající až 7000 NTU nebo více, zatímco senzor ISO 7027 je omezen na přibližně 3000 NTU.
Kalibrace zákalu je dvoubodová; jedním bodem je nula (voda bez zákalu) a druhým bodem by měl být standard přibližující se zákalu vody, kterou hodláte sledovat. Při kalibraci je třeba dbát na to, aby vnější vlivy byly co nejmenší a aby kalibrační standard pokryl dostatečný „optický objem“ senzoru – představte si tenisový míček přilepený na konci senzoru; ujistěte se, že v objemu reprezentovaném tímto míčkem není nic jiného než kalibrační roztok.
Solinst Eureka doporučuje jak kalibrační roztoky s polymerními kuličkami, tak standardy formazinu.
Senzor zákalu pro sondy pro měření kvality vody
- Rozsah
0 až 4000 FNU - Přesnost
±.3 FNU nebo ±2 % odečtu, 0 – 1000 FNU
±4 % odečtu, 1000 – 4000 FNU - Rozlišení
0,01 - Jednotky
FNU (volitelně NTU) - Kalibrace
dva body s laboratorně kvalifikovaným vzorkem, formazínem,
nebo roztokem polymerních kuliček. - Údržba
čištění a kalibrace
občasná výměna stíracího prvku - Životnost senzoru
3 roky - Typ senzoru
Standard ISO 7027 s integrovaným stěračem
Co bych měl vědět o měření zákalu?
Měření zákalu není výrazně ovlivněno jinými podmínkami vody (např. teplotou). Jakýkoli materiál (řasy, sediment atd.), který se nahromadí na optických plochách senzoru zákalu, je však nerozlišitelný od materiálu ve vodě; proto je většina senzorů zákalu vybavena stíracími okénky, která čistí okénka. Snímače zákalu nevyžadují žádnou pravidelnou údržbu kromě čištění, občasné výměny stěračů a kalibrace. Okénko (okénka) senzoru by se také mělo pravidelně kontrolovat, zda na něm nejsou škrábance, které by mohly ovlivnit údaje.
Vlastnosti senzoru zákalu Solinst Eureka
Všechny senzory zákalu podle normy ISO 7027 pracují podobně, ale všechny jsou ze své podstaty nelineární. Výstup senzoru zákalu Solinst Eureka byl linearizován pomocí formazinu, který byl zvolen jako linearizační médium vzhledem k jeho roli při kvantifikaci zákalu.
I když jsou dva senzory zákalu ISO 7027 od různých výrobců kalibrovány stejným standardem formazinu, přičemž každý z nich je lineární v celém rozsahu senzoru, mohou při měření vedle sebe ve stejných polních vodách vykazovat různé hodnoty zákalu. Velikost rozdílu se liší podle složení vody. Ani jeden ze senzorů není správný nebo špatný – liší se jen kvůli volnosti v definici zákalu a také kvůli různým použitým metodám linearizace a filtrace. Eureka má „opravné“ řešení. Výstup senzoru zákalu Eureka lze upravit tak, aby jeho údaje byly srovnatelné s údaji, které jste již shromáždili pomocí dříve použitého senzoru – nebo třeba z modelu, který se stále používá. To se provádí pomocí funkce „vlastní parametr“ softwaru Manta. Pro korekci mírného posunu se použije korekční faktor (určený na základě testování v terénu vedle sebe). Ačkoli se nepředpokládá znatelný posun, poskytuje to způsob, jak na základě historických údajů o zákalu vykazovat očekávané hodnoty.
Snímač zákalu Solinst Eureka používá skromnou filtrační funkci k odstranění datových špiček (pozitivních i negativních) způsobených relativně velkými objekty, jako jsou bubliny a zbytky listů, které se obvykle nepovažují za částice zákalu a jejichž špičky by se v datech o zákalu neměly objevit. Filtrační perioda (pět sekund) je krátká, což zajišťuje přesné zachování skutečných trendů zákalu v přírodních vodách.
Stírací prvek v senzoru zákalu společnosti Solinst Eureka je konstruován jako stěrka na mytí oken; stírací prvky jiných výrobců jsou obvykle absorpční podložky nebo kartáče, které s větší pravděpodobností zachytí písek, který poškrábe optické okno senzoru. Stěrače senzoru zákalu Eureka lze snadno vyměnit za symbolickou cenu.
Celkový obsah nerozpuštěných látek (TSS)
Přímý způsob měření TSS neexistuje, protože částice suspendovaných částic (SS) mají mnoho velikostí, tvarů a barev. Pokud je však situace v oblasti SS relativně stabilní, tj. SS nejsou jeden den drobné jílové částice a druhý den objemné organické částice, můžete vytvořit graf vztahující se k údajům o TSS a zákalu.
Změřte zákal litru „typické“ vody a poté stanovte její TSS běžnými laboratorními metodami. Poté zřeďte původní vzorek vody 50 % deionizované vody a zopakujte analýzu zákalu a TSS. Nakonec zřeďte naředěný vzorek o dalších 50 % a zopakujte analýzy zákalu a TSS. Nyní máte tři údaje o zákalu, každý s odpovídajícím číslem TSS. Pokud budete mít štěstí, zjistíte lineární závislost mezi zákalem a TSS. V opačném případě budete možná muset určit složitější vztah pro odhad TSS z naměřených hodnot zákalu, například pomocí funkce trendové čáry aplikace Excel.
Výše uvedený postup používá metodu sériového ředění (50 %) k získání tří párů dat, ale můžete použít libovolnou sadu ředění a libovolný počet ředění.
Související produkty
Sondy pro měření kvality vody řady Manta
Solinst Eureka nabízí největší výběr technologií senzorů kvality vody v oboru. Kromě standardních konfigurací lze tedy každou sondu přizpůsobit vaší konkrétní aplikaci. Vyberte si senzory podle vlastního výběru, abyste plně obsadili větší sondy, nebo přidejte bateriový blok a přeměňte sondu na záznamové zařízení.
Sonda Manta Trimeter pro měření kvality vody
Na stránkách Trimeter obsahuje libovolný snímač* ze seznamu parametrů snímače, plus snímače teploty a hloubky (oba jsou volitelné). Konfigurace Trimeteru může být například zákal, teplota a hloubka. Jiným příkladem může být DO a teplota.
Datalogování hladiny vody, teploty a vodivosti
Na stránkách Levelogger 5 LTC měří a zaznamenává kolísání hladiny vody, teplotu a vodivost. Je naprogramován tak, aby zaznamenával v intervalech až 2 sekund. Obsahuje baterii na 8 let, paměť na 100 000 sad měření a dodává se v 6 tlakových rozsazích. Povrchová úprava bez obsahu PFAS (uvnitř i zvenčí) zajišťuje vynikající odolnost proti korozi a oděru.
Měřič TLC - přesné měření teploty, hladiny a vodivosti
A Měřič TLC poskytuje přesné a stabilní měření teploty a vodivosti, které se zobrazuje na praktickém LCD displeji pro snadné čtení. Statická hladina vody a hloubka měření se odečítají z ploché pásky Solinst, která je přesně označena laserem po každém mm nebo 1/100 ft. Délka pásky je k dispozici až do 300 m (1000 ft).
