Czujnik mętności: Sonda jakości wody

Po co mierzyć mętność?

Mętność jest wskaźnikiem ilości światła przechodzącego przez słup wody. Czyste wody mają niską mętność; wody z dużą ilością zawieszonych ciał stałych mają wysoką mętność.

Mętność jest mierzona z kilku powodów. Po pierwsze, mętność jest poważnym wskaźnikiem wartości estetycznej zbiornika wodnego – rzeka o wysokiej mętności wygląda na zamuloną i odbarwioną. Wysokie zmętnienie jest głównym powodem umieszczenia na liście TMDL.

Po drugie, niskie zmętnienie maksymalizuje transmisję światła słonecznego potrzebnego do fotosyntezy – czyste jeziora będą miały wyższą produktywność biologiczną, ponieważ minimalna ilość światła słonecznego jest blokowana przez zawieszone cząstki.

Po trzecie, wysokie zmętnienie zmniejsza zdolność wyższych form życia, takich jak ryby, do żerowania i rozmnażania się. Z drugiej strony, niskie zmętnienie sprawia, że mniejsze ryby są bardziej narażone na drapieżnictwo.

Zmiany w długoterminowych trendach zmętnienia mogą sygnalizować potrzebę bardziej szczegółowych badań chemicznych wody i źródeł jej zanieczyszczenia.

Jak mierzy się mętność?

W wodach naturalnych mętność jest najczęściej mierzona za pomocą czujnika optycznego zgodnie z normą ISO 7027 – ilość światła rozproszonego przez zawieszone cząstki pod kątem 90 stopni do wiązki światła podczerwonego. W bardzo czystych wodach światło jest rozpraszane w niewielkim stopniu, a odczyt mętności jest niski. W mętnych wodach dużo światła jest rozpraszane przez zawieszone cząstki, a odczyt mętności jest wysoki.

Istnieje co najmniej pięć problemów związanych z pomiarem zmętnienia:

• Mętność nie ma definicji analitycznej, więc nie ma sposobu na ustalenie, czy odczyt mętności jest „prawidłowy”.
• W specyfikacji projektowej ISO 7027 istnieje znaczna swoboda, więc nawet czujniki zgodne z ISO 7027 mogą dawać różne odczyty.
• Istnieje kilka sposobów linearyzacji wyjścia czujnika, w tym dopasowanie turbidymetru Hach 2100, dopasowanie rozcieńczeń formaziny i dopasowanie rozcieńczeń wzorców kulek polimerowych.
• Istnieje kilka roztworów kalibracyjnych, w tym formazina, kulki polimerowe i kilka niestandardowych roztworów opracowanych przez poszczególnych producentów.
• Istnieje kilkanaście lub więcej jednostek pomiaru mętności, w tym NTU (nefelometryczna jednostka mętności), FTU (formazinowa jednostka mętności), NTMU (nefelometryczna wielowiązkowa jednostka mętności), FAU (formazinowa jednostka tłumienia) i FNU (nefelometryczne jednostki formazinowe) itp.

Większość instrumentów wieloparametrowych wykorzystuje ISO 7027 i podaje wartości w jednostkach FNU lub NTU. Istnieje inna technika, zwana optycznym rozpraszaniem wstecznym, czasami używana zamiast ISO 7027, ponieważ może mierzyć mętność odpowiadającą do 7000 NTU lub więcej, podczas gdy czujnik ISO 7027 jest ograniczony do około 3000 NTU.

Mętność wykorzystuje dwupunktową kalibrację; jeden punkt to zero (woda wolna od mętności), a drugi punkt powinien być standardem zbliżonym do mętności wody, którą zamierzasz monitorować. Podczas kalibracji należy zachować ostrożność, aby upewnić się, że efekty zewnętrzne są ograniczone do minimum i że wystarczająca ilość wzorca kalibracyjnego pokrywa „objętość optyczną” czujnika – wyobraź sobie piłkę tenisową przyklejoną na końcu czujnika; upewnij się, że w objętości reprezentowanej przez tę piłkę nie ma nic oprócz roztworu kalibracyjnego.

Solinst Eureka zaleca zarówno roztwory kalibracyjne kulek polimerowych, jak i wzorce formaziny.