Definición de turbidez

La turbidez es un efecto óptico que resulta de la interacción de la luz con partículas suspendidas en una solución, más comúnmente agua. Las partículas suspendidas, como sedimentos, arcilla, algas, materia orgánica y otros organismos microbianos, dispersan la luz que pasa a través de la muestra de agua. La dispersión de la luz por las partículas suspendidas en esta solución acuosa produce turbidez, que caracteriza el grado en que la luz se ve obstaculizada al atravesar la capa de agua. La turbidez no es un índice para caracterizar directamente la concentración de partículas suspendidas en un líquido. Refleja indirectamente la concentración de partículas suspendidas a través de la descripción del efecto de dispersión de la luz de las partículas suspendidas en la solución. Cuanto mayor es la intensidad de la luz dispersada, mayor es la turbidez de la solución acuosa.
Método de determinación de turbidez
La turbidez es una expresión de las propiedades ópticas de una muestra de agua y es causada por la presencia de sustancias insolubles en el agua, que hacen que la luz se disperse y absorba en lugar de pasar a través de la muestra de agua en línea recta. Es un indicador que refleja las propiedades físicas del agua natural y del agua potable. Se utiliza para indicar el grado de claridad o turbidez del agua y es uno de los indicadores importantes para medir la bondad de la calidad del agua.
La turbiedad del agua natural es causada por materia fina en suspensión como limo, arcilla, materia orgánica e inorgánica fina, materia orgánica coloreada soluble y plancton y otros microorganismos en el agua. Estas sustancias suspendidas pueden adsorber bacterias y virus, por lo que una baja turbidez favorece la desinfección del agua para matar bacterias y virus, lo cual es necesario para garantizar la seguridad del suministro de agua. Por lo tanto, un suministro de agua centralizado con perfectas condiciones técnicas debe esforzarse por suministrar agua con la menor turbidez posible. La turbidez del agua de la fábrica es baja, lo que resulta beneficioso para reducir el olor y el sabor del agua clorada; es útil para prevenir la reproducción de bacterias y otros microorganismos. Mantener una baja turbiedad en todo el sistema de distribución de agua favorece la presencia de una cantidad adecuada de cloro residual.
La turbidez del agua del grifo debe expresarse en unidades de turbidez dispersa NTU, que no debe exceder las 3 NTU y no debe exceder las 5 NTU en circunstancias especiales. La turbidez de muchas aguas de proceso también es importante. Las plantas de bebidas, plantas de procesamiento de alimentos y plantas de tratamiento de agua que utilizan agua superficial generalmente dependen de la coagulación, sedimentación y filtración para garantizar un producto satisfactorio.
Es difícil tener una correlación entre la turbidez y la concentración másica de materia suspendida, porque el tamaño, la forma y el índice de refracción de las partículas también afectan las propiedades ópticas de la suspensión. Al medir la turbidez, todo el material de vidrio que esté en contacto con la muestra debe mantenerse limpio. Después de limpiar con ácido clorhídrico o tensioactivo, enjuague con agua pura y escurra. Las muestras se tomaron en viales de vidrio con tapón. Después del muestreo, algunas partículas suspendidas pueden precipitar y coagularse cuando se colocan, y no pueden recuperarse después del envejecimiento, y los microorganismos también pueden destruir las propiedades de los sólidos, por lo que deben medirse lo antes posible. Si es necesario almacenarlo, se debe evitar el contacto con el aire y se debe colocar en una habitación fría y oscura, pero no más de 24 h. Si la muestra se almacena en un lugar frío, vuelva a ponerla a temperatura ambiente antes de realizar la medición.
Actualmente, se utilizan los siguientes métodos para medir la turbidez del agua:
(1) Tipo de transmisión (incluido espectrofotómetro y método visual): según la ley de Lambert-Beer, la turbidez de la muestra de agua está determinada por la intensidad de la luz transmitida y el logaritmo negativo de la turbidez de la muestra de agua y la luz. La transmitancia tiene la forma de una relación lineal: cuanto mayor es la turbidez, menor es la transmitancia de la luz. Sin embargo, debido a la interferencia del amarillo en el agua natural, el agua de lagos y embalses también contiene sustancias orgánicas que absorben la luz, como por ejemplo algas, que también interfieren con la medición. Elija una longitud de onda de 680rim para evitar interferencias amarillas y verdes.
(2) Turbidímetro de dispersión: según la fórmula de Rayleigh (Rayleigh) (Ir/Io=KD, h es la intensidad de la luz dispersada, 10 es la intensidad de la radiación humana), mida la intensidad de la luz dispersada en un cierto ángulo para lograr la determinación de la turbiedad en muestras de agua. Cuando la luz incidente es dispersada por partículas con un tamaño de partícula de 1/15 a 1/20 de la longitud de onda de la luz incidente, la intensidad se ajusta a la fórmula de Rayleigh, y las partículas con un tamaño de partícula superior a la mitad de la longitud de onda de la luz incidente reflejan la luz. Estas dos situaciones se pueden representar mediante Ir∝D, y la luz en un ángulo de 90 grados se utiliza generalmente como luz característica para medir la turbidez.
(3) Medidor de turbidez por transmisión de dispersión: utilice Ir/It=KD o Ir/(Ir+It)=KD (Ir es la intensidad de la luz dispersa, es la intensidad de la luz transmitida) para medir la intensidad de la luz transmitida y luz reflejada Y, para medir la turbidez de la muestra. Debido a que la intensidad de la luz transmitida y dispersada se mide al mismo tiempo, tiene una mayor sensibilidad bajo la misma intensidad de luz incidente.
Entre los tres métodos anteriores, el turbidímetro de transmisión de dispersión es mejor, tiene alta sensibilidad y la cromaticidad en la muestra de agua no interfiere con la medición. Sin embargo, debido a la complejidad del instrumento y al alto precio, es difícil promocionarlo y utilizarlo en sol. El método visual está muy influenciado por la subjetividad. G De hecho, la medición de la turbidez utiliza principalmente un turbidímetro de dispersión. La turbidez del agua es causada principalmente por partículas como los sedimentos en el agua, y la intensidad de la luz dispersada es mayor que la de la luz absorbida. Por lo tanto, el turbidímetro de dispersión es más sensible que el turbidímetro de transmisión. Y debido a que el turbidímetro de dispersión utiliza luz blanca como fuente de luz, la medición de la muestra se acerca más a la realidad, pero la cromaticidad interfiere con la medición.
La turbidez se mide mediante el método de medición de luz dispersa. Según la norma ISO 7027-1984 se puede utilizar el turbidímetro que cumpla con los siguientes requisitos:
(1) La longitud de onda λ de la luz incidente es 860 nm;
(2) El ancho de banda espectral incidente △λ es menor o igual a 60 nm;
(3) La luz incidente paralela no diverge y cualquier foco no excede 1,5°;
(4) El ángulo de medición θ entre el eje óptico de la luz incidente y el eje óptico de la luz dispersa es 90 ± 25°.
(5) El ángulo de apertura ωθ en el agua es de 20°~30°.
y presentación obligatoria de informes de resultados en unidades de turbidez de formazina
① Cuando la turbidez es inferior a 1 unidad de turbidez de dispersión de formazina, la precisión es de 0,01 unidad de turbidez de dispersión de formazina;
②Cuando la turbidez es de 1 a 10 unidades de turbidez de dispersión de formazina, la precisión es de 0,1 unidades de turbidez de dispersión de formazina;
③ Cuando la turbidez es de 10 a 100 unidades de turbidez de dispersión de formazina, la precisión es de 1 unidad de turbidez de dispersión de formazina;
④ Cuando la turbidez es mayor o igual a 100 unidades de turbidez de dispersión de formazina, deberá tener una precisión de 10 unidades de turbidez de dispersión de formazina.
1.3.1 Se debe utilizar agua libre de turbidez para los estándares de dilución o muestras de agua diluida. El método de preparación de agua libre de turbiedad es el siguiente: pasar agua destilada a través de un filtro de membrana con un tamaño de poro de 0,2 μm (la membrana del filtro utilizada para la inspección bacteriana no puede cumplir con los requisitos), enjuagar el matraz para su recolección con agua filtrada al menos dos veces y deseche los siguientes 200 ml. El objetivo del uso de agua destilada es reducir la influencia de la materia orgánica en el agua pura de intercambio iónico en la determinación y reducir el crecimiento de bacterias en el agua pura.
1.3.2 El sulfato de hidrazina y la hexametilentetramina se pueden colocar en un desecador de gel de sílice durante la noche antes de pesar.
1.3.3 Cuando la temperatura de reacción está en el rango de 12-37°C, no hay ningún efecto obvio sobre la generación de turbidez (formazina) y no se forma polímero cuando la temperatura es inferior a 5°C. Por lo tanto, la preparación de la solución madre estándar de turbidez de formazina se puede realizar a temperatura ambiente normal. Pero la temperatura de reacción es baja, la suspensión es fácilmente absorbida por el material de vidrio y la temperatura es demasiado alta, lo que puede provocar que baje el valor estándar de turbidez alta. Por lo tanto, la temperatura de formación de formazina se controla mejor a 25 ± 3 °C. El tiempo de reacción del sulfato de hidrazina y la hexametilentetramina casi se completó en 16 horas, y la turbidez del producto alcanzó el máximo después de 24 horas de reacción, y no hubo diferencia entre 24 y 96 horas. el
1.3.4 Para la formación de formazina, cuando el pH de la solución acuosa es 5,3-5,4, las partículas tienen forma de anillo, son finas y uniformes; cuando el pH es aproximadamente 6,0, las partículas son finas y densas en forma de flores y flóculos de caña; Cuando el pH es 6,6, se forman partículas grandes, medianas y pequeñas parecidas a copos de nieve.
1.3.5 La solución estándar con una turbidez de 400 grados se puede almacenar durante un mes (incluso medio año en el refrigerador), y la solución estándar con una turbidez de 5 a 100 grados no cambiará en una semana.