Zákal v povrchové vodě

Jaký je zákal?
Zákal se týká stupně zabránění průchodu světla roztokem, který zahrnuje rozptyl světla suspendovanými látkami a absorpci světla molekulami rozpuštěné látky.
Turbidita je parametr, který popisuje počet suspendovaných částic v kapalině. Souvisí s faktory, jako je obsah, velikost, tvar a index lomu suspendovaných látek ve vodě. Při testování kvality vody je důležitým ukazatelem zákal, který může odrážet koncentraci nerozpuštěných látek ve vodě a je také jedním z podkladů pro senzorické hodnocení kvality vody lidmi. Zákal se obvykle měří měřením množství světla rozptýleného částicemi ve vodě, když světlo prochází vzorkem vody. Tyto částice jsou obvykle malé, s velikostí obecně v řádu mikronů a méně. Zákal zobrazený moderními přístroji je obvykle rozptýlený zákal a jednotkou je NTU (Nephelometric Turbidity Units). Měření zákalu je velmi důležité pro hodnocení kvality pitné vody, protože souvisí nejen s čirostí vody, ale také nepřímo odráží úroveň koncentrace mikroorganismů ve vodě ovlivňující dezinfekční účinek.
Zákal je relativní měření určené tím, kolik světla může projít vzorkem vody. Čím vyšší je zákal, tím méně světla projde vzorkem a voda se bude zdát „zataženější“. Vyšší úrovně zákalu způsobují pevné částice suspendované ve vodě, které rozptylují světlo, místo aby ho propouštěly vodou. Fyzikální vlastnosti suspendovaných částic mohou ovlivnit celkový zákal. Větší částice rozptylují světlo a soustřeďují jej dopředu, čímž zvyšují zákal tím, že narušují přenos světla vodou. Velikost částic také ovlivňuje kvalitu světla; větší částice rozptylují delší vlnové délky světla snadněji než kratší vlnové délky, zatímco menší částice mají větší rozptylový efekt na kratších vlnových délkách. Zvýšená koncentrace částic také snižuje propustnost světla, protože světlo přichází do kontaktu se zvýšeným počtem částic a cestuje na kratší vzdálenosti mezi částicemi, což má za následek více rozptylů na částici.

Princip detekce
Metoda 90stupňového rozptylu zákalu je běžně používaná metoda měření zákalu roztoků. Tato metoda je založena na rozptylovém jevu popsaném Lorentz-Boltzmannovou rovnicí. Tato metoda využívá fotometr nebo fotometr k měření intenzity světla procházejícího testovaným vzorkem a intenzity světla rozptýleného vzorkem ve směru rozptylu 90 stupňů a na základě naměřených hodnot vypočítává zákal vzorku. Věta o rozptylu použitá v této metodě je: Beer-Lambertův zákon. Tato věta stanoví, že při působení rovnoměrně vyzařující rovinné vlny se elektrooptická odezva v rámci jednotky délky snižuje s exponenciální funkcí délky optické dráhy, což je klasický Beer-Lambertův zákon. Jinými slovy, světelné paprsky dopadající na částice suspendované v roztoku jsou vícenásobně rozptýleny, přičemž některé paprsky jsou rozptýleny pod úhlem 90 stupňů. Při použití této metody bude přístroj měřit poměr intenzity světla rozptýleného těmito částicemi pod úhlem 90 stupňů k intenzitě světla, které prochází vzorkem, aniž by bylo rozptýleno. S rostoucí koncentrací zákalových částic se bude také zvyšovat intenzita rozptýleného světla a poměr bude větší, proto je velikost poměru úměrná počtu částic v suspenzi.
Ve skutečnosti se při měření světelný zdroj zavede svisle do vzorku a vzorek se umístí do polohy s úhlem rozptylu 90°. Hodnotu zákalu vzorku lze získat měřením intenzity světla měřené přímo bez průchodu vzorkem a 90° intenzity rozptýleného světla generovaného ve vzorku pomocí fotometru a v kombinaci s metodou kolorimetrického výpočtu.
Tato metoda má vysokou přesnost a je široce používána při měření zákalu ve vodách, odpadních vodách, potravinářství, medicíně a v oblasti životního prostředí.

Co je hlavní příčinou zákalu povrchové vody?
Zákal v povrchové vodě je způsoben především suspendovanými látkami ve vodě. 12
Mezi tyto suspendované látky patří bahno, jíl, organické látky, anorganické látky, plovoucí látky a mikroorganismy atd., které zabraňují pronikání světla do vodního útvaru, čímž vodní útvar zakalí. Tyto částice mohou pocházet z přírodních procesů, jako jsou bouře, vymývání vodou, foukání větru atd., nebo z lidských činností, jako jsou zemědělské, průmyslové a městské emise. Měření zákalu je obvykle v určitém poměru k obsahu nerozpuštěných látek ve vodě. Měřením intenzity rozptýleného světla lze zhruba pochopit koncentraci nerozpuštěných látek ve vodě.
Měření zákalu
Měřič zákalu Lianhua LH-P305 využívá metodu 90° rozptýleného světla s rozsahem měření 0-2000 NTU. Duální vlnové délky lze automaticky přepínat, aby se zabránilo interferenci s chromatičností vody. Měření je jednoduché a výsledky přesné. Jak měřit zákal
1. Zapněte ruční zákaloměr LH-P305 k předehřátí, jednotka je NTU.
2. Vezměte 2 čisté kolorimetrické zkumavky.
3. Vezměte 10 ml destilované vody a vložte ji do kolorimetrické zkumavky č. 1.
4. Odeberte 10ml vzorku a vložte jej do kolorimetrické zkumavky č. 2. Otřete dočista vnější stěnu.
5. Otevřete kolorimetrickou nádobu, vložte kolorimetrickou zkumavku č. 1, stiskněte klávesu 0 a na obrazovce se zobrazí 0 NTU.
6. Vyjměte kolorimetrickou zkumavku č. 1, vložte kolorimetrickou zkumavku č. 2, stiskněte tlačítko měření a na obrazovce se zobrazí výsledek.
Aplikace a shrnutí
Zákal je důležitým měřítkem kvality vody, protože je nejviditelnějším ukazatelem toho, jak „čistý“ vodní zdroj je. Vysoký zákal může naznačovat přítomnost kontaminantů vody, které jsou škodlivé pro život lidí, zvířat a rostlin, včetně bakterií, prvoků, živin (jako jsou dusičnany a fosfor), pesticidů, rtuti, olova a dalších kovů. Zvýšený zákal v povrchové vodě činí vodu nevhodnou pro lidskou spotřebu a může také poskytovat vodní patogeny, jako jsou mikroorganismy způsobující nemoci, na povrchy ve vodě. Vysoký zákal může být také způsoben odpadními vodami z kanalizačních systémů, městským splachem a erozí půdy ze zástavby. Proto by mělo být měření zákalu široce používáno, zejména v terénu. Jednoduché nástroje mohou usnadnit dohled nad vodními stavy různými jednotkami a společně zajistit dlouhodobý rozvoj vodních zdrojů.