Was ist Trübung

Was ist Trübung?

Die Definition von Trübung ist die Trübung oder Trübung einer Flüssigkeit, die durch suspendierte Feststoffe verursacht wird sind normalerweise für das bloße Auge unsichtbar. Die Messung der Trübung ist ein wichtiger Test bei der Bestimmung der Wasserqualität. Es ist eine aggregierte optische Eigenschaft des Wassers und identifiziert keine einzelnen Substanzen; es heißt nur, dass etwas da ist.

Wasser enthält fast immer suspendierte Feststoffe, die aus vielen verschiedenen Partikeln unterschiedlicher Größe bestehen. Einige der Partikel sind groß genug und schwer genug, um sich schließlich am Boden eines Behälters abzusetzen, wenn eine Probe stehen gelassen wird (dies sind die absetzbaren Feststoffe). Die kleineren Partikel setzen sich, wenn überhaupt, nur langsam ab (dies sind die kolloidalen Feststoffe). Es sind diese Partikel, die das Wasser trüb aussehen lassen.

Der Begriff Trübung (auch Trübung genannt) kann auch auf transparente Feststoffe wie Kunststoff und Glas angewendet werden. P. >

Was verursacht Trübung?

Organismen wie Phytoplankton können zur Trübung im offenen Wasser beitragen . Erosion und Abwasser aus stark urbanisierten Gebieten tragen zur Trübung des Wassers in diesen Gebieten bei. Bau, Bergbau und Landwirtschaft stören den Boden und können zu erhöhten Sedimentkonzentrationen führen, die bei Stürmen in die Wasserstraßen abfließen. Regenwasser von gepflasterten Oberflächen wie Straßen, Brücken und Parkplätzen trägt ebenfalls zur Trübung bei.

Im Trinkwasser ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Benutzer Magen-Darm-Erkrankungen entwickeln, umso höher, je höher die Trübung ist. Verunreinigungen wie Viren und pathogene Bakterien können sich an die suspendierten Feststoffe binden. Diese Feststoffe stören dann die Desinfektion.

Hohe Trübungswerte können die Lichtmenge verringern, die in Gewässern wie Flüssen, Seen und Stauseen geringere Tiefen erreicht, was das Wachstum von Einige Formen von Wasserpflanzen können sich negativ auf von ihnen abhängige Arten wie Fische und Schalentiere auswirken. Hohe Trübungswerte beeinträchtigen auch die Fähigkeit eines Fisches, gelösten Sauerstoff aufzunehmen. Dieser Zustand wurde in der gesamten Chesapeake Bay in der mittelatlantischen Region der USA beobachtet und dokumentiert.

Wie wird die Trübung gemessen?

Die in den USA am häufigsten verwendete Trübungsmessung sind die nephelometrischen Trübungseinheiten (NTU).

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Trübung im Wasser zu überprüfen. Die direkteste Methode ist die Messung der Dämpfung oder Verringerung der Festigkeit einer Lichtquelle beim Durchgang durch eine Wasserprobe. Ein älteres System wurde als Jackson Candle-Methode bezeichnet, wobei die Einheiten als JTU- oder Jackson-Trübungseinheiten ausgedrückt wurden. Es wurde eine Kerzenflamme verwendet, die durch eine klare Säule mit Wasser gesehen wurde. Die Länge des Wassers, durch die die Kerze gesehen werden konnte, hing mit der Trübung in der Wasserprobe zusammen. Mit dem Aufkommen der elektronischen Zählertechnologie wird diese Methode nicht mehr verwendet.

Die im Wasser suspendierten Partikel streuen einen auf sie fokussierten Lichtstrahl. Das gestreute Licht wird dann unter verschiedenen Winkeln vom einfallenden Lichtweg gemessen. Dies wird nun als genaueres Maß für die Trübung akzeptiert. Um die Trübung auf diese Weise zu messen, verwenden Sie ein Nephelometer wie das LaMotte 2020we. Nephele ist das griechische Wort für „Wolke“; Metrik bedeutet „Maß“. Nephelometrisch bedeutet daher „Messung der Trübung“. Die meisten Nephelometer messen das gestreute Licht bei 90 °. Wenn mehr Licht den Detektor erreichen kann, bedeutet dies, dass viele kleine Partikel den Quellstrahl streuen. Weniger Licht, das den Detektor erreicht, bedeutet weniger Partikel. Nephelometrische Trübungseinheiten (NTU) sind die Maßeinheiten, die von einem Nephelometer verwendet werden, das die EPA-Entwurfskriterien erfüllt. Die Menge des gestreuten Lichts wird von vielen Aspekten der Partikel wie Farbe, Form und Reflexionsvermögen beeinflusst. Aus diesem Grund und aufgrund der Tatsache, dass sich schwerere Partikel schnell absetzen und möglicherweise nicht zur Trübungsmessung beitragen, kann sich die Beziehung zwischen Trübung und insgesamt suspendierten Feststoffen (TSS) in Abhängigkeit von dem Ort ändern, an dem die Testprobe gesammelt wurde.

Zur Messung der Trübung in Umweltanwendungen wie Ozeanen, Flüssen und Seen kann eine Secchi-Scheibe verwendet werden. Dies ist eine schwarz-weiße Scheibe, die ins Wasser gesenkt wird, bis sie nicht mehr sichtbar ist. In dieser Tiefe (Secchi-Tiefe genannt) wird die Korrelationszahl als Maß für die Klarheit im Wasser aufgezeichnet. Der Vorteil bei der Verwendung dieser Vorrichtung in offenen Gewässern ist die Fähigkeit, die Trübung in verschiedenen Tiefen zu messen, in denen mehrere Trübungsschichten vorhanden sind. Dieses Gerät ist auch einfach zu bedienen und relativ kostengünstig.

Trinkwasserstandards und Testmethoden

Viele Dinge können das beeinflussen Qualität des Trinkwassers, daher legen die staatlichen Vorschriften den zulässigen Trübungsgrad fest. In den Vereinigten Staaten dürfen öffentliche Trinkwassersysteme, die Flockung oder direkte Filtration zur Trübungskontrolle verwenden, 1,0 nephelometrische Trübungseinheiten (NTU) nicht überschreiten, die die Kläranlage verlassen. In den zur Trübungsmessung entnommenen Proben sollte die Trübung für mindestens 95 Prozent der in einem Monat entnommenen Proben kleiner oder gleich 0,3 NTU bleiben. Wenn ein öffentliches Trinkwassersystem eine andere Filtration als Flockung oder direkte Filtration verwendet, unterliegen sie ihrer individuellen Zustandsgrenze, aber selbst diese dürfen einen Trübungsgrad von 5 NTU nicht überschreiten. Normalerweise versuchen die Versorgungsunternehmen, ein Trübungsniveau von etwa 0,1 NTU aufrechtzuerhalten.

Analysemethoden

Die veröffentlichten analytischen Testmethoden für Trübung umfassen:

Nephelometer und Trübungsmesser

In dieser Diskussion konzentrieren wir uns auf die Verwendung von Nephelometern und Trübungsmessern zur Analyse der Trübung in Trinkwasser sowie in Umwelt- und Industrieanwendungen. Der Unterschied zwischen den beiden ist subtil. Befindet sich der Lichtdetektor in einem Winkel von 90 ° zur Lichtquelle, wird das Messgerät als Nephelometer betrachtet. Wenn es sich in einem Winkel von 180 ° befindet, handelt es sich um ein Trübungsmessgerät. Da die Lichtquelle oder die Lichtquellen in den meisten tragbaren Messgeräten beide Detektortypen enthalten, werden die Messgeräte normalerweise als Trübungsmesser bezeichnet.

Wie bereits erwähnt, ist die Trübungsmessung im Trinkwasser wichtig, da der Möglichkeit, dass Bakterien die suspendierten Partikel verwenden können, um sich vor den Chemikalien zu „verstecken“, die Versorgungsunternehmen zur Desinfektion verwenden. Die Partikel selbst interagieren auch mit Desinfektionsmitteln, was es schwierig macht, einen ausreichend hohen Rückstand aufrechtzuerhalten, um die vorhandenen Krankheitserreger wirksam zu neutralisieren.

Die meisten tragbaren Trübungsmessgeräte unterscheiden sich durch die Art der verwendeten Lichtquelle. Die beiden normalerweise verwendeten Typen sind Wolframglühlampen (weißes Licht) ) und Infrarot-LED-Lampen.

Die Trübung einer Probe nimmt mit der Menge der vorhandenen ungelösten Feststoffe zu. Messen des Lichts, wenn es bei 90 von der Probe streut ° Winkel ist eine bessere und genauere Methode bei der Messung klingeln Sie in den unteren Bereichen, < 40 NTU. In höheren Bereichen ist der Winkel von 180 ° genauer. Zwischen 500 und 1000 NTU wechseln die meisten Messgeräte von Messungen im 90 ° -Winkel in NTUs zu 180 ° -Winkel- und Dämpfungseinheiten oder AUs. Diese beiden Einheiten sind direkt vergleichbar.

Ein Trübungsmesser mit einem ISO-spezifizierten Design verwendet eine Infrarot-LED (IR-LED) mit einer Wellenlänge von 860 nm und einem kollimierten Lichtweg, der für die folgenden Methoden erforderlich ist: ISO 7027 / DIN EN 27027 (EN ISO 7027).

Trübungsmessgeräte mit EPA-spezifizierten Konstruktionen verwenden eine Glühlampe aus Wolfram und sind für die Konformitätsprüfung nach der EPA 180.1-Methode zur Bestimmung der Trübung durch Nephelometrie erforderlich, in der Folgendes angegeben ist: / p>

„Unterschiede in der physikalischen Auslegung von Trübungsmessern führen zu Unterschieden bei den gemessenen Trübungswerten, obwohl dieselbe Suspension für die Kalibrierung verwendet wird. Um diese Unterschiede zu minimieren, gelten die folgenden Auslegungskriterien sollte beachtet werden:

1. Lichtquelle: Wolframlampe, die bei einer Farbtemperatur zwischen betrieben wird 2200-3000 ° K.
2. Abstand zwischen einfallendem Licht und Streulicht im Probenröhrchen: Insgesamt darf 10 cm nicht überschritten werden.
3. Detektor: Bei 90 ° zum einfallenden Licht zentriert Der Detektor und gegebenenfalls das Filtersystem müssen eine spektrale Spitzenantwort zwischen 400 nm und 600 nm aufweisen.

Die Empfindlichkeit des Instruments sollte die Erkennung eines Trübungsunterschieds von 0,02 NTU oder weniger in Gewässern mit weniger Trübungen als ermöglichen 1 Einheit. Das Instrument sollte eine Trübung von 0 bis 40 Einheiten messen. Möglicherweise sind mehrere Bereiche erforderlich, um sowohl eine ausreichende Abdeckung als auch eine ausreichende Empfindlichkeit für geringe Trübungen zu erzielen. “

Es ist wichtig, vor dem Kauf zu bestimmen, welcher Zählertyp verwendet werden soll. Ein Trinkwasserversorger, der der EPA 180.1-Methode entsprechen muss, sollte ein Wolfram-Nephelometer verwenden. Für die meisten anderen Anwendungen sollte das ISO-Trübungsmessgerät vom Typ IR-LED verwendet werden.

Der Grund dafür ist, dass eine Infrarotlichtquelle den Einfluss der Färbung minimiert oder möglicherweise eliminiert in einer Probe.Diese können bei dieser Wellenlänge von 860 nm etwas an Empfindlichkeit kleinerer Partikel verlieren, da die kleineren Partikel dazu neigen, bei 860 nm weniger Licht zu streuen als bei sichtbaren Wellenlängen. Das Wolfram-Messgerät „Weißlicht“ hat eine höhere Empfindlichkeit für diese kleinen Partikel, verliert jedoch an Genauigkeit, wenn sich eine Farbe in der Probe befindet.

Dies ist wichtig Denken Sie daran, dass bei beiden Arten von tragbaren Trübungsmessgeräten schwimmende und sich bewegende Partikel geringfügige Messabweichungen verursachen können. Damit diese Messgeräte die bestmöglichen Ergebnisse liefern, sollte die Probe immer sofort gemessen werden, da sich die Partikel im Laufe der Zeit absetzen Halten Sie eine konstante Lampentemperatur aufrecht, indem Sie das Messgerät zwischen der Analyse der Proben nicht häufig ein- und ausschalten. Außerdem sollte die Position auf den Probenzellen beim Einsetzen in die Probenkammer markiert werden, um Abweichungen in den Glasfläschchen zu vermeiden.

Probenahme , Kalibrierung und Analyse

Für die Zwecke dieser Diskussion wird das Trübungsmessgerät LaMotte 2020we / wi verwendet Als Beispiel dienen die meisten tragbaren Trübungsmesser folgen ähnlichen Verfahren zur Kalibrierung und Prüfung. Es ist wichtig, immer die Empfehlungen des Herstellers für die Verwendung, Pflege und Lagerung des Messgeräts zu befolgen.

Das Messgerät sollte eine Reihe von Trübungsstandards enthalten. Wenn dies nicht der Fall ist, erwerben Sie die vom Hersteller für dieses Gerät empfohlenen Standards. Die 2020we / wi-Messgeräte werden mit einem leeren oder 0 NTU-Standard, einem 1 NTU-Standard und einem 10 NTU-Standard geliefert. Zusätzliche NTU-Standards können separat erworben werden. Wählen Sie immer Standards in der Nähe des Bereichs der zu testenden Trübungsproben. Für genaueste Ergebnisse wählen Sie Standards über den kleinstmöglichen Bereich. Das Messgerät sollte mindestens monatlich kalibriert werden. Die Kalibrierung sollte jedoch täglich überprüft werden, um sicherzustellen, dass sie immer noch genau ist. Eine Überprüfung kann durchgeführt werden, indem eine Probe eines der Standards gescannt wird, um festzustellen, ob das Messgerät immer noch wahr ist.

Das Testen auf Trübung in geregelten Wassersystemen ist kritisch Schritt zur Gewährleistung der Einhaltung und Wirksamkeit der Behandlung. Die besten Ergebnisse werden durch sorgfältige Beachtung von Verfahren und Technik erzielt. Die Wartung der Ausrüstung, einschließlich Messgerät, Röhrchen und Probenkammer, sowie die sorgfältige Handhabung der Proben minimieren Störungen und liefern die genauesten Ergebnisse. Überprüfen Sie regelmäßig die Probenkammer im Messgerät, um festzustellen, ob Kratzer aufgetreten sind. Wenn dies der Fall ist, lassen Sie die Kammer so bald wie möglich ersetzen. Gleiches gilt für Probenröhrchen, wenn diese zerkratzt werden. Das Auftragen von Silikonöl auf zerkratzte Glasoberflächen wird nicht empfohlen, da dies zu einer unebenen Öloberfläche auf dem Rohr führen und die endgültigen Messwerte verändern kann.

Egal wie gut a Das Messgerät ist so konzipiert, dass es nur dann ordnungsgemäß funktioniert, wenn diese Details beachtet und die richtigen Kalibrierungen befolgt werden.