濁度とは

濁度とは？

濁度の定義は、浮遊物質によって引き起こされる流体の濁りまたは濁りです。通常、肉眼では見えません。濁度の測定は、水質を測定する際の重要なテストです。これは水の総合的な光学特性であり、個々の物質を特定するものではありません。

水には、ほとんどの場合、さまざまなサイズのさまざまな粒子で構成される浮遊物質が含まれています。一部の粒子は、サンプルを放置した場合に最終的に容器の底に沈殿するのに十分な大きさと重さです（これらは沈殿可能な固体です）。小さい粒子は、たとえあったとしても、ゆっくりと沈降するだけです（これらはコロイド状の固体です）。水が濁って見えるのはこれらの粒子です。

濁度（ヘイズとも呼ばれます）という用語は、プラスチックやガラスなどの透明な固体にも適用できます。

濁りの原因は何ですか？

植物プランクトンのような有機体は開放水域の濁りに寄与する可能性があります。高度に都市化されたゾーンからの侵食と排水は、それらのエリアの水の濁りに寄与します。建設、鉱業、農業は土壌を乱し、暴風雨の際に水路に流出する堆積物のレベルを上昇させる可能性があります。道路、橋、駐車場などの舗装された表面からの雨水も濁りの原因になります。

飲料水では、濁度が高いほど、それを使用している人が胃腸疾患を発症する可能性が高くなります。ウイルスや病原菌などの汚染物質は、浮遊物質に付着する可能性があります。これらの固形物は消毒を妨げます。

濁度が高いと、川、湖、貯水池などの水域のより低い深度に到達する光の量が減り、水生植物のいくつかの形態は、魚介類など、それらに依存している種に悪影響を与える可能性があります。濁度が高いと、魚が溶存酸素を吸収する能力も妨げられます。この状態は、米国の中部大西洋岸地域のチェサピーク湾全体で観察および文書化されています。

濁度はどのように測定されますか？

米国で最も一般的な濁度の測定値は、比濁濁度単位（NTU）です。

水中の濁度をチェックする方法はいくつかありますが、最も直接的な方法は、光源が水サンプルを通過するときの光源の減衰または強度の低下を測定することです。古いシステムはジャクソンキャンドル法と呼ばれ、単位はJTUまたはジャクソン濁度単位として表されていました。それは水で満たされた透明な柱を通して見たろうそくの炎を使用しました。キャンドルが透けて見える水の長さは、水サンプルの濁度に関連しています。電子メーター技術の出現により、この方法は使用されなくなりました。

水中に浮遊する粒子は、それらに焦点を合わせた光線を散乱させます。次に、散乱光は、入射光路からさまざまな角度で測定されます。これは現在、濁度のより正確な測定として受け入れられています。この方法で濁度を測定するには、LaMotte2020weなどの比濁計を使用します。ネペレーはギリシャ語で「雲」を意味します。メトリックは「測定」を意味します。したがって、比濁計は「曇りを測定する」ことを意味します。ほとんどの比濁計は、90°で散乱光を測定します。より多くの光が検出器に到達できる場合、それはソースビームを散乱する多くの小さな粒子があることを意味し、検出器に到達する光が少ないことは粒子が少ないことを意味します。比濁濁度単位（NTU）は、EPAの設計基準を満たす比濁計で使用される測定単位です。散乱される光の量は、色、形状、反射率など、粒子の多くの側面の影響を受けます。このため、重い粒子はすぐに沈降し、濁度の読み取りに寄与しない可能性があるため、濁度と総浮遊固形物（TSS）の関係は、テストサンプルが収集された場所によって変わる可能性があります。

海、川、湖などの環境アプリケーションで濁度を測定するには、透明度板を使用できます。これは白黒の円盤で、見えなくなるまで水中に下げられます。その深さ（セッキ深さと呼ばれる）で、相関数が水中の透明度の尺度として記録されます。オープンウォーターでこのデバイスを使用する利点は、複数の濁度層が存在するさまざまな深さで濁度を測定できることです。このデバイスも使いやすく、比較的安価です。

飲料水基準と試験方法

多くのことが影響を与える可能性があります飲料水の水質のため、政府の規制により、許容される濁度のレベルが設定されています。米国では、濁度制御に凝集または直接ろ過を使用する公共の飲料水システムは、処理プラントを出る1.0比濁濁度単位（NTU）を超えることはできません。濁度測定のために収集されたサンプルでは、濁度は、任意の月に収集されたサンプルの少なくとも95％について、0.3NTU以下のままである必要があります。公共の飲料水システムが凝集または直接ろ過以外のろ過を使用する場合、それらは個々の州の制限の対象となりますが、これらでさえ5NTUの濁度レベルを超えてはなりません。通常、ユーティリティは約0.1NTUの濁度レベルを維持しようとします。

分析方法

公表されている濁度の分析テスト方法は次のとおりです。

比濁計と濁度計

このディスカッションでは、比濁計と濁度計を使用して、飲料水や環境および産業用途の濁度を分析することに焦点を当てます。 2つの違いは微妙なものです。光検出器が光源に対して90°の角度にある場合、メーターは比濁計と見なされ、180°の角度にある場合、それは濁度計です。ほとんどのポータブルメーターの光源には両方のタイプの検出器が含まれているため、メーターは通常濁度計と呼ばれます。

前述のように、飲料水中の濁度測定は重要です。バクテリアが浮遊粒子を使用して、ユーティリティが消毒に使用する化学物質から「隠す」ことができる可能性があります。粒子自体も消毒剤と相互作用するため、存在する病原体を効果的に中和するのに十分な高残留物を維持することが困難です。

ほとんどの携帯型濁度計は、使用する光源の種類によって異なります。通常見られる2つの種類は、白熱タングステン球（白色光）です。 ）および赤外線LED電球。

サンプルの濁度は、存在する未溶解の固体の量とともに増加します。90でサンプルから散乱する光を測定します。 °角度は、測定するときのより良い、より正確な方法です低い範囲で呼び出し音を鳴らします。< 40NTU。より高い範囲では、180°の角度がより正確です。 500〜1000 NTUの間で、ほとんどのメーターはNTUの90°角度での測定から180°角度および減衰単位（AU）に切り替わります。これら2つの単位は直接比較できます。

ISO指定の設計の濁度計は、波長860nmの赤外線LED（IR-LED）と、メソッドに必要なコリメート光路を使用します：ISO 7027 / DIN EN 27027（EN ISO 7027）。

EPA指定の設計の濁度計は、白熱タングステンタイプのランプを使用しており、比濁法による濁度の測定のためのEPA180.1メソッドに基づくコンプライアンスサンプリングに必要です。

“濁度計の物理的設計の違いにより、同じ懸濁液が校正に使用されている場合でも、濁度の測定値に違いが生じます。このような違いを最小限に抑えるために、次の設計基準があります。観察する必要があります：

1. 光源：間の色温度で動作するタングステンランプ2200-3000°K。
2. サンプルチューブ内の入射光と散乱光が通過する距離：合計で10cmを超えない。
3. 検出器：入射光に対して90°を中心とするパスであり、90°から±30°を超えないようにします。検出器とフィルターシステムを使用する場合は、400 nm〜600nmのスペクトルピーク応答が必要です。