קביעת עכירות במים

איכות מים: קביעת עכירות (GB 13200-1991)" מתייחס לתקן הבינלאומי ISO 7027-1984 "איכות מים - קביעת עכירות". תקן זה מפרט שתי שיטות לקביעת עכירות במים. החלק הראשון הוא ספקטרופוטומטריה, אשר ישימה למי שתייה, מים טבעיים ומים בעלי עכירות גבוהה, עם עכירות זיהוי מינימלית של 3 מעלות. החלק השני הוא עכירות חזותית, אשר ישימה למים בעלי עכירות נמוכה כגון מי שתייה ומי מקור, עם עכירות זיהוי מינימלית של מעלה אחת. לא אמורים להיות פסולת וחלקיקים שקל לשקוע במים. אם הכלים בהם נעשה שימוש אינם נקיים, או שיש במים בועות מומסות וחומרים צבעוניים, זה יפריע לקביעה. בטמפרטורה מתאימה, הידרזין סולפט והקסמתילנטטרמין מתפלמרים ליצירת פולימר לבן גבוה מולקולרי, המשמש כפתרון סטנדרטי עכירות ומשווה לעכירות דגימת המים בתנאים מסוימים.

עכירות ישימה בדרך כלל לקביעת מים טבעיים, מי שתייה ואיכות מים תעשייתית מסוימת. יש לבדוק את דגימת המים לבדיקת עכירות בהקדם האפשרי, או שיש לקרר ב-4°C ולבדוק תוך 24 שעות. לפני הבדיקה, יש לנער את דגימת המים במרץ ולהחזיר לטמפרטורת החדר.
הימצאות של חומר מרחף וקולואידים במים, כגון בוץ, סחף, חומר אורגני עדין, חומר אנאורגני, פלנקטון וכדומה, יכולים להפוך את המים לעכורים ולהציג עכירות מסוימת. בניתוח איכות המים, נקבע כי העכירות שנוצרת מ-1mg SiO2 ב-1L של מים היא יחידת עכירות סטנדרטית, המכונה 1 מעלות. בדרך כלל, ככל שהעכירות גבוהה יותר, התמיסה עכורה יותר.
מכיוון שהמים מכילים חלקיקים מרחפים וקולואידים, המים חסרי הצבע והשקופים במקור הופכים עכורים. מידת העכירות נקראת עכירות. יחידת העכירות מתבטאת ב"מעלות", אשר שווה ערך ל-1 ליטר מים המכילים 1mg. SiO2 (או מ"ג לא מעוקל קאולין, אדמה דיאטומית), מידת העכירות המיוצרת היא מעלה אחת, או ג'קסון. יחידת העכירות היא JTU, 1JTU=1mg/L השעיה קאולין. העכירות שמציגה מכשירים מודרניים היא יחידת העכירות המפוזרת NTU, הידועה גם בשם TU. 1NTU=1JTU. לאחרונה, מאמינים בעולם כי לתקן העכירות שהוכן עם hexamethylenetetramine-hydrazine sulfate יש יכולת שחזור טובה והוא נבחר כתקן ה-FTU המאוחד של מדינות שונות. 1FTU=1JTU. עכירות היא אפקט אופטי, שהוא מידת חסימת האור במעבר בשכבת המים, המעידה על יכולתה של שכבת המים לפזר ולספוג אור. זה לא קשור רק לתוכן החומר המרחף, אלא גם להרכב, גודל החלקיקים, הצורה והרפלקטיביות פני השטח של זיהומים במים. בקרת עכירות היא חלק חשוב בטיפול במים תעשייתיים ומדד חשוב לאיכות המים. על פי השימושים השונים במים, קיימות דרישות שונות לעכירות. עכירות מי השתייה לא תעלה על 1NTU; העכירות של מים משלימים לטיפול במי קירור במחזור נדרשת להיות 2-5 מעלות; עכירות מי הכניסה (מים גולמיים) לטיפול במים מומלחים צריכה להיות פחות מ-3 מעלות; עכירות המים הנדרשת לייצור סיבים מלאכותיים היא פחות מ-0.3 מעלות. מכיוון שהחלקיקים התלויים והקולואידים המהווים עכירות הם בדרך כלל יציבים ונושאים לרוב מטענים שליליים, הם לא ישקעו ללא טיפול כימי. בטיפול במים תעשייתיים משתמשים בעיקר בקרישה, בירור וסינון להפחתת עכירות המים.
דבר נוסף שצריך להוסיף הוא שככל שהסטנדרטים הטכניים של המדינה שלי מתאימים לסטנדרטים הבינלאומיים, המושג "עכירות" ויחידת "תואר" בעצם כבר לא בשימוש בתעשיית המים. במקום זאת, נעשה שימוש במושג "עכירות" והיחידה של "NTU/FNU/FTU".

שיטת אורבידימטרית או מפוזרת
ניתן למדוד עכירות בשיטת עכירות או בשיטת אור מפוזר. המדינה שלי משתמשת בדרך כלל בעכירות למדידת עכירות. דגימת המים מושווה לתמיסת התקן העכירות שהוכנה עם קאולין. העכירות אינה גבוהה, ונקבע כי ליטר מים מזוקקים מכיל 1 מ"ג סיליקון דו חמצני כיחידת עכירות אחת. ערכי מדידת העכירות המתקבלים בשיטות מדידה שונות או בתקנים שונים אינם בהכרח עקביים. רמת העכירות בדרך כלל אינה יכולה להצביע באופן ישיר על מידת זיהום המים, אך העלייה בעכירות הנגרמת משפכים אנושיים ותעשייתיים מעידה על הידרדרות באיכות המים.
1. שיטה קולורימטרית. קולורימטריה היא אחת השיטות הנפוצות למדידת עכירות. הוא משתמש בקולורימטר או בספקטרופוטומטר כדי לקבוע עכירות על ידי השוואת הפרש הספיגה בין המדגם לתמיסה הסטנדרטית. שיטה זו מתאימה לדגימות עכירות נמוכה (בדרך כלל פחות מ-100 NTU).
2. שיטת פיזור. שיטת פיזור היא שיטה לקביעת עכירות על ידי מדידת עוצמת האור המפוזר מחלקיקים. שיטות הפיזור הנפוצות כוללות שיטת פיזור ישיר ושיטת פיזור עקיפה. שיטת פיזור ישיר משתמשת במכשיר פיזור אור או פיזור כדי למדוד את עוצמת האור המפוזר. שיטת פיזור עקיף משתמשת ביחס בין האור המפוזר שנוצר על ידי חלקיקים לבין הספיגה כדי לקבל את ערך העכירות באמצעות מדידת ספיגה.

ניתן למדוד עכירות גם עם מד עכירות. מד העכירות פולט אור, מעביר אותו דרך קטע מהדגימה, ומזהה כמה אור מפוזר על ידי חלקיקים במים מכיוון של 90 מעלות לאור הנכנס. שיטת מדידת אור מפוזרת זו נקראת שיטת פיזור. כל עכירות אמיתית חייבת להימדד בדרך זו.

המשמעות של זיהוי עכירות:
1. בתהליך הטיפול במים, מדידת עכירות יכולה לסייע בקביעת אפקט הטיהור. לדוגמה, במהלך תהליך הקרישה והשקיעה, שינויים עכירות יכולים לשקף היווצרות והסרה של פקקים. במהלך תהליך הסינון, עכירות יכולה להעריך את יעילות ההסרה של אלמנט המסנן.
2. לשלוט בתהליך הטיפול במים. מדידת עכירות יכולה לזהות שינויים באיכות המים בכל עת, לסייע בהתאמת הפרמטרים של תהליך הטיפול במים ולשמור על איכות המים בטווח מתאים.
3. חיזוי שינויים באיכות המים. באמצעות איתור עכירות מתמשך, ניתן לגלות את מגמת השינויים באיכות המים בזמן, ולנקוט מראש אמצעים למניעת הרעה באיכות המים.