کدورت در آب‌های سطحی

کدورت چیست؟
کدورت به میزان انسداد یک محلول در برابر عبور نور اشاره دارد که شامل پراکندگی نور توسط مواد معلق و جذب نور توسط مولکول‌های حل‌شونده می‌شود.
کدورت پارامتری است که تعداد ذرات معلق در یک مایع را توصیف می‌کند. این پارامتر به عواملی مانند محتوا، اندازه، شکل و ضریب شکست مواد معلق در آب مربوط می‌شود. در آزمایش کیفیت آب، کدورت یک شاخص مهم است که می‌تواند غلظت مواد جامد معلق در آب را منعکس کند و همچنین یکی از پایه‌های ارزیابی حسی افراد از کیفیت آب است. کدورت معمولاً با اندازه‌گیری میزان نور پراکنده شده توسط ذرات معلق در آب هنگام عبور نور از نمونه آب اندازه‌گیری می‌شود. این ذرات معمولاً ریز هستند و اندازه آنها عموماً در حد میکرون و کمتر است. کدورتی که توسط ابزارهای مدرن نمایش داده می‌شود معمولاً کدورت پراکنده است و واحد آن NTU (واحدهای کدورت نفلومتریک) است. اندازه‌گیری کدورت برای ارزیابی کیفیت آب آشامیدنی بسیار مهم است، زیرا نه تنها به شفافیت آب مربوط می‌شود، بلکه به طور غیرمستقیم سطح غلظت میکروارگانیسم‌های موجود در آب را نیز منعکس می‌کند و بر اثر ضدعفونی تأثیر می‌گذارد.
کدورت یک معیار نسبی است که با میزان نوری که می‌تواند از یک نمونه آب عبور کند، تعیین می‌شود. هرچه کدورت بیشتر باشد، نور کمتری از نمونه عبور می‌کند و آب "ابرتر" به نظر می‌رسد. سطوح بالاتر کدورت ناشی از ذرات جامد معلق در آب است که به جای انتقال نور از طریق آب، آن را پراکنده می‌کنند. خواص فیزیکی ذرات معلق ممکن است بر کدورت کل تأثیر بگذارد. ذرات بزرگتر نور را پراکنده کرده و آن را به جلو متمرکز می‌کنند و در نتیجه با تداخل در انتقال نور از طریق آب، کدورت را افزایش می‌دهند. اندازه ذرات همچنین بر کیفیت نور تأثیر می‌گذارد. ذرات بزرگتر طول موج‌های بلندتر نور را راحت‌تر از طول موج‌های کوتاه‌تر پراکنده می‌کنند، در حالی که ذرات کوچکتر اثر پراکندگی بیشتری بر طول موج‌های کوتاه‌تر دارند. افزایش غلظت ذرات همچنین باعث کاهش عبور نور می‌شود زیرا نور با تعداد بیشتری از ذرات تماس پیدا می‌کند و فواصل کوتاه‌تری را بین ذرات طی می‌کند و در نتیجه پراکندگی‌های متعددی در هر ذره ایجاد می‌شود.

اصل تشخیص
روش پراکندگی ۹۰ درجه کدورت، روشی رایج برای اندازه‌گیری کدورت محلول‌ها است. این روش بر اساس پدیده پراکندگی توصیف شده توسط معادله لورنتز-بولتزمن است. این روش از یک فتومتر یا نورسنج برای اندازه‌گیری شدت نور عبوری از نمونه مورد آزمایش و شدت نور پراکنده شده توسط نمونه در جهت پراکندگی ۹۰ درجه استفاده می‌کند و کدورت نمونه را بر اساس مقادیر اندازه‌گیری شده محاسبه می‌کند. قضیه پراکندگی مورد استفاده در این روش عبارت است از: قانون بیر-لامبرت. این قضیه تصریح می‌کند که تحت اثر یک موج تخت تابشی یکنواخت، پاسخ الکترواپتیکی در طول واحد با تابع نمایی طول مسیر نوری کاهش می‌یابد، که همان قانون کلاسیک بیر-لامبرت است. به عبارت دیگر، پرتوهای نوری که به ذرات معلق در محلول برخورد می‌کنند، چندین بار پراکنده می‌شوند و برخی از پرتوها با زاویه ۹۰ درجه پراکنده می‌شوند. هنگام استفاده از این روش، دستگاه نسبت شدت نور پراکنده شده توسط این ذرات را با زاویه ۹۰ درجه به شدت نوری که بدون پراکنده شدن از نمونه عبور می‌کند، اندازه‌گیری می‌کند. با افزایش غلظت ذرات کدورت، شدت نور پراکنده شده نیز افزایش می‌یابد و نسبت بزرگتر می‌شود، بنابراین، اندازه این نسبت متناسب با تعداد ذرات موجود در سوسپانسیون است.
در واقع، هنگام اندازه‌گیری، منبع نور به صورت عمودی به نمونه وارد می‌شود و نمونه در موقعیتی با زاویه پراکندگی 90 درجه قرار می‌گیرد. مقدار کدورت نمونه را می‌توان با اندازه‌گیری شدت نور اندازه‌گیری شده به طور مستقیم و بدون عبور از نمونه و شدت نور پراکنده شده 90 درجه‌ای ایجاد شده در نمونه با یک فتومتر، و ترکیب آن با روش محاسبه رنگ‌سنجی، بدست آورد.
این روش از دقت بالایی برخوردار است و به طور گسترده در اندازه‌گیری کدورت در زمینه‌های آب، فاضلاب، غذا، دارو و محیط زیست استفاده می‌شود.

علت اصلی کدر شدن آب‌های سطحی چیست؟
کدورت در آب‌های سطحی عمدتاً ناشی از مواد معلق در آب است. 12
این مواد معلق شامل گل و لای، خاک رس، مواد آلی، مواد معدنی، مواد شناور و میکروارگانیسم‌ها و غیره می‌شوند که مانع از نفوذ نور به بدنه آب می‌شوند و در نتیجه بدنه آب را کدر می‌کنند. این ذرات معلق ممکن است از فرآیندهای طبیعی مانند طوفان، فرسایش آب، وزش باد و غیره یا از فعالیت‌های انسانی مانند انتشار گازهای کشاورزی، صنعتی و شهری ناشی شوند. اندازه‌گیری کدورت معمولاً به نسبت خاصی با محتوای مواد جامد معلق در آب انجام می‌شود. با اندازه‌گیری شدت نور پراکنده شده، می‌توان غلظت مواد جامد معلق در آب را تقریباً درک کرد.
اندازه‌گیری کدورت
کدورت سنج Lianhua مدل LH-P305 از روش نور پراکنده شده ۹۰ درجه با محدوده اندازه‌گیری ۰-۲۰۰۰NTU استفاده می‌کند. طول موج‌های دوگانه را می‌توان به طور خودکار تغییر داد تا از تداخل رنگی آب جلوگیری شود. اندازه‌گیری ساده و نتایج دقیق هستند. نحوه اندازه‌گیری کدورت
۱. کدورت‌سنج دستی LH-P305 را روشن کنید تا گرم شود، واحد آن NTU است.
۲. دو لوله رنگ‌سنجی تمیز بردارید.
۳. ۱۰ میلی‌لیتر آب مقطر بردارید و آن را داخل لوله رنگ‌سنجی شماره ۱ قرار دهید.
۴. ۱۰ میلی‌لیتر از نمونه را برداشته و آن را در لوله رنگ‌سنجی شماره ۲ قرار دهید. دیواره بیرونی را تمیز کنید.
۵. مخزن رنگ‌سنجی را باز کنید، لوله رنگ‌سنجی شماره ۱ را داخل آن قرار دهید، کلید ۰ را فشار دهید، صفحه نمایش عدد ۰ NTU را نشان می‌دهد.
۶. لوله رنگ‌سنجی شماره ۱ را بیرون بیاورید، لوله رنگ‌سنجی شماره ۲ را داخل آن قرار دهید، دکمه اندازه‌گیری را فشار دهید و صفحه نمایش نتیجه را نمایش می‌دهد.
کاربرد و خلاصه
کدورت یک معیار مهم برای کیفیت آب است زیرا قابل مشاهده‌ترین شاخص میزان «پاکیزگی» یک منبع آب است. کدورت بالا ممکن است نشان‌دهنده وجود آلاینده‌های آب باشد که برای زندگی انسان، حیوان و گیاه مضر هستند، از جمله باکتری‌ها، تک‌یاخته‌ها، مواد مغذی (مانند نیترات و فسفر)، آفت‌کش‌ها، جیوه، سرب و سایر فلزات. افزایش کدورت در آب‌های سطحی، آب را برای مصرف انسان نامناسب می‌کند و همچنین ممکن است عوامل بیماری‌زای منتقله از طریق آب مانند میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا را به سطوح آب منتقل کند. کدورت بالا همچنین می‌تواند ناشی از فاضلاب سیستم‌های فاضلاب، رواناب شهری و فرسایش خاک ناشی از توسعه باشد. بنابراین، اندازه‌گیری کدورت باید به طور گسترده، به ویژه در مزرعه، مورد استفاده قرار گیرد. ابزارهای ساده می‌توانند نظارت بر شرایط آب توسط واحدهای مختلف را تسهیل کرده و به طور مشترک از توسعه بلندمدت منابع آب محافظت کنند.