تعريف التعكر

التعكر هو تأثير بصري ينتج عن تفاعل الضوء مع الجسيمات العالقة في محلول، وأكثرها شيوعًا الماء. تعمل الجسيمات العالقة، مثل الرواسب والطين والطحالب والمواد العضوية والكائنات الميكروبية الأخرى، على تشتيت الضوء الذي يمر عبر عينة الماء. يؤدي تشتت الضوء بواسطة الجسيمات العالقة في هذا المحلول المائي إلى إنتاج التعكر، الذي يميز درجة إعاقة الضوء عند المرور عبر طبقة الماء. التعكر ليس مؤشرًا لوصف تركيز الجسيمات العالقة في السائل بشكل مباشر. إنه يعكس بشكل غير مباشر تركيز الجسيمات العالقة من خلال وصف تأثير تشتت الضوء للجسيمات العالقة في المحلول. كلما زادت شدة الضوء المتناثر، زادت تعكر المحلول المائي.
طريقة تحديد التعكر
التعكر هو تعبير عن الخصائص البصرية لعينة الماء وينتج عن وجود مواد غير قابلة للذوبان في الماء، مما يتسبب في تشتت الضوء وامتصاصه بدلاً من المرور عبر عينة الماء في خط مستقيم. وهو مؤشر يعكس الخواص الفيزيائية للمياه الطبيعية ومياه الشرب. يستخدم للدلالة على درجة نقاء أو تعكر المياه، وهو من المؤشرات المهمة لقياس جودة المياه.
ينجم تعكر المياه الطبيعية عن المواد العالقة الدقيقة مثل الطمي والطين والمواد العضوية وغير العضوية الدقيقة والمواد العضوية الملونة القابلة للذوبان والعوالق والكائنات الحية الدقيقة الأخرى الموجودة في الماء. يمكن لهذه المواد المعلقة أن تمتص البكتيريا والفيروسات، لذا فإن التعكر المنخفض يساعد على تطهير المياه لقتل البكتيريا والفيروسات، وهو أمر ضروري لضمان سلامة إمدادات المياه. لذلك، يجب أن تسعى إمدادات المياه المركزية ذات الظروف التقنية المثالية إلى توفير المياه بأقل قدر ممكن من العكارة. عكارة مياه المصنع منخفضة، وهو أمر مفيد لتقليل رائحة وطعم المياه المكلورة؛ فمن المفيد منع تكاثر البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة الأخرى. إن الحفاظ على نسبة تعكر منخفضة في جميع أنحاء نظام توزيع المياه يعزز وجود كمية مناسبة من الكلور المتبقي.
يجب التعبير عن تعكر مياه الصنبور بوحدة التعكر المتناثرة NTU، والتي يجب ألا تتجاوز 3NTU، ويجب ألا تتجاوز 5NTU في ظروف خاصة. كما أن تعكر العديد من المياه العملية مهم أيضًا. تعتمد مصانع المشروبات ومصانع تجهيز الأغذية ومحطات معالجة المياه التي تستخدم المياه السطحية بشكل عام على التخثر والترسيب والترشيح لضمان الحصول على منتج مرضي.
من الصعب وجود علاقة بين التعكر وتركيز الكتلة للمادة المعلقة، لأن حجم الجزيئات وشكلها ومعامل انكسارها يؤثر أيضًا على الخصائص البصرية للمعلق. عند قياس التعكر، يجب أن تبقى جميع الأواني الزجاجية الملامسة للعينة في ظروف نظيفة. بعد التنظيف باستخدام حمض الهيدروكلوريك أو المادة الخافضة للتوتر السطحي، اشطفها بالماء النقي ثم صفيها. تم أخذ العينات في قوارير زجاجية ذات سدادات. بعد أخذ العينات، يمكن أن تترسب بعض الجسيمات العالقة وتتخثر عند وضعها، ولا يمكن استعادتها بعد الشيخوخة، ويمكن للكائنات الحية الدقيقة أيضًا أن تدمر خصائص المواد الصلبة، لذلك يجب قياسها في أقرب وقت ممكن. إذا كان التخزين ضروريًا، فيجب تجنب ملامسته للهواء، ويجب وضعه في غرفة باردة ومظلمة، ولكن ليس أكثر من 24 ساعة. إذا تم تخزين العينة في مكان بارد، قم بالعودة إلى درجة حرارة الغرفة قبل القياس.
في الوقت الحاضر، يتم استخدام الطرق التالية لقياس تعكر الماء:
(1) نوع النقل (بما في ذلك مقياس الطيف الضوئي والطريقة البصرية): وفقًا لقانون لامبرت بير، يتم تحديد تعكر عينة الماء من خلال شدة الضوء المرسل، واللوغاريتم السلبي لتعكر عينة الماء والضوء تكون النفاذية على شكل علاقة خطية، فكلما زادت العكارة، قلت نفاذية الضوء. ومع ذلك، وبسبب تداخل اللون الأصفر في المياه الطبيعية، تحتوي مياه البحيرات والخزانات أيضًا على مواد عضوية ماصة للضوء مثل الطحالب، والتي تتداخل أيضًا مع القياس. اختر الطول الموجي 680 حافة لتجنب التداخل الأصفر والأخضر.
(2) مقياس تعكر التشتت: وفقًا لصيغة رايلي (Rayleigh) (Ir/Io=KD، h هي شدة الضوء المتناثر، 10 هي شدة الإشعاع البشري)، قم بقياس شدة الضوء المتناثر بزاوية معينة لتحقيقه تحديد عينات المياه لغرض العكارة. عندما ينثر الضوء الساقط بواسطة جسيمات بحجم جسيم يتراوح من 1/15 إلى 1/20 من الطول الموجي للضوء الساقط، تتوافق الشدة مع صيغة رايلي، والجسيمات ذات حجم جسيم أكبر من نصف الطول الموجي من الضوء الساقط يعكس الضوء. يمكن تمثيل هاتين الحالتين بواسطة Ir∝D، ويستخدم الضوء بزاوية 90 درجة بشكل عام كضوء مميز لقياس التعكر.
(3) مقياس تعكر انتقال التشتت: استخدم Ir/It=KD أو Ir/(Ir+It)=KD (Ir هي شدة الضوء المتناثر، وهي شدة الضوء المنقول) لقياس شدة الضوء المنقول و الضوء المنعكس وقياس تعكر العينة. نظرًا لأنه يتم قياس شدة الضوء المنبعث والمشتت في نفس الوقت، فإنه يتمتع بحساسية أعلى تحت نفس شدة الضوء الساقط.
من بين الطرق الثلاث المذكورة أعلاه، يكون مقياس التعكر ناقل الحركة أفضل، مع حساسية عالية، ولا تتداخل اللونية في عينة الماء مع القياس. ومع ذلك، نظرًا لتعقيد الأداة وارتفاع سعرها، فمن الصعب الترويج لها واستخدامها في G. وتتأثر الطريقة البصرية بشكل كبير بالذاتية. في الواقع، يستخدم قياس التعكر في الغالب مقياس التعكر المبعثر. تعكر الماء ناتج بشكل رئيسي عن جزيئات مثل الرواسب في الماء، وشدة الضوء المتناثر أكبر من الضوء الممتص. لذلك، فإن مقياس تعكر التشتت يكون أكثر حساسية من مقياس تعكر النقل. ولأن مقياس التعكر من النوع المبعثر يستخدم الضوء الأبيض كمصدر للضوء، فإن قياس العينة يكون أقرب إلى الواقع، لكن اللونية تتداخل مع القياس.
يتم قياس التعكر بطريقة قياس الضوء المتناثر. وفقًا لمعيار ISO 7027-1984، يمكن استخدام مقياس التعكر الذي يلبي المتطلبات التالية:
(1) الطول الموجي للضوء الساقط 860 نانومتر؛
(2) عرض النطاق الترددي الطيفي الحادث △ أقل من أو يساوي 60 نانومتر؛
(3) لا يتباعد الضوء الساقط المتوازي، ولا يتجاوز أي تركيز 1.5 درجة؛
(4) زاوية القياس θ بين المحور البصري للضوء الساقط والمحور البصري للضوء المبعثر هي 90 ± 25 درجة
(5) زاوية الفتح ωθ في الماء هي 20°～30°.
والإبلاغ الإلزامي عن النتائج في وحدات تعكر الفورمازين
① عندما تكون التعكر أقل من 1 وحدة تعكر نثر الفورمازين، تكون دقيقة إلى 0.01 وحدة تعكر نثر الفورمازين؛
②عندما تكون التعكر 1-10 وحدات تعكر نثر الفورمازين، تكون دقيقة إلى 0.1 وحدة تعكر نثر الفورمازين؛
③ عندما تكون التعكر 10-100 وحدة تعكر نثر فورمازين، تكون دقيقة لوحدة تعكر نثر فورمازين واحدة؛
④ عندما تكون العكارة أكبر من أو تساوي 100 وحدة تعكر نثر فورمازين، يجب أن تكون دقيقة إلى 10 وحدات تعكر نثر فورمازين.
1.3.1 ينبغي استخدام المياه الخالية من العكارة لمعايير التخفيف أو عينات المياه المخففة. طريقة تحضير الماء الخالي من العكارة هي كما يلي: تمرير الماء المقطر من خلال مرشح غشائي بحجم مسام يبلغ 0.2 ميكرومتر (غشاء المرشح المستخدم للفحص البكتيري لا يمكنه تلبية المتطلبات)، وشطف الدورق للتجميع بالماء المصفى على الأقل. مرتين، وتخلص من الـ 200 مل التالية. الغرض من استخدام الماء المقطر هو تقليل تأثير المواد العضوية الموجودة في الماء النقي التبادل الأيوني على التحديد، وتقليل نمو البكتيريا في الماء النقي.
1.3.2 يمكن وضع كبريتات الهيدرازين وهكساميثيلين تيترامين في مجفف هلام السيليكا طوال الليل قبل الوزن.
1.3.3 عندما تكون درجة حرارة التفاعل في حدود 12-37 درجة مئوية، لا يوجد تأثير واضح على توليد تعكر (الفورمازين)، ولا يتكون بوليمر عندما تكون درجة الحرارة أقل من 5 درجات مئوية. لذلك، يمكن إعداد محلول المخزون القياسي لتعكر الفورمازين في درجة حرارة الغرفة العادية. ولكن درجة حرارة التفاعل منخفضة، ويتم امتصاص التعليق بسهولة بواسطة الأواني الزجاجية، وتكون درجة الحرارة مرتفعة جدًا، مما قد يتسبب في انخفاض القيمة القياسية للعكارة العالية. لذلك، من الأفضل التحكم في درجة حرارة تكوين الفورمازين عند 25 ± 3 درجة مئوية. اكتمل زمن تفاعل كبريتات الهيدرازين وهكساميثيلين تترامين تقريبًا خلال 16 ساعة، ووصل تعكر المنتج إلى الحد الأقصى بعد 24 ساعة من التفاعل، ولم يكن هناك فرق بين 24 و96 ساعة. ال
1.3.4 لتكوين الفورمازين، عندما يكون الرقم الهيدروجيني للمحلول المائي 5.3-5.4، تكون الجزيئات على شكل حلقة، ناعمة وموحدة؛ عندما يكون الرقم الهيدروجيني حوالي 6.0، تكون الجزيئات دقيقة وكثيفة على شكل زهور القصب والكتل؛ عندما يكون الرقم الهيدروجيني 6.6، تتشكل جزيئات كبيرة ومتوسطة وصغيرة تشبه ندفة الثلج.
1.3.5 يمكن تخزين المحلول القياسي ذو التعكر 400 درجة لمدة شهر واحد (حتى نصف عام في الثلاجة)، ولن يتغير المحلول القياسي ذو التعكر 5-100 درجة خلال أسبوع.