คำจำกัดความของความขุ่น

ความขุ่นเป็นผลทางแสงซึ่งเป็นผลมาจากอันตรกิริยาของแสงกับอนุภาคแขวนลอยในสารละลาย ซึ่งส่วนใหญ่เป็นน้ำ อนุภาคแขวนลอย เช่น ตะกอน ดินเหนียว สาหร่าย อินทรียวัตถุ และสิ่งมีชีวิตจุลินทรีย์อื่นๆ กระจายแสงผ่านตัวอย่างน้ำ การกระเจิงของแสงโดยอนุภาคแขวนลอยในสารละลายในน้ำนี้ทำให้เกิดความขุ่น ซึ่งเป็นตัวกำหนดระดับที่แสงจะถูกขัดขวางเมื่อผ่านชั้นน้ำ ความขุ่นไม่ใช่ดัชนีที่แสดงลักษณะความเข้มข้นของอนุภาคแขวนลอยในของเหลวโดยตรง มันสะท้อนความเข้มข้นของอนุภาคแขวนลอยโดยอ้อมผ่านการบรรยายถึงผลการกระเจิงของแสงของอนุภาคแขวนลอยในสารละลาย ยิ่งความเข้มของแสงกระจัดกระจายมาก ความขุ่นของสารละลายในน้ำก็จะยิ่งมากขึ้นตามไปด้วย
วิธีการตรวจวัดความขุ่น
ความขุ่นเป็นการแสดงออกถึงคุณสมบัติทางแสงของตัวอย่างน้ำ และเกิดจากการมีสารที่ไม่ละลายน้ำอยู่ในน้ำ ซึ่งทำให้แสงกระจายและดูดซับ แทนที่จะส่องผ่านตัวอย่างน้ำเป็นเส้นตรง เป็นตัวบ่งชี้ที่สะท้อนถึงคุณสมบัติทางกายภาพของน้ำธรรมชาติและน้ำดื่ม ใช้เพื่อระบุระดับความใสหรือความขุ่นของน้ำ และเป็นหนึ่งในตัวชี้วัดที่สำคัญในการวัดความดีของคุณภาพน้ำ
ความขุ่นของน้ำธรรมชาติเกิดจากสารแขวนลอยละเอียด เช่น ตะกอน ดินเหนียว สารอินทรีย์และอนินทรีย์ละเอียด สารอินทรีย์ที่มีสีละลายน้ำได้ แพลงก์ตอนและจุลินทรีย์อื่นๆ ในน้ำ สารแขวนลอยเหล่านี้สามารถดูดซับแบคทีเรียและไวรัสได้ ดังนั้นความขุ่นต่ำจึงเอื้อต่อการฆ่าเชื้อโรคในน้ำเพื่อฆ่าเชื้อแบคทีเรียและไวรัส ซึ่งจำเป็นต่อความปลอดภัยของแหล่งน้ำ ดังนั้น การจ่ายน้ำแบบรวมศูนย์ที่มีเงื่อนไขทางเทคนิคที่สมบูรณ์แบบควรมุ่งมั่นที่จะจ่ายน้ำที่มีความขุ่นต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ความขุ่นของน้ำในโรงงานต่ำซึ่งเป็นประโยชน์ในการลดกลิ่นและรสชาติของน้ำคลอรีน จะเป็นประโยชน์ในการป้องกันการแพร่พันธุ์ของแบคทีเรียและจุลินทรีย์อื่นๆ การรักษาความขุ่นต่ำทั่วทั้งระบบจ่ายน้ำจะช่วยให้มีคลอรีนตกค้างในปริมาณที่เหมาะสม
ความขุ่นของน้ำประปาควรแสดงเป็นหน่วยความขุ่นแบบกระจัดกระจาย NTU ซึ่งไม่ควรเกิน 3NTU และไม่ควรเกิน 5NTU ในสถานการณ์พิเศษ ความขุ่นของน้ำที่ใช้ในกระบวนการผลิตหลายชนิดก็มีความสำคัญเช่นกัน โรงงานเครื่องดื่ม โรงงานแปรรูปอาหาร และโรงงานบำบัดน้ำที่ใช้น้ำผิวดิน โดยทั่วไปต้องอาศัยการตกตะกอน การตกตะกอน และการกรองเพื่อให้แน่ใจว่าได้ผลิตภัณฑ์ที่น่าพอใจ
ความสัมพันธ์ระหว่างความขุ่นและความเข้มข้นของมวลของสารแขวนลอยเป็นเรื่องยากที่จะมีความสัมพันธ์กัน เนื่องจากขนาด รูปร่าง และดัชนีการหักเหของแสงของอนุภาคก็ส่งผลต่อคุณสมบัติทางแสงของสารแขวนลอยเช่นกัน เมื่อตรวจวัดความขุ่น เครื่องแก้วทั้งหมดที่สัมผัสกับตัวอย่างควรเก็บไว้ในสภาพที่สะอาด หลังจากทำความสะอาดด้วยกรดไฮโดรคลอริกหรือสารลดแรงตึงผิวแล้ว ให้ล้างออกด้วยน้ำสะอาดแล้วสะเด็ดน้ำออก เก็บตัวอย่างในขวดแก้วที่มีจุกปิด หลังจากการสุ่มตัวอย่าง อนุภาคแขวนลอยบางชนิดสามารถตกตะกอนและจับตัวเป็นก้อนเมื่อวางไว้ และไม่สามารถคืนสภาพได้หลังจากอายุมากขึ้น และจุลินทรีย์ยังสามารถทำลายคุณสมบัติของของแข็งได้ ดังนั้นจึงควรตรวจวัดโดยเร็วที่สุด หากจำเป็นต้องจัดเก็บ ควรหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับอากาศ และควรวางไว้ในห้องมืดที่เย็น แต่ไม่เกิน 24 ชั่วโมง หากเก็บตัวอย่างไว้ในที่เย็น ให้กลับสู่อุณหภูมิห้องก่อนทำการตรวจวัด
ปัจจุบันมีการใช้วิธีการต่อไปนี้ในการวัดความขุ่นของน้ำ:
(1) ประเภทการส่งผ่าน (รวมถึงสเปกโตรโฟโตมิเตอร์และวิธีการมองเห็น): ตามกฎของแลมเบิร์ต-เบียร์ ความขุ่นของตัวอย่างน้ำถูกกำหนดโดยความเข้มของแสงที่ส่งผ่าน และลอการิทึมลบของความขุ่นของตัวอย่างน้ำและแสง การส่งผ่านจะอยู่ในรูปของความสัมพันธ์เชิงเส้น ยิ่งค่าความขุ่นมาก ค่าการส่งผ่านแสงก็จะยิ่งลดลง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการรบกวนของสีเหลืองในน้ำธรรมชาติ น้ำในทะเลสาบและอ่างเก็บน้ำจึงมีสารดูดซับแสงอินทรีย์ เช่น สาหร่าย ซึ่งรบกวนการตรวจวัดด้วย เลือกความยาวคลื่น 680rim เพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนสีเหลืองและสีเขียว
(2) เครื่องวัดความขุ่นของการกระเจิง: ตามสูตรของ Rayleigh (Rayleigh) (Ir/Io=KD, h คือความเข้มของแสงที่กระจัดกระจาย, 10 คือความเข้มของการแผ่รังสีของมนุษย์) วัดความเข้มของแสงที่กระจัดกระจายในมุมที่กำหนดเพื่อให้ได้ การกำหนดวัตถุประสงค์ของตัวอย่างน้ำสำหรับความขุ่น เมื่อแสงตกกระทบกระเจิงโดยอนุภาคที่มีขนาดอนุภาค 1/15 ถึง 1/20 ของความยาวคลื่นของแสงตกกระทบ ความเข้มจะเป็นไปตามสูตร Rayleigh และอนุภาคที่มีขนาดอนุภาคมากกว่า 1/2 ของความยาวคลื่น ของแสงที่ตกกระทบจะสะท้อนแสง ทั้งสองสถานการณ์นี้สามารถแสดงได้ด้วย Ir∝D และโดยทั่วไปแล้วแสงที่มุม 90 องศาจะใช้เป็นแสงลักษณะเฉพาะในการวัดความขุ่น
(3) เครื่องวัดความขุ่นของการกระเจิง-การส่งผ่าน: ใช้ Ir/It=KD หรือ Ir/(Ir+It)=KD (Ir คือความเข้มของแสงที่กระเจิง คือความเข้มของแสงที่ส่องผ่าน) เพื่อวัดความเข้มของแสงที่ส่องผ่าน และ แสงสะท้อน และเพื่อวัดความขุ่นของตัวอย่าง เนื่องจากมีการวัดความเข้มของแสงที่ส่องผ่านและกระเจิงในเวลาเดียวกัน จึงมีความไวที่สูงกว่าภายใต้ความเข้มของแสงที่ตกกระทบเท่ากัน
ในบรรดาวิธีการทั้งสามข้างต้น เครื่องวัดความขุ่นของน้ำแบบกระจาย-การส่งผ่านจะดีกว่า โดยมีความไวสูง และความเป็นสีในตัวอย่างน้ำไม่รบกวนการตรวจวัด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความซับซ้อนของเครื่องมือและราคาที่สูง จึงเป็นการยากที่จะส่งเสริมและใช้งานใน G วิธีการมองเห็นได้รับอิทธิพลอย่างมากจากความเป็นตัวตน G อันที่จริง การวัดความขุ่นส่วนใหญ่ใช้เครื่องวัดความขุ่นแบบกระจาย ความขุ่นของน้ำส่วนใหญ่เกิดจากอนุภาค เช่น ตะกอนในน้ำ และความเข้มของแสงที่กระจัดกระจายมากกว่าแสงที่ดูดกลืน ดังนั้นเครื่องวัดความขุ่นแบบกระจายจึงมีความไวมากกว่าเครื่องวัดความขุ่นแบบส่งผ่าน และเนื่องจากเครื่องวัดความขุ่นของน้ำแบบกระจายใช้แสงสีขาวเป็นแหล่งกำเนิดแสง การวัดตัวอย่างจึงใกล้เคียงกับความเป็นจริงมากขึ้น แต่ความเป็นสีจะรบกวนการวัด
ความขุ่นวัดโดยวิธีการวัดแสงแบบกระจาย ตามมาตรฐาน ISO 7027-1984 สามารถใช้เครื่องวัดความขุ่นที่ตรงตามข้อกำหนดต่อไปนี้ได้
(1) ความยาวคลื่น lam ของแสงตกกระทบคือ 860 นาโนเมตร
(2) แบนด์วิดท์สเปกตรัมของเหตุการณ์ △แล น้อยกว่าหรือเท่ากับ 60 นาโนเมตร
(3) แสงตกกระทบที่ขนานกันไม่เบี่ยงเบน และโฟกัสใดๆ จะต้องไม่เกิน 1.5°
(4) มุมการวัด θ ระหว่างแกนแสงของแสงตกกระทบและแกนแสงของแสงที่กระเจิงคือ 90±25°
(5) มุมเปิด ωθ ในน้ำคือ 20°~30°
และการรายงานผลลัพธ์ในหน่วยวัดความขุ่นของฟอร์มาซิน
1 เมื่อความขุ่นน้อยกว่า 1 หน่วยความขุ่นของการกระเจิงของฟอร์มาซิน จะมีความแม่นยำถึง 0.01 หน่วยความขุ่นของการกระเจิงของฟอร์มาซิน
2 เมื่อความขุ่นอยู่ที่ 1-10 หน่วยความขุ่นของการกระเจิงของฟอร์มาซิน จะมีความแม่นยำถึง 0.1 หน่วยความขุ่นของการกระเจิงของฟอร์มาซิน
3 เมื่อความขุ่นอยู่ที่ 10-100 หน่วยความขุ่นของการกระเจิงของฟอร์มาซิน จะมีความแม่นยำถึง 1 หน่วยความขุ่นของการกระเจิงของฟอร์มาซิน
④ เมื่อความขุ่นมากกว่าหรือเท่ากับ 100 หน่วยความขุ่นของการกระเจิงของฟอร์มาซิน มันจะต้องมีความแม่นยำถึง 10 หน่วยความขุ่นของการกระเจิงของฟอร์มาซิน
1.3.1 น้ำปราศจากความขุ่นควรใช้สำหรับสารมาตรฐานการเจือจางหรือตัวอย่างน้ำเจือจาง วิธีการเตรียมน้ำปราศจากความขุ่นมีดังนี้ ส่งน้ำกลั่นผ่านตัวกรองแบบเมมเบรนที่มีขนาดรูพรุน 0.2 μm (เมมเบรนตัวกรองที่ใช้สำหรับการตรวจสอบแบคทีเรียไม่สามารถตอบสนองข้อกำหนดได้) ล้างขวดเพื่อรวบรวมด้วยน้ำกรองเป็นอย่างน้อย สองครั้ง และทิ้งอีก 200 มล. ต่อไป วัตถุประสงค์ของการใช้น้ำกลั่นคือเพื่อลดอิทธิพลของอินทรียวัตถุในน้ำบริสุทธิ์ที่มีการแลกเปลี่ยนไอออนต่อการกำหนด และเพื่อลดการเจริญเติบโตของแบคทีเรียในน้ำบริสุทธิ์
1.3.2 สามารถใส่ไฮดราซีนซัลเฟตและเฮกซาเมทิลีนเทตรามีนในเครื่องดูดความชื้นซิลิกาเจลข้ามคืนก่อนชั่งน้ำหนัก
1.3.3 เมื่ออุณหภูมิของปฏิกิริยาอยู่ในช่วง 12-37°C จะไม่มีผลกระทบที่ชัดเจนต่อการเกิดความขุ่น (ฟอร์มาซิน) และไม่มีการเกิดโพลีเมอร์เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า 5°C ดังนั้นการเตรียมสารละลายมาตรฐานสำหรับความขุ่นของฟอร์มาซินจึงสามารถทำได้ที่อุณหภูมิห้องปกติ แต่อุณหภูมิของปฏิกิริยาต่ำ เครื่องแก้วจะดูดซับสารแขวนลอยได้ง่าย และอุณหภูมิสูงเกินไป ซึ่งอาจทำให้ค่ามาตรฐานของความขุ่นสูงลดลง ดังนั้น อุณหภูมิการก่อตัวของฟอร์มาซินจึงถูกควบคุมอุณหภูมิได้ดีที่สุดที่ 25±3°C เวลาปฏิกิริยาของไฮดราซีนซัลเฟตและเฮกซาเมทิลีนเตตรามีนเกือบจะเสร็จสิ้นใน 16 ชั่วโมง และความขุ่นของผลิตภัณฑ์ถึงสูงสุดหลังจากเกิดปฏิกิริยา 24 ชั่วโมง และไม่มีความแตกต่างระหว่าง 24 และ 96 ชั่วโมง ที่
1.3.4 สำหรับการก่อตัวของฟอร์มาซิน เมื่อ pH ของสารละลายน้ำอยู่ที่ 5.3-5.4 อนุภาคจะมีรูปทรงวงแหวน ละเอียด และสม่ำเสมอ เมื่อค่า pH อยู่ที่ประมาณ 6.0 อนุภาคจะละเอียดและหนาแน่นในรูปของดอกกกและดอกกก เมื่อค่า pH อยู่ที่ 6.6 จะเกิดอนุภาคคล้ายเกล็ดหิมะขนาดใหญ่ กลาง และเล็ก
1.3.5 สารละลายมาตรฐานที่มีความขุ่น 400 องศาสามารถเก็บไว้ได้หนึ่งเดือน (แม้จะอยู่ในตู้เย็นถึงครึ่งปี) และสารละลายมาตรฐานที่มีความขุ่น 5-100 องศาจะไม่เปลี่ยนแปลงภายในหนึ่งสัปดาห์