Duļķainība virszemes ūdeņos

Kas ir duļķainība?
Duļķainība attiecas uz šķīduma šķēršļu pakāpi gaismai, kas ietver gaismas izkliedi ar suspendētām vielām un gaismas absorbciju izšķīdušās vielas molekulās.
Duļķainība ir parametrs, kas raksturo suspendēto daļiņu skaitu šķidrumā. Tas ir saistīts ar tādiem faktoriem kā ūdenī suspendēto vielu saturs, izmērs, forma un refrakcijas indekss. Ūdens kvalitātes pārbaudē duļķainība ir svarīgs rādītājs, kas var atspoguļot suspendēto daļiņu koncentrāciju ūdenī un ir arī viens no pamatiem cilvēku sensoriskajam ūdens kvalitātes vērtējumam. Duļķainību parasti mēra, mērot gaismas daudzumu, ko ūdenī izkliedē daļiņas, kad gaisma iziet cauri ūdens paraugam. Šīs cietās daļiņas parasti ir niecīgas, un to izmēri parasti ir mikroni un mazāki. Mūsdienu instrumentu parādītais duļķainums parasti ir izkliedes duļķainums, un mērvienība ir NTU (Nefelometriskās duļķainības vienības). Duļķainības mērījums ir ļoti svarīgs dzeramā ūdens kvalitātes novērtēšanai, jo tas ir saistīts ne tikai ar ūdens dzidrumu, bet arī netieši atspoguļo mikroorganismu koncentrācijas līmeni ūdenī, ietekmējot dezinfekcijas efektu.
Duļķainība ir relatīvs mērījums, ko nosaka, cik daudz gaismas var iziet cauri ūdens paraugam. Jo lielāks ir duļķainums, jo mazāk gaismas izies cauri paraugam un ūdens šķitīs “duļķīgāks”. Lielāku duļķainību izraisa ūdenī suspendētas cietās daļiņas, kas izkliedē gaismu, nevis pārraida to caur ūdeni. Suspendēto daļiņu fizikālās īpašības var ietekmēt kopējo duļķainību. Lielāka izmēra daļiņas izkliedē gaismu un fokusē to uz priekšu, tādējādi palielinot duļķainību, traucējot gaismas pārraidi caur ūdeni. Daļiņu izmērs ietekmē arī gaismas kvalitāti; lielākas daļiņas vieglāk izkliedē garākus gaismas viļņu garumus nekā īsākus viļņus, savukārt mazākām daļiņām ir lielāka izkliedes ietekme uz īsākiem viļņu garumiem. Palielināta daļiņu koncentrācija samazina arī gaismas caurlaidību, jo gaisma saskaras ar palielinātu daļiņu skaitu un pārvietojas īsākus attālumus starp daļiņām, kā rezultātā katrai daļiņai ir vairākas izkliedes.

Atklāšanas princips
Duļķainība 90 grādu izkliedes metode ir plaši izmantota metode šķīdumu duļķainuma mērīšanai. Šīs metodes pamatā ir izkliedes parādība, kas aprakstīta ar Lorenca-Bolcmaņa vienādojumu. Šī metode izmanto fotometru vai fotometru, lai izmērītu gaismas intensitāti, kas iet caur pārbaudāmo paraugu, un gaismas intensitāti, ko paraugs izkliedē 90 grādu izkliedes virzienā, un aprēķina parauga duļķainību, pamatojoties uz izmērītajām vērtībām. Šajā metodē izmantotā izkliedes teorēma ir: Bēra-Lamberta likums. Šī teorēma nosaka, ka vienmērīgi izstarojoša plaknes viļņa iedarbībā elektrooptiskā reakcija garuma vienībā samazinās līdz ar optiskā ceļa garuma eksponenciālo funkciju, kas ir klasiskais Bēra-Lamberta likums. Citiem vārdiem sakot, gaismas stari, kas skar šķīdumā suspendētās daļiņas, tiek izkliedēti vairākas reizes, un daži stari tiek izkliedēti 90 grādu leņķos. Izmantojot šo metodi, instruments mērīs šo daļiņu izkliedētās gaismas intensitātes attiecību 90 grādu leņķī pret gaismas intensitāti, kas iziet cauri paraugam bez izkliedes. Palielinoties duļķainuma daļiņu koncentrācijai, palielināsies arī izkliedētās gaismas intensitāte, un attiecība būs lielāka, tāpēc attiecības lielums ir proporcionāls daļiņu skaitam suspensijā.
Faktiski, veicot mērījumus, gaismas avots tiek ievadīts paraugā vertikāli un paraugs tiek novietots pozīcijā ar izkliedes leņķi 90°. Parauga duļķainības vērtību var iegūt, mērot gaismas intensitāti, kas izmērīta tieši, nelaižot cauri paraugam, un paraugā ģenerēto 90° izkliedētās gaismas intensitāti ar fotometru, un kombinējot ar kolorimetriskā aprēķina metodi.
Šai metodei ir augsta precizitāte, un to plaši izmanto duļķainuma mērīšanai ūdens, notekūdeņu, pārtikas, medicīnas un vides jomā.

Kāds ir galvenais virszemes ūdeņu duļķainības cēlonis?
Duļķainību virszemes ūdeņos galvenokārt izraisa ūdenī suspendētās vielas. 12
Pie šīm suspendētajām vielām pieder dūņas, māli, organiskās vielas, neorganiskās vielas, peldošās vielas un mikroorganismi u.c., kas neļaus gaismai iekļūt ūdenstilpē, tādējādi padarot ūdenstilpi duļķainu. Šīs daļiņas var rasties dabiskos procesos, piemēram, vētras, ūdens attīrīšanā, vējā utt., vai cilvēka darbības rezultātā, piemēram, lauksaimniecības, rūpniecības un pilsētu emisijās. Duļķainības mērījums parasti ir noteiktā proporcijā ar suspendēto cietvielu saturu ūdenī. Mērot izkliedētās gaismas intensitāti, var aptuveni saprast suspendēto vielu koncentrāciju ūdenī.
Duļķainuma mērīšana
Lianhua duļķainības mērītājā LH-P305 tiek izmantota 90° izkliedētās gaismas metode ar mērīšanas diapazonu no 0 līdz 2000 NTU. Divu viļņu garumu var automātiski pārslēgt, lai izvairītos no ūdens krāsainības traucējumiem. Mērīšana ir vienkārša, un rezultāti ir precīzi. Kā izmērīt duļķainību
1. Ieslēdziet rokas duļķainības mērītāju LH-P305, lai uzsildītu, ierīce ir NTU.
2. Paņemiet 2 tīras kolorimetriskās mēģenes.
3. Paņemiet 10 ml destilēta ūdens un ievietojiet to kolorimetriskajā mēģenē Nr. 1.
4. Paņemiet 10 ml parauga un ievietojiet to kolorimetriskā mēģenē Nr. 2. Notīriet ārējo sienu.
5. Atveriet kolorimetrisko tvertni, ievietojiet kolorimetrisko caurulīti Nr. 1, nospiediet taustiņu 0, un ekrānā parādīsies 0 NTU.
6. Izņemiet kolorimetrisko cauruli Nr. 1, ievietojiet kolorimetrisko cauruli Nr. 2, nospiediet mērīšanas pogu, un ekrānā tiks parādīts rezultāts.
Pieteikums un kopsavilkums
Duļķainība ir svarīgs ūdens kvalitātes rādītājs, jo tas ir visredzamākais ūdens avota “tīrības” rādītājs. Augsts duļķainums var liecināt par ūdens piesārņotāju klātbūtni, kas ir kaitīgi cilvēku, dzīvnieku un augu dzīvībai, tostarp baktērijas, vienšūņi, barības vielas (piemēram, nitrāti un fosfors), pesticīdi, dzīvsudrabs, svins un citi metāli. Palielināts duļķainums virszemes ūdeņos padara ūdeni nepiemērotu lietošanai pārtikā, un tas var arī nogādāt ūdens virsmas patogēnus, piemēram, slimības izraisošus mikroorganismus. Augstu duļķainību var izraisīt arī notekūdeņi no kanalizācijas sistēmām, pilsētas notece un augsnes erozija attīstības rezultātā. Tāpēc duļķainuma mērījumi būtu plaši jāizmanto, īpaši uz lauka. Vienkārši instrumenti var atvieglot dažādu vienību ūdens stāvokļa uzraudzību un kopīgi nodrošināt ūdens resursu ilgtermiņa attīstību.