Đang tải... (xem toàn văn)
A. Giới thiệu 1. Nguồn và ý nghĩa. Độ tinh khiết của nước rất quan trọng trong việc sản xuất các sản phẩm dành cho tiêu dùng của con người và trong nhiều hoạt động sản xuất. Các nhà sản xuất đồ uống, các nhà chế biến thực phẩm và các nhà máy xử lý nước uống nỗ lực từ nguồn nước mặt thường dựa vào các quy trình tách chất lỏng như lắng đọng và lọc để tăng độ trong suốt và đảm bảo một sản phẩm có thể chấp nhận. Sự rõ ràng của một cơ thể tự nhiên của nước là một yếu tố quan trọng quyết định tình trạng và năng suất của nó. Độ đục trong nước là do chất lơ lửng và chất keo như đất sét, bùn, phân hữu cơ và vô cơ, và phiêu sinh vật và các vi sinh vật khác. Độ đục là một biểu hiện của các tính chất quang học gây ra ánh sáng được phân tán và hấp thụ hơn là truyền không có thay đổi theo hướng hoặc cấp thông qua mẫu. Sự tương quan của độ đục với trọng lượng hoặc nồng độ hạt của chất lơ lửng là rất khó bởi vì kích thước, hình dạng và chiết suất của các hạt ảnh hưởng đến tính chất tán xạ ánh sáng của hệ thống treo. Khi có nồng độ đáng kể, các hạt bao gồm vật liệu hấp thụ ánh sáng như than hoạt tính gây nhiễu âm. Ở nồng độ thấp các hạt này có khuynh hướng có ảnh hưởng tích cực bởi vì chúng góp phần làm tăng độ đục. Sự có mặt của các chất hòa tan, màu gây hấp thụ ánh sáng có thể gây nhiễu âm. Một số dụng cụ thương mại có thể có khả năng hoặc sửa chữa cho một sự can thiệp màu nhẹ hoặc tẩy trắng quang học ra hiệu ứng màu sắc. 2. Lựa chọn Phương pháp Theo lịch sử, phương pháp tiêu chuẩn để xác định độ đục dựa trên nến turbidimeter của Jackson; Tuy nhiên, giá trị độ đục thấp nhất có thể được đo trực tiếp trên thiết bị này là 25 đơn vị Đan Mạch Jackson (JTU). Vì sự biến động của nước được xử lý bởi quá trình tách hạt chất lỏng thông thường thường nằm trong khoảng từ 0 đến 1 đơn vị, các phương pháp gián tiếp lần thứ hai được phát triển để ước lượng độ đục. Máy đo nephelometers điện tử là dụng cụ đo độ đục. Hầu hết các turbidimet thương mại được thiết kế để đo độ đục thấp cho chỉ số tương đối tốt về cường độ ánh sáng rải rác theo một hướng đặc biệt, chủ yếu ở góc phải của ánh sáng tới. Turbidimetry với phân tán ánh sáng dò nằm ở 90 ° so với chùm tia tới được gọi là nephelometry. Nephelometers tương đối không bị ảnh hưởng bởi sự khác biệt nhỏ trong các thông số thiết kế và do đó được xác định như là công cụ chuẩn để đo độ đục thấp. Các công cụ tạo mẫu và mô hình khác nhau có thể khác nhau. † (16) Tuy nhiên, sự biến đổi liên cơ thể có thể không đáng kể nếu các kỹ thuật đo lường tốt được sử dụng và các đặc tính của các hạt trong các dung dịch được cho là giống nhau. Kỹ thuật đo lường kém có thể có ảnh hưởng lớn hơn đến sai số đo lường so với những khác biệt nhỏ trong thiết kế dụng cụ. Turbidimet của thiết kế không chuẩn, chẳng hạn như thiết bị tán xạ thuận, có thể nhạy hơn nephelometers với sự hiện diện của các hạt lớn hơn. Mặc dù có thể không phù hợp để so sánh đầu ra của chúng với thiết bị chuẩn, nhưng chúng vẫn có thể hữu ích cho quá trình giám sát.
ĐỘ ĐỤC A Giới thiệu Nguồn ý nghĩa Độ tinh khiết nước quan trọng việc sản xuất sản phẩm dành cho tiêu dùng người nhiều hoạt động sản xuất Các nhà sản xuất đồ uống, nhà chế biến thực phẩm nhà máy xử lý nước uống nỗ lực từ nguồn nước mặt thường dựa vào quy trình tách chất lỏng lắng đọng lọc để tăng độ suốt đảm bảo sản phẩm chấp nhận Sự rõ ràng thể tự nhiên nước yếu tố quan trọng định tình trạng suất Độ đục nước chất lơ lửng chất keo đất sét, bùn, phân hữu vô cơ, phiêu sinh vật vi sinh vật khác Độ đục biểu tính chất quang học gây ánh sáng phân tán hấp thụ truyền thay đổi theo hướng cấp thông qua mẫu Sự tương quan độ đục với trọng lượng nồng độ hạt chất lơ lửng khó kích thước, hình dạng chiết suất hạt ảnh hưởng đến tính chất tán xạ ánh sáng hệ thống treo Khi có nồng độ đáng kể, hạt bao gồm vật liệu hấp thụ ánh sáng than hoạt tính gây nhiễu âm Ở nồng độ thấp hạt có khuynh hướng có ảnh hưởng tích cực chúng góp phần làm tăng độ đục Sự có mặt chất hòa tan, màu gây hấp thụ ánh sáng gây nhiễu âm Một số dụng cụ thương mại có khả sửa chữa cho can thiệp màu nhẹ tẩy trắng quang học hiệu ứng màu sắc Lựa chọn Phương pháp Theo lịch sử, phương pháp tiêu chuẩn để xác định độ đục dựa nến turbidimeter Jackson; Tuy nhiên, giá trị độ đục thấp đo trực tiếp thiết bị 25 đơn vị Đan Mạch Jackson (JTU) Vì biến động nước xử lý trình tách hạt chất lỏng thông thường thường nằm khoảng từ đến đơn vị, phương pháp gián tiếp lần thứ hai phát triển để ước lượng độ đục Máy đo nephelometers điện tử dụng cụ đo độ đục Hầu hết turbidimet thương mại thiết kế để đo độ đục thấp cho số tương đối tốt cường độ ánh sáng rải rác theo hướng đặc biệt, chủ yếu góc phải ánh sáng tới Turbidimetry với phân tán ánh sáng dò nằm 90 ° so với chùm tia tới gọi nephelometry Nephelometers tương đối không bị ảnh hưởng khác biệt nhỏ thông số thiết kế xác định công cụ chuẩn để đo độ đục thấp Các công cụ tạo mẫu mô hình khác khác † # (16) Tuy nhiên, biến đổi liên thể không đáng kể kỹ thuật đo lường tốt sử dụng đặc tính hạt dung dịch cho giống Kỹ thuật đo lường có ảnh hưởng lớn đến sai số đo lường so với khác biệt nhỏ thiết kế dụng cụ Turbidimet thiết kế không chuẩn, chẳng hạn thiết bị tán xạ thuận, nhạy nephelometers với diện hạt lớn Mặc dù không phù hợp để so sánh đầu chúng với thiết bị chuẩn, chúng hữu ích cho trình giám sát n nhân khác khác biệt phân tích độ đục sử dụng chất chiết suất dạng hạt khác để hiệu chỉnh thiết bị Giống mẫu nước, hợp chất chuẩn bị có tính chất quang học khác tùy thuộc vào phân bố kích thước hạt, hình dạng số khúc xạ Một tiêu chuẩn liên quan tới gián đoạn có tính chất tán xạ ánh sáng xác định để hiệu chuẩn nephelometer B Độ xác, độ nhạy khả ứng dụng phạm vi độ đục rộng làm cho phương pháp nephelometric thích hợp với phương pháp trực quan Báo cáo kết đo nephelometric đơn vị độ đục nephelometric (NTU) Lưu trữ mẫu Xác định độ đục sớm tốt sau lấy mẫu Nhẹ nhàng trộn lẫn tất mẫu trước kiểm tra để đảm bảo phép đo đại diện Việc bảo quản mẫu không thực tế; Bắt đầu phân tích nhanh chóng Làm lạnh làm nguội đến ° C, để giảm thiểu phân hủy vi sinh vật rắn, cần thiết Để có kết tốt nhất, đo độ đục mà không làm thay đổi điều kiện mẫu ban đầu nhiệt độ độ pH Phương pháp Nephelometric Thảo luận chung a Nguyên tắc: Phương pháp dựa so sánh cường độ ánh sáng rải rác mẫu điều kiện xác định với cường độ ánh sáng rải rác hệ thống treo tiêu chuẩn chuẩn điều kiện Cường độ ánh sáng phân tán cao hơn, độ đục cao Formazin polymer sử dụng làm hệ thống treo tiêu chuẩn Độ đục nồng độ quy định dung dịch formazin định nghĩa 4000 NTU Sự can thiệp: Độ đục xác định mẫu nước mảnh vụn giải nhanh chóng trầm tích thô Bụi thủy tinh diện bong bóng không khí cho kết sai Màu thực, nghĩa màu nước chất hoà tan hấp thụ ánh sáng, làm cho độ đục đo thấp Tác dụng thường ý nghĩa nước xử lý Thiết bị a Phòng thí nghiệm phương pháp Nephelometer bao gồm nguồn ánh sáng để chiếu sáng mẫu nhiều máy dò quang điện với thiết bị đọc để cường độ ánh sáng rải rác 90 ° tới đường ánh sáng tới Sử dụng thiết bị thiết kế để giảm thiểu ánh sáng lạc tới máy dò độ đục không bị trôi sau thời gian ngắn Độ nhạy thiết bị nên cho phép phát khác biệt độ đục 0,02 NTU thấp phạm vi thấp nước có độ đục NTU Có thể cần vài dãy để đạt độ bao phủ đầy đủ độ nhạy đủ cho độ đục thấp Sự khác biệt thiết kế dụng cụ tạo khác biệt giá trị đo cho độ đục hệ thống treo sử dụng để hiệu chuẩn Để giảm thiểu khác biệt này, tuân theo tiêu chuẩn thiết kế sau đây: 1) Nguồn sáng - Đèn Tungsten hoạt động nhiệt độ màu từ 2200 đến 3000 ° K 2) Khoảng cách qua ánh sáng tới ánh sáng phân tán ống mẫu-Tổng cộng không vượt 10 cm b Góc chấp nhận ánh sáng máy dò - Trung tâm 90 ° tới đường ánh sáng tới không vượt ± 30 ° so với 90 ° Hệ thống máy dò lọc, sử dụng, có đáp ứng đỉnh cao từ 400 đến 600 nm Các tế bào mẫu: Sử dụng tế bào mẫu ống thủy tinh, nhựa kính không màu Giữ cho tế bào toàn bộ, bên lẫn bên ngoài, bỏ bị xước khắc Không xử lý chúng, nơi chùm sáng dụng cụ đánh chúng Sử dụng ống có chiều dài đủ dài, với vỏ bảo vệ, để chúng sử dụng cách Điền vào tế bào với mẫu tiêu chuẩn kích động triệt để cho phép đủ thời gian cho bong bóng để thoát khỏi 3) b Làm tế bào mẫu cách rửa kỹ xà phòng thí nghiệm bên bên ngoài, sau rửa nhiều lần nước cất dejon hoá; Để tế bào không khí khô Chỉ xử lý ô mẫu phía để tránh vết bẩn dấu vân tay đường dẫn ánh sáng Các tế bào phủ bên lớp silicone mỏng để che dấu khuyết điểm nhỏ vết trầy xước góp phần làm sáng bóng Sử dụng dầu silicone có chiết suất thủy tinh Tránh dầu dư thừa thu hút bụi bẩn làm ô nhiễm khoang mẫu dụng cụ Sử dụng vải mềm, xơ vải, truyền dầu lau dư thừa Các tế bào dường gần khô với dầu nhìn thấy dầu 3 Bởi khác biệt nhỏ tế bào mẫu ảnh hưởng đáng kể việc đo lường, sử dụng cặp kết hợp tế bào tế bào cho tiêu chuẩn đo mẫu Thuốc thử a Nước pha loãng: Nước có độ tinh khiết cao gây số tán xạ ánh sáng, phát nephelometers độ đục Để có độ đục nước thấp để pha loãng, giá trị danh định 0,02 NTU, qua nước tinh khiết phòng thí nghiệm thông qua lọc có kích thước lỗ nhỏ đủ để loại bỏ tất hạt lớn 0,1 μm; (17) lọc màng thông thường dùng cho vi trùng học Kiểm tra không đạt yêu cầu Rửa lại bình hai lần với nước lọc loại bỏ 200 mL b Một số vùng nước khử khoáng đóng chai thương mại có độ đục thấp Chúng sử dụng lọc không thực tế loại nước tốt để lọc phòng thí nghiệm Kiểm tra độ đục nước đóng chai để đảm bảo thấp mức đạt phòng thí nghiệm Tiêu chuẩn chuẩn formazin: 1) Dung dịch I: Hòa tan 1.000 g hydrazin sulfat, (NH 2) 2⋅H SO 4, nước cất pha loãng tới 100 mL bình định mức THẬN TRỌNG: Hydrazine sulfate chất gây ung thư; Tránh hít phải, nuốt phải, tiếp xúc với da Các chất huyền phù Formazin chứa dư hydrazin sulfat 2) Dung dịch II: Hòa tan 10.00 g hexamethylenetetramine, (CH2) 6N4, nước cất pha loãng tới 100 mL bình định mức Trong bình, trộn 5,0 mL dung dịch I 5,0 mL dung dịch II Cho đứng 24 25 ± ° C Kết đình 4000 NTU Chuyển cổ phần treo vào kính hổ phách loại lọai tia cực tím khác để bảo quản Thực pha loãng từ hệ thống treo cổ phiếu Việc đình chứng khoán ổn định vòng năm bảo quản cách Dung dịch pha loãng pha loãng: Pha loãng 4000 NTU theo chuẩn gốc với nước pha loãng chất lượng cao Chuẩn bị trước sử dụng loại bỏ sau sử dụng Tiêu chuẩn thứ cấp: Các tiêu chuẩn thứ cấp tiêu chuẩn mà nhà sản xuất (hoặc tổ chức kiểm định độc lập) xác nhận cho kết hiệu chuẩn dụng cụ tương đương (trong số giới hạn định) cho kết thu dụng cụ định cỡ theo tiêu chuẩn formazin người dùng chuẩn bị Các tiêu chuẩn thứ cấp có sẵn bao gồm: thương mại cổ phiếu treo 4000 NTU formazin, thương mại bị đình chất cầu copolymer styrenedivinylbenzene, † # (18) mặt hàng cung cấp nhà sản xuất dụng cụ, ví dụ mẫu niêm phong ô chứa đầy hỗn hợp latex oxit kim loại Các hạt gel polymer Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ1 định formazin người sử dụng chuẩn bị, chất treo styrenedivinylbenzene thương mại 'tiêu chuẩn sơ cấp', giữ nguyên "tiêu chuẩn thứ cấp" cho tiêu chuẩn kín đề cập 3) c d Các tiêu chuẩn thứ cấp làm chất kết tinh copolyme styrene-divinylbenzene thường ổn định formazin cô đặc ổn định so với formazin pha loãng Những gián đoạn công cụ cụ thể; Do đó, sử dụng dung dịch pha loãng cho loại nephelometer sử dụng Các tiêu chuẩn thứ cấp nhà sản xuất dụng cụ cung cấp (đôi gọi tiêu chuẩn '' vĩnh viễn '') cần thiết để chuẩn hóa số dụng cụ trước lần đọc thiết bị khác kiểm tra hiệu chuẩn để xác định hiệu chuẩn với tiêu chuẩn cần thiết Tất tiêu chuẩn thứ cấp, chí gọi tiêu chuẩn "vĩnh viễn", thay đổi theo thời gian Thay chúng tuổi chúng vượt thời hạn sử dụng Sự suy giảm phát cách đo độ đục tiêu chuẩn sau hiệu chuẩn thiết bị hệ thống treo formazin microsphere tươi Nếu có nghi ngờ tính toàn vẹn độ mờ tiêu chuẩn thứ cấp nào, kiểm tra hiệu chuẩn thiết bị trước tiêu chuẩn thứ cấp sau cần thiết với formazin người sử dụng chuẩn bị Hầu hết tiêu chuẩn thứ cấp nhà sản xuất chuẩn bị kỹ lưỡng nên, sử dụng cách, có đồng ý tốt với formazin Chuẩn bị mẫu chuẩn formazin phương án cuối Áp dụng tiêu chuẩn thứ cấp cụ thể cho mẫu mô hình nephelometer Không phải tất tiêu chuẩn thứ hai phải loại bỏ so sánh với tiêu chuẩn cho thấy giá trị độ đục chúng thay đổi Trong số trường hợp, tiêu chuẩn thứ cấp nên định lại với giá trị độ đục Luôn làm theo hướng dẫn nhà sản xuất Thủ tục a Các kỹ thuật đo lường chung: Các kỹ thuật đo lường thích hợp quan trọng việc giảm thiểu ảnh hưởng biến cụ bọt khí nhẹ không khí lạc Bất kể dụng cụ sử dụng, phép đo xác hơn, lặp lại quan tâm sát đến kỹ thuật đo lường thích hợp Đo độ đục để tránh thay đổi nhiệt độ kết tụ hạt lắng đọng từ thay đổi đặc tính mẫu Nếu flocculation rõ ràng, phá vỡ tập hợp kích động Tránh pha loãng Các hạt bị lơ lửng mẫu ban đầu hòa tan thay đổi đặc tính nhiệt độ thay đổi mẫu pha loãng Di chuyển không khí hay khí khác mẫu trước đo Tốt thoa bong bóng nhìn thấy Degas cách áp dụng chân không phần, thêm chất hoạt động bề mặt foam, sử dụng bồn siêu âm, áp dụng nhiệt Trong số trường hợp, kết hợp hai nhiều kỹ thuật để loại bỏ bong bóng hiệu Ví dụ, cần phải kết hợp thêm chất hoạt động bề mặt với việc sử dụng bồn tắm siêu âm số điều kiện khắc nghiệt Bất kỳ kỹ thuật số này, áp dụng sai, làm thay đổi độ đục mẫu; Sử dụng cẩn thận Nếu việc khử khí áp dụng, hình thành bong bóng giảm thiểu mẫu trì nhiệt độ áp suất nước trước lấy mẫu Không loại bỏ bong bóng khí cách để mẫu đứng khoảng thời gian trình đứng, hạt bụi gây mốc lắng xuống nhiệt độ mẫu thay đổi Cả hai điều kiện làm thay đổi độ đục mẫu, kết phép đo không đại diện b c d Sự ngưng tụ xảy bề mặt bên tế bào mẫu mẫu lạnh đo môi trường ấm, ẩm ướt Điều cản trở đo lường độ đục Hủy bỏ tất độ ẩm từ bên mẫu tế bào trước đặt tế bào dụng cụ Nếu mờ sương trở lại, ấm mẫu cách để yên nhiệt độ phòng phần ngâm bồn tắm nước ấm thời gian ngắn Đảm bảo mẫu lại trộn lẫn Hiệu chuẩn Nephelometer: Làm theo hướng dẫn vận hành nhà sản xuất Chạy tiêu chuẩn phạm vi dụng cụ sử dụng Đảm bảo nephelometer cho phép đọc ổn định tất phạm vi độ nhạy sử dụng Thực theo kỹ thuật phác thảo 2b 4a chăm sóc xử lý tế bào mẫu, khử khí xử lý ngưng tụ Đo độ đục: Lắc nhẹ mẫu Chờ bong bóng không khí biến đổ mẫu vào tế bào Khi có thể, đổ mẫu hỗn hợp vào tế bào nhúng bồn tắm siêu âm từ đến giây áp dụng khử khí chân không, làm cho bọt thoát hoàn toàn Đọc độ đục trực tiếp từ hình hiển thị Hiệu chuẩn hình đo độ đục liên tục: Hiệu chỉnh đơn vị đo độ đục liên tục cho độ đục thấp cách xác định độ đục nước chảy từ chúng, sử dụng nephelometer mô hình phòng thí nghiệm, hiệu chỉnh thiết bị theo hướng dẫn nhà sản xuất với tiêu chuẩn chuẩn Formazin tiêu chuẩn thứ cấp thích hợp Giải thích kết Báo cáo độ đục đo sau: Phạm vi độ đục(NTU) 0–1.0 1-10 10–40 40-100 100–400 400-1000 >1000 Báo cáo gần nhất(NTU) 0.05 0.1 10 50 100 Khi so sánh hiệu xử lý nước, không ước tính độ đục chặt chẽ quy định Không chắn khác biệt phép đo độ đục làm cho không kết nhân đôi với độ xác cao so với quy định Tài liệu tham khảo CƠ QUAN BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG Hoa Kỳ 1993 Phương pháp xác định chất vô mẫu môi trường EPA-600 / R / 93/100 - Bản nháp Phòng Nghiên cứu Hệ thống Giám sát Môi trường, Cincinnati, Ohio Tài liệu tham khảo HACH, C.C., R.D VANOUS & J.M HEER 1985 Understanding Turbidity Measurement Hach Co., Technical Information Ser., Booklet 11, Loveland, Colo KATZ, E.L 1986 The stability of turbidity in raw water and its relationship to chlorine demand J Amer Water Works Assoc 78:72 MCCOY, W.F & B.H OLSON 1986 Relationship among turbidity, particle counts and bacteriological quality within water distribution lines Water Res 20:1023 BUCKLIN, K.E., G.A MCFETERS & A AMIRTHARAJAH 1991 Penetration of coliform through municipal drinking water filters Water Res 25: 1013 HERNANDEZ, E., R.A BAKER & P.C CRANDALL 1991 Model for evaluating turbidity in cloudy beverages J Food Sci 56:747 HART, V.S., C.E JOHNSON & R.D LETTERMAN 1992 An analysis of low-level turbidity measurements J Amer Water Works Assoc., 84(12): 40 LECHEVALLIER, M.W & W.D NORTON 1992 Examining relationship between particle counts and Giardia, Cryptosporidium, and turbidity J Amer Water Works Assoc 84(12):54 ... cho bọt thoát hoàn toàn Đọc độ đục trực tiếp từ hình hiển thị Hiệu chuẩn hình đo độ đục liên tục: Hiệu chỉnh đơn vị đo độ đục liên tục cho độ đục thấp cách xác định độ đục nước chảy từ chúng, sử... biệt độ đục 0,02 NTU thấp phạm vi thấp nước có độ đục NTU Có thể cần vài dãy để đạt độ bao phủ đầy đủ độ nhạy đủ cho độ đục thấp Sự khác biệt thiết kế dụng cụ tạo khác biệt giá trị đo cho độ đục. .. vị độ đục nephelometric (NTU) Lưu trữ mẫu Xác định độ đục sớm tốt sau lấy mẫu Nhẹ nhàng trộn lẫn tất mẫu trước kiểm tra để đảm bảo phép đo đại diện Việc bảo quản mẫu không thực tế; Bắt đầu phân