Kuidas mõõdetakse vee hägusust?

Mis on hägusus?

Hägusus on vedeliku hägususe või udusesuse mõõt, mida tavaliselt kasutatakse vee kvaliteedi hindamiseks looduslikes veekogudes – näiteks jõgedes, järvedes ja ookeanides – ning ka veepuhastussüsteemides. See tekib hõljuvate osakeste, sealhulgas muda, vetikate, planktoni ja tööstuslike kõrvalsaaduste olemasolu tõttu, mis hajutavad veesambas läbivat valgust.
Hägusust kvantifitseeritakse tavaliselt nefelomeetrilistes hägususe ühikutes (NTU), kusjuures kõrgemad väärtused näitavad suuremat vee läbipaistmatust. See ühik põhineb vees hõljuvate osakeste poolt hajutatud valguse hulgal, mida mõõdetakse nefelomeetriga. Nefelomeeter suunab proovi läbi valguskiire ja tuvastab hõljuvate osakeste poolt 90-kraadise nurga all hajutatud valguse. Kõrgemad NTU väärtused näitavad vee suuremat hägusust ehk hägusust. Madalamad NTU väärtused näitavad selgemat vett.
Näiteks: Selge vee NTU väärtus võib olla nullilähedane. Joogivee, mis peab vastama ohutusstandarditele, NTU on tavaliselt alla 1. Suure reostusastmega või hõljuvate osakestega vee NTU väärtused võivad ulatuda sadadesse või tuhandetesse.

Miks mõõta vee kvaliteedi hägusust?

Suurenenud hägususe tase võib põhjustada mitmeid kahjulikke tagajärgi:
1) Vähenenud valguse läbilaskvus: See kahjustab veetaimede fotosünteesi, häirides seeläbi laiemat veeökosüsteemi, mis sõltub primaarsest produktiivsusest.
2) Filtreerimissüsteemide ummistumine: Hõljuvained võivad veepuhastusjaamades filtreid ummistada, suurendades tegevuskulusid ja vähendades töötlemise efektiivsust.
3) Seos saasteainetega: Hägusust põhjustavad osakesed on sageli kahjulike saasteainete, näiteks patogeensete mikroorganismide, raskmetallide ja mürgiste kemikaalide kandjateks, mis kujutavad endast ohtu nii keskkonnale kui ka inimeste tervisele.
Kokkuvõttes on hägusus oluline näitaja veevarude füüsikalise, keemilise ja bioloogilise terviklikkuse hindamisel, eriti keskkonnaseire ja rahvatervise raamistikes.
Mis on hägususe mõõtmise põhimõte?

Hägususe mõõtmise põhimõte põhineb valguse hajumisel, kui see läbib hõljuvaid osakesi sisaldavat veeproovi. Kui valgus nende osakestega interakteerub, hajub see erinevates suundades ja hajutatud valguse intensiivsus on otseselt proportsionaalne esinevate osakeste kontsentratsiooniga. Suurem osakeste kontsentratsioon põhjustab suurenenud valguse hajumist, mis omakorda suurendab hägusust.

hägususe mõõtmise põhimõte

Protsessi saab jagada järgmisteks etappideks:
Valgusallikas: Läbi veeproovi suunatakse valguskiir, mida tavaliselt kiirgab laser või LED.
Hõljuvad osakesed: Kui valgus levib läbi proovi, põhjustavad hõljuvad ained – näiteks setted, vetikad, plankton või saasteained – valguse hajumist mitmes suunas.
Hajutatud valguse tuvastamine: Anefelomeeter, hägususe mõõtmiseks kasutatav instrument, tuvastab langeva kiire suhtes 90-kraadise nurga all hajutatud valgust. See nurkdetekteerimine on standardmeetod tänu oma kõrgele tundlikkusele osakeste põhjustatud hajumise suhtes.
Hajutatud valguse intensiivsuse mõõtmine: Hajutatud valguse intensiivsust kvantifitseeritakse, kusjuures suurem intensiivsus näitab suuremat hõljuvate osakeste kontsentratsiooni ja sellest tulenevalt suuremat hägusust.
Hägususe arvutamine: Mõõdetud hajutatud valguse intensiivsus teisendatakse nefelomeetrilisteks hägususe ühikuteks (NTU), mis annab standardiseeritud arvväärtuse, mis esindab hägususe astet.
Mis mõõdab vee hägusust?

Vee hägususe mõõtmine optiliste hägususandurite abil on tänapäevastes tööstusrakendustes laialdaselt kasutusele võetud praktika. Tavaliselt on multifunktsionaalne hägususanalüsaator vajalik reaalajas mõõtmiste kuvamiseks, andurite perioodilise automaatse puhastamise võimaldamiseks ja ebanormaalsete näitude korral hoiatuste käivitamiseks, tagades seeläbi vastavuse vee kvaliteedistandarditele.

Online hägususeandur (mõõdetav merevesi)

Erinevad töökeskkonnad nõuavad erinevaid hägususe jälgimise lahendusi. Elamute sekundaarsetes veevarustussüsteemides, veepuhastusjaamades ja joogiveevarustusjaamade sisse- ja väljalaskepunktides kasutatakse valdavalt madala mõõtepiirkonnaga hägususemõõtjaid, millel on suur täpsus ja kitsas mõõtepiirkond. See on tingitud rangetest nõuetest madala hägususe taseme kohta nendes keskkondades. Näiteks enamikus riikides määrab kraanivee regulatiivne standard puhastusjaamade väljavooludes hägususe taseme alla 1 NTU. Kuigi basseinivee testimine on vähem levinud, nõuab see ka väga madalat hägususe taset, mis nõuab tavaliselt madala mõõtepiirkonnaga hägususemõõtjate kasutamist.

Madala ulatusega hägususmõõturid TBG-6188T

Seevastu sellised rakendused nagu reoveepuhastid ja tööstusliku heitvee väljalaskekohad vajavad laiaulatuslikke hägususmõõtureid. Nendes keskkondades on vees sageli märkimisväärsed hägususe kõikumised ja see võib sisaldada märkimisväärses kontsentratsioonis hõljuvaid aineid, kolloidseid osakesi või keemilisi sademeid. Hägususe väärtused ületavad sageli ülimadala ulatusega instrumentide ülemisi mõõtmispiire. Näiteks võib reoveepuhasti sissevoolu hägusus ulatuda mitmesaja NTU-ni ja isegi pärast esmast puhastamist on vaja jälgida hägususe taset kümnetes NTU-des. Laiaulatuslikud hägususmõõturid töötavad tavaliselt hajutatud ja läbiva valguse intensiivsuse suhte põhimõttel. Dünaamilise ulatuse laiendamise tehnikaid kasutades saavutavad need instrumendid mõõtmisvõimalused vahemikus 0,1 NTU kuni 4000 NTU, säilitades samal ajal täpsuse ±2% täisskaala ulatuses.

Tööstuslik võrgus olev hägususe analüsaator

Spetsialiseeritud tööstuslikes kontekstides, näiteks farmaatsia-, toidu- ja joogitööstuses, esitatakse hägususe mõõtmiste täpsusele ja pikaajalisele stabiilsusele veelgi suuremaid nõudmisi. Need tööstusharud kasutavad sageli kahekiirelisi hägususemõõtjaid, mis sisaldavad võrdluskiirt valgusallika kõikumiste ja temperatuurikõikumiste põhjustatud häirete kompenseerimiseks, tagades seeläbi püsiva mõõtmise usaldusväärsuse. Näiteks süstevee hägusus tuleb tavaliselt hoida alla 0,1 NTU, mis kehtestab seadme tundlikkusele ja häiretele vastupidavusele ranged nõuded.
Lisaks muutuvad asjade interneti (IoT) tehnoloogia arenguga kaasaegsed hägususe jälgimissüsteemid üha intelligentsemaks ja võrgustatumaks. 4G/5G sidemoodulite integreerimine võimaldab hägususe andmete reaalajas edastamist pilveplatvormidele, hõlbustades kaugseiret, andmeanalüüsi ja automatiseeritud häireteateid. Näiteks on üks munitsipaalveepuhastusjaam rakendanud intelligentset hägususe jälgimissüsteemi, mis seob väljalaskeava hägususe andmed veejaotussüsteemiga. Ebanormaalse hägususe tuvastamisel reguleerib süsteem automaatselt kemikaalide doseerimist, mille tulemuseks on vee kvaliteedi paranemine 98%-lt 99,5%-le ja kemikaalide tarbimise vähenemine 12%.
Kas hägusus on sama mõiste kui hõljuvainete koguhulk?

Hägusus ja hõljuvate osakeste koguhulk (TSS) on omavahel seotud mõisted, kuid need ei ole samad. Mõlemad viitavad vees hõljuvatele osakestele, kuid erinevad selle poolest, mida nad mõõdavad ja kuidas neid kvantifitseeritakse.
Hägusus mõõdab vee optilisi omadusi, täpsemalt seda, kui palju valgust hõljuvad osakesed hajutavad. See ei mõõda otseselt osakeste hulka, vaid pigem seda, kui palju valgust need osakesed blokeerivad või kõrvale suunavad. Hägusust mõjutavad lisaks osakeste kontsentratsioonile ka sellised tegurid nagu osakeste suurus, kuju ja värvus, samuti mõõtmisel kasutatava valguse lainepikkus.

Tööstuslik hõljuvate tahkete ainete koguhulga (TSS) mõõtur

Hõljuvate tahkete ainete koguhulk(TSS) mõõdab veeproovis hõljuvate osakeste tegelikku massi. See kvantifitseerib vees hõljuvate tahkete ainete kogukaalu, olenemata nende optilistest omadustest.
TSS-i mõõdetakse teadaoleva veemahu filtreerimise teel läbi filtri (tavaliselt teadaoleva kaaluga filtri). Pärast vee filtreerimist kuivatatakse ja kaalutakse filtrile jäänud tahked ained. Tulemust väljendatakse milligrammides liitri kohta (mg/L). TSS on otseselt seotud hõljuvate osakeste hulgaga, kuid ei anna teavet osakeste suuruse ega selle kohta, kuidas osakesed valgust hajutavad.
Peamised erinevused:
1) Mõõtmise olemus:
Hägusus on optiline omadus (kuidas valgus hajub või neeldub).
TSS on füüsikaline omadus (vees hõljuvate osakeste mass).
2) Mida nad mõõdavad:
Hägusus annab märku vee selgusest või hägususest, kuid ei anna teada tahkete ainete tegelikku massi.
TSS võimaldab otseselt mõõta vees sisalduvate tahkete ainete hulka, olenemata sellest, kui selge või hägune see välja näeb.
3) Ühikud:
Hägusust mõõdetakse NTU-des (nefelomeetrilistes hägususe ühikutes).
TSS-i mõõdetakse mg/l-s (milligrammi liitri kohta).
Kas värvus ja hägusus on samad?

Värvus ja hägusus ei ole samad, kuigi mõlemad mõjutavad vee välimust.

Vee kvaliteedi veebipõhine värvimõõtur

Siin on erinevus:
Värvus viitab vee toonile või varjundile, mille põhjustavad lahustunud ained, näiteks orgaaniline aine (näiteks kõdunevad lehed) või mineraalid (näiteks raud või mangaan). Isegi selge vesi võib olla värviline, kui see sisaldab lahustunud värvilisi ühendeid.
Hägusus viitab vee hägususele või udususele, mille põhjustavad hõljuvad osakesed, näiteks savi, muda, mikroorganismid või muud peened tahked ained. See mõõdab, kui palju osakesed hajutavad läbivat valgust.
Lühidalt:
Värv = lahustunud ained
Hägusus = hõljuvad osakesed