Turbidimetria
A turbidimetria a folyadékok és gázok minőségének fotometriai módszerrel való mérése, amely a zavarosság meghatározásán alapszik. Ilyen méréseket végeznek az ivóvizek tisztaságának, a természetes vizek szennyezettségének, a környezeti levegő tisztaságának ellenőrzésére. A meteorológiában a levegő tulajdonságainak megadására, a repülésben a tiszta látástávolság meghatározásában van szerepe.
A vizsgált jelenség szerkesztés
Ide soroljuk azokat a jelenségeket, amelyeknél a fény hiányosan jut el az észlelőhöz. Ilyen lehet az
- elnyelődés (abszorpció)
- fényszóródás (scattering)
A jelenséget a folyadékban, vagy gázban lebegő szemcsék okozzák, amelyek így kolloidot, vagy szuszpenziót alkotnak. Jellegénél fogva lehet köd, vagy füst. A fény spektrumától függetlenül szokás vizsgálni; alapjait tekintve nem színes jelenség. Egyes műszerek monokromatikus sugárzással mérik, de csak a mérési bizonytalanság csökkentése érdekében. Észlelése a fény visszaverődése (reflexiója), vagy transzmissziója alapján lehetséges.
Az angol több kifejezést is használ erre az állapotra.
- fog (nagy fényelnyelésű köd, általában folyadékcseppektől származóan)
- mist (kis fényelnyelésű köd, általában folyadékcseppektől származóan)
- haze (szilárd szemcsék által okozott fényelnyelés, a füstnél tágabb fogalom; pl. túlhűtött vízköd, párás köd, füst, vulkáni hamu, porfelhő)
- smoke (többnyire tüzelésből származó szilárd szemcsék által okozott fényelnyelés)
- smog (káros szennyeződéstől származó, fényelnyelést okozó füst, vagy köd)
- opacity (lebegő szemcsék által átlátszatlanná vált folyadék, általában fehér; a fedő festékekhez hasonló jelenséget hoz létre)
- translucency (diffúz fényszóródás következtében bizonyos mértékben átlátszó folyadék; az opacitás inverze)
A Nemzetközi Meteorológiai Szervezet (World Meteorological Organization) kódokkal jelzi ezeket az állapotokat[1]
Mérési módszerek szerkesztés
Jackson Turbidity Unit szerkesztés
A kezdetben alkalmazott módszernél emberi közreműködésre van szükség.[2] A függőleges csőbe töltött mintának azt a szintjét kell megállapítani, amelynél az alul elhelyezett gyertya fénye még látható. A szint tehát fordított arányosságban áll a minta zavarosságával. Ennek mérőszáma a Jackson Candle Unit, Jackson Turbidity Unit, JTU. Hitelesítő mintaként kovaföldet, kvarchomokot, vagy finoman eloszlatott sziliciumdioxidot használnak. 100×10-6 rész sziliciumdioxid tartalom megfelel 21,5 JTU értéknek.
Nephelometric Turbidity Unit szerkesztés
Az Egyesült Államokban kifejlesztett módszer a Nephelometric Turbidity Unit, NTU, ott ez szabványos.[3] Egy mg/L sziliciumdioxid megfelel 1 NTU értéknek. A mérés a 90°-os szóródás módszerét alkalmazza.[4] A korszerűbb műszerek képesek a forward scattering (12°-os szögben előre szóródásos) és a backward scatterening (visszafelé szóródásos) mérésre is. A visszaszórt fény iránya 90 és 180 fok közé eshet. E két utóbbi mérés lehetővé teszi a referencia fénynyaláb hasznosítását (ez a két fényutas elrendezés; a referencia sugár iránya 0 fok). Az ilyen műszer automatikusan kalibrálható.
Megjegyzendő, hogy a turbidimetriában a fény térbeli szóródását észleljük. A felszíni szóródás a diffúz visszaverődés jelenségén alapul, s ezt a mérőeszközöknek ki kell zárniuk a mérésből.
Formazine Turbidity Unit szerkesztés
A Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO) a formazin alapján történő mérést írja elő.[5] A kalibráló folyadék összetétele: 5 g/L hidrazin-szulfát és 50 g/L hexamin vizes szuszpenziója. Hígítás nélkül ez megfelel 4000 FTU (Formazin Turbidity Unit) értéknek, és mérőszáma azonos FTU, NTU, FAU, FNU értékkel (a betűk a Formazine, a Nephelometric, a Turbidity, az Attenuation: csillapítás és a Unit szavakból adódnak).
A magyar szabvány azonos a nemzetközi szabvánnyal: MSz EN ISO 7027:2000. Magyarországon ebben a formában végzik a víztisztaság mérését,[6] mintaképpen itt látható a Vízművek megrendelési tájékoztatója[7]
Turbiditás mérése az abszorpció alapján szerkesztés
A turbiditásmérés eredetileg fény abszorpciója,[8] de léteznek ultrahangos turbiditásmérési eljárások is.
Nemzetközi adatok szerkesztés
Nanocolor VIS[9] képes az ISO 7027 szerint 90°-os nefelometrikus mérésre 860 nm hullámhosszon, 1...1000 NTU, illetve FNU szerint (formazin nephelometric unit), valamint 180°-os abszorpciós turbidimetrikus mérésre 550 nm hullámhosszon.[10]
Turbiditásmérések összehasonlítása szerkesztés
A DIN EN 27027 tartalma azonos a nemzetközi szabványéval. A MEBAK (Mitteleuropäische Brautechnische Analysenkommission) a sör minőségét méri a formazinos szabvány alapján, éppúgy, mint az EBC (European Brewery Convention). Az amerikai ASBC (American Society of Brewing Chemists) 580 nm-en, a formazin szabványa alapján mér, az IBD (Institut of Brewing & Distilling) is. Az EPA (Environmental Protection Agency) az amerikai szabványt alkalmazza.[11]
A hígítatlan szuszpenzióra vonatkozó értékek:
- 1000 EBC (European Brewery Convention)
- 4000 TEF (Trübungseinheiten Formazin)
- 4000 FTU (Formazine Turbidity Units)
- 4000 FNU (Formazine Nephelometric Units csak 90° oldalt-szóródásos mérésnél)
- 4000 FAU (Formazine Attenuation Units absorpciós mérésnél >40 FNU)
- 40000 Helm units
- 9000 ASBC (American Society of Brewing Chemists)
Források szerkesztés
- ↑ Dey, Clifford H.: Guide to WMO Table Driven Code Forms. World Meteorological Organization
- ↑ Jackson turbidity units. sizes.com, 2011 [last update]. (Hozzáférés: 2011. december 30.)
- ↑ Nephelometric turbidity unit. sizes.com, 2011. (Hozzáférés: 2011. december 30.)
- ↑ 12_90scatter.pdf (application/pdf objektum). metrisa.de, 2011 [last update]. (Hozzáférés: 2011. december 29.)[halott link]
- ↑ Turbidity standards according DIN EN 27027, ISO 7027, EPA, IOB, MEBAK, EBC, ASBC. metrisa.de, 2011 [last update]. [2011. október 16-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2011. december 29.)
- ↑ Vízügyi tárgyú országos szabványok. aquadocinter.hu, 2004. [2010. május 27-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2011. december 29.)
- ↑ Vízmegrendelő. formanyomtatvany.hu, 2011 [last update]. (Hozzáférés: 2011. december 29.)[halott link]
- ↑ absorbance measurement_b_.pdf (application/pdf objektum). metrisa.de, 2011 [last update]. (Hozzáférés: 2011. december 29.)[halott link]
- ↑ Photometer NANOCOLOR VIS. mn-net.com, 2011. (Hozzáférés: 2011. december 30.)
- ↑ Nefelometria Koreában. esrl.noaa.gov, 2011. (Hozzáférés: 2011. december 30.)
- ↑ Turbidity standards according DIN EN 27027, ISO 7027, EPA, IOB, MEBAK, EBC, ASBC. metrisa.de, 2011 [last update]. [2011. október 16-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2011. december 29.)