სიმღვრივის განმარტება

სიმღვრივე არის ოპტიკური ეფექტი, რომელიც გამოწვეულია სინათლის ურთიერთქმედებით ხსნარში შეჩერებულ ნაწილაკებთან, ყველაზე ხშირად წყალში. შეჩერებული ნაწილაკები, როგორიცაა ნალექი, თიხა, წყალმცენარეები, ორგანული ნივთიერებები და სხვა მიკრობული ორგანიზმები, ავრცელებენ სინათლეს წყლის ნიმუშში. ამ წყალხსნარში შეჩერებული ნაწილაკების მიერ სინათლის გაფანტვა წარმოქმნის სიმღვრივეს, რაც ახასიათებს სინათლის შეფერხების ხარისხს წყლის ფენაში გავლისას. სიმღვრივე არ არის მაჩვენებელი სითხეში შეჩერებული ნაწილაკების კონცენტრაციის პირდაპირ დასახასიათებლად. ის ირიბად ასახავს შეჩერებული ნაწილაკების კონცენტრაციას ხსნარში შეჩერებული ნაწილაკების სინათლის გაფანტვის ეფექტის აღწერით. რაც უფრო დიდია გაფანტული სინათლის ინტენსივობა, მით მეტია წყალხსნარის სიმღვრივე.
სიმღვრივის განსაზღვრის მეთოდი
სიმღვრივე არის წყლის ნიმუშის ოპტიკური თვისებების გამოხატულება და გამოწვეულია წყალში უხსნადი ნივთიერებების არსებობით, რომლებიც იწვევენ სინათლის გაფანტვას და შთანთქმას, ვიდრე წყლის ნიმუშის სწორხაზოვნად გავლას. ეს არის ინდიკატორი, რომელიც ასახავს ბუნებრივი წყლისა და სასმელი წყლის ფიზიკურ თვისებებს. იგი გამოიყენება წყლის გამჭვირვალობის ან სიმღვრივის ხარისხის აღსანიშნავად და ეს არის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი მაჩვენებელი წყლის ხარისხის სიკეთის გასაზომად.
ბუნებრივი წყლის სიმღვრივე გამოწვეულია წვრილი შეჩერებული ნივთიერებებით, როგორიცაა სილა, თიხა, წვრილი ორგანული და არაორგანული ნივთიერებები, ხსნადი ფერადი ორგანული ნივთიერებები და პლანქტონი და სხვა მიკროორგანიზმები წყალში. ამ შეჩერებულ ნივთიერებებს შეუძლიათ ბაქტერიებისა და ვირუსების შეწოვა, ამიტომ დაბალი სიმღვრივე ხელს უწყობს წყლის დეზინფექციას ბაქტერიებისა და ვირუსების მოსაკლავად, რაც აუცილებელია წყლის მიწოდების უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად. ამიტომ ცენტრალიზებული წყალმომარაგება სრულყოფილი ტექნიკური პირობებით უნდა ცდილობდეს წყლის რაც შეიძლება დაბალი სიმღვრივის მიწოდებას. ქარხნის წყლის სიმღვრივე დაბალია, რაც სასარგებლოა ქლორირებული წყლის სუნისა და გემოს შესამცირებლად; ეს სასარგებლოა ბაქტერიების და სხვა მიკროორგანიზმების რეპროდუქციის თავიდან ასაცილებლად. წყლის განაწილების სისტემაში დაბალი სიმღვრივის შენარჩუნება ხელს უწყობს ნარჩენი ქლორის სათანადო რაოდენობით არსებობას.
ონკანის წყლის სიმღვრივე უნდა იყოს გამოხატული გაფანტული სიმღვრივის ერთეულში NTU, რომელიც არ უნდა აღემატებოდეს 3NTU-ს და არ უნდა აღემატებოდეს 5NTU-ს განსაკუთრებულ პირობებში. ასევე მნიშვნელოვანია მრავალი პროცესის წყლის სიმღვრივე. სასმელების, საკვების გადამამუშავებელი ქარხნები და წყლის გამწმენდი ქარხნები, რომლებიც იყენებენ ზედაპირულ წყალს, ძირითადად ეყრდნობიან კოაგულაციას, დალექვასა და ფილტრაციას, რათა უზრუნველყონ დამაკმაყოფილებელი პროდუქტი.
ძნელია გქონდეს კორელაცია სიმღვრივესა და შეჩერებული ნივთიერების მასის კონცენტრაციას შორის, რადგან ნაწილაკების ზომა, ფორმა და გარდატეხის ინდექსი ასევე გავლენას ახდენს სუსპენზიის ოპტიკურ თვისებებზე. სიმღვრივის გაზომვისას, ნიმუშთან კონტაქტში მყოფი ყველა მინის ჭურჭელი უნდა ინახებოდეს სუფთა პირობებში. მარილმჟავით ან სურფაქტანტით გაწმენდის შემდეგ ჩამოიბანეთ სუფთა წყლით და გადაწურეთ. ნიმუშები აღებულია მინის ფლაკონებში საცობებით. სინჯის აღების შემდეგ, ზოგიერთ შეჩერებულ ნაწილაკს შეუძლია დალექოს და შედედდეს მოთავსებისას და ვერ აღდგება დაბერების შემდეგ, მიკროორგანიზმებს ასევე შეუძლიათ გაანადგურონ მყარი ნივთიერებების თვისებები, ამიტომ ის უნდა გაიზომოს რაც შეიძლება მალე. თუ შენახვა აუცილებელია, ის თავიდან უნდა იქნას აცილებული ჰაერთან კონტაქტს და უნდა განთავსდეს ცივ ბნელ ოთახში, მაგრამ არა უმეტეს 24 საათისა. თუ ნიმუში ინახება ცივ ადგილას, გაზომვამდე დააბრუნეთ ოთახის ტემპერატურაზე.
ამჟამად წყლის სიმღვრივის გასაზომად გამოიყენება შემდეგი მეთოდები:
(1) გადაცემის ტიპი (სპექტროფოტომეტრის და ვიზუალური მეთოდის ჩათვლით): ლამბერტ-ბერის კანონის თანახმად, წყლის ნიმუშის სიმღვრივე განისაზღვრება გადაცემული სინათლის ინტენსივობით, ხოლო წყლის ნიმუშისა და სინათლის სიბნელეზე უარყოფითი ლოგარითმი. გამტარობა არის ხაზოვანი ურთიერთობის სახით, რაც უფრო მაღალია სიმღვრივე, მით უფრო დაბალია სინათლის გამტარობა. თუმცა, ბუნებრივ წყალში ყვითელი ფერის ჩარევის გამო, ტბებისა და წყალსაცავების წყალი ასევე შეიცავს ორგანულ სინათლის შთანთქმელ ნივთიერებებს, როგორიცაა წყალმცენარეები, რაც ასევე ხელს უშლის გაზომვას. აირჩიეთ 680 რგოლის ტალღის სიგრძე, რათა თავიდან აიცილოთ ყვითელი და მწვანე ჩარევა.
(2) გაფანტვის ტურბიდიმეტრი: რეილის (რეილი) ფორმულის მიხედვით (Ir/Io=KD, h არის გაფანტული სინათლის ინტენსივობა, 10 არის ადამიანის გამოსხივების ინტენსივობა), გაზომეთ გაფანტული სინათლის ინტენსივობა გარკვეული კუთხით, რათა მივაღწიოთ წყლის ნიმუშების სიმღვრივის მიზნის განსაზღვრა. როდესაც შემთხვევის სინათლე მიმოფანტულია ნაწილაკებით, რომელთა ნაწილაკების ზომა 1/15-დან 1/20-მდეა, ინტენსივობა შეესაბამება რეილის ფორმულას და ნაწილაკების ნაწილაკების ზომა ტალღის სიგრძის 1/2-ზე მეტი. შემთხვევის შუქი ასახავს სინათლეს. ეს ორი სიტუაცია შეიძლება წარმოდგენილი იყოს Ir∝D-ით და 90 გრადუსიანი კუთხით შუქი ჩვეულებრივ გამოიყენება როგორც დამახასიათებელი სინათლე სიმღვრივის გასაზომად.
(3) გაფანტულ-გადამცემი სიმღვრივის მრიცხველი: გამოიყენეთ Ir/It=KD ან Ir/(Ir+It)=KD (Ir არის გაფანტული სინათლის ინტენსივობა, ეს არის გადაცემული სინათლის ინტენსივობა) გადაცემული სინათლის ინტენსივობის გასაზომად და არეკლილი შუქი და ნიმუშის სიმღვრივის გასაზომად. იმის გამო, რომ გადაცემული და გაფანტული სინათლის ინტენსივობა იზომება ერთდროულად, მას აქვს უფრო მაღალი მგრძნობელობა იმავე ინციდენტის სინათლის ინტენსივობის დროს.
ზემოაღნიშნულ სამ მეთოდს შორის უკეთესია გაფანტვა-გადამცემი ტურბიდიმეტრი, მაღალი მგრძნობელობით და წყლის სინჯში ქრომატულობა არ უშლის ხელს გაზომვას. თუმცა ინსტრუმენტის სირთულის და მაღალი ფასის გამო ძნელია მისი პოპულარიზაცია და გამოყენება გ-ში. ვიზუალურ მეთოდზე დიდ გავლენას ახდენს სუბიექტურობა. G ფაქტობრივად, სიმღვრივის გაზომვისას ძირითადად გამოიყენება გაფანტული სიმღვრივის მრიცხველი. წყლის სიმღვრივე ძირითადად გამოწვეულია ნაწილაკებით, როგორიცაა ნალექი წყალში და გაფანტული სინათლის ინტენსივობა უფრო დიდია, ვიდრე შთანთქმის. მაშასადამე, გაფანტვის სიმღვრივის მრიცხველი უფრო მგრძნობიარეა, ვიდრე გადამცემი სიმღვრივის მრიცხველი. და იმის გამო, რომ გაფანტული ტიპის ტურბიდიმეტრი იყენებს თეთრ შუქს, როგორც სინათლის წყაროს, ნიმუშის გაზომვა უფრო ახლოს არის რეალობასთან, მაგრამ ქრომატულობა ხელს უშლის გაზომვას.
სიმღვრივე იზომება გაფანტული სინათლის გაზომვის მეთოდით. ISO 7027-1984 სტანდარტის მიხედვით, სიმღვრივის მრიცხველი, რომელიც აკმაყოფილებს შემდეგ მოთხოვნებს, შეიძლება გამოყენებულ იქნას:
(1) დაცემის სინათლის λ ტალღის სიგრძეა 860 ნმ;
(2) ინციდენტის სპექტრული გამტარობა △λ არის 60 ნმ-ზე ნაკლები ან ტოლი;
(3) პარალელური ინციდენტის შუქი არ განსხვავდება და ნებისმიერი ფოკუსი არ აღემატება 1,5°-ს;
(4) საზომი კუთხე θ მოხვედრის სინათლის ოპტიკურ ღერძსა და გაფანტული სინათლის ოპტიკურ ღერძს შორის არის 90±25°
(5) გახსნის კუთხე ωθ წყალში არის 20°~30°.
და შედეგების სავალდებულო მოხსენება ფორმაზინის სიმღვრივის ერთეულებში
① როდესაც სიმღვრივე არის 1 ფორმაზინის გაფანტვის სიმღვრივის ერთეულზე ნაკლები, ის ზუსტია 0.01 ფორმაზინის გაფანტვის სიმღვრივის ერთეულზე;
②როდესაც სიმღვრივე არის 1-10 ფორმაზინის გაფანტული სიმღვრივის ერთეული, ის ზუსტია 0.1 ფორმაზინის გაფანტვის სიმღვრივის ერთეულზე;
③ როდესაც სიმღვრივე არის 10-100 ფორმაზინის გაფანტვის სიმღვრივის ერთეული, ის ზუსტია 1 ფორმაზინის გაფანტვის სიმღვრივის ერთეულზე;
④ როდესაც სიმღვრივე მეტია ან ტოლია 100 ფორმაზინის გაფანტვის სიმღვრივის ერთეულზე, ის ზუსტი უნდა იყოს 10 ფორმაზინის გაფანტვის სიმღვრივის ერთეულზე.
1.3.1 დაბინდული წყალი უნდა იქნას გამოყენებული განზავების სტანდარტების ან განზავებული წყლის ნიმუშებისთვის. დაბინდული წყლის მომზადების მეთოდი ასეთია: გამოხდილი წყალი გადაივლეთ მემბრანულ ფილტრში 0,2 მკმ პორების ზომის (ბაქტერიების შესამოწმებლად გამოყენებული ფილტრის მემბრანა ვერ აკმაყოფილებს მოთხოვნებს), ჩამოიბანეთ შესაგროვებელი კოლბა მინიმუმ გაფილტრული წყლით. ორჯერ და გადააგდეთ შემდეგი 200 მლ. გამოხდილი წყლის გამოყენების მიზანია შეამციროს ორგანული ნივთიერებების გავლენა იონ-გაცვლის სუფთა წყალში განსაზღვრაზე და შეამციროს ბაქტერიების ზრდა სუფთა წყალში.
1.3.2 ჰიდრაზინის სულფატი და ჰექსამეთილენტეტრამინი შეიძლება მოთავსდეს სილიკა გელის დეზიკატორში აწონვის წინ მთელი ღამის განმავლობაში.
1.3.3 როდესაც რეაქციის ტემპერატურა 12-37°C დიაპაზონშია, არ არის აშკარა ეფექტი (ფორმაზინის) სიმღვრივის წარმოქმნაზე და არ წარმოიქმნება პოლიმერი, როდესაც ტემპერატურა 5°C-ზე ნაკლებია. ამიტომ ფორმაზინის სიმღვრივის სტანდარტული ხსნარის მომზადება შესაძლებელია ოთახის ნორმალურ ტემპერატურაზე. მაგრამ რეაქციის ტემპერატურა დაბალია, სუსპენზია ადვილად შეიწოვება მინის ჭურჭლის მიერ და ტემპერატურა ძალიან მაღალია, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს მაღალი სიმღვრივის სტანდარტული მნიშვნელობის დაცემა. ამიტომ ფორმაზინის წარმოქმნის ტემპერატურა საუკეთესოდ კონტროლდება 25±3°C-ზე. ჰიდრაზინის სულფატის და ჰექსამეთილენტეტრამინის რეაქციის დრო თითქმის დასრულდა 16 საათში, ხოლო პროდუქტის სიმღვრივე მაქსიმუმს მიაღწია რეაქციის 24 საათის შემდეგ და არ იყო განსხვავება 24 და 96 საათს შორის. The
1.3.4 ფორმაზინის ფორმირებისთვის, როდესაც წყალხსნარის pH არის 5.3-5.4, ნაწილაკები რგოლისებრი, წვრილი და ერთგვაროვანია; როდესაც pH არის დაახლოებით 6.0, ნაწილაკები წვრილი და მკვრივია ლერწმის ყვავილებისა და ფლოკების სახით; როდესაც pH არის 6.6, წარმოიქმნება დიდი, საშუალო და პატარა ფიფქის მსგავსი ნაწილაკები.
1.3.5 სტანდარტული ხსნარი 400 გრადუსი სიმღვრიით შეიძლება ინახებოდეს ერთი თვის განმავლობაში (თუნდაც ნახევარი წელი მაცივარში), ხოლო სტანდარტული ხსნარი 5-100 გრადუსი სიმღვრივეთ არ შეიცვლება ერთი კვირის განმავლობაში.