وحدة قياس العكارة في المياه

كتابة: دعاء اشرف آخر تحديث: 07 أبريل 2021 , 19:17

وحدة قياس تعكير الماء

ليس لـوحدات التعكر قيمة جوهرية ولكن لها مؤشر نوعي وليس مؤشر كمي،  ولا يوجد تحويل قياسي بين وحدات التعكر المختلفة (مثل NTU أو FNU) وقياسات الكتلة الكمية 52 (مجم / لتر) [1] .

بالإضافة إلى ذلك فإن المياه النظيفة ليست صحية دائما ولا تشير المياه العكرة بالضرورة إلى وجود مشكلة ، ويجب دائما الحصول على بيانات التعكر في السياق .

وهذا يعني أنه من المهم مراعاة طبيعة المواد الصلبة العالقة الموجودة في مخططات أكبر لأنظمة المياه (مثل المجاري أو البحيرات أو المحيطات أو محطات معالجة مياه الصرف الصحي) .

لهذا السبب عادة ما تشير التغيرات في التعكر إلى مشاكل ، مثل تكوين تكاثر الطحالب على البحيرة أو الزيادة المطردة في الرواسب المعلقة في النهر بسبب تلوث الروافد .

كمقياس نوعي للسياق يمكن أن تسبب مجموعة متنوعة من وحدات التعكر المستخدمة مربكا ، وتستخدم كل طريقة وحدة قياس مختلفة ، نظرا لنوع مصدر الضوء .

فإن التغييرات في الكاشف أو زاوية القياس ستغير قراءة التعكر، لذلك تم إدخال العديد من وحدات التعكر ، بالإضافة إلى ذلك ستعكس المواد الصلبة ذات الأساس المعدني مزيدا من الضوء .

بينما تميل الجسيمات العضوية إلى امتصاص المزيد من الضوء ، وتستند هذه التأثيرات إلى العلاقة بين الضوء (الطول الموجي وعرض الحزمة) ، والتفصيل واللون والتركيز بهذه الطريقة حتى في نفس العينة ، يمكن لأدوات التعكر المختلفة إخراج قيم مختلفة لقياس التعكر.

وعلى الرغم من أن وحدات التعكر يمكن أن تكون متساوية تقريبا ، من أجل ضمان دقة السجلات يجب الحفاظ على اتساق الأساليب والأدوات .

تاريخيا غالبا ما تم تبادل وحدات مثل NTU وJTU عن طريق الخطأ لأنه كان يعتقد أنها تعادل 55،56 ، ولسوء الحظ لا تزال هذه الممارسة موجودة اليوم خاصة بالنسبة لـ FNU وNTU 57.

توصي العديد من أدلة الأدوات فقط بالوحدات غير الملائمة لأنها معروفة جيدا ، ويمكن العثور على الوحدات المستخدمة مع طريقة القياس أو تصميم الأداة في قسم “معايير الجودة” .

يتم الحصول على هذه القراءات باستخدام مقياس التعكر EPA 180.1 (NTU) ومستشعر التعكر ISO 7027 (FNU) ، على الرغم من أن القراءات عادةً ما تكون متشابهة إلا أنها ليست متشابهة .

ويتم الحصول على هذه القراءات باستخدام مقياس التعكر EPA 180.1 (NTU) ومستشعر التعكر ISO 7027 (FNU) على الرغم من أن القراءات عادة ما تكون متشابهة إلا أنها ليست متشابهة .

إذا كان من الضروري للغاية استخدام وحدة معينة، فيمكن إنشاء علاقة بين نظامي التعكر ، عند استخدام نفس العينة أو نفس موقع المياه السطحية ، يمكن استخدام هذه النماذج المحسوبة للتحويل بين الوحدات ومقارنة البيانات من أدوات مختلفة .

وبالمثل يمكن إنشاء ارتباط بين تركيز الرواسب المعلقة وقياس التعكر ، ومع ذلك فإن نماذج الحساب هذه قابلة للتطبيق فقط على الموقع المحدد حيث يتم إجراء القياس  .

والمياه السطحية ليست ثابتة وسيختلف مستوى ومصدر العكارة حسب الموقع أو الموسم أو عوامل أخرى ، لذلك في المسطحات المائية الأخرى ذات أنواع الجسيمات وأحجامها وتوزيعاتها المختلفة .

ولم تعد هذه التحويلات دقيقة يجب إجراء قياسات جديدة لحساب نموذج تحويل جديد للموقع ، تسبب هطول المطر في فيتنام تقلبات كبيرة في التعكر حيث تعتبر من اسباب عكارة الماء .

معادلة قياس التعكر

طالما تم جمع بيانات كافية يمكن استخدام تحليل الانحدار الخطي لتحديد الارتباط بين إجمالي المواد الصلبة العالقة أو تركيز الرواسب المعلقة (مجم / لتر) ووحدات التعكر ، في عينات المعادن النقية، يتم التعبير عن هذه العلاقة بالمعادلة التالية:

معادلة التعكر:
NTU = a * TSS b
NTU = قياس العكارة
TSS = القيمة المقاسة للمواد الصلبة العالقة، مجم / لتر
A = معامل الانحدار المقدر
B = معامل الانحدار، يساوي تقريبا 1

قد تصبح المعادلة غير متسقة عند وجود مادة عضوية أو فقاعات أو مادة ملونة مذابة ، بالإضافة إلى ذلك تعتمد دقة الارتباط على العلاقة الخطية بين التعكر والمواد الصلبة العالقة .

عندما تصبح العلاقة غير خطية (بالنسبة لطريقة القياس الكلى ، تكون العلاقة أكثر من 40 NTU) ، لم تعد المعادلة تنطبق، يتم استخدام نمذجة المسح الجيولوجي الأمريكية بيانات التدفق والتعكر وقياسات الرواسب المعلقة لحساب نماذج الانحدار .

توصي هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية باستخدام تحويل لوغاريتمي بقاعدة 10 لتلبية افتراض انحدار خطي ” طرق قياس تعكر الماء”

يمكن قياس تعكر الماء بشكل مباشر بمقياس (مستشعر التعكر) ، أو بطريقة غير مباشرة باستخدام قرص ( أنبوب secchi).

طرق قياس تعكر الماء

  • القياس بمستشعر التعكر

يمكن قياس تعكر الماء بشكل مباشر بمقياس (مستشعر التعكر) ، أو بطريقة غير مباشرة باستخدام قرص ( أنبوب secchi)  .

والعكارة خاصية بصرية للماء وتعد واحدة من أكثر العوامل صعوبة في القياس ، يمكن اعتبار مقدار الماء الغامض أو المعتم قياسا شخصيا .

واعتمادا على طريقة القياس تم تحديد وحدات متباينة حتي يتم توحيد مستويات التعكر وإتاحة الفرصة لإجراء المقارنات ، هناك حاليا (3) طرق حديثة تستخدم في قياس التعكر و يوجد طريقتان لقياس إجمالي المواد الصلبة العالقة .

شملت هذه الطرق نطاق ودقة قياسات التعكر من حيث ( اختبارات رؤية الكائن الرئيسية ، وطرق الانقراض البصري التاريخي

وبالرغم من ذلك فإن كل طريقة تمتلك المزايا والقيود تعكر الماء ناتج عن الجزيئات والمواد الملونة فيه، ويمكن قياسه إما بالنسبة إلى صفاء الماء أو بشكل مباشر عن طريق استخدام أداة التعكر .

على سبيل المثال (مقياس العكارة ، أو مستشعر التعكر) ، كما أنه يمكن اعتبار مستشعرات التعكر علي أنها أداة من مقاييس التعكر الغاطسة( 28) ، وتشمل طرق نقاء الماء (قرص ، أو أنبوب سيكي) .

في الغالب تكون سريعة وغير مكلفة ولكنها تعد دقيقة فقط كالشخص الذي يقوم باستخدامها ، وتستعمل مقاييس التعكر( قياس النوى) ذات تشتت 90 درجة أو تقنيات أخرى .

وذلك للكشف عن التشتت البصري من أجل قياسات التعكر السريعة والدقيقة على عينات المياه ، وتستعمل أيضا (مستشعرات التعكر) تقنيات بصرية ، ولكن بدلا من استعمال خلايا العينة .

يمكن أن توضع مباشرة في مصدر المياه لقياس العكارة ، بالإضافة إلى ذلك يمكن استخدام مستشعرات التعكر في قياسات العكارة المستمرة 21،22،23 .

وبالرغم من ذلك فإنه عندما يستخدم عداد أو جهاز استشعار ، فإن أغلب بيانات التعكر من الصعب مقارنتها ، وحدات التعكر مثل (NTU) و( FNU) ليست ذا أهمية( فيزيائية، أو كيميائية، أو بيولوجية جوهرية) .

وبالتالي فإن الاختلاف في نوع الرواسب المعلقة مثل ( الطحالب ، أو الطين ، أو الرمل) وأيضا الاختلاف في تصميم الأداة سيغير قراءة التعكر ، من الممكن أن تصبح هذه الأدوات مريحة ودقيقة طالما تم الحفاظ على الاتساق .

كما يمكن أن تستخدم معلومات التشتت العكسي الخاصة بأجهزة قياس (دوبلر الصوتية) ، حتى يتم نمذجة تركيزات الرواسب المعلقة ، وهذه المعلومات من صحيفة حقائق الخاصة ب (هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية) 2014-3038.

ويعد إجمالي المواد الصلبة العالقة “TSS” سببا رئيسيا للعكارة ، كما يعد الوزن من الطرق الأكثر شيوعا والأكثر دقة لقياس المواد الصلبة العالقة .

حتى يتم قياس مجموع المواد الصلبة الذائبة ، يجب ترشيح عينة من الماء وتجفيفها ووزنها وتعد هذه الطريقة من أكثر التقنيات دقة لقياس إجمالي المواد الصلبة العالقة ، في حين أنها أكثر صعوبة وتستغرق وقتا طويلا  .

  • الطريقة الثانية

تعد من التطورات الحديثة التي أجرتها هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ،حيث قامت هذه المنظمة بتطوير التقنيات حتي يتم حساب الرواسب المعلقة من التشتت الخلفي الخاص بمقياس ( دوبلر الصوتي) .

على الرغم من أن هذه الطريقة لا تتميز بالدقة مثل مقياس الوزن ، إلا إنها تتيح الفرصة لقياسات الرواسب المعلقة المستمرة ، بالضبط كما توفر مستشعرات التعكر قياسات التعكر المستمرة .

يمكن أيضا تقدير إجمالي المواد الصلبة العالقة من قياسات التعكر ، ومع ذلك  يحتاج ذلك نمذجة الانحدار الخطي ويتعين إعادة حسابها لكل مدة أخذ العينات والموقع .

وليس هناك نموذج قياسي موجود نتيجة الاختلافات في( تدفق التيار، وتركيز الرواسب، وحجم الجسيمات) .

إزالة العكارة من الماء

  •  ترشيح القماش

يعد الترشيح من الخيارات البسيطة للمعالجة المسبقة لتعكر الماء وذلك عن طريق قطعة قماش متوفرة محليا ، ويصب المستخدمون الماء من حاويات النقل عن طريق القماش في حاوية التخزين [2] .

ومن ضمن فوائد هذه الطريقة البساطة وتوافر القماش على نطاقات واسعة ، وفعليا تم إثبات أن الترشيح عن طريق طبقات متعددة من (قماش الساري) يقلل من انتشار (الكوليرا) في بنغلاديش من خلال إزالة مجدافيات الأرجل التي تتعلق بها بكتيريا الكوليرا .
ومن عيوب هذه الطريقة أن سعة الترشيح للقماش ذات اختلاف كبير ، ووارد أن يتصف الترشيح عن طريق عدة طبقات من القماش بالبطء الشديد .

في الدراسات المختبرية نتيجة استخدام ترشيح القماش قل تعكر الماء ، ولكن ذلك لم ينقص من إحتياجها للكلور ، وأيضا كمية الكلور التي تستخدمها المواد العضوية قبل حدوث التطهير .

  •  ترشيح الرمل

تعد هذه الطريقة من الخيارات السريعة والبسيطة للمعالجة المسبقة ، حيث يصب المستخدمون الماء من حاويات النقل عن طريق (وعاء من الرمل بالحصى، وحنفية في الأسفل) .

ومن ثم يتدفق الماء داخل حاوية تخزين. يتميز الترشيح الرملي ذات فعالية في التخلص من بعض البكتيريا ، ويتميز أيضا بالبساطة والسرعة بالنسبة للمستخدم في حال أن الرمل يتوفر محليا فإنه غير مكلف.

من عيوب الترشيح الرملي أنه يحتاج (3) حاويات وحنفية ، حيث في الدراسات المختبرية نتيجة استخدام الترشيح الرملي قل تعكر الماء وانخفض الطلب على الكلور في المياه العكرة بطريقة كبيرة .

الوسوم
زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق