Измерение мутности – что это такое?
Одним из самых важных интегральных показателей в области аналитической практики является величина мутности. Данный показатель получил применение в различных сферах, таких как водоподготовка, деятельность по водоочистке, химическая и пищевая промышленности.
Мы уже 10 лет производим и поставляем оборудование для определения мутности воды
Данный метод анализа развивался постепенно и включал в себя различные направления, стоит отметить, что величина мутности обладает разносторонними свойствами, также, существуют различные отраслевые стандарты, которые, в свою очередь, имеют узкую специализацию и ориентацию на какую-то определенную технологию (следствием всего вышеперечисленного стало появление большого множества единиц измерения мутности. Что значительно затрудняет выбор нужного анализатора мутности).
Мутномеры и их разновидности
Рассмотрим термины (а также, пояснения к некоторым из них), которые употребляются в контексте данной тематики:
| Английская литература по тематике | Российская литература по тематике |
|
1. Турбидиметр (прибор, анализирующий мутность, по фотометрическому принципу, который определяет поглощение в слое вещества, подвергаемого анализу, с условием, что источник, от которого исходит излучение, также как детектор, располагаются на одной оси) 2. Турбидиметрия – метод анализа |
1. Мутномер 2. Нефелометр (устройство работает по принципу светорассеяния, которое определяется под углом 90° по отношению к источнику) 3.анализатор взвешенных частиц |
В данной публикации возьмем за основу термин "мутномер", так как в конструкциях наибольшего количества устройств для анализа, используются детекторы (они отстроены для проходящего и рассеянного под различными углами относительно источника излучения).
Классификации единиц мутности и ее особенности
Конечной целью всех анализов является получение информации о содержащихся в анализируемой субстанции взвешенных веществ (размер, концентрация), обуславливающих мутность, отсюда появляется необходимость узнать единицы измерения.От чего же зависят результаты проводимых измерений? Рассмотрим их:
- условия, в которых проводятся измерения,
- природа образца,
- конструкция оборудования.
- калибровочные стандарты оборудования,
- источник, производящий излучение,
- количество детекторов и то, как они располагаются.
Классификации единиц мутности и ее особенности
Формазиновые стандарты являются наиболее распространенными, так как формазиновая сусупензия обладает уникальными свойствами (предоставляет возможности долгого хранения и воспроизводимость), которые привели к ее широкому использованию как первичного стандарта в калибровочном процессе мутномеров. Единицы мутности на основе формазина:
FTU (ЕМФ - единицы мутности по формазину) – данная единица измерения практически имеет соответствие с концентрацией формазиновой суспензии (в мг/л).
Группа единиц мутности №2 – сюда попали единицы, которые выражают уровень концентрации конкретных веществ, таких как каолин, кремнезем, а может отобразить уровень других стандартов, которые характеризуют тип производства, о котором идет или происходит обеспечение наилучшей корреляции.
Говоря о выше перечисленных единицах мутности, стоит указать, что их регламентируют только используемые стандарты, но не разновидность источника, или метод детектирования.
Нефелометрия: источники излучения
Рассмотрим классификацию по виду источника излучения и методу детектирования (данная классификация относится к группам формазиновых единиц мутности):
Применение различных единиц мутности на практике
Говоря об индексах, относящихся к обозначениям единиц, стоит отметить, что они опускаются, а это означает, что важно изучить технические спецификации оборудования, чтоб иметь достоверную информацию о методе измерения. Если рассматривать факты формально, то значения FNU, которые были получены, невозможно приравнивать к NTU, так как характерные особенности рассеяния белого света имеют значительные отличия от рассеяния монохроматического излучения в ближней ИК-области. Также, стандарты USEPA и ISO в значительной степени отличаются друг от друга.
| Источник излучения | Детектирование (способы) |
|
1. Вольфрамовая лампа (наиболее широкое применение) 2. Источник монохроматического излучения (ближняя ИК-область, где длина волны 860-890 нм – это может быть ИК-светодиод) 3. Источник белого света (при использовании данного вида излучения применяются светофильтры разных видов, так как они могут компенсировать воздействие окраски компонента, который анализируется. Здесь единица турбидиметрической мутности не может существовать, из-за присутствия окраски, привносящей погрешности в результаты измерений.) |
Угол позиционирования детекторов: 1 80°, то есть детектор позиционируется той же самой оси, что и источник излучения, с анализом проходящего света (турбидиметрия). Данный детектор должен иметь возможность применения в анализе растворов, которые неокрашены, также возможен вариант с окрашиванием, когда используется ИК-источник (диапазон 5-1000 FTU); 2. 90° - расположение детектора под углом 90° относительно источника излучения, при этом происходит анализ света, который рассеян под прямым углом - нефелометрия. Когда производится анализ низких, а также сверхнизких значений мутности, детектор способен иметь наилучший отклик; 3. 90°+ХХ° - в данном случае, дополнительно применяются несколько (либо один) детекторов, располагающихся под углами 180°, 45°, 135°, если не считать нефелометрический детектор, который расположен под углом 90°. Данная цепочка детекторов дает возможность охвата большого диапазона измерений, а также, происходит частичная компенсация цветности. Существует особый алгоритм обработки сигналов детекторов – здесь происходит разделение на «ноу-хау» различных производителей, результат, по итогу, проявляется в нефелометрических единицах (появляется пометка R или ratio); 4. Если применяются другие углы для расположения детекторов по отношению к источнику излучения, обеспечивается максимальная точность в заложенном диапазоне измерения. Широкую известность получил детектор обратного рассеяния или детектор 260-285°, в данном случае, происходит добавление суффикса BS к единице измерения; зависимость отклика разнообразных детекторов от величины мутности можно отследить на рисунке ниже (используемый для снятия данных нефелометрический детектор может применяться только в ограниченном диапазоне и, обязательно, с турбидиметрическим детектором, что сможет привести к использованию диапазона измерения до 1000 - 1100 FTU. Прибор может использоваться с несколькими установленными на нем детекторами, но здесь стоит учитывать зависимость от режима и измеряемого диапазона, поэтому возможно использование лишь одного или нескольких, а это ведет к получению результатов в различных единицах. |
Применение различных единиц мутности на практике
Говоря об индексах, относящихся к обозначениям единиц, стоит отметить, что они опускаются, а это означает, что важно изучить технические спецификации оборудования, чтоб иметь достоверную информацию о методе измерения. Если рассматривать факты формально, то значения FNU, которые были получены, невозможно приравнивать к NTU, так как характерные особенности рассеяния белого света имеют значительные отличия от рассеяния монохроматического излучения в ближней ИК-области. Также, стандарты USEPA и ISO в значительной степени отличаются друг от друга.
|
|
USEPA 180.1 | ISO 7027 |
| Спектральный диапазон | Вольфрамовая лампа с температурой цвета 2200 - 3000°К | 860 НМ |
| Ширина спектральной линии | Нет определения | 60 нм (конус расхождения не более, чем 1,5 градуса) |
| Угол измерения | 90° (± 30°) | 90° (± 2.5°) |
| Апертурный угол | Нет определения | 20° - 30° |
| Расстояние, которое было пройдено испускаемым и рассеянным излучением (в образце) | 10 сантиметров | Нет определения |
| Стандарты калибровки | Формазин, либо AEPA-1 | Формазин |
Рассмотрим одно из самых важных преимуществ стандарта ISO:
- дополнительное включение нормативов измерения мутности, при использовании нескольких детекторов (например, детектора проходящего света).
Единицы мутности и их сопоставление
В данной части статьи мы рассмотрим самые часто применяемые единицы измерения мутности. Технологии не стоят на месте, а это означает, что многие стандарты перестают использоваться, примером служит JTU. Появляются новые стандарты, которые способны отвечать современным требованиям. Сопоставляя единицы мутности, важно помнить, что:
1) Знак «=» между разными формазиновыми единицами мутности (FTU) возможно установить лишь в точках калибровки (применимо для формазиновой суспензии).
2) Результаты, которые были получены на приборах с разной конструкцией, сравнению не подлежат.
3) Выбор мутномера должен основываться на:
- государственный стандарт,
- отраслевой стандарт,
- корпоративный стандарт.
Либо, необходимо ориентироваться на конкретные задачи.
|
Всё оборудование сертифицировано на территории РФ и имеет межповерочный интервал до 5-ти лет
|
Отправить заявку
|