Définition de la turbidité

La turbidité est un effet optique résultant de l'interaction de la lumière avec des particules en suspension dans une solution, le plus souvent de l'eau. Les particules en suspension, telles que les sédiments, l'argile, les algues, la matière organique et d'autres organismes microbiens, diffusent la lumière traversant l'échantillon d'eau. La diffusion de la lumière par les particules en suspension dans cette solution aqueuse produit une turbidité, qui caractérise le degré auquel la lumière est gênée lors de son passage à travers la couche d'eau. La turbidité n'est pas un indice permettant de caractériser directement la concentration de particules en suspension dans un liquide. Il reflète indirectement la concentration de particules en suspension à travers la description de l'effet de diffusion de la lumière des particules en suspension dans la solution. Plus l'intensité de la lumière diffusée est grande, plus la turbidité de la solution aqueuse est grande.
Méthode de détermination de la turbidité
La turbidité est une expression des propriétés optiques d'un échantillon d'eau et est causée par la présence de substances insolubles dans l'eau, qui provoquent la diffusion et l'absorption de la lumière plutôt que de traverser l'échantillon d'eau en ligne droite. C'est un indicateur qui reflète les propriétés physiques de l'eau naturelle et de l'eau potable. Il est utilisé pour indiquer le degré de clarté ou de turbidité de l’eau et constitue l’un des indicateurs importants pour mesurer la qualité de l’eau.
La turbidité de l'eau naturelle est causée par de fines matières en suspension telles que le limon, l'argile, de fines matières organiques et inorganiques, des matières organiques colorées solubles, ainsi que du plancton et d'autres micro-organismes présents dans l'eau. Ces substances en suspension peuvent adsorber les bactéries et les virus, une faible turbidité est donc propice à la désinfection de l'eau pour tuer les bactéries et les virus, ce qui est nécessaire pour garantir la sécurité de l'approvisionnement en eau. Par conséquent, un approvisionnement en eau centralisé dans des conditions techniques parfaites doit s’efforcer de fournir une eau avec une turbidité aussi faible que possible. La turbidité de l'eau de l'usine est faible, ce qui est bénéfique pour réduire l'odeur et le goût de l'eau chlorée ; il est utile d’empêcher la reproduction de bactéries et autres micro-organismes. Le maintien d'une faible turbidité dans tout le système de distribution d'eau favorise la présence d'une quantité appropriée de chlore résiduel.
La turbidité de l'eau du robinet doit être exprimée en unité de turbidité dispersée NTU, qui ne doit pas dépasser 3NTU, et ne doit pas dépasser 5NTU dans des circonstances particulières. La turbidité de nombreuses eaux de traitement est également importante. Les usines de boissons, les usines de transformation des aliments et les usines de traitement de l'eau qui utilisent des eaux de surface s'appuient généralement sur la coagulation, la sédimentation et la filtration pour garantir un produit satisfaisant.
Il est difficile d’établir une corrélation entre la turbidité et la concentration massique des matières en suspension, car la taille, la forme et l’indice de réfraction des particules affectent également les propriétés optiques de la suspension. Lors de la mesure de la turbidité, toute la verrerie en contact avec l'échantillon doit être conservée dans des conditions de propreté. Après nettoyage à l'acide chlorhydrique ou au tensioactif, rincer à l'eau pure et égoutter. Les échantillons ont été prélevés dans des flacons en verre munis de bouchons. Après l'échantillonnage, certaines particules en suspension peuvent précipiter et coaguler lorsqu'elles sont placées, et ne peuvent pas être restaurées après vieillissement, et les micro-organismes peuvent également détruire les propriétés des solides, elles doivent donc être mesurées dès que possible. Si un stockage est nécessaire, il doit éviter tout contact avec l'air et doit être placé dans une pièce froide et sombre, mais pas plus de 24 heures. Si l'échantillon est conservé dans un endroit froid, ramener à température ambiante avant la mesure.
Actuellement, les méthodes suivantes sont utilisées pour mesurer la turbidité de l'eau :
(1) Type de transmission (y compris spectrophotomètre et méthode visuelle) : selon la loi de Lambert-Beer, la turbidité de l'échantillon d'eau est déterminée par l'intensité de la lumière transmise et le logarithme négatif de la turbidité de l'échantillon d'eau et de la lumière. la transmission se présente sous la forme d'une relation linéaire, plus la turbidité est élevée, plus la transmission de la lumière est faible. Cependant, en raison de l'interférence du jaune dans l'eau naturelle, l'eau des lacs et des réservoirs contient également des substances organiques absorbant la lumière, telles que des algues, qui interfèrent également avec la mesure. Choisissez une longueur d'onde de 680 pour éviter les interférences jaunes et vertes.
(2) Turbidimètre à diffusion : selon la formule de Rayleigh (Rayleigh) (Ir/Io=KD, h est l'intensité de la lumière diffusée, 10 est l'intensité du rayonnement humain), mesurez l'intensité de la lumière diffusée à un certain angle pour obtenir la détermination des échantillons d'eau à des fins de turbidité. Lorsque la lumière incidente est diffusée par des particules d'une taille de particule comprise entre 1/15 et 1/20 de la longueur d'onde de la lumière incidente, l'intensité est conforme à la formule de Rayleigh et les particules d'une taille de particule supérieure à la moitié de la longueur d'onde de la lumière incidente réfléchit la lumière. Ces deux situations peuvent être représentées par Ir∝D, et la lumière sous un angle de 90 degrés est généralement utilisée comme lumière caractéristique pour mesurer la turbidité.
(3) Turbidimètre à diffusion et transmission : utilisez Ir/It=KD ou Ir/(Ir+It)=KD (Ir est l'intensité de la lumière diffusée, c'est l'intensité de la lumière transmise) pour mesurer l'intensité de la lumière transmise et lumière réfléchie Et, pour mesurer la turbidité de l'échantillon. Étant donné que l’intensité de la lumière transmise et diffusée est mesurée en même temps, elle présente une sensibilité plus élevée sous la même intensité lumineuse incidente.
Parmi les trois méthodes ci-dessus, le turbidimètre à diffusion-transmission est le meilleur, avec une sensibilité élevée, et la chromaticité de l'échantillon d'eau n'interfère pas avec la mesure. Cependant, en raison de la complexité de l'instrument et de son prix élevé, il est difficile de le promouvoir et de l'utiliser en sol. La méthode visuelle est fortement influencée par la subjectivité. G En fait, la mesure de la turbidité utilise principalement un turbidimètre à diffusion. La turbidité de l'eau est principalement causée par des particules telles que les sédiments présents dans l'eau, et l'intensité de la lumière diffusée est supérieure à celle de la lumière absorbée. Par conséquent, le turbidimètre à diffusion est plus sensible que le turbidimètre à transmission. Et comme le turbidimètre à diffusion utilise la lumière blanche comme source de lumière, la mesure de l'échantillon est plus proche de la réalité, mais la chromaticité interfère avec la mesure.
La turbidité est mesurée par la méthode de mesure de la lumière diffusée. Selon la norme ISO 7027-1984, le turbidimètre répondant aux exigences suivantes peut être utilisé :
(1) La longueur d'onde λ de la lumière incidente est de 860 nm ;
(2) La bande passante spectrale incidente △λ est inférieure ou égale à 60 nm ;
(3) La lumière incidente parallèle ne diverge pas et aucune focalisation ne dépasse 1,5° ;
(4) L'angle de mesure θ entre l'axe optique de la lumière incidente et l'axe optique de la lumière diffusée est de 90 ± 25°.
(5) L'angle d'ouverture ωθ dans l'eau est de 20°～30°.
et déclaration obligatoire des résultats dans les unités de turbidité formazine
① Lorsque la turbidité est inférieure à 1 unité de turbidité à diffusion de formazine, elle est précise à 0,01 unité de turbidité à diffusion de formazine ;
②Lorsque la turbidité est de 1 à 10 unités de turbidité à diffusion de formazine, elle est précise à 0,1 unités de turbidité à diffusion de formazine ;
③ Lorsque la turbidité est comprise entre 10 et 100 unités de turbidité à diffusion de formazine, elle est précise à 1 unité de turbidité à diffusion de formazine ;
④ Lorsque la turbidité est supérieure ou égale à 100 unités de turbidité à diffusion de formazine, elle doit être précise à 10 unités de turbidité à diffusion de formazine.
1.3.1 De l’eau sans turbidité doit être utilisée pour les étalons de dilution ou les échantillons d’eau diluée. La méthode de préparation de l'eau sans turbidité est la suivante : faire passer l'eau distillée à travers une membrane filtrante avec une taille de pores de 0,2 μm (la membrane filtrante utilisée pour l'inspection bactérienne ne peut pas répondre aux exigences), rincer le ballon à collecter avec de l'eau filtrée au moins deux fois et jetez les 200 ml suivants. Le but de l'utilisation d'eau distillée est de réduire l'influence de la matière organique présente dans l'eau pure échangeuse d'ions sur la détermination et de réduire la croissance des bactéries dans l'eau pure.
1.3.2 Le sulfate d'hydrazine et l'hexaméthylènetétramine peuvent être placés dans un dessiccateur de gel de silice pendant la nuit avant la pesée.
1.3.3 Lorsque la température de réaction est comprise entre 12 et 37 °C, il n'y a aucun effet évident sur la génération de turbidité (formazine) et aucun polymère ne se forme lorsque la température est inférieure à 5 °C. Par conséquent, la préparation de la solution mère étalon de turbidité de formazine peut être effectuée à température ambiante normale. Mais la température de réaction est basse, la suspension est facilement absorbée par la verrerie et la température est trop élevée, ce qui peut faire chuter la valeur standard de turbidité élevée. Par conséquent, la température de formation de formazine est mieux contrôlée à 25 ± 3°C. Le temps de réaction du sulfate d'hydrazine et de l'hexaméthylènetétramine était presque terminé en 16 heures, et la turbidité du produit a atteint son maximum après 24 heures de réaction, et il n'y avait aucune différence entre 24 et 96 heures. le
1.3.4 Pour la formation de formazine, lorsque le pH de la solution aqueuse est de 5,3 à 5,4, les particules sont en forme d'anneau, fines et uniformes ; lorsque le pH est d'environ 6,0, les particules sont fines et denses sous forme de fleurs de roseau et de flocs ; Lorsque le pH est de 6,6, des particules ressemblant à des flocons de neige de grande, moyenne et petite taille se forment.
1.3.5 La solution standard avec une turbidité de 400 degrés peut être conservée pendant un mois (même six mois au réfrigérateur), et la solution standard avec une turbidité de 5 à 100 degrés ne changera pas en une semaine.