Grugg í yfirborðsvatni

Hver er grugginn?
Gruggur vísar til hversu hindrun lausnar á ljósleiðara er, sem felur í sér dreifingu ljóss með svifefnum og frásog ljóss með leystum sameindum.
Grugg er færibreyta sem lýsir fjölda svifagna í vökva. Það tengist þáttum eins og innihaldi, stærð, lögun og brotstuðul svifefna í vatninu. Í vatnsgæðaprófunum er gruggi mikilvægur mælikvarði, sem getur endurspeglað styrk svifefna í vatninu og er einnig ein af grunninum fyrir skynmati fólks á vatnsgæðum. Grugg er venjulega mæld með því að mæla magn ljóss sem dreift er af svifryki í vatninu þegar ljós fer í gegnum vatnssýnin. Þessi svifryk eru venjulega örsmá, með stærðir yfirleitt á stærðargráðunni míkron og neðan. Grugginn sem nútíma tæki sýnir er venjulega dreifandi grugg og einingin er NTU (Nephelometric Turbidity Units). Mæling á gruggi er mjög mikilvæg til að meta gæði drykkjarvatns, vegna þess að hún tengist ekki aðeins tærleika vatnsins heldur endurspeglar óbeint styrk örvera í vatninu, sem hefur áhrif á sótthreinsandi áhrif.
Grugg er hlutfallsleg mæling sem ákvarðast af því hversu mikið ljós kemst í gegnum vatnssýni. Því hærra sem grugginn er, því minna ljós fer í gegnum sýnið og vatnið virðist „skýjara“. Hærra gruggstig stafar af föstum ögnum sem eru sviflausnar í vatninu, sem dreifa ljósi í stað þess að senda það í gegnum vatnið. Eðliseiginleikar sviflausna agna geta haft áhrif á heildar grugg. Stærri agnir dreifa ljósi og beina því áfram og auka þar með gruggann með því að trufla ljóssendinguna í gegnum vatnið. Kornastærð hefur einnig áhrif á gæði ljóssins; stærri agnir dreifa lengri bylgjulengdum ljóss auðveldara en styttri bylgjulengdir, en smærri agnir hafa meiri dreifingaráhrif á styttri bylgjulengdir. Aukinn styrkur agna dregur einnig úr ljósgeislun þar sem ljósið kemst í snertingu við aukinn fjölda agna og fer styttri vegalengd á milli agna, sem leiðir til margfaldrar dreifingar á hverja ögn.

Uppgötvunarreglan
Grugg 90 gráðu dreifingaraðferð er algeng aðferð til að mæla gruggleika lausna. Þessi aðferð byggir á dreifingarfyrirbærinu sem lýst er með Lorentz-Boltzmann jöfnunni. Þessi aðferð notar ljósmæli eða ljósmæli til að mæla styrk ljóssins sem fer í gegnum sýnishornið sem verið er að prófa og styrk ljóssins sem sýnið dreifir í 90 gráðu dreifingarstefnu og reiknar grugg sýnisins út frá mældum gildum. Dreifingarsetningin sem notuð er í þessari aðferð er: Beer-Lambert lögmálið. Þessi setning kveður á um að undir virkni planbylgju sem geislar jafnt út, minnkar rafsjónsvörun innan lengdareiningar með veldisfalli ljósleiðarlengdarinnar, sem er hið klassíska Beer-Lambert lögmál. Með öðrum orðum, ljósgeislar sem lenda í ögnum sem eru sviflausnir í lausn dreifast mörgum sinnum og sumir geislar dreifast í 90 gráðu horn. Þegar þessi aðferð er notuð mun tækið mæla hlutfall styrks ljóss sem dreift er af þessum ögnum í 90 gráðu horni og styrks ljóss sem fer í gegnum sýnið án þess að dreifast. Þegar styrkur gruggagna eykst mun styrkur dreifðs ljóss einnig aukast og hlutfallið verður stærra, þess vegna er stærð hlutfallsins í réttu hlutfalli við fjölda agna í sviflausninni.
Reyndar, við mælingu, er ljósgjafinn settur lóðrétt inn í sýnið og sýnið sett í stöðu með 90° dreifingarhorni. Grugggildi sýnisins er hægt að fá með því að mæla ljósstyrkinn sem mældur er beint án þess að fara í gegnum sýnið og 90° dreifða ljósstyrkinn sem myndast í sýninu með ljósmæli og sameinast litmælingaraðferðinni.
Þessi aðferð hefur mikla nákvæmni og er mikið notuð við gruggmælingar í vatni, frárennsli, matvælum, lyfjum og umhverfissviðum.

Hver er helsta orsök gruggs í yfirborðsvatni?
Grugg í yfirborðsvatni stafar fyrst og fremst af svifefnum í vatninu. 12
Meðal þessara svifefna eru silt, leir, lífræn efni, ólífræn efni, fljótandi efni og örverur o.s.frv., sem koma í veg fyrir að ljós komist inn í vatnshlotið og gerir vatnshlotið þannig gruggugt. Þetta svifryk getur stafað af náttúrulegum ferlum, svo sem stormum, vatnshreinsun, vindi osfrv., eða frá mannlegum athöfnum, svo sem landbúnaði, iðnaði og losun í borgum. Mæling á gruggi er venjulega í ákveðnu hlutfalli við innihald svifefna í vatninu. Með því að mæla styrk dreifðs ljóss má gróflega skilja styrk svifefna í vatninu.
Mæling á gruggi
Lianhua gruggmælir LH-P305 notar 90° dreifða ljósaðferðina, með mælisviðinu 0-2000NTU. Hægt er að skipta sjálfkrafa um tvöfalda bylgjulengdina til að forðast truflun á litatruflunum í vatni. Mælingin er einföld og niðurstöðurnar nákvæmar. Hvernig á að mæla grugg
1. Kveiktu á handfesta gruggmælinum LH-P305 til að forhita, einingin er NTU.
2. Taktu 2 hreinar litamælingarglös.
3. Taktu 10 ml af eimuðu vatni og settu það í litmælingarglas nr. 1.
4. Taktu 10 ml af sýninu og settu það í litmælingarglas nr. 2. Þurrkaðu ytri vegginn hreinan.
5. Opnaðu litmælingartankinn, settu í litmælingarrör nr. 1, ýttu á 0 takkann og skjárinn mun sýna 0 NTU.
6. Taktu út litamælisrör nr. 1, settu litmælingarrör nr. 2 í, ýttu á mælihnappinn og skjárinn sýnir niðurstöðuna.
Umsókn og samantekt
Grugg er mikilvægur mælikvarði á vatnsgæði vegna þess að það er sýnilegasta vísbendingin um hversu „hrein“ vatnsból er. Mikið grugg getur bent til þess að vatnsmengunarefni séu skaðleg mönnum, dýrum og plöntum, þar á meðal bakteríum, frumdýrum, næringarefnum (eins og nítrötum og fosfór), varnarefnum, kvikasilfri, blýi og öðrum málmum. Aukið grugg í yfirborðsvatni gerir vatnið óhentugt til manneldis og getur einnig gefið vatnsborna sýkla eins og sjúkdómsvaldandi örverur á yfirborð í vatninu. Mikið grugg getur einnig stafað af frárennslisvatni frá fráveitukerfum, afrennsli í þéttbýli og jarðvegseyðingu frá þróun. Því ætti að nota gruggmælingar mikið, sérstaklega á vettvangi. Einföld tæki geta auðveldað eftirlit ýmissa eininga með vatnsskilyrðum og í sameiningu staðið vörð um langtímaþróun vatnsauðlinda.