$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
العكارة والمواد الصلبة الكلية هي قياسات مرتبطة تستخدم لتحديد وضوح المياه السطحية.
التعكر هو مقياس غير مباشر لنقاء الماء يحدد كمية الضوء التي يمكن أن تمر عبر الماء. إجمالي المواد الصلبة هو قياس مباشر يسجل الكتلة الكلية للجزيئات الصلبة العالقة في الماء.
يمكن أن تحدث المستويات العالية من التعكر أو المواد الصلبة الكلية في الماء بسبب العديد من العوامل البيئية. وتشمل هذه تآكل التربة أو تصريف النفايات أو الجريان السطحي أو التغيرات في المجتمعات البيئية بما في ذلك نمو الطحالب أو وفرة الكائنات القاعية التي يمكن أن تعطل الرواسب في عمود الماء.
يمكن أن تؤدي العكارة العالية والمواد الصلبة العالقة إلى خفض جودة المياه عن طريق امتصاص الحرارة ، مما يتسبب في زيادة درجة حرارة الماء وانخفاض مماثل في مستويات الأكسجين ، حيث يحتوي الماء الدافئ على كمية أقل من الأكسجين. قد ينخفض التمثيل الضوئي ، حيث أن ضوء الشمس الأقل قادر على اختراق الماء ، مما يجعله غير قادر على دعم بعض الحياة المائية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للمواد الصلبة العالقة أن تسد الخياشيم ، وتخنق البيض ، وتقلل من معدلات النمو ، وتعطل الموائل الدقيقة للعديد من الكائنات المائية.
سيوضح هذا الفيديو كيفية قياس التعكر في بيئة معملية ، وكيفية حساب إجمالي المواد الصلبة في عينات المياه.
يحدث التعكر بسبب الجسيمات الصلبة المعلقة في الماء والتي تشتت الضوء بدلا من السماح بنقله. يتم تحديد درجة التعكر من خلال تركيز الجسيمات وحجمها ولونها. تشتت الجسيمات الأكبر حجما الضوء وتركز الضوء في اتجاه أمامي مقارنة بالجسيمات الأصغر. يمكن أن يؤثر حجم الجسيمات أيضا على جودة الضوء ، حيث تنتشر الجسيمات الأكبر أطوال موجية أطول من الضوء أكثر من الأطوال الموجية الأقصر. على العكس من ذلك ، تشتت الجسيمات الأصغر الأطوال الموجية القصيرة بشكل أكثر كثافة ، بينما يكون لها تأثير ضئيل نسبيا على الأطوال الموجية الأطول.
إذا كانت الجسيمات متجمعة بكثافة في عينة ، فسوف يتلامس الضوء مع عدد متزايد من الجسيمات ، ويسافر مسافة أقصر بينها ، مما يؤدي إلى أحداث تشتت متعددة. الحلول الأقل كثافة لها مسار حر متوسط أطول. تمتص الجسيمات الداكنة المزيد من الضوء ، وتزيد الجسيمات الأخف من التشتت ، مما يؤدي إلى زيادة التعكر بشكل عام. بشكل عام ، تؤدي الجسيمات الداكنة إلى تعكر أعلى من الجسيمات الفاتحة بسبب زيادة كمية الطاقة الضوئية الممتصة.
إحدى طرق قياس التعكر هي باستخدام قرص Secchi. بالنسبة للمياه العذبة ، هذا قرص معدني يبلغ قطره 20 سم مع أرباع سوداء وبيضاء بالتناوب. للاستخدام البحري ، يكون القرص الأبيض العادي الذي يبلغ قطره حوالي 30 سم قياسيا. في كلتا الحالتين ، يتم توصيل القرص بحبل محدد على فترات زمنية محددة ، ويتم إسقاطه في الماء حتى لا يمكن رؤيته. يتم تسجيل طول الحبل عند نقطة الاختفاء على أنه عمق Secchi ، والذي يرتبط بتعكر الماء.
ومع ذلك ، هناك قيود على هذه الطريقة الميدانية. يتطلب بروتوكول التسجيل المثالي ظروفا مشمسة ومنطقة اختبار مظللة. قد تشكل ضفاف الأنهار شديدة الانحدار أو العريضة أو الرخوة صعوبات أو خطرا على مشغلي الأقراص ، أو قد يكون الوصول إلى قارب ضروريا. يتيح استخدام أنابيب التعكر لجمع المياه لإجراء التحليل مرة أخرى في المختبر قياسات أكثر أمانا وتوحيدا.
بمجرد عودة عينات المياه إلى المختبر ، تتم مقارنتها بعينة مرجعية. للقيام بذلك ، تتم إضافة كاشف التعكر القياسي إلى الماء منزوع الأيونات بزيادات محددة مسبقا لزيادة الغيوم حتى تتم مطابقة العينات ، بناء على ملاحظة نقطة ثابتة في أسفل العمودين. يمكن بعد ذلك تسجيل كمية الكاشف المضافة لمطابقة العينات وتحويلها إلى وحدات تعكر جاكسون أو "JTU" باستخدام جدول مرجعي.
يمكن الحصول على إجمالي المواد الصلبة عن طريق تبخير الماء من العينة لعزل المواد الصلبة ووزنها.
والآن بعد أن أصبحنا على دراية بالمبادئ الكامنة وراء قياسات العكارة والمواد الصلبة الكلية، دعونا نلقي نظرة على كيفية قياسها في بيئة المختبر.
بمجرد جمع عينة المياه في الحقل ، أحضرها إلى المختبر لتحليلها. أولا ، حدد عمود تعكر نظيف واملأ خط 50 مل بعينة الماء.
بعد ذلك ، املأ عمود التعكر "الفارغ" الثاني بالماء منزوع الأيونات إلى خط 50 مل.
ضع الأنبوبين جنبا إلى جنب ولاحظ النقطة السوداء في قاعدة عمود التعكر. إذا كانت النقطة السوداء واضحة بشكل متساو في كلا الأنبوبين ، فإن التعكر يساوي صفرا. إذا كانت النقطة السوداء في أنبوب العينة أقل وضوحا ، فسيكون من الضروري إضافة كاشف التعكر القياسي لمطابقة تعكر العينة المرجعية مع عينة الاختبار.
هز كاشف التعكر القياسي لإعادة تعليق الجسيمات. أضف 0.5 مل من الكاشف إلى أنبوب الماء المقطر ، واستخدم قضيب التحريك لخلط المحتويات جيدا.
تحقق من التعكر مرة أخرى عن طريق وضع أنبوب العينة والأنبوب المرجعي جنبا إلى جنب ، والنظر لأسفل من خلال المحاليل على النقاط السوداء. إذا كانت تعكر ماء العينة لا تزال أكبر من تعكر الماء المقطر ، فاستمر في إضافة كاشف التعكر القياسي بزيادات قدرها 0.5 مل ، حتى تبدو تعكر الأنبوبين متطابقة ، وتسجيل كمية الكاشف المستخدم والخلط بعد كل إضافة. أخيرا ، سجل المبلغ الإجمالي لكاشف التعكر القياسي المضاف. استخدم هذه القيمة للتحويل إلى وحدات تعكر جاكسون.
بالإضافة إلى قياس التعكر ، يمكن أيضا تحديد إجمالي المواد الصلبة الموجودة في العينة. بأيدي مرتدية قفازات ، قم بتسمية العقاب بقلم رصاص شحم. يعتبر قلم الشحوم مثاليا ، حيث سيتم وضع هذه الأكواب لاحقا في الفرن. بعد ذلك ، قم بتشغيل الميزان وقم بتشغيله. باستخدام الأيدي التي ترتدي القفازات لتجنب نقل رطوبة الجسم وتغيير وزن الدورق ، ضع إحدى الأكواب الفارغة على الميزان ، وسجل الوزن.
تأكد من خلط ماء العينة جيدا عن طريق تدويرها برفق ، ثم خذ أسطوانة متدرجة وقم بقياس 100 مل من عينة الماء. صب هذا في الدرق. ضع دورق العينة في فرن مضبوطة على 100؟ C لمدة 48 ساعة من أجل تبخير السائل وتجفيف البقايا الناتجة. أخرجي الدورق من الفرن بأيدي مرتدية القفازات ، واتركيه يبرد حتى يصل إلى درجة حرارة الغرفة ، وأعد وزن الدورق الذي يحتوي على البقايا. لتحديد وزن البقايا ، اطرح الوزن الأولي للدورق الفارغ من وزن الدورق مع البقايا. بعد ذلك ، قم بتحويل وزن البقايا إلى مجم / لتر باستخدام هذا الحساب.
تصنف عينات التعكر التي تحتوي على JTU أقل من 10 على أنها "ممتازة". ويصنف نطاق من 11 إلى 20 وحدة حرارية جينية على أنه "جيد"، وتكون عينة من 21 إلى 90 وحدة حرارية مشتركة "عادلة"، وفي عينات تزيد عن 90 وحدة حرارية جينية تصنف العكارة على أنها "ضعيفة".
يمكن تصنيف إجمالي المواد الصلبة باستخدام فئات التحليل الكمي لمراقبة جودة المياه لقياسات المواد الصلبة الإجمالية. هنا ، يتم تصنيف إجمالي قياس المواد الصلبة التي تقل عن 100 مجم / لتر على أنها "ممتازة" ، و 101 إلى 250 على أنها "جيدة" ، و 251 إلى 400 "معتدلة" ، والعينات التي تزيد عن 400 مجم / لتر مصنفة على أنها "ضعيفة".
يمكن أن تكون مقاييس التعكر والمواد الصلبة الكلية مفيدة في مجموعة متنوعة من المواقف ، والطرق المحتملة الأخرى لجمع هذه البيانات وقياسها.
طريقة أخرى لقياس التعكر تستخدم مستشعرا محسنا لقياسه مباشرة. أولا ، تتم معايرة المستشعر باستخدام عينة من التعكر المعروف والماء منزوع الأيونات الفارغ. بعد ذلك ، يتم وضع عينة ماء في مستشعر التعكر ، وستعرض الشاشة المحمولة قراءة للتعكر. هذه الطريقة لها فوائد على القياسات المختبرية من حيث أنها أسرع وأبسط ويمكن إجراؤها في الميدان ، ولكنها تتطلب شراء معدات أكثر تكلفة.
يمكن أيضا قياس إجمالي المواد الصلبة الذائبة في الحقل باستخدام جهاز آلي يستخدم مسبار التوصيلية الكهربية للحصول على قراءة. هنا ، تتم معايرة المسبار يدويا وضبطه لتسجيل الجسيمات بالملغم / لتر. يتم غمر المسبار في عينة الماء ويتم عرض إجمالي قراءة المواد الصلبة الذائبة على الشاشة المحمولة. مرة أخرى ، توفر هذه الطريقة نتائج أسرع وأسهل من الطريقة المختبرية ، ولكنها تتطلب شراء مقياس LabQuest ومسبار التوصيلية.
لقد شاهدت للتو مقدمة JoVE عن التعكر والمواد الصلبة الكلية في المياه السطحية. يجب أن تفهم الآن النظرية والمبادئ الكامنة وراء هذين القياسين القيمين لجودة المياه ، وكيفية قياسهما ، وكيفية استخدام هذه القياسات لتحديد جودة عينات المياه الخاصة بك. شكرا للمشاهدة!
